2023年全国初中学生化学素质与实验能力竞赛复赛及答案.pdf

2023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 0:16 Na:23 Mg:24 S:32 Cl:K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64Zn:65 Ag:1083.考试时间：2小时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，Sth等污染物较少3.三甲基一氯硅KChXSiCl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。则下列说法第俅的是（）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7D.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：CaBr2+H2O CaO+2HBr 2HBr+Hg HgBr2+H2 T HgBr2+CaO HgO+CaBr2 2HgO 理工 2Hg+O2 T该方案的主要目的是为了制备（）A.HBr B.CaO C.H2 D.Hg5.新型纳米材料MFezOx（3xV4）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，MFe2O.（能使工业废气中的S02转化为S,流程如下：MFezO.r常温下MFe20 V则下列判断正确的是（）A.MFezO*是还原剂 B.SO2是该反应的催化剂C.x C.-2。,D.（1+）a100 100-5 5015.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（）A.C 虫 一CO 等 CO?NMJH溶液Na2c。3溶液B.Cu 清）Cu（NC）3）2溶液 Na溶液a CU（OH）2C.CaO Ca（OH溶 液区83溶 淞 NaOH溶液D.Fe Fe2O3 FeSO。溶液得分 评卷入 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。C 1O2是一种新型的自来水消毒剂，工业上用C 12与N a C IC h制取C 1O2。请配平下列化学方程式：C l2+N a C I O2=2 N a C l +I Z I C l C h（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（E C/）。下 列 对 上 述 过 程 的 描 述 不 含 军 的 是 （填序号）。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（C a S O 4 T H20,一种白色粉末）和生石膏（C a S O#2H2O,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O17.（3分）C O与P d C”反应产生黑色金属钿粉末（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20 0 g,溶质质量分数为。向其中加入A g N C h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 o19.（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 C u O 2C u 2O +O 2f。用木炭还原C u O除了发生：2C u O +C 2C u +C O 2T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.CU20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CaSO4#2H2OCaCO3BaSO4溶 解 度 g/100gH20为确认CaCCh溶解度小于CaSO42H2。，做以下实验:CaSCU2H2O（固）和 Na2cCh溶液混合、搅拌、过滤并用蒸储水洗涤沉淀。取少量滤液用HC1溶液酸化后再加BaCb得 BaSO4沉淀，溶液中SO；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”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KNCh、CU（NC3）2、AgNCh三种硝酸盐热分解化学方程式如下：2 KNO3=S=2 KNO2+O2T；2 CU（NO3）2 3=2 CuO+4 NO2T+O2?;2 AgNO3 3=2 Ag+2 NO2f+O2?;又知 NCh 与。2在水中反应的化学方程式如下：4 NO2+2 氏0 =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）鸨是熔点最高的金属，是重要的战略物资，广泛用于工业、电真空照明材料等方面。鸽在自然界主要 以 鸨（+6价）酸盐的形式存在。有开采价值的铝矿石是白色矿和黑鸨矿。黑鸨矿的主要成分是铁和锦的鸨酸盐，化学式常写成FeWCU、MnWCU。黑鸨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法（如下图，已知鸨酸是一种难溶性强酸、对热不稳定）。g NaOH、空气r水浸,过滤r 熔融 一.一浓 盐 酸 一 过滤含（A）L滤液一 沉 淀 B 焙 烧 产品C其中A、B、C 都是铝的化合物。（1）写出A 的化学式：A；写出生成B 的化学方程式：；由产品C 得到高纯度的铝，应该用比 作还原剂，写出用H2还原三氧化鸨的化学方程式：（2）目前，冶炼拉制鸨丝的金属鸨，都用组成为非整比的鸨氧化物为原料，这种氧化鸨中存在五价和六价两种价态的鸨。试 确 定 组 成 为 的 氧 化 鸨 中 这 两 种 价 态 的 铝 原 子 数 之 比 等 于。23.（4 分）潜水员下潜10m,所受压强约为2xl（）5pa（p 大 气 压+p 水 柱 压），下潜2 0 m,约为3xl（）5pa。已知某温度时，He、N2 O2在 1 m L水中溶解体积依次为：mL、mL、mL。又知，压强不很大时，气体溶解于水的体积几为定值 如 N 2 的压强分别为I x l O S p a、2 x l O5P a.3 x l（）5 p a 时，在 1 m L 水中溶解体积均为m L。（1 ）为 什 么 供 潜 水 员 呼 吸 的 是 He和C h的 混 合 气 体？（设 气 体 在 血 液 中溶解体积和水中的相近）O（2）为什么潜水员上浮速度不能快？2 4.（4分）分别用（2 0）饱和N a O H 溶液、饱 和 KOH溶液和等质量、等质量分数的F e C”溶液反应得F e（O H）3沉淀：F e3+3 0 H =F e（0 H）3 1实验中发现，F e（0 H）3 完全沉淀时，所需饱和N a O H 溶液的质量少于饱和KOH溶液，为什么？