2008年第十八届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛复赛试题

2008年第十八届“天原杯”全国初中学生化学素质

和实验能力竞赛复赛试题

2008年第十八届“天原杯”全国初中学生化学素质

和实验能力竞赛复赛试题

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l个扣1分．） 1．（2分）2007年10月24日，我国使用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥1号”送上月球轨道，其任务之一是探测月

3．（2分）1991年碳纳米管被发现．碳纳米管是由石墨中的碳原子层卷曲而成的管状的材料，管的直径一般为几纳米到几十纳米，管的厚度仅为几纳米．碳纳米管由于其独有的结构和奇特的物理、化学特性以及潜在的应用前景而受到人们的关注．下列有关碳纳米管的说法中正确的是（ ）

5．（2分）“三效催化转换器”可将汽车尾气中的有毒气体处理为无污染的气体，下图为该反应的微观示意图（未配平），其中不同符号的球代表不同种原子．下列说法不正确的是（ ）

6．（2分）常温常压下，50mL某气态物质含有1.34×10个分子，而在这些分子里又含有4.02×10个原子，则判断

8．（

2分）法国化学家肖万、美国化学家格拉布斯和施罗克在有机化学领域研究中作出了重要贡献，其研究成果可以简单描述为如下的反应（R1～R8为H﹣、CH3﹣、C2H5﹣…等）．

21

21

10．（2分）如图，将两支燃着的蜡烛罩上茶杯，一会儿高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭，同时还观察到茶杯内壁变黑．由此我们可以得到启发：从着火燃烧的高层房间中逃离，下列方法中不正确的是（ ）

11．（2分）如图是两组物质之间在一定的条件下相互转化的过程．

下列绿色植物通过光合作用说法不正确的是（ ）

12．（2分）某工厂废液中含有少量硫酸，拟选用下列物质中和后再排放：

3

13．（2分）烧杯中盛满一定浓度的醋酸溶液（溶液密度约为1 g/cm），全部倾倒后烧杯内仍残留0.5 mL溶液，用

14．（2分）今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：Na，NH4，Ba，Cl，CO3，SO4．现

取两份200 mL溶液进行如下实验：①第一份加足量NaOH溶液，加热，收集到气体0.68 g；②第二份加足量BaCl2

15．（2分）如图为某固体溶解度随温度变化的曲线．该固体从溶液中析出时不带结晶水．M、N两点分别表示该固体形成的两份溶液在不同温度时的浓度．当条件改变时，溶液新的状态在图中对应的点的位置可能也随之变化，其中判断不正确的是（ ）

+

+

2+

﹣

2﹣2﹣

二、填空题（本题包括9个小题，共40分） 16．（2分）用于2008年奥运会的国家游泳中心（水立方）的建筑采用了膜材料ETFE，它是乙烯﹣四氟乙烯的共聚物，具有许多优异的性能： ①具有特有的表面抗粘着的性能； ②使用寿命至少为25～35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料； ③达到B1、DIN4102防火等级标准，且不会自燃； ④质量很轻，只有同等大小的玻璃质量的l%； ⑤韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%； ⑥能有效地利用自然光，透光率可高达95%，同时起到保温隔热的性能，节省能源． （l）②说明ETFE的化学性质在自然条件下较 _________ （填“稳定”或“活泼”）； （2）上述特点中，属于ETFE的物理性质的有 _________ ．

17．（3分）请按CH4、NH3、H2O、HF、HCl排列顺序，这五种物质中除 _________ （填化学式）外，各分子所含核外电子总数均为 _________ 个．

18．（3分）2007年诺贝尔化学奖授予德国化学家格哈德 埃特尔，以表彰他在“固体表面的化学过程”研究中取得的杰出成就．

不同物质接触面的过渡区称为界面，若其中一物质为气态时，这种界面通常称为表面；在其表面上所发生的一切物理化学现象统称为表面现象，而研究各种表面现象实质的科学称为表面化学．

（1）界面的类型形式上可以根据物质的三态来划分，如液﹣固界面等．表面现象主要研究的是 _________ 、

（2）下列哪些研究属于表面化学研究的范畴 _________ （填字母编号）． a．钢铁的生锈；b．以金属为催化剂，用氮、氢合成氨；

c．以铂、铑等为催化剂，将汽车尾气中的NOx、CO等转化为无污染物质 19．（4分）二氧化碳是导致温室效应的主要气体，同时，它也是一种宝贵的碳氧资源，在地球上它的含量比天然气、石油和煤的总和还多数倍．

