1991全国初中化学奥林匹克竞赛计算题及参考答案.docx

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1991全国初中化学奥林匹克竞赛计算题及参考答案

1991～2013年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛复赛试题

计算题选及参考答案

[1991]四、计算题

27.某同学为了测定由氧化铜和氧化铁组成的混合物中各成分的质量分数，用氢气作还原剂，并用浓硫酸吸收反应生成的水。

已知混合物的总质量是24克，实验前盛有浓硫酸的试管的总质量是130.5克，实验后变为l37.7克（设反应已进行完全，且生成的水全部被浓硫酸吸收），据此计算：

⑴有多少克氢气参加了反应；⑵混合物中氧化铜的质量分数是多少。

参考答案：

⑴O.8克；⑵33.3%

28.某学生在10℃时取100克水配制成氯化钾的饱和溶液，又取50克水加入35.4克硝酸钠配成溶液，然后将两种溶液混合，发现有晶体析出。

试通过计算指出析出晶体是什么物质。

（已知10℃时，KCl的溶解度为31g，KNO3的溶解度为20.9g，NaCl的溶解度为35.8g，NaNO3的溶解度为80g）

参考答案：

原来的硝酸钠溶液就是不饱和溶液，混合后溶剂增加，硝酸钠更不饱和；原来氯化钾是饱和溶液，混合后也变为不饱和，因而硝酸钠、氯化钾不会成为晶体析出。

混合溶液中的四种离子，也可能结合硝酸钾、氯化钠晶体析出。

NaNO3＋KCl＝KNO3＋NaCl

8574.510158.5

x31yz

x=35.4（克）恰好反应完全，y=42.O（克），z=24.3（克）。

已知1O℃时硝酸钾的溶解度为20.9克，氯化钠的溶解度为35.8克。

1OO:

150=20.9：

mm=31.4（克），3l.4＜42.0

l00:

150=35.8:

W，w=53.7（克），53.7＞24.3

可知析出的晶体是硝酸钾。

[1992]四、计算题

26.碳酸氢钠加热可发生如下反应：

xNaHCO3　　　yNa2CO3＋zCO2↑＋uH20

⑴上述化学方程式的系数x、y、z、u分别为多少?

