1、 1 中学生化学素质和实验能力竞赛试题 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 F:19 Na:23 Al:27 S:32 Cl:35.5 K:39 Ca:40 Mn:55 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。） 题 号 1 2 3 4 5
2、 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答 案 1 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球上氦 3（质子数为 2，中子数为 1 的原子）资源。下列氦 3 原子的原子结构示意图中正确的是（ ） 2第 29 届奥林匹克运动会将于 2008 年 8 月 8 日在北京举行。下列措施不符合绿色奥运理念的是（ ） A奥运场馆周围的路灯采用太阳能光伏发电技术 B在奥运场地使用电动汽车和新型清洁燃料汽车 C场馆附近的绿化采用微灌或滴灌智能控制技术 D将奥运村的生活垃圾全部集中深埋 3 1991 年碳纳米管被发现 。 碳
3、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 （ ） A 碳纳米管是一种新型的高分子化合物 B 碳纳米管的化学性质常温时很稳定 C 碳纳米管导电属于化学变化 D 碳纳米管的结构和性质与金刚石均相同 4闪电时空气中有臭氧（ O3）生成。下列说法中正确的是（ ） A O3 和 O2 混合得到的是纯净物 B O2 比 O3 稳定 C等质量的 O3 和 O2 含有的氧原子数之比是 2 3 D O3 与 O2 的相互转化是物理变化
4、 得分 评卷 人 2 5“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（ ） A乙和丙中所含元素种类相同 B甲和丁中同种元素化合价不相等 C该反应中共有三种元素 D化学方程式中乙、丁的化学计量数均为 1 6常温常压下， 10 mL 某气态物质含有 2.68 1020个分子，而在这些分子里又含有 8.04 1020个原子，则判断该物质是一种（ ） A单质 B化合物 C混合物 D以上都有可能 7对于反应： X + 2 NaOH = 2 Y + Cu(OH)2 ，下列分析中正确的是（ ）
5、A Y 中一定含有钠元素 B X 和 Y 的相对分子质量之差为 18 C X 可能是 CuCl2或 Cu(NO3)2 D Y 可能是 Na2SO4 8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）。 上述反应类似于无机反应中的（ ） A置换反应 B分解反应 C复分解反应 D化合反应 9产生下列现象，只和空气中的水蒸气有关的是（ ） A 固体烧碱要密封存放 B 浓硫酸露置于空气中会增重、 变稀 C夏季空调冷气吹到的地方可看到有“冷气雾” D 铜制品长期放在空气中会产生“铜锈”
6、又称“铜绿”，化学式为 Cu2(OH)2CO3 10 如图，将两支燃着的蜡烛罩上茶杯，一会儿后高的蜡烛先熄灭，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，下列方法中正确的是 （ ） A 用 湿 毛巾捂住鼻子 B成站立姿势跑出 C 沿墙角伏低身子迅速爬向门外 D打开窗户跳出 11右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（ ） A X 是 O2 B C6H12O6 是有机物 C绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能 D C6H12O6 与 X 反应生成 CO2 和 H2O 属于置换反应 12
7、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： 物 质 CaCO3 Ca(OH)2 NH3 NaOH 3 市场参考价（元 /kg） 1.8 2.0 6.5 11.5 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 13烧杯中盛满一定浓度的醋酸溶液（溶液密度约为 1 g / cm3），全部倾倒后烧杯内仍残留0.5 mL 溶液，用每次 20 mL 蒸馏水冲洗了 2 次，此时烧杯中残留的醋酸溶液的浓度约为原先的（ ） A 1/81 B 1/820 C 1/1681 D无法确定 14今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中
8、的若干种： Na 、 NH4 、 Ba2 、 Cl 、CO32 、 SO42 。现取两份 200 mL 溶液进行如下实验： 第一份加足量 NaOH溶液，加热，收集到气体 0.68 g； 第二份加足量 BaCl2 溶液后，得干燥沉淀 6.27 g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为 2.33 g。根据上述实验，以下推测正确的是（ ） A一定不存在 Ba2 ， NH4 可能存在 B CO32 一定存在 C Na 一定存在 D一定不存在 Cl 15下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
9、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（ ） A都升温 10后， M、 N 点均向右平移 B加水稀释（假设温度都不变）时， M、 N 点均不动 C都降温 10后， M 点沿曲线向左下移， N 点向左平移 D蒸发溶剂（假设温度都不变）时，先是 M 点不动， N 点左平移至曲线；继续蒸发溶剂， M、 N点都不动 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： 具有特有的表面抗粘着的性能； 使用寿命至少为 25
