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2013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)

发布时间:2014-06-29 13:58:50  

2013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)

说明:1.本卷分两部分,共28小题。满分为130分,考试时间为120分钟。

2.可能用到的相对原子质量: H ~1 C ~12 N~ 14 O~ 16 Na ~ 23 Mg ~24 S ~32 Cl~ 35.5 K ~39 Ca ~ 40 Fe ~ 56 Cu~ 64 Zn ~65 I ~ 127

一.选择题(本大题包括15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,请将正确

..A.赤潮 B.酸雨 C.臭氧空洞 D.火山爆发

2.已知IO3-与I-可发生反应:IO3- + 5I- + 6H+ =3I2 + 3H2O,根据此反应,可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验,证明食盐中存在IO3- 。可供选用的物质有:①自来水②蓝色石蕊试纸③碘化钾淀粉试纸④淀粉⑤食盐⑥食醋⑦白酒,进行上述实验时必须使用的物质是???????????????( ) A.①③ B.③⑥ C.②④⑥ D.①②④⑤⑦

3. t℃时,向xgKNO3不饱和溶液中,加入agKNO3或蒸发掉bg水恢复到t℃,溶液达到饱和,据此下列推论错误的是????????????????????????????????( )

100a

A.在t℃时,KNO3的溶解度为bg

50a

Ba+b %,则x = 2b

C.若原不饱和溶液蒸发掉2bg 水,恢复到原温度,能析出2agKNO3

100a

D.在t℃时所配得的KNO3溶液中溶质质量分数≤a+b% 4..核电荷数小于18的W、X、Y、Z四种元素的原子最外层电子数依次为4、1、6、2,则下列各组中化学式都正确的是??????????????????????????( )

A.W2Z、Y2X ........................ B.ZW2、XY2 C.Z2W、X2Y D.WZ2、YX2

5.在以下的“四连环”图中,每环代表一种物质,相连环间所代表的物质在一定条件下可以发生反应,下表的选项中,符合这一要求的是?????????????????????????( )

6. 如右图所示,烧瓶内盛有x气体,若挤压滴管的胶头a,使液体y

进入烧瓶中,振荡烧瓶,并倒放在铁架台上,将导管伸入滴有z的水中, 打开弹簧夹b,可见烧杯中液体如喷泉一样喷入烧瓶中,并出现颜色的 改变,则x、y、z可能是:

x气体 y溶液 A、 O2 B、 CO2 C、 CO D、 HCl

H2SO4

z试剂 紫色石蕊试液

H2O 无色酚酞试液 Ca(OH)2 无色酚酞试液 NaOH

紫色石蕊试液

7.某粗盐样品中含有可溶性的氯化镁、氯化钙杂质和不溶性的泥沙。常温下,将140g该粗盐样品溶解于

1

水中,过滤得到不足3g泥沙和1000g溶液。取出500g溶液进行测定,其中含有镁元素1.2g,钙元素2g,氯元素42.6g。则原粗盐中氯化钠的质量分数约为????????????( )

A. 83.6% B. 86.3% C. 88.1% D. 91.6%

8.为鉴别日常生活里下列各组物质,所用的两种方法都正确的是???????( )

9记为“√”

( )

A. Y?W?X?Z B. Y?W?Z?X

C. Y?X?W?Z D. X?Y?W?Z

10. 为解决日益加剧的温室效应等问题,科学家正在研究建立如下图所示的二氧化碳新循环体系:

结合上述关系图下列说法正确的有:??????????????????????( ) ①化学变化中元素种类是守恒的; ②燃烧时化学能可以转化为热能和光能;

③二氧化碳也是一种重要的资源; ④光能或电能可以转化为化学能;

⑤无机物和有机物可以相互转化。

A.只有①②③ B.①②④⑤ C.①④⑤

D.①②③④⑤

11.下表中列出了一定压强和温度下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体的体积,分析表中数据与气体( )

C.气体是化合物时,易被吸附 D.气体的相对分子质量越大,越易被吸附

12.“绿色化学” 是指从技术、经济上设计可行的化学反应,尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应,不符合“绿色化学”概念的是??????????????????????????( )

A.消除硫酸厂尾气排放的SO2: SO2+2NH3+H2O==(NH4)2SO3

B.消除制硝酸工业尾气氮的氧化物污染:NO2+NO+2NaOH==2NaNO2+ H2O

C.制取硫酸铜:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O

D.制取硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀) ==3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O

13.印刷铜制电路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液。已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应,反应方程式分别为:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2,Fe+2FeCl3=3FeCl2。现将一包铜、铁的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后烧杯中仍有少量固体,关于烧杯中物质组成的说法正确的是??????????( )

