首届全国中学生数理化学科能力竞赛高一化学学科能力解题技能全国总决赛试题

第1页（共8页）本题得分评卷人首届全国中学生数理化学科能力竞赛高一化学学科能力解题技能全国总决赛试题试题说明：1.本试卷满分为100分.2.考试时间为120分钟.3.相对原子质量H—1C—12N—14O—16Na—23Mg—24S—32Cl—35.5K—39Ca—40Mn—55Cu—64Ba—137La—138.9一、选择题(本题包括7个小题，每小题3分，共21分.每小题只有1个选项符合题意.）1、2008年9月27日，中国航天员首次在太空成功回收了暴露试验的固体润滑材料。这些搭载于“神七”飞船的材料共分为4大类15种，这是中国首次暴露于太空环境并成功回收的空间材料试验样品。经过太空的试验以后，以肉眼观察，发现两类产品变化很大，一类是银与银合金的薄膜材料，经过原子氧和紫外光的辐照以后，其表面变花或者变暗；另一类是二硫化钼润滑薄膜产品，表面变得更为粗糙。下列有关说法正确的是（）A．原子氧比氧气化学性质活泼，二者互为同素异形体B．银与银合金的薄膜材料化学性质活泼C．原子氧和紫外光的辐照对二硫化钼润滑薄膜产品没有影响D．二硫化钼润滑薄膜产品不适合用作航天器的润滑剂2、毛泽东同志曾写下许多伟大光辉的诗篇，其中一篇中有两句为“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”。根据下列物质的颜色，按“赤橙黄绿青蓝紫”的顺序编组的是()①溴水②CuSO4③KMnO4④CuO⑤AgI⑥FeSO4·7H2O⑦CuSO4·5H2O⑧HgO⑨CuSA．①②③④⑤⑥⑦B．⑧①⑤⑥④⑦③C．⑧⑨⑤⑥②③①D．⑧①⑤⑥④②③总分第2页（共8页）3、为了使鸡蛋保鲜，可在蛋壳表面上涂一层水玻璃溶液，这是利用了水玻璃的（）A．氧化性B．还原性C．稳定性D．水解性4、下列物质长时间存放在敞口瓶里，会发生变质的是（）①碳酸钠晶体；②亚硫酸钠溶液③五氧化二磷；④碳铵；⑤碱石灰；⑥石灰水A．①②③⑤B．①②④⑥C．②③④⑤D．①②③④⑤⑥5、干燥剂的干燥性能可用干燥效率(1m3空气中实际余留水蒸气的质量)来衡量。某些干燥剂的干燥效率数据如下：分析以上数据，下列有关叙述正确的是()A．CaO的干燥性能比MgO好B．干燥效率与干燥剂的阴、阳离子的化合价有显著关系C．CaCl2是比MgCl2干燥性能更好的干燥剂D．上述干燥剂中阳离子对干燥性能的影响比阴离子大6、为了保护航天员的安全，神州七号借助降落伞、反推火箭和缓冲座椅使飞船减速和平安着陆。在降落伞系统内装有氢叠氮钠，已知氢叠氮酸（HN3）与醋酸酸性相近，其盐稳定，但撞击时会发生爆炸生成N2。下列有关叙述正确的是（）①NaN3的水溶液显碱性；②HN3的固体属于共价化合物；③NaN3的固体属于离子化合物；④NaN3可用于小汽车防撞保护气囊。A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④7、生活中的一些问题常涉及化学知识，下列叙述不正确的是()①糯米中的淀粉一经发生水解反应，就酿造成酒；②福尔马林是一种良好的杀菌剂，但不可用来消毒饮用水；③棉花的主要成分是纤维素；物质MgOCaOZnCl2ZnBr2干燥效率0.0080.20.81.1第3页（共8页）本题得分评卷人④AgBr可用作人工降雨；⑤随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，目的是防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染；⑥缺碘将会导致患“大脖子病”，因此，国家规定，食用食盐中必须加碘，食盐中所加的碘是碘化钾；⑦由于金属锑的导电性介于导体与绝缘体之间,以及它容易形成合金而使它具有很多重要用途。例如在火柴盒侧面涂有三硫化二锑，用作氧化剂；⑧硫酸钡是一种对脂肪有较强亲和力，通过富含脂肪的禽畜产品会对人类造成极大危害的有毒物质；⑨为减少含硫煤燃烧对大气的污染，宜在煤矿中加入的物质是石膏；⑩室内装饰材料中缓慢释放出的甲醛、甲苯等有机物会污染空气。A.①②④⑤⑧⑨B.①③④⑥⑧⑨C.①④⑥⑦⑨⑩D.①④⑥⑦⑧⑨二、本大题包括8小题，共79分.8、（6分）当前，一次性筷子、一次性饭盒的安全受到社会的关注。