2004年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛
（第十四届天原杯）复赛试题
题号 一 二 三 四 总分 得分
试题说明：⒈本试卷共7页，满分100分。
⒉可能用到的相对原子质量：H:1C:12N:14O:16Na:23Mg:24Al:27S:32Cl:35.5Ca:40Cu:63.5Zn:65
⒊考试时间：2小时。
一、选择题（本题包括15个题，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 ⒈在盛放酒精的试剂瓶的标签上应印有下列警示标记中的（）
A.B.C.D.
⒉目前我国许多城市和地区定期公布空气质量报告，在空气质量报告中，一般不涉及（）
A.二氧化硫B.二氧化碳C.氮氧化合物D.可吸入颗粒物
⒊在我们的日常生活中出现了“加碘食盐”、“增铁酱油”、“高钙牛奶”、“富硒茶叶”、“含氟牙膏”等商品。这里的碘、铁、钙、硒、氟应理解为（）
A.元素B.单质C.分子D.氧化物
⒋园林工人常在树干下部涂上一层石灰浆，其作用是（）
A.美观B.杀菌C.标记D.以上都不对
⒌试管内壁附着的下列物质不能用稀盐酸浸泡而除去的是（）
A.盛石灰水后留下的白色固体
B.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应后留下的红褐色固体
C.用一氧化碳还原氧化铁留下的黑色物质
D.用足量的氢气还原氧化铜留下的红色物质
⒍2003年10月16日6时23分，“神舟”五号载人飞船在内蒙古成功着陆，返回舱完好无损。飞船在重返大气层时，由于同空气的剧烈摩擦，船体的表面温度将上升到2000℃～3000℃，因此飞船表面必须有良好的防高温措施。下列有关飞船的防高温措施中不可取的是（）
A.使用陶瓷类的贴面覆盖船体，以防止高温侵入舱内。
B.使用在一定条件下能熔化或气化的表面覆盖材料
C.使用在一定条件下能与大气中氧气发生剧烈燃烧的表面覆盖材料
D.使用在一定条件下能发生分解反应的表面覆盖材料
⒎若在宇宙飞船的太空实验室（失重条件下）进行以下实验，其中最难完成的是（）
A.将金属和铜粉混合B.将牛奶加入水中混合
C.将氯化钠晶体溶于水中D.用漏斗、滤纸过滤水中的泥沙
⒏两位美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，因为发现细胞膜水通道，以及对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献而获得2003年诺贝尔化学奖。他们之所以获得诺贝尔化学奖而不是生理学或医学奖是因为（）
A.他们的研究和化学物质水有关
B.他们的研究有利于研制针对一些神经系统疾病和心血管系统疾病的药物
C.他们的研究深入到分子、原子的层次
D.他们的研究深入到细胞的层次
⒐等电子体具有原子数目相同、电子数目相同的特征。下列各组中物质属于等电子体的是
A.NO和O2+B.CO和N2C.NO2和CO2D.SO2和ClO2
⒑某些化学试剂可用于净水，水处理过程中常用到的一种无机高分子混凝剂，它的化学式为[Al2(OH)nClm·yH2O]x，式中的m等于（）
A.3-nB.6-nC.6+nD.3+n
11.在19世纪，化学家对氧化锆的化学式有争议。经测定，锆的相对原子质量为91，其氯化物的相对分子质量为233。若氧化锆中锆的化合价与氯化物中的相同，试判断氧化锆的化学式为（）
A.ZrO2B.Zr2OC.Zr2O3D.ZrO
12.我国决定推广使用车用乙醇汽油，它是在汽油中加入适量的乙醇形成的混合燃料。下列叙述错误的是（）
A.使用乙醇汽油能减少有害气体的排放，是一种改善环境的清洁能源。
B.燃料中的乙醇可能通过粮食发酵或化工合成等方法制得。
C.乙醇汽油是一种新型的化合物
D.燃烧乙醇汽油可以减少对大气的污染，是因为它不含硫元素和氮元素。
13.为了防止煤气逸散使人中毒，常在煤气中加入少量的有特殊气味的乙硫醇(C2H5SH)。乙硫醇在煤气燃烧过程中也可充分燃烧，其化学方程式为
2C2H5SH+9O24CO2+2X+6H2O
则X的化学式为（）
A.H2SO4B.SO3C.SO2D.CO
