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2012年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛试题

发布时间:2014-08-03 00:55:39  
2012 年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛 (第二十二届天原杯)复赛试题
题 号 一 二 三 四 总 分

得 分 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:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Cl:35.5 Si:28 3. 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 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 。 请 将 答 案 填 在 下 表 相 应 题 号 的 空 格 内 。 ) 题 号 答 案 1. 我国“化学”一词最早出于《化学鉴原》 (1871 年) 。该书把一种元素翻译为“矽(xī)”。 在地壳里,“矽”的含量在所有元素含量中占第二位,现代把这种“矽”元素命名为( ) A. 锡 B. 硒 C. 氧 D. 硅 2.人们可从铁钛矿(主要成分 FeTiO3)制取金属钛(Ti) ,其在一定条件下的主要反应有: ① FeTiO3 + H2 == Fe + TiO2 + H2O; ② TiO2 + 2 C + 2 Cl2 == TiCl4 + 2 CO; ③ TiCl4 + 2 Mg == 2 MgCl2 + Ti 下列叙述正确的是 ( ) A.反应①中的 H2 被氧化 B.反应②中钛元素的化合价升高 C.反应③是复分解反应 D.反应②Cl2 中的“Cl”得到电子 3.正常人胃液的 pH 在 0.3~1.2 之间。用以治疗胃酸过多的药物中常含 MgCO3、NaHCO3、 酒石酸钠等,这主要是由于 ( ) A.碳酸、酒石酸都不是强酸 B.酒石酸是营养品 C.Na ? 、Mg 2 ? 都是人体必需的元素 D.MgCO3、NaHCO3 与胃酸作用生成 CO2,服药后有喝汽水的感觉 4.下列制取物质的设计中,不可能实现的是 ( ) ... 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn:65 Ag:108 Cd:112 Mg:24 Al:27 S:32

Sn:119

Ba:137

Pb:207

得分

评卷人

5.两个或多个同种含氧酸分子之间可以脱水形成相对分子质量更大的酸,如磷酸 H3PO4 可 形成 H4P2O7 或 H5P3O10 等。下列物质不属于硫酸(H2SO4)脱水后形成的是( ... )
1

A.H2S2O7

B.H2S3O10

C.H2S2O8

D.H2S4O13

6. “碳捕捉技术”是指通过一定的方法, 将工业生产中产生的 CO2 分离出来进行储存和利用。 常利用 NaOH 溶液来“捕捉”CO2,过程如下图所示(部分条件及物质未标出) 。

下列有关该方法的叙述中正确的是 ( ) A.该方法的优点是能耗小 B.该方法可减少碳排放 C.整个过程中,只有一种物质可以循环利用 D.“反应分离”中,分离物质的基本操作是蒸发、结晶 7. 已知复分解反应 2 CH3COOH + Na2CO3 == 2 CH3COONa + H2O + CO2↑可进行。 在常温下, 测得相同浓度的下列六种溶液的 pH: 溶质 pH CH3COONa 8.8 NaHCO3 8.6 Na2CO3 11.6 NaClO 10.3 NaCN 11.1

