全国高中化学奥林匹克决赛（理论）分析化学试题分析

张瑞超 陈国永 卓颖 和岩

对2005～2014这10年的全国高中化学竞赛决赛（理论）分析化学试题，从考点分布、考试的重点内容等方面进行分析和研究。通过对经典赛题的研究与反思，归纳出决赛试题的特点，从而得出一些关于化学竞赛培训方略等方面的启示。

化学竞赛分析化学试题分析启示化学竞赛是重要的学生课外活动，是化学教学培养应用型拔尖化学人才的一项重要方法。同时，也起到了普及化学知识、增强学生学习兴趣、培养学生分析化学问题和灵活运用化学知识解决实际问题的能力的作用。分析化学在日常生产生活中的作用是举足轻重的，例如，工业原料的选择、工艺流程的监控及成品品质的检测；土壤成分、化肥含量和农药残留的研究；矿石的勘探与综合利用；刑事案件的侦破和人体生理和病理指标的检测……生活中处处都有分析化学的身影。从近十年全国高中学生化学竞赛（决赛）试题中可以发现，对分析化学知识保持有5～14分的考查。因此分析研究近年有关分析化学的竞赛试题，无论是对做好竞赛的培训工作还是正确把握试题的发展方向都有积极的意义。

一、大纲分析

根据中国化学会2008年4月修订的《全国高中学生化学竞赛大纲》，分析化学在全国决赛理论部分考查的内容为：能够在化学计算和化学实验中正确使用有效数字；利用容量分析（酸碱滴定、配位滴定、氧化还原和沉淀滴定）的方法测定未知溶液的浓度，并考察指示剂的选择、酸碱滴定的误差分析和终点pH计算、常见物质的滴定条件；利用分光光度法和比色分析测定待测溶液浓度。

二、试题特点

1.考点分布

从考点分布来看，容量分析是重点，其中酸碱滴定和氧化还原滴定各5次、配位滴定3次、沉淀滴定和分光光度法各1次。其中单独考查酸碱滴定分析3次，氧化还原滴定、配位滴定和分光光度法各一次。所以，酸碱中和滴定、配位滴定和氧化还原滴定是考查的重点。

2.题目分值相对稳定，难度略有增加

每年的分析化学试题在题型、题量方面较为稳定，且基础性较强，对四大滴定和分光光度法的考查都是比较基础的内容，难度稳中有升，其中关于酸碱滴定中pH计算和有效数字的正确使用难度较大。从试题内容来看，是在传统的优秀题目的基础上，加强了对学生实验思维的考查。

3.试题素材源于生产生活，考查学生运用化学知识解决实际问题的能力

例1.（第24届第3题）尿磷是尿中的全部无机磷酸盐，尿中尿磷的正常值成人为22～48mmol/24h，儿童为16～48mmol/24h。某些疾病可能引起尿磷的升高，而另一些疾病会使尿磷降低。在测定磷酸盐的分光光度法中，大多是利用在酸性介质中磷酸盐与钼酸盐形成磷钼杂多酸的反应，反应产物是黄色的，又称磷钼黄。为提高灵敏度，一般采用钼蓝法：在温和条件下将磷钼黄还原为磷钼蓝，然后进行测定，一种测定尿磷（原子量30.97）的方法如下：尿液用钼（Ⅳ）处理，生成磷钼复合物，然后用4-氨基-3-羟基-1-萘磺酸还原，形成磷钼蓝，其最大吸收波长为690nm。某患者24小时排尿总量1270ml，今移取该尿液1.00ml用钼试剂和4-氨基-3-羟基-1-萘磺酸处理并稀释到50.0ml，同法处理磷酸盐的标准溶液系列，以试剂空白溶液做参比，在690nm波长处测定吸光值，结果如下：

测试溶液 1.00pm p2.00pm p3.00pm p4.00pm p尿样

吸光值0.2050.4100.6150.820 0.625

（1）该组测定数据符合一元线性回归方程y=bx+a，计算该患者每天排出的磷有多少克。

（2）计算该尿液中的磷酸盐的浓度（mmol/L）

简析：本题来源于医院常规生理分析实验，考查的是吸光光度法的应用。解题的难点从表面上看，是学生对于朗伯-比尔定律不熟悉，实际是考查学生对于试题中信息提取的能力。朗伯比尔定律告诉我们，溶液的吸光度与溶液的浓度和吸收层的厚度成正比，但题目中也提到，该组数据符合一元线性回归方程，从另一个侧面提示了溶液浓度与吸光度的关系。通过数据拟和出y=bx+a中的b和a，就可计算尿液中尿酸的浓度。

