2013年全國初中學生（第二十三屆天原杯）化學素質和實驗能力競賽

1、2013年全國初中學生（第二十三屆天原杯）化學素質和實驗能力競賽復賽試題可能用到的相對原子質量：H1、C12、N14、O16、Na23、Mg24、Al27、S32、Cl35.5、K39、Mn55、Fe56、Cu64、Zn65、Ag108、Sn119、Hg201、Pb207。一、選擇題(本題包括15個小題，每小題2分，共30分。每小題有1個或2個選項符合題意。若有兩個答案的錯1個不得分，漏選1個扣1分。請將答案填在下表相應題號的空格內）題 號123456789101112131415答 案 1. 2013年世界地球日的主題是“多樣的物種，唯一的地球，共同的未來”。下列描述符合這一主題的是（ ）。

2、 A為糧食增產，多施用高效化肥、農藥 B霾是一種自然現(xiàn)象，對人體健康影響不大 C大力推廣新型材料 D努力實施“綠色化學”，把化學對環(huán)境的負面影響減到最低 2.化學概念相互間存在如下3種關系： 下列對概念間關系的說法正確的是（ ）。 A純凈物與混合物屬于包含關系 B化合物與氧化物屬于包含關系 C單質與化合物屬于交叉關系 . D氧化反應與化合反應屬于并列關系 3. 過氧化氫（H2O2）是常見的過氧化物，下列物質也屬于過氧化物的是（ ）。 AMnO2BCaO2CNO2DSiO2 4. 晉代葛洪的食肉方（去除黑痣的藥方）中記載：“取白炭灰（石灰）、荻灰（草木灰）等分煎合”可去黑痣。起到“食肉”作用的主

3、要物質是（ ）。 A碳酸鈣B熟石灰C碳酸鉀D苛性鉀 5. 生物體死亡后，體內含有的碳-14會逐漸減少（稱為衰變）。因此科學家可通過測量生物體遺骸中碳-14的含量，來計算它存活的年代，這種方法稱之為放射性碳測年法。碳-14原子核中含6個質子與8個中子，在衰變時，一個中子變成質子，形成新的原子核。下列關于新原子核的說法正確的是（ ）。 A碳原子核，含7個質子，8個中子 B氮原子核，含7個質子，7個中子 C碳原子核，含6個質子，7個中子 D氧原子核，含7個質子，8個中子 6. 取4份等質量的KClO3，向其中3份中分別加入少量等質量的KMnO4、MnO2和Mn，分別在某溫度下加熱至質量不再改變，測定

4、產生氧氣的質量。然后將剩余固體溶于足量水中，添加過物質的組別中均有相同組成的不溶物。測定結果如下：組別加入物質無KMnO4MnO2Mn產生氧氣的質量 /g0m1m2m3不溶物的質量 /g0w1w2w3 已知m1m2m3，下列關于此實驗的說法一定正確的是（ ）。 A3種物質的加入都有利于KClO3分解制氧氣 B殘留不溶物的質量關系為w1w2w3 CKMnO4是KClO3分解制氧氣效果最好的催化劑 D不加入其他物質時，KClO3未發(fā)生分解反應 7. 下列各組微粒中，屬于同一種元素的是（ ）。 ACl和Cl BCo和CO CH和He D和 8. 下列變化過程一定發(fā)生化學反應的是（ ）。 A燃燒 B爆

5、炸 C顏色發(fā)生了改變D狀態(tài)發(fā)生了改變高溫 9. 將硅粉與鎂粉混合后隔絕空氣強熱，得到一種暗藍色的化合物。將此化合物投入水中，發(fā)生劇烈反應，產生氣體，并伴有爆炸聲與火光。此過程不可能發(fā)生的反應是（ ）。 A2Mg + Si Mg2Si BMg2Si + 4H2O = 2Mg(OH)2 + SiH4 CSiO2 + H2O = H2SiO3 DSiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O10. 甲、乙兩種固體物質的溶解度曲線如圖所示。常溫下，分別向裝有適量甲、乙物質的兩支試管里加入等量的蒸餾水，充分振蕩后，兩支試管底部均有未溶解的固體；再將兩支試管放入盛有冰水混合物的燒杯里，如圖所示。關于該實