（2 0 时，N a O H、KOH溶解度分别为1 0 9 克，1 1 2 克）得分 评卷人三、实验题（本题包括4 个小题，共 20分）2 5.（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。（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2 6.（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钺溶液反应来制取N 2。N 2 的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与H 2 部分化合生成N%。下图为制取少量N%的装置（制取比 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N 2 和 H 2 的最佳质量比是 o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N%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N%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，连进行的操作还有：记录C 的液面位置；将 B 中剩余固体过滤，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:足 量 试 剂；检 查 气 密 性。上 述 再 进 行 的 操 作 的 顺 序 是C 的液面位置时，除视线平视外，还应_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；接好装置后，再洗涤，干燥，称由A 向B 滴加（填序号）；记录（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人 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”）。得分评卷人四、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A zB,反应的化学方程式为2 A+B A?B。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 和匕各不相同，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a：b 的值可能是多少?A 的用量B 的用量A2B 的质量甲7.0g1.0g5.0g乙4.0g4.0g5.0g丙agbg3.0g29.（6 分）自然界存在着一种白云石的矿石，其化学式是VaCO3）MgCO3。（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“（设白云石CaCCh、MgCCh同比分解），生 成 VL 一氧化碳（密度为：1.25 g/L）。（已知CaO+3 CCaC?+CO；2MgO+5CM g2C3+2C O）试计算V 为多少L?（用 a 代数式表 示）。0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 a请在右图中画出y 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2 8.3 6 g （假设只含F e 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。（2）再取三份不同质量的钢样粉末分别加到5 0 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 H 2 的体积为）请根据表中数据计算硫酸中H2 s 0 4 的质量分数。实验序号II II I I加入钢样粉末的质量/g生成气体的体积（标准状况）/L（3）若在实验I I 中继续加入/g 钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少？（用含机的代数式表示）2023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：二、填空题：（其他合理答案同样给分）1 6.（6 分）题号12345678答案DCDCA CA CBA题号91 01 11 21 31 41 5答案DB CA DBACC分）；1 C l2+2 N a C I O 2 2 N a C I +2 C 1 O2（1 分）（2）A D（1 分）；C D（1 分）（3）C a S O 4/H，O （1 分）；2 C a S O 4H,O +3 H，O-2 C a S O Q H Q （1 分）2 21 7.（3 分）C O +P d C l2+H2O 2 HC 1 +P d I +C O 2 （2 分）；还 原（1 分）。1 8.（4 分）相对原子质量为4 0 （1分）：A为钙元素（1分）；化学式为C a C b。（2分）1 9.（5 分）4 C u O +C 2 C u2O +C O 2 T C u O +C C u +C O：2 C u O +C C 1 1 2 O +C O f （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C U 2 O,不变蓝说明没有C U 2。（1分）。2 0.（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）C a S O4+N a 2 c。3=C a C O3+N a2S O4（2 分）2 1.（3 分）（1）CU（N O3）2；分解所得N O 2、0 2系数之比为4:1,通入水中发生反应：4 N O2+02+2 H2O =4 HN O 3,全部吸收。（2分）（2）没有这种组成。由（1）可知，只有当N O?、0 2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）.2 2.（6 分）（1）N a 2 W O 4（l 分）；N a 2 W O 4+2 H C l=H 2 W O 4 j +2 N a C l （2 分），W O 3 +3 H 2 W+3 H 2。（1 分）（2）1 :4 （2 分）2 3.（4 分）H e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+、OPT微粒数比K+、O H 多了许多，所以用量少。（2 分）三、实验题：25.（5 分）（1）Zn+2AgNC）3=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，推化剂，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 中滴入无色酚醐溶液，酚醐变红。（1分）27.（9 分）（1）除去合金表面的氧化膜（1 分）（2）1.418 g,剩余固体质量为：（机一g（2 分）当 ml.418 g,剩余固体质量为：+TH）X 9/709 g