上海市天原杯初中化学竞赛复赛试题 答案和解析.docx
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上海市天原杯初中化学竞赛复赛试题答案和解析
【最新】上海市天原杯初中化学竞赛复赛试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.古诗词是中华民族的文化瑰宝,下列古诗词中对划线对象变化的描述属于化学变化的是
A.一味黑时犹有骨,十分红处便成灰。
([清]徐宗干《咏炭》)
B.河上姹女(水银),灵而最神,得火则飞,不见埃尘。
([汉]魏伯阳《参同契》)
C.臣心一片磁针石,不指南方不肯休。
([宋]文天祥《扬子江》)
D.落红(落花)不是无情物,化作春泥更护花。
([清]龚自珍《己亥杂诗》)
2.中药的煎制直接关系到其疗效。
下列制备中草药汤剂的步骤中,与过滤操作类似的是
A.
浸泡
B.
煎制
C.
滗汤
D.
灌装
3.2017年1月26日美国《科学》杂志报道,哈佛大学实验室对液氢样本施加4.95×1011Pa压力,成功制造出了金属氢,这是一种以氢离子和自由电子为基本单位构成的晶体。
关于金属氢的推测错误的是
A.与氢气互为同素异形体
B.制造金属氢过程属于化学变化
C.可能具有良好的导电性
D.摩尔质量与氢气相同
4.“酸雨”成为当今主要的环境问题之一,雨水在未被污染的大气中原本应该呈
A.弱酸性B.中性C.弱碱性D.强酸性
5.下列实验操作中,与其他三项的目的不属于同一类的是( )
A.点燃甲烷、一氧化碳等可燃性气体前,先检验气体的纯度
B.做中和反应实验时,先在碱溶液中滴入1~2滴酚酞溶液
C.在进行铁丝燃烧实验前,先向充满氧气的集气瓶加入一层细沙
D.在使用氢气还原氧化铜时,先向硬质玻璃管中通入氢气
6.质量相等的石墨和足球烯(化学式C60)所含原子数
A.前者多B.相等C.后者多D.无法确定
7.有一瓶配制好的NaCl稀溶液,在实验室里敞口放置数天后外观无明显变化,关于它的说法正确的是
A.瓶底附近的溶液较浓
B.瓶口附近的溶液较浓
C.溶质的质量分数不变
D.瓶内的溶液中各部分浓度相同
8.下图是表示物质微粒的示意图,图
和
两小球分别表示两种不同元素的原子,其中表示混合物的是
A.
B.
C.
D.
9.英国科学家法拉第曾用蜡烛(主要成分石蜡)做过一个有趣的“母子火焰”实验,如图所示。
据此实验,下列有关分析中正确的是( )
A.这一现象说明石蜡的熔点较低
B.要使实验成功,导管不宜过长
C.子火焰中被燃烧的物质是石蜡分解产生的氢气
D.导管的一端要插入母火焰的中心部位是因为该处氧气充足
10.X是一种白色固体。
加热X时,会产生另一种固体Y和气体Z。
已知Y属于纯净物,气体Z可以通过碳与氧气反应得到。
从上述信息中可以得出的结论是
A.X、Y、Z一定都属于化合物
B.X、Z中一定都含有碳元素
C.X、Y、Z中一定都含有氧元素
D.X、Y中一定含有金属元素
11.溶液的酸碱性也会影响难溶物的溶解性,下列难溶物在一定量水中的溶解量会随pH降低而增加的是
A.SiO2B.AgClC.BaSO4D.Mg(OH)2
12.某+3价金属的氧化物xg完全还原后,得到yg该金属。
则该金属的摩尔质量数值可表示为
A.
B.
C.
D.