（1）以CO2和NH3合成尿素CO（NH2）2是固定和利用CO2的成功范例，写出经以上途径合成尿素的化学方程式 1000万吨尿素，可固定的CO2将达 _________ 万吨． （2）英国Nature，2005，437：681报道，目前海洋表层海水中溶解的CaCO3[20℃，S（CaCO3）=0.0013g/l00gH2O]处于饱和状态，海洋吸收大气中的CO2可以减弱温室效应，但却使海水中碳酸钙浓度降低，该变化的化学方程式为： CaCO3+H2O+CO2=Ca（HCO3）2

海水中CaCO3浓度降低会造成 _________ ． 20．（5分）下列有关的物质及相互转化，都与人类生活有密切关系，其中A、B、M、E均为常见单质，F为难溶于水的白色沉淀． ①一定量的A在B中点燃可生成C和D的混合物，且C、D均为无色气体，C是常见的还原剂，可与B进一步反应生成D． ②M+B→G（此反应是人类获取能量的最佳反应） ③D+L→F+G ④C+K→D+E

（1）写出D和F的化学式：D _________ ，F _________ ． （2）转化④在金属冶炼中常用来炼 _________ ．

（3）A在B中燃烧可能发生反应的化学方程式（写两个）： _________ 、 _________ ．

21．（3分）有一种技术可将糖[通式为Ca（H2O ）b]发酵进行无氧分解，生成两种化合物，其中一种物质是沼气的主要成分．写出糖发酵进行无氧分解的化学方程式： _________ ，指出a、b之间的关系 _________ ．

22．（5分）（l）CaCl2溶液和NaHCO3，溶液反应生成CaCO3沉淀．为表示这个反应写出了下列两个反应方程式：CaCl2+NaHCO3=CaCO3+NaCl+HCl

CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O

你认为哪一个反应的化学方程式不合理，并简述理由． _________

（2）已知难溶的物质在一定条件下可转化成更难溶的物质．将白色Mg（OH）2加到FeCl3溶液中有红棕色沉淀生成．请写出反应的化学方程式并简述理由． _________ ． 23．（7分）地球被称为“水球”，表面大部分被海洋覆盖，海水中蕴含的元素多达80多种．通过海水晒制可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、MgSO4以及泥沙等杂质．以下是一种制备精盐的实验方案，步骤如下（所加试剂均稍过量）：

回答下列问题： （1）操作①不能改用硝酸钡溶液，原因是 _________ ． （2）进行操作①后，判断BaCl2过量的方法是 _________ ．

（3）加入Na2CO3的目的是 _________ ．其反应的化学方程式为 _________ ．

（4）滤液的主要成分有 _________ ．此实验方案尚需完善，应在滤液中加入过量的 _________ ，其反应的化学方程式为 _________ ．

（1）如何收集混合气[以V（H2）/V（空气）=2：8为例]？ _________

（2）由点火实验的结果可知，氢气在空气混合气中爆炸范围的上限在 _________ %（体积，下同）至 之间．

（3）为进一步精确探究爆炸范围的上限，请再收集三瓶混合气并点火实验．写出具体的方案、结论：

_________ _________ ．

三、实验题（本题包括4个小题，共20分） 25．（4

分）A、B是实验室中常见的玻璃仪器．

固定的仪器不考虑）．能用该套装置制取的气体有 _________ （任填两种）．

26．（3分）某同学为了探究木炭还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了猜想：a．可能是二氧化碳；b．可能是一氧化碳．并设计如图所示装置进行实验，预期的实验现象及结论如下： ①若澄清的石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳；

②若澄清的石灰水不变浑浊，则气体为一氧化碳． 请你回答：

（1）该同学的猜想是否严谨？若不严谨，请作补充． _________ ；

（2）请你对该实验装置予以评价． ① _________ ； ② _________

．

27．（5分）小海、小林、小明三同学一起测定双氧水溶液中溶质的质量分数． 查阅资料：2H2O2

2H2O+O2↑；常温下氧气密度为1.42g/L．

设计原理：将一定质量的双氧水样品与二氧化锰混合，测定反应产生的氧气的质量，计算出H2O2的质量，继而得双氧水溶液中溶质的质量分数． 过程方法：（1）小海首先设计（如图）：向装有样品溶液（20 g）的锥形瓶（75 g）中投入0.5g二氧化锰，待双氧水反应完毕后测得锥形瓶和反应后混合物的总质量为95.1 g，则产生氧气的质量是 _________ ，双氧水溶液中溶质的质量分数为 _________

