2008、2009年天原杯全国初中化学竞赛试题及答案

【专家解说】：2009年全国初中化学素质和实验能力竞赛 (第十九届天原杯)复赛试题 试题说明： 1、考试时间：2小时 2、本试卷共6页，满分100分。附加题20分计入总分。答案必须写在答题卷上。 3、可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 Mg：24 Si：28 S：32 C1：35.5 Fe：56 Cu．：64 Zn：65 Ba：137 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。) 1、为了警示世人因气候变化对人类危害的关注，2009年“世界环境日”的主题是：“团结起来应对气候变化”。下列做法或认识不符合这—主题的是 A、提倡乘坐公共交通、骑自行车或步行的方式出行 B、在生产和生活活动中提倡使用节能技术和节能用具 C、植树造林，严禁乱砍滥伐 D、广泛使用酒精、沼气，既可解决能源问题，也有利减轻温室效应 2、分类法是一种行之有效、简单易行的科学方法。某同学用下表所示形式对所学知识进行分类，其中甲与乙、丙、丁是包含关系。下列各组中，有错误的组合是 选项 甲 乙、丙、丁 A 常见干燥剂 浓硫酸、石灰石、碱石灰 B 常见合金 不锈钢、焊锡、生铁 C 常见营养物质 蛋白质、维生素、无机盐 D 常见碱 烧碱、纯碱、熟石灰 3、2008年诺贝尔化学奖授予钱永健等发明的绿色荧光蛋白标记技术，这项发明为细胞生物学和神经生物学的发展带来一场革命，对我们理解绿色荧光蛋白如何发光作出了贡献。绿色荧光蛋白分子中含有氨基(一NH2，具有碱的性质)和羧基(一COOH，具有酸的性质)。该分子具有的性质是 A、只能与硫酸反应，不能与氢氧化钾反应 B、只能与氢氧化钾反应，不能与硫酸反应 C、既能与硫酸反应，又能与氢氧化钾反应 D、既不能与硫酸反应，又不能与氢氧化钾反应 4、1~18号元素中X元素的原子最外层只有1个电子，Y元素的原子的第三层有6个电子， Z元素的第二层也有6个电子，在化合物中只有Z元素的化合价为负。由这三种元素组 成的化合物的化学式可能是 A、XYZ4 B、X2YZ3 C、X3YZ4 D、XYZ3 5．咖喱是一种烹饪辅料，若白衬衣被咖喱汁玷污后，用普通肥皂洗涤时，会发现黄色污渍变 为红色，浸泡在水中后红色又变黄色。据此判断可能与咖喱有相似化学作用的试剂是 A、活性炭 B、石蕊溶液 C、无水硫酸铜 D、淀粉溶液 6、对下列实验指定容器中的水，其解释没有体现水的主要作用的是 A B C D 实 验 装 置 硫在氧气中燃烧 测定空气中氧气含量 铁丝在氧气中燃烧 探究燃烧的条件 解释 集气瓶中的水： 吸收放出的热量 量筒中的水： 通过水体积的变化得出O2体积 集气瓶中的水： 冷却溅落融熔物，防止集气瓶炸裂 烧杯中的水：加热铜 片；隔绝空气 7、将一定质量的a、b、c、d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如下。下列说法错误的是 物 质 a b c d 反应前质量/g 6.40 3.20 4.00 0.50 反应后质量/g 待测 2.56 7.20 0.50 A、a和b是反应物，d可能是催化剂 B、反应后a物质的质量为4.64g C、c物质中元素的种类，一定和a、b二种物质中元素的种类相同 D、若物质a与物质b的相对分子质量之比为2：1，则反应中a与b的化学计量数（系数）之比为2：l 8、ClSO3H称为氯磺酸，是—种强酸。对于反应：C1SO3H+HCOOH==CO+HCl+H2SO4有如下判断，其中合理的是 A、此反应属于复分解反应 B、此反应中碳元素的化合价发生改变 C、反应后溶液的pH变大 D、反应后溶液的pH减小 9、物质与水发生的复分解反应称为水解反应。例如：Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑。 根据上述观点，下列说法中不正确的是 A、NaF的水解产物是NaOH和HF B、CaOH2的水解产物是Ca(OH)2和H2O2 C、PCl3的水解产物之一是PH3 D、Mg3N2水解产物是Mg(OH)2和NH3 10、有Na、S、O、H四种元素中的二种或三种元素组成四种常见的化合物。其中甲能跟氯化钡反应生成一种硫酸盐和另—种盐；乙能跟氢氧化钠反应生成盐和水；丙能跟盐酸反应生成盐和水；丁呈中性，且可以分别跟氧化钙或二氧化碳发生化合反应，生成相应的碱或酸。下列推断：①甲—定是硫酸钠；②乙可能是硫酸；③丙—定是氢氧化钠；④丁—定是水。其中正确的一组是 A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④ 11、质量相等的锌和铁分别和质量相等、溶质质量分数也相等的稀盐酸反应，反应情况如右图所示。则下列叙述中正确的是 A、图线a、b分别表示锌、铁的反应情况 B、锌、铁均反应完，盐酸有剩余 C、盐酸均反应完，—定有锌剩余 D、盐酸均反应完，—定有铁剩余 12、下列制备物质的没汁中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是 13、—定质量某硝酸钾样品中不含可溶性杂质。