生活中处处都有分析化学的身影，药物分析、环境污染物分析、矿物组成和含量分析、人体生理指标的分析……所以近年的化学竞赛试题以生产生活中的实际问题为素材，融入分析化学基础知识，积极选择与分析化学相关的热点问题，内容选择使学生在了解前沿化学知识的同时，又贴近了学生的生活实际。从食品安全，环境保护。药物检测，资源和能源等领域的考查充分体现了化学的应用价值和化学学科的特点，使学生认同化学从而喜爱化学。

4.综合学科知识，突出学科能力

例2.（第27届第4题）工业漂白粉由次氯酸钙，氢氧化钙，氯化钙和水组成，有效成分为次氯酸钙。准确称取7.630g研细试样，用蒸馏水溶解，定容于1000ml容量瓶。

移取25.00ml该试样溶液至250ml锥形瓶中，加入过量的KI水溶液，以足量的1︰1乙酸水溶液酸化，以0.1076mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗18.54mL。

移取25.00ml该试样溶液至250ml锥形瓶中，缓慢加入足量的3%H2O2水溶液，搅拌至不再产生气泡，以0.1008mol·L-1的AgNO3标准溶液滴定至终点，消耗20.36mL。

移取25.00ml该试样溶液至100.0ml容量瓶中，以蒸馏水稀释至刻度。移取25.00ml该稀释液至250ml锥形瓶中，以足量的3%H2O2水溶液处理至不再产生气泡。于氨性缓冲液中以0.01988mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点，消耗24.43mL。

（1）计算该漂白粉中有效氯的百分含量（以Cl2计）

（2）计算总氯的百分含量

（3）计算总钙的百分含量

简析：本题属于多种滴定方法联用测定混合物各组分含量的题型，该题型不像单一分析方法对于计算要求高，一般计算难度较小，但对于学生的化学基础知识和综合分析能力要求较高。向试剂中加入过量KI后用Na2S2O3滴定，是利用间接碘量法测定氧化性强于I2的物质（即ClO-）的浓度，进而根据电子得失换算成有效氯的含量；要计算总氯，则利用AgNO3作为滴定剂，采用沉淀法测定，所以必须将ClO-还原成Cl-，所以H2O2是用来还原ClO-的；利用EDTA则是测量钙的含量，但由于EDTA易被强氧化剂氧化，所以必须要用双氧水除去ClO-。从例题分析可以发现，此类试题解题的关键是分析清楚每种分析方法测定的物质，

是混合组分还是单一组分，只要能测得组分总含量和其中某组分的含量，其余待测组分的含量即可求得。

分析化学是化学的一个交叉分支，充满了生机。由于新的物质不断被合成，传统的单一分析方法已经不能够适应需求，新的分析方法不断涌现，例如多种分析方法的联用。而且由于受到竞赛大纲知识难度和广度的限制，竞赛试题中对于新方法的考查也就基本局限在多种容量分析法联用上，近十年有4次（见表1）试题中考查了多种滴定方法的联用，其中第27届更是出现了氧化还原、配位和沉淀滴定三种滴定的联用。此类试题能够更加全面的考查学生对所掌握的分析化学知识的综合运用能力，因此多种方法联用题目所占比例呈增多趋势。

三、试题中重点、热点对竞赛培训的启示

从近十年竞赛的分析化学试题可以发现，重点、热点内容是反复考查的，只是在试题的内容和形式上有所不同，以有机化学和无机化学的知识为基础，重点利用分析化学中的容量分析方法对物质进行定量检测。所以，应当充分研究竞赛大纲，加强与高中知识点（选修4）有机结合，在帮助学生拓展高考知识的基础上，渗透入竞赛的内容，避免过高难度的专业练习。

由于分析化学是一门实验学科，为了帮助学生能够加深理解题目知识，并且更好的为决赛实验部分创造基础，结合高中实验室实际条件，可以在高中（选修4）的酸碱中和滴定之外，开设相关实验探究课程。相关实验列入表2。通过训练，使学生对实际样品的分析测定全过程有充分的了解，从本质上理解完成实际样品的测定，要检测哪些物质，每个测定方法依据的是什么，从而引导学生弄清楚分析题目设计的原理，增强学生的竞赛知识储备，培养学生的分析问题和解决问题的能力。

参考文献：

[1]马容明，徐俊龙.对最近十年全国化学竞赛决赛理论试题的分析[J].湖北师范学院学报，2007，（01）：105-109.

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[3]中国化学会科学普及工作委员会.全国高中学生化学竞赛基本要求（2008年4月修订）.

[4]华中师范大学.分析化学实验（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2001.

[5]佘平平，熊辉.色度计传感器在教学中的应用实例[J].化学教学，2008，（07）：5-7.