6、驗，下列說法中正確的是（ ）。 A乙溶液中溶質的質量分數(shù)增大 B裝有甲物質的試管中剩余的固體減少 C甲、乙兩物質的溶解度都增大 D兩支試管里剩余的固體都增多 11. 下列CO2的制備裝置中，不能起到“隨開隨制，隨關隨停”效果的是（ ）。 12. 某同學想要知道10 g食鹽的體積，他應該采用的方法是（ ）。 A將食鹽放入空量筒中，觀察表面對應的刻度 B將食鹽放入裝有水的量筒中，觀察液面對應刻度的變化 C將食鹽放入裝有沙子的量筒中，觀察表面對應刻度的變化 D將食鹽放入裝有飽和食鹽水的量筒中，觀察液面對應刻度的變化 13. 3種無色溶液，溶質分別為硫酸銨、氯化鈉和碳酸鉀。3位同學設計的鑒別方案如下：

7、 甲：各加入少量鹽酸，有氣體產生的是碳酸鉀。然后向無明顯現(xiàn)象的試管中滴加少量氯化鋇溶液，有沉淀產生的是硫酸銨，無沉淀產生的是氯化鈉。 乙：各加入足量燒堿溶液，加熱，有氣體產生的是硫酸銨。然后向無明顯現(xiàn)象的試管中滴加少量硝酸銀溶液，再加入少量稀硝酸，有沉淀產生的是氯化鈉，無沉淀的是碳酸鉀。丙：各加入少量氯化鋇溶液，再加入少量稀硝酸，有沉淀產生的是硫酸銨。然后向無明顯現(xiàn)象的試管中滴加少量硝酸銀溶液，有沉淀產生的是氯化鈉，無沉淀的是碳酸鉀。其中正確的有（ ）。 A只有甲 B甲和乙 C乙和丙 D甲和丙 14. 現(xiàn)有失去標簽的氯化鈣、硝酸銀、鹽酸、碳酸鈉4種無色溶液。將它們編號為甲、乙、丙、丁后，兩兩混

8、合的現(xiàn)象如下表所示。根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷甲溶液中溶質的化學式是（ ）。實驗順序實驗內容實驗現(xiàn)象甲 + 乙有氣泡生成甲 + 丙有沉淀生成丙 + 丁有沉淀生成乙 + 丙沒有現(xiàn)象發(fā)生 ACaCl2 BAgNO3 CHCl DNa2CO3 15. 將5.4 g金屬鋁投入一定量的混合鹽溶液中，反應后可得到36.0 g金屬單質（無氣體產生）。則原混合鹽的組成可能為（ ）。 APb(NO3)2與Hg(NO3)2BFe(NO3)2和Zn(NO3)2 CAgNO3與Cu(NO3)2 DSn(NO3)2與Mg(NO3)2二、填空題（本題包括8個小題，共40分） 16.（4分）生活與化學密切相關，處處充滿著化學知識。

9、（1）下列食物中，能提供大量維生素的是 （填字母序號）。 A牛奶 B大米 C蔬菜 （2）加鈣牛奶中的“鈣”是指鈣元素，身體中一旦缺鈣，可能患有的疾病是 （填“骨質疏松”或“貧血”）。 （3）下列物品中，所使用的主要材料屬于天然纖維的是 （填字母序號）。 A 橡膠手套 B棉布圍裙 C塑料保鮮膜 （4）我們常用洗滌劑清洗餐具上的油污，這是因為洗滌劑具有 功能。 17.（6分）我們周圍的物質世界是由100多種元素組成的，為了便于研究元素的性質，常常需要尋找它們之間的內在規(guī)律。下表列出的是118號元素的部分最高正化合價和最低負化合價。請閱讀并回答下列問題： 1 H+12 He03 Li+14 Be+2

