2011年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛及答案2494.pdf

2011 年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（第二十一届天原杯）复赛试题 题 号 一 二 三 四 总 分 得 分 试题说明：1.本试卷共8页，满分100分。（附加题供选用）2.可能用到的相对原子质量：H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Mg:24 S:32 Cl:35.5 K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn:65 Ag:108 3.考试时间：2小时 一、选择题(本题包括15个小题，每小题2 分，共30分。每小 题有1 个或2 个选项符合题意。若有两个答案的错1 个不得分，漏选1 个扣1 分。请将答案填在下表相应题号的空格内。）题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答 案 1联合国决定 2011 年为“国际化学年”，以纪念化学所取得的成就以及对人类文明的贡献为宗旨。下列提法不符合其宗旨的是 （）A化学是一门创造新物质的科学，是自然科学中创造新物质最多的科学领域 B普及化学知识，宣传化学贡献，提高公众科学素质 C让公众更多地了解化学为满足社会需求所作出的贡献，鼓励人们尤其是青少年学习化学的兴趣，激发他们创造未来化学的热情 D推广食用不含任何化学物质的绿色食品 2关于天然气的下列叙述中不正确的是 ()A天然气和沼气的主要成分都是甲烷 B液化石油气灶具改为天然气作燃料，燃烧时应减小进空气量或增大进天然气量 C天然气与空气混合点燃，不会发生爆炸 D与煤炭相比，天然气燃烧产生的废气中，SO2等污染物较少 3 三甲基一氯硅(CH3)3SiCl是一种生产有机硅化合物的原料，遇明火或氧化剂会引起爆炸，在空气中燃烧生成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硅和氯化氢，与水接触可产生雾状盐酸。则下列说法错误的是 （）A保存三甲基一氯硅时应密封防水 B扑灭三甲基一氯硅引发的着火，应使用二氧化碳、干粉灭火剂，并用弱碱性水处理 C三甲基一氯硅水溶液 pH 一定小于 7 D三甲基一氯硅由碳、氢、硅、氯四个原子构成 4根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：得分 评卷人 该方案的主要目的是为了制备 （）AHBr BCaO CH2 D.Hg 5新型纳米材料 MFe2Ox(3x4)中 M 表示+2 价的金属元素，在反应中化合价不发生变化。常温下，MFe2Ox能使工业废气中的 SO2转化为 S，流程如下：则下列判断正确的是 （）AMFe2Ox是还原剂 BSO2是该反应的催化剂 Cxy DSO2发生了分解反应 6核电荷数小于 18 的某元素 X，其原子的电子层数为 n，最外层电子数为 2n+1，原子核内质子数为 2n2-1。下列有关 X 的说法错误的是 （）AX 能形成化学式为 X(OH)3的物质 BX 可能形成化学式为 KXO3的物质 CX 原子的最外层电子数一定比核电荷数少 10 DX 可能形成化学式为 KX 的物质 7 科学家对石墨进行处理使得石墨片的厚度逐渐变薄，最终获得目前已知的最薄的材料石墨烯（如右图）。石墨烯作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好。下列关于石墨烯的说法正确的是 （）A石墨烯是一种新型的纳米化合物 B石墨烯与 C60互为同素异形体 C石墨烯与有机物烯烃一样，是一种有机化合物 D石墨制取石墨烯的过程是化合反应 8已知下列物质的名称分别是 名称 硫代硫酸钠 多硫化钙 过氧化钡 超氧化钾 化学式 Na2S2O3 CaSx BaO2 KO2 根据上述命名规律回答：K2CS3应命名为 ()A三硫代碳酸钾 B多硫碳酸钾 C过硫碳酸钾 D超硫碳酸钾 9工业品盐酸中因含有 Fe3而带黄色，若某工业品盐酸中的 H和 Cl的个数比为 91:94，则该盐酸中Fe3和Cl的个数比为 ()A1:1 B1:3 C91:94 D1:94 10如右图所示的甲、乙两个装置中，胶头滴管中吸入某种液体，平底烧瓶中充入(或放入)另一种物质，挤压胶头滴管加入液体，一段时间后两装置中的气球都明显胀大(忽略液体体积对气球体积的影响)。