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初中化学竞赛试题和答案(一)


2011 年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛 届天原杯) (第二十一届天原杯)复赛试题
题 号 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 Ca:40 C:12 N:14 O:16 Na:23 Zn:65 Mg:24 Ag:108 S:32 Cl:35.5 K:39 Fe:56 Cu:64 一 二 三 四 总 分

3.考 试 时 间 : 2小 时 15个 30分 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 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 7 D.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: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

得分

评卷人

该方案的主要目的是为了制备 A.HBr B.CaO

( C.H2
1



D. Hg

5.新型纳米材料 MFe2Ox (3<x<4)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 ( ) A.MFe2Ox 是还原剂 B.SO2 是该反应的催化剂 C.x<y D.SO2 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 2n -1。下列有关 X 的说法错误的是 .. A.X 能形成化学式为 X(OH)3 的物质 B.X 可能形成化学式为 KXO3 的物质 C.X 原子的最外层电子数一定比核电荷数少 10 D.X 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 Na2S2O3 CaSx BaO2 KO2 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 3+ + - 9.工业品盐酸中因含有 Fe 而带黄色,若某工业品盐酸中的 H 和 Cl 的个数比为 91:94,则 3+ - 该盐酸中 Fe 和 Cl 的个数比为 ( ) A.1:1 B.1:3 C.91:94 D.1:94 10.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 A B C D 稀硫酸和铜片 双氧水和 MnO2 Na2CO3 溶液和稀硫酸 H2O 和 NH3 乙 水和 CO2 NaOH 溶液和 CO2 NaOH 溶液和 SO2 硝酸银溶液和 HCl ( ) ( )
2





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 . ( ) 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
2





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. C、 两种元素组成的化合物叫烃, 由 H 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 ( ) A.CH4 B.C2H2 C.C2H6 D.C8H8 13.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 300~400 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 ( ) A.42 B.43 C.44 D.45 14.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℃ (克) 为 时恰好饱和, 则需加入 M· 2O 的质量 7H ( )

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

个小题, 二、填空题(本题包括 10 个小题,共 40 分) 填空题(

16. 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 (6 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) 。①抑制 水中所有动、植物的生长;②不任意排放工业废水;③大量使用化肥农药;④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 +

□ClO

2

(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

(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 定时发生反应的化学方程式 (填化学式)。固 。

1 2

17. 分)CO 与 PdCl2 反应产生黑色金属钯粉末(反应中有水参加) (3 ,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. 分)某金属 A 的氯化物溶液 200 g,溶质质量分数为 5.55%。向其中加入 AgNO3 溶液至 (4 不再产生沉淀为止, 过滤干燥得沉淀的质量为 28.7 g。 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. 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 (5 2 Cu2O + O2↑。用木炭还原 CuO 除了发生:2 CuO + C 2 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 Cu 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. 分)根据下表中溶解度(20℃) (5 : 溶质 CaSO4?2H2O CaCO3 BaSO4
2+

溶解度 g / 100gH2O 0.201 0.0065 0.00017 为确认 CaCO3 溶解度小于 CaSO4?2H2O,做以下实验: CaSO4?2H2O(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 2? HCl 溶液酸化后再加 BaCl2 得 BaSO4 沉淀,溶液中 SO 4 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. 分)已知 KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3 三种硝酸盐热分解化学方程式如下:① 2 KNO3 (3
加热 加热 加热

① ②

2

KNO2 + O2↑;②2 Cu(NO3)2 2 CuO + 4 NO2↑ + O2↑;③ 2 AgNO3 2 Ag + 2 NO2↑ + O2 ↑;又知 NO2 与 O2 在水中反应的化学方程式如下:④ 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. 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 (6 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
4

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: 。 (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 10 m,所受压强约为 2×10 Pa(p 大气压+p 水柱压) ,下潜 20 m,约为 3 ×10 Pa。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 1×10 Pa、2 ×10 Pa、3×10 Pa 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:Fe +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 个小题, 三、实验题(本题包括 4 个小题,共 20 分) 实验题(
3+ 5 5 5 5 5

;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:



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: ①溶质为 ;②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①成立
5

方案二

猜想②成立

26. 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 (6 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) 装置的硬质试管中发生反应的化学方程式为_______________________________。 C (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. 分)某学习小组用如右图所示装置测定锌铜合金中锌、铜的 (9 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:①记录 C 的液面位置;②将 B 中 剩余固体过滤,洗涤,干燥,称重;③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;④由 A 向 B 滴加足量试剂;⑤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 V L,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 b g,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
6

