全国初中学生化学素质和实验能力竞赛.docx
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全国初中学生化学素质和实验能力竞赛
2013年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛试题
班级_______________姓名__________________成绩____________________
可能用到的相对原子质量
H:
1C:
12N:
14O:
16Na:
23Mg:
24Al:
27S:
32Cl:
35.5K:
39Ca:
40
Fe:
56Cu:
64Zn:
65Ag:
108
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。
)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
1.纳米是长度单位,1nm=10-9m,当物质的颗粒达到纳米级时,会具有一些特殊的性质。
如由铜制成的“纳米铜”具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧。
下列关于“纳米铜”的叙述正确的是( )
A.“纳米铜”比铜片的金属性强B.“纳米铜”比铜片更易失去电子
C.“纳米铜”比铜片的氧化性强D.“纳米铜”的还原性与铜片相同
2.食品添加剂可以改善食品的口味、外观、延长食品的保质期。
但使用食品添加剂的种类和量必须严格遵守国家有关规定。
下列关于食品添加剂的说法中,正确的是
A.亚硝酸盐是有毒的物质,因此不能作为食品添加剂使用
B.食品添加剂只要在国家标准规定的范围内使用,是不会影响人体健康的
C.“天然食品添加剂”一定优于“人工合成食晶添加剂”
D.苯甲酸是一种常用的食品防腐剂
3.下图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图,下列说法不正确的是( )
A.进入烟囱的气体为混合物
B.此过程中硫元素的化合价没有发生改变
C.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
D.整个过程的反应可表示为2SO2+2CaCO3+O2===2CaSO4+2CO2
4.下列实验操作、现象和解释都正确的是( )
选项
实验操作
现象
解释
A
在密闭容器中加热CuO
黑色固体变成红色固体
CuO受热分解得到单质Cu
B
两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液,向其中一支试管中加入等浓度等体积的FeCl3或CuSO4溶液
反应速率加快
验证FeCl3或CuSO4是否可作为该反应的催化剂
C
向某溶液中滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝色
原溶液中没有NH
D
向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液
有白色沉淀生成
该溶液中一定含有SO
5.下列有机物无论以何种比例混合,只要混合物的总质量一定,完全燃烧时消耗氧气,生成二氧化碳的量均保持不变的组合是( )
①乙醇 ②乙烷③乙酸 ④葡萄糖 ⑤蔗糖
A.①②B.②③C.③④D.④⑤
6.下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )
A.
B.
C.
D.
7.能源是当今社会发展的三大支柱之一。
有专家提出:
如果能够利用太阳能使燃料燃烧产物,如CO2、H2O、N2等重新组合(如右图),可以节约燃料,缓解能源危机。
在此构想的物质循环中太阳能最终转化为()
A.化学能B.热能C.生物能D.电能
8.燃放烟花爆竹是我国春节的一项传统习俗。
烟花点燃后绽放出的鲜艳夺目、五彩缤纷的图案是一些金属离子魅力的展示。
焰火的主要原料是黑火药,还有草酸钠、碳酸铜(发出绿色的光)等发色剂和氯酸钾、金属镁、铝粉末等添加剂。
下列说法正确的是
A.碳酸铜因为受热分解才发出绿色的光B.氯酸钾的主要用途是产生紫色的焰火
C.镁、铝在焰火中发出耀眼的白光D.黑火药是我国古代的发明之一
9.将足量CO2通入NaOH和BaOH2的混合稀溶液
中,生成沉淀的物质的质量(n)和通入CO2气体的质量的关系如右图所示,图中AB段表示的离子方程式先后顺序正确的是
①CO2+OH-→HCO3-②CO2+2OH-→CO32-+H2O