在10℃时加蒸馏水使之充分溶解，残留固体 的质量为250g。若该实验在40℃下进行时，残留固体质量为120g；70℃时为20g。已知KNO3 在不同温度下的溶解度如下。对该样品的推断正确的是 温度/℃ 10 40 55 70 溶解度/g 20 65 100 140 A、该硝酸钾样品为纯净物 B、40℃时溶于水的硝酸钾为130g C、70℃时KNO3溶液为饱和溶液 D、55℃左右时KNO3完全溶解 14、一定量的木炭在盛有氮气和氧气混合气体的密闭容器中燃烧后生成CO和CO2，且测得 反应后所得CO、CO2、N2的混合气体中碳元素的质量分数为24％，则其中氮气的质量分 数可能为 A、10％ B、30％ C、50％ D、70％ 15、用下图装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管(包括氧 化铜)的质量差和U型管(包括碱石灰)的质量差，计算得氢元素和氧元素的质量比大于1：8。 下列对导致这一结果的原因的分析中合理的是 A、I、Ⅱ装置之间缺少干燥装置 B、III装置干燥剂量不足，水没有被完全吸收 C、CuO没有全部被还原 D、Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝 二、填空题(本题包括10个小题，共40分) 16．(2分)构建和谐社会，建设社会主义新农村的目标之一是让农民饮用清洁的自来水。ClO2是新一代饮用水的消毒剂，许多发达国家采用ClO2代替C12进行自来水的消毒。 请回答下列问题： (1) ClO2的名称为_____________；(2)制取ClO2的微观过程如图所示： (其中： 表示钠原子， 表示氯原子， 表示氧原子) 该反应的化学方程式是 _____________________________________。 17．(5分)2008年9月27日，太空第一次留下了“中国人的脚印”。我国研制的航天员舱外 服为航天员成功进行太空行走提供了可靠的保证。 (1)航天员舱外服除了要隔热、散热外，在航天服这个密封的空间中还要有通讯系统、动力 系统、输送养料系统和废气处理系统，其中废气处理包括两个步骤：第一步，让废气进入 一个装有木炭的盒子除去臭气，这一过程利用了木炭的 性，发生了_________(填 “物理变化”或“化学变化”)；笫二步，再用氢氧化锂(LiOH)作吸收剂除去二氧化碳(氢氧 化锂和氢氧化钠都是碱，具有相似的化学性质)，写出该反应的化学方程式____________。 (2)在太空舱里，NiFe2O4可用于促进宇航员呼出的CO2转化为O2，而自身的质量及化学性 质保持不变，你认为NiFe2O4在这一反应中是________。你对维持舱内O2、CO2气体含量 的建议是_______________。 18．(3分)废旧干电池中许多物质应该是可以回收利用的。某种型号干电池的剖面如下图 所示。请回答下列问题： (1)提取干电池内填充物中的MnO2：取填充物溶于水、过滤、洗涤，得到黑色不溶物。再经过__________的处理，即得到MnO2。 (2)取（1）中过滤得到的滤液，分为两份，一份加入烧碱溶液，加热产 生一种刺激性气味的气体，该气体的水溶液pH>7，且常用作化肥，则 该气体的化学式为______；另一份加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，滴加稀HNO3沉淀不 溶解，则可推知A物质的化学式为________________。 19、(2分)某环境监测小组的同学，利用CO与PdCl2溶液反应(水也参与反应)产生黑色金 属钯粉末的反应原理，来检测CO对空气的污染情况。请写出此反应的化学方程式__________________，反应中作还原剂的物质名称是_______________。 20、(4分)现有X、Y、Z三种元素，其中X原子核内只有一个质子；Y原子L层电子数是K层电子数的2倍；X与Z形成的化合物的分子式为ZX3，每个分子内有10个电子。请回答 下列问题： (1)写出Z元素的原子结构示意图__________；X分别与Y、Z形成的化合物中，具有5个 原子核的微粒的化学式为________________。 (2)某些常见物质可用来合成新材料，如利用高温高压法使石墨转变为人造金刚石。科学家认为Y、Z元素可形成一种比金刚石更硬的化合物，后来人们在实验室成功合成了含有这些元素的化合物(制作晶体薄膜材料)，这种化合物的化学式是______________；试推测合成这种化合物所需的条件是____________________。 21、(5分)硫化氢(H2S)是一种有毒的气体，工业上产生的硫化氢要经过处理，使其变成硫单 质。富玛克斯法治理硫化氢的方法和步骤如下： ①用2％~3％的Na2CO3溶液作吸收剂生成两种酸式盐，其中一种为NaHS； ②再加入一种RNO(液)(R表示一种有机基团)与生成的这种酸式盐的水溶液反应生成 硫、碱和RNHOH； ③第二步生成的碱在溶液中与另一种酸式盐反应生成正盐； ④RNHOH与空气中的氧发生反应又得到RNO。 