．

（2）小林对小海的设计提出质疑后，设计如中图的方案（只在上述方案中的锥形瓶上加一干燥管），请你说明小林质疑的理由是 _________ ．

（3）小明通过思考后，觉得他们的方案误差都较大，于是小明设计如右图的方案（试剂用量不变）．请你说明小明认为他们误差较大的原因： _________ ．如果要满足小明的要求，该实验需用 _________ mL的量筒． 28．（8

分）实验小组欲证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，他们进行了如下实验：

①称取x g胆矾晶体，研细后加入10 mL蒸馏水溶解； ②将足量的NaOH溶液与上述溶液充分反应，生成蓝色沉淀，过滤后洗涤沉淀； ③将所得沉淀转移到坩埚中，均匀缓慢加热至完全变为黑色，研细备用； ④按下表中的质量混合好固体后，在相同条件下加热，并与MnO2的催化效果做比较，实验时间均以生成50 mL气

（1）步骤①中的x应至少称取 _________ g（结果保留1位小数），上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是 ．

（2）表格中的“待测数据”是指 _________ ．

（3）为了较准确地测量气体体积，在读取反应前后量气管中液面的读数的过程中，应注意 _________ （填字母编号）．

a．视线与凹液面最低处相平b．读数前不能移动量气管和水准管 c．保持水准管静止，待水准管中液面不再上升时，立刻读数 d．读数前应上下移动水准管，待两管液面相平再读数

（4）若50mL量气管中液面的位置如图乙所示，A与B刻度间相差1 mL，刻度A为20，则此时气体的读数为

（5）如果要进一步探究CuO在反应中是否起到催化作用，请完成下列表格后续实验．（提示：可从催化剂的概念

29．（4分）现有16 g Fe2O3和CuO的混合物，进行如下实验：把混合物全部加入到100 g足量的硫酸溶液中，完全溶解．然后滴加150 g 16%

的氢氧化钠溶液，沉淀质量不再改变．试计算所用硫酸溶液溶质的质量分数．

30．（6分）100mL稀盐酸中加入混合均匀的NaHCO3和KHCO3固体粉末，充分反应后使气体全部逸出．右图是加入粉末的质量与产生CO2（该状况下，气体的密度为1.964 g/L）体积的关系．请计算： （1）该盐酸中HCl的质量．

（2）若该盐酸为120 mL时，加入粉末为58.5 g，求产生CO2的体积．

（3）若粉末的质量为x g，该盐酸的体积为140 mL，产生的CO2体积为y L．试写出粉末质量x（g）与产生CO2体积y（L）之间的关系．

附加题（10分）

取MnO2和KClO3的固体混合物25g，加热至恒重．在一定温度下，将残留的固体加入12g水中，有12g固体未溶，

KClO3的质量．

2008年第十八届“天原杯”全国初中学生化学素质

和实验能力竞赛复赛试题

参考答案与试题解析

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l个扣1分．） 1．（2分）2007年10月24日，我国使用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥1号”送上月球轨道，其任务之一是探测月

3．（2分）1991年碳纳米管被发现．碳纳米管是由石墨中的碳原子层卷曲而成的管状的材料，管的直径一般为几纳米到几十纳米，管的厚度仅为几纳米．碳纳米管由于其独有的结构和奇特的物理、化学特性以及潜在的应用前景而受到人们的关注．下列有关碳纳米管的说法中正确的是（ ）

5．（2分）“三效催化转换器”可将汽车尾气中的有毒气体处理为无污染的气体，下图为该反应的微观示意图（未配平），其中不同符号的球代表不同种原子．下列说法不正确的是（ ）

6．（2分）常温常压下，50mL某气态物质含有1.34×10个分子，而在这些分子里又含有4.02×10个原子，则判断

2121

8．（2分）法国化学家肖万、美国化学家格拉布斯和施罗克在有机化学领域研究中作出了重要贡献，其研究成果可以简单描述为如下的反应（R1～R8为H﹣、CH3﹣、C2H5﹣…等）．

10．（2分）如图，将两支燃着的蜡烛罩上茶杯，一会儿高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭，同时还观察到茶杯内壁变黑．由此我们可以得到启发：从着火燃烧的高层房间中逃离，下列方法中不正确的是（ ）