14.“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态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
15.将一块严重锈蚀而部分变成铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜块研磨成粉末，在空气中充分灼烧成CuO，固体质量的变化情况可能是（）
A.增重30%B.增重10%C.不变D.减轻30%
二、填空题（本题包括7个小题，共33分）
16.(2分)已知氮、硅原子结构示意图依次为：N、Si。
氮化硅是一种新型陶瓷原料的主在成分，能承受高温，可用于制造业、航天业等。试写出氮化硅的化学式。医学研究表明：偏硅酸有软化血管的作用，对心脏病、高血压有一定疗效。偏硅酸是二元酸，又是含氧酸，则偏硅酸的化学式为。
17.(6分)⑴用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作是：。
⑵小明同学用pH试纸，按正确的操作测定洗发剂和护发剂的pH。测得洗发剂的pH略大于7，则洗发剂显性；。测得护发剂的pH略小于7，则洗发剂显性。
⑶弱酸性有益于头发的健康。想一想，洗发时应先用剂，后用剂。
18.(4分)2003年上半年“非典”肆虐时期，很多人通过服用维生素C泡腾片来给人体补充维生素C，增强机体抵抗力。维生素C泡腾片放入一杯水中，药片会不断溶解，同时产生大量气泡，片刻后即成为一杯鲜甜的橙味饮品。维生素C泡腾片主要成分为维生素C，辅料为阿朴胡萝卜醛，橘味香精、橙味香精、维生素B2、糖精钠、碳酸氢钠、氯化钠、蔗糖、酒石酸晶体。请回答以下问题：
⑴泡腾片放入水中后，产生的气泡是气体，产生气泡的主要原因为。
⑵泡腾片在投入到水中以前不产生气体的原因是。
⑶维生素C泡腾片的贮藏条件是：低温、避光、。
19.(3分)阅读下面材料，并回答问题。
二氧化硫是酸性氧化物，易溶于水，且跟水化合生成亚硫酸：SO2+H2O=H2SO3。亚硫酸很不稳定，容易分解生成二氧化硫和水：H2SO3＝SO2+H2O。
二氧化硫能漂白某些有色物质，如将二氧化硫通入品红溶液中，能使品红溶液褪色。二氧化硫的漂白作用是由于它能跟某些有色物质反应而生成不稳定的无色物质。这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。
某学生课外活动小组利用右图所示装置，分别做如下实验：
⑴在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是溶液。加热时溶液由无色变为红色的原因是。
⑵在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是溶液
20.(7分)某乡的村民普遍患有一奇怪的疾病，脱发、失明甚至死亡。经中国科学院地化所专家对该地区水源、植物进行了分析，确定引起疾病的原因是附近矿山乱挖滥采，使水源中含铊(Tl)元素过高所致。
⑴为使当地民众摆脱困境，当务之急应采取的措施是。
⑵高纯铊及其合金可作半导体材料，价格与黄金相当。写出分三步使硫酸亚铊转化为纯铊的化学方程式。
Tl2SO4(溶液)→TlOH(溶液)→蒸干→Tl2OTl
、、。
21.(5分)X和Z是由A、B、C三种元素（A、B、C均为1～18号元素）形成的两种化合物。已知元素A在两种化合物中的质量分数分别为29.1%和17.0%，且B、C的质量比在两种化合物中是相同的。已知化合物X的化学式为A2B2C3，Z的化学式为A2BxCy。它的溶液跟盐酸混合时有气体和浅黄色沉淀生成，该气体是形成酸雨的主要原因。则元素A是、B是、C是（填元素符号），Z的化学式为。
22.(6分)为防止大气污染，工业上产生的硫化氢(H2S)要经过处理，使其变成硫单质。富玛克斯法治理硫化氢的方法和步骤如下：
①用2%～3%的Na2CO3溶液作吸收剂生成两种酸式盐，其中一种为NaHS；
②再加入一种RNO液（R表示一种有机基团）与生成的这种酸式盐的水溶液反应生成硫、碱和RNHOH；
③第二步生成的碱在溶液中与另一种酸式盐反应生成正盐；
④RNHOH与空气中的氧反应又得到RNO。
⑴写出上述四步反应的化学方程式。
①；②；
③；④；
⑵富玛克斯法的总反应的化学方程式为：，RNO在整个过程中起到的作用。