个小题, 四、计算题(本题包括 2 个小题,共 10 分) 计算题(

反应的化学方程式为 2A+B 加热 A2B 。 28.4 分) ( 金属单质 A 和非金属单质 B 可生成化合物 A2B, 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 a∶b 的值可能是多少? A 的用量 B 的用量 A2B 的质量 甲 7.0 g 1.0 g 5.0 g 乙 4.0 g 4.0 g 5.0 g 丙 a g b g 3.0 g 29. 分)自然界存在着一种白云石的矿石,其化学式是 xCaCO3·yMgCO3。 (6 (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 2.76 g 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 ,生成 V L 一氧化碳(密 时间后,测得白云石分解率为 a(设白云石 CaCO3、MgCO3 同比分解) 度为:1.25 g / L)(已知 CaO + 3 C 。 CaC2 + CO;2 MgO + 5 C 。 ①试计算 V 为多少 L?(用 a 代数式表示) Mg2C3 + 2 CO)

②请在右图中画出 V 和 a 的关系图。

附加题( 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。
7

(2)再取三份不同质量的钢样粉末分别加到 50 g 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 22.4 L) 实验序号 Ⅰ 加入钢样粉末的质量 / g 2.836 生成气体的体积(标准状况)/ L 1.12 请根据表中数据计算硫酸中 H2SO4 的质量分数。 Ⅱ 5.672 2.24 Ⅲ 8.508 2.80

(3)若在实验Ⅱ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)

8

年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛( 二十一届天原杯 届天原杯) 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 参考答案 复赛试题参考答案
一 、 选 择题 :
题号 答案 题号 答案 1 D 9 D 2 C 10 BC 3 D 11 AD 4 C 12 B 5 AC 13 A 6 AC 14 C 7 B 15 C 8 A

二、填空题:(其他合理答案同样给分) 填空题:
16.(6 分) (1)②④(1 分) ; 1 Cl2 + 2 NaClO2 ? 2 NaCl + 2 ClO2 (1 分) ?→ (2)AD(1 分) ; CD(1 分) (3) CaSO4· H2O(1 分) ;
1 2

2 CaSO4· H2O + 3 H2O ? 2 CaSO4·2H2O(1 分) ?→ 还原(1 分) 。

1 2

17.(3 分) CO + PdCl2 + H2O == 2 HCl + Pd↓+ CO2(2 分) ; 18. 分) (4

(2 相对原子质量为 40(1 分) 为钙元素(1 分) ;A ;化学式为 CaCl2。 分) 2 Cu2O + CO2↑ CuO + C Cu + CO↑ 2 CuO + C Cu2O 19.(5 分)4 CuO + C + 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. 分) (5 ① 硫酸钙微溶产生少量的硫酸根离子(1 分) ; ② 生成物硫酸钠产生的硫酸根离子。 (2 分) CaSO4 + Na2CO3 == CaCO3 + Na2SO4(2 分) 21. 分) (3 (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。 分) (2 (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) 3 + 3 H2 ; ,WO W + 3 H 2O (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。 分) (2

三、实验题: 实验题:
25. 分) (5
9

(1)Zn + 2AgNO3=== Zn (NO3)2 +2Ag (1 分) (2)① 硝酸锌和硝酸铜(1 分) ② 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 证明猜想①成立 或证明猜想②成立

如果铜丝表面无变化 方案一:取少量滤液于试管中,在 或如果铜丝表面有银白色固 滤液中插入一根铜丝(或铜片) 体析出 方案二:取少量滤液于试管中,滴 如果滤液无明显变化 加几滴稀盐酸(或其他氯化物溶 或如果有白色沉淀生成 液)

证明猜想①成立 或证明猜想②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。 分) (1 27.(9 分) (1)除去合金表面的氧化膜(1 分) (2)⑤①④③②(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)(a-b)/a×100% (2 分) (6)偏小(1 分)

四、计算题: 计算题:
28. 分) (4 3∶7(2 分)或 37∶3(2 分) 29. (6 分) (1) 分)CaCO3·MgCO3 (2 (2)①(2 分)∵CaO~CO MgO~CO CO2~2CO ∴CaCO3·MgCO3-6CO

V(CO) == 6×28×2.76 a / 184×1.25 == 2.02 a
②(2 分)

附加题: (10 分) 附加题: (1) 分)700 : 9 (3 (2) 分)24.5% (3 (3) 分)当 m>1.418 g, 剩余固体质量为:(m―1.328) g (2 (2 分)当 m≤1.418 g,剩余固体质量为:(5.672 + m)×9/709 g
10


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