全国初中学生第二十三届天原杯化学素质和实验能力竞赛复赛试题及答案完美版.doc
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2013年全国初中学生（第二十三届天原杯）化学素质和实验能力竞赛
复赛试题
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、K－39、Mn－55、Fe－56、Cu－64、Zn－65、Ag－108、Sn－119、Hg－201、Pb－207。
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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
1.2013年世界地球日的主题是“多样的物种，唯一的地球，共同的未来”。
下列描述符合这一主题的是（）。
A．为粮食增产，多施用高效化肥、农药
B．霾是一种自然现象，对人体健康影响不大
C．大力推广新型材料
D．努力实施“绿色化学”，把化学对环境的负面影响减到最低
2.化学概念相互间存在如下3种关系：
下列对概念间关系的说法正确的是（）。
A．纯净物与混合物属于包含关系B．化合物与氧化物属于包含关系
C．单质与化合物属于交叉关系 .D．氧化反应与化合反应属于并列关系
3.过氧化氢（H2O2）是常见的过氧化物，下列物质也属于过氧化物的是（）。
A．MnO2 B．CaO2 C．NO2 D．SiO2
4.晋代葛洪的《食肉方》（去除黑痣的药方）中记载：
“取白炭灰（石灰）、荻灰（草木灰）等分煎合……”可去黑痣。
起到“食肉”作用的主要物质是（）。
A．碳酸钙 B．熟石灰 C．碳酸钾 D．苛性钾
5.生物体死亡后，体内含有的碳-14会逐渐减少（称为衰变）。
因此科学家可通过测量生物体遗骸中碳-14的含量，来计算它存活的年代，这种方法称之为放射性碳测年法。
碳-14原子核中含6个质子与8个中子，在衰变时，一个中子变成质子，形成新的原子核。
下列关于新原子核的说法正确的是（）。
A．碳原子核，含7个质子，8个中子 B．氮原子核，含7个质子，7个中子
C．碳原子核，含6个质子，7个中子 D．氧原子核，含7个质子，8个中子
6.取4份等质量的KClO3，向其中3份中分别加入少量等质量的KMnO4、MnO2和Mn，分别在某温度下加热至质量不再改变，测定产生氧气的质量。
然后将剩余固体溶于足量水中，添加过物质的组别中均有相同组成的不溶物。
测定结果如下：
组别
①
②
③
④
加入物质
无
KMnO4
MnO2
Mn
产生氧气的质量/g
0
m1
m2
m3
不溶物的质量/g
0
w1
w2
w3
已知m1＞m2＞m3，下列关于此实验的说法一定正确的是（）。
A．3种物质的加入都有利于KClO3分解制氧气
B．残留不溶物的质量关系为w1＜w2＜w3
C．KMnO4是KClO3分解制氧气效果最好的催化剂
D．不加入其他物质时，KClO3未发生分解反应
7.下列各组微粒中，属于同一种元素的是（ ）。
A．Cl和ClB．Co和COC．H和HeD．和
8.下列变化过程一定发生化学反应的是（）。
A．燃烧 B．爆炸
C．颜色发生了改变 D．状态发生了改变
高温
9.将硅粉与镁粉混合后隔绝空气强热，得到一种暗蓝色的化合物。
将此化合物投入水中，发生剧烈反应，产生气体，并伴有爆炸声与火光。
此过程不可能发生的反应是（）。
A．2Mg+Si Mg2Si B．Mg2Si+4H2O=2Mg（OH）2+SiH4↑
C．SiO2+H2O=H2SiO3 D．SiH4+2O2=SiO2+2H2O
10.甲、乙两种固体物质的溶解度曲线如图Ⅰ所示。
常温下，分别向装有适量甲、乙物质的两支试管里加入等量的蒸馏水，充分振荡后，两支试管底部均有未溶解的固体；再将两支试管放入盛有冰水混合物的烧杯里，如图Ⅱ所示。
关于该实验，下列说法中正确的是（）。
A．乙溶液中溶质的质量分数增大B．装有甲物质的试管中剩余的固体减少
C．甲、乙两物质的溶解度都增大D．两支试管里剩余的固体都增多
11.下列CO2的制备装置中，不能起到“随开随制，随关随停”效果的是（）。
12.某同学想要知道10g食盐的体积，他应该采用的方法是（）。
A．将食盐放入空量筒中，观察表面对应的刻度
B．将食盐放入装有水的量筒中，观察液面对应刻度的变化
C．将食盐放入装有沙子的量筒中，观察表面对应刻度的变化
D．将食盐放入装有饱和食盐水的量筒中，观察液面对应刻度的变化
13.3种无色溶液，溶质分别为硫酸铵、氯化钠和碳酸钾。
3位同学设计的鉴别方案如下：
甲：
各加入少量盐酸，有气体产生的是碳酸钾。
然后向无明显现象的试管中滴加少量氯化钡溶液，有沉淀产生的是硫酸铵，无沉淀产生的是氯化钠。
乙：
各加入足量烧碱溶液，加热，有气体产生的是硫酸铵。
