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2012年全国高中学生化学素质和实验能力竞赛及答案(广东省A组)


2012 年全国高中学生化学素质和实验能力竞赛 初赛试题(广东省 A 组)
题号 满分值 得分 试题说明:1.本试卷共 6 页,满分 l00 分。答案必须写在答题卷上。复印的答题卷考试无效。 2.可能用到的相对原子质量:H:I C:12 N:14 O:16 F:19 Na:23 Al:27 S:32 Cl:35.5 K:39 Ca:40 Mn:55 Fe:56 Cu:6

4 Zn:65.Ba:137 1:127 3.考试时间:l20 分钟 一、单项选择题(本题包括 l3 小题,每小题 2 分,共 26 分。每小题只有一个选项符合题目要求.选 对的得 2 分,选错或不答的得 0 分) 1.下列分离或提纯物质的方法正确的是 - A.用盐析的方法除去淀粉中的 I B.用加热的方法提纯含有少量碳酸氢钾的碳酸钾 C.用渗析的方法从油脂皂化混合物中分离出肥皂 D.用溶解、过滤的方法提纯含有少量硫酸钡的碳酸钡 2.维生素参与生物生长发育和新陈代谢所必需的物质,中学生每天需要补充一定量的维生素 C。下 列物质中维生素 C 含量最丰富的是 A.鱼 B.虾 C.牛肉 D.橘子 3.下列试剂保存或盛放方法正确的是 A.浓硝酸盛放在铜质器皿中 B.稀硝酸盛放在铁质器皿中 C.NaOH 溶液保存在带橡胶塞的试剂瓶中 D.NaOH 溶液保存在带玻璃塞的试剂瓶中 4.2011 年 3 月 11 日在日本发生的大地震中,福岛核电站发生了核泄漏,其周边区域的空气中漂浮 着放射性物质,其中含有碘的同位素131 I,131 I 中的质子数为 53 53 A.53 B.78 C.131 D.184 5.下列说法正确的是 A.淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物,且它们均为混合物 B.煤、石油和天然气都是化石燃料,且它们均不能再生 C.果糖、蔗糖和麦芽糖都能发生水解反应,且产物均为葡萄糖 D.乙醛、乙酸和葡萄糖都能与新制的 Cu(OH)2 反应,且反应类型均为氧化反应 6.设 NA 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是 A.1 mol 苯分子中含有的碳碳双键数为 3NA B.0.1 mol FeCl3 滴入沸水形成的胶体粒子的数目为 0.1NA C.常温常压下,22.4 L 氯气与足量铝充分反应,转移电子数为 2NA D.一定条件下,1 mol N2 和 3 mol H2 在密闭的容器中充分反应,容器内的分子数大于 2NA 7.硅及其化合物在日常生活中有重要应用。下列说法正确的是 A.Si 最外层有四个电子,不容易得也不容易失电子,所以自然界中存在大量硅单质 B.SiO2 既能与 HF 反应,又能与 NaOH 反应,属于两性氧化物 C.高温下 SiO2 能与 Na2CO3 反应放出 CO2,但不能说明硅酸的酸性强于碳酸 D.玛瑙和红宝石的主要成分都是 SiO2,SiO2,和 Si 都是制造光导纤维的材料 一 26 二 10 三 10 四 18 五 18 六 18 总分 100