A.溶液中一定含FeCl3,固体一定是铁和铜 B.溶液中一定含FeCl2,固体一定含铜

C.溶液中一定含FeCl2、CuCl2,固体一定含铜 D.溶液中一定含FeCl2,固体一定是铁和铜

14.下列各物质无论以何种比例混合,其氯元素的质量分数不变的是

2

A.HClO4、KClO3 B.NaClO、KCl C.KClO、KCl D.NaCl、KCl

15.在托盘天平两边各放一只烧杯并注入相同的足量稀盐酸,调节至平衡,然后向左、右两边烧杯中分别投入等质量的镁和铝,则天平指针的偏转情况是?????????????( )

A.先偏向左,最后偏向右 B.先偏向右,最后平衡

C.先偏向右,最后偏向左 D.先偏向左,最后平衡

二.填空题(本题共17分)

16.(3分)化学与生产生活、社会热点紧密联系。试回答:

⑴ 为防止钢坯在高温烘烤和轧制过程中表面被氧化,造成铁损耗,可在钢坯表面涂上一层纳米硅酸盐涂料。这种涂料应具有的化学性质是 _____ 。

⑵ 塑料是由石油炼制的产品制成的。自2008年6月1日起,在全国范围内,实行塑料购物袋的有偿使用制度。从化学角度看,实行这一制度的好处是:

① _________________________ ;

② __________________________ 。

17.(6分)化学电池在通信、交通和日常生活中有着广泛的应用,但是,废弃电池所带来的环境污染问题也日益突出。已知镍镉(Ni-Cd)电池中发生的化学反应为: 放电 Cd + 2NiO(OH) + 2H2O 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2

其中2Ni(OH)2 和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸。请回答:

(1)镍镉电池充电时,其能量的转化是由___________能转化为____________能;

(2)一节废镍镉电池会使1m2的耕地失去使用价值,要酸性土壤中,这种污染尤为严重。这是因为______________________________________________________。

(3)废弃的镍镉电池所产生的Cd2+污染,可导致人体患骨痛病及肝、肾、肺的病变,其中,Cd2+进入人体的途径如下图所示:

A、B、C代表Cd2+污染传递的载体,如果A代表土壤;则B代表________;C代表______。

(4)你认为减少甚至消除废弃电池污染,应采取的措施是____________________________。

18.(4分,每空各1分,)芒硝(Na2SO4·10H2O)是一种重要的化工原料,具有广泛的用途。

(1)在我国广西某地区有一大型芒硝矿。从广西的地理和气候环境推测,该大型芒硝矿床应存在于地层深处,其原因是____________________________________________________________。

(2)为测定Na2SO4和NaCl混合物中Na2SO4的质量分数,甲、乙两位同学按下列步骤进行实验:称量样品,溶解加过量试剂A,过滤出沉淀,烘干称量处理,实验数据并得出结果。

a 对实验的试剂A,甲同学选用硝酸银溶液,而乙同学选用氯化钡溶液。其中一位同学选用的试剂不合理,请说明它不合理的原因____________________________________________________。

b若试剂A选择正确,在进行实验时:

① 检验加入的试剂A是否已过量的方法是_____________________________________________。 ② 若实验中测得样品质量为wg,沉淀物质量为mg,请列出实验测定结果的计算式:Na2SO4的质量分数为__________________。

19.(4分)我国规定饮用水的硬度不能超过25度。硬度的表示方法是将水中的Ca2+和 Mg2+都看作Ca2+,并将其质量折算成CaO的质量。通常把1L水中含有10 mg CaO称为1度, 1L水中含有20 mg CaO称为2度, 以此类推,8度以上为硬水,8度以下为软水。

(1)自然界的水中大都溶有一定量的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2,它们在受热时分别生成CaCO3和Mg(OH)2,这两种白色固体在容器内壁上积淀,即形成水垢。请用化学方程式表示水垢形成的过程(写出一个即可)____________________________ 。

(2)请用简便的方法确定某水样是硬水还是软水(写出主要操作、现象、结论)________ _

3

___________________________________________________。

(3)取某水样10mL,经实验测定,其中含Ca2+0.001g,含Mg2+0.00048g,则该水样的硬度为________________( 填“符合”或”“不符合”)饮用水的标准。

三.简答题(本题共24分)

20.(4分)人类在利用化学方法改造物质的过程中,总是用一系列的科学观念作为指导,以铁的 冶炼为例,请把左列中解决生产问题的措施与右列中对应的科学观念用连线连接起来:

21.(14分)从某碳酸盐矿石(主要成分是BaCO3和CaCO3)中提炼BaCO3

(尽可能除去Ca2+)。现查得一些溶解度(g/100g水)数据。原料只有该矿石、水、燃料,要求Ca2 含量越低越好。 +

(1..................................式 .

