2011年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛复赛试题与答案.doc

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小时得分 评卷人 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123456789101112131415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：该方案的主要目的是为了制备 （ ）AHBr BCaO CH2 D. Hg5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Na2S2O3CaSxBaO2KO2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 D1:9410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 （ ）甲乙A稀硫酸和铜片水和 CO2B双氧水和MnO2NaOH溶液和CO2CNa2CO3溶液和稀硫酸NaOH溶液和SO2DH2O和NH3 硝酸银溶液和HCl 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 DC8H813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 D4514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M·7H2O代替M，欲使原溶液在t时恰好饱和，则需加入M·7H2O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 ( )得分 评卷人 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）。 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(CaSO4·H2O，一种白色粉末)和生石膏(CaSO4·2H2O，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 。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200g，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28.7g。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CaSO42H2OCaCO3BaSO4溶解度 g / 100gH2O0.2010.00650.00017 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)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 2 KNO2 + O2；2 Cu(NO3)2 2 CuO + 4 NO2 + O2； 2 AgNO3 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10m，所受压强约为2×105Pa（p大气压p水柱压），下潜20m，约为3×105Pa。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1×105Pa、2×105Pa、3×105Pa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） 。得分 评卷人 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 。（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VL，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bg，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A2B，反应的化学方程式为2ABA2B 。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7.0g1.0g5.0g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xCaCO3·yMgCO3。（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2.76g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VL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。（2）再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g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22.4L）实验序号加入钢样粉末的质量 / g2.8365.6728.508生成气体的体积（标准状况）/ L1.122.242.80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12345678答案DCDCACACBA题号9101112131415答案DBCADBACC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） CaSO4·H2O（1分）； 2 CaSO4·H2O + 3 H2O2 CaSO4·2H2O（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)/a×100% （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）CaCO3·MgCO3（2）（2分）CaOCO MgOCO CO22CO CaCO3·MgCO36COV(CO) = 6×28×2.76a / 184×1.25 = 2.02a（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