10、35 年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料； 达到 B1、 DIN4102 防火等级标准，且不会自燃； 质量很轻，只有同等大小的玻璃质量的 1 %； 韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于 400 %； 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 。 （ 1） 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，列出五种物质之间存在的规律： 、 。 得分 评卷人 4 这五种物质中除
11、（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 、 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 （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
12、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 。若按上述方法生产 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) = 0.0013 g/100gH2O 处于饱和状态，海洋吸收大气中的 CO2 可以减
13、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。 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。 M BG（ 此反应是人类获取能量的 最佳反应） D LF G C KD E （ 1）写出 D 和 F 的化学式 ： D ， F 。 （ 2）转化 在金属冶炼中常用
14、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）（ 1） 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 + 2 NaHCO3 = CaCO3 + 2 NaCl + CO 2 + H2O 你认为哪一个反 应的化
15、学方程式不合理，并简述理由。 5 （ 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）地球是一颗蓝色的星球，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（用于沉 淀的试剂稍过量）： 回答下列问题： （ 1）操作能否改用硝酸钡溶液？说明原因。 。 （ 2）进行操作后，判断 BaCl2 过量的方法是 。 （ 3）加入 Na2C
16、O3 的目的是 。为什么不先过滤而后加 Na2CO3溶液，其理由是 。 （ 4）滤液的主要成分有 。此实验方案尚需完善，具体步骤是 。 （ 5）请再写一种实验方案，添加沉淀试剂的步骤为： 。 24（ 8 分）按表中要求收集四瓶氢气和空气混合气，并点火实验，结果列于表中。 V(H2): V(空气 ) 2 : 8 4 : 6 6 : 4 8 : 2 点火处理 炸 炸 炸 不炸 （ 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）到 %之间。 （ 3）为进一步精确探究爆炸范围的上限，请再收集
17、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是实验室二种常见的玻璃仪器。 （ 1）下表内已绘制其中 2 种仪器上部约 41 的局部特征，请你分别根据其用途补绘剩余部分。 得分 评卷人 6 仪器 主要用途 用作少量试剂的反应容器，收集少量气体，装配小型气体发生器。 用作反应物较多、加热时间较长的反应器，如制取气体等。 （ 2）下列仪器可装配一套“随开随用、随关随停”的气体发生装置。请填写所用仪器的序号： （夹持、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
18、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： 若澄清的石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳； 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。 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 1.42。 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
19、，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 (如左图 )：向装有样品溶液（ 20 g）的锥形瓶（ 75 g）中投入 0.5二氧化锰，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 g，双氧水溶液中溶质的质量分数为 。 7 （ 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。 2
20、8（ 8 分）某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： 称取 x g 胆矾晶体，研细后加入 10 mL蒸馏水溶解； 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； 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； 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 气体为准（见图甲），其他可能影响实验的因素均忽略。 编号 KClO3 质量 (g) 其他物质质量 (g) 待测数据 1 2.0 2 2.0 CuO 0.5 3 2.0 MnO2 0.5 回答下列问题 ： （ 1）
21、步骤中的 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 （填序号）。 （ 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
