全国初中化学竞赛天原杯试题及竞赛试题详解.docx
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全国初中化学竞赛天原杯试题及竞赛试题详解
2002年全国初中化学竞赛天原杯试题及竞赛试题详解
2002年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛
（第十二届天原杯）复赛试题
试题说明：
⒈本试卷共7页，满分100分。
⒉可能用到的相对原子质量：
H:
1 C:
12 N:
14 O:
16 Na:
23 Mg:
24 Al:
27
S:
32 Cl:
35.5 Ca:
40Cu:
63.5Zn:
65
⒊考试时间：
2小时
一、选择题（本题包括12小题，每小题2分，共24分。
每小题有1个或2个选项符合题意。
若正确答案包括两个选项，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。
）
⒈“垃圾是放错了位置的资源”，应该分类回收。
生活中废弃的铁锅、铝质易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收，它们属于
A.有机物 B.金属或合金 C.氧化物 D.盐
⒉来自海洋深处的可燃冰的主要成分是
A.CH4 B.H2 C.CO D.CO2
⒊一辆客车夜晚行驶在公路上，发现油箱漏油，车箱里充满了汽油的气味，这时应该采取的应急措施是
A.洒水降温并溶解汽油蒸气
B.开灯查找漏油部位，及时修理。
C.打开所有车窗，严禁一切烟火，疏散乘客离开车箱。
D.让车内人员坐好，不要随意走动。
⒋现代医学证明，人类牙齿由一层称为碱式磷酸钙的坚硬物质保护着。
碱式磷酸钙的化学式中除钙离子外，还含有一个氢氧根离子和三个磷酸根离子，则其化学式正确的是
A.Ca2（PO4）3（OH） B.Ca3（PO4）3（OH） C.Ca4（PO4）3（OH） D.Ca5（PO4）3（OH）
⒌1999年度诺贝尔化学奖授予了开创“飞秒（10-15）化学”新领域的科学家，使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子运动成为可能。
你认为该技术不能观察到的是
A.原子中原子核的内部结构 B.化学反应中原子的运动
C.化学反应中生成物分子的形成 D.化学反应中反应物分子的分解
⒍常温下，取下列固体各10g，分别与90g水充分混合，所得溶液中溶质质量分数最小的是
A.Na2O B.CaO C.SO3 D.CuSO4·5H2O
⒎向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O固体，恢复到原来温度时，下列说法中正确的是
A.溶液中Na+总数不变 B.单位体积内的OH－数目不变
C.溶质的质量分数不变 D.溶液的质量不变
⒏配制一定溶质质量分数的NaOH溶液时，造成所配制溶液中的溶质质量分数偏高的原因可能是
A.所用的NaOH已潮解。
B.用带游码的托盘天平称量NaOH固体质量时，误将砝码放在左盘，被称量物放在右盘。
C.托盘天平的左右盘上各放一张纸，调整天平至平衡后，将NaOH固体放在低上称量。
D.用量筒最取水时，俯视水面刻度线来读取体积读数。
⒐天然气、液化石油气燃烧的化学方程式分别为：
CH4+2O2=CO2+2H2O；C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
现有一套以天然气为燃料的灶具，要改为以液化石油气为燃料的灶具，应采取的措施是
A.燃料气和空气的进入量都减少 B.燃料气和空气的进入量都增大
C.减少燃料气进入量或增大空气进入量 D.增大燃料气进入量或减少空气进入量
⒑将Mg、Al、Zn分别放入相同溶质质量分数的盐酸中，反应完成后，放出的氢气质量相同，其可能的原因是
A.放入的三种金属质量相同，盐酸足量。
B.放入的Mg、Al、Zn的质量比为12:
9:
32.5，盐酸足量。
C.盐酸的质量相同，放入足量的三种金属
D.放入的盐酸质量比为3:
2:
1，反应后无盐酸剩余。
⒒由NaHS、MgSO4、NaHSO3组成的混合物中，已知S元素的质量分数w（S）=a%，则O元素的质量分数w（O）为
A.1.75a% B.1-1.75a% C.1.25a% D.无法计算
⒓将二氧化碳通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成，若继续通入二氧化碳，白色沉淀将完全溶解。
其反应的化学方程式为：
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2
当二氧化碳持续不断地通入澄清石灰水中时，沉淀质量的变化符合下列图中的（ ）
A.
