(2)本题涉及的计算的第一部分属于中学化学水平中难度最大的计算之一——带结晶水的溶解度计算,而这个溶解度计算又是与中学物理学中的电量计算结合的,更增加了试题的综合程度.可能有些选手一开始会感到无从下手.解题的第一个突破口是:电解过程哪种物质被分解了 选手应当得出水被电解的结论.这被认为是中学化学的知识.那么,有多少水被分解了呢 这需要会计算总共消耗了多少电量.这属于中学物理学中的基本知识(法拉第常数在中学化学里不要求):
10.00小时6.00安培总共提供电量Q=It=216·103C相当于2.24mol电子每电解1mol水需电子2个, 故有1.12mol水, 即20.1g水被电解.
(3)从剩余溶液的总质量(200g-164.8g)知,有35.2g物质离开溶液, 其中有20.1g水被电解, 由此可得出结晶的KOH· 2H2O的质量为15.1g结晶的KOH的质量为(15.1g/92.10g/mol)·M(KOH)=9.2g结晶水的质量为 (15.1g/92.10g/mol) · 2M(H2O) = 5.9g剩余的溶液的质量分数浓度为m(KOH)/[m(H2O)+m(KOH)] = 55.1%(多保留1位有效数字).
(4)试题的最终要求是计算电解槽的温度.根据上面的计算结果,每100g溶液里有55.1g KOH,利用试题给出的数据(表),得知T应在20-30oC之间.这是不是就是答案呢 应该说,能够得到这个温度范围就可以给分.但本题问的是温度而不是温度范围,因此只有求出温度才完全符合要求.求算的方法是:设此期间溶解度与温度呈线性关系, 则
T = [273+20+(55.1-52.8)/(55.8-52.8)·10] K = 301K (答:28oC)
估计许多选手不会达到这个要求.因为这种计算的基础是设在10oC的范围内溶解度与温度上呈线性关系.这种设想是与本题最后答案要求的有效数字位数有关的.这就要求学生懂得有效数字的物理意义.如果学生对本题最后一句话"最后计算结果只要求两位有效数字"根本不领会,就不可能作这种设想.这是命题人力求在竞赛中体现的命题思想——体现科学方法.既然溶解度数据有三位有效数字而计算结果又只需要2位有效数字,就允许采用一种不造成超过有效数字精度范围的近似计算方法.这是很基本的科学原则.科学课程应当体现这种素质训练.素质不是空话,是要具体落实的.有的人认为这种要求太高.这种认识上的差异实质上反映了科学课程目标的两种不同观念.不强调科学方法和科学思想乃至科学态度,意识和品质的课程只能是就事论事的知识积累性教学,不是素质教育.
3.迄今已合成的最重元素是112号,它是用高能原子轰击的靶子,使锌核与铅核熔合而得.科学家通过该放射性元素的一系列衰变的产物确定了它的存在,总共只检出一个原子.该原子每次衰变都放出一个高能a粒子,最后得到比较稳定的第100号元素镄的含153个中子的同位素.(7分)
(1)112号是第几周期第几族元素
(2)它是金属还是非金属
(3)你认为它的最高氧化态至少可以达到多少
(4)写出合成112元素的反应式(注反应式中的核素要用诸如31H,等带上下标的符号来表示,112号元素符号未定,可用M表示).
[评 析]
(1)这个试题的头三个问题相信所有参加课外化学兴趣小组的选手都能够答得上来,近乎送分,显然是命题人让参赛人轻松一下,尽管要作最简单的算术,并在脑中浮现出一张周期表.
(2)这道试题的难点在第4问.学生必须首先懂得a粒子是质量数为4的氦核.这属于中学物理知识.这体现了命题人的又一命题思想 中学物理学基本知识始终是化学竞赛必需的基础.思维流畅而敏捷的学生一眼就可发现,衰变的最终产物的质量数是奇数,而两个原子核融合后的质量数是偶数,核电荷又呈加和关系,因此,必定在融合时放出一个中子.这样,作简单的减法,就可以得出112号元素的质量数,问题就引刃而解了:
从112到100释放12个质子,故共计发生6次衰变,放出6个a粒子,即放出12个中子,而题面信息说镄有153个中子,故M的中子数应为153+12=165,质量数为165+112=277:
+ = +
4.100.00mL SO32–和S2O32–的溶液与80.00mL浓度为0.0500mol/L的K2CrO4的碱性溶液恰好反应, 反应只有一种含硫产物和一种含铬产物; 反应产物混合物经盐酸酸化后与过量的BaCl2溶液反应, 得到白色沉淀, 沉淀经过滤,洗涤,干燥后称量,质量为0.9336g.相对原子质量:S 32.06 Cr 51.996 O 15.999 Ba 137.34

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