则滴管和烧瓶中所用试剂可能是 （）11右图所示装置有洗气、储气等用途。在医院给病人输氧气时，也利 甲 乙 A 稀硫酸和铜片 水和 CO2 B 双氧水和 MnO2 NaOH 溶液和 CO2 C Na2CO3溶液和稀硫酸 NaOH 溶液和 SO2 D H2O 和 NH3 硝酸银溶液和 HCl 用了类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法 不正确的是 ()A导管 B 连接供给氧气的钢瓶 B导管 B 连接病人吸氧气的塑胶管 C该装置可用来观察输出氧气的速度 D该装置可用来调节输出氧气的速度 12由 C、H 两种元素组成的化合物叫烃，碳原子数在 4 及以下的烃在常温常压下通常为气体。常温常压时，烃 C2H4和另一种烃组成的混合气体中碳元素的质量分数为 87，则混入的烃可能是 ()ACH4 BC2H2 CC2H6 DC8H8 13喜树中含有一种被称为喜树碱的生物碱，这种碱的相对分子质量在 300400 之间，实验分析得知其元素组成为：C 占 69.0、O 占 18.4，且 O 含量为 H 的 4 倍，其余为 N，则一个喜树碱分子中含有的原子总数为 ()A42 B43 C44 D45 14已知 t时，盐 M（不含结晶水，相对分子质量为 126）的溶解度为 S 克。在一定量的M 的水溶液中加入 a g M 后，恰好为 t时的饱和溶液。若用 M7H2O 代替 M，欲使原溶液在t 时 恰 好 饱 和，则 需 加 入M7H2O的 质 量（克）为 （）15下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是 ()二、填空题（本题包括 10 个小题，共 40 分）16（6 分）水是生命之源，与生活生产关系密切。保护水环境、珍爱水资源，是每个公民应尽的责任和义务。（1）为了防止水的污染，下列做法有利于保护水资源的是 （填编号）。抑制水中所有动、植物的生长；不任意排放工业废水；大量使用化肥农药；生活污水经过净化处理后再排放。天然水中含有许多杂质，自来水生产过程中，常用过滤的方法除去水中悬浮的杂质，同时还必须进行消毒。ClO2是一种新型的自来水消毒剂，工业上用 Cl2 与 NaClO2制取 ClO2。请配平下列化学方程式：Cl2+NaClO2=2 NaCl+ClO2（2）在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。水分子在特定条件下容易得到一 个 H，形成水合氢离子（H3O）。下列对上述过程的描述不合理的是 （填序号）。得分 评卷人 A氧元素发生了改变 B微粒的组成发生了改变 C微粒的化学性质发生了改变 D与水分子比水合离子的电子数发生了改变 研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在常温、常压下，水可以结成冰，称为“热冰”。“热冰”有许多实用价值，如开发新药、用于纳米打印机等，还可能用来 （填写序号）A代替干冰 B防止冰川熔化 C在室温下制作冰雕 D建室温溜冰场（3）医药上可用石膏来固定骨折部位。石膏有熟石膏(CaSO421H2O，一种白色粉末)和生石膏(CaSO42H2O，一种坚硬的固体)两种，固定骨折的石膏是 (填化学式)。固定时发生反应的化学方程式 。17（3 分）CO 与PdCl2反应产生黑色金属钯粉末（反应中有水参加），用此来检测 CO 对环境的污染情况，此反应的化学方程式为：，反应中 CO 具有 性。18（4 分）某金属 A 的氯化物溶液 200 g，溶质质量分数为 5.55%。向其中加入 AgNO3溶液至不再产生沉淀为止，过滤干燥得沉淀的质量为 28.7 g。该金属的相对原子质量为_。可确定 A 为_元素，其氯化物的化学式为_。19（5 分）氧化铜(黑色)、氧化亚铜（红色）都可用作玻璃或瓷器着色剂，在高温下 4 CuO 2 Cu2O+O2。用木炭还原 CuO 除了发生：2 CuO+C2 Cu+CO2的反应外，还可发生其他反应，请写出木炭与氧化铜发生的其他反应的化学方程式 。Cu2O 在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成 Cu2+和 Cu。简述如何用最简便的实验方法来检验 CuO 经木炭还原所得到的红色物质中是否含有 Cu2O：。