11．（2分）如图是两组物质之间在一定的条件下相互转化的过程．下列绿色植物通过光合作用说法不正确的是（ ）

菁优网 分析： 运用绿色植物的光合作用、有机物的概念和置换反应的基本概念解答. 解答： 解：A、绿色植物的光合作用，绿色植物吸收空气中的二氧化碳和水分转化为有机物和氧气，故 A 说法正 确. B、绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能，故 B 说法正确. C、有机物是含有碳元素的化合物，但要除碳酸盐以外，故 C 正确. D、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应，该反应的两种生成物都是化合 物，故不属置换反应.故答案选：D. 点评： 本题主要考查了光合作用、运用质量守恒定律判断反应中某种物质的化学式、有机物的定义、置换反应的 定义的相关知识，做题时一定要理清思路找准知识点. 12. 分)某工厂废液中含有少量硫酸，拟选用下列物质中和后再排放： (2 NaOH 物 质 Ca(OH)2 CaCO3 NH3 2.0 6.5 11.5 市场参考价(元/公斤) 1.8 如果要求花最少的钱来中和相同量的废硫酸，则应选择( ) A.CaCO3 B.Ca(OH)2 C.NH3

D.NaOH

考点： 根据化学反应方程式的计算. 专题： 拟定数据法. 分析： 根据碳酸钙与硫酸反应能生成硫酸钙，氢氧化钙与硫酸反应也能生成硫酸钙，氨气与硫酸反应生成硫酸铵， 氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠，根据反应求算除消耗的物质，之后结合价格求算即可 解答： 解：碳酸钙与硫酸反应能生成硫酸钙，氢氧化钙与硫酸反应也能生成硫酸钙，氨气与硫酸反应生成硫酸铵， 氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠； 设硫酸中溶质的质量为 98kg.则可以与之反应的碳酸钙的质量为 a,氢氧化钙的质量为 b,氨气的质量为 c, 氢氧化钠的质量为 d.3237982

H2SO4+CaCO3=CaSO4+CO2↑+H2O 98 100 98kg a = 解之得 a=100kg,价值为 1.8 元/kg×100kg=180 元.

H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O 98 74 98kg b = 解之得 b=74kg,价值为 2.0 元/kg×74kg=148 元.

H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4 98 34 98kg c = 解之得 c=34kg,价值为 6.5 元/kg×34kg=221 元.

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 98 80 98kg d = 解之得 d=80kg,价值为 11.5 元/kg×80kg=920 元.

即中和等量硫酸时，

花费最低的是熟石灰. 故选 B. 点评： 解答本题也可以直接设硫酸的质量为 98kg,然后直接根据化学方程式求出所需的各物质的质量，然后对照 价格进行比较.©2010-2013 菁优网

13．（2分）烧杯中盛满一定浓度的醋酸溶液（溶液密度约为1 g/cm），全部倾倒后烧杯内仍残留0.5 mL溶液，用

3

14．（2分）今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：Na，NH4，Ba，Cl，CO3，SO4．现取两份200 mL溶液进行如下实验：①第一份加足量NaOH溶液，加热，收集到气体0.68 g；②第二份加足量BaCl2

++2+

﹣

2﹣2﹣

15．（2分）如图为某固体溶解度随温度变化的曲线．该固体从溶液中析出时不带结晶水．M、N两点分别表示该固体形成的两份溶液在不同温度时的浓度．当条件改变时，溶液新的状态在图中对应的点的位置可能也随之变化，其中判断不正确的是（

）

二、填空题（本题包括9个小题，共40分） 16．（2分）用于2008年奥运会的国家游泳中心（水立方）的建筑采用了膜材料ETFE，它是乙烯﹣四氟乙烯的共聚物，具有许多优异的性能： ①具有特有的表面抗粘着的性能； ②使用寿命至少为25～35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料； ③达到B1、DIN4102防火等级标准，且不会自燃； ④质量很轻，只有同等大小的玻璃质量的l%； ⑤韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%； ⑥能有效地利用自然光，透光率可高达95%，同时起到保温隔热的性能，节省能源． （l）②说明ETFE的化学性质在自然条件下较 稳定 （填“稳定”或“活泼”）； （2）上述特点中，属于ETFE的物理性质的有 ①④⑤⑥ ．