表中数据揭示出复分解反应的一条规律, 即碱性较强的物质发生类似反应可以生成碱性 弱的物质。依照该规律,请你判断下列反应不能成立的是( ) .. A.CO2 + H2O + 2NaClO == Na2CO3 + 2HClO B.CO2 + H2O + NaClO == NaHCO3 + HClO C.CH3COOH + NaCN == CH3COONa + HCN D.NaClO + CH3COOH == HClO + CH3COONa 8.为测定气球内的气体成分,有学生用超薄材料的气球按右图装 置进行实验。开始时气球沉于烧杯底部,打开开关后,过一会儿气 球从烧杯底部慢慢浮起,最后悬于烧杯口。气球内可能的气体是 ( ) A.甲烷 B.氧气 C.氯气 D.氢气 9.在 CuO 和 Fe 的混合物中加入一定量的稀硫酸,微热,待反应停止后过滤,滤出不溶物 后再往滤液里加入一枚铁钉,若铁钉无变化,则错误的叙述是( ) .. A.不溶物中一定有铜 B.不溶物可能全部是铁 C.滤液是硫酸亚铁溶液 D.滤液是硫酸铜和硫酸亚铁的混合溶液 2 10.某水溶液中含有以下离子中的若干种:K ? 、Cl ? 、Mg 2 ? 、Ba 2 ? 、CO 3 ? 、SO 2 ? ,现取 4 两份 100 mL 溶液进行如下实验: (1)第一份加入 AgNO3 溶液有沉淀产生 (2)第二份加足量 BaCl2 溶液后,得沉淀物 6.27 g,经足量硝酸洗涤、干燥后,沉淀 质量为 2.33 g;在所得滤液中加入 AgNO3 溶液有沉淀产生。 根据上述实验,以下推测正确的是( ) A.Cl ? 一定存在 B.100 mL 溶液中 K ? 的质量不小于 2.34 g C.K ? 一定存在 D.Ba 2 ? 一定不存在,Mg 2 ? 可能存在 11.某同学为使过滤操作能自动添加液体,设计了如下图所示的“自动加液过滤器”。倒置的 烧瓶中盛放待过滤的液体,当漏斗中的液体减少时,烧瓶中的液体会从“液体流出管”流入漏 斗而不会从漏斗中溢出。为使液体顺利流下,需插入“空气导入管”与大气相通。下列“空气 导入管”安装正确的是( )

2

12.实验室需要把烧杯 A 中的氢氧化钠溶液转移到烧杯 B 中,将烧杯 A 内的液体倒入烧杯 B 后,烧杯 A 内会残留 1 mL 液体,之后用 19 mL 蒸馏水清洗烧杯 A 的内壁,这部分液体 也倾倒至烧杯 B,烧杯 A 内仍残留 1 mL 液体……需要几次这样的清洗,才能保证原烧杯中 的氢氧化钠溶液 99.9%都被转移至新烧杯( ) A.2 次 B.3 次 C.4 次 D.5 次 13. 已知FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中,铁与氧的质量比为 21 : 8,则混合物中FeO、 Fe2O3、Fe3O4三种物质的质量比可以是( ) A.9 : 20 : 5 B.18 : 40 : 33 C.2 : 5 : 3 D.5 : 6 : 3 14.Fe2O3、ZnO、CuO 的固体混合粉末 a g,在加热条件下用足量 CO 还原,得到金属混合 物 2.41 g,将生成的 CO2 气体用足量的澄清石灰水吸收后,产生 5.00 g 白色沉淀,则 a 的数 值为( ) A.7.41 B.3.59 C.3.21 D.2.46 15.我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性,其计算公式为: 目标生成物的质量 原子利用率 == ×100% 参加该反应所有反应物 的总质量 下面是联合工艺法制备新型自来水消毒剂 ClO2 的反应原理: ① 电解氯化钠溶液 ② 氢气与氯气合成氯化氢 ③ 生成二氧化氯 此方法的原子利用率最大为 ( ) A.37.6% B.53.6% C.62.2% D.94.4%

得分

评卷人

二、填空题(本题包括 10 个小题,共 40 分)

16.(4 分)稀薄燃烧发动机具有高效、经济、环保等优点,和普通汽车发动机对比如下: 发动机的类型 普通发动机 稀薄燃烧发动机 发动机混合气中汽 油与空气的质量比 1∶15 1∶40 发动机运 转的温度 较高 较低 。 B.发动机混合气中的空气含量低 D.发动机混合气中氮气的含量低 尾气中 CO 的含量 较高 较低 尾气中 NOx 的含量 较高 较低

