2010年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛
（第届天原杯）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:1C:12N:14O:16Na:23Mg:24Si:28S:32Cl:35.5K:39Ca:40Fe:56Cu:64Zn:65Ba:137
3.考试时间：2小时
得分 评卷人 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案
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
二氧化碳臭氧甲烷二氧化硫哥本哈根二氧化碳排放2．从探测土卫六发回的信息中土卫六酷似地球经常下雨”，不过雨的成分是液态甲烷。下列中错误的是（）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甲烷沸点：-164℃土卫六液态甲烷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．＋7
在离子方程式中，反应前后的电荷是守恒的×2=-1+（-1）×2；n=1；再有离子×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
热冰从无序转变为有序分子之间的间隔发生变化没有发生变化原子个数发生变化5．德国化学家格哈德·埃特尔在表面化学研究中取得的成就之一是了与在催化剂表面合成的反应过程
符合反应的是A．⑤④①③②B.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．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型管内为红墨水。放置一段时间后，下列有关述错误的是()
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=2FeCO3a试管加入食盐水C－Fe发生的反应是：4Fe+3O2+XH2O====2Fe2O3·XH2O试管中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、、，其最外层电子数总和为13，、和是具有相同电子层数的相邻元素，则一定不是()
A氢 B．氯 C．氧 D．铍、和是具有相同电子层数的相邻元素其最外层电子数总和为最外层电子数为
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、Ca2、Mg2等杂质，加入的顺序为：
Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液，过滤后加盐酸
B．第②步中加入的为CCl2溶液
C．第③步中发生分解反应
D．在第④步中溴元素被
10、C解析：第①步中除去粗盐中的、Ca2、Mg2等杂质，加入的顺序为：BaCl2溶液、NaOH溶液Ca2＋、Mg2、Na2CO3溶液a2＋及残存的Ca2＋，过滤后加盐酸．第②步中加入的为Cl溶液CaCl2与Mg（OH）2不反应；在第④步中溴元素被
11．在一个密闭的钢筒内有四种物质，电火花，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64 10 1 25 反应后质量54 37 9 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∶3
C解析：由化学反应前后质量守恒定律可推知，甲反应后质量甲丁化学计量数相对分子质量甲的相对分子质量为丁的2倍该反应的化学方程式中甲与丁的化学计量数之比为12．下列所示的图能反映相对应实验的是（）
A、向H=12的a(OH)2溶液中不断加水稀释B．向碳酸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．将的金属镁片和锌片分别和量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溶液饱和的硝酸钾溶液恒温蒸发水分饱和溶液C%=×100%,因此，其溶质质量
分数在恒温蒸发镁片和锌片稀硫酸量相同
13．在绿色化学工艺中，是反应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H2
在绿色化学工艺中，反应用C3H4合成C5H8O2CO和CH3OHH2和CO
14．右图是甲、乙两种物质的溶解度曲线。在t2℃时盛有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t1℃时甲、乙两种物质的溶解度wg，故均为不饱和溶液甲、乙的溶质质量分数相等甲物质的溶解度随温度升高而
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（）
Ac==a+bB．c==2b－aCc==a+2bD．c==2a－b
溶液不饱和溶液KNO3溶液饱和溶液KNO3晶体析出恒温蒸发出水的质量为5g析出KNO3晶体的质量为ag恒温蒸发出5g水的质量为b－a恒温蒸发出水bg－a2bg－a得分 评卷人
二、填空题（本题包括个小题，共40分）
16．.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 W K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_____________。
16．（分）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．x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）。
17．（分）NOx+2xCO＝2xCO2+N2（2）73.5g＜m＜84.3g（2分）
解析：若尾气中38g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73.5g（最小值），若尾气中38g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84.3g（最大值），故有73.5g＜m＜84.3g。
18．0.038%，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）
（2）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。
（分）保护臭氧层臭氧层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）④6.6
19．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。写出BD元素的名称：B，D。写出A、B可能形成化合物的化学式。
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活泼性强的金属氢化物的化学式可表示为MHn，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．⑴氧氮⑵H2O、H2O2（各0.5分）
⑶HNO3+NH3?H2O=NH4NO3+H2O⑷NaH+H2O=NaOH+H2↑
解析：由题意不难看出：A元素B元素；D元素C原子有3个电子层，最内层电子数是最外层的2倍层电子数是最外层电子数C的氢化物
20．（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，盐酸，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：过滤后，滤液中加NaOH溶液观察不到蓝色沉淀，原因是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)。
（分）⑴滤液中含有未反应盐酸，NaOH会和盐酸发生中和反应⑵①Fe、Cu（分）②FeNO3)2、Ba(NO3)2（2分）
盐酸有不溶于稀硝酸白色沉淀生成滤液中加入稀硫酸有不溶于稀硝酸白色沉淀生成III）可以判断金属X为Fe，Fe能置换出Ag、Cu，故固体ACu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，满足废水透明、澄清
21．___________（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．质存在的形态主要是离子，1、3中的离子组成是相同的，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。