20（5 分）根据下表中溶解度（20）：溶质 CaSO42H2O CaCO3 BaSO4 溶解度 g/100gH2O 0.201 0.0065 0.00017 为确认 CaCO3溶解度小于 CaSO42H2O，做以下实验：CaSO42H2O（固）和 Na2CO3溶液混合、搅拌、过滤并用蒸馏水洗涤沉淀。取少量滤液用 HCl 溶液酸化后再加 BaCl2得 BaSO4沉淀，溶液中 SO24可能源于：；。取少量经水洗涤的沉淀，和盐酸反应逸出的气体能使澄清 Ca(OH)2变混浊，发生了上述两个可能中的哪个反应，写出该反应的化学方程式：。21（3 分）已知 KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3三种硝酸盐热分解化学方程式如下：2 KNO3 加热2 KNO2+O2；2 Cu(NO3)2 加热2 CuO+4 NO2+O2；2 AgNO3 加热2 Ag+2 NO+O2；又知 NO2与 O2在水中反应的化学方程式如下：4 NO2+O2+2 H2O=4 HNO3 某固体可能由上述三种硝酸盐中的一种或几种组成。取适量该固体充分加热，得到一定量的气体，将这些气体通入水中，结果全部被吸收，没有剩余，回答：（1）若该固体是纯净物，指出是哪种盐，为什么？。（2）该固体不可能是混合物，为什么？。22（6 分）钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资，广泛用于钢铁工业、电真空照明材料等方面。钨在自然界主要以钨（+6 价）酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成 FeWO4、MnWO4。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法（如下图，已知钨酸是一种难溶性强酸、对热不稳定）。其中 A、B、C 都是钨的化合物。（1）写出 A 的化学式：A ；写出生成 B 的化学方程式：；由产品 C 得到高纯度的钨，应该用 H2作还原剂，写出用 H2还原三氧化钨的化学方程式：。（2）目前，冶炼拉制钨丝的金属钨，都用组成为非整比的钨氧化物为原料，这种氧化钨中存在五价和六价两种价态的钨。试确定组成为 WO2.9的氧化钨中这两种价态的钨原子数之比等于 。23（4分）潜水员下潜10 m，所受压强约为2105Pa（p大气压p水柱压），下潜20 m，约为3105Pa。已知某温度时，He、N2、O2在 1 mL 水中溶解体积依次为：0.008 mL、0.013 mL、0.025 mL。又知，压强不很大时，气体溶解于水的体积几为定值。如 N2的压强分别为 1105Pa、2105Pa、3105Pa 时，在 1 mL 水中溶解体积均为 0.013 mL。（1）为什么供潜水员呼吸的是 He 和 O2的混合气体？（设气体在血液中溶解体积和水中的相近）。（2）为什么潜水员上浮速度不能快？。24（4 分）分别用（20）饱和 NaOH 溶液、饱和 KOH 溶液和等质量、等质量分数的 FeCl3溶液反应得 Fe(OH)3沉淀：Fe3+3OH-=Fe(OH)3 实验中发现，Fe(OH)3完全沉淀时，所需饱和 NaOH 溶液的质量少于饱和 KOH 溶液，为什么？（20时，NaOH、KOH 溶解度分别为 109 克，112 克）。三、实验题(本题包括 4 个小题，共 20 分)25（5 分）某同学将一小包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液，并对滤液的组成进行探究。（1）锌和硝酸银溶液反应的化学方程式是 。得分 评卷人 （2）同学们对滤液中所含的溶质做出多种猜想，其中有两种猜想可能成立，这两种猜想是：溶质为 ；溶质为 。（3）请你设计两种实验方案来验证以上猜想。方案 实验操作 实验现象 结 论 方案一 猜想成立 方案二 猜想成立 26（6 分）亚硝酸钠是实验室常用的试剂，实验室一般用亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液反应来制取 N2。N2的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与 H2部分化合生成 NH3。下图为制取少量 NH3的装置（制取 H2的装置已略去）：（1）C 装置的硬质试管中发生反应的化学方程式为_。（2）反应时 N2和 H2的最佳质量比是_。