(1)根据上表的数据可知“稀薄”的含义是 A.发动机混合气中的汽油含量低 C.发动机混合气中氧气的含量低

(2)为何稀薄燃烧发动机产生的尾气中 CO 含量会减少? 。
3

(3)已知汽车尾气中的氮氧化物(以 NOx 表示)是氮气与氧气在高温下反应产生的。试解 释为何稀薄燃烧发动机产生的尾气中 NOx 含量也会减少? _______________________________________________________________ ____。

(4)某种减少尾气中 CO 与 NOx 的方法是使用催化转换器,转换过程中发生反应的化学方 程式为:CO + NOx → CO2 + N2(未配平)。若 x =1.5,则化学方程式中 CO2 与 N2 的系数之 比为______:______。 17.(7 分)在 A、B、C、D 四支试管中分别盛有 NaHSO4、Na2CO3、BaCl2、BaCO3 固体, 某同学在只有蒸馏水和若干试管的条件下,将它们一一鉴别出来。 (1)NaHSO4 在水中会解离出 Na+、H+ 和 SO 2 ? 。从物质分类的角度考虑,NaHSO4 属于 4 (A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物) ; (2)最先检验出来的固体物质是 ,利用它又可直接检验出的固体物质是 ; 、

(3)剩余两种固体被检验出来时发生反应的化学方程式分别是 。

18.(5 分)合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性 的物质。一般来说,合金的熔点低于其中任何一个组成金属的熔点。下表是一些金属熔点的 数据。 金属 熔点/℃ 铜 1 083 锌 419.6 锡 231.9 铅 327.5 铋 271.3 镉 320.9

(1) 铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如右 图所示的关系,其中横坐标表示的是_______的质量分数; 当合金熔点最低时,合金中铅与锡的质量比为_______。 (2)保险丝由铋、铅、锡、镉等金属组成,其熔点约为 _______。 A. 20~40℃ B. 60~80℃ C. 230~250℃ D. 300~320℃

(3)青铜器的主要成分是铜锡合金。崭新的青铜器呈土黄色。当青铜器长期埋在地下,逐 渐形成了绿色的铜绿[主要成分 Cu2(OH)2CO3],从其化学式可知,铜绿是铜与 (填物质的化学式)长期作用的结果。 19. 分)我们知道除了水是常见的溶剂外,还有酒精、液氨等也可以作溶剂。下表是一 (2 些物质 25℃时在无水酒精中的溶解度(100 g 溶剂) 。根据下表回答: 物质 溶解度/g Ca(NO3)2 33.9 CaCl2 20.5 Ba(NO3)2 0.002 BaBr2 3.96 CaBr2 34.8 NaOH 14.7 NaCl 0.07 。

请选用表中两种物质作反应物,写出它们在无水酒精中所发生的复分解反应的化学方程 式 20. 分)汽车安全气囊中的填充物主要成分是 NaN3、KNO3 和 SiO2。汽车发生猛烈碰撞 (6
4

时, NaN3 分解, 生成甲、 乙两种单质, 有关的化学方程式为____________________________; KNO3 的作用是与可能会对人体造成伤害的单质甲反应,生成单质乙和两种氧化物,请写出 该反应的化学方程式___________________________;生成的两种氧化物分别与 SiO2 反应, 从理论上计算可知,SiO2 与 NaN3 的质量比宜大于_______:_______。 21.(3 分)TiO2 的“纳米材料”有广泛的应用,工业上制取 TiO2 的方法是:2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 3 C == 2 X + 2 FeCl3 + 3 CO2 , 的化学式是 X 该反应的化学方程式是: ; 再与氧气反应生成 TiO2 和氯气, X 。