10、5 B+36 C+4 -47 N+5 -38 O-29 F-110 Ne011 Na+112 Mg+213 Al+314 Si+4 -415 P+5 -316 S17 Cl+7 -118 Ar0 （1）11號元素屬于 元素（填“金屬”或“非金屬”），它在化學反應中形成的離子與 （寫元素符號）原子具有相同的核外電子排布。 （2）16號元素的原子核外電子數(shù)為 ，推測該元素最低負化合價為 ，最高正化合價的氧化物的化學式為 。（3）從化合價角度分析，我們可以發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律。請寫出其中的一個： 。 18.（4分）某廠廢水中含有質量分數(shù)為4.9%的H2SO4，需中和后才能排放。某興趣小組同學經過討論，提出了

11、兩種中和方案，所用試劑的價格如下：中和試劑氫氧化鈉氫氧化鈣價格/（元·噸-1）800450 （1）請從經濟與產物角度說明選擇氫氧化鈣的理由： _； _。 （2）有同學建議用氨水進行中和，可以回收一種化肥，其化學式為_。該廢水還會引起的環(huán)境問題是_（選填編號）。A重金屬污染B有毒物質污染C富營養(yǎng)化污染D懸浮物污染 19.（5分）一包白色粉末，由CuSO4、CaCO3、BaCl2、Na2SO4、NaOH中的兩種或兩種以上的物質混合而成。為探究其組成，進行如下實驗： （1）取少量白色粉末，向其中加入足量的水，充分攪拌后過濾，得到白色沉淀和無色濾液。則原白色粉末中一定不含有 。 （2）取實驗

12、（1）濾出的白色沉淀，向其中加入足量的鹽酸，沉淀全部溶解，并產生無色氣體。則原白色粉末中一定含有 。 根據(jù)上述實驗可推斷：原白色粉末的組成有 種可能。 為進一步探究原白色粉末的組成，取實驗（1）得到的濾液，向其中通入CO2，產生白色沉淀，則可推斷原白色粉末中一定還含有 。 20.（3分）高氯酸（HClO4）是最強酸。現(xiàn)有一種不常見的氯的化合物叫做高氯酸氯，其分子中氯的質量分數(shù)為0.526，且每個分子中含有4個氧原子。 （1）高氯酸氯的化學式為_。（2）高氯酸氯在室溫下即發(fā)生分解，形成Cl2、O2和另一種氯的氧化物。已知該反應的化學方程式中3種產物的化學計量數(shù)相同。請寫出該分解反應的化學方程式：

13、 。 21、（6分）Fenton法常用于處理含難降解有機物的工業(yè)廢水。其原理是利用Fe2+和H2O2的反應產生能降解污染物的活性成分?，F(xiàn)運用該方法降解有機污染物p-CP，探究有關因素對降解反應速率的影響。實驗探究：控制p-CP的初始濃度相同，實驗溫度恒定在25或40（其余實驗條件見下表），設計如下對比試驗。 （1）請完成以下實驗設計表（表中不要留空格）。實驗編號實驗目的溫度/pH濃度/（mg·L-1）H2O2Fe2+為提供參照25320416.8探究溫度對降解反應速率的影響251020416.8 實驗測得p-CP的濃度隨時間變化的關系如右圖。 （2）實驗、表明溫度升高，降解反應速率_

14、。 實驗發(fā)現(xiàn)，溫度過高時，降解反應較難發(fā)生。請從Fenton法所用試劑H2O2的角度分析原因： 。（3）實驗得出的結論是：pH等于10時， 。（4）為測定不同時間內有機物降解的濃度，需在不同時間從反應器中取樣，并使所取樣品中的降解反應立即停止下來。根據(jù)上圖中的信息，給出一種迅速停止反應的方法： _。 22.（5分）工業(yè)上利用太陽能進行海水曬鹽。已知海水蒸發(fā)濃縮過程中析出鹽的種類和質量如下表：（表中數(shù)據(jù)為每升海水在濃縮過程中析出各種鹽的質量，單位為g）海水密度/（g·mL-1）CaSO4NaClMgCl2MgSO4NaBr1.130.561.200.911.210.053.260.00