B.
C.
D.
二、填空题（本题包括10小题，共40分）
⒔近年来出现的厄尔尼诺现象与大气中二氧化碳含量的增多有关，请回答以下问题：
⑴空气中二氧化碳主要来源是 ；
⑵自然界中能消耗二氧化碳的是 ；
⑶为减缓此现象，你认为最理想的燃料是 ，以水为原料，开发此燃料，你认为应研究的主要课题是 。
⒕地球外层空间存在着微量的臭氧（O3）和氧原子（O），该臭氧层的存在能吸收和阻挡太阳有害的紫外线的强烈辐射。
可是人为的大气污染物会破坏臭氧层，如超音速飞机排放的氮氧化物（NO和NO2），它们和O3及O发生如下反应：
O3+NO=NO2+O2；O+NO2=NO+O2。
这两个反应反复循环，其总反应方程式为：
。
氮的氧化物在破坏臭氧层的过程中起了 的作用。
⒖已知铁元素在化合物里通常显+2或+3价，因此Fe3O4可写成氧化物形式FeO·Fe２O3或盐的形式Fe（FeO2）2，它属于偏铁酸盐。
Pb在化合物里显+2或+4价，那么Pb3O4也可写成 或 。
⒗CO与PdCl2溶液反应产生黑色金属钯粉末，反应中有水参加，利用此反应可用氯化钯（PdCl2）检测CO对大气的污染情况，此反应的化学方程式为 。
反应中CO具有 性。
⒘磷酸二氢铵是一种含有氮、磷两种营养元素的复合化肥，熟石灰常可用来中和土壤的酸性，但是这两种物质不宜混合使用，试写出有关反应的化学方程式 ，并说明原因 。
⒙将雕刻成球型的冰糖（其化学成分为蔗糖）置于蔗糖的饱和溶液中，保持温度和溶剂质量都不变，几天后，小球的质量和形状有无变化？
。
⒚已知在相同温度下，气体分子的运动速度与分子的相对分子质量有关，
分子的相对分子质量越大，则其运动速度越小。
图中容器A是一种特制的有底的素烧瓷筒，它的壁可以通过氢气分子。
实验开始时，A中和烧杯中都充满空气。
当向烧杯中持续通入氢气时，导管B处发生的现象是 ，产生这种现象的原因是 。
⒛2001年11月，美军为打击躲藏在阿富汗山洞中的恐怖分子，使用了 一种名为BLU-82的高效能燃料空气炸弹。
这种炸弹爆炸时，除产生高 温外，还可使山洞内的氧气耗尽，使其中所有生物窒息死亡而山洞不致完全崩塌，以便后续军队进入山洞鉴别死者身份。
燃料空气弹的主装药之一是环氧乙烷（
），其化学式可写作 。
爆炸时，环氧乙烷先成雾状分散在空气中，然后燃爆，反应的生成物为：
、 、 。
21.下表是某地市场销售的一种“加碘食盐”包装上的部分文字说明：
配 料
氯化钠、碘酸钾
含碘量
（29mg～40mg）／kg
保质期
18个月
食用方法
勿长时间炖炒
贮藏指南
避热、避光、密封、防潮
⑴已知碘在碘酸钾中的化合价为+5，碘酸钾的化学式为 。
⑵由食用方法和贮藏指南可推测碘酸钾的化学性质之一是 。
⑶用单质碘与氯酸钾发生置换反应可制得碘酸钾，该反应的化学方程式为 。
22.下表是我国部分城市空气质量周报，阅读并回答下列问题：
城市
污染指数
首要污染物
空气质量级别
城市
污染指数
首要污染物
空气质量级别
北京
92
TSP
Ⅱ
济南
76
TSP
Ⅱ
天津
82
TSP
Ⅱ
武汉
83
NOx
Ⅱ
哈尔滨
96
TSP
Ⅱ
重庆
98
SOx
Ⅱ
上海
74
NOx
Ⅱ
贵阳
69
TSP
Ⅱ
注：
TSP—空气中的飘尘；NOx—氮的氧化物；SOx—硫的氧化物。
⑴最容易出现酸雨的城市是 。
为减少城市酸雨的产生，可采取的措施是 。
①少用煤作燃料；②采用燃料脱硫技术；③向已酸化的土壤中加石灰；④开发新能源。
⑵汽车尾气（含有CO、SO2、NO等）是城市空气的污染物，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转换器，其特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，写出CO与NO反应的化学方程式 。