⑵NaHCO3和Na2CO3的混合物共3.36克，充分加热后质量减少了0.62克，然后加入过量的盐酸，使之发生反应。

求：

a.混合物中碳酸氢钠的质量分数

b.加盐酸后生成多少克CO2（保留2位小数）

参考答案：

⑴x=2，y=l，z=l，u=l

　　⑵a：

在混合物中NaHCO3的质量分数是50%。

　　　b：

加盐酸后生成1.14克CO2

27.下图是一个化合物的组成分析实验。

实验结果如下表示：

实验前

实验后

（铜的氧化物＋玻璃管）的质量

137.8克

131.4克

（氯化钙＋U形管）的质量

100.8克

108.O克

*玻璃管质量为80.2克。

试根据实验数据回答：

⑴完全反应后生成水的质量是　　　　　　　。

⑵生成的水中氧的质量是　　　　　　　。

⑶铜的氧化物中铜的质量是　　　　　　　。

⑷铜的氧化物中铜和氧的质量比是　　　　　　。

⑸将化合物组成元素的质量比，分别除以各自的原子量，即可求得该化合物中各元素的原子个数比。

则铜的氧化物中铜、氧的原子个数比是　　　　　　。

⑹将⑸的计算结果变为最简整数比，即求得铜的氧化物的化学式。

铜的这种氧化物的化学式是　　　　　。

参考答案：

⑴7.2克；⑵6.4克；⑶51.2克；⑷5l.2∶6.4；⑸51.2/64∶6.4/16=2∶1；⑹Cu2O

[1993]四、计算题

30.某晶体的分子量为126，它的分子式可用HxCyOz·nH2O表示，取6.3克该晶体，在100℃完全失水后称得固体质量为4.5克。

又测得C、H、O在无水HxCyOz的质量百分比分别为2.2%、26.7%、71.1%。

⑴通过计算确定该晶体的分子式。

⑵上述无水物加入少量浓硫酸共热后生成CO、CO2、H2O，试写出这个反应的化学方式：

　　　　　。

⑶实验室可以用上面的反应制取CO。

为了得到较多量的干燥而纯净的CO，应将混合气体先通过溶液除去　　　　　　　　，再通过　　　　　　　　　除去　　　　　　　　，最后就剩下纯净的CO。

参考答案：

⑴C2H2O4·2H2O；⑵H2C2O4　　　　　CO↑＋CO2↑＋H20；⑶Na0H；CO2；浓H2SO4；水蒸气

[1994]四、计算题

30.将一些氧化铜粉末加入到100克质量分数为l4%的硫酸溶液中，微热至氧化铜全部溶解，再向该蓝色溶液中加入20克铁粉。

充分反应后，过滤、烘干，得到干燥的固体物质仍是20克。

⑴原加入的氧化铜的质量是多少?

⑵最后得到的溶液中溶质的质量分数是多少?

参考答案：

⑴lO克；⑵20.65%

[1995]四、计算题

32.将一定量碳酸氢钠和铜的混合粉末放在容器里，在空气中用酒精灯加热至质量不再改变，发现加热前后固体总质量相等，写出有关的化学方程式，并计算原混合粉末中含铜的质量百分率。

（碳酸氢钠加热会发生分解，生成碳酸钠、二氧化碳和水，计算结果精确到0.1%）

参考答案：

59.6%

33.已知80℃时硫酸铜溶解度为55克（克/100）克水。

现有50克质量分数为14.8%的硫酸铜溶液和5克质量分数为38.7%的硫酸铜溶液，把这两种溶液混合，并要使混合后的溶液在80℃时成为饱和溶液。

问：

⑴可采用哪些措施？

⑵如果试剂只有CuSO4·5H2O，请按所采取的措施分别进行计算得出结论。

（计算结果精确到0.1克）

参考答案：

⑴①加入CuSO4或CuSO4·5H2O；②加热蒸发一部分水，再降温至80℃；⑵用蒸发溶剂的方法需蒸发28.7克水；用增加溶质的方法需增加35.7克CuSO4·5H2O

[1996]四、计算题

32.某固态混合物中含有m克KNO3和若干克不溶于水的杂质，将此混合物加入n克水中，在10℃、40℃、75℃时观察，充分溶解后的结果如下：

温度（℃）

10

40

75

未溶固体（克）

261

175

82

通过计算回答：

⑴m、n的值各为多少？

⑵75℃时所得溶液是否饱和？

⑶若要在n克水中恰好溶解m克硝酸钾即饱和，则温度应控制在多少度？

参考答案：

⑴设1O℃时在n克水所形成的饱和溶液中含x克KNO3

　　x/n=20.7/100……①　　[x＋（261－175）]/n=63.7/100……②

　　解之：

x=41.4　n=200g

　⑵设75℃时，200克水中最多可溶解y克KNO3　y=300

　　实际溶解的KNO3为：

41.4＋（261—82）=220.4（克）（此即为m）

　　75℃时所得溶液没有达到饱和。

　⑶设t℃时KNO3的溶解度为S　S=110.2（克）　温度应控制在60℃。

[1997]四、计算题

30.已知：

①NaOH＋NaHCO3　　　Na2CO3＋H2O↑　　②2NaHCO3　　　Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑

现有由氢氧化钠、碳酸氢钠和与其它物质不反应、受热也不分解的杂质组成的固体混合物17.110克，放入密闭容器中加热至250℃，经充分反应后，将容器中的气体通入过量的澄清石灰水中得到白色沉淀2.500克；当容器中的残留固体冷却到室温后，全部溶于水制成50.00毫升溶液，从中取出10.00mL，恰好可与含HCl1.825克的盐酸25.00毫升中和至中性。