③CO32-+Ba2+→BaCO3↓④BaCO3+CO2+H2O→Ba2++2HCO3-
⑤CO32-+CO2+H2O→2HCO3-
A.③①B.②⑤
C.⑤④D.④②
10.工业用CaO和硝酸反应制Ca(NO3)2·4H2O晶体,为确保制备过程既不补充水分,又无水剩余,则应选用的硝酸质量分数( )
A.30%B.63%C.70%D.84%
11.某溶液中大量存在以下五种离子:
NO
、SO
、Fe3+、H+、M,其物质的微粒个数之比为n(NO
)∶n(SO
)∶n(Fe3+)∶n(H+)∶n(M)=2∶3∶1∶3∶1,则M可能为( )
A.Fe2+B.Mg2+C.CO
D.Ba2+
12.NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(见图)。
下列说法正确的是( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的盐类物质均可发生水解
13.两种盐的固体混合物:
①加热时有气体产生,②加水溶解时有沉淀生成,且沉淀溶于稀盐酸。
满足上述条件的混合物是( )
①BaCl2和(NH4)2SO3 ②AgNO3和NH4Cl ③FeCl3和NaHCO3 ④KCl和Na2CO3
A.①③B.②④C.①④D.②③
14.下列除去杂质的方法错误的是( )
物质
杂质
试剂
主要操作
A
SiO2
Fe2O3
盐酸
过滤
B
Mg
Al
NaOH
过滤
C
FeCl2
FeCl3
Cu
过滤
D
KNO3
KCl
H2O
冷却结晶
15.绿色植物通过光合作用可以在光照条件下,将CO2和水合成为葡萄糖,进而转化为淀粉和纤维素。
光合作用的速度与光照强度、CO2浓度、温度的基本关系如下图所示,则下列说法中正确的是
A.CO2浓度越大,光合作用速度越快
B.光照强度越高,光合作用速度越快
C.温度过高或过低,都会减缓光合作用速度
D.选择适宜的光照强度、CO2浓度和温度,才能获得最大的光合作用速度
二、填空题(本题包括10个小题,共40分)
16.①“含氟牙膏"中的氟应理解为(填字母,下同)。
A.单质B.元素C.离子
②近年来,随着建筑装潢材料进入百姓家庭,某些装修不久的居室中由装潢材料缓慢释放出来的污染物浓度过高,影响人体健康。
这些污染物中最常见的是。
A.COB.SO2C甲醛
③世博园地区的改造提升了上海的环境质量,位于规划区的一座大型钢铁厂搬迁后,附近居民将不再受到该厂产生的红棕色烟尘的困扰。
你认为红棕色烟尘是。
A.CaCO3粉尘B.Fe2O3粉尘C.SiO2粉尘
①B②C③B
17.我国在青藏高原发现大储量可燃冰。
可燃冰的晶体结构模型如图。
(1)下列有关“可燃冰”的说法中,不正确的是________。
A.“可燃冰”的存在说明甲烷易溶于水
B.“可燃冰”属于分子晶体,熔点较低
C.相同条件下,“可燃冰”的密度比冰的大
D.“可燃冰”只能在低温、高压环境下稳定存在
(2)晶体中平均每46个水分子构成8个笼,每个笼可容纳1个CH4分子或1个H2O分子,每8个笼中有6个笼容纳CH4分子,2个笼填充H2O分子,则“可燃冰”(天然气水合物)的平均组成可表示为__________。
(1)AC
(2)CH4·8H2O
18.近年来我国光纤光缆快速发展产生了对光纤预制棒的迫切需求。
光纤预制棒是光缆生产的最“源头”项目,是制造石英系列光纤的核心原材料。
(1)光纤预制棒的主要成分是__________________,如果把光缆裸露在碱性土壤中,结果会短路,用离子方程式说明原因________________________________________。
(2)石英用途广泛,下列说法正确的是( )
A.制备石英玻璃用来制造耐高温的化学仪器
B.可用作吸附剂或催化剂载体
C.工艺师用盐酸刻蚀石英制作艺术品
D.制备各种各样的陶瓷制品,如坩埚、蒸发皿、氮化硅高温结构陶瓷等
(3)晶体硅是电子工业的重要材料,工业上大量的晶体硅通常是由石英为原料制备得到
第一步 碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)
第二步 粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃)
第三步 四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅
相关信息如下:
a.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
b.有关物质的物理常数见下表:
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
—
315
—
熔点/℃
-70.0
-107.2
—
—
—
升华温度/℃
—
—
180
300
162
①写出获得粗硅的化学方程式____________________________________。
②第二步获得的粗产品经冷却后再通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是______________(填写元素符号)。
③第三步中用SiCl4与过量干燥的H2反应制备纯硅,为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及___________,原因是______________________________。
【例4】答案:
(1)SiO2 SiO2+2OH-===SiO
+H2O
(2)AD
(3)①SiO2+2C
Si+2CO↑ ②Al、P、Cl
③排尽装置中的空气,确保为干燥的H2气流 以防H2、O2混合物受热不安全及高温下Si被氧化
19.医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等,以工业碳酸钙(含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医用二水合氯化钙工艺流程为:
已知:
查阅资料得知氢氧化物沉淀时的pH为:
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
开始沉淀时的pH
2.3
4.0
开始溶解:
7.8
完全沉淀时的pH
3.7
5.2
完全溶解:
10.8
(1)CaCO3与盐酸反应的化学方程式。
(2)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH为,目的是除去溶液中少量的Al3+、Fe3+。
检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是________________________。
(3)过滤时需用的玻璃仪器有。
滤渣主要成分的化学式。
(4)酸化时加盐酸的目的为:
①,②防止Ca2+在蒸发时发生水解。
(5)为什么蒸发结晶要保持在160℃:
。
(6)若所测样品CaCl2·2H2O的质量分数偏高(忽略其它实验误差),可能的原因之一为
。
(1)CaCO3+2H+==Ca2++CO2↑+H2O
(2)5.2~7.8(或之间的任意值);取少量上层清液于小试管中,滴加KSCN溶液,若不显红色,则Fe(OH)3沉淀完全
(3)烧杯、玻璃棒、普通漏斗;Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)除去过量的氢氧化钙(合理则给分);(5)温度太高CaCl2·2H2O会失水
(6)Na+没除去析出NaCl,导致测定结果偏高
20.“氢能”将是未来最理想的新能源。
(1)根据“绿色化学”思想制备H2,某化学家设计了下列反应步骤:
①CaBr2+H2O
CaO+2HBr②2HBr+Hg
HgBr2+H2
③HgBr2+CaO
HgO+CaBr2④2HgO
2Hg+O2↑
你认为该方法的主要缺点是_____________________________________________。
(2)利用核能把水分解制氢气,是目前正在研究的课题。
如图所示是其中的一种流程,其中用了过量的碘。
请写出反应①的化学方程式:
___________________________________________;
用该法制取氢气最大的优点是___________________________________________。
(3)有人认为目前利用氢气作为能源不太现实,请问你认为是否现实?
________(填“不现实”或“现实”),说明能够支持你的观点的两条理由:
_________________;_____________________________________。
(1)循环过程需要很高的能量,且使用重金属汞会产生污染
(2)SO2+I2+2H2O
2HI+H2SO4 SO2和I2可循环使用,无污染
(3)不现实 现有的制取氢气的方法耗能大,制取的成本太高 氢气的熔、沸点太低,给储存和运输带来困难(或:
现实 制取氢气用水为原料,来源丰富 氢气燃烧的产物是水,不会给环境带来任何污染等)
