2010天原杯化学竞赛试题

2010年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（第二十届天原杯）复赛试题试题说明：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:1C:12N:14O:16Na:23Mg:24Si:28S:32Cl:35.5K:39Ca:40Fe:56Cu:64Zn:65Ba:1373.考试时间：2小时一、选择题(本题包括15个小题，每小题2分，共30分。每小1．2009年12月在哥本哈根召开了世界气候大会。各国共同协商对策，以减少温室气体排放量。下列气体中不属于温室气体的是（）A．甲烷B．臭氧C．二氧化碳D．二氧化硫2．从探测“土卫六”发回的信息中得知“土卫六”酷似地球经常下“雨”，不过“雨”的成分是液态甲烷。下列叙述中错误的是（）A．这种“雨”可以作为燃料来提供能量B．“土卫六”表面的温度比地球表面低C．“土卫六”上形成了甲烷的气-液循环D．“土卫六”表面是否存在有机物还无法确定3．有一种用实际参加化学反应的离子符号来表示化学反应的式子叫离子方程式，在离子方程式中，反应前后的电荷是守恒的。现有如下离子方程式：RO3n－＋F2＋2OH－＝RO4－＋2F－＋H2O，由此可知在RO3n－中，元素R的化合价是（）A．＋4B．＋5C．＋6D．＋74．科学家发现在特殊条件下水能表现出有趣的结构和性质。例如，在一定条件下给水施加弱电场，能使水在常温常压下结成冰（俗称“热冰”，结构见右图）。下列说法正确的是（）A．在弱电场下，水分子的排列从无序转变为有序B．水结成“热冰”的过程中原子个数发生变化C．上述变化过程中分子之间的间隔没有发生变化D．利用该性质，人们可能在常温常压下建成溜冰场5．德国化学家格哈德·埃特尔在固体表面化学的研究中取得了非凡的成就，其成果之一是揭示了氮气与氢气在催化剂表面合成氨的反应过程（下图所示）。符合上述反应过程的顺序是（）A．⑤④①③②B.④⑤①②③C.④⑤①③②D.⑤④①②③6．下列解释不科学的是（）A．在溶洞中，当溶有Ca(HCO3)2的水液发生分解，析出固体（在洞顶或洞底），日久天长便形成了钟乳石B．长期盛放NaOH溶液的试剂瓶不易打开，是因为NaOH与瓶中的CO2反应导致瓶内气压小于瓶外大气压的缘故C．“通风橱”是利用排风扇将橱内废气直接排放到室外的装置，它是一种不完善的防污设施D．高压氧舱可治疗煤气中毒，原因是和血红蛋白结合的CO跟氧气反应生成无毒的CO27．在a、b两支试管中加入体积相同的同种生铁块。在a中加入食盐水，塞上橡皮塞，如右图。U型玻璃管内为红墨水（开始时两端液面等高）。放置一段时间后，下列有关叙述错误的是()A．生铁块中的主要成分是铁，也含有少量的碳B．红墨水柱两边的液面变为左低右高C．两试管中铁均被锈蚀D．a试管中发生的反应是：2C+2Fe+3O2=2FeCO38．原子序数在1～18之间的四种元素甲、乙、丙、丁，其最外层电子数的总和为13，甲、乙和丙是具有相同电子层数的相邻元素，则丁一定不是()A．氢B．氯C．氧D．铍9．下列装置所示的实验中，能达到实验目的的是()10．已知所含元素化合价发生变化的反应是氧化还原反应，其中被还原的元素化合价降低，被氧化的元素化合价升高。海洋中有丰富的资源，如下图所示利用海水可获得许多化工产品。下列有关说法正确的是（）A．第①步中除去粗盐中的SO42－、Ca2＋、Mg2＋等杂质，加入的试剂顺序为：Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液，过滤后加盐酸B．第②步中加入的试剂为CaCl2溶液C．第③步中发生分解反应D．在第④步中溴元素被还原11．在一个密闭的钢筒内有甲、乙、丙、丁四种物质，在电火花作用下，发生充分反应，测得反应前后各物质的质量如下：甲乙丙丁反应前质量/g6410125反应后质量/g------54379已知甲的相对分子质量为丁的2倍，则该反应的化学方程式中甲与丁的化学计量数之比为（）A．