如果按此比例进行反应，反应时，D 中导管口是否会逸出气泡？（已知 NH3极易溶于水），说明逸出气泡的原因：_ _。（3）B 中浓硫酸的作用是 。（4）用实验方法证明确实有NH3生成：_。27（9 分）某学习小组用如右图所示装置测定锌铜合金中锌、铜的质量分数。（1）实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是：；（2）实验操作步骤有：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再进行的操作还有：记录 C 的液面位置；将 B 中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；待 B 中不再有气体产生并恢复至室温后，记录 C 的液面位置；由 A 向 B 滴加足量试剂；检查气密性。上述再进行的操作的顺序是 （填序号）；记录C 的液面位置时，除视线平视外，还应 ；（3）B 中发生反应的化学方程式为 ；（4）若实验用锌铜合金的质量为 a g，与酸充分反应后，测得氢气体积为 V L，为求出合金中锌、铜的质量分数，还缺少的一个数据是 ；A反应前加入稀酸的体积 B反应前加入稀酸的质量分数 C实验前反应装置中空气的体积 D实验条件下氢气的密度（5）若实验用锌铜合金的质量为 a g，与酸充分反应后，B 中剩余固体的质量为 b g，则锌的质量分数为 ；（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得锌的质量分数将 （填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。四、计算题(本题包括 2 个小题，共 10 分)28（4 分）金属单质 A 和非金属单质 B 可生成化合物 A2B，反应的化学方程式为 2AB加热A2B。某校一课外小组的甲、乙、丙三个学生分别在实验室内做该实验，充分反应时，所用 A 和 B 的质量 a 和 b 各不相同，但总质量相等，都是 8.0 g。有关实验数据记录如下。试求丙学生实验中 ab 的值可能是多少？A 的用量 B 的用量 A2B 的质量 甲 7.0 g 1.0 g 5.0 g 乙 4.0 g 4.0 g 5.0 g 丙 a g b g 3.0 g 29（6 分）自然界存在着一种白云石的矿石，其化学式是 xCaCO3yMgCO3。（其中 x、y 为最小正整数比）。以它为原料，可制取耐火材料等。（1）称取 2.76 g 白云石，加热到质量不再变化，冷却到室温，再称量固体质量为 1.44 g。试通过计算写出白云石的化学式。（2）若再称取 2.76 g 白云石，研碎后与过量炭粉混合，放在特定仪器中隔绝空气强热一段时间后，测得白云石分解率为 a（设白云石 CaCO3、MgCO3同比分解），生成 V L 一氧化碳（密度为：1.25 g/L）。（已知 CaO+3 CCaC2+CO；2 MgO+5 C Mg2C3+2 CO）试计算 V 为多少 L？（用 a 代数式表示）。请在右图中画出 V 和 a 的关系图。附加题（10 分）：社会实践活动中，课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算，了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息。下面请你根据他们的实验帮助计算回答：取该厂的某钢样粉末 28.36 g（假设只含 Fe 和 C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到 3 g 白色沉淀。（1）计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比。得分 评卷人 （2）再取三份不同质量的钢样粉末分别加到 50 g 质量分数相同的硫酸中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：（标准状况下，2 g H2的体积为 22.4 L）实验序号 加入钢样粉末的质量/g 2.836 5.672 8.508 生成气体的体积（标准状况）/L 1.12 2.24 2.80 请根据表中数据计算硫酸中 H2SO4的质量分数。（3）若在实验中继续加入 m g 钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少?