A B C D E (2)写出下列反应的化学方程式:

B _____________________________________________________;

C _____________________________________________________;

E _____________________________________________________。

22. (6分)CuSO4溶液对过氧化氢的分解具有催化作用。有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用,于是进行了以下的实验探究。

(1(2)已知FeCl3在水中可解离出Fe和Cl。对于能够对H2O2的分解起催化作用的成分,三位同学提出了猜想:甲的猜想是H2O;乙的猜想是Fe3+;丙的猜想是Cl-。

你认为最不可能的是哪个同学的猜想,为什么?

4

(3

(4)有同学建议“再向盛有5mL5%的H2O2溶液的试管中加入少量Fe2(SO4)3溶液,以进一步确定Fe3+的催化作用”。该实验操作有无必要?请说明理由。

23.草酸晶体(H2C2O4?2H2O)熔点较低,加热会熔化、气化和分解。草酸(H2C2O4)受热会分解,它与氢氧化钙的反应为:H2C2O4 + Ca(OH)2= CaC2O4↓(白色)+ 2H2O。 甲、乙两同学对草酸受热分解的产物作如下探究:

(1)猜想与假设:

第一种:草酸分解生成CO2 和 H2;

第二种:草酸分解生成CO2 、CO和 H2O;

第三种:草酸分解:H2C2O2↑ + H2O(未配平);

有同学从理论上就可判断第三种假设不成立,老师也认为这一判断是正确的,该同学判断的理论依据是 ____________________________________________________ 。

(2)设计与实验: 甲、乙两同学分别设计了下图所示的A、B两套实验装置(图中铁架台略去)。

①甲同学按A装置实验,观察到澄清石灰水变浑浊,认为此现象是由草酸晶体受热分解产生的CO2所导致,此判断 (填“严密”或“不严密”)。

②乙同学的B装置图方框内的仪器未画完整,请你帮他画完整(直接画在图上或答题卡上)。乙同学按B装置实验,看到无水硫酸铜由白变蓝,洗气瓶中溶液变浑浊。在尖嘴管口点燃剩余气体,火焰上方罩一个 烧杯,有白色固体生成,证明产物中有 ;换一个干、冷烧杯罩在火焰上方,内壁无现象,证明产物中无H2。

(3)结论与思考:

①草酸受热分解的化学方程式为: 。

②若省略B装置方框内的仪器,整套装置也能证明产物中有CO2(假设每步都反应完全),方法是: 。

5

四.实验题(本题共30分)

24.(4分)在集气瓶内放入一装有少量酒精的坩埚,先点燃坩埚内的酒精,再将镁

条伸入集气瓶内点燃。可看到镁条剧烈燃烧,在瓶底白色固体粉末中夹杂着少量黑色

固体,瓶内壁也附着一些黑色固体。(如图)

甲同学将生成物取出,用足量的盐酸处理,结果发现白色物质溶解,黑色物质不

溶。于是他猜测黑色物质是原镁条中所含的杂质。

乙同学没有轻易赞同甲同学的意见,他通过查找资料,知道镁与空气中三种人们

熟知的气体都会发生反应,他推断这黑色物质是碳。请回答下列问题:

(1)先点燃坩埚内的酒精,对后续实验的作用和影响是 ___ 。

(2)实验中,在集气瓶底铺一层细砂的作用是 。

(3)请设计一个实验验证甲同学的猜想是否正确。实验的方法是 。

25.(8分)金属钠很软,可以用刀切割。切开外皮后,可以看到钠具有银白色的金属光泽。钠是热和电的

3良导体。钠的密度是0.97g/cm,比水的密度小,钠的熔点是97.81℃,沸点是882.9℃。将金属钠放入水

中,可以反应生成NaOH和H2 ;钠跟氧气混合加热生成淡黄色的过氧化钠(Na2O2)固体,钠跟CO2在加热条件下反应生成碳酸钠和单质碳。

(1)试写出钠跟水反应的化学方程式

(2)小刘同学用图A装置做钠跟氧气反应实验,观察到生成物中出现黑色固体,则该黑色固体是 (填化学式),试写出相应的化学反应方程式 _________________________________。

(3)为了探究黑色固体成分,小刘同学进行了下列探究。

探究反应中CO2的来源:

猜想①:CO2的来源于 ;猜想②:CO2的来源于 ;