22. 分)蛋白质是组成细胞的基础物质,一些可溶性的重金属盐(如含 Cu2+、Ba2+、Ag+ (3 等)会使蛋白质发生凝固变性,从而使其丧失生理功能,致人中毒。因此,可溶性重金属盐 为有毒物质。根据上述所给知识回答下列问题: (1)若医疗上用 x 射线检查胃肠疾病时,要服用 服用碳酸钡,其原因是人体胃液中含有一定量的 定量的使人中毒的氯化钡; (2)若误服氯化钡溶液,下列方案中可作为解毒措施的是 A.多饮糖水 B.饮用牛奶 C.饮用食盐水 , (填序号) 。 D.饮用硫酸铝溶液 它可与 NaOH 反应生成α 的悬浊液(俗称钡餐) ,而不能 ,与碳酸钡反应后,产生了一

23. 分)已知 α -氨基丙酸的结构简式为 (4

氨基丙酸钠,其化学式为 C3H6O2NNa,又知味精的主要成分是谷氨酸一钠,它可以由谷氨 酸与 NaOH 反应生成,其结构简式为 , 已知它具有下列

有关性质:① 常态下为白色晶体,含有一分子结晶水,无气味,易溶于水,有肉类鲜味; ② 在碱性条件下会生成似咸非咸、似涩非涩的谷氨酸二钠,鲜味降低;③ 在 150℃时失去 结晶水,在 210℃时生成对人体有害的焦谷氨酸盐,并在 270℃左右进一步分解。根据以上 信息填空: (1)α-氨基丙酸与氢氧化钠反应的化学方程式为 (2)写出谷氨酸二钠结构简式: (3)使用味精适宜的条件是 24. 分)氮氧化物(NOx)等气体破坏人类生存的环境。 (3 (1)汽车尾气净化装置里装有 Pd 等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作 用的机理如图所示。 ; ; ;

尾气净化装置中发生总反应的化学方程式为___________ (2)上述反应中氧化剂是 。

________________。

25.(3 分)已知氯气的氧化性很强,与金属发生反应一般生成高价态的金属氯化物。现有
5

铜、铝、镁、铁、锌五种金属中的两种组成的混合物,取该混合物 4 g 与足量的氯气反应后, 固体质量增加 7.1 g;等质量的该金属混合物投入足量的盐酸中,产生氢气 0.2 g。金属混合 物的组成情况可能有 种,分别为_____________________________。

得分

评卷人 三、实验题(本题包括 3 个小题,共 20 分)

26. 分)用右图实验装置进行氯化氢气体与氨气的反应。甲、乙两烧杯里分别盛放浓盐酸 (3 和浓氨水,可看到容器中有白烟产生。填空: (1)产生白烟的化学方程式_________________________。 (2)盛有浓盐酸的滴管附近白烟更浓,解释产生这一现象的原因: 。 27. 分)化学兴趣小组对某品牌牙膏中碳酸钙含量进行以下探究。 (6 查得资料:该牙膏摩擦剂主要由碳酸钙、氢氧化铝组成;其他成分遇到盐酸时无气体生成。 进行实验:利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定 B 中生 成的 BaCO3 沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题: (1)准确称取 8.00 g 样品三份,进行测定,测得 BaCO3 平均质量为 3.94 g 。则样品中碳酸 钙的质量分数为 。 ;若计算值比实际值偏 ;改进措施 。

(2)若计算值比实际值偏小,分析其原因 大,分析其原因 是

28. (11 分)某学习小组的三位同学为测定镀锌铁皮的锌镀层的厚度,提出了各自的设计方 案。 (忽略锌镀层的氧化) (1)甲同学的方案是先用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉,通过差量计算出锌的质量,然 后再由锌的密度算出锌层的体积,最后由体积除以镀锌铁皮的面积计算得到锌层的厚度。 在实际操作中,甲同学的方案存在一个很大的问题是 ______________________________________________________。 (2)乙同学是通过查阅资料,知道 Zn(OH)2 既可以与酸也可与碱反应,于是设计了如下方 案:

6

配制 5%的盐酸 1 L ? =1.025 g/cm3)需取用 36.5% ? =1.181 g/cm3) ( , ( 的盐酸 (保留一位小数) 。配制过程中用到的玻璃仪器,除烧杯外,还有 的操作是______________________________。

mL 。步骤③

若使用的镀锌铁皮的质量为 28.156 g , 最后称得灼烧后固体的质量为 40.000 g, 镀锌铁 皮的长 5.10 cm,宽 5.00 cm,锌的密度为 7.14 g/cm3 ,则锌层的厚度为 (3)丙同学的方案是通过右图所示装置,测量镀锌铁皮与强酸反应产 生气体的质量来计算锌层的厚度。 已知镀锌铁皮质量为 18.200 g, 加入 稀硫酸质量为 140 g,则稀硫酸的质量百分比浓度至少应大于 若改用浓盐酸,则测出锌的厚度会 或“无影响”) 。 (4)实验后,将乙同学和丙同学的结果进行比较,发现他们对同种镀锌铁皮的测量结果差 异很大,你认为谁的方案更加可靠呢?_______________。原因是____________________ ______________________________________________________________________________。 。 。

(填“偏大”、“偏小”

得分

评卷人

四、计算题(本题包括 2 个小题,共 10 分)

29. 分)治理被 Cd 2 ? (镉,相对原子质量 112)污染河水的方法是:使 Cd 2 ? 沉淀以降低 (4 河水中 Cd 2 ? 的浓度。 查得 25℃, Cd(OH)2 (相对分子质量 146) CdCO3 、 (相对分子质量 172) 的溶解度分别为 1.7× -4 g、2.8× -6 g。问分别把适量 NaOH、Na2CO3 投入被 Cd 2 ? 污染 10 10

的河水中形成 Cd(OH)2、CdCO3 沉淀后,河水中 Cd 2 ? 的浓度能否达到国家要求的标准: ≤0.005 mg/L ?(河水密度为 1.0 g/cm3)

30. 分)有一瓶久藏的 Na2SO3,欲测定该药品变质程度,进行如下定量分析:将试样烘 (6 干后称取 m g,用适量的蒸馏水配成溶液,加入足量的 BaCl2 溶液使沉淀完全。滤出的沉淀 经洗涤、干燥后,质量为 n g。 n (1)若试样部分变质, 的范围为 m 。

7

(2)若取试样 m=10.0 g,其中 Na2SO3 已有 50%变质,则 n 为

g。

附加题(10 分)固体铵盐 A、B 的成分可能是(NH4)2SO4,NH4HSO4,或是两者的混合物。 甲、 乙两个研究性学习小组的同学想要确定 A 和 B 的成分, 并测定 B 中氮元素的质量分数。 (1) 甲实验小组的同学取了数份相同质量的样品 A 溶 于水,然后加入 40% NaOH 溶液(图中用氢氧化钠质 量表示) ,水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不 分解) 。该气体经干燥后用足量浓硫酸完全吸收,浓硫 酸增重的质量如图。分析该图像并回答下列问题: ① 写出 a b 段涉及的化学方程式: ② 样品 A 的成分是 ,c 点的数值是 。 ;

(2)乙实验小组的同学取了数份不同质量的样品 B,测定方法与甲组同学大部分相同,不 同的是,他们将不同质量的铵盐分别加入到 50.00 mL NaOH 溶液中(含 8.12 g NaOH ) , 测定结果如下: 实验编号 铵盐的质量(g) 浓硫酸增加的质量(g) ① 分析实验数据可知,实验编号为 子完全转化成气体。 ② 计算 B 中氮元素的质量分数。(保留两位小数) I 10.00 m II 20.00 m III 30.00 1.36 IV 50.00 0