三、实验题(本题包括3个小题，共22分)
23．(11分)某纯碱样品中含有少量氯化钠，现欲测定其中碳酸钠的质量分数，进行如下实验：
〖实验原理〗Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O
通过实验测定反应产生的二氧化碳的质量，即可求得原样品中碳酸钠的质量，进而求得碳酸钠在样品中的质量分数。
〖实验装置〗
〖实验步骤〗
①如图连接装置（除B、C外）并加入所需药品。
②称量并记录B的质量(m1)。（称量时注意封闭B的两端。）
③按动鼓气球，持续约1分钟。
④连接上B、C。
⑤打开分液漏斗F的活塞，将稀硫酸快速加入D中后，关闭活塞。
⑥按动鼓气球，持续约1分钟。
⑦称量并记录B的质量(m2)。（称量时注意封闭B的两端及E右端的出口。）
⑧计算。
⑴已知碱石灰的主要成分是氢氧化钙和氢氧化钠，则干燥管A的作用是，干燥管Ｃ的作用是，E装置的作用是。步骤③中鼓气的目的是；步骤⑥中鼓气的目的是；本实验能否同时省略③、⑥两个步骤？，原因是。
⑵若所取样品的质量为5g，为确保实验顺利进行，分液漏斗F中至少要盛放10%的稀硫酸(ρ=1.07g/mL)mL，若m1为51.20g，m2为53.18g，样品中碳酸钠的质量分数为。
24．(6分)小明、小鹏和小芳三位同学在一起探究蜡烛燃烧，他们将短玻璃导管插入焰心，发现另一端也可以点燃。
⑴［提出问题］导管里一定有可燃性气体，气体成分可能会是什么呢？
⑵［猜想］小明认为：可能是蜡烛不完全燃烧时产生的CO。
小鹏认为：可能是蜡烛受热后产生的蒸气。
小芳认为：可能上述两种情况都有。
⑶［设计实验方案］
请你帮他们设计一个简单的实验方案，来判断哪一种分析是正确的。
⑷［现象与结论］
如果小明的猜想是正确的，现象应是。
如果小鹏的猜想是正确的，现象应是。
如果小芳的猜想是正确的，现象应是。
⑸如果用CnH2n+2表示蜡烛的主要成分，则其燃烧的化学方程式为
。
25．(5分)已知Cu2O是一种红色固体物质，在酸性溶液中可发生反应生成Cu2+和Cu。请用已学过的知识设计一个最简便的实验方案，来检验CuO经氢气还原所得到的红色产物中是否有Cu2O。
实验步骤 实验现象与结论 化学方程式
四、计算题(本题包括2个小题，共15分)
26．(7分)Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2g，溶于足量水并充分反应后，溶液中Ca2+、CO32-、HCO3-全部转化为沉淀，将反应容器内水分蒸干，最后得到白色固体29.0g。则原混合物中Na2CO3的质量是多少？
27．(8分)某管道煤气的主要成分是CO、H2和CH4等，其体积分数如下表：
H2 CO CH4 其它 ？ 15% ? 24% 在充分燃烧时，CO、H2和CH4三种气体提供的能量占管道煤气提供总能量的85%。有一燃气热水器，某次使用时进水温度为12℃，出水温度为42℃，水流速度为5.0L/min(min代表分钟，下同)，煤气的总消耗量为60L/min，在使用过程中损失的能量占30%。已知这三种气体在12℃时燃烧热值如下表：
H2 CO CH4 12.2×106J/m3 12.1×106J/m3 38.0×106J/m3 水的比热容为4.18J/g·℃。
求：管道煤气中H2和CH4的体积分数。
2004年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛
（第十四届天原杯）复赛试题答案
一、选择题（本题包括15个题，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。）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 C B A B D C D C AB B A CD C AC BC
二、填空题（本题包括7个小题，共33分）
16.(2分)(每空1分)Si3N4；H2SiO3
17.(6分)
⑴把一条pH试纸放在表面皿（或玻璃片上），用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸上。试纸变色后，与标准比色卡比较。(2分)
⑵弱碱；弱酸(各1分)⑶洗发；护发(各1分)