（用含 m 的代数式表示）2011 年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛(第二十一届天原杯)复赛试题参考答案 一、选择题：题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D C D C AC AC B A 题号 9 10 11 12 13 14 15 答案 D BC AD B A C C 二、填空题：（其他合理答案同样给分）16（6 分）（1）（1 分）；1 Cl2+2 NaClO22 NaCl+2 ClO2（1 分）（2）AD（1 分）；CD（1 分）（3）CaSO421H2O（1 分）；2 CaSO421H2O+3 H2O2 CaSO42H2O（1 分）17（3 分）CO+PdCl2+H2O=2 HCl+Pd+CO2（2 分）；还原（1 分）。18（4 分）相对原子质量为 40（1 分）；A 为钙元素（1 分）；化学式为 CaCl2。（2 分）19（5 分）4 CuO+C 2 Cu2O+CO2 CuO+C Cu+CO 2 CuO+C Cu2O+CO（答 1 个方程式 1 分、答 2 个方程式共 3 分）取少量还原得到的红色物质，滴加稀硫酸（1 分）；溶液变蓝说明有 Cu2O，不变蓝说明没有 Cu2O（1 分）。20（5 分）硫酸钙微溶产生少量的硫酸根离子（1 分）；生成物硫酸钠产生的硫酸根离子。（2 分）CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4（2 分）21（3 分）（1）Cu(NO3)2；分解所得 NO2、O2系数之比为 4:1，通入水中发生反应：4 NO2+O2+2 H2O=4 HNO3，全部吸收。（2 分）（2）没有这种组成。由（1）可知，只有当 NO2、O2系数之比为 4:1 时才可能被完全吸收，若为混合物，则不可能出现 4:1 的情况（1 分）。22（6 分）（1）Na2WO4（1 分）；Na2WO4+2 HCl=H2WO4+2 NaCl（2 分），WO3+3 H2 W+3 H2O（1 分）（2）1:4（2 分）23（4 分）He 的溶解体积小于 N2（2 分）上浮，气压下降，原先溶于血液中的气体将逸出，快速上浮，气压下降快，逸出气体多而堵塞血管（2 分）24（4 分）NaOH 相对分子质量（40）是 KOH（57）的约 70%（1 分）；溶解度 NaOH 却是 KOH 的约 97%（1 分）等质量饱和溶液中 Na、OH微粒数比 K、OH多了许多，所以用量少。（2分）三、实验题：25（5 分）（1）Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag （1 分）（2）硝酸锌和硝酸铜（1 分）硝酸锌、硝酸铜和硝酸银（1 分）（3）（每个方案 1 分）实验操作 实验现象 结论 方案一：取少量滤液于试管中，在滤液中插入一根铜丝(或铜片)如果铜丝表面无变化 或如果铜丝表面有银白色固体析出 证明猜想成立 或证明猜想成立 方案二：取少量滤液于试管中，滴加几滴稀盐酸(或其他氯化物溶液)如果滤液无明显变化 或如果有白色沉淀生成 证明猜想成立 或证明猜想成立 26（6 分）（1）3 H2+N2 催化剂、加热 2 NH3（2 分）；（2）14:3（1 分）；因为是“部分化合”，仍会有未反应的 H2和 N2逸出（1 分）（3）干燥（1 分）（4）向 D 中滴入无色酚酞溶液，酚酞变红。（1 分）27（9 分）（1）除去合金表面的氧化膜（1 分）（2）（2 分）；使 D 和 C 的液面相平（1 分）（3）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2（1 分）（4）D（1 分）（5）(ab)/a100%（2 分）（6）偏小（1 分）四、计算题：28（4 分）37（2 分）或 373（2 分）29.（6 分）（1）（2 分）CaCO3MgCO3（2）（2 分）CaOCO MgOCO CO22CO CaCO3MgCO36CO V(CO)=6282.76 a/1841.25=2.02 a（2 分）附加题：（10 分）（1）（3 分）700:9 （2）（3 分）24.5%（3）（2 分）当 m1.418 g，剩余固体质量为：(m1.328)g （2 分）当 m1.418 g，剩余固体质量为：(5.672+m)9/709 g