求原混合物中杂质的质量分数。

参考答案：

由题意可知NaHCO3过量，NaOH与CO2反应和Na0H与NaHCO3直接反应所生成的Na2CO3总质量是不变的，取NaHCO3计算更简便，有关反应如下：

①NaOH＋NaHCO3＝Na2CO3＋H2O　　②2NaHCO3＝Na2CO3＋CO2↑＋H20↑

③CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H20　　④Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑

⑴设反应②分解的NaHCO3质量为x，分解产生的Na2CO3质量为y，由②③有：

2NaHCO3～Na2CO3～CaCO3

2×84106100

x　　y　2.50g

x=4.200g　　y=2.650g

⑵设残留物中Na2CO3的总质量为z，由①

有Na2CO3～2HCl

z=13.250克反应①产生的Na2CO3质量为13.250克一2.650克＝1O.600克l0.600克Na2CO3是原混合物中的NaOH（设质量为w）和除发生分解反应之外的NaHCO3（设质量为x’）恰好反应生成的，它们的质量关系是：

NaOH～NaHCO3～Na2CO3

4684106

wx’10.600g

　w=4.000g　　x'=8.400g

杂质的质量分数为2.98%

[1998]五、计算题

22.锌粉、铝粉、铁粉、镁粉的混合物a克与一定质量的溶质质量分数为25%的稀硫酸恰好完全反应，蒸发水分后得固体C（不含结晶水）b克。

求反应过程生成H2多少克？

参考答案：

固体C增加的质量即为SO42-的质量，得SO42-的质量为（b-a）g。

设生成H2的质量为x。

根据SO42-～H2得x＝

23.煤是重要的化工原料，用煤做燃料，不仅是极大的浪费，而且因煤烟中含有硫的化合物（如FeS2），燃烧时生成SO2气体造成环境污染。

设某具有30万户人口的中等城市，每户每天烧煤5千克，这种煤中含FeS25%，燃烧时，设有90%的硫转化为二氧化硫，被排放入大气之中。

硫铁矿燃烧时的反应方程式如下：

4FeS2＋11O2＝2Fe2O3＋8SO2，问：

⑴燃烧1吨煤，可产生多少千克的SO2？

⑵该中等城市，如果全部以上述的煤做燃料，每年将有多少吨二氧化硫排放到大气中？

参考答案：

⑴设1吨煤可生成SO2的质量为x。

根据4FeS2＋11O2＝2Fe2O3＋8SO2

得x=48kg

⑵设该城市每年烧煤y吨。

Y＝

＝547500吨

则放出SO2的质量=547500吨×48kg/吨=26280000kg=26280吨

[1999]四、计算题

29.白色粉未X是Na2CO3与NaHCO3的混合物。

取甲、乙、丙三份质量不同的X样品分别跟50g相同的稀盐酸充分反应，得到气体的质量与X的质量关系如表。

实验组别

甲

乙

丙

稀盐酸质量/g

50

50

50

X的质量/g

3.80

6.20

7.20

气体的质量/g

1.76

2.62

2.62

试计算X中Na2CO3与NaHCO3的质量分数各是多少？

参考答案：

由题意知，乙、丙实验组由于X过量，故不能据此计算。

设甲样品中Na2CO3的质量为x，NaHCO3的质量为y。

Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑

106　　　　　　　　　　　44　　　　　84　　　　　　　　　　44

X　　　　　　　　　　　　

　　　　y　　　　　　　　　　

即得：

x＋y＝3.80g　　

＋

=1.76g

解得：

x＝2.12g　　y＝1.68g

故样品X中：

m（Na2CO3）＝

＝55.8%

m（NaHCO3）＝

＝44.2%

30.出土木制文物常处于水饱和状态，出土后若任其自然干燥将收缩、变形。

一种保持文物原状的方法是：

将95份（质量）K2SO4·A12（SO4）3·24H2O（明矾）和5份H2O混合加热到90℃制成饱和溶液，并继续加热到92oC～95oC，将木制文物浸渍其中。

待明矾充分渗人，使明矾溶液取代木材中的水分后，趁热将文物从明矾溶液中取出，冷却至室温。

明矾在文物中结晶，再在文物外部涂一层亚麻油。

求90℃时明矾的溶解度（回答大于某值即可，但要写出计算过程。

已知明矾溶解度随着温度升高显著变化）。

