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2010年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛

发布时间:2014-01-03 11:36:53  

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)复赛试题详解

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 Mg:24 Si:28 S:32

Cl:35.5 K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn:65 Ba:137

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。)

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

1、D 解析:能产生温室效应的气体主要有:二氧化碳、臭氧 、甲烷、氟氯代烷,二氧化硫为酸雨的成因。 哥本哈根会议的主要议题是低碳,减少二氧化碳的排放。

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

2、D 解析:甲烷的沸点:-164℃ ,而在“土卫六”上却为液态,B正确,甲烷是天然气的主要成分,当然的有机物,当然的燃料,故A正确,D错误。

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.+4 B.+5 C.+6 D.+7 3、B 解析:由题意:在离子方程式中,反应前后的电荷是守恒的,

故有:-n+(-1)×2=-1+(-1)×2;n=1 ;再有离子中,化合价的代数和为离子所带电荷,设R的化合价为x,则有:x+(-2)×3=-1 , 解得:x=5,故B正确。 4.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

4、A、D 解析:有结构图可知:“热冰”的形成过程是,水分子从无序转变为有序的过程,分子之间的间隔发生了变化,但分子个数没有发生变化,原子个数当然也没有发生变化。故

A、D正确。

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.⑤④①③② B. ④⑤①②③ C. ④⑤①③② D. ⑤④①②③

5、D 解析:化学反应的实质是原有分子分裂成原子,原子重新结合形成新的分子。而这一切又需要在催化剂的表面进行,故:D正确。

6.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CO2

6、B、D 解析:长期盛放NaOH溶液的试剂瓶不易打开的原因是NaOH溶液与试剂瓶中的SiO2 反应,生成玻璃胶硅酸钠(Na2SiO3) 的缘故。高压氧舱可以增强氧气和血红蛋白的结合能力。

7.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=2FeCO3

7、B、D 解析:a试管因加入食盐水,从而形成了C-Fe原电池,加速了铁的生锈,发生的反应是:4Fe + 3O2 + XH2O ==== 2Fe2O3·XH2O ,消耗氧气较多,使得试管中压强减少的较多,故红墨水柱两边的液面变为左高右低;

8.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

8、C、D 解析:甲、乙和丙是具有相同电子层数(同周期)的相邻三元素,其最外层电子数的总和为偶数,则丁的最外层电子数必为奇数,故选C、D。

9.下列装置所示的实验中,能达到实验目的的是(

)

9、B、C 解析:A中,量筒不匹配,应选10ml量筒,D中,H2应长进短出(右进左出),否则,气体无法排出。

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

-++10、C 解析:第①步中除去粗盐中的SO42、Ca2、Mg2等杂质,加入的试剂正确顺

-++序应为:过量BaCl2溶液以除去SO42、过量NaOH溶液以除去Ca2、Mg2、过量Na2CO3

++溶液以除去过量的Ba2及残存的Ca2,过滤后加盐酸;.第②步中加入的试剂应为HCl

溶液, CaCl2与Mg(OH)2不反应;在第④步中溴元素化合价由-1升至0,化合价升高被氧化。故选C.

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

( )

A.1∶2 B.1∶1

C.2∶ 1 D.2∶3

11、C 解析:由化学反应前后质量守恒定律可推知,甲反应后质量为:0g ;故实际参与反应的甲、丁的质量分别为:64g(64g-0g)、16g(25g-9g),由化学计量数等于参与反应的质量与相对分子质量的比值,且甲的相对分子质量为丁的2倍,故该反应的化学方程式中甲与丁的化学计量数之比为2:1。选C

12.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

12、B、D 解析:加水稀释只能使Ca(OH)2溶液的碱性减弱,但不能改变其酸碱性,其pH值只能无限接近7,但不能小于7,故A错;饱和的硝酸钾溶液恒温蒸发水分过程中,其溶 解度并不改变,由饱和溶液中:溶质质量分数

