2017年天原杯初中化学竞赛复赛试题

第1页共8页2017年上海市初中学生化学竞赛（第二十九届天原杯）复赛试题（总分120分，时间120分钟）相对原子质量：H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24P-31S-32Cl-35.5K-39Ca-40Cu-64Zn-65一、选择题（本题包括16个小题，共42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个扣一半分数）1．古诗词是中华民族的文化瑰宝，下列古诗词中对划线对象变化的描述属于化学变化的是A.一味黑时犹有骨，十分红处便成灰。（[清]徐宗干《咏炭》）B.河上姹女（水银），灵而最神，得火则飞，不见埃尘。（[汉]魏伯阳《参同契》）C.臣心一片磁针石，不指南方不肯休。（[宋]文天祥《扬子江》）D.落红（落花）不是无情物，化作春泥更护花。（[清]龚自珍《己亥杂诗》）2．中药的煎制直接关系到其疗效。下列制备中草药汤剂的步骤中，与过滤操作类似的是A.浸泡B.煎制C.滗汤D.灌装3．2017年1月26日美国《科学》杂志报道，哈佛大学实验室对液氢样本施加4.95×1011Pa压力，成功制造出了金属氢，这是一种以氢原子为基本单位构成的晶体。关于金属氢的推测错误的是A.与氢气互为同素异形体B.制造金属氢过程属于化学变化C.可能具有良好的导电性D.摩尔质量与氢气相同4．“酸雨”成为当今主要的环境问题之一，雨水在未被污染的大气中原本应该呈A.弱酸性B.中性C.弱碱性D.强酸性5．下列实验操作中，与其他三项的目的不属于同一类的是A.点燃甲烷、一氧化碳等可燃性气体前，先检验气体的纯度B.做中和反应实验时，先在碱溶液中滴入1-2滴酚酞试液C.在进行铁丝燃烧实验前，先向充满氧气的集气瓶中加入一层细砂D.在使用氢气还原氧化铜时，先向硬质玻璃管中通入氢气6．质量相等的石墨和足球烯（化学式C60）所含原子数A.前者多B.相等C.后者多D.无法确定7．有一瓶配制好的NaCl稀溶液，在实验室里敞口放置数天后外观无明显变化，关于它的说法正确的是第2页共8页A.瓶底附近的溶液较浓B.瓶口附近的溶液较浓C.溶质的质量分数不变D.瓶内的溶液中各部分浓度相同8．下图是表示物质微粒的示意图，图中和两小球分别表示两种不同元素的原子，其中表示混合物的是9．英国科学家法拉第曾用蜡烛（主要成分石蜡）做过一个有趣的“母子火焰”实验，如图所示。据此实验，下列有关分析中正确的是A.要使实验成功，导管不宜过长B.这一现象说明石蜡的熔点较低C.子火焰中被燃烧的物质是石蜡分解产生的氢气D.导管的一端要插入母火焰的中心部位是因为该处氧气充足10．X是一种白色固体。加热X时，会产生另一种固体Y和气体Z。已知Y属于纯净物，气体Z可以通过碳与氧气反应得到。从上述信息中可以得出的结论是A.X、Y、Z一定都属于化合物B.X、Z中一定都含有碳元素C.X、Y、Z中一定都含有氧元素D.X、Y中一定含有金属元素11．溶液的酸碱性也会影响难溶物的溶解性，下列难溶物在一定量水中的溶解量会随pH降低而增加的是A.SiO2B.AgClC.BaSO4D.Mg(OH)212．某+3价金属的氧化物xg完全还原后，得到yg该金属。则该金属的摩尔质量数值可表示为为A.yxy24B.yyx)(16C.xyx16D.yxx813．如右图所示装置具有多种用途，下列实验均要使用该装置（不改变瓶口朝向），其中x为气体或水入口的是A.排空气法收集H2B.瓶中装有NaOH溶液，除去H2中少量CO2C.瓶中装有O2，加水以取用瓶内储存气体D.瓶中装满水，用排水集气法收集O214．如图所示，25℃下向某密闭容器中充入一定量的CO2与水，充分溶解后保持温度不变，打开活塞排走一半体积的水，则剩余水中CO2的浓度将第3页共8页A.上升B.下降C.不变D.无法确定15．某化合物MX6分子呈正八面体形式（如图所示）。由于六个X原子与M的连接完全对称，因此将任意一个X用Y原子替换，均只能得到一种结构的MX5Y分子，按此思路，若将其中任意两个X原子用Y原子替换，则得到的化学式为MX4Y2的分子A.