13.如图所示,25℃下向某密闭容器中充入一定量的CO2与水,充分溶解后保持温度不变,打开活塞排走一半体积的水,则剩余水中CO2的浓度将
A.上升B.下降C.不变D.无法确定
14.某化合物MX6分子呈正八面体形式(如图所示)。
由于六个X原子与M的连接完全对称,因此将任意一个X用Y原子替换,均只能得到一种结构的MX5Y分子,按此思路,若将其中任意两个X原子用Y原子替换,则得到的化学式为MX4Y2的分子
A.只有1种结构
B.存在2种不同结构
C.存在3种不同结构
D.存在4种不同结构
二、多选题
15.如图所示装置具有多种用途,下列实验均要使用该装置(不改变瓶口朝向),其中x为气体或水入口的是
A.排空气法收集H2
B.瓶中装有NaOH溶液,除去H2中少量CO2
C.瓶中装有O2,加水以取用瓶内储存气体
D.瓶中装满水,用排水集气法收集O2
16.下列各组图像可能描述同一个反应的是
A.
B.
C.
D.
三、填空题
17.各种化学元素在不同自然物质体系中含量(按质量分数计)不同,按要求写出对应的元素名称:
(1)地壳中含量最高的金属元素:
________;
(2)大气中含量最高的元素:
_;
(3)除氢、氧外,海水中含量最高的元素:
_;
(4)人体中含量最高的金属元素:
_;
(5)宇宙中含量最高的元素:
_。
18.汽车排出的废气中,常含有CO、NO和碳氢化合物(以CxHy表示)等,它们会污染环境,为防止此类污染,可采用催化转换器,将这些化合物转变成无害的物质。
方法是:
把汽车气缸排出的废气送入第一个转换器,用CO还原NO,再将排出的气体与过量空气一起,送入第二个转换器,使剩余的CO和CxHy充分氧化。
写出两个转换器中涉及反应的化学方程式:
(1)第一个转换器:
_。
(2)第二个转换器:
_。
19.如图是甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线。
(1)三种物质溶解度关系为甲<乙<丙时的温度为T℃,则T的取值范围为_________。
(2)现有含有少量甲的乙固体,若要通过结晶法进行提纯(甲与乙不发生反应),现有下列实验步骤可供选择:
①取一定质量水将固体溶解
②充分冷却后过滤
③趁热过滤
④加热蒸发至有大部分晶体析出
⑤加热蒸发至溶液接近饱和
⑥停止加热,用余热将溶液蒸干
⑦用少量水洗涤晶体并烘干
合理的操作顺序为:
__________(按顺序选填编号)
(3)T4℃时,取相同质量的甲、乙、丙三种饱和溶液,恒温蒸发一定质量的水(析出晶体均不含结晶水),剩余溶液质量大小关系为:
甲=乙<丙。
则析出晶体质量大小关系为______________。
(4)已知丙溶液在T2℃以下析出晶体含有结晶水,在T2℃以上析出的晶体不含结晶水,现将一定质量T1℃时丙的饱和溶液冷却至Ta℃或升高至Tb℃时,析出晶体质量相等,则三种温度下丙(指无水物)的溶解度S1、Sa、Sb的大小关系为:
__________________(选填编号)。
aS1>Sa>Sb
bS1>Sa=Sb
cS1>Sb>Sa
dSb>S1>Sa
20.化合物中某一种元素的原子短缺可形成非整比化合物,这类化合物中各类原子的相对数目不能用简单整数比表示,如Fe0.9O、PbO1.9等。
非整比化合物是新型的功能材料,具有很大的科技价值。
(1)PbO1.9中铅元素具有+2、+4两种价态,其中+4价铅占铅总量的_______。
(2)如图所示,Fe0.9O可用于CO2的综合利用。
①请写出该转化的两个优点:
___________、__________。
②若用1molFe0.9O与足量的CO2完全反应可生成_gC(碳)。
四、实验题
21.在图中的烧杯中盛有65℃的热水,杯底放有一小粒足够量的白磷,然后将一支有刻度的空试管垂直插入烧杯中,试管口罩住白磷。
(已知白磷熔点44℃,着火点为40℃)。
(1)写出实验过程中发生的现象_。
(2)该实验说明了_。
