2025年全國化學實驗技能競賽理論考核練習題及答案1單項選擇（每題2分，共20分）1.1用25mL移液管移取0.1000mol·L?1K?Cr?O?溶液時，若管尖殘存0.50mm液柱未吹出，則實際取液體積相對誤差最接近A.0.020%?B.0.20%?C.2.0%?D.20%答案：B1.2下列哪種干燥劑對氨氣吸附量最小A.無水CaCl??B.P?O??C.硅膠?D.分子篩3A答案：A1.3在冰鹽?。?10°C）中穩(wěn)定存在的標準電極是A.飽和甘汞?B.Ag/AgCl（3mol·L?1KCl）?C.標準氫?D.Ag/AgCl（飽和KCl）答案：B1.4用0.020mol·L?1EDTA滴定25.00mL含Ca2?水樣，指示劑為鈣黃綠素，終點時溶液由酒紅變純藍，該顏色變化對應(yīng)A.配位場躍遷?B.金屬→配體電荷轉(zhuǎn)移?C.配體內(nèi)部π→π?D.d–d躍遷答案：C1.5下列哪種萃取體系可在pH=1時定量分離Fe3?與Al3?A.8–羥基喹啉/CHCl??B.乙酰丙酮/CCl??C.磺基水楊酸/戊醇?D.雙硫腙/CCl?答案：B1.6用碘量法測Cu2?時，若溶液含少量Fe3?，應(yīng)加入A.NH?HF??B.H?PO??C.酒石酸?D.檸檬酸答案：A1.7下列哪種操作可降低原子吸收光譜的基體干擾A.提高燈電流?B.使用Zeeman背景校正?C.減小狹縫?D.改用乙炔–空氣火焰答案：B1.8在反相HPLC中，若待測物保留時間過長，應(yīng)優(yōu)先A.提高水相比例?B.降低流速?C.升高柱溫?D.減小進樣量答案：C1.9用鄰苯二甲酸氫鉀標定NaOH時，若稱樣量偏小，導致A.標定濃度偏高?B.偏低?C.無影響?D.隨機誤差增大答案：A1.10下列哪種氣體可用堿石灰管干燥A.HCl?B.SO??C.NH??D.Cl?答案：C2多項選擇（每題3分，共15分；多選少選均不得分）2.1下列哪些措施可提高酸堿滴定突躍范圍A.增加被測酸濃度?B.選用更強堿?C.降低溶劑介電常數(shù)?D.升高溫度?E.加入惰性鹽答案：ABD2.2關(guān)于減壓過濾，正確的是A.布氏漏斗直徑應(yīng)大于濾紙直徑?B.抽氣前需先潤濕濾紙?C.停止時應(yīng)先拔管再關(guān)泵?D.可用普通錐形瓶接收?E.強堿性溶液可用玻璃纖維濾膜答案：BCE2.3下列哪些離子在pH=10的氨緩沖中可與EDTA定量絡(luò)合A.Mg2??B.Ca2??C.Fe3??D.Al3??E.Zn2?答案：ABE2.4用Karl–Fischer法測水時，若終點漂移，可能原因A.試劑失效?B.玻璃器皿潮濕?C.樣品含ROOH?D.攪拌過快?E.環(huán)境濕度高答案：ABCE2.5下列哪些操作可降低紫外分光光度法雜散光A.使用雙光束?B.降低狹縫?C.選用石英比色皿?D.定期擦拭光路?E.避開吸收峰尾端測量答案：BDE3填空題（每空1分，共30分）3.1用Na?S?O?標定I?時，常用________作基準物，反應(yīng)摩爾比為________。答案：K?Cr?O?，1:63.2實驗室制取少量Cl?的離子方程式為________，尾氣用________吸收。答案：MnO?+4H?+2Cl?→Mn2?+Cl?↑+2H?O，NaOH3.3在GC–FID中，載氣常用________，檢測器溫度應(yīng)高于柱溫________°C以上。答案：N?，303.4用酚酞作指示劑，NaOH滴定H?PO?至第二化學計量點，產(chǎn)物為________，此時溶液pH約________。答案：Na?HPO?，9.73.5原子發(fā)射光譜中，內(nèi)標法要求內(nèi)標線與分析線應(yīng)具有相近的________與________。答案：激發(fā)電位，電離度3.6用KMnO?法測Fe2?時，若溶液酸度不足，會生成________棕色沉淀，其化學式為________。答案：MnO?，MnO?3.7減壓蒸餾時，毛細管的作用是________，若折斷長度不足，將導致________。答案：引入氣化中心，暴沸3.8用分光光度法測NO??，基于重氮化–偶合反應(yīng)，最大吸收波長為________nm，摩爾吸光系數(shù)約________L·mol?1·cm?1。答案：540，4.0×10?3.9在離子色譜中，抑制器的作用是________，常用再生液為________。