Question

黑龙江省高中化学竞赛考点

Answer 1

2010年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛
（第二十届天原杯）复赛试题详解

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 Na:23 Mg:24 Si:28 S:32 Cl:35.5 K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn:65 Ba: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
1、D 解析：能产生温室效应的气体主要有：二氧化碳、臭氧 、甲烷、氟氯代烷，二氧化硫为酸雨的成因。 哥本哈根会议的主要议题是低碳，减少二氧化碳的排放。
2．从探测“土卫六”发回的信息中得知“土卫六”酷似地球经常下“雨”，不过“雨”的成分是液态甲烷。下列叙述中错误的是（ 　 ）
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
2、D 解析：甲烷的沸点：-164℃ ，而在“土卫六”上却为液态，B正确，甲烷是天然气的主要成分，当然的有机物，当然的燃料，故A正确，D错误。
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．＋4 B．＋5 C．＋6 D．＋7
3、B 解析：由题意：在离子方程式中，反应前后的电荷是守恒的，
故有：-n+（-1）×2=-1+（-1）×2；n=1 ；再有离子中，化合价的代数和为离子所带电荷，设R的化合价为x，则有：x+（-2)×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
4、A、D 解析：有结构图可知：“热冰”的形成过程是，水分子从无序转变为有序的过程，分子之间的间隔发生了变化，但分子个数没有发生变化，原子个数当然也没有发生变化。故A、D正确。
5．德国化学家格哈德•埃特尔在固体表面化学的研究中取得了非凡的成就，其成果之一是揭示了氮气与氢气在催化剂表面合成氨的反应过程（下图所示）。

符合上述反应过程的顺序是（ 　　 ）
A．⑤④①③② B. 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．下列解释不科学的是（ 　　 ）
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型玻璃管内为红墨水（开始时两端液面等高）。
放置一段时间后，下列有关叙述错误的是( )
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=2FeCO3
7、B、D 解析：a试管因加入食盐水，从而形成了C－Fe原电池，加速了铁的生锈，发生的反应是：4Fe + 3O2 + XH2O ==== 2Fe2O3•XH2O ，消耗氧气较多，使得试管中压强减少的较多，故红墨水柱两边的液面变为左高右低；
8．原子序数在1～18之间的四种元素甲、乙、丙、丁，其最外层电子数的总和为13，甲、乙和丙是具有相同电子层数的相邻元素，则丁一定不是( )
A．氢 　　　　B．氯 C．氧 　D．铍
8、C、D 解析：甲、乙和丙是具有相同电子层数（同周期）的相邻三元素，其最外层电子数的总和为偶数，则丁的最外层电子数必为奇数，故选C、D。

9．下列装置所示的实验中，能达到实验目的的是( )

9、B、C 解析：A中，量筒不匹配，应选10ml量筒，D中，H2应长进短出（右进左出），否则，气体无法排出。
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SO42－、Ca2＋、Mg2＋等杂质，加入的试剂顺序为：
Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液，过滤后加盐酸
B．第②步中加入的试剂为CaCl2溶液
C．第③步中发生分解反应
D．在第④步中溴元素被还原
10、C 解析：第①步中除去粗盐中的SO42－、Ca2＋、Mg2＋等杂质，加入的试剂正确顺序应为：过量BaCl2溶液以除去SO42－、过量NaOH溶液以除去Ca2＋、Mg2＋、过量Na2CO3溶液以除去过量的Ba2＋及残存的Ca2＋，过滤后加盐酸；．第②步中加入的试剂应为HCl溶液, CaCl2与Mg（OH）2不反应；在第④步中溴元素化合价由-1升至0，化合价升高被氧化。故选C.
11．在一个密闭的钢筒内有甲、乙、丙、丁四种物质，在电火花作用下，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 / g 64 10 1 25
反应后质量 / g ------ 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∶2 B．1∶1 C．2∶ 1 D．2∶3
11、C 解析：由化学反应前后质量守恒定律可推知，甲反应后质量为：0g ；故实际参与反应的甲、丁的质量分别为：64g（64g-0g）、16g（25g-9g），由化学计量数等于参与反应的质量与相对分子质量的比值，且甲的相对分子质量为丁的2倍，故该反应的化学方程式中甲与丁的化学计量数之比为2:1。选C
12．下列所示的图像能反映相对应实验的是（ 　 ）