溶液的红色褪去说明溶液的碱性；
据你推测，导致溶液碱性变化的原因是：
。
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
（4分）（1）减弱（2）①溶液吸收了空气中的CO2②氢氧化镁的溶解度随温度的降低变小
（）做对比实验，让上述红色溶液分别与空气接触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，导致红色褪去褪色溶液溶液的红色褪去氢氧化镁的溶解度随温度的降低变小
23．23．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+。
得分 评卷人 三、实验题(本题包括个小题，共20分)
24．（分）24．（分）224（分）加入酸液置换出平底烧瓶中的空气，造成收集的气体体积的偏大（分）
25．分别加热溶质的质量分数为1%的Na2CO3和NaHCO3溶液，观察气泡的生成可出这两种溶液用pH试纸测定一杯敞置的蒸馏水的pH为6配制溶质的质量分数为1%的澄清石灰水备用用排水法收满3瓶（250mL）O2[ρ(O2)=1.43g/L]，需称取的氯酸钾的质量为2.74g25．
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，久置的蒸馏水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2.74g氯酸钾26．如下装置（部分固定装置略）制备化钙，并探究其式。
（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：空质量m0/g与钙的质量m1/g与产物的质量m2/g14.8 120.8 122.2
①计算得到式CaxN2,其中x=。②若通入的N2中混有少量O2，x3（填写“＞”、“=”、“＜”），判断依据。26．（1）关闭活塞，将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯微热硬管，若导管末端有气泡冒出，撤去酒精灯冷却，在导管内形成一段水柱，则证明装置的气密性良好。（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。（3）将末端导管从试管A中出，再熄灭酒精灯。（4）①x=②＜因为＞m钙的所以x值会减小。
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混有少量O2所以x值会减小。得分 评卷人
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氨，设法使它完全分解为N2和H2，体积为40mL。加入20mLO2，当2和2完全化合成水，剩余气体体积为15mL（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）N2、H2、O2体积为60mL，H2和2化合成水剩余气体体积为15mL一定温度、压强下一定体积各种气体中的分子数相同分子数
28．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）
（6分）（1）20%（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
4036.5
50.00gχ50gX18.25%
40:36.5=50.00gχ：50.0gX18.25%解得：χ=0.20=20.00%
（2）m(Na2CO3)＝6.63g（2分）m(NaHCO3)＝10.49g（2分）
解析：由于题中CO2的量不确定aOH（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↑
10673
χ25.0g×18.25%
106:73=χ:25.0g×18.25%
解得;χ=6.63g
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
8436.5
Y25.0g×18.25%
84:36.5=y:25.0g×18.25%
解得：Y=10.50g
答：略。
附加题（10分）已知钠与水反应的方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。质量均为mg的钠、镁、锌三种金属分别与25g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Na>Mg＝Zn。，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）
（1）（写出一种得1分，写三种且全部正确得4分。）
Na＞Mg＞ZnNa＝Mg＞Zn、Mg＞Na＞Zn
钠镁、锌质量均为mg钠、镁、锌三种金属mg/23、mg/12、2mg/65。由此可以看出，钠、镁、锌三种金属锌＞Na）＞Mg），
于是：（1）酸过量（酸与镁Mg＞Na＞Zn
钠、镁、锌锌钠镁、锌Na>Mg＝Zn钠、镁锌Na＞Mg＞Zn镁钠锌Na＝Mg＞Zn（2）m3.25（2分）
当产生的氢气的质量大小为Na>Mg＝Zn时，钠、镁、锌锌m的大小只取决于锌25g质量分数为19.6%的稀硫酸锌锌χ
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
6598
χ25g×19.6%
65：98=χ：25g×19.6%解得：χ=3.25g
故：m≥3.25
（3）（4分）
m＝4.6时m＞3.25钠、镁、锌钠钠2Na+H2SO4=Na2SO4+H2↑2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，
设：钠产生的氢气质量的y
2Na————H2
462
4.6gy
46：2=4.6g：y解得：y=0.2g
镁、锌25g质量分数为19.6%的稀硫酸镁镁Mg+H2SO4===ZnSO4+H2↑
2498
Z25g×19.6%
24：98=z：25g×19.6%
解得：z=1.2g
2010年全国初中学生
化学素质和实验能力竞赛(第届天原杯)复赛试题参考答案
一、选择题：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D D B、D B、D D 题号 9 10 11 12 13 14 15 答案 C C C B、D A、C C B
二、填空题：（除明分数外，其余皆为每空1分）
16．（分）
17．（分）NOx+2xCO＝2xCO2+N2（2）73.5g＜m＜84.3g（2分）
18．（分）保护臭氧层
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）④6.6
19．⑴氧氮⑵H2O、H2O2（各0.5分）
⑶HNO3+NH3?H2O=NH4NO3+H2O⑷NaH+H2O=NaOH+H2↑
20．（分）⑴滤液中含有未反应盐酸，NaOH会和盐酸发生中和反应⑵①Fe、Cu（分）②FeNO3)2、Ba(NO3)2（2分）
21．质存在的形态主要是离子，1、3中的离子组成是相同的，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CO2②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．有关（2分）
三、实验题：（除明分数外，其余皆为每空1分）
24．（分）224（分）加入酸液置换出平底烧瓶中的空气，造成收集的气体体积的偏大（分）
25．
26．（1）关闭活塞，将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯微热硬管，若导管末端有气泡冒出，撤去酒精灯冷却，在导管内形成一段水柱，则证明装置的气密性良好。（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。（3）将末端导管从试管A中出，再熄灭酒精灯。（4）①x=②＜因为＞m钙的所以x值会减小。
四、计算题：
27．（4分）N2、H2、O2体积为60mL，H2和2化合成水剩余气体体积为15mL
28．（1）20%（2分）
（2）m(Na2CO3)＝6.63g（2分）m(NaHCO3)＝10.49g（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＞ZnNa＝Mg＞Zn、Mg＞Na＞Zn
（2）m3.25（2分）
（3）（4分）
学科网(ZXXK.COM)-学海泛舟系列资料上学科网，下精品资料！
学科网-学海泛舟系列资料版权所有@学科网
S
100+S
|
|