15、40.0081.220.0159.650.010.041.260.012.640.020.020.041.311.400.540.030.06 （1）海水從密度為1.21 g·mL-1濃縮到1.22 g·mL-1時發(fā)生的變化是_。 A各種鹽的溶解度增大 B海水中水的質量分數(shù)不變 C析出粗鹽中NaCl的質量分數(shù)增大 D海水中Br的質量分數(shù)不變 （2）海水在濃縮過程中，最先析出的鹽是_。實際曬鹽生產中，海水的密度一般控制在1.21 g·mL-11.26 g·mL-1范圍內。由上表可知，所得粗鹽中含有的雜質離子有_。 （3）下圖能較正確地反映濃縮過程中海水中N

16、aCl的質量分數(shù)（A%）與海水密度（d）的關系的是_。23.（7分）肼（N2H4）是氮和氫形成的一種化合物，易溶于水。工業(yè)上利用尿素法生產肼，同時得到副產品十水合碳酸鈉，其工藝流程如下：十水合碳酸鈉合成次氯酸鈉液氯30%燒堿溶液制肼尿素肼液除鹽肼液 制肼過程的反應為：CO(NH2)2(尿素) + NaClO + 2NaOH = N2H4 + Na2CO3 + NaCl + H2O。 （1）實驗室若配制30%燒堿溶液，所需的玻璃儀器除玻璃棒外，還有 （選填編號）。 A漏斗 B燒杯 C燒瓶 D量筒 （2）已知：Cl2 + H2O = HCl + HClO，請推測Cl2與NaOH溶液發(fā)生反應的化學方

17、程式： 。從后續(xù)反應過程來看，若要使原料不浪費，合成次氯酸鈉時投入的液氯與燒堿的質量之比為71 : 。 （3）在實驗室中，欲從母液中分離出十水合碳酸鈉晶體?？刹捎玫牟僮饕来螢?（選填編號）。 A蒸餾 B蒸發(fā)C灼燒 D過濾 E冷卻結晶 （4）肼具有很好的還原性，且氧化產物無污染，故可用于除去鍋爐等設備供水中的溶解氧等。請寫出肼除氧時發(fā)生反應的化學方程式： 。三、實驗題（本題包括3個小題，共20分）24.（4分）在實驗室用下圖所示裝置進行CO和CO2的分離和干燥。現(xiàn)只有稀鹽酸、濃硫酸、氫氧化鈉溶液，按要求填寫下列空白。 操作過程：應先關閉 b，再打開 a，乙中排出 氣體。若獲得另一種氣體，丙中盛放

18、的溶為 ，操作為 ，此刻甲中反應的化學方程式： 。 25（5分）實驗室常用MnO2與濃鹽酸反應制備Cl2，其反應方程式為： MnO2 + 4 HCl(濃) MnCl2 + Cl2+ 2 H2O 反應裝置如右圖所示（夾持裝置已略去）。 （1）檢查裝置氣密性之后的操作依次是 （填序號）。 A向燒瓶中加入MnO2粉末 B加熱 C向燒瓶中加入濃鹽酸 （2）制備反應會因鹽酸濃度下降而停止。為測定反應殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學提出下列實驗方案： 甲同學的方案為：與足量AgNO3溶液反應，稱量生成沉淀的質量。此方案_（填“可行”或“不可行”），原因是 。 乙同學的方案為：與足量Zn反應，測量生成的氣體

19、體積。實驗裝置如右圖所示（夾持裝置已略去）。使Y形管中的殘余溶液與鋅粒反應的正確操作是將 轉移到 中。反應完畢，每間隔1分鐘讀取氣體體積。氣體體積逐漸減小，直至不變。氣體體積逐漸減小的原因是 （儀器和實驗操作的影響因素除外）。 26（11分）實驗室獲取氮氣有很多種途徑，常見的3種方法是： 方法一：將氨氣通入灼熱的氧化銅粉末，得到純凈的氮氣和銅； 方法二：將空氣通過灼熱的銅，得到較純凈的氮氣和氧化銅粉末； 方法三：將亞硝酸鈉（NaNO2）和氯化銨的混合溶液加熱，氮元素全部轉化為氮氣。進行實驗時可選擇的實驗儀器如下圖所示（省略夾持裝置與加熱裝置）： （1）方法一：制氮氣所需的氨氣可以用濃氨水滴加到