22、后续实验。（提示：可从催化剂的概念完成实验。） 实验步骤 设计这一步骤的目的 实验表明，加入 CuO 后产生 O2 的速率比未加入时快得多 CuO 能加快 KClO3 的分解 8 四、计算题 (本题包括 2 个小题，共 10 分 ) 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）在 100 mL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。
23、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 25 g，加热至恒重。在一定温度下，将残留的固体加入 12 g 水中，有 12 g 固体未溶，再加入 5 g 水，仍有 10 g 固体未
24、溶。 KCl 在不同温度下的溶解度见下表。求原混合物中可能含有 KClO3 的质量。 表 KCl的 溶解度 温度（） 0 20 40 60 80 100 溶解度（ g/100g H2O） 28.0 34.4 40.3 45.8 51.1 56.3 得分 评卷人 9 化学素质和实验能力竞赛 (第十八届天原杯 )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 B D D A、 C C 题号 9 10 11 12 13 14 15 答案 B、 C A、 C D B C B、 C B、 D 二、填空题： 16 （ 2 分 ， 每空 1 分 ）（ 1）稳定 （
25、2） （全对 1 分，有错不给 分） 17（ 3 分）相对分子质量依次增大；除氢以外元素的质子数依次增大 （每空 1 分）（其他 合理答案同样给分） HCl 10 （共 1 分） 18（ 3 分）（ 1）气 -液、气 -固 （共 1 分）（ 2） a b c （ 2 分，漏 1 个扣 1 分，扣完为止） 19（ 4 分）（ 1） CO2 + 2 NH3 = CO(NH2)2 + H2O （ 2 分） 733.3 （ 1 分） （ 2）某些海洋钙质生物（如珊瑚）难于形成外骨架（由碳酸钙构成）。 （ 1 分） 20（ 5 分）（ 1） CO2 CaCO3（各 1 分） （ 2）铁（ 1 分） （
26、3） C O2 点燃 CO2 2C O2 点燃 2CO （各 1 分） 21（ 3 分） 2 Ca(H2O)b = bCH4 +（ 2a b） CO2 （ 2 分） （其他合理答案同样给分） a b （ 1 分） 22（ 5 分）（ 1）第一个化学方程式不合理，因为 CaCO3 将与 HCl反应 （ 2 分） （ 2） 3 Mg(OH)2 + 2 FeCl3 = 3 MgCl2 + 2 Fe (OH)3 (2 分 ) Fe (OH)3 比 Mg(OH)2 更难溶 （ 1 分） 23（ 7 分）（每空 1 分）（ 1）否，因为引入新的杂质离子 NO3 （ 2）取少量上层清液，滴加 Na2SO4
27、溶液，如有白色沉淀出现则说明 BaCl2 过量。 （其他合理答案同样给分） （ 3）除去 Ca2+、 Ba2+ 一次过滤，简化实验步骤 （ 4） NaCl、 NaOH、 Na2CO3 应在滤液中加入适量的 HCl，中和 NaOH 除去过 量的 Na2CO3 （ 5） NaOH、 BaCl2、 Na2CO3（其他合理答案同样给分） 24（ 8 分）（ 1）集气瓶中盛 20%（其容积）的水，盖上玻璃片，倒置放入水槽中。移去玻璃片，用排水集气法收集 H2 至满，在水下盖上玻璃片，从水中取出倒置放在桌面上。 （ 2 分） （ 2） 60 80 （各 1 分） （ 3） 按优选法（取中值，氢气占 0.7
28、，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 0.6 0.7 中优选继续； （ 4 分 ） 按 0.65、 0.70、 0.75 收集实验 （ 1 分） 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） （ 2 分） 三、实验题： 10 25（ 4 分）（ 1） 仪 器 A （ 1 分） B （ 1 分） （ A若画成具支试管也给分， B若画成蒸馏烧瓶也给分） （ 2） （全对 1 分，有错不给分） CO2、 H2 或 H2S （ 1 分） 26（ 3 分 ） （ 1）不严谨 还可能是二氧化碳和一氧化碳的混合气体 （ 1 分） （ 2）
29、该 装置 的缺陷是： 若产生的气体中有一氧化碳，则会造成空气污染； 若产生的气体为二氧化碳和一氧化碳的混合气体，则无法验证 （ 各 1 分） 27 （ 5 分 ， 每空 1 分 ）（ 1） 0.4； 4.25% （ 2） 氧 气会带走水蒸 气 （ 3）托盘天平的 精确度 为 0.1g， 误差 较 大 ； 需 用 500 mL 量筒（因为产生氧气的体积 约是 282 mL）。 28（ 8 分）（ 1） 1.6 （ 1 分） （ 1 分） （ 2）生成 50mL 气体所需时间 （ 1 分） （ 3） a d （ 2 分，错 1 个扣 1 分，扣完为止） （ 4） 20.8 mL （ 1 分） （
30、5） 实验步骤 设计这一步骤的目的 将加热后残留的固体溶于足量的水，过滤后称重 CuO 的质量 CuO 的质量在反应前后是否保持不变 将过滤后的 CuO 重新与 KClO3 混合加热，观察是否依旧能加快 KClO3 的分解 CuO 的化学性质在反应前后是否保持不变 （共 2 分，实验步骤和设计目的全部答对得 1 分） 四、计算题： 29 （ 4 分 ） 设 100 g 硫酸溶液中 H2SO4 的质量为 x， 由 Na 和 SO42 之间的关系 得 ： H2SO4 2 NaOH （ 1 分 ） 98 80 x 150 g16% （ 1 分 ） x= (9815016%)g/80 = 29.4g （ 1 分 ） (H2SO4） 29.4g/100g 29.4% （ 1 分 ） （ 其他合理过程也给分 ） 30（ 6 分 ） 解 ：（ 1） m(CO2) 11.2 1.964 22 g （ 1 分 ） 设盐酸中 HCl的质量为 x。 HCl CO2 36.5 44 x 22 2244x5.36 x 18.25 g （ 1 分）