答案：降低背景電導，20mmol·L?1H?SO?3.10用重量法測Ba2?時，沉淀劑過量應(yīng)控制在________%，過濾選用________濾紙。答案：10–20，慢速定量3.11實驗室一級水的電導率（25°C）應(yīng)≤________μS·cm?1，制備方法為________。答案：0.1，離子交換+0.2μm膜過濾3.12用Ce??滴定Fe2?時，若用鄰二氮菲–Fe2?作指示劑，終點顏色由________變________。答案：紅，淺藍3.13在恒電流庫侖滴定中，電量Q=________×t，法拉第常數(shù)取________C·mol?1。答案：I，964853.14用火焰光度法測Na?時，為抑制電離干擾，可加入________，其原理為________。答案：CsCl，提供大量易電離電子3.15用DSC測純度時，根據(jù)________方程，峰面積與雜質(zhì)含量成________關(guān)系。答案：Van’tHoff，線性4判斷改錯（每題2分，共10分；先判對錯，若錯則劃線并改正）4.1用pH計測強酸時，應(yīng)選用玻璃電極與甘汞電極組成電池，溫度補償電極可有可無。答案：錯，可有可無→必須4.2在反相HPLC中，增加流動相極性可延長非極性組分保留時間。答案：錯，延長→縮短4.3用Kjeldahl法測蛋白氮時，蒸餾出的NH?以過量標準HCl吸收，返滴定用NaOH，指示劑可用甲基紅。答案：對4.4原子吸收光譜中，燈電流越大，靈敏度越高。答案：錯，越大→過高反而降低4.5用Na?CO?熔融法分解硅酸鹽時，鉑坩堝可在1100°C長期使用。答案：錯，1100°C→950°C以下5簡答題（封閉型，每題5分，共20分）5.1說明用EDTA連續(xù)滴定Bi3?與Pb2?的酸度控制策略，寫出指示劑及顏色變化。答案：pH≈1.0滴定Bi3?，用二甲酚橙，紅紫→亮黃；調(diào)pH=5.0（六次甲基四胺）滴定Pb2?，顏色再次紅紫→亮黃。5.2畫出簡易恒沸脫水裝置示意圖，標出分水器、回流冷凝管、接收瓶位置，并說明分水器液面高度控制原則。答案：圖略。分水器液面低于支管0.5cm，使有機相回流而水相滯留。5.3用離子選擇性電極測F?時，為何需加入TISAB？列出TISAB主要成分及作用。答案：維持離子強度恒定（NaCl），緩沖pH≈5.0（HAc–NaAc），掩蔽Al3?Fe3?（檸檬酸鈉），消除絡(luò)合干擾。5.4解釋為何在GC–MS中選擇氦氣而非氮氣作載氣，從范第姆特方程與電離能角度說明。答案：氦氣分子量小，最佳線速高，柱效高；電離能24.6eV，高于EI源70eV，避免載氣電離，減少背景。6簡答題（開放型，每題10分，共20分）6.1某實驗室擬建立高氯酸鹽（ClO??）的固相萃取–離子色譜–串聯(lián)質(zhì)譜方法。請設(shè)計完整前處理流程，包括樣品類型（自來水、尿液、土壤）、萃取柱選擇、淋洗/洗脫條件、質(zhì)譜參數(shù)優(yōu)化思路，并指出潛在干擾及消除策略。答案：1.樣品：自來水直接過0.22μm膜；尿液稀釋10倍后加乙腈1:1除蛋白，離心；土壤用10mmol·L?1NaOH超聲提取30min，離心取上清。2.萃?。哼x用強陰離子交換柱（SAX，500mg/6mL），依次用5mL甲醇、5mL水活化；上樣流速1mL·min?1；用5mL5mmol·L?1NaOH淋洗除Cl?NO??；用5mL0.5mol·L?1NaClO?甲醇（1:9）洗脫，氮吹至0.5mL，定容至1mL。3.IC條件：DionexAS16250mm×4mm，梯度KOH10–60mmol·L?10–30min，流速1.0mL·min?1，抑制電導。4.MS/MS：ESI?，m/z99→83（CE20eV），m/z99→67（CE35eV）為定性；內(nèi)標Cl1?O??m/z107→89。5.干擾：高Cl?（>1000mg·L?1）抑制電離，采用稀釋與Agcartridges除Cl?；SO?2?共流出，提高柱溫至35°C改善分離；有機基質(zhì)加PRiMEHLB柱除脂。6.質(zhì)控：空白加標回收80–110%，RSD<10%，MDL0.02μg·L?1（水），0.1μg·kg?1（土）。6.2某合成實驗室需制備99.9%無水乙醇，現(xiàn)有95%工業(yè)乙醇及如下試劑：CaO、Mg、I?、鄰苯二甲酸二乙酯、苯、甲苯、Na、分子篩3A。