2025年加拿大化學競賽（CCC）模擬試卷：化學實驗設計創(chuàng)新案例分析

2025年加拿大化學競賽（CCC）模擬試卷：化學實驗設計創(chuàng)新案例分析一、實驗設計與數(shù)據(jù)分析要求：請根據(jù)以下實驗條件，設計一個實驗方案，并預測實驗結果。1.實驗目的：探究不同濃度的NaOH溶液對醋酸溶液的滴定終點pH值的影響。2.實驗原理：利用酸堿滴定法，通過滴定醋酸溶液，觀察溶液pH值的變化，分析不同濃度NaOH溶液對滴定終點pH值的影響。3.實驗儀器：酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、pH計、電子天平、移液管、醋酸溶液（0.1mol/L）、NaOH溶液（0.1mol/L）、甲基橙指示劑、蒸餾水。4.實驗步驟：（1）用移液管準確量取25.00mL醋酸溶液于錐形瓶中；（2）用pH計測量溶液的初始pH值；（3）分別取0.1mol/LNaOH溶液1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL，逐滴加入錐形瓶中的醋酸溶液，并用玻璃棒攪拌；（4）觀察溶液顏色變化，記錄滴定終點；（5）計算滴定終點pH值，并分析不同濃度NaOH溶液對滴定終點pH值的影響。5.預期結果：隨著NaOH溶液濃度的增加，滴定終點pH值逐漸增大。二、化學計算與應用要求：請根據(jù)以下信息，進行計算并回答問題。1.信息：某工廠生產(chǎn)的一種化肥，其主要成分為氮、磷、鉀，其中氮元素的質量分數(shù)為15%，磷元素的質量分數(shù)為10%，鉀元素的質量分數(shù)為20%。2.問題：（1）若該化肥的總質量為100kg，請計算其中氮、磷、鉀元素的質量分別是多少？（2）若該化肥中氮元素的質量為15kg，請計算其中磷、鉀元素的質量分別是多少？（3）若該化肥中磷元素的質量分數(shù)提高至12%，請計算此時氮、鉀元素的質量分數(shù)分別是多少？三、有機化學結構與性質要求：請根據(jù)以下信息，判斷下列有機化合物的命名是否正確。1.信息：有機化合物C6H12O2，分子中含有1個羥基和1個羧基。2.問題：（1）該有機化合物的系統(tǒng)命名為2-羥基丁酸，是否正確？（2）該有機化合物的俗名為乙酸乙酯，是否正確？（3）該有機化合物的分子式為C5H10O2，是否正確？四、化學方程式書寫與配平要求：請根據(jù)以下反應條件和物質，書寫并配平相應的化學方程式。1.銅與稀硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅和氫氣。2.氧化鐵與氫氣在高溫下反應生成鐵和水。3.鋁與硫酸反應生成硫酸鋁和氫氣。五、物質的性質與用途要求：根據(jù)以下物質的特點，選擇正確的用途。1.物質A：具有強氧化性的酸，能和多種金屬反應生成金屬鹽和氫氣。（1）用于金屬表面的除銹處理（2）用于制藥工業(yè)制備抗生素（3）用于印染工業(yè)的漂白劑2.物質B：一種具有還原性的堿，能和多種金屬氧化物反應生成金屬和水。（1）用于冶金工業(yè)的還原劑（2）用于食品工業(yè)的防腐劑（3）用于皮革工業(yè)的脫毛劑3.物質C：一種常用的有機溶劑，能溶解多種有機物。（1）用于實驗室的有機合成反應（2）用于化妝品的調(diào)配（3）用于金屬表面的清洗六、化學實驗操作與安全要求：請根據(jù)以下實驗操作和實驗安全要求，判斷下列說法是否正確。1.實驗操作：（1）在實驗過程中，使用酒精燈時，禁止用一只酒精燈去點燃另一只酒精燈。（2）在稱量易潮解的藥品時，應將藥品放在玻璃器皿中進行稱量。（3）在處理化學實驗廢棄物時，應將廢棄藥品倒入指定的廢物容器中。（1）正確（2）正確（3）正確（1）錯誤（2）正確（3）錯誤（1）正確（2）錯誤（3）正確（1）錯誤（2）錯誤（3）正確本次試卷答案如下：一、實驗設計與數(shù)據(jù)分析1.實驗步驟：（1）用移液管準確量取25.00mL醋酸溶液于錐形瓶中；（2）用pH計測量溶液的初始pH值；（3）分別取0.1mol/LNaOH溶液1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL，逐滴加入錐形瓶中的醋酸溶液，并用玻璃棒攪拌；（4）觀察溶液顏色變化，記錄滴定終點；（5）計算滴定終點pH值，并分析不同濃度NaOH溶液對滴定終點pH值的影響。2.預期結果：隨著NaOH溶液濃度的增加，滴定終點pH值逐漸增大。解析思路：1.根據(jù)酸堿滴定原理，醋酸與NaOH反應生成醋酸鈉和水，反應方程式為：CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O。2.在滴定過程中，隨著NaOH溶液的加入，溶液中的H+濃度逐漸降低，導致溶液pH值逐漸增大。3.通過記錄不同濃度NaOH溶液加入后的滴定終點pH值，可以分析不同濃度NaOH溶液對滴定終點pH值的影響。二、化學計算與應用1.氮元素的質量：100kg×15%=15kg2.磷元素的質量：100kg×10%=10kg3.鉀元素的質量：100kg×20%=20kg解析思路：1.根據(jù)化肥中各元素的質量分數(shù)，計算各元素的質量。2.根據(jù)化肥中氮元素的質量，可以推算出磷和鉀元素的質量。3.根據(jù)磷元素質量分數(shù)的變化，重新計算氮和鉀元素的質量分數(shù)。三、有機化學結構與性質1.錯誤2.錯誤3.錯誤解析思路：1.有機化合物C6H12O2，分子中含有1個羥基和1個羧基，應為2-羥基丙酸。2.乙酸乙酯的分子式為C4H8O2，與題目中的分子式C6H12O2不符。3.分子式C5H10O2不包含羥基和羧基，與題目信息不符。四、化學方程式書寫與配平1.Cu+H2SO4→CuSO4+H2↑2.Fe2O3+H2→2Fe+H2O3.2Al+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2↑解析思路：1.根據(jù)反應物和生成物的化學式，書寫化學方程式。2.配平化學方程式，確保反應物和生成物的原子數(shù)相等。五、物質的性質與用途1.（1）正確2.（1）正確3.（1）正確4.（2）正確5.（2）正確6.（3）正確7.（1）正確8.（2）正確9.（3）正確解析思路：1.根據(jù)物質的性質，選擇正確的用途。2.分析每個選項的用途是否符合物質的性質。六、化學實驗操