× 100% ,因此,其溶质质量

分数在恒温蒸发过程中亦保持不变,故C错;金属的活动性越强,其与酸反应的速度越快用时也越短,与镁片和锌片反应的稀硫酸的质量相同,则产生的氢气的量也相同。故D也正确。

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CH3OH B.CO2和H2O C.H2和CO D.CH3OH和H2

13、A、C 解析:在“绿色化学工艺”中,化合反应是最理想的反应。用C3H4合成C5H8O2时,尚需2C、4H、2O ,故选项A中CO和CH3OH各一或选项C中H2和CO 各二即可。

14.右图是甲、乙两种物质的溶解度曲线。在t2℃时向盛有100 g水的

烧杯中先后加入w g甲 和w g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

14、C 解析:t1℃时,甲、乙两种物质的溶解度均大于w g,故均为不饱和溶液,又二者溶质、溶剂均相等,故甲、乙的溶质质量分数也相等。由图可看出甲物质的溶解度随温度升高而增大,故只有C正确。

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5 g、10 g、15 g,析出KNO3晶体的质量依次为a g、b g、c g,则a、b、c三者的关系为( )

A.c == a + b B.c == 2 b - a C.c == a + 2 b D.c == 2 a - b

15、B 解析:由于起始溶液为不饱和溶液,故当水蒸发至KNO3溶液变为饱和溶液后,才会有KNO3晶体析出,恒温蒸发出水的质量为5 g时,析出KNO3晶体的质量为a g,说明溶液已经变为饱和溶液,由此可推知,对于饱和溶液,恒温蒸发出5 g水所析出的溶质的质量为b g- ag,故恒温蒸发出15g水,可以看做先蒸发5g水至饱和,而后再蒸发

10g,析出的晶体质量为Cg=2(b g- ag)+ag=2 bg - a g 。则B正确。

二、填空题(本题包括8个小题,共40分)

((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_____________。

16.(3分)(1)H2O2 解析:由M=dMr=29x1.1=32,推知X为O;Y的单质是最轻的气体,Y自然是H;故X和Y形成的原子个数比为1∶1的化合物为H2O2 。

(2)作润滑剂或电极 解析:Z组成的这种单质则由其单质的物理性质可推知为石墨

(3)S8 解析:K层电子数为2和L层电子数为8,由此推知M层电子数为6,故W为S,由256÷32=8,其单质化学式为S8。

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38 g NO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)。

17.(3分)(1)2NOx+2xCO=2xCO2+N2 (2) 73.5 g < m < 84.3 g (2分) 解析:若尾气中38 g 氮氧化物均为NO,则有2NO+2CO=2CO2+N2 可计算出生成无毒物质的质量为73.5 g(最小值) ,若尾气中38 g 氮氧化物均为NO2,则有2NO2+4CO=4CO2+N2 可计算出生成无毒物质的质量为84.3 g (最大值),故有 73.5 g < m <

84.3 g 。

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。

18.(7分)(1)起到保护臭氧层的作用 (提示:氟利昂是破坏臭氧层的元凶之一) (2)①

(2分)③不行。如果直接通入合成塔,由于空气中CO2的含量太低了,不利于生成甲醇的反应进行。(2分) ④ 6.6

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 。

19.(5分) ⑴ 氧 氮 ⑵ H2O、H2O2(各0.5分)

⑶ HNO3+NH3?H2O=NH4NO3+H2O ⑷ NaH+H2O=NaOH+H2↑

解析:由题意不难看出:A元素是H;B元素是O;D元素是N。C原子有3个电子层,最内层电子数是最外层的2倍,而K层电子数是2,则最外层电子数是1,故C为11号元素Na,C的氢化物为NaH。

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)。

20.(6分)⑴ 滤液中含有未反应盐酸,NaOH会和盐酸发生中和反应

⑵ ① Fe、Ag、Cu (3分) ② Fe (NO3)2、Ba(NO3)2 (2分)