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8.化学与生活息息相关。下列叙述正确的是 A.鲜榨橙汁遇到碘水会变蓝 B.馒头越嚼越甜 C.油脂经水解可变成葡萄糖 D.土豆中的淀粉经水解可变成酒 9.短周期元素 X、Y、Z 原子序数之和为 36,X、Y 在同一周期,X2+与 Z2-具有相同的 核外电子层结构。下列推测正确的是 A.原子半径 X>Y,离子半径 X2+<Z2B.X、Y、Z 的氧化物均为共价化合物 C.同主族元素中 Z 的阴离子 Z2-还原性最强 D.同周期元素中 Y 的最高价含氧酸的酸性最强 10.下列说法中,不正确的是 A.室温下 NH3· 2O 分子可能存在于 pH=6 的酸性溶液中 H B.在 0.1 mol· -l 的氢氧化钠中加入适量的蒸馏水,溶液的 c(H+)增大 L C.由水电离出的 c(H+)=l×l0-12 mol· -1 的溶液中,AlO2-不可能大量存在 L - + 2- D.在 c(H )=c(OH )的溶液中,CO3 不可能大量存在 11.将表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是 A.稀硫酸 B.氯化铜 C.氢碘酸 D.氢氧化钾 12.有关晶体的下列说法中不正确的是 A.硫酸钡熔化时离子键被破坏 B.原子晶体中共价键越强,熔点越高. C.冰融化时水分子中共价键未发生断裂 D.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定 13.在一定温度下,2 L 密闭容器内,反应 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)(g)体系中,n(NO) 随时间的变化如下表: 0 1 2 3 4 5 时间/min 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 n(NO))/mol 0.020 该反应达到平衡状态的时间是 A.3 min B.1 min C.2 min D.0 min 二、双项选择题(本题包括 5 小题,每小题 2 分,共 10 分。全部选对的得 2 分.只选一 确的得 1 分,有错选或不答的得 0 分) 14. 2.7g Al 与 100mL 2 mol· -1 H2SO4 溶液充分反应后, 将 L 再慢慢滴入 25mL 4 mol· -1 KI L 液,其结果是 A.得到澄清透明的溶液 B.所得溶液的 pH 为 7 C.取少量所得溶液,加 KHCO3,无明显现象发生 D.另取少量所得溶液,加入几滴 KOH 溶液,有白色沉淀 15.能正确表示下列反应的离子方程式是 A.硫酸铁溶液中滴加氢硫酸 2Fe3++S2- === 2Fe2++S↓ B.金属铝溶于盐酸中 2Al+6H+ === 2Al3++3H2↑ C.用碳酸钾溶液吸收少量二氧化硫 2CO32-+ SO2 +H2O === 2HCO3- + SO32- D.氨水中通入过量 CO2 2NH3· 2O+CO2 === 2NH4++CO32-+H2O H

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16.右图关于原电池或电解池的叙述中,正确的是 A.e 是稀硫酸,c、d 是金属 Cu,在 AB 两端接上一个电流表,可看 到电流表指针偏转 B.用该装置做 Fe 片表面电镀 Cu 的实验,c、d 是 Fe 片和 Cu 片,e 是 CuSO4 溶液,A、B 接直流电源的正、负极 C.c、d 都用石墨,e 为 CuCl2 溶液,A、B 分别连接直流电源正、 - 负极,c 极反应式为:2Cl—2e ==Cl2↑ D.c、d 分别用 Zn 和 Fe,e 是经过酸化的 3%NaCl 溶液,AB 两端接 电流表是验证牺牲阳极的阴极保护法实验装置 17.下列实验装置正确的是

A B C D 18.体积分别为 VaL 和 VbL 的等物质的量浓度的某一元弱酸 HA 和某一元强碱 BOH,下列说法正 确的是 A.常温下,一元弱酸溶液中水电离的 c(H+)小于一元强碱溶液中 - - B.按 Va:Vb=2:1 混合后,溶液中存在如:c(H+)+c(B+)=c(OH )+c(A ) C.HA 与 BOH 反应至溶液恰好呈中性时,Va=Vb - D.将等物质的量浓度的 HA 和 BA 等体积混合,溶液中:2 c(B+)=c(HA)+c(A ) 三、(本题包括 l 小题,共 10 分) 19.(10 分)有机物 A(C12H15O3Cl)分子为含多种官能团的芳香 族化合物,其结构简式如右图: (其中虚线为未知部分的结 构),为推测 A 的分子结构,进行如下图所示的转化过程:

己知:①l molB 最多能与 2mol 金属钠反应。②C 催化氧化产物不能发生银镜反应。③E 能使溴 的 CCl4 溶液褪色。 回答下列问题: (1)写出 C 中官能团的名称 。 (2)写出反应类型:B→D ,C→E 。 (3)①D 与碱性新制 Cu(OH)2 反应的化学方程式为: 。 ②E→G 反应的化学方程式为: 。 2012 年全国高中化学素质竞赛初赛试题(广东省 A 组) 第 3 页,共 8页

(有机物用结构简式表示)。 (4)A 可能的结构简式: 。 (5)D 有多种同分异构体,写出满足下列条件的其中一种的结构简式 。 ①能发生水解反应 ②lmol 该物质最多能和 2molNaOH 反应 ③苯环上有两种的一氯代物 ④分子结构中含有两个甲基 四、 (本题包括 2 小题,共 l8 分) 20.(9 分)一定温度下在体积为 5 L 的密闭容器中发生可逆反应。 (I)若某可逆反应的化学平衡常数表达式为:K=c(CO)· 2)/C(H2O) c(H (1)写出该反应的化学方程式: 。 (2)能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。 A.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 B.V 正(H2O)=V 逆(H2) C.容器中气体的密度不随时间而变化 D.容器中总的物质的量不随时间而变化 E.消耗 n nol H2 的同时消耗 n mol CO (Ⅱ)若该密闭容器中加入的是 2molFe(s)与 l mol H2O(g)(该反应 ΔH<0),t1 秒时,H2 的物质的量 为 0.20 mol,到第 t2 秒时恰好达到平衡,此时 H2 的物质的量为 0.35mol。 (1)t1~t2 这段时间内的化学反应速率 V(H2)= 。 (2)若继续加入 2 mol Fe(s),则平衡 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或 “不”)。 (3)该反应的正反应速率随时间变化的关系如右图。tl 时改变了某种条件,改变的条件可能 是 。 21.(9 分)I.已知在 25℃时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为:

醋酸: K=1.75× -5 10 碳酸:Kl=4.30× -7 10 K2=5.61× -11 10 亚硫酸:K1=1.54× -2 10 K2=1.02× -7 10 (1)写出碳酸的第一级电离平衡常数表达式:K1= 。 一 一 (2)在相同条件下,试比较 H2CO3、HCO3 和 HSO3 的酸性强弱: > > (3)若保持温度不变,在醋酸溶液中加入少量盐酸,下列量会变小的是 (填序号)。 一 A.c(CH3COO ) B.c(H+) C.醋酸电离平衡常数 D.醋酸的电离程度 II.某化工厂废水中含有 Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度各约为 0.01 mol· -1。排放前拟 L 用沉淀法除去这两种离子,查找有关数据如下: AgI AgOH Ag2S PbI2 Pb(OH) 2 PbS 难溶电解质 Ksp 8.3× -17 10 5.6× -8 10 6.3× -50 10 7.1× -9 l0 1.2× -l5 10 3.4× -28 l0



(4)你认为往废水中投入 (填字母序号),沉淀效果最好。 A.NaOH B.Na2S C.KI D.Ca(OH)2 + (5) 如果用食盐处理其只含 Ag 的废水, 测得处理后的废水中 NaCl 的质量分数为 0.117%(ρ ≈l g· -1) 。 若 环 境 要 求 排 放 标 准 为 c(Ag+) 低 于 l.0× -8mol· -1 , 问 该 工 厂 处 理 后 的 废 水 中 mL 10 L c(Ag+)= 。[已知 M(NaCl)=58.5,Ksp(AgCl)=1.8× -10 mol2· -2]。 10 L

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五、 (本题包括 2 小题,共 l8 分) 22.(9 分)某实验室对煤矸石的综合利用课题展开如下探究: 【资料检索】①煤矸石主要含 Al2O3、SiO2 及 Fe2O3;②聚合氯化铝([Al2(OH)nCl6-n]m (1≤n≤5,m≤10),商业代号 PAC)是一种新型、高效絮凝剂和净水剂。 【探究思路】用煤矸石为原料,采用铝盐水解絮凝法,可制得聚合氯化铝。 【探究实验】