20、生石灰中得到，此反應的發(fā)生裝置最好選用 （選填裝置編號）。請寫出生石灰在此反應中的兩個作用： ， 。 （2）方法二：為保證所得氮氣盡可能純凈，除了使用銅外，還可以向裝置 （選填裝置編號）中加入 以除去其它雜質氣體。 （3）方法三：制氮氣的化學方程式為： 。 （4）綠色化學是指在制造和應用化學產品時應有效利用（最好可再生）原料，消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑與溶劑。在制取氮氣的3種方法中，聯(lián)合使用方法一和方法二與單獨使用方法三相比，具有很多優(yōu)越性，請從綠色化學的角度進行評價： 。 （5）1892年，英國科學家瑞利（Rayleigh）發(fā)現(xiàn)，采用方法二得到的氮氣在相同條件下比方法三得到的氮氣密

21、度總是偏大5左右。若上述實驗設計與操作均無錯誤，且氮氣已完全干燥，請解釋產生這一現(xiàn)象的原因： 。四、計算題（本題包括2個小題，共10分）27.（4分）長期使用的熱水壺底部有一層水垢，水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂。為了測定水垢中碳酸鈣的含量，將足量質量分數(shù)為10.0的鹽酸加入到10.0 g水垢中，產生CO2氣體的情況如右圖所示。（1）水垢中碳酸鈣的質量分數(shù)是多少? （2）假設水垢中除碳酸鈣和氫氧化鎂外，不含其它雜質，溶解10.0 g水垢，至少需要質量分數(shù)為10.0的鹽酸的質量是 。（結果保留一位小數(shù)） 28（6分）蛋白質主要由C、H、O、N等元素組成，其中N的質量分數(shù)為16%。因此測定奶制品

22、中N的含量就可以知道奶制品中蛋白質的含量。有不法商人在奶制品中加入三聚氰胺 （C3H6N6）以“提高”其中N的含量。（1）三聚氰胺中N的質量分數(shù)為 。（結果保留一位小數(shù)）（2）加入1 g三聚氰胺，就N的含量而言“相當于”多少克蛋白質？（結果保留一位小數(shù)） 附加題 1.（6分）天然堿的組成可以用aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O（a、b、c為整數(shù)）表示?，F(xiàn)有3種不同的天然堿樣品，分別進行如下實驗以確定其化學式。 （1）將質量為62.0 g的樣品A平均分成兩份，一份在300下充分灼燒（Na2CO3不分解），固體質量減輕9.8 g；另一份溶于水后加入足量的Ba(OH)2溶液

23、，得到白色沉淀59.1 g。 樣品A的化學式可以表示為 。（2）將質量為4.71 g的樣品B溶于水，逐滴滴加一定濃度的稀鹽酸，產生氣體的質量與加入鹽酸的質量有下表所示關系：鹽酸質量/g20406080氣體質量/g00.441.321.98 已知在鹽酸不足時會發(fā)生反應：Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl + H2O 鹽酸的質量分數(shù)為 ；樣品B的化學式可以表示為 。 2.（4分）已知： 溫度、壓強恒定時，相同體積的氣體，如O2、N2或O2和N2混合氣體中的O2分子數(shù)、N2的分子數(shù)、O2和N2的分子總數(shù)相同。 On的氧化性強于O2，能和松節(jié)油反應（無氣體生成），而O2不能。 O

24、2經過靜電放電裝置，體積略有縮小，可推知其中的分子數(shù)減少，則O2經靜電放電發(fā)生反應的化學方程式為： n O2(n個O2分子) = 2 On(2個On分子) 測定On組成的實驗：一定溫度、壓強下，把含有O2和On的氣體均分成兩份。一份和松節(jié)油反應，氣體體積縮小a mL；對另一份加熱，使On完全分解為O2，恢復到原溫度、壓強時，氣體體積增加了a /2 mL，求n的值。2013年全國初中學生化學素質和實驗能力競賽（第二十三屆天原杯）復賽試題參考答案題號12345678答案C、DBBDBA、BAA題號9101112131415答案CAB、DDADA、C 解析： 15. 鋁完全反應，置換出金屬的質量：