只有1种结构B.存在2种不同结构C.存在3种不同结构D.存在4种不同结构16.下列各组图像可能描述同一个反应的是二、填空题（本题包括7个小题，共46分）17.各种化学元素在不同自然物质体系中含量（按质量分数计）不同，按要求写出对应的元素名称：（1）地壳中含量最高的金属元素：；（2）大气中含量最高的元素：；（3）除氢、氧外，海水中含量最高的元素：；（4）人体中含量最高的金属元素：；（5）宇宙中含量最高的元素：。18.汽车排出的废气中，常含有CO、NO和碳氢化合物（以CxHy表示）等，它们会污染环境，为防止此类污染，可采用催化转换器，将这些化合物转变成无害的物质。方法是：把汽车气缸排出的废气送入第一个转换器，用CO还原NO，再将排出的气体与过量空气一起，送入第二个转换器，使剩余的CO和CxHy充分氧化。写出两个转换器中涉及反应的化学方程式：（1）第一个转换器：。（2）第二个转换器：。19．在图中的烧杯中盛有65℃的热水，杯底放有一小粒足够量的白磷，然后将一支有刻度第4页共8页的空试管垂直插入烧杯中，试管口罩住白磷。（已知白磷熔点44℃，着火点为40℃）。（1）写出实验过程中发生的现象。（2）该实验说明了。20．如图是甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线。（1）三种物质溶解度关系为甲乙丙时的温度为T℃，则T的取值范围为。（2）现有含有少量甲的乙固体，若要通过结晶法进行提纯（甲与乙不发生反应），现有下列实验步骤可供选择：①取一定质量水将固体溶解②充分冷却后过滤③趁热过滤④加热蒸发至有大部分晶体析出⑤加热蒸发至溶液接近饱和⑥停止加热，用余热将溶液蒸干⑦用少量水洗涤晶体并烘干合理的操作顺序为：（按顺序选填编号）（3）T4℃时，取相同质量的甲、乙、丙三种饱和溶液，恒温蒸发一定质量的水（析出晶体均不含结晶水），剩余溶液质量大小关系为：甲=乙丙。则析出晶体质量大小关系为。（4）已知丙溶液在T2℃以下析出晶体含有结晶水，在T2℃以上析出的晶体不含结晶水，现将一定质量T1℃时丙的饱和溶液冷却至Ta℃或升高至Tb℃时，析出晶体质量相等，则三种温度下丙（指无水物）的溶解度S1、Sa、Sb的大小关系为：（选填编号）。a.S1SaSbb.S1Sa=Sbc.S1SbSad.SbS1Sa21．高炉炼铁所需的原料有铁矿石、焦炭、石灰石等，其过程可用下图简要表示：已知气体①、气体②和固体③均属于氧化物。第5页共8页（1）气体②的化学式为。根据氧化物的性质推测炉渣的主要成分为（填化学式）。（2）炼铁高炉底部通过不同高度的出口分离铁水与炉渣（如下图所示）。能实现渣铁分离的原因是因为炉渣具有、的性质。（3）反应Ⅰ~Ⅴ中属于化合反应的有个，属于分解反应的有个，属于置换反应的有个。（4）高炉气中含有多种成分，其中含量最高（占55~60%）的是（填化学式），此外还含有25~30%的可燃性气体（填化学式），以及9~12%左右的（填化学式）。22．某同学研究亚硫酸钠（化学式为Na2SO3）热分解反应时，作了两种假设：假设一：它按CaCO3受热方式来分解。假设二：它按KClO3受热分解方式来分解。（1）假设一对应的化学方程式是。确认假设二是否成立的简单实验操作是。（2）该同学将取一定质量的样品置于坩埚中充分灼烧，发现最终得到固体质量较原样品质量增加了大约12.7%。据此他认为（选填编号）。a．假设一成立b.假设二成立C.两种假设均不成立固体质量增加可能的原因是。（3）在查阅资料后，该同学再次进行了实验。他将一定质量样品置于密闭真空容器中充分加热，最终得到固体质量与原样品相同。但进一步分析表明，该固体组成为两种新的钠盐，其物质的量之比为1:3.请写出相应的化学方程式：。（4）该同学想要进一步探究次氯酸钠（化学式NaClO）的分解反应。他查阅资料后，得知NaClO有多种热分解方式（每种分解方式的产物仅有两种）。若其中一种产物为NaCl，则另一种产物可能是：（选填编号）。a.Cl2b.O2c.Na2Od.NaClO323.