然后向无明显现象的试管中滴加少量硝酸银溶液，再加入少量稀硝酸，有沉淀产生的是氯化钠，无沉淀的是碳酸钾。
丙：
各加入少量氯化钡溶液，再加入少量稀硝酸，有沉淀产生的是硫酸铵。
然后向无明显现象的试管中滴加少量硝酸银溶液，有沉淀产生的是氯化钠，无沉淀的是碳酸钾。
其中正确的有（）。
A．只有甲 B．甲和乙 C．乙和丙D．甲和丙
14.现有失去标签的氯化钙、硝酸银、盐酸、碳酸钠4种无色溶液。
将它们编号为甲、乙、丙、丁后，两两混合的现象如下表所示。
根据实验现象判断甲溶液中溶质的化学式是（ ）。
实验顺序
实验内容
实验现象
①
甲+乙
有气泡生成
②
甲+丙
有沉淀生成
③
丙+丁
有沉淀生成
④
乙+丙
没有现象发生
A．CaCl2B．AgNO3C．HClD．Na2CO3
15.将5.4g金属铝投入一定量的混合盐溶液中，反应后可得到36.0g金属单质（无气体产生）。
则原混合盐的组成可能为（）。
A．Pb（NO3）2与Hg（NO3）2 B．Fe（NO3）2和Zn（NO3）2
C．AgNO3与Cu（NO3）2 D．Sn（NO3）2与Mg（NO3）2
得分
评卷人
二、填空题（本题包括8个小题，共40分）
16.（4分）生活与化学密切相关，处处充满着化学知识。
（1）下列食物中，能提供大量维生素的是（填字母序号）。
A．牛奶B．大米C．蔬菜
（2）加钙牛奶中的“钙”是指钙元素，身体中一旦缺钙，可能患有的疾病是（填“骨质疏松”或“贫血”）。
（3）下列物品中，所使用的主要材料属于天然纤维的是（填字母序号）。
A．橡胶手套 B．棉布围裙 C．塑料保鲜膜
（4）我们常用洗涤剂清洗餐具上的油污，这是因为洗涤剂具有功能。
17.（6分）我们周围的物质世界是由100多种元素组成的，为了便于研究元素的性质，常常需要寻找它们之间的内在规律。
下表列出的是1～18号元素的部分最高正化合价和最低负化合价。
请阅读并回答下列问题：
1H
+1
2He
0
3Li
+1
4Be
+2
5B
+3
6C
+4-4
7N
+5-3
8O
-2
9F
-1
10Ne
0
11Na
+1
12Mg
+2
13Al
+3
14Si
+4-4
15P
+5-3
16S
17Cl
+7-1
18Ar
0
（1）11号元素属于元素（填“金属”或“非金属”），它在化学反应中形成的离子与（写元素符号）原子具有相同的核外电子排布。
（2）16号元素的原子核外电子数为，推测该元素最低负化合价为，最高正化合价的氧化物的化学式为。
（3）从化合价角度分析，我们可以发现一些规律。
请写出其中的一个：
。
18.（4分）某厂废水中含有质量分数为4.9%的H2SO4，需中和后才能排放。
某兴趣小组同学经过讨论，提出了两种中和方案，所用试剂的价格如下：
中和试剂
氢氧化钠
氢氧化钙
价格/（元·吨-1）
800
450
（1）请从经济与产物角度说明选择氢氧化钙的理由：
①_______________________________________________________________；
②_______________________________________________________________。
（2）有同学建议用氨水进行中和，可以回收一种化肥，其化学式为______________。
该废水还会引起的环境问题是____________（选填编号）。
A．重金属污染 B．有毒物质污染 C．富营养化污染 D．悬浮物污染
19.（5分）一包白色粉末，由CuSO4、CaCO3、BaCl2、Na2SO4、NaOH中的两种或两种以上的物质混合而成。
为探究其组成，进行如下实验：
（1）取少量白色粉末，向其中加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和无色滤液。
则原白色粉末中一定不含有。
（2）取实验
（1）滤出的白色沉淀，向其中加入足量的盐酸，沉淀全部溶解，并产生无色气体。
则原白色粉末中一定含有。
根据上述实验可推断：
原白色粉末的组成有种可能。
为进一步探究原白色粉末的组成，取实验
（1）得到的滤液，向其中通入CO2，产生白色沉淀，则可推断原白色粉末中一定还含有。
20.（3分）高氯酸（HClO4）是最强酸。
现有一种不常见的氯的化合物叫做高氯酸氯，其分子中氯的质量分数为0.526，且每个分子中含有4个氧原子。
（1）高氯酸氯的化学式为__________________。
（2）高氯酸氯在室温下即发生分解，形成Cl2、O2和另一种氯的氧化物。
已知该反应的化学方程式中3种产物的化学计量数相同。
请写出该分解反应的化学方程式：
。
21、（6分）Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水。
其原理是利用Fe2+和H2O2的反应产生能降解污染物的活性成分。