在上述两种来源中, (填序号)是CO2的主要来源。用图B和C装置实验的目的是 。

26.(8分)实验室中有5种没有标签的溶液,分别是: Na2CO3、NaCl、Ca(OH)2、NaOH和稀盐酸,老师让化学实验小组同学鉴别这些溶液。

①查阅资料:无色有刺激性气味的氯化氢气体溶于水得到盐酸。

②研究方式:从5种无色溶液中任意取出4种为一组进行鉴别。这样的组合共有______组。

(1)提出假设:同学们从5种无色溶液中取出4种,贴上A、B、C、D标签,并且假设这一组溶液可能是Na2CO3、NaCl、Ca(OH)2和稀盐酸。

(2)实验探究:同学们按以下步骤进行鉴别。

第一步:取4支试管,分别加入少量的A、B、C、D溶液,然后依次加入少量盐酸,实验现象记录如下:

(3)实验结论:C是_______________溶液。

第二步:依据右图装置进行实验,其中夹持固定装置已略去。从长颈漏

斗加入盐酸,可以观察到C溶液中有气泡产生,A溶液中有白色沉淀生

成,B、D溶液均无明显变化。

6

实验解释:A溶液中发生反应的化学方程式为________________________________。

第三步:依据下图装置进行2个实验。取少量B溶液倒入蒸发皿,加热,闻到有刺激性气味,停止加热。再取少量D溶液倒入另一蒸发皿,加热,有白色固体析出,停止加热。

实验结论:B是稀盐酸,D是NaCl溶液。

经过上述三步实验,同学们认为第5种无色溶液是NaOH溶液。

(4)实验反思:老师引导同学们讨论了上述实验探究过程。进行了全面反思。

①老师指出:实验结论仍有不确定性。不能确定的是______________溶液;其鉴别方

法是________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

27.(10分)食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。一同学用某种粗盐进行提纯实验,步骤如

图所示。

请回答:

(1)步骤①和②的操作名称是________________________。

(2)步骤④加热蒸发时要用到玻璃棒不断搅拌,这是为了防止_________________________________。

7

(4)我省生产的某种钙盐的配料表如下:氯化钠、食用碳酸钙、碘酸钾。为了测定此盐中的钙元素含量,取10g这种盐溶于水,加入足量盐酸,生成0.132g二氧化碳。请计算此加钙食盐中钙元素的质量分数。

五. 计算题(本题共17分)

28. (8分)将KCl和Ca(OH)2混合物1.86g全部溶于一定量水中形成稀溶液,再缓缓通入足量的CO2气体。当生成沉淀的质量刚好最大时,消耗CO2的0.44 g。

(1)原混合物中Ca(OH)2的质量为 g;

(2)写出溶液中生成沉淀的质量m(g)与通入CO2的质量M(g)之间的函数表达式

① ;

② ;

(3)在图示坐标系上,画出生成沉淀的质量m(g)与通入CO2的质量M(g)的关系曲线。

29.(9分)实验室里临时要用NaOH溶液和CO2来制取纯Na2CO3溶液。已知CO2气体通入NaOH溶液过程中极易生成过量NaHCO3,且无明显现象。实验室有下列试剂:①未知浓度的NaOH溶液 ②37%的盐酸 ③37%的硫酸 ④14%盐酸 ⑤大理石⑥K2CO3固体 ⑦Cu2(OH)2CO3

实验室有下列仪器:铁架台、启普发生器、量筒、烧杯、橡皮管、玻璃导管、分液漏斗。

已知下表中各物质在常温时的溶解度(g/100g水)

(1)本实验应选用的仪器除启普发生器、橡皮管、玻璃导管外,还需要____________________。

(2)为保证制得的Na2CO3溶液尽量纯,应选用的药品(填编号)除①外,还需要__________。

(3)简要叙述实验步骤,直到制得纯Na2CO3溶液(仪器安装可省略)

__________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________。

(4)根据给出的溶解度表,求出当NaOH溶液中溶质的质量分数大于多少时,在配制过程中会有晶体析出(写出计算步骤和必要的文字说明)

8

2013年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛试题参考答案及评分标准

一、(每小题2分,共10分)

二、(本题共17分)

16.(3分,每空1分)⑴ 高温下化学性质稳定(或耐高温)

⑵ ① 节约石油 ② 减少塑料对环境的污染

17.