1∶2B．1∶1C．2∶1D．2∶312．下列所示的图像能反映相对应实验的是（）A、向pH=12的Ca(OH)2溶液中不断加水稀释B．向碳酸钙固体中逐滴加入稀盐酸至过量C．在40℃，将饱和的硝酸钾溶液恒温蒸发水分至有白色晶体析出D．将足量的金属镁片和锌片分别和等质量的相同质量分数的稀硫酸混合13．在“绿色化学工艺”中，最好是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子的利用率为100％。在用C3H4(丙炔)合成C5H8O2(2-甲基丙烯酸甲酯)的过程中，欲使原子的利用率达到最高，在催化剂作用下还需要其他的反应物是（）A．CO和CH3OHB．CO2和H2OC．H2和COD．CH3OH和H214．右图是甲、乙两种物质的溶解度曲线。在t2℃时向盛有100g水的烧杯中先后加入wg甲和wg乙（两种物质溶解时互不影响），充分搅拌。将混合物的温度降低到t1℃。下列说法正确的是（）A．甲物质的溶解度随温度升高而减小B．温度降低到t1℃时，得到甲、乙的饱和溶液C．温度降低到t1℃时，甲、乙的溶质质量分数相等，得到甲、乙的不饱和溶液D．t2℃时，甲物质的溶液为饱和溶液，乙物质的溶液为不饱和溶液15．t℃时，将一定量KNO3的不饱和溶液平均分为三份，分别恒温蒸发出水的质量为5g、10g、15g，析出KNO3晶体的质量依次为ag、bg、cg，则a、b、c三者的关系为（）A．c==a+bB．c==2b－aC．c==a+2bD．c==2a－b二、填空题（本题包括8个小题，共40分）16．（3分）现有部分常见元素的性质或原子结构如下表：元素编号元素性质或原子结构X由它形成的某种单质气体的密度约为空气的1.1倍Y历史上道尔顿曾用⊙来作为它的元素符号，它的单质是最轻的气体Z由它组成的某种单质是细鳞片状的很软的固体，有金属光泽和滑腻感WK层和M层电子数之和等于L层的电子数（1）元素X和Y能形成原子个数比为1∶1的化合物，其化学式为______________。（2）写出元素Z组成的这种单质的一种用途_________________________________。（3）元素W可形成一种单质，其式量为256，该单质的化学式为_____________。17．（3分）汽车安装的排气净化器的技术核心是使用高效催化剂，使废气中的CO和NOx在催化剂表面进行氧化还原反应。（1）写出氮氧化物（用NOx表示）跟CO反应转化为无毒物质的化学方程式。（2）若汽车尾气中含有38gNO和NO2的混合物，经过充分转化后生成无毒物质的质量(m)范围是（计算结果保留1位小数）。18．（7分）现测得二氧化碳在空气中的含量为0.038%，当其含量超过0.05%时就会加剧温室效应。所以人们一方面想限制其排放量，另一方面又想对它进行再利用。（1）目前有以超临界（一种介于气态和液态之间的状态）CO2作致冷剂（以前曾用氟利昂），这种做法对环境的积极意义在于。（2）有科学家提出回收利用CO2的构想：把空气吹入碳酸钾溶液，从溶液中提取出CO2，又在合成塔使之变为燃料甲醇（CH3OH）。该技术流程如下：（说明：吸收池中盛有饱和的K2CO3溶液，合成塔内的反应条件为300℃、200kPa和催化剂。）①合成塔中反应的化学方程式为。②请在上述流程图中找出循环利用的物质（标出物质名称和循环方向）。③如果空气不经过吸收池和分解池，而是直接通入合成塔，你认为可行吗？并简述理由。④若生产4.8吨甲醇，则可回收空气中的CO2吨。19．（5分）有核电荷数小于18的A、B、C、D四种元素，A元素组成的单质是清洁的能源；B单质的体积在空气中占21％；C原子有3个电子层，最内层电子数是最外层的2倍；D元素是农作物生长所需要的营养元素，其组成的单质可以被豆科植物的根瘤菌吸收、利用。（1）写出B、D元素的名称：B，D。（2）写出A、B可能形成化合物的化学式、。（3）写出由A、B、D三种元素组成的两种化合物之间发生中和反应的化学方程式。