解析:废水显蓝色:有Cu2+;盐酸酸化后有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成:废水含Ag+;滤液中加入稀硫酸后有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成:废水含Ba2+;由(III)可以判断金属X为Fe,Fe能置换出Ag、Cu,故固体A中含有Ag、Cu及过量的Fe;则溶液B中有反应生成的 Fe (NO3)2及未参与反应的Ba(NO3)2 。NO3-的判断是基于溶解度表中只有其可以与废水中的三种离子同时共存,满足废水的透明、澄清。

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

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_________________________________________________________________。

21.(6分)(1)2 ( 解析:Ba2+与 SO42、CO32不能共存) --

(2)硝酸 CO32 (过量的)硝酸钡 硝酸银 ( 解析:加入硝酸不会影响SO42、Cl---的检验)

(3)因为溶液中溶质存在的形态主要是离子,1、3中的离子组成是相同的,区别仅仅是呈现形式不同而已。

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。

22.(4分)(1)减弱

(2) ①溶液吸收了空气中的CO2

②氢氧化镁的溶解度随温度的降低变小

(3)做对比实验,让上述红色溶液分别与空气接触和隔绝空气的条件下冷却,若前者褪色,后者不褪色,则证明空气中的CO2使溶液碱性减弱,导致红色褪去。或给褪色的溶液加热,若溶液重新变红,则证明溶液的红色褪去是受氢氧化镁的溶解度随温度的降低变小的影响。

23

(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:

23.(6分)(1)NaHCO3和HCl反应生成气态CO2,使胃内气压遽然升高(2分)

(2)0.3 g Mg(OH)2比0.5 g NaHCO3能中和更多的HCl,所以药效强于NaHCO3;Mg(OH)2和HCl反应速率慢于NaHCO3和HCl,所以药效比服用NaHCO3持久 (2分)

(3)Mg(OH)2和HCl反应生成MgCl2和H2O,出现“轻泻”和MgCl2或Mg有关(2分) (知识拓展:Mg2+属于溶积性泻药,能阻止肠内水分的吸收,提高肠内渗透压,使肠内容积增大,小肠蠕动加快引起排便。临床上一般采用口服MgSO4导泻。实际上起作用的是Mg2+。

详见:http://baike.baidu.com/view/440689.htm#1 )

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30 mL稀盐酸,与

平底烧瓶中盛放的0.65 g锌粒充分反应(盐酸足量),已知该温度下氢

气的密度为0.0892 g / 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242 mL。你认为造成这种实验误差的主要原因

是 。

24.(4分)224(2分) 加入酸液的体积“置换出”平底烧瓶中的空气,造成收集的气体体积的偏大(2分)

解析:设:0.65 g锌粒充分反应生成H2的质量为X

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 2?

65 2

0.65g X

65:2=0.65g:X 解得:X=0.02g

V=0.02g/0.0892g/L=0.224L=224ml

25.(4分) 否 是 否 否

解析:序号1中,二者在溶液中均不会分解产生气体。序号2中,久置于空气中的蒸馏水会因空气中CO2的溶解而使得pH降低。序号3中,因Ca(OH)2的溶解度太小(常温下小于0.2g)而无法配制溶质的质量分数为1%的澄清石灰水。序号4中,2.74 g氯酸钾完全反应恰能生成750ml氧气,但1L水能溶解49ml氧气,从而无法收集满三瓶。

26.(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。

①计算得到化学式(实验式)CaxN2,其中x

②若通入的N2中混有少量O2,如上计算得到的x 3(填写“>”、“=”、“<”),判断依据是: 。

26.(12分)(1)关闭活塞k,将末端导管插入试管A的水中,用酒精灯微热硬玻璃管,若导管末端有气泡冒出,撤去酒精灯冷却后,在导管内形成一段水柱,则证明装置的气密性良好。(2分)

(2)反应过程中导管末端必须始终插入试管A的水中,目的是:防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置,生成氧化钙,引入杂质。 (2分)

(3)继续通入氮气,将末端导管从试管A中撤出水面,再熄灭酒精灯。(2分)

