国际化学奥林匹克 · 1998年

题目

第 1 题将含锡铅的0.4062 g合金样品溶于热 $\ce{HCl}$ / $\ce{HNO3}$ （Pb → Pb(II)，Sn → Sn(IV)）；冷却时出现锡化合物和一种铅化合物的沉淀。加入 $25.00\ \mathrm{cm^3}$ 0.2000 M $\ce{Na2H2EDTA}$ （沉淀溶解）并定容至 $250.0\ \mathrm{cm^3}$ 。取 $25.00\ \mathrm{cm^3}$ 分取液，用六胺缓冲至pH 6并以二甲酚橙作指示剂，用0.009970 M $\ce{Pb(NO3)2}$ 滴定： $24.05\ \mathrm{cm^3}$ 时颜色由黄变红。然后加入2.0 g固体 $\ce{NaF}$ ——溶液恢复黄色——继续滴定至 $15.00\ \mathrm{cm^3}$ 第二终点。（pH 6时 $\ce{F^-}$ 与 $\ce{Sn^{IV}}$ 强结合而不与Pb(II)结合。）(1.1) 第2步析出何种铅化合物？(1.3–1.8) 说明六胺、二甲酚橙和 $\ce{NaF}$ 的作用以及两次滴定的主要离子方程式。(1.10) 计算合金中Sn和Pb的质量百分数。解答: 1
第 2 题用 $^{210}\ce{Pb}$ 测定历史事件年代。Lord Howe岛早期居民Nathan Thompson种植了欧洲落叶树，但具体年份未知。欧洲橡树和榆树的花粉（第一年即授粉）与放射性 $^{210}\ce{Pb}$ （半衰期22.0年）一同沉积于湖底。1995年取沉积岩芯：橡树/榆树花粉首次出现于50 cm深处，该处 $^{210}\ce{Pb}$ 活度为1.40 Bq kg⁻¹，而岩芯顶部为356 Bq kg⁻¹。(2.1) 种子是哪年种下的？(2.2) $^{210}\ce{Pb}$ 是留于地壳的 $\ce{^{238}U}$ 的衰变产物： $\ce{^{238}U} \rightarrow \ce{^{234}U} \rightarrow \ce{^{230}Th} \rightarrow \ce{^{226}Ra} \rightarrow \ce{^{222}Rn} \rightarrow (\ce{^{218}Po}, \ce{^{214}Bi}) \rightarrow \ce{^{210}Pb} \rightarrow \ce{^{206}Pb}$ （稳定）。哪一步解释了 $^{210}\ce{Pb}$ 能进入雨水而其母核 $\ce{^{238}U}$ 留在地壳中？解答: 1