21.海水中含有丰富的化学元素,下面是海水综合利用的生产流程简图:
请回答:
(1)在粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO
等杂质,精制时所用的试剂为:
A、盐酸;B、氯化钡溶液;C、氢氧化钠溶液;D、碳酸钠溶液。
则加入试剂的顺序是(填编号)__________。
(2)Mg(OH)2中加入盐酸后,要获得MgCl·6H2O晶体,需要进行的实验操作依次为______(填编号)。
A.蒸馏 B.灼烧 C.过滤 D.蒸发 E.冷却结晶
(3)利用MgCl2·6H2O可制得无水氯化镁,应采取的措施是________________。
(4)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等(溶解度如上图所示),可进一步加工制得一些重要的产品。
①将母液加热升温到60℃以上,随着水分的蒸发,会逐渐析出晶体,此晶体的主要成分是____________。
②过滤出上述晶体后,将滤液降温到30℃以下,还会逐渐析出晶体,将该晶体用一定量的冷水洗涤,最后可得到比较纯净的________晶体。
答案
(1)BDCA(或CBDA、BCDA)
(2)C、D、E
(3)在HCl气流中加热脱水,带走水蒸气,防止MgCl2水解
(4)MgSO4、NaCl KCl
22.在长期载人太空飞行宇航器中,每个宇航员平均每天需要消耗0.9kg氧气,呼出1.0kg二氧化碳。
为了能保持飞船座舱内空气成分的稳定,宇航科学家进行了大量的科学探索。
方法一:
有的科学家提出“金属过氧化物处理系统”,即不断把座舱内的空气通过盛有金属过氧化物(以过氧化钠为例)的容器,并把处理后的气体充入座舱。
有关反应的化学方程式是
(1)_________________________________________________,
(2)______________________________________________________________。
将处理后的气体充入座舱时,应注意采取的一项措施是______________________。
方法二:
有的科学家根据电解原理设计了飞船内空气更新实验系统,该系统结构示意图如下:
(3)逸出的二氧化碳没有排出飞船外,而是通过管道③进入“二氧化碳还原系统”。
在该系统内,二氧化碳跟氢气在一定条件下反应,其产物有甲烷等气体,请评价这样处理的重要意义
_____________________________________________________________________________________。
方法一:
(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 补充适量水蒸气
方法二:
(3)生成的甲烷可作飞船的气体燃料,体现了物质的循环使用和充分利用
23.21世纪是钛的世纪。
下面是利用钛白粉(TiO2)生产海绵钛(Ti)的一种工艺流程:
(1)反应Ⅰ在800~900℃的条件下进行,还生成一种可燃性无色气体,该反应的化学方程式为_________。
(2)回答下列问题:
①右图为镁元素的某种粒子结构示意图,该图表示________(填序号)。
A.分子B.原子C.阳离子D.阴离子
镁原子在化学反应中容易失去电子,镁是一种________(填“活泼”或“不活泼”)金属。
除了能与氧气反应,还可以与氮气、二氧化碳等反应。
②已知氮化镁中氮元素的化合价为-3价,氮化镁的化学式为________。
③以化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的图像叫价类图。
下图为镁的价类图,请分析该图后填写:
A处的化学式为__________,B处的物质类别是___________________________。
(3)反应Ⅱ可获得海绵钛,化学方程式表示为TiCl4+2Mg
Ti+2MgCl2。
该反应在下列哪种环境中进行________(填序号)。
A.稀有气体中B.空气中C.氮气中D.CO2气体中
(4)该工艺流程中,可以循环使用的物质有_________________________________。
(5)反应Ⅱ可通过如下反应制得:
TiCl4+2Mg
Ti+2MgCl2。
若要制得24g钛,需要镁的质量是____克?
(1)2Cl2+TiO2+2C
TiCl4+2CO
(2)①C 活泼 ②Mg3N2③Mg(OH)2 盐
(3)A (4)Mg、Cl2(5)24
三、实验题(本题包括3个小题,共20分)
24.