参考答案：

95g明矾和5g水混合的溶液中含水的质量为：

95×

＋5.0g＝48.3g

含K2SO4·Al2（SO4）3的质量为：

100g－48.3g＝51.7g

设95份明矾和5份水混合的溶液中每100g水中含K2SO4·Al2（SO4）3的质量为x。

　　48.3g∶51.7g=100g∶x　　　　x＝107g

即90℃时明矾的溶解度＞107g

[2000]四、计算题

28.如下图所示，A管中盛有干燥的炭粉，C管中盛有干燥的氧化铜粉末，B、D两个U型管中装有氢氧化钠和氧化钙的固体混合物，用来充分吸收二氧化碳气体。

将3.0克干燥的二氧化碳气体全部通入A管进行实验，实验结束后，B管质量增加0.8克，D管质量增加3.3克，计算进入C管和离开C管的一氧化碳的质量各为多少？

参考答案：

⑴设A管中产生的CO质量为x

　　　CO2＋C　　　　2CO

　　　44　　　　　　28×2

　　　3.0g－0.8g　　　x

　　　　∴　X＝2.8g

　　⑵设在C管中参加反应的CO质量为y

　　CO＋CuO　　　　Cu＋CO2

　　28　　　　　　　　　44

　　y3.3g

　　　　∴　y=2.1g

　　∴　没有参加反应的CO的质量为2.8g－2.1g＝0.7g

　　∴　进入C管的CO质量为2.8克，离开C管的CO质量为0.7克

29.20.0克CuO溶于123.5克温热的20.0%H2SO4溶液。

冷却到20℃时能从溶液中析出多少克CuSO4·5H2O晶体？

（20℃时CuSO4的溶解度为20.7克/100克水）

参考答案：

CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O

　　　　　　　79.5　98.0　159.5

　　　　　20.0g　　　　　x

　　　　　∴　x=40.1g

　　　∴　溶液质量为：

20.0克＋123.5克＝143.5克

　　　∴　未析出晶体前溶液中CuSO4的质量分数为：

＝27.9%

　　　20℃饱和液中CuSO4的质量分数为：

＝17.1%

　　　CuSO4·5H2O晶体中CuSO4的质量分数为：

＝63.9%

　　设20℃时析出m克CuSO4·5H2O，其中含CuSO4为63.9%×m；析出晶体后溶液中CuSO4为17.1%×（143.5g－m）。

基于CuSO4总质量不变，则：

63.9%×m＋17.1%×（143.5g－m）＝27.9%×143.5g

　　M＝33.1g

[2001]四、计算题

27.由某物质R和Na2SO4组成的固体混合物放入足量水中，充分搅拌，过滤后得到白色沉淀11.65g，经试验，该白色沉淀不溶于稀硝酸，滤液呈碱性。

加入稀盐酸中和滤液，当加入146g质量分数为5%的盐酸时溶液恰好呈中性。

求混合物中R的质量。

参考答案：

由题意知R为Ba（OH）2。

设参加反应的Ba（OH）2质量为x，生成NaOH的质量为y。

Ba（OH）2＋Na2SO4＝BaSO4↓＋2NaOH

171233　80

x11.65gy

　　∴　x＝8.55g

　　∴　y＝4.00g

　　　　设4.00gNaOH消耗HCl的质量为z。

HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O

36.540

z4.00g

　　∴　z＝3.65g

　　　　146g×5%＝7.3g＞3.65g，所以HCl还与剩余的Ba（OH）2反应。

　　　　设剩余的Ba（OH）2的质量为w。

　　　　Ba（OH）2＋2HCl＝BaCl2＋2H2O

17173

w7.3g－3.65g＝3.65g

　　∴　w＝8.55g

　　　　∴混合物中Ba（OH）2的质量为8.55g＋8.55g＝17.1g

28.取一定质量的CO和CO2的混合气体，通入足量的氢氧化钡溶液中，充分反应后过滤，发现生成的沉淀和所取的混合气体的质量相等。

求混合气体中碳原子与氧原子的个数比。

参考答案：

设生成沉淀的质量为x

　　　CO2＋Ba（OH）2＝BaCO3↓＋H2O

　　　　　44　　　　　　　　197

　　　　　　　x

　　　　　∴原混合气体中CO的质量为：

x－

＝

　　　原混合气体中CO和CO2的分子个数比为：

　　　（

÷28）∶（

÷44）＝153∶28