现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对降解反应速率的影响。
实验探究：
控制p-CP的初始浓度相同，实验温度恒定在25℃或40℃（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
实验编号
实验目的
温度/℃
pH
浓度/（mg·L-1）
H2O2
Fe2+
①
为②③提供参照
25
3
204
16.8
②
探究温度对降解反应速率的影响
③
25
10
204
16.8
实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如右图。
（2）实验①、②表明温度升高，降解反应速率______。
实验发现，温度过高时，降解反应较难发生。
请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：
。
（3）实验③得出的结论是：
pH等于10时，
。
（4）为测定不同时间内有机物降解的浓度，需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的降解反应立即停止下来。
根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：
________________________________。
22.（5分）工业上利用太阳能进行海水晒盐。
已知海水蒸发浓缩过程中析出盐的种类和质量如下表：
（表中数据为每升海水在浓缩过程中析出各种盐的质量，单位为g）
海水密度/（g·mL-1）
CaSO4
NaCl
MgCl2
MgSO4
NaBr
1.13
0.56
1.20
0.91
1.21
0.05
3.26
0.004
0.008
1.22
0.015
9.65
0.01
0.04
1.26
0.01
2.64
0.02
0.02
0.04
1.31
1.40
0.54
0.03
0.06
（1）海水从密度为1.21g·mL-1浓缩到1.22g·mL-1时发生的变化是________。
A．各种盐的溶解度增大 B．海水中水的质量分数不变
C．析出粗盐中NaCl的质量分数增大 D．海水中Br的质量分数不变
（2）海水在浓缩过程中，最先析出的盐是_________。
实际晒盐生产中，海水的密度一般控制在1.21g·mL-1~1.26g·mL-1范围内。
由上表可知，所得粗盐中含有的杂质离子有______________________________。
（3）下图能较正确地反映浓缩过程中海水中NaCl的质量分数（A%）与海水密度（d）的关系的是____________。
23.（7分）肼（N2H4）是氮和氢形成的一种化合物，易溶于水。
工业上利用尿素法生产肼，同时得到副产品十水合碳酸钠，其工艺流程如下：
十水合碳酸钠
合成
次氯酸钠
液氯
30%烧碱溶液
制肼
尿素
肼液Ⅰ
除盐
肼液Ⅱ
制肼过程的反应为：
CO（NH2）2（尿素）+NaClO+2NaOH=N2H4+Na2CO3+NaCl+H2O。
（1）实验室若配制30%烧碱溶液，所需的玻璃仪器除玻璃棒外，还有 （选填编号）。
A．漏斗 B．烧杯 C．烧瓶 D．量筒
（2）已知：
Cl2+H2O=HCl+HClO，请推测Cl2与NaOH溶液发生反应的化学方程式：
。
从后续反应过程来看，若要使原料不浪费，合成次氯酸钠时投入的液氯与烧碱的质量之比为71:
。
（3）在实验室中，欲从母液中分离出十水合碳酸钠晶体。
可采用的操作依次为（选填编号）。
A．蒸馏 B．蒸发 C．灼烧D．过滤E．冷却结晶
（4）肼具有很好的还原性，且氧化产物无污染，故可用于除去锅炉等设备供水中的溶解氧等。
请写出肼除氧时发生反应的化学方程式：
。
得分
评卷人
三、实验题（本题包括3个小题，共20分）
24.（4分）在实验室用下图所示装置进行CO和CO2的分离和干燥。
现只有稀盐酸、浓硫酸、氢氧化钠溶液，按要求填写下列空白。
操作过程：
应先关闭b，再打开a，乙中排出气体。
若获得另一种气体，丙中盛放的溶为，操作为，此刻甲中反应的化学方程式：
。
25．（5分）实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2，其反应方程式为：
MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O
反应装置如右图所示（夹持装置已略去）。
（1）检查装置气密性之后的操作依次是（填序号）。
A．向烧瓶中加入MnO2粉末B．加热C．向烧瓶中加入浓盐酸
（2）制备反应会因盐酸浓度下降而停止。
为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：
甲同学的方案为：
与足量AgNO3溶液反应，称量生成沉淀的质量。
此方案_______（填“可行”或“不可行”），原因是