22.某同学研究亚硫酸钠(化学式为Na2SO3)热分解反应时,作了两种假设:
假设一:
它按CaCO3受热方式来分解。
假设二:
它按KClO3受热分解方式来分解。
(1)假设一对应的化学方程式是________。
确认假设二是否成立的简单实验操作是_____。
(2)该同学将取一定质量的样品置于坩埚中充分灼烧,发现最终得到固体质量较原样品质量增加了大约12.7%。
据此他认为_(选填编号)。
a假设一成立
b假设二成立
c两种假设均不成立
固体质量增加可能的原因是________。
(3)在查阅资料后,该同学再次进行了实验。
他将一定质量样品置于密闭真空容器中充分加热,最终得到固体质量与原样品相同。
但进一步分析表明,该固体组成为两种新的钠盐,其物质的量之比为1:
3。
请写出相应的化学方程式_。
(4)该同学想要进一步探究次氯酸钠(化学式NaClO)的分解反应。
他查阅资料后,得知NaClO有多种热分解方式(每种分解方式的产物仅有两种)。
若其中一种产物为NaCl,则另一种产物可能是:
________(选填编号)。
aCl2
bO2
cNa2O
dNaClO3
23.已知CuS、Cu2S粉末的颜色和CuO相似,且都不溶解于水。
在空气中煅烧时,CuS和Cu2S都转化成CuO和SO2。
(1)请写出CuS、Cu2S在空气中煅烧时发生反应的化学方程式:
________、________。
(2)根据叙述,设计一个不用其他化学试剂鉴别CuO、CuS、Cu2S三种粉末的实验方案(写明步骤与结论)________。
24.为探究某物质X对钢铁在潮湿环境下的腐蚀的影响作用,某同学进行了如下实验:
①选择6个容量相同的烧瓶,分别编号为1~6,加入规格、质量相同的铁丝。
②向1~3号瓶中放入2mL清水,向4~6号瓶中放入2mL10%X的水溶液,将铁丝润湿。
③塞上带有导管的塞子,将导管末端浸入盛有水的烧杯中,记录导管内液面的初始位置(如图所示)。
④放在室温环境下,每隔一小时测量一次,周期为3小时,记录数据。
结果如下表所示:
时间(小时)
1号瓶
2号瓶
3号瓶
4号瓶
5号瓶
6号瓶
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0.1
0
1.2
1.4
0
2
0.8
0.7
0.9
5.6
5.7
0.1
3
3.5
3.2
3.7
9.8
10.0
0.1
注:
放置过程中导管内液面上升情况(单位:
cm)
(1)在该项探究中,要取同样处置的3只烧瓶的目的是_。
(2)6号瓶的数据明显与4、5号瓶不同,可能原因是_。
(3)通过本实验,可初步得出的结论是_。
(4)该项探究的设计是否存在不足_?
如何改进_?
五、流程题
25.高炉炼铁所需的原料有铁矿石、焦炭、石灰石等,其过程可用下图简要表示:
已知气体①、气体②和固体③均属于氧化物。
(1)气体②的化学式为_____。
根据氧化物的性质推测炉渣的主要成分为_____(填化学式)。
(2)炼铁高炉底部通过不同高度的出口分离铁水与炉渣(如图2所示)。
能实现渣铁分离的原因是是因为炉渣具有_____、_____的性质。
(3)反应Ⅰ~Ⅴ中属于化合反应的有_____个,属于分解反应的有_____个,属于置换反应的有_____个。
(4)高炉气体中含有多种成分,其中含量最高(占55%~60%)的是_____(填化学式),此外还含有25~30%的可燃性气体_____(填化学式),以及9~12%左右的_____(填化学式)。
26.半水煤气是工业合成氨的原料气,其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。
半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料N2和H2。
(1)在使用铜催化剂和加热条件下,半水煤气主要成分间发生反应实现了CO变换,其化学方程式为:
________。
(2)吸收法是脱除CO2的方法之一。
已知:
溶质
Na2CO3
K2CO3
20℃1L饱和溶液中溶质的物质的量mol
2.0
8.0
溶质价格(元/kg)
1.25
9.80
若选择Na2CO3溶液作吸收液,其优点是_;缺点是_。
如果选择K2CO3溶液作吸收液,用某种方法可以降低成本,写出这种方法涉及的化学方程式:
_。
(3)将一定体积半水煤气依次通过装置Ⅰ~Ⅴ(最后通入氮气确保反应、吸收完全),可以测定其中H2以及CO的物质的量。
可供选用的装置如下所示(省略夹持仪器):
为装置Ⅰ~Ⅴ选择合适的装置与试剂:
装置
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
a
a
_
_
b
试剂
_
浓硫酸
CuO
_
_
装置Ⅰ、Ⅱ的作用是____________。
要确定半水煤气中H2物质的量,应测量的数据是______。
六、计算题
27.某工业生产流程如图所示:
每生成1t产品,需要通入含有0.2%(体积分数,下同)的惰性杂质CH4的新鲜原料气2800m3。
经分离器分离产品后,剩余气体中含有大量未充分反应的原料与3%的CH4。
在连续生产的条件下,可对剩余气体采用部分循环、部分移走的操作,一方面能提高原料的利用率,节省成本,另一方面也避免装置中CH4越来越多而对生产造成不利影响。
已知在此生产条件下,CH4在每吨产品中的溶解量为2.3m3,。
计算每生产1t产品需要移走气体的体积。
28.实验室有一包食盐,已经过初步提纯,除去了难溶性杂质,但仍含有CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2杂质。
现取该食盐样品20.000g,测得其中含有Ca、Mg两种元素共0.300g,S元素0.064g(其他杂质忽略不计)。
(1)该食盐中CaSO4与MgSO4的物质的量之和为mol。
(2)计算该食盐中NaCl的质量分数的范围。
参考答案
1.D
【分析】
有新物质生成的变化是化学变化,无新物质生成的变化是物理变化。
【详解】
A.一味黑时犹有骨,十分红处便成灰,无新物质生成,属于物理变化,此选项不符合题意;
B.河上姹女(水银),灵而最神,得火则飞,不见埃尘,无新物质生成,属于物理变化,此选项不符合题意;
C.臣心一片磁针石,不指南方不肯休,无新物质生成,属于物理变化,此选项不符合题意;
D.落红(落花)不是无情物,化作春泥更护花,是农家肥的腐熟,有新物质生成,属于化学变化,此选项符合题意。
故选D。
2.C
【详解】
A.冷水浸泡属于物质的溶解,故A错误;
B.加热煎制属于加热,故B错误;
C.滗汤将固体和液体分离,属于过滤操作,故C正确;
D.灌装是液体转移,故D错误。
故选:
C。
3.D
【详解】
A.是一种以氢离子和自由电子为基本单位构成的晶体,是原子构成的单质,与氢气互为同素异形体,推测正确;
B.制造金属氢过程,单质结构发生变化,有新物质生成,属于化学变化,推测正确;
C.是一种以氢离子和自由电子为基本单位构成的晶体,存在自由移动的电子能导电,推测正确;
D.是一种以氢离子和自由电子为基本单位构成的晶体,是原子构成的单质,与氢气分子不同的单质,摩尔质量不同,推测错误;
故选:
D。
4.A
【详解】
雨水在未被污染的大气中原本应该呈弱酸性,因为空气中二氧化碳溶于雨水并与雨水反应生成碳酸,使雨水显弱酸性。
故选:
A。
5.B
【详解】
A、甲烷、一氧化碳为可燃气体,在空气点燃容易爆炸,造成安全事故,所以实验前需要验证纯度,避免爆炸;
B、中和反应中加入酚酞指示剂,便于观察反应的进行状态,利于明显观察;
C、在集气瓶加入一层细沙,防止温度较高生成的四氧化三铁直接接触瓶底,集气瓶炸裂,引发安全事故;
D、氢气也是可燃气体,在空气中也可爆炸,所以实验前先通入氢气排空,避免爆炸,引起安全事故;实验操作中,与其他三项的目的不属于同一类的是B。
故选B。
【点睛】
可燃气体点燃或者加热前,需要验证纯度,防止爆炸。
6.B
【详解】