控制城市汽车尾气对空气造成污染的方法是 ①开发氢能源；②使用电动车；③植树造林；④戴呼吸面具。
三、实验题（本题包括4小题，共24分）
23.某学生在A、B、C、D四只小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水及细铁丝，并使铁丝完全浸没在食盐水中，然后装配成如图所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表（表中所列数据为导管中水面上升的高度／cm）所示。
时间/小时
0
0.5
1.0
1.4
2.0
2.5
3.0
A瓶（盛干燥铁丝）
0
0
0
0
0
0
0
B瓶（盛沾了食盐水的铁丝）
0
0.4
1.2
3.4
5.6
7.6
9.8
C瓶（盛沾了清水的铁丝）
0
0
0
0.3
0.8
2.0
3.5
D瓶（盛完全浸没在食盐水中的铁丝）
0
0
0
0
0
0
0
⑴导管中水面为什么会上升？
。
⑵上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为（填小烧瓶序号）：
。
⑶影响铁生锈的因素有：
。
24.实验室制得的氢气中常含有水蒸气和少量酸雾，为了获得纯净的氢气，可选用下图中的第 套装置来净化。
其中左瓶中应盛 以除去 ；
右瓶中应盛 以除去 。
实验完成后，如果回收的废液中含有少量硫酸及硫酸亚铁，怎样利用废液再回收较纯的硫酸锌晶体？
25.下图是测定植物的某一生命活动过程的装置。
A瓶中NaOH溶液的作用是 ，B瓶中石灰水的作用是 ，D瓶中出现的现象是 。
此实验说明植物具有 。
实验顺序
（按序延长加热时间）
固体质量/g
加热前
后
1
3.44
3.26
2
3.44
3.12
3
3.44
2.90
4
3.44
2.90
5
3.44
2.80
6
3.44
2.78
7
3.44
2.72
8
3.44
2.72
26.某化学小组为了测定生石膏的组成（CaSO4·xH2O），即测x值，做了如下实验：
将含结晶水的硫酸钙放在坩埚中加热，加热前和加热后都进行称量。
随着实验次数的增加，加热的时间不断延长。
他们在实验中将数据整理如右表。
利用数据可绘制成以下图像：
⑴利用实验数据，通过计算推断生石膏的化学式。
⑵通过计算解释图像中产生AB段的原因。
四、计算题（本题包括2小题，共12分）
27.有一置于水中用特殊材料制成的密闭容器，气体分子可以通过该容器的器壁，而液体和固体则不能通过。
该容器的质量为1g，体积为0.04L。
容器内盛有32.5g质量分数为40%的稀硫酸，如果向其中加入锌粒，要想保持容器在水中不沉底，则锌粒的质量最大不能超过多少？
28.减弱“温室效应”有效措施之一是大量植树造林，绿色植物在叶绿素存在下的光合作用是完成二氧化碳循环的重要一环。
已知叶绿素的相对分子质量小于900，其分子含C73.8%（以下均指质量分数）、H8.3%、N6.3%、Mg2.7%，其余为O。
试确定叶绿素的化学式。
2002年全国初中学生
化学素质和实验能力竞赛（第十二届天原杯）
复赛试题答案
一、选择题（本题包括12小题，共24分。
）
1．B2．A3．C4．D5．A6．D7．BC8．B
9．C10．BC11．B12．C
二、填空题（本题包括10小题，共40分。
）
13．
（1）含碳燃料的燃烧
（2）绿色植物的光合作用在绿色植物体内二氧化碳和水经光合作用转变成葡萄糖（3）氢气有效的分解水产生氢气
14．2O3=3O2催化剂
15．2PbO·PbO2Pb（PbO3）