B C 一 D ↓ 一 E 一 一 一 ↑ F 一 一 ↓ ↓ A B C D E (1)写出步骤①中另一种酸式盐的化字式______；(2)步骤②反应的化学方程式为__________；富玛克斯法的总反应的化学方程式为____________；RNO在整个过程中起到_________的作用。(3)富玛克斯法治理硫化氢优点是__________________。 22、（6分）实验室有A、B、C、D、E、F六瓶溶液，另有六张写有Na2CO3、BaCl2、Ca(NO3)2、KCl、稀H2SO4、AgNO3的标签。现将部分瓶内溶液各取少许进行两两混合实验，结果见右图（说明：“↓”表示生成沉淀、“↑”表示生成气体、“一”表示无明显变化或生成微溶物，空格表示该实验未做。） 由实验结果，判断各瓶上应贴的标签是： A________；B________；C________；D________；E________；F________。 23、（4分)由新型无机非金属材料制成的新型发动机，热效率高、寿命长。这类材料中研究 较多的是化合物G。化合物G的相对分子质量为140，含有硅元素，其质量分数为60%，另 含有元素Y。化合物E(含两种元素)与NH3反应制得G和HCl。 (1)G和E的化学式分别为_________、________。（2）粉末状G能够与氧气在高温下反应，所得产物中有一种是空气的主要成分，另一种是氧化物，该过程的化学方程式为___________。 （3）常压的条件下向G中添加氧化铝，经高温烧结制成一种高强度、超硬度、耐磨损、抗 腐蚀的陶瓷材料“赛伦”，化学式可表示为Si6-xAlxOxY8-x。不同温度下x的值不同，在 1400℃时x为2.0，则“赛伦”中Y元素的化合价为___________。 24、（5分）常温下由两种常见的气体A和B组成的混合物，经分析混合气体中只含碳和氢 两种元素，并且A的相对分子质量大于B的相对分子质量，不论A和B以何种比例混合， 碳元素与氢元素的质量比总小于3：1，由此可确定A的化学式是_________；B的化学式是 _______；这样判断的理由是_____________________。若上述气体中碳元素与氢元素的质量 比为6：5，则混合气体中A与B的质量之比为______________。 25．(4分)某化学实验小组为了除去混在N2中的O2，将混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。在研究如何除去黑色物质，回收再利用铜丝网的讨论中，制定了下列方案。 请根据以上方案回答： (1)乙方案的烧杯中发生反应的化学方程式是(其中B物质自行确定)_________。两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是_____________。 (2)若采用甲乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量 (填“<”、“>”、“=”)铜丝网b的质量。 (3)实验小组的同学发现，按乙方案反应后烧杯中的液体有腐蚀性，应加以适当的处理。他们采取加入铁粉的方案处理废液。加入足量的铁粉充分搅拌，最后得到的溶液中溶质为______________。 三、实验题（本题包括4个小题，共20分） 说明书 主要成分：碳酸镁 适 应 症：用于缓解胃酸过多引起的胃痛。 用 法：嚼碎后服用 注意事项：胃溃疡患者慎服。 26、（5分）人的胃液里含有适量的盐酸，可以帮助消化，但如果胃酸分泌过多，人会感到胃痛。小军拿来了一种抗酸药(治疗胃酸过多的药物)，该药物说明书的部分内容如图所示。 当小军看到药物说明书上的服用方法后，对此产生了探究的兴趣，请你和他一起完成探究活动。（写实验操作和实验现象） 【提出问题】抗酸药为什么嚼碎后服用。 【作出猜想】他的猜想是 。 【设计实验】实验一：将一片完整的药片放入试管中，向其中加入5mL5％的稀盐酸； 实验二：将一片药片 放入试管中，向其中加入5mL5％的稀盐酸。 【现象与结论】实验二比实验一反应快。证明小军的猜想正确。 【拓展探究】(1)氢氧化镁、碳酸钙、碳酸氢钠等也常用于制作抗酸药。这些物质必须具备两个条件：一是对身体________________；二是能与胃酸作用。 (2)患有胃溃疡(胃黏膜溃烂)的病人胃酸过多时，不宜服用含碳酸盐的抗酸药，其原因是 。 27．(4分)甲、乙两个实验小组分别进行“Na2CO3和NaCl混合物中Na2CO3含量测定”的实验： (1)甲组的方法是：用已知浓度盐酸滴加到一定质量的混合物，根据消耗盐酸溶液的体积来测定碳酸钠的含量。在实验过程中除盐酸、试样与水以外，判断反应是否完全必须用到的试剂是 _____________。 (2)乙组的方法是：将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成CO2的体积，经换算并计算出样品中Na2CO2的质量。用右图装置测定产生的CO2气体的体积，请分析图Ⅱ装置中油层的作用是______________；使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同操作方法是_____________。 (3)请你再设计一个与甲、乙组操作不同的实验方法，测定混合物中的Na2CO2含量。设计方法是_____________________。 28、(5分)为了测定硫酸铵和氯化铵混合物中氯化铵的质量分数，甲、乙两位同学按下图所示的实验步骤进行实验： (1)实验时，甲同学使用硝酸银溶液作试剂A，乙同学选用氯化钡溶液作试剂A。其中所选择的试剂A不合理的是_______同学。 (2)以下都是指正确使用试剂A时进行的实验： ①为进行称量、溶解、反应、过滤、洗涤沉淀的各项操作，准备了以下仪器：托盘天平与砝码、烧杯、过滤器、铁架台及附件、胶头滴管、量筒。其中还缺少的一件必备仪器是___________。 ②简述判断沉淀B是否洗净的方法____________________________。 ③若实验中测得样品质量为W g，沉淀质量为mg则氯化铵的质量分数=______________。 ④若过滤所得沉淀未经洗涤即烘干称重，测得结果将___________(填“偏高”、“偏低”、“不变”)。 29．(6分)某市热电厂使用的燃料是含硫较多的煤。该厂附近一所中学的同学经常闻到空气有异味，且空气能见度差。学校研究性学习小组意识到这有可能是该厂排出的废气超标造成的，于是在老师的指导下做了探究实验，请你填写下列空白。 【提出问题】空气里SO2是否超标呢? 【查阅资料】Ⅰ.我国关于SO2在风景区、居民区、工厂区的空气质量标准分别见下表： 地 区 风景区 居民区 工厂区 SO2浓度限值（mg/m3） 0.15 0.50 0.70 Ⅱ．硫酸钡既不溶于水，也不溶于酸(如不与稀盐酸、稀硝酸等反应)。 【设计实验】同学设计以下步骤来测定空气中SO2的含量。 (1)采集工厂附近的空气样品250L。 (2)将空气样品通过NaOH溶液，加入一定量氧化剂H2O2，使其中Na2 SO3完全转化为Na2SO4，反应的化学方程式： 。 (3)再加入过量的BaCl2溶液，经过过滤、洗涤、烘干，称量固体质量为1.2mg。 计算：250L空气样品中SO2的质量为__________mg。由空气质量标准可得出结论：该厂排放的SO2__________。 (4)简述采集空气样品的方法_________________。 【发现新问题】考虑到空气中的各种气体成分，有同学认为该实验测得的SO2的含量偏大，其依据及你提出的实验改进方案是_________________________。 【反思与应用】为尽快改善该地区的空气质量，请你提出一条合理化建议：_______________。 四、计算题(本题包括2个小题，共10分) 30．(5分)将10gCuO粉末加入到100g一定质量分数的稀硫酸中，微热至氧化铜全部溶解再向蓝色溶液中加入m g铁粉，充分反应后，过滤，将滤渣烘干得到干燥固体物质m g。 求：(1)所加稀硫酸的溶质的质量分数； (2)当m取何值时，才能满足加入的铁粉和得到的固体质量相等。 31．(5分)燃烧矿物燃料释放出CO2导致温室效应已引起广泛关注。已知燃烧16gCH4 (相对分子质量是16)释放890kJ能量；燃烧114g汽油(分子式为C8H18、相对分子质量是114)释放5451kJ能量。经计算，综合分析哪种燃料为较清洁的燃料? 附加题(20分)： 1．(10分)向100g质量分数分别为3.65％盐酸和12％MgSO4的混合溶液中，滴加质量分数为3.42％的Ba(OH)2溶液至过量。(为便于计算设溶液的密度为1g／cm3) (1)请将产生不同沉淀阶段的沉淀的化学式与加入Ba(OH)2溶液体积(V)间的关系填入下表： Ba(OH)2溶液体积(V)/mL 沉淀的化学式 （2）请在下面坐标系中完成沉淀的质量和Ba(OH)2溶液体积(V)间的关系图线。 2．(10分)以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下： 氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题： (1)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有____________、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。 (2)“冷却结晶”过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为____________。 (3)不用其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是___________________________ _______________________________________________________________________。 (4)设计实验验证硫酸钠中含有NH4Cl ________________________________________________________________________________________________________________________________。