　　　则原混合气体中C和O的原子个数比为：

　　　（153＋28）∶（153＋28×2）＝181∶209

[2002]四、计算题

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。

容器质量为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？

参考答案：

要使容器在水中不下沉，容器和它内部的物质产生的重力最大不能超过水对容器的浮力F，即：

[m（容器）＋m（硫酸）＋m（锌粒）－m（氢气）]g＝F

　　设加入的锌粒的质量为x，由：

Zn＋H2SO4==ZnSO4＋H2↑

65　　2

　　x　2x/65

　　生成氢气的质量为x/32.5g

则有：

[32.5×103kg＋1×103kg＋x－（x/32.5）]×9.8N/kg

＝0.04×10－3m3×1000kg/m3×9.8N/kg

　　　　　∴　x＝6.5×10－3kg＝6.5g

　　∴加入锌粒的质量最大不能超过6.7g

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C：

73.8%（以下均指质量分数）、H：

8.3%、N：

6.3%、Mg：

2.7%，其余为O。

试确定叶绿素的化学式。

参考答案：

叶绿素的化学式为C55H74O5N4Mg

[2003]四、计算题

27.现有一种铜和氧化亚铁的混合物样品。

为测定该样品中氧化亚铁的含量，某学生取20.0g此样品置于烧瓶中，分四次加入密度为1.22g/cm3的硫酸并做相关记录。

有关数据记录如下表：

加硫酸的序号

加入硫酸的体积/mL

剩余固体的质量/g

1

20.0

16.0

2

20.0

12.0

3

20.0

8.0

4

20.0

8.0

试计算：

⑴10.0g此样品中铜的质量。

⑵样品中氧化亚铁的质量分数。

⑶所用硫酸溶液溶质的质量分数。

参考答案：

⑴4.0g；⑵60.0%；⑶22.3%

28.航天技术中的火箭推进剂可用醇类为燃料，液态氧为氧化剂，但后者的沸点较低（-183℃），需要额外的隔热装置，因而增加了火箭的重量。

为了避免此缺点，可用过氧化氢（H2O2）代替液态氧，它具有相对高的沸点和较低的凝固点，而且没有毒性，和醇反应的时也能放出很高的能量。

现有一液体推进剂以醇（含碳52%，含氢13%，含氧35%）为燃烧，质量分数为90%的过氧化氢做氧化剂，欲使lkg该醇燃料完全燃烧，计算需消耗质量分数为90%的过氧化氢的质量。

（可按2H2O→2H2↑＋O2↑得到的氧气与醇反应来计算）

参考答案：

4904g

[2004]四、计算题

26.Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2g，溶于足量水并充分反应后，溶液中Ca2＋、CO32-、HCO3-全部转化为沉淀，将反应容器内水分蒸干，最后得到白色固体29.0g。

则原混合物中Na2CO3的质量是多少？

参考答案：

设原混合物中Na2CO3的质量为x

CaO＋H2O＝Ca（OH）2…………………………………………………………⑴

NaHCO3＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋NaOH＋H2O……………………………………⑵

Na2CO3＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋2NaOH…………………………………………⑶

⑴＋⑵得：

CaO＋NaHCO3＝CaCO3↓＋NaOH…………………………………⑷

⑴＋⑶得：

CaO＋H2O＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaOH…………………………⑸

反应⑷即CaO与NaHCO3反应，不会引起固体质量增加。

反应⑸即CaO与Na2CO3反应，由于H2O参加反应，会引起固体质量增加。

即：

固体增加的质量等于参加反应的H2O的质量。

因此，根据反应⑸，有：

H2O　　～　　Na2CO3

18106

29.0g-27.2gx

　　∴　x＝10.6g

27.某管道煤气的主要成分是CO、H2和CH4等，其体积分数如下表：

H2

CO

CH4

其它

？

15%

?