买验流程 【交流讨论】 (1)用浓盐酸配 20%的盐酸所需的玻璃仪器有 (2))加 20%的盐酸酸浸,有关的离子方程式为 (3)残渣 2 的主要成分是 ,设计实验证明你的结论(填“操作”、“现象”):

。 。

。 (4)从澄清的 PAC 稀溶液获得聚合氯化铝固体,该实验操作是 ,得到 PAC 粗产品 中可能含有杂质离子是 。 (5)从不引入杂质去考虑,调节溶液的 pH 可改为 (填序号)。 A.NaOH B.Al C.氨水 D.Al2O3 23 (9 分)钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有 BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2 等]。某主要 生产 BaCl2、BaCO3、BaSO4 的化工厂利用钡泥制取 Ba(NO3)2,其部分工艺流程如下:

(1) 酸溶后溶液的 pH=1,Ba(FeO2)2 与 HNO3 反应的化学方程式为 。 (2)酸溶时通常控制反应温度不超过 70℃,且不使用浓硝酸,原因是 ; (3) 该厂结合本厂实际,选用的 X 为 (填化学式);中和 I 使溶液中 (填 离子符号)的浓度减小(中和 I 引起的溶液体积变化可忽略)。 (4) 上述流程中洗涤的目的是 。 六、 (本题包括 2 小题,共 l8 分) 24.(9 分)某试验小组利用如下装置(部分固定装置略)制备氮化钙(Ca3N2),并探究其实验式。

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(1)按图连接好实验装置。检查装置的气密性,方法是 (2)反应过程中末端导管必须插入试管 A 的水中,目的是 (3)制备氮化钙的操作步骤是:①打开活塞 K 并通入 N2;②点燃酒精灯,进行反应; ③反应结束后, ;④拆除装置,取出产物。 (4)数据记录如下: 空瓷舟质量m0/g 瓷舟与钙的质量m1/g 瓷舟与产物的质量m2/g 14.80 15.08 15.15

。 。

①计算得到实验式 CaxN2,其中 X= 。 ②若通入的 N2 中混有少量 O2,请比较 x 与 3 的大小: 。 25.(9 分)实验室用 Na2SO3 固体与 70%的硫酸反应制取 SO2 气体时,利用刚吸收过少量 HI 气 体的 FeCl3 溶液吸收 SO2 气体。 (1)FeCl3 溶液与 HI 反应的离子方程式为 。 (2)有同学认为 SO2 气体通入刚吸收过少量 HI 气体的 FeCl3 溶液中,SO2 首先与溶液中过量 Fe3+ 反应,然后再与 I2 反应生成 SO42-,则 SO42-、Fe3+、I2 微粒的氧化性强弱顺序是: 。 一 (3)若用 FeCl3 溶液吸收 SO2 气体,吸收一段时间后,吸收液中一定存的离子有 H+、Fe2+、Cl 、 SO42-,请设计实验,探究该吸收液中可能存在的主要离子(不考虑空气的 CO2 的影响)。 .... ... ①提出合理假设: 假设 l:只存在 HSO3 、SO32 ;假设 2:既不存在 HSO3 、SO32-也不 存在 Fe3+;假设 3: 。 ②设计实验方案,验证假设。请在答题卷上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂: 3 mol· -1H2SO4、1 moL· -1NaOH、0.01 mol· -1KMnO4、20%KSCN、紫色石蕊试液、品红溶液。 L L L 实验步骤 预期现象和结论 步骤l:取少量吸收液于试管A中, 步骤2: 步骤3: 。
一 一 一

(4)测定空气中 SO2 含量的方法是:把 500L 含 SO2 气体的空气通过 20mL 含 0.000 15mol KMnO4 的溶液中,充分反应后,再用 0.0200mol/L 的 KI 溶液滴定过量的 KMnO4,消耗 KI 溶液 25.0mL,则空气中的 SO2 含量为 mg/L。 一 一 (5SO2+2MnO4 +2H2O == 2Mn2++5SO42-+4H+, 10I +2MnO4-+16H+ == 2Mn2++5I2+8H2O)