18.(4分)(每空1分)
⑴CO2；碳酸氢钠与酒石酸晶体溶于水后发生反应，生成CO2。
⑵投入到水中以前，泡腾片中的酒石酸晶体和碳酸氢钠以固体形式存在，不利于反应的进行。
⑶避免潮湿
19.(3分)(每空1分)
⑴溶有SO2的品红溶液；SO2气体逸出，品红溶液恢复红色。
⑵稀氨水和酚酞
20.(7分)
⑴停止乱挖滥采，改善水源。（各1分，共2分）
⑵Tl2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2TlOH（2分）
2TlOHTl2O+H2O（2分）Tl2O+H22Tl+H2O（1分）
21.(5分)（前三个空各1分，第四个空2分）
Na；S；O；Na2S4O6
22.(6分)(每空1分)
⑴①Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3②RNO+H2O+NaHS=NaOH+S+RNHOH
③NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O④2RNHOH+O2=2RNO+2H2O
⑵2H2S+O2=2S↓+H2O；催化剂
三、实验题(本题包括3个小题，共22分)
23.(11分)
⑴(每空1分)
除去鼓入的空气中的二氧化碳；
防止空气中的水和二氧化碳进入B中影响实验结果；
防止D中的水蒸气进入B中；
用除去二氧化碳的空气赶走体系中的二氧化碳；
用除去二氧化碳的空气将反应产生的二氧化碳全部赶入B中；
不能；
空气中的二氧化碳含量与反应后体系中的二氧化碳含量不同。
⑵(每空2分)43.4；95.4%
24.(6分)
⑶换一根较长的导管，并用湿毛巾包住导管，然后再在导管的另一端做点火试验。(1分)
⑷(每空1分)
导管口同样能点燃，去掉毛巾，导管内壁看不到冷凝的固体；
导管口不能点燃，去掉毛巾，导管内壁可看到有冷凝的固体；
导管口能点燃，但火焰较小，去掉毛巾，导管内壁能看到冷凝的固体；
⑸2CnH2n+2+(3n+1)O22nCO2+(2n+2)H2O(2分)
25.(5分)
取少量该红色产物放入盛有稀硫酸（或稀盐酸）的试管中，振荡。 1分 若溶液变为蓝色，说明产物中有Cu2O；若溶液不变色，说明产物中无Cu2O。 2分 有关反应的化学方程式为：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O 2分 四、计算题(本题包括2个小题，共15分)
26.(7分)
解：设原混合物中Na2CO3的质量为x
CaO+H2O=Ca(OH)2…………………………………………………………⑴
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O…………………………………⑵
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH………………………………………⑶
⑴+⑵得：CaO+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH…………………………………⑷
⑴+⑶得：CaO+H2O+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH…………………………⑸
反应⑷即CaO与NaHCO3反应，不会引起固体质量增加。(1分)
反应⑸即CaO与Na2CO3反应，由于H2O参加反应，会引起固体质量增加。(1分)
即：固体增加的质量等于参加反应的H2O的质量。(2分)
因此，根据反应⑸，有：
H2O～Na2CO3
18106
29.0g-27.2gx
x=10.6g(3分)
答：原混合物中Na2CO3的质量为10.6g。
27.(8分)
解：设氢气体积分数为x
管道煤气实际提供热能等于水升温所需热能：
60×[12.2×103x+0.15×12.1×103+(0.61-x)×38×103]÷85%×70%
=(42-12)×4.18×5000(5分)
x=0.477
即H2的体积分数为47.7%，CH4的体积分数为13.3%(3分)
答：略。
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