专家介绍说，正规的一次性筷子所用的都是质地较好的木材，不用特殊加工。但是很多小作坊为了降低成本，使用了劣质木材。为了使筷子看上去白一些，他们常用硫磺进行熏蒸漂白，结果造成SO2严重超标，同时硫磺中含铅、汞等重金属，也会对人体造成铅中毒或汞中毒。（1）铅中毒可导致行为和学习能力障碍，甚至中风或死亡等。7岁以下儿童由于身体处于快速生长期，铅中毒风险最大。Pb3O4中金属有2种化合价，分别是和，其中铅的价态是稳定的，则Pb3O4与浓HCl反应方程式：。（2）在制备一次性筷子的过程中要有“抛光”程序：加入滑石粉和木签一起搅拌，起到干燥、打磨的作用，使筷子变得光滑，以免毛剌剌伤人的口腔。已知滑石粉是一种含水的具有层状结构第4页（共8页）的硅酸盐矿物，其质量组成折算为MgO31.88%，SiO263.37%，H2O4.75%，其化学式为。9、（10分）用反应方程式表示下列实验现象。（1）打开盛TiCl4瓶的瓶塞时立即冒白烟。（2）向盛TiCl4的瓶中加入浓盐酸和锌时生成紫色溶液，向其中缓慢加入NaOH溶液至呈碱性，能观察到紫色沉淀。（3）过滤得到的紫色沉淀用HNO3处理后，再用稀碱溶液处理得到白色沉淀。（4）将白色沉淀过滤出并灼烧，最后与等物质的量的MgO共熔。10、(10分)现有下列短周期元素性质的有关数据：元素编号abcdefghij原子半径/pm11177701041439911718616064最高化合价或最低化合价+2-4-3+6+3-1+4+1+2-1（1）根据元素周期律确定a至j十种元素在元素周期表中的位置，将它们的元素编号填入下表相应的空格内。主族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0123第5页（共8页）(2)上述10种元素形成的氢化物中，分子间存在氢键的有(填氢化物的化学式，可多填)。分子构型是正四面体的是(填氢化物的化学式，可多填)。(3)写出i在b的氧化物中燃烧的化学方程式为。(4)c的一种氧化物曾在1992年被美国科学院评为“明星小分子”，其分子式为，并列举其生物功能：。(5)原子数相同，电子总数相同的分子或离子互称等电子体。在元素周期表中，与碳相邻的两种元素可形成具有石墨型晶体结构的“白石墨”，“白石墨”和石墨具有等电子体特征，画出“白石墨”的最小结构单元的结构式。11、(8分)科学家发现在特殊条件下，水能表现出许多有趣的结构和性质。(1)一定条件下给水施加一个弱电场，常温常压下水可结成冰，俗称“热冰”，其模拟图如图所示。使水结成“热冰”采用“弱电场”的条件，说明水分子是分子。请你展开想象，给“热冰”设计一个应用实例。(2)用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子。①释放出来的电子可以被若干水分子形成的“网”捕获而形成水合电子，你认为水分子间能形成“网”的原因是。②由水分子释放出电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性，试写出该阳离子与SO2的水溶液反应的离子方程式；该阳离子还能与水分子作用生成羟基（•OH），经测定此时的水具有酸性，写出该过程的离子方程式。12、（7分）某化学兴趣小组查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成Mg3N2，并设计如下实验方案进行探究。步骤1：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、胶塞等装配如图所示的装置。另准备一只胶塞，其中有一根铜丝穿过，铜丝末端固定一根镁条备用。步骤2：引燃燃烧匙中的试剂，塞好瓶塞。燃烧结束后，调节广口瓶内外液面相平。步骤3：点燃镁条，更换胶塞，镁条继续燃烧，反应结束后，广口瓶内水面上升。步骤4：取蒸发皿中得到的固体，加盐酸溶解。向溶液中加入过量氢氧化钠溶液，有白色沉淀生成，同时得到一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。（1）为除去广口瓶中的氧气，燃烧匙中应装入下列试剂中的（填序号）。第6页（共8页）A．炭粉B．硫粉C．红磷（2）“步骤2”中调节内外液面相平的方法：。（3）写出Mg3N2溶于足量盐酸反应的离子方程式：。