石墨和足球烯,都是单质,且都只有碳元素组成,由
可知,质量相等的石墨和足球烯,碳原子的物质的量相同,含有的碳原子的个数相等。
故选:
B。
7.D
【详解】
A、由于溶液具有均一性,各部分溶液浓稀程度相同,故A错误;
B、由于溶液具有均一性,各部分溶液浓稀程度相同,故B错误;
C、由于溶液具有稳定性,只要外界条件不变,不论多长时间,溶质和溶剂不会自动分离,溶质质量分数不变,在实验室里放置数天后由于水分在不断蒸发,溶剂减小,所以溶质质量分数变大了,故C错误;
D、由于溶液具有均一性,故瓶内各部分溶液的浓度相同,故D正确。
故选:
D。
【点睛】
溶液是一种均一稳定的混合物,在不改变条件时,溶液的组成和浓度都不会发生变化,要与悬浊液和乳浊液区分开。
8.A
【详解】
A、图中只含有两种物质微粒,属于混合物,符合题意;
B、图中只含有一种物质微粒,且该微粒中只有一种原子,属于纯净物中的单质,不符合题意;
C、图中只含有一种物质微粒,且该微粒中只有一种原子,属于纯净物中的单质,不符合题意;
D、图中只含有一种物质微粒,且该微粒中有两种原子,属于纯净物中的化合物,不符合题意。
故选A。
【点睛】
解答本题的关键是要会分析判定物质的微观构成,如果由多种分子构成就属于混合物
9.B
【详解】
A、蜡烛中主要物质在温度不高的条件下能变为石蜡蒸汽,说明蜡烛中主要物质的沸点较低,故A错误。
B、该实验成功的关键是导气管不能太长,如果导气管太长,由于温度的降低,石蜡蒸汽会在导管中冷凝,不能从导气管的末端导出,使实验不成功,故B正确。
C、在燃着蜡烛火焰的焰心上插一根导管,在另一端导管口点燃产生“子火焰”,子火焰中被燃烧的物质白烟,是石蜡蒸汽,故C错误。
D、导管的一端要插入母火焰的中心部位,是因为母火焰中心部分未与氧气充分接触燃烧,仍为石蜡蒸汽,而不是该处氧气充足,故D错误。
故选B。
10.B
【分析】
气体Z可以通过碳与氧气反应得到,则Z是碳的氧化物,X是一种白色固体。
加热X时,会产生另一种固体Y和气体Z。
根据质量守恒定律可知,则X是化合物,且一定含有碳元素和氧元素。
【详解】
根据以上分析可知:
A、X、Z一定都属于化合物,Y不一定是化合物,故A错误;
B、X、Z中一定都含有碳元素,故B正确;
C、X、Z中一定都含有氧元素,Y中不一定含有氧元素,故C错误;
D、由题中提供的信息,不能确定X、Y中一定含有金属元素,故D错误。
故选B。
11.D
【解析】
A、SiO2不溶于水,也不溶于酸,溶解量不会随pH降低而改变,错误;B、AgCl不溶于水,也不溶于酸,溶解量不会随pH降低而改变,错误;C、BaSO4不溶于水,也不溶于酸,溶解量不会随pH降低而改变,错误;D、Mg(OH)2不溶于水,但溶于酸,会随着pH降低而增加,正确。
故选D。
12.A
【详解】
设该金属的摩尔质量为M,该金属的元素符号为R
M=
,故选A。
13.B
【详解】
气体的溶解度随压强减小而减小,打开活塞排走一半体积的水后,密闭容器中的压强减小,二氧化碳的溶解度随之减小,则水中溶解的二氧化碳会有一部分不再溶解,部分二氧化碳从水中挥发出来,则水中二氧化碳的浓度会下降,故选B。
【点睛】
气体的溶解度受温度与压强两种因素的影响:
压强越大,气体的溶解度越大,温度越高,而气体的溶解度越小。
14.B
【详解】
根据正八面体分析,将其中任意两个X原子用Y原子替换,当两个Y原子在同一三角形任意两个角中,为一种结构,当两个Y原子不在同一三角形的任意一角中,为另一种结构;也就是说当两个Y原子与M原子的键形成90度角时为一种结构,当两个Y原子与M原子的键形成180度角时为另种结构。
故选B。
15.BC
【详解】
A、氢气的密度小于空气的密度,所以利用上述装置采用排空气法收集H2,氢气应从短管,即y管进入瓶内,才能使密度较大的空气从瓶底沿长管排除瓶外,选项错误;
B、瓶中装有NaOH溶液用来除去H2中少量CO2,含有杂质的氢气应从长管,即x管进入瓶内与氢氧化钠溶液充分接触,才能使氢氧化钠与氢气中的二氧化碳完全反应,从而得到纯净的氢气,选项正确;