A、向pH=12的Ca(OH)2溶液中不断加水稀释
B．向碳酸钙固体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．将足量的金属镁片和锌片分别和等质量的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溶液的碱性减弱，但不能改变其酸碱性，其pH值只能无限接近7，但不能小于7，故A错；饱和的硝酸钾溶液恒温蒸发水分过程中，其溶
解度并不改变，由饱和溶液中：溶质质量分数 ，因此，其溶质质量
分数在恒温蒸发过程中亦保持不变，故C错；金属的活动性越强，其与酸反应的速度越快用时也越短，与镁片和锌片反应的稀硫酸的质量相同，则产生的氢气的量也相同。故D也正确。
13．在“绿色化学工艺”中，最好是反应物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CH3OH B．CO2和H2O C．H2和CO D．CH3OH和H2
13、A、C 解析：在“绿色化学工艺”中，化合反应是最理想的反应。用C3H4合成C5H8O2时，尚需2C、4H、2O ，故选项A中CO和CH3OH各一或选项C中H2和CO 各二即可。

14．右图是甲、乙两种物质的溶解度曲线。在t2℃时向盛有100　g水的烧杯中先后加入w g甲 和w g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
14、C 解析：t1℃时，甲、乙两种物质的溶解度均大于w g，故均为不饱和溶液，又二者溶质、溶剂均相等，故甲、乙的溶质质量分数也相等。由图可看出甲物质的溶解度随温度升高而增大，故只有C正确。

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5 g、10 g、15 g，析出KNO3晶体的质量依次为a g、b g、c g，则a、b、c三者的关系为（ ）
A．c == a + b B．c == 2 b － a C．c == a + 2 b D．c == 2 a － b
15、B 解析：由于起始溶液为不饱和溶液，故当水蒸发至KNO3溶液变为饱和溶液后，才会有KNO3晶体析出，恒温蒸发出水的质量为5 g时，析出KNO3晶体的质量为a g，说明溶液已经变为饱和溶液，由此可推知，对于饱和溶液，恒温蒸发出5 g水所析出的溶质的质量为b g－ ag，故恒温蒸发出15g水，可以看做先蒸发5g水至饱和，而后再蒸发10g，析出的晶体质量为Cg=2（b g－ ag）+ag=2 bg － a g 。则B正确。

得分 评卷人

二、填空题（本题包括8个小题，共40分）

16．（3分）现有部分常见元素的性质或原子结构如下表：
元素编号 元素性质或原子结构
X 由它形成的某种单质气体的密度约为空气的1.1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．（3分）（1）H2O2 　解析：由M=dMr=29x1.1=32，推知X为O；Y的单质是最轻的气体，Y自然是H；故X和Y形成的原子个数比为1∶1的化合物为H2O2 。
（2）作润滑剂或电极 解析：Z组成的这种单质则由其单质的物理性质可推知为石墨
（3）S8 解析：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．（3分）汽车安装的排气净化器的技术核心是使用高效催化剂，使废气中的CO和NOx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38　g NO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．（3分）（1）2NOx+2xCO＝2xCO2+N2　　　 （2） 73.5　g ＜ m ＜ 84.3　g （2分）
解析：若尾气中38　g 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73.5　g（最小值） ，若尾气中38　g 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84.3　g （最大值），故有 73.5　g ＜ m ＜ 84.3　g 。
18．（7分）现测得二氧化碳在空气中的含量为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）目前有以超临界（一种介于气态和液态之间的状态）CO2作致冷剂（以前曾用氟利昂），这种做法对环境的积极意义在于 　　　　　　　　　　　。
（2）有科学家提出回收利用CO2的构想：把空气吹入碳酸钾溶液，从溶液中提取出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。
18．（7分）（1）起到保护臭氧层的作用　（提示：氟利昂是破坏臭氧层的元凶之一）
（2）①　 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） ④ 6.6

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