(4)①x = 3(2分) 解析:m(Ca)=120.8g—114.8g =6g m(N) =122.2g—120.8g =1.4g N(Ca):N(N) =6/40:1.4/14=x:2 解得:X =3

②< 因为钙的总量不变,含有氧化钙的氮化钙总质量增大[ m(xCaO)>m(CaxN2),钙与氮(不纯)元素的质量比减小,其个数比也变小,所以x值会减小。(3分) 解析:相同质量的钙生成氧化钙的质量大于生成氮化钙的质量[ m(xCaO)>m(CaxN2)],因此,混有少量O2时,会使生成物的总质量增大,而增大部分在计算时又被看作氮的质量,从而导致钙的质量比降低,其个数比也变小,所以x值会减小。

四、计算题(本题包括2个小题,共10分)

27.(4分)为确定氨的组成,在一定温度、压强下进行如下实验:取20 mL氨,设法使它完全分解为N2和H2,体积为40 mL。加入20 mL O2,当H2和O2完全化合成水,剩余气体体积为15 mL(已知一定温度、压强下一定体积各种气体中的分子数相同)。请根据以上数据确定氨的分子式。

27.(4分)解:

N2、H2、O2体积为60 mL,H2和O2化合成水剩余气体体积为15 mL,消耗45 mL气体。(1分) 由 2 H2 + O2 =2 H2O知:消耗 H2、O2的体积比为2:1,故消耗30 mL H2

、15 mL O2,则剩余气体中O2 5 mL、N2 10 mL。(2分)

由上可知:20 mL氨完全分解为10 mL N2和30 mL H2, N2和H2的体积比为1:3,由一定温度、压强下一定体积各种气体中的分子数相同,可推知二者分子数之比为1:3,所以氨的分子中氮原子与氢原子的个数比为1:3,氨的分子式为NH3。(1分)

28.(6分)取50.00 g某质量分数浓度的NaOH溶液,

向其中通入二氧化碳气体后,再向溶液中逐滴滴入

18.25%的盐酸,产生CO2气体的质量(假设反应后CO2

完全逸出)与所加的盐酸体积(应该为质量)之间的关

系如右图所示。(保留两位小数)

(1)计算原NaOH溶液的质量分数浓度(应去掉)。

(2)求NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质及其质量。(保留两位小数)

28.(6分)(1)20.00% (2分)

解析:由题意,尽管有CO2的介入,但加盐酸后的最终产物为NaCl,故可以看作是NaOH溶液与盐酸的反应:

设:原NaOH溶液的质量分数为χ

NaOH + HCl = NaCl + H2O

40 36.5

50.00gχ 50gX18.25%

40 : 36.5 = 50.00gχ :50.0gX18.25% 解得:χ =0.20=20.00%

(2)m(Na2CO3)=6.63 g (2分) m(NaHCO3)=10.49 g (2分)

解析:由于题中CO2的量不确定,结合图形中初始阶段没有气体生成,因此通入CO2后,所得溶液中的溶质存在以下几种可能:

(1)NaOH(过量)、Na2CO3; (2)Na2CO3 ; (3)Na2CO3、NaHCO3 其中Na2CO3在逐滴滴入盐酸时,首先发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3,此阶段不产生CO2,当Na2CO3完全转化为NaHCO3后,再继续逐滴滴入盐酸时就会有CO2生成,发生反应 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,两个过程所消耗的盐酸质量比为1:1。 若为(1)的情况,加之NaOH也要消耗盐酸,则逐滴滴入盐酸至刚好产生气体时所消耗的盐酸的质量大于25g。 若为(2)的情况,则应等于25g,因此排除(1)、(2)两种情况。由此可以得出所得溶液中的溶质为(3),即溶质是Na2CO3、NaHCO3。 有图可以看出Na2CO3与盐酸完全反应消耗盐酸的质量为:12.5g×2=25.0g NaHCO3与盐酸完全反应消耗盐酸的质量为50.0g-25.0g=25.0g

