2009年的全国天原杯化学竞赛复赛试题及详解

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：1C：12N：14O：16Na：23Mg：24Si：28S：32C1：35.5Fe：56Cu．：64Zn：65Ba：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解析：使用酒精、沼气，可以节约能源，但仍会产生温室效应，D不正确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、熟石灰解析：石灰石不能用作干燥剂，A错误；纯碱Na2CO3不是碱，而是盐，D错误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解析：荧光蛋白分子中既含有氨基，具有碱的性质，又含有羧基，具有酸的性质，因此既能和碱反应，又能和酸反应，选C4、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、XYZ4B、X2YZ3C、X3YZ4D、XYZ3解析：1~18号元素中，最外层只有1个电子的只有H，Li，Na，均为+1价，Y元素的原子的第三层有6个电子，则Y为S；Z元素的第二层也有6个电子，Y为O，因此可能形成H2SO3，选B。A、C、D的化合价代数和均不为零5．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、淀粉溶液解析：咖喱能够在不同性质的溶液中呈现不同的颜色，与酸碱指示剂的化学作用相似，选B6、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ABCD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；隔绝空气解析：硫和氧气反应生成尔二氧化硫，二氧化硫是一种有刺激性气味，易溶于水的污染性气体，A中水的主要作用是吸收二氧化硫，而不是吸收热量，A错误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abcd反应前质量/g6.403.204.000.50反应后质量/g待测2.567.200.50A、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4.64gC、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解析：根据质量守恒定律，得反应后a的质量为3.84g，B错误；a，b质量减少，为反应物，d质量恒定，可能为催化剂，A正确；c由a和b化合而成，元素的种类一定相同，C正确；a消耗了6.40-3.84=2.56g，b消耗了3.20-2.56=0.64g，则化学计量数之比为（2.56/2）﹕（0.64/1）=2﹕l，D正确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减小解析：此反应不符合复分解反应的特点，A错误；反应前，C的化合价为+2价，反应后也是+2价，未发生改变，B错误；反应后生成HCl和H2SO4，酸浓度增大，pH减小，C错误，D正确，选D9、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HFB、CaO2的水解产物是Ca(OH)2和H2O2C、PCl3的水解产物之一是PH3D、Mg3N2水解产物是Mg(OH)2和NH3解析：通过观察反应式可以看出，水解反应中，阳离子与氢氧根结合生成碱，阴离子与氢结合生成酸，从而NaF+H2O=NaOH+HF，A正确；CaO2+2H2O=Ca(OH)2+H2O2,B正确；PCl3+3H2O=P(OH)3+3HCl,C错误；Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3，D正确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、①②③B、②③④C、①③④D、①②④解析：甲能跟氯化钡反应生成一种硫酸盐和另—种盐，可知甲也是盐，而由Na、S、O、H四种元素，并且能够与钡生成沉淀的必然含有硫酸根，因此为Na2SO4或NaHSO4，由于最多由三种元素组成，因此必然是Na2SO4，①正确；乙能跟氢氧化钠反应生成盐和水，可能是硫酸，②正确；能够与酸反应生成盐和水的有碱或者碱性氧化物，因此丙可能是NaOH，或者Na2O，③不正确；丁既能够和酸性氧化物，又能和碱性氧化物反应，并且呈中性，定然是水，因此④正确，从而得出答案选D11、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，—定有铁剩余解析：质量相等的锌和铁，由于锌相对原子质量比铁大，锌的物质的量较少，即均完全反应后产生的氢气量较少。根据图中可以看出，产生氢气的量最重一样多，说明铁必然没有反应完全（若反应完全，即使锌反应完全也不可能和铁产生同样多的氢气），因此B、C排除。锌比铁更活泼，反应速度比铁快，因此达到反应完全的时间短，a为锌，b为铁，A正确；一定有铁剩余，则HCl必然完全反应，因此D也正确，选AD12、下列制备物质的没汁中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是解析：CO转变为CO2可以通过经济上更为合理的燃烧制得，A错误；B中消耗了硝酸银，经纪上不合理；Fe点燃只能生成四氧化三铁，理论上不正确，只有D符合要求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/℃10405570溶解度/g2065100140A、该硝酸钾样品为纯净物B、40℃时溶于水的硝酸钾为130gC、70℃时KNO3溶液为饱和溶液D、55℃左右时KNO3完全溶解解析：设溶剂水的质量为x，则10℃时溶解的硝酸钾质量为0.2xg，40℃时溶解的硝酸钾质量为0.65xg，从而0.2x+250=0.65x+120，得x=288.9g，从而固体总质量为307.8g。70℃时，能够溶解的硝酸钾质量可以通过溶解度计算得到，为404.5g，大于固体的总质量，然而仍然有固体未溶，说明剩余的20g不是硝酸钾，而是不溶性杂志，A错误；根据水的质量，可求出，40℃时溶于水的硝酸钾为288.9*0.65=187.8g，B错误；70℃时KNO3溶液为饱和溶液中288.9g水中应有404.5g硝酸钾，因此C错误；固体共307.8g，其中20g不溶性杂志，从而硝酸钾质量为287.8g，因此刚好完全溶解时溶解度约为100，因此55℃左右时KNO3完全溶解，D正确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％解析：我们已知碳元素的质量分数，而与碳元素相关联的只有氧元素。因此要求氮气的质量分数，首先我们要从氧元素的质量分数入手。混合气体中含有CO、CO2，因此碳元素与氧元素的含量之比应介于12：16（全部为CO时）与12：32（全部为CO2时）之间，因此氧元素的质量分数应介于32%与64%之间，由于总共只有三种元素，因此氮气的质量分数必然介于12%（100%-24%-64%）与44%（100%-24%-32%）之间，因此答案选B15、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解析：次试验装置O的含量通过计算玻璃管前后的质量差求的，而H的含量通过U型管的质量差减去玻璃管的质量差而求的，因此，I、Ⅱ装置之间缺少干燥装置，会导致U型管的质量差增大，氢元素含量偏大，A正确；水未完全吸收导致氢偏低，B不正确；氧化铜未被完全还原，导致O偏低，但同时生成的水也减少，最终的比值不变，C不正确；同样Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝，也会导致U型管的质量差增大，氢元素含量偏大，D正确，选AD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_____________________________________。解析：（1）根据化合物的命名规则，应为二氧化氯；（2）Cl2+2NaClO22NaCl+2ClO217．(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