16．CO+PdCl2+H2O=Pd+CO2+2HCl
17．2NH4H2PO4+3Ca（OH）2=Ca3（PO4）2+2NH3↑+6H2O
磷酸二氢铵是酸式盐显酸性，而熟石灰是碱显碱性，它们会发生反应生成难溶性的Ca3（PO4）2和易挥发性的NH3而使肥效降低。
18．小球的质量不变，形状有改变
19．
20．C2H4OCO、CO2、H2O
21．
（1）KIO3
（2）易分解（3）I2+KClO3=Cl2+KIO3
22．
（1）重庆②④
（2）2CO+NO=N2+CO2②③
三、实验题（本题包括4小题，共24分。
）
23．
（1）铁丝在生绣时会消耗烧瓶内的氧气
（2）B>C>A=D
（3）空气、水、电解质
24．CNaOH溶液CO2浓H2SO4H2O
向回收的废液中加入过量的锌，过滤，蒸发滤液结晶得到较纯的硫酸锌晶体
25．吸收空气中的CO2，检验空气中的CO2是否被吸收完全，
澄清溶液变浊。
呼吸作用。
26．
（1）解：
石膏加热分解减少的质量就是水的质量，由实验数据知3.44gCaSO4•xH2O完全分解得到无水CaSO42.72g，
CaSO4•xH2O==CaSO4+xH2O
13618x
2.720.72
即136:
2.72=18x:
0.72解得x=2所以石膏的化学式为CaSO4•2H2O。
（2）由实验数据知在A—B段时石膏的质量为2.90g，其中CaSO42.72g，H2O0.18g。
此时其化学式可表示为2CaSO4•H2O。
四、计算题（本题包括2小题，共12分。
）
27．解：
设最多加入锌粒的质量为mg。
要想保持容器在水中不沉底，密闭容器和锌粒的质量应不大于密闭容器所受的浮力。
即ρ水gV≥（1+32.5+m-2m/65）gm≤6.5×65/63=6.7g
答：
（略）。
28．解：
由题意知叶绿素中各元素原子的个数比：
碳﹕氢﹕氮﹕镁﹕氧=
﹕
﹕
﹕
﹕
=6.15﹕8.3﹕0.45﹕0.1125﹕0.55625=55﹕73﹕4﹕1﹕5
因为叶绿素的相对分子质量小于900。
所以叶绿素的分子式为C55H73O5N4Mg。
2002年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛
（第十二届天原杯）复赛试题详解
试题说明：
⒈本试卷共7页，满分100分。
⒉可能用到的相对原子质量：
H:
1 C:
12 N:
14 O:
16 Na:
23 Mg:
24 Al:
27
S:
32 Cl:
35.5 Ca:
40Cu:
63.5Zn:
65
⒊考试时间：
2小时
一、选择题（本题包括12小题，每小题2分，共24分。
每小题有1个或2个选项符合题意。
若正确答案包括两个选项，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。
）
⒈“垃圾是放错了位置的资源”，应该分类回收。
生活中废弃的铁锅、铝质易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收，它们属于
A.有机物 B.金属或合金 C.氧化物 D.盐
解：
生活中废弃的易拉罐、铜导线等都属于废旧金属材料，它们的主要成分是金属单质或合金，故它们属于金属或合金．
故选B．
⒉来自海洋深处的可燃冰的主要成分是
A.CH4 B.H2 C.CO D.CO2
解：
可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下结晶形成的固态笼状化合物，呈白色，形似冰雪，因此被称为“可燃冰”，其主要成分为甲烷．
故选：
A．
⒊一辆客车夜晚行驶在公路上，发现油箱漏油，车箱里充满了汽油的气味，这时应该采取的应急措施是