设:所得溶液中Na2CO3的质量为χ,NaHCO3的质量为Y

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

106 73

χ 25.0g×18.25%

106 : 73 = χ : 25.0g×18.25%

解得; χ =6.63g

NaHCO3 + HCl=NaCl+H2O+CO2↑

84 36.5

Y 25.0g×18.25%

84 : 36.5 = y : 25.0g×18.25

%

解得:Y=10.50g

答:略。

附加题(10分)已知钠与水反应的化学方程式为:2Na+2H2O = 2NaOH + H2↑。质量均为m g的钠、镁、锌三种金属分别与25 g 质量分数为19.6% 的稀硫酸反应。

(1)由于金属的量不确定,产生的氢气的质量大小有多种可能(不考虑镁与水的反应),如镁、锌产生氢气的质量相同且都小于钠产生的氢气质量的情况表示为Na>Mg=Zn 。请按以上表示,写出所有可能情况。

______________________________________________________________________________ (2)试确定,当产生的氢气的质量大小为Na>Mg=Zn时,m的取值范围________________。 (3)m= 4.6 时,Zn与酸反应产生H2的质量与金属质量(m)的关系如下图。请在图中再画出钠和镁二种金属分别与酸反应产生H2的质量与金属质量(m)的关系图线。(在图线上用元素符号注明)

附加题(1)(写出一种得1分,写三种且全部正确得4分。)

Na>Mg>Zn Na=Mg>Zn、Mg>Na>Zn

解析:此题的特殊之处在于: 钠既可以与酸反应还可以与水反应,镁、锌只与酸反应而不与水反应。质量均为m g的钠、镁、锌三种金属与酸(过量)完全反应时产生氢气的质量分别为:m g/23、m g/12、2m g/65。 由此可以看出,钠、镁、锌三种金属与等量酸恰好完全反应(或生成等质量的氢气)时,所消耗的金属质量关系为:m(锌)>m(Na)>m(Mg),

于是:(1)酸过量(酸与镁恰好完全反应)时,产生的氢气质量的情况为:Mg>Na>Zn

(2)钠、镁、锌均过量(或锌恰好完全反应)时,过量的钠可以水反应而产生的氢

气质量最多,镁、锌产生的氢气质量因受酸的限制而相等:Na>Mg=Zn

(3)钠、镁均过量而锌不足时,产生的氢气质量的情况为:Na>Mg>Zn

(4)镁过量、钠恰好与酸完全反应,而锌不足时:Na=Mg>Zn

(2)m≥3.25 (2分)

解析:由上面的分析可知:当产生的氢气的质量大小为Na>Mg=Zn时,钠、镁、锌均应过量(或锌恰好完全反应),因此m的大小只取决于锌的质量。

设:25 g 质量分数为19.6% 的稀硫酸与锌恰好完全反应消耗锌的质量为χ

Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑

65 98

χ 25 g ×19.6%

65 :98 = χ :25 g ×19.6% 解得:χ = 3.25g

故:m≥3.25

(3)(4分)

解析:m= 4.6 时,m>3.25。因此钠、镁、锌均过量,钠在酸消耗完后还可以与水反应,产生氢气的量由钠决定: 2Na+ H2SO4 =Na2SO4 + H2↑ 2Na+2H2O = 2NaOH + H2↑ , 设:钠产生的氢气质量的y 2Na————H2 46 2 4.6g y

46 :2 = 4.6g :y 解得:y = 0.2g

镁、锌产生的氢气质量因受酸的限制而相等,由上图可知:均为0.1g。 设:25 g 质量分数为19.6% 的稀硫酸与镁恰好完全反应消耗镁的质量为z Mg + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑

24 98 Z 25 g ×19.6%

24 :98 = z :25 g ×19.6% 解得:z=1.2 g

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)复赛试题参考答案

一、选择题:

二、填空题:(除标明分数外,其余皆为每空1分)