C、氧气的密度小于水的密度,所以水应从长管,即x管进入瓶中,才能使密度小的氧气沿短管,即y管顺利排到瓶外,选项正确;
D、氧气的密度小于水的密度,所以氧气应从短管,即y管进入瓶内,才能使密度较大的水沿长管,即x管从瓶底部顺利排到瓶外,选项错误,故选BC。
【点睛】
制取气体时,选择收集装置的依据是被收集气体的密度与溶解性。
16.AC
【详解】
A、a摩尔的碳与a摩尔的氧气在密闭容器中反应生成a摩尔的二氧化碳,生成一氧化碳物质的量为零,a摩尔的二氧化碳与a摩尔的碳反应生成2a摩尔的一氧化碳,反应中密闭容器中的气体的质量逐渐增加直至a摩尔二氧化碳与a摩尔碳反应生成2a摩尔的一氧化碳为止,即两个图像能描述同一个反应,选项正确;
B、碳酸钙与一定量的稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,如果稀盐酸不足,则反应中碳酸钙中的质量逐渐减少直至反应停止时碳酸钙有少量剩余,稀盐酸完全反应,反应中溶液的pH应该由小于7开始逐渐变大,直至最后等于7,不会大于7,所以两个图像不能描述同一个反应,选项错误;
C、向氢氧化钙溶液中不断通入二氧化碳,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,溶液中碳酸钙的质量逐渐增加,直至氢氧化钙完全反应,同时随着氢氧化钙的逐渐减少,溶液的导电性逐渐降低直至氢氧化钙完全反应,溶液的导电性几乎为零,继续通入二氧化碳,二氧化碳与碳酸钙、水反应生成可溶性的碳酸氢钙,溶液中的碳酸氢钙逐渐增加,溶液的导电性逐渐增强,直至碳酸钙与二氧化碳和水完全反应,即两个图像能描述同一个反应,选项正确;
D、锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,随着反应的进行,溶液中硫酸铜的质量逐渐减少直至硫酸铜完全反应时硫酸铜的质量为零,由化学方程式Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu可知,参加反应的锌与生成的铜的质量比=65:
64,所以随着锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,反应后的固体质量应该是减少的,即两个图像不能描述同一个反应,选项错误,故填AC。
17.铝元素氮元素氯元素钙元素氢元素
【详解】
(1)地壳中含量前五位元素是氧、硅、铝、铁和钙,其中含量最高的金属元素是铝元素;
(2)大气中含量最多的物质是氮气,氮气由氮元素组成,故大气中含量最高的元素是氮元素;
(3)海水中含量最多的物质是水,其次是氯化钠,水是由氢元素和氧元素组成的,而氯化钠中氯元素占的质量比较大,故除氢、氧外,海水中含量最高的元素是氯元素;
(4)人体中含量最高的金属元素是钙元素,主要存在于骨骼中;
(5)宇宙中含量最高的元素是氢元素,在宇宙中氢的含量越过90%。
【点睛】
本题考查的元素之最,要求学生在平时的学习中善于分类、归纳、记忆。
18.
;
【详解】
(1)第一个转换器是用CO还原NO,生成二氧化碳和氮气,反应的化学方程式为
。
(2)第二个转换器是通入过量空气,使剩余的CO和CxHy充分氧化,使它们转化为二氧化碳和水,反应的化学方程式分别为
;
。
【点睛】
本题考查的是根据题目信息,书写正确的化学方程式,难点在于碳氢化合物燃烧方程式的配平。
19.
①④②⑦甲>乙>丙a
【详解】
(1)当温度T 故三种物质溶解度关系为甲<乙<丙,则T的取值范围为T1 (2)现有含有少量甲的乙固体,若要通过结晶法进行提纯乙。 因为乙的溶解度受温度变化影响较小,而甲的溶解度受温度变化影响较大,应采用蒸发结晶法提纯。 先用一定量的水进行溶解,加热蒸发至有大部分晶体析出,充分冷却后过滤得
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