A.洒水降温并溶解汽油蒸气
B.开灯查找漏油部位，及时修理。
C.打开所有车窗，严禁一切烟火，疏散乘客离开车箱。
D.让车内人员坐好，不要随意走动。
解：
A、汽油难溶于水，洒水不会溶解汽油蒸气，所以错误；
B、车厢里充满了汽油的气味说明车厢中有汽油蒸气，汽油有可燃性，与空气混合后遇明火或电火花会发生爆炸，而开灯时可能产生电火花，所以错误；
C、为防患于末然，在汽油还没有燃烧时要紧急疏散乘客离开车箱，所以正确；
D、车内人员坐好，不随意走动离开车箱，一旦燃烧将发生重大事故，所以错误．
故选C．
⒋现代医学证明，人类牙齿由一层称为碱式磷酸钙的坚硬物质保护着。
碱式磷酸钙的化学式中除钙离子外，还含有一个氢氧根离子和三个磷酸根离子，则其化学式正确的是
A.Ca2（PO4）3（OH） B.Ca3（PO4）3（OH） C.Ca4（PO4）3（OH） D.Ca5（PO4）3（OH）
解：
已知钙元素的化合价为+2价，氢氧根的化合价为-1价，磷酸根的化合价为-3价：
A、由Ca2（PO4）3（OH），则2×（+2）+3×（-3）+（-1）≠0，故A错误；
B、由Ca3（PO4）3（OH），则3×（+2）+3×（-3）+（-1）≠0，故B错误；
C、由Ca4（PO4）3（OH），则4×（+2）+3×（-3）+（-1）≠0，故C错误；
D、由Ca5（PO4）3（OH），则5×（+2）+3×（-3）+（-1）=0，故D正确．
故选D．
⒌1999年度诺贝尔化学奖授予了开创“飞秒（10-15）化学”新领域的科学家，使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子运动成为可能。
你认为该技术不能观察到的是
A.原子中原子核的内部结构 B.化学反应中原子的运动
C.化学反应中生成物分子的形成 D.化学反应中反应物分子的分解
解：
根据A选项的题给信息，“运用激光光谱技术观察化学反应时分子中原子运动”，所以原子核内部结构无法观察，因此A选项是正确的．
B、C、D选项中涉及到的原子运动、分子的形成、分子分成原子、根据题给信息是能够观察到的，故B、C、D选项都不正确．
故选A
⒍常温下，取下列固体各10g，分别与90g水充分混合，所得溶液中溶质质量分数最小的是
A.Na2O B.CaO C.SO3 D.CuSO4·5H2O
解：
四个选项放入水中以后A、B、C三个物质都与水发生化合反应，生成新的溶质，利用质量守恒定律可知新的溶质都会大于10克，D中的CuSO4•5H2O放入水中以后溶质变成CuSO4质量会小于10克，而这些溶液的质量都是100克，但是氧化钙溶于水生成的氢氧化钙属于微溶物形成的溶质质量分数会很小．
故选B
⒎向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O固体，恢复到原来温度时，下列说法中正确的是
A.溶液中Na+总数不变 B.单位体积内的OH－数目不变
C.溶质的质量分数不变 D.溶液的质量不变
解：
A、原氢氧化钠溶液是饱和的，反应消耗了水，生成了氢氧化钠，生成的氢氧化钠不能溶解，溶液中溶质会减少，则溶液中的Na+总数也会减少；故A错误．
B、随着一小块Na2O固体的投入，氢氧化钠饱和溶液中水被反应所消耗，饱和溶液析出固体溶质；由于溶液温度不变，变化后所得溶液仍为氢氧化钠的饱和溶液；根据同种溶质的同一温度下的饱和溶液的溶质质量分数相等，判断氢氧化钠饱和溶液的质量分数不变；则单位体积内的OH-数目也不变；故B正确．
C、原氢氧化钠溶液是饱和的，反应消耗了水，生成了氢氧化钠，反应后恢复到原来温度，溶液仍饱和，且会析出剩余固体，但同一温度下的饱和溶液中溶质的质量分数是定值；故C也正确．