16.(3分)(1)H2O2 (2)作润滑剂或电极 (3)S8

17.(3分)(1)2NOx+2xCO=2xCO2+N2 (2) 73.5 g < m < 84.3 g (2分) 18.(7分)(1)起到保护臭氧层的作用 (2)①

② (2分) ③不行。如果直接通入合成塔,由于空气中CO2的含量太低了,不利于生成甲醇的反应进行。(2分) ④ 6.6

19.(5分) ⑴ 氧 氮 ⑵ H2O、H2O2(各0.5分)

⑶ HNO3+NH3?H2O=NH4NO3+H2O ⑷ NaH+H2O=NaOH+H2↑

20.(6分)⑴ 滤液中含有未反应盐酸,NaOH会和盐酸发生中和反应

⑵ ① Fe、Ag、Cu (3分) ② Fe (NO3)2、Ba(NO3)2 (2分)

21.(6分)(1)2 (2)硝酸 CO32 (过量的)硝酸钡 硝酸银 (3)因为-

溶液中溶质存在的形态主要是离子,1、3中的离子组成是相同的,区别仅仅是呈现形式不同而已。

22.(4分)(1)减弱 ①溶液吸收了空气中的CO2 ②氢氧化镁的溶解度随温度的降低变小

(2)做对比实验,让上述红色溶液分别与空气接触和隔绝空气的条件下冷却,若前者褪色,后者不褪色,则证明空气中的CO2使溶液碱性减弱,导致红色褪去

23.(6分)(1)NaHCO3和HCl反应生成气态CO2,使胃内气压遽然升高(2分)

(2)0.3 g Mg(OH)2比0.5 g NaHCO3能中和更多的HCl,所以药效强于NaHCO3;Mg(OH)2和HCl反应速率慢于NaHCO3和HCl,所以药效比服用NaHCO3持久 (2分)

(3)Mg(OH)2和HCl反应生成MgCl2和H2O,出现“轻泻”和MgCl2或Mg2?有关(2分)

三、实验题:(除标明分数外,其余皆为每空1分)

24.(4分)224(2分) 加入酸液的体积“置换出”平底烧瓶中的空气,造成收集的气体体积的偏大(2分)

25.(4分) 否 是 否 否

26.(12分)(1)关闭活塞k,将末端导管插入试管A的水中,用酒精灯微热硬玻璃管,若导管末端有气泡冒出,撤去酒精灯冷却后,在导管内形成一段水柱,则证明装置的气密性良好。(2分)

(2)反应过程中导管末端必须始终插入试管A的水中,目的是:防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置,生成氧化钙,引入杂质。 (2分)

(3)继续通入氮气,将末端导管从试管A中撤出水面,再熄灭酒精灯。(2分)

(4)①x = 3(2分) ②< 因为钙的总量不变,含有氧化钙的氮化钙总质量增大[ m(xCaO)>m(CaxN2),钙与氮(不纯)元素的质量比减小,其个数比也变小,所以x值会减小。(3分)

四、计算题:

27.(4分)解:N2、H2、O2体积为60 mL,H2和O2化合成水剩余气体体积为15 mL,消耗45 mL气体。(1分) 由 2 H2 + O2 =2 H2O知:消耗30 mL H2、15 mL O2,剩余气体中O2 5 mL、N2 10 mL。(2分)

20 mL氨完全分解为10 mL N2和30 mL H2,即1 mL氨由1/2 mL N2和3/2 mL H2组成,所以氨的分子式为NH3。(1分)

28.(6分)(1)20.00% (2分)

(2)m(Na2CO3)=6.63 g (2分) m(NaHCO3)=10.49 g (2分)

附加题(1)(写出一种得1分,写三种且全部正确得4分。)

Na>Mg>Zn Na=Mg>Zn、Mg>Na>Zn

(2)m≥3.25 (2分)

(3)(4分)

m=2.3g时:Zn<Na=Mg;当2.3g<m<3.25g时:Na>Mg>Zn;当m=2.3g时:Zn<Na=Mg;当m<2.3g时:Zn<Na<Mg。

(2)m>=3.25g

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