25、Al Pb Hg Fe Zn Ag Cu Sn Mg 5.4 g 62.1 g 60.3 g 16.8 g 19.5 g 64.8 g 19.2 g 35.7 g 0 g 第一組：不論是Pb或Hg都大于36.0 g。但可能存在鹽的量不足，鋁未反應完；置換出鉛和汞的質量共36.0 g 第二組：不論是Fe或Zn，相應質量都小于36.0 g，組合也小于36.0 g。 第三組：置換出Ag和Cu的質量分別為64.8 g和19.2 g，36.0 g介于二者之間，可以通過組合得到。 第四組：鎂不反應；置換出Sn的質量35.7 g，小于36.0 g，不能由組合得到相應結果。 未注明分值為每空1分；其他正確答案

26、合理即可得分。 16.（4分）（1）C （2）骨質疏松 （3）B （4）乳化 17.（6分）（1）金屬 Ne （2）16 -2 SO3 （3）最低負化合價數(shù)值= 8最外層電子數(shù) 18.（4分）（1） 中和等量H2SO4時所用Ca(OH)2更少，費用更低 用Ca(OH)2中和H2SO4產物為微溶的CaSO4，在水體中殘留較少 （2）(NH4)2SO4 C 19.（5分）（1）CuSO4 （2）CaCO3 5 NaOH、BaCl2 20（3分）（1）Cl2O4 （2）2Cl2O4 = Cl2 + O2 + Cl2O6（2分）解析：（1）設高氯酸氯分子中含有n個氯原子。 w(Cl) = = 0.52

27、6 解得 n = 2；化學式為Cl2O4。 21（6分）（1）（2分，每行1分）實驗編號實驗目的溫度/pH濃度/（mg·L-1）H2O2Fe2+40320416.8探究溶液pH對降解反應速率的影響 （2）增加 過氧化氫在溫度過高時分解 （3）反應速率趨向于零（或該降解反應趨于停止） （4）將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10（或將所取樣品驟冷等） 22（5分）（1）C （2）CaSO4 Ca2+、Mg2+、SO、Br（2分，寫出3個及以上得2分，寫出兩個得1分，寫物質化學式不得分） （3）B 23（7分）（1）BD（多、漏、錯選均不得分） （2）Cl2 + 2Na

28、OH = NaCl + NaClO + H2O 160（2分） （3）BED（多、漏、錯選或次序錯誤均不得分） （4）N2H4 + O2 = N2 + 2H2O（2分） 解析：（2）71 g Cl2消耗80 g NaOH生成74.5 g NaClO，再與80 g NaOH和尿素反應生成肼。 24.（4分）CO 稀鹽酸 關閉a，打開b Na2CO3 + 2HCl = 2 NaCl + H2O + CO2 25（5分）（1）ACB （2） 不可行 殘余液中的MnCl2也會與AgNO3反應形成沉淀 鋅粒 殘留溶液（兩格共1分） 氣體未冷卻至室溫 26（11分）（1）D CaO與水反應，減少了溶劑 CaO遇水放熱，降低了NH3的溶解度 （2）E 堿石灰 （3）NaNO2 + NH4Cl NaCl + N2+ 2H2O（2分） （4）Cu和CuO可以循環(huán)使用，節(jié)省試劑；避免使用有毒的NaNO2；污染?。ㄔ擃}2分，每項1分，最多可得3分） （5）方法二制得的氮氣中含有密度（或相對分子質量）比氮氣大的稀有氣體，導致密度偏大2分，寫出稀有氣體得1分，給出密度（或相對分子質量）比較得1分27（4分）（1）75%（2分） （2）86.2 g（2分） 解析：（1）設碳酸鈣的質量為x 2 HCl CaCO3 CO2 100