D、原氢氧化钠溶液是饱和的，反应消耗了水，生成了氢氧化钠，生成的氢氧化钠不能溶解，溶液中溶质不会增加，反而会减少，由于溶液中的溶质和溶剂都减少了，溶液的质量也减少；故D错误．
故选BC．
⒏配制一定溶质质量分数的NaOH溶液时，造成所配制溶液中的溶质质量分数偏高的原因可能是
A.所用的NaOH已潮解。
B.用带游码的托盘天平称量NaOH固体质量时，误将砝码放在左盘，被称量物放在右盘。
C.托盘天平的左右盘上各放一张纸，调整天平至平衡后，将NaOH固体放在低上称量。
D.用量筒最取水时，俯视水面刻度线来读取体积读数。
解：
A、所用NaOH已潮解，则所称取的氢氧化钠的质量少，导致溶液的浓度降低，溶质质量分数偏低；故A错误；
B、将砝码放在左盘，被称量物放在右盘，使用游码，会导致所称取的氢氧化钠的质量少，导致氢氧化钠溶液溶质质量分数偏低；故B错误；
C、将NaOH固体放在纸上称量，氢氧化钠会吸收空气中的水分潮解而导致称得的氢氧化钠的质量减少，导致氢氧化钠溶液的溶质质量分数偏低；故C错误；
D、俯视水面刻度线来读取体积读数，则所取的水少，导致溶液的浓度升高，溶质质量分数偏高；故D正确；
故选D．
⒐天然气、液化石油气燃烧的化学方程式分别为：
CH4+2O2=CO2+2H2O；C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
现有一套以天然气为燃料的灶具，要改为以液化石油气为燃料的灶具，应采取的措施是
A.燃料气和空气的进入量都减少 B.燃料气和空气的进入量都增大
C.减少燃料气进入量或增大空气进入量 D.增大燃料气进入量或减少空气进入量
解：
相同情况下，气体体积相同所含分子数相同；根据反应的化学方程式，相同分子即同体积的天然气、液化石油气完全燃烧，液化石油气需要更多的氧气；为确保液化石油气完全燃烧所需要的氧气量充分，需要把以天然气为燃料的灶具的燃料进气量减少或增大空气进入量；
故选C．
⒑将Mg、Al、Zn分别放入相同溶质质量分数的盐酸中，反应完成后，放出的氢气质量相同，其可能的原因是
A.放入的三种金属质量相同，盐酸足量。
B.放入的Mg、Al、Zn的质量比为12:
9:
32.5，盐酸足量。
C.盐酸的质量相同，放入足量的三种金属
D.放入的盐酸质量比为3:
2:
1，反应后无盐酸剩余。
解：
A、放入三种金属的质量相同，盐酸足量，则铝产生的氢气质量最多，其次是镁，最少的是锌，产生氢气质量不同，故A错误；
B、盐酸足量，设12g镁产生氢气的质量为x，则有
C、盐酸的质量相同，放入足量的三种金属，则盐酸全部参加反应，相同质量的盐酸所含氢的质量相同，故产生的氢气的质量相同，故C正确；
D、放入的盐酸质量比为3：
2：
1，反应后无盐酸剩余，则盐酸全部参加反应，盐酸的质量不同，产生的氢气质量不同，故D错误，
故选BC．
⒒由NaHS、MgSO4、NaHSO3组成的混合物中，已知S元素的质量分数w（S）=a%，则O元素的质量分数w（O）为
A.1.75a% B.1-1.75a% C.1.25a% D.无法计算
解：
因为NaHS、NaHSO3组成中钠和氢的比例是1：
1，可以把钠元素和氢元素放在一起看做镁元素（23+1=24），这样三种物质相当于是MgS、MgSO4、MgSO3，所以这时三种物质镁和硫的比例相同都是1：
1；因为S是a%，所以镁元素的质量分数可通过计算：
设镁元素的质量分数为x
S～Mg
3224
a%x
3224=a%xx=0.75a%；
这样硫和镁（即镁、氢、钠）元素的质
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