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2012 年全国高中学生化学素质和实验能力竞赛 初赛试题(广东省 A 组)答案和评分标准
一、单项选择题(本题包括 13 小题,每小题 2 分,共 26 分) 1. B 2. D 3. C 共 10 分) 14.A D 15. B C 16. C D 17. A D 18. B D 三、(本题包括 1 小题,共 10 分) 19. (10 分) (1)羟基 羧基 (2 分) (2)氧化反应 消去反应(2 分) (3)①(2 分) 4. A. 5. B 6. D 7. C 8. B 9.A 10. C 11. B 12. D 13. A

二、双项选择题(本题包括 5 小题,每小题 2 分,只选一个答案的,正确得 1 分,有错误得 0 分,

②(1 分)

(4)(2 分)

(5) 分) (1

四、(本题包括 2 20.(9 分) (Ⅰ)(1)C(s)+H2O(g) (1)0.03/(t2-t1) mol· · (2 分) L s (3)升高了温度(2 分) 21.(9 分) (1)
c(H
?

小题,共 18 分) CO(g)+H2 (g) (2 分) (2)A、B、C(2 分) (Ⅱ) (2) 不(1 分)
-1 -1

) c ( HCO

? 3

)

2 分)

(2) H2CO3 > HSO3 > HCO3 (4)B(1 分)





(2 分)

c ( H 2 CO 3 )

(3) A D (2 分)

(5)9× -9mol· -1(2 分,不写单位扣 1 分) 10 L

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五、(本题包括 2 小题,共 18 分) 22.(9 分)(1)烧杯、玻璃棒(共 2 分) (2)Al2O3 + 6H+=2Al3++3H2O (各 1 分共 2 分) (3)Fe(OH)3(1 分) 取少量残渣 2 于小试管中,加入稀盐酸使其完全溶解,再加入 KSCN 溶 液,溶液呈(血)红色。 分) (1 (4)蒸发浓缩,冷却结晶(1 分 答蒸发结晶也给分) Ca2+(1 分) (5) BD(1 分,有错得 0 分) 23.(9 分) (1) Ba(FeO2)2+8HNO3===Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O(2 分) (2) 防止反应速率过快 浓 HNO3 易挥发、分解(凡合理答案均可)(2 分) (3) BaCO3 Fe3 、H
+ +

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

(3 分)

(4) 减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染(凡合理答案均可) (2 分) 六、(本题包括 2 小题,共 18 分) 24.(9 分)(1)关闭活塞 K,微热反应管,试管 A 中有气泡冒出,停止加热,冷却后若末端导管 中水柱上升且高度保持不变,则说明装置的气密性良好。 分) (2 (2)防止反应过程中空气进入反应管;便于观察 N2 流速。 分) (1 (3)熄灭酒精灯,待反应管冷却至室温,停止通 N2 并关闭活塞 K。 分) (2 (4)①2.8(2 分)
3+


②x<3(2 分)


25.(9 分)(1)2Fe 2I =2Fe2++I2(1 分) (2)Fe3+>I2>SO42 (1分) (3)①假设3:只存在Fe3+(1分) 实验步骤 步骤 1:取少量吸收液于试管 A 中,滴加 3 moL ? L-1 H2SO4 至溶液呈酸性(0.5 分) ,然后滴入几滴品红溶 液,振荡. (0.5 分) 步骤 2:另取少量吸收液于试 B 中(0.5 分) ,滴加几 滴 20%KSCN 溶液(0.5 分) (1)若溶液显红色,假设 3 成立(0.5 分) (2)若溶液不显红色,结合步骤 1 的结论(2) ,假 设 2 成立(0.5 分) (4)0.016mg/L(2分) 预期现象和结论 (1)若品红褪色,假设 1 成立(0.5 分) (2)若品红不褪色,假设 2 或 3 成立(0.5 分)

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