(1)某同学设计了如下图所示装置(部分夹持装置已略去),探究影响化学反应速率的因素。
请回答:
①用上述装置进行实验,以生成9.0mL气体为计时终点,结果为t1>t2。
序号
V(H2SO4)/mL
c(H2SO4)/mol·L-1
t/s
Ⅰ
40
1
t1
Ⅱ
40
4
t2
比较实验Ⅰ和Ⅱ可以得出的实验结论是_______________________________________________。
实验过程中,对量气管的操作是_________________________________________。
②若将锌片换成含杂质的粗锌片,且控制其他条件使其与上述实验完全一致,所测得的反应速率均大于上述实验对应的数据。
粗锌片中所含杂质可能是(填序号)__________。
a.石墨 b.银 c.铜 d.沙粒(二氧化硅)
(1)①在其他条件一定时,化学反应速率随反应物浓度的增大而增大 调整量气管,使其左右管中水面始终持平 ②abc
25.以地下卤水(主要含NaCl,还有少量Ca2+、Mg2+)为主要原料生产亚硫酸钠的新工艺如下,同时能得到用作化肥的副产品氯化铵。
已知以下四种物质的溶解度曲线图:
(1)“除杂”时,先加入适量石灰乳过滤除去Mg2+,再通入CO2并用少量氨水调节pH过滤除去Ca2+,“废渣”的主要成分为、。
(2)“滤渣1”的化学式为。
(3)在“滤液1”中加入盐酸的目的是。
“滤渣2”的化学式为。
(4)已知H2CO3和H2SO3的电离常数如下表,“通入SO2”反应的化学方程式为
物质
电离常数(25℃)
H2CO3
K1=4.4X10-7K2=4.7X10-11
H2SO3
K1=1.23X10-2K2=5.6X10-8
。
(1)Mg(OH)2CaCO3
(2)NaHCO3(3)除去HCO3-
(多答“使更多的Na+形成NaCl析出,提高NH4Cl的纯度”不扣分)NaCl
(4)NaHCO3+SO2=NaHSO3+CO2
26.某氧化铁样品中含有少量的FeSO4杂质。
某同学要测定其中铁元素的质量分数,他设计了如下方案进行测定,操作流程为:
请根据流程回答:
(1)操作I中配制溶液时,所用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管以外,坯必须有_______(填仪器名称)。
(2)操作II中必须用到的仪器是_______:
A.50ml量筒B.1OOml量筒
C.50ml酸式滴定管D.50ml碱式滴定管
(3)反应①中,加入足量H2O2溶液反应的化学方程式______________。
(4)检验沉淀中SO42-是否冼涤干净的操作_________________________________________________________________________
(5)将沉淀物加热,冷却至室温,用天平称量坩埚与加热后固体的总质量为blg,再次加热并冷却至室温称量其质量为b2g,若b1-b2=0.3,还应进行的操作是_________________________________________
(6)若坩埚的质量为42.6g,最终坩埚与加热后同体的总质量为45.8g,则样品中铁元素的质量分数=_______(保留一位小数)。
(7)另一同学认为上述方案的实验步骤太繁琐,他认为,只要将样品溶于水后充分搅拌,加热蒸干灼烧称量即可,请你评价他的这个方案是否可行?
_______。
(填“可行”或“不可行”)
27.某化学兴趣小组同学用下列仪器和装置制取乙烯,并用过量的氧气将C2H4氧化成CO2和H2O,从而测定乙烯中碳、氢两种元素的质量比。
请回答下列问题。
(1)该小组同学受实验室制备C2H2的启发,拟从CaC2、ZnC2、Al4C3、Mg2C2、Li2C2中选择一种试剂与水反应来制备乙烯,写出该反应的化学方程式_______________。
(2)按产生气体由左向右的流向,连接各装置导管的顺序:
G接E、F接______、______接______、______接A、B接J。
(3)装置甲的作用是___________________;装置己的作用是___________________。
(4)装置戊中CuO的作用是_____________________________________________。
(5)实验前称得甲、乙两装置的质量分别为m1g和n1g,实验完毕,称得甲、乙两装置的质量分别变为m2g和n2g,则乙烯分子中碳原子和氢原子的原子个数之比为____________________(列出算式)。
(6)若戊中没有CuO,则测定结果________(填“偏高”、“偏低”或“不变”,下同);若不接丙装置,则测定结果____________________。
(1)Mg2C2+4H2O===2Mg(OH)2+C2H4↑
(2)H I C D
(3)吸收乙烯燃烧产生的CO2气体 防止空气中的CO2和水蒸气进入甲、乙装置,造成实验误差
(4)氧化可能生成的CO
(5)
∶
(6)偏低 偏低
四、计算题(本题包括2个小题,共10分)
28.纯碱是主要的化工原料,化学家发明了其不同的工业制法,其中法国化学家尼古拉斯·勒布朗早在1791年发明的工业合成碳酸钠的方法,简称勒布朗制碱法。
该方法包括以下两个阶段:
首先从原料氯化钠