。
乙同学的方案为：
与足量Zn反应，测量生成的气体体积。
实验装置如右图所示（夹持装置已略去）。
使Y形管中的残余溶液与锌粒反应的正确操作是将转移到
中。
反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积。
气体体积逐渐减小，直至不变。
气体体积逐渐减小的原因是
（仪器和实验操作的影响因素除外）。
26．（11分）实验室获取氮气有很多种途径，常见的3种方法是：
方法一：
将氨气通入灼热的氧化铜粉末，得到纯净的氮气和铜；
方法二：
将空气通过灼热的铜，得到较纯净的氮气和氧化铜粉末；
方法三：
将亚硝酸钠（NaNO2）和氯化铵的混合溶液加热，氮元素全部转化为氮气。
进行实验时可选择的实验仪器如下图所示（省略夹持装置与加热装置）：
（1）方法一：
制氮气所需的氨气可以用浓氨水滴加到生石灰中得到，此反应的发生装置最好选用（选填装置编号）。
请写出生石灰在此反应中的两个作用：
，。
（2）方法二：
为保证所得氮气尽可能纯净，除了使用铜外，还可以向装置
（选填装置编号）中加入以除去其它杂质气体。
（3）方法三：
制氮气的化学方程式为：
。
（4）绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用（最好可再生）原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂与溶剂。
在制取氮气的3种方法中，联合使用方法一和方法二与单独使用方法三相比，具有很多优越性，请从绿色化学的角度进行评价：
。
（5）1892年，英国科学家瑞利（Rayleigh）发现，采用方法二得到的氮气在相同条件下比方法三得到的氮气密度总是偏大5‰左右。
若上述实验设计与操作均无错误，且氮气已完全干燥，请解释产生这一现象的原因：
。
得分
评卷人
四、计算题（本题包括2个小题，共10分）
27.（4分）
长期使用的热水壶底部有一层水垢，水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。
为了测定水垢中碳酸钙的含量，将足量质量分数为10.0％的盐酸加入到10.0g水垢中，产生CO2气体的情况如右图所示。
（1）水垢中碳酸钙的质量分数是多少?
（2）假设水垢中除碳酸钙和氢氧化镁外，不含其它杂质，溶解10.0g水垢，至少需要质量分数为10.0％的盐酸的质量是。
（结果保留一位小数）
28．（6分）
蛋白质主要由C、H、O、N等元素组成，其中N的质量分数为16%。
因此测定奶制品中N的含量就可以知道奶制品中蛋白质的含量。
有不法商人在奶制品中加入三聚氰胺（C3H6N6）以“提高”其中N的含量。
（1）三聚氰胺中N的质量分数为。
（结果保留一位小数）
（2）加入1g三聚氰胺，就N的含量而言“相当于”多少克蛋白质？
（结果保留一位小数）
附加题
1.（6分）
天然碱的组成可以用aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O（a、b、c为整数）表示。
现有3种不同的天然碱样品，分别进行如下实验以确定其化学式。
（1）将质量为62.0g的样品A平均分成两份，一份在300℃下充分灼烧（Na2CO3不分解），固体质量减轻9.8g；另一份溶于水后加入足量的Ba（OH）2溶液，得到白色沉淀59.1g。
样品A的化学式可以表示为。
（2）将质量为4.71g的样品B溶于水，逐滴滴加一定浓度的稀盐酸，产生气体的质量与加入盐酸的质量有下表所示关系：
盐酸质量/g
20
40
60
80
气体质量/g
0
0.44
1.32
1.98
[已知在盐酸不足时会发生反应：
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl+H2O]
盐酸的质量分数为；样品B的化学式可以表示为。
2.（4分）
已知：
①温度、压强恒定时，相同体积的气体，如O2、N2或O2和N2混合气体中的O2分子数、N2的分子数、O2和N2的分子总数相同。
②On的氧化性强于O2，能和松节油反应（无气体生成），而O2不能。
O2经过静电放电装置，体积略有缩小，可推知其中的分子数减少，则O2经静电放电发生反应的化学方程式为：
nO2（n个O2分子）=2On（2个On分子）
测定On组成的实验：
一定温度、压强下，把含有O2和On的气体均分成两份。
一份和松节油反应，气体体积缩小amL；对另一份加热，使On完全分解为O2，恢复到原温度、压强时，气体体积增加了a/2mL，求n的值。
2013年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛
（第二十三届天
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