17．（3分）请按CH4、NH3、H2O、HF、HCl排列顺序，、 除氢以外元素的质子数依次增大（其他

合理答案同样给分） ．这五种物质中除 HCl （填化学式）外，各分子所含核外电子总数均为 10 个．

18．（3分）2007年诺贝尔化学奖授予德国化学家格哈德 埃特尔，以表彰他在“固体表面的化学过程”研究中取得的杰出成就．

不同物质接触面的过渡区称为界面，若其中一物质为气态时，这种界面通常称为表面；在其表面上所发生的一切物理化学现象统称为表面现象，而研究各种表面现象实质的科学称为表面化学．

（1）界面的类型形式上可以根据物质的三态来划分，如液﹣固界面等．表面现象主要研究的是 气﹣液 、 气﹣固 界面上发生的各种物理化学现象．

（2）下列哪些研究属于表面化学研究的范畴 abc （填字母编号）． a．钢铁的生锈；b．以金属为催化剂，用氮、氢合成氨；

c．以铂、铑等为催化剂，将汽车尾气中的NOx、CO等转化为无污染物质

19．（4分）二氧化碳是导致温室效应的主要气体，同时，它也是一种宝贵的碳氧资源，在地球上它的含量比天然气、石油和煤的总和还多数倍．

（1）以CO2和NH3合成尿素CO（NH2）2是固定和利用CO2的成功范例，写出经以上途径合成尿素的化学方程式 1000万吨尿素，可固定的CO2将达 733.3 万吨． （2）英国Nature，2005，437：681报道，目前海洋表层海水中溶解的CaCO3[20℃，S（CaCO3）=0.0013g/l00gH2O]处于饱和状态，海洋吸收大气中的CO2可以减弱温室效应，但却使海水中碳酸钙浓度降低，该变化的化学方程式为： CaCO3+H2O+CO2=Ca（HCO3）2

海水中CaCO3浓度降低会造成 某些海洋钙质生物（如珊瑚）难于形成外骨架 ．

20．（5分）下列有关的物质及相互转化，都与人类生活有密切关系，其中A、B、M、E均为常见单质，F为难溶于水的白色沉淀． ①一定量的A在B中点燃可生成C和

D的混合物，且C、D均为无色气体，C是常见的还原剂，可与B进一步反应生成D． ②M+B→G（此反应是人类获取能量的最佳反应） ③D+L→F+G ④C+K→D+E

（1）写出D和F的化学式： （2）转化④在金属冶炼中常用来炼 铁 ．

（3）A在B中燃烧可能发生反应的化学方程式（写两个）．

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21．（3分）有一种技术可将糖[通式为Ca（H2O ）b]发酵进行无氧分解，生成两种化合物，其中一种物质是沼气的a、b之间的关系 a=b ．

22．（5分）（l）CaCl2溶液和NaHCO3，溶液反应生成CaCO3沉淀．为表示这个反应写出了下列两个反应方程式：CaCl2+NaHCO3=CaCO3+NaCl+HCl

CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O

（2）已知难溶的物质在一定条件下可转化成更难溶的物质．将白色Mg（OH）2加到FeCl3溶液中有红棕色沉淀生成．请写出反应的化学方程式并简述理由．

23．（7分）地球被称为“水球”，表面大部分被海洋覆盖，海水中蕴含的元素多达80多种．通过海水晒制可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、MgSO4以及泥沙等杂质．以下是一种制备精盐的实验方案，步骤如下（所加试剂均稍过量）：

回答下列问题： （1）操作①不能改用硝酸钡溶液，原因是 这样会在溶液中引入硝酸根离子 ． （2）进行操作①后，判断BaCl2过量的方法是 取少量操作①后的上层清液，并滴加少量硫酸钠溶液，有白色沉淀

（3）加入Na2CO3

（4 稀盐酸 ，

（1）如何收集混合气[以V（H2）/V（空气）=2：8为例]？

水下盖上玻璃片，从水中取出倒置放在桌面上

（2）由点火实验的结果可知，氢气在空气混合气中爆炸范围的上限在 60 %（体积，下同）至 80 %之间． （3）为进一步精确探究爆炸范围的上限，请再收集三瓶混合气并点火实验．写出具体的方案、结论：

按优选法（取中值，氢气占0.7，下同）收集．点火实验，若发生爆炸，在0.7～0.8中优选继续；若不爆炸，在

按0.65、0.70、0.75收集实验 发生爆炸的上限为：发生爆炸的最大值～（发生爆炸的最大值+0.05） ．

三、实验题（本题包括4个小题，共20分） 25．（4分）A、B是实验室中常见的玻璃仪器．

固定的仪器不考虑）．

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