的实验中,氢氧化钠足量,铵盐中的铵根离

8

2012 年全国初中学生 化学素质和实验能力竞赛(第二十二届天原杯)复赛试题参考答案
一、选择题 : (每小题 2 分)
题号 答案 题号 答案 16. 分) (4 (1)A (1 分) (2)稀薄燃烧发动机中汽油与空气的质量比低,相对来说氧气的比例更高,有利于燃料的 充分燃烧(1 分) (3)空气中的 N2 和 O2 形成 NOx 需要较高的温度,稀薄燃烧发动机运转温度较低,不利于 NOx 的生成。(1 分) (4)3 : 1 (1 分) 17.(7 分) (1)C (1 分) (2)BaCO3 (1 分) NaHSO4 (1 分) (3)2 NaHSO4 + Na2CO3 == 2 Na2SO4 + CO2↑ + H2O(2 分) BaCl2 + NaHSO4 == BaSO4↓ + NaCl + HCl (2 分) 18.(5 分) (1)锡(1 分) :3(1 分) ;2 。 (2)B(1 分) 。 (3)O2、H2O 和 CO2(2 分) 。 19. 分) (2 Ca(NO3)2 + BaBr2 == Ba(NO3)2↓ + CaBr2(2 分) 20. 分) (6 2 NaN3 == 2 Na + 3 N2↑(2 分) ;10 Na + 2 KNO3 == K2O + 5 Na2O + N2↑(2 分) ; 36:65(或 0.55:1 或 1:1.81) 分) (2 21. 分) (3 TiCl4 (1 分) ; 22. 分) (3 (1)硫酸钡 (1 分)盐酸 (1 分) (2)BD(1 分) 23. 分) (4 (1)CH3CHNH2COOH + NaOH == CH3CHNH2COONa + H2 O (2 分) (2)NaOOCCHNH2CH2CH2COONa(1 分) (3)在较低温度下(1 分) 24. 分) (3
9

1 D 9 BD

2 AD 10 BC

3 A 11 A

4 CD 12 B

5 C 13 AB

6 B 14 C

7 A 15 D

8 B

二、填空题:

TiCl4 + O2 == TiO2 + 2 Cl2(2 分)

(1)① (2)NO、O2(1 分) 25. 分) (3

(2 分)

2(1 分) ;铝和锌或者镁和锌(2 分) 。

三、实验题:
26. 分) (3 (1)NH3 + HCl = NH4Cl(2 分) (2)氨分子比氯化氢分子扩散得快(1 分) 27. 分) (6 (1)25% (2 分) (2)反应生成的 CO2 没有被 Ba(OH)2 溶液全部吸收(锥形瓶中残留)(1 分)。A 中的水 蒸气、氯化氢气体和空气中的水蒸气等进入装置 B 中(2 分);在 B 装置进出口加洗气装 置。(1 分)(或其他合理答案) 28. (11 分) (1) 由于铁也会与盐酸反应产生氢气, 因此很难判断什么时候锌正好反应掉而铁没有反应。 (1 分) (2)118.9(1 分) ;量筒、玻璃棒(1 分) ;洗涤(1 分) ;4.28 μm(单位可由学生自由选择, 数字和单位匹配即可) 分) (2 。 (3)22.75%(1 分) ;偏小(1 分) 。 (4)乙同学(1 分) ;锌和铁的原子量差异不大,镀锌铁皮中两者的比例的改变造成与酸反 应后产生氢气质量的改变非常微小, 对称量的要求很高。 另外在实验的过程中随着气体的产 生也会带走水蒸气,造成实验结果的不可靠(2 分) 。

四、计算题:
29. 分) (4 Cd(OH)2:1.3 mg/L>0.005 mg/L 不符合(2 分) ; CdCO3:0.018 mg/L>0.005 mg/L 不符合(2 分) 。 30. 分) (6 (1)
233 142 n m 217 126





(3 分)

(2)16.8(3 分)

附加题: (10 分)
(1)① ②(NH4)2SO4 与 NH4HSO4 的混合物(1 分) 。 4.25(2 分) (2)① I (1 分) ② 0.17(4 分) (2 分)

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