請比較三種可行路線（回流干燥、分子篩吸附、共沸蒸餾），給出具體裝置、操作參數(shù)、能耗估算、安全風險及廢固產(chǎn)量，并推薦最優(yōu)綠色路線。答案：路線A：CaO回流干燥—蒸餾。CaO20g/100mL，回流2h，蒸出78.2°C餾分，含水<0.1%，能耗中等（加熱套500W×3h），廢固Ca(OH)?22g，需中和排放。路線B：分子篩3A靜態(tài)吸附。100mL95%乙醇加30g活化分子篩，25°C靜置24h，水含量降至0.05%，無廢固，分子篩可再生200°C2h，能耗低，但周期長。路線C：苯共沸蒸餾。苯10mL/100mL，三元共沸64.9°C，餾出苯–水–乙醇，經(jīng)分水器除水，再蒸出無水乙醇，收率>98%，能耗高（油浴120°C），苯毒性強，廢苯需蒸餾回收。綜合：綠色推薦路線B，輔以少量CaO二次干燥，廢固最少，能耗最低，安全風險可控。7計算題（共35分）7.1酸堿滴定（8分）稱取混合堿（NaOH+Na?CO?）0.3000g，用0.1000mol·L?1HCl滴定，酚酞終點耗去24.50mL，甲基橙終點繼續(xù)耗去15.25mL。求NaOH與Na?CO?質(zhì)量分數(shù)。答案：V?=24.50mL，V?=15.25mL；Na?CO?消耗2V?=30.50mL，NaOH消耗V??V?=9.25mL。n(NaOH)=0.1000×9.25×10?3=0.925mmol，m=0.925×40.00=0.0370g，w=12.33%。n(Na?CO?)=0.1000×15.25×10?3=1.525mmol，m=1.525×105.99=0.1616g，w=53.87%。7.2氧化還原返滴定（9分）稱取0.2000g含Mn礦，經(jīng)Na?O?熔融后，Mn全部氧化為MnO??，酸化后加50.00mL0.05000mol·L?1Fe2?，剩余Fe2?用0.02000mol·L?1K?Cr?O?返滴，耗去18.40mL。求Mn質(zhì)量分數(shù)。答案：總Fe2?=0.05000×50.00=2.500mmol；剩余Fe2?=6×0.02000×18.40=2.208mmol；與MnO??反應(yīng)Fe2?=2.500?2.208=0.292mmol；n(Mn)=0.292/5=0.0584mmol；m=0.0584×54.94=3.21mg；w=1.61%。7.3配位滴定（9分）于pH=5.5的六次甲基四胺緩沖中，用0.01000mol·L?1EDTA滴定25.00mL含Zn2?與Cd2?混合液，加入0.050mol·L?1KI掩蔽Cd2?，滴定至二甲酚橙終點耗去20.35mL；另取同量試液，不加KI，滴定耗去32.80mL。求原液中Zn2?與Cd2?濃度（mol·L?1）。已知CdI?2?lgβ?=5.41，忽略體積變化。答案：掩蔽時僅Zn2?被滴定，c(Zn)=0.01000×20.35/25.00=8.14×10?3mol·L?1?？偨饘倭?0.01000×32.80/25.00=1.312×10?2mol·L?1；c(Cd)=1.312×10?2?8.14×10?3=4.98×10?3mol·L?1。7.4分光光度法（9分）用磺基水楊酸法測Fe3?，標準曲線在510nm處A=0.003+2.50×103c（c：mg·L?1，b=1cm）。取2.00mL水樣稀釋至50mL，顯色后測得A=0.552。求原水樣Fe3?質(zhì)量濃度（mg·L?1）。若允許相對誤差≤2%，則A讀數(shù)范圍應(yīng)控制在多少？答案：c(dilute)=(0.552?0.003)/2.50×103=2.20×10??mg·mL?1=0.220mg·L?1；原樣=0.220×50/2.00=5.50mg·L?1。誤差≤2%對應(yīng)A讀數(shù)范圍0.200–0.800（透射比T=63–16%）。8綜合實驗設(shè)計（30分）8.1題目：設(shè)計從茶葉中同時提取咖啡因與茶多酚的連續(xù)化實驗方案，要求：1.給出兩種目標物的結(jié)構(gòu)特征與極性差異；2.選擇綠色溶劑體系，拒絕氯代烷；3.采用在線液–液萃取–反萃取，實現(xiàn)兩相分離；4.用HPLC–DAD定量，咖啡因C18柱水–甲醇梯度，茶多酚氨基柱乙腈–磷酸緩沖；5.計算單次實驗物料平衡，茶葉10g，咖啡因收率≥80%，茶多酚≥7