(共6分) (1)电能;化学能(2)Ni(OH)2 和Cd(OH)2

能溶于酸溶液

,导致这些重金属离子污染的扩散

(3)B:水体,C:生物体(或食物)(4)集中回收,处理废旧电池;研制高效无污染的电池。

18. (共8分)(1)广西地区气温高,雨量充沛,而芒硝易溶于水,只有在地下深层才能存在(2)a 甲同学选用AgNO3溶液不合理,因为除生成AgCl沉淀外,还可能析出少量Ag2SO4沉淀(而且烘干沉淀时,AgCl将发生分解),使测定结果不准确。b ①取上层清液再加BaCl2溶液,若不再产生白色沉淀,说明A

142m过量。② 233w ×100%

19.(1)Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑或Mg(HCO3)2=Mg(OH)2↓+2CO2↑

(2)取少量的水样,向水样中加入适量的肥皂水,若泡沫少浮渣多则是硬水,反之是软水

(3)20.7 符合

三、(本题共21分)

20.(每条连线1分,共4分) 加热加热

21.(1) 80℃以上 趁热过滤 (2)(略)

22.(6分)(1)试管中快速产生大量气泡,能使带火星的木条复燃。(1分)

(2)甲同学的猜想(1分)

因为H2O2溶液中含有大量水,但H2O2并没有快速分解。(1分)

(3)能催化H2O2分解的不是Cl—和H+。(1分)

(4)没有必要(1分) 因为Fe2Cl3溶液本身含有Fe3+、Cl—、H2O、H+,前面实验和推断已经证明Cl—、H2O、H+对H2O2的分解无催化作用,说明只有Fe3+对H2O2的分解有催化作用。(1分)

23.(1)无法进行配平、配不平或不符合质量守恒定律或只有化合价的升高,无化合价的降??(1分)

(2)①不严密??(1分)②如右图 (长管不伸入液面下不给分,不作美观要求)??(1分)内壁

附有澄清石灰水(其它合理答案均给分)??(1分) CO?(1分)(3)① H2C2O4 CO2↑+CO↑

+H2O?(2分);② 称量实验前后盛有碱石灰的干燥管的质量(意思相近的表述均给分)?(1分)

四、(本题共24分)

23.(共4分)(1)酒精燃烧产生的CO2作为后续反应需要的反应物,酒精燃烧产生的热量点燃镁条

(2)防止集气瓶底部局部受热而炸裂

(3)将镁条浸入足量的盐酸中,镁条全部溶解,说明甲同学的猜想不正确

24.(1)2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑

9 △

(2)C ;4Na+3CO2

2Na2CO3 + C

(3)①空气 ②酒精燃烧或①酒精燃烧,②空气;②或①(注意前后对应);验证空气中CO2 是否参加反应或验证猜想。

25.(共10分) 5(1分)

(3)Na2CO3 CO2?Ca(OH)2CaCO3??H2O(1分)

(4)①NaCl和NaOH(1分)

取1支试管,加入少量的D溶液,滴入几滴无色酚酞试液。若溶液变红,则D溶液为氢氧化钠溶液,第5种溶液为氯化钠溶液;若溶液无明显变化,则D溶液为氯化钠溶液,第5种溶液为氢氧化钠溶液。(2分)

26.(共10(1)过滤(1分) (2)溶液局部过热而飞溅(1分)

(3)猜想Ⅰ:产生气泡,烧杯内壁有白色固体生成(1分) 猜想Ⅱ:盐酸或硝酸(1分) 猜想Ⅱ不成立(1分) 猜想Ⅲ:加BaCl2或Ba(NO3)2溶液(1分) 有白色沉淀生成(1分)

(4)解: 设此加钙食盐中碳酸钙的质量为x。

CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑

100 44

x 0.132g

100 ∶ 44 = x∶0.132g

x=0.3g ??????1分

碳酸钙中钙的质量为0.3g×40/100=0.12g ??????1分

此加钙食盐中钙元素的质量分数为: 0.12g/10g ×100% = 1.2% ????1分

答:略。

五、(本题共12分)

28.(共8分)

(1) 0.74g(2分)

(2)①0≤M<0.44 m =100M/44(2分)

②0.44≤M≤0.88 m =(44M/100)+0.44(2分)

(3)(2分,作图必须完全正确方可得分,见图)

28.(共9分)(1)烧杯、量筒(2)④⑤(3)①量取一定量的NaOH溶液,分成两等份 ②制取CO2 ,向其中一份NaOH溶液中通入过量的CO2气体 ③将两溶液混合均匀 (4)从表中可知,NaHCO3常温下溶解度为8.4g。设常温下溶解的NaOH的质量为x

时,NaHCO3达到饱和。

NaOH + CO2 = NaHCO3

40 84

x 8.4g

x = 4g

4g故溶液中NaOH×100%=3.85%时,在步骤②中有NaHCO3晶体析出。 100g+4g

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