（4）该兴趣小组同学为比较镁和铝的金属性强弱，设计了下表中的实验方案一，请你再设计一种不同的实验方案。实验试剂和用品：镁条、铝条、0.1mol/LMgCl2溶液、0.1mol/LAlCl3溶液、0.1mol/LHCl溶液、0.1mol/LNaOH溶液、pH试纸（其他实验仪器可任选）实验操作实验现象方案一取已除去表面氧化膜的镁条和铝条，分别和0.1mol/LHCl溶液反应均有气泡产生，但镁条反应比铝条更剧烈方案二13、（10分）近年来，在海底发现大量锰矿—锰结核，大约有15000亿吨。锰及其化合物是一种重要的工业原料，具有很高的实用价值。请回答下列有关问题：（1）金属锰可由软锰矿（主要成分为MnO2）与铝发生铝热反应而制得，由于铝与软锰矿作用剧烈，反应先将软锰矿强热使之转变成Mn3O4和O2，然后与Al粉混合发生铝热反应，其中的反应化学方程式为；Mn3O4的结构与Fe3O4类似，则Mn3O4中锰元素的化合价为。（2）锰和过量的熔融KOH和O2在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4），则锰制备K2MnO4的化学方程式是。（3）向锰酸钾（K2MnO4）溶液中通入CO2，K2MnO4转变为MnO2和KMnO4，其离子方程式是。（4）已知KMnO4在酸性溶液中会缓慢分解：4MnO4-+4H+====4MnO2+3O2+2H2O。某化学兴趣小组取少量的KMnO4置于表面皿中，再向KMnO4中滴几滴浓硫酸，然后用玻璃棒蘸取少许黏稠状液体与酒精灯灯芯接触，酒精灯立即燃烧起来。将燃烧的酒精灯灯芯浸入水中，有黑色的不溶物。上述反应的化学方程式为。（5）下列KMnO4、H2O2、H2SO4三者反应的化学方程式正确的是（）A．2KMnO4+7H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10H2O+6O2B．2KMnO4+9H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+12H2O+7O2C．2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2D．2KMnO4+3H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+6H2O+4O214、(12分)一包固体粉末，它可能是由NaCl、CuSO4、Na2O2、K2CO3、(NH4)2SO4、Na2SO4、KNO3等七种物质中的某几种混合而成。某同学对它进行了如下操作，然后经过分析和计算确定了它的组成第7页（共8页）和各成分的物质的量。I.称取33.0g粉末溶于足量的蒸馏水中，得到无色溶液与气体，加热使反应完全，收集到的气体在标准状况下的体积为3.36L。Ⅱ.将I中所得溶液分成两等份，一份加入酚酞溶液呈红色，用浓度为4.0mol·L-1的盐酸中和，用去该盐酸12.5mL。将另一份用稀硝酸酸化，无气体产生，再加入过量的Ba(NO3)2溶液，得白色沉淀，质量为12.8g，滤液中加入AgNO3溶液，无明显现象。Ⅲ.将I中所得的3.36L气体通过浓硫酸，气体体积明显减少，再通过碱石灰，气体体积不变。(1)定性分析：由上述实验现象(不进行数据的计算)可以确定该粉末中一定不含有的是；一定含有的是。(2)定量计算：为了进一步确定该粉末中其他成分是否存在，该同学又对有关数据进行了处理，并最终得出混合物的组成和各成份的物质的量，请填写表格。一定有的物质该成份的物质的量123456715、（16分）2008年神州七号成功发射，我国航天员翟志刚成功地进行了太空行走。舱门快速检漏仪就是专门为了保证舱门的密封性而研制的。在“神七”飞行任务中检漏仪共使用了三次，第一次是航天员由返回舱进入轨道舱，关闭返回舱舱门后对返回舱舱门进行检漏；第二次是航天员完成出舱活动后返回轨道舱，关闭轨道舱舱门后对轨道舱舱门进行检漏；第三次是航天员准备返回地面，从轨道舱进入返回舱关闭返回舱舱门，对返回舱舱门进行检漏。三次检漏任务中最关键的是第二次，也就是对轨道舱舱门的检漏。高氯酸铵为“神州七号”提供轨道舱气体，高氯酸铵是一种火箭燃料的重要载氧体，它在高压下、450℃时能迅速分解生成水蒸气、氮气、氯化氢和氧气；将其经小苏打