（4）活泼性强的金属氢化物的化学式可表示为MHn，它与水剧烈反应生成碱和A的单质，请写出C的氢化物与水发生反应的化学方程式。20．（6分）某化工厂排出的废水透明、澄清、略显蓝色。一同学取少量废水，用盐酸酸化，有白色沉淀生成（不溶于稀硝酸）。过滤，将所得的滤液分成两份，一份滤液中加入稀硫酸，也有白色沉淀生成（不溶于稀硝酸）；另一份滤液中加入足量NaOH溶液，产生蓝色沉淀。已知白色的Fe(OH)2固体在潮湿的空气中可生成红褐色的Fe(OH)3。试回答：（1）过滤后，向滤液中滴加NaOH溶液，开始时观察不到蓝色沉淀，原因是：。（2）该同学设计了一个从废水中除去重金属离子的实验方案如下：①固体A中一定含有的物质为(写化学式)。②B溶液中的溶质一定含有(写化学式)。21．（6分）某校化学兴趣小组在课外活动中，对某溶液进行了多次检验，其中3次检验的结果如下表所示。序号溶液中检验出的物质1KCl、K2SO4、Na2CO32Na2SO4、BaCl2、K2CO33Na2SO4、KCl、K2CO3阅读上表后回答：（1）表中第________次结果肯定不准确。（2）为验证其他2次检验结果中是否存在SO42－、CO32－和Cl－，又进行以下操作：①加入过量的___________（填物质名称，下同），目的是检验__________并将其除去；②加入_________溶液，过滤；③向滤液中加入__________溶液。该小组同学查阅资料后，发现可以利用焰色反应来确定溶液中存在的阳离子。（3）通过上述实验，该小组还是觉得无法确定其他2次检验结果中哪一次是正确的，你认为可能的原因是______________________________________________________________。22．（4分）金属镁可与热水反应生成氢氧化镁，所得溶液呈碱性，可使酚酞溶液显红色。某同学将镁条放在水中煮沸，趁热取出部分溶液，滴加酚酞溶液，变为红色，放置在空气中一段时间后，发现溶液的红色褪去了。（1）溶液的红色褪去说明溶液的碱性；（2）据你推测，导致溶液碱性变化的原因是：。（3）设计一个实验来验证你的一种推测，简要说明操作、现象及结论。23．（6分）两种抗胃酸药剂的主要成分及建议每次剂量见下表：主要成分NaHCO3Mg(OH)2主要成分相对分子质量8458建议每次剂量/g0.50.3（1）医生建议胃溃疡患者尽可能不要服用NaHCO3的可能原因是：。（2）服用Mg(OH)2的药效比服用NaHCO3“强”而且“持久”的可能原因是：。（3）服用Mg(OH)2的患者可能出现“轻泻”的原因是：。三、实验题(本题包括3个小题，共20分)24．（4分）某兴趣小组用右图所示装置收集并测量反应产生的气体及其体积。若用该装置制取氢气，通过分液漏斗中加入30mL稀盐酸，与平底烧瓶中盛放的0.65g锌粒充分反应（盐酸足量），已知该温度下氢气的密度为0.0892g/L，应能收集到mL的氢气？3次实验收集到的氢气体积的平均值约为242mL。你认为造成这种实验误差的主要原因是。25．（4分）你认为下列有关化学实验的叙述是否正确？(在“结论”栏中填“是”或“否”)序号实验现象或数据结论1分别加热溶质的质量分数为1%的Na2CO3和NaHCO3溶液，观察气泡的生成可区分出这两种溶液2用pH试纸测定一杯敞口久置于空气中的蒸馏水的pH为63配制溶质的质量分数为1%的澄清石灰水备用4用排水法收满3瓶（每瓶250mL）O2[ρ(O2)=1.43g/L]，需称取的氯酸钾的质量为2.74g26．（12分）龙海实验学校初三兴趣小组利用如下装置（部分固定装置已略去）制备氮化钙，并探究其化学式（实验式）。（1）按图连接好实验装置。检查装置气密性的方法是。（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：空硬玻璃管质量m0/g硬玻璃管与钙的质量m1/g硬玻璃管与产物的质量m2/g114.8120.8122.2①计算得到化学式（实验式）CaxN2,其