24%

在充分燃烧时，CO、H2和CH4三种气体提供的能量占管道煤气提供总能量的85%。

有一燃气热水器，某次使用时进水温度为12℃，出水温度为42℃，水流速度为5.0L/min（min代表分钟，下同），煤气的总消耗量为60L/min，在使用过程中损失的能量占30%。

已知这三种气体在12℃时燃烧热值（即完全燃烧1立方米气体所释放出来的热量）如下表：

H2

CO

CH4

12.2×106J/m3

12.1×106J/m3

38.0×106J/m3

水的比热容为4.18J/g·℃。

求：

管道煤气中H2和CH4的体积分数。

参考答案：

设氢气体积分数为x，管道煤气实际提供热能等于水升温所需热能：

　　60×[12.2×103x＋0.15×12.1×103＋（0.61-x）×38×103]÷85%×70%

　　＝（42-12）×4.18×5000

　　∴　x＝0.477

　　即H2的体积分数为47.7%，CH4的体积分数为13.3%

[2005]四、计算题：

26.闪电是一种自然现象，据估计地球上年均发生31万余次的闪电。

每当电闪雷鸣之时，空气中发生的一种反应为N2＋O2＝2NO。

己知32g氧气和足量氮气化合成一氧化氮时要吸收180kJ的能量，假设每次闪电的能量为1.50×107kJ，其中有l/1000的能量用于这一反应，求：

⑴此次闪电所产生的NO的质量是多少千克？

⑵此次闪电的生成物相当于多少千克尿素[CO（NH2）2]的含氮量？

参考答案：

⑴设生成NO的质量为x

N2＋O2=2NO　　吸收180kJ

　　　32g　60g　　180kJ

　　　　　　　　x　　　1.50×107kJ×1÷1000

∴　x＝5000g＝5kg

⑵设生成尿素的质量为y

2NO　～　CO（NH2）2　　N原子守恒

60　　　　60

5kg　　　　y

∴　y＝5kg

　　∴此次闪电所产生的N的质量是5kg

27.糖类（按C6H12O6计，相对分子质量为180）发酵生成乙醇反应的化学方程式为：

C6H12O6＝2C2H5OH＋2CO2↑，问多少质量分数的糖类溶液发酵能得到1°的酒?

（1°酒是指：

1体积乙醇和99体积水的混合溶液。

水和乙醇的密度分别为1.0g/cm3和0.8g/cm3）（答案只要求小数点后一位数字）

参考答案：

1°酒　　1体积乙醇　　　　　99体积水

　　　　　　　　　　1×0.80g＝0.80g　　　99g

　　设糖的质量为z

　　C6H12O6＝2C2H5OH＋2CO2↑

　　180　　92

　　z　　0.80g

　　∴　z＝1.56g或1.6g

　　耱类溶液的质量分数：

　　1.56÷100.56×100%＝1.55%≈1.6%或1.6÷100.6×100%＝1.59%≈1.6%

　　∴　1.6%糖类溶液发酵得1°酒

[2006]四、计算题

27.已知CuO被C还原的产物是Cu2O（红色）。

现有CuO和木炭粉组成的混合物4.24g，在高温下充分反应后，得到红色固体产物。

反应后产生的气体能全部被过量的澄清的石灰水吸收，得沉淀2.00g。

试计算所得红色固体产物质量。

参考答案：

4.24g混合物中，M（C）：

×12＝0.24g