化合物中某一种元素的原子短缺可形成非整比化合物，这类化合物中各类原子的相对数目不能用简单整数比表示，如Fe0.9O、PbO1.9等。非整比化合物是新型的功能材料，具有很大的科技价值。第6页共8页（1）PbO1.9中铅元素具有+2、+4两种价态，其中+4价铅占铅总量的。（2）如右图所示，Fe0.9O可用于CO2的综合利用。①请写出该转化的两个优点：、。②若用1molFe0.9O与足量的CO2完全反应可生成gC（碳）。三、实验题（本题包括3个小题，共24分）24.已知CuS、Cu2S粉末的颜色和CuO相似，且都不溶解于水。在空气中煅烧时，CuS和Cu2S都转化成CuO和SO2。（1）请写出CuS、Cu2S在空气中煅烧时发生反应的化学方程式：、。（2）根据叙述，设计一个不用其他化学试剂鉴别CuO、CuS、Cu2S三种粉末的实验方案（写明步骤与结论）。25.半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O（g）。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料N2和H2。（1）在使用铜催化剂和加热条件下，半水煤气主要成分间发生反应实现了CO变换，其化学方程式为：。（2）吸收法是脱除CO2的方法之一。已知：溶质Na2CO3K2CO320℃1L饱和溶液中溶质的物质的量（mol）2.08.0溶质价格（元/kg）1.259.80若选择Na2CO3溶液作吸收液，其优点是；缺点是。如果选择K2CO3溶液作吸收液，用某种方法可以降低成本，写出这种方法涉及的化学方程式：。（3）将一定体积半水煤气依次通过装置Ⅰ~Ⅴ（最后通入氮气确保反应、吸收完全），可以测定其中H2以及CO的物质的量。一定体积半水煤气可供选用的装置如下所示（省略夹持仪器）：装置1装置Ⅳ装置Ⅴ装置Ⅲ装置Ⅱ第7页共8页为装置Ⅰ～Ⅴ选择合适的装置与试剂：装置ⅠⅡⅢⅣⅤaab试剂浓硫酸CuO装置Ⅰ、Ⅱ的作用是。要确定半水煤气中H2物质的量，应测量的数据是。26.为探究某物质X对钢铁在潮湿环境下的腐蚀的影响作用，某同学进行了如下实验：①选择6个容量相同的烧瓶，分别编号为1~6，加入规格、质量相同的铁丝。②向1~3号瓶中放入2mL清水，向4~6号瓶中放入2mL10%X的水溶液，将铁丝润湿。③塞上带有导管的塞子，将导管末端浸入盛有水的烧杯中，记录导管内液面的初始位置（如图所示）。④放在室温环境下，每隔一小时测量一次，周期为3小时，记录数据。结果如下表所示表放置过程中导管内液面上升情况（单位：cm）时间（小时）1号瓶2号瓶3号瓶4号瓶5号瓶6号瓶0000000100.101.21.4020.80.70.95.65.70.133.53.23.79.810.00.1（1）在该项探究中，要取同样处置的3只烧瓶的目的是。（2）6号瓶的数据明显与4、5号瓶不同，可能原因是。（3）通过本实验，可初步得出的结论是。（4）该项探究的设计是否存在不足？如何改进？。四、计算题（本题包括2个小题，共8分）27.某工业生产流程如下图所示：第8页共8页每生成1t产品，需要通入含有0.2%（体积分数，下同）的惰性杂质CH4的新鲜原料气2800m3。经分离器分离产品后，剩余气体中含有大量未充分反应的原料与3%的CH4。在连续生产的条件下，可对剩余气体采用部分循环、部分移走的操作，一方面能提高原料的利用率，节省成本，另一方面也避免装置中CH4越来越多而对生产造成不利影响。已知在此生产条件下，CH4在每吨产品中的溶解量为2.3m3,。计算每生产1t产品需要移走气体的体积。28.实验室有一包食盐，已经过初步提纯，除去了难溶性杂质，但仍含有CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2杂质。现取该食盐样品20.000g，测得其中含有Ca、Mg两种元素共0.300g，S元素0.064g（其他杂质忽略不计）。（1）该食盐中CaSO4与MgSO4的物质的量之和为mol。（2）计算该食盐中NaCl的质量分数的范围（用**.**%~**.**