2014年全国初中化学素质和实验能力竞赛(第二十四届天原杯)复赛试题

　　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。)

　　1.“信息”“材料”和“能源”被称为新科技革命的三大支柱。下列有关说法错误的是( )

　　A. 我国发射的“嫦娥三号”月球探测器使用了复合材料

　　B. 用耐高温的陶瓷制成的发动机，能提高能源的利用效率

　　C. 发展新能源，主要是把煤、石油转化为气态燃料来提高能源的利用率

　　D. 光导纤维传导光信号进行通信，SiO2是制造光导纤维的主要原料。

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　　2.航天飞机表面覆盖石墨瓦，主要是利用石墨( )

　　A.具有导电性、防辐射 B.密度小，减轻机身重量

　　C.熔点高、化学性质稳定 D.硬度小，有润滑作用

　　3.绿色荧光蛋白简称GFP，在氧化状态下产生荧光，强还原剂能使GFP转变为非荧光型体，后者一旦重新暴露在空气或氧气中，荧光便立即得到恢复。下列说法错误的是( )

　　A. GFP具有很强的氧化性 B. 可用GFP标记研究特定的反应

　　C. GFP的发光是将化学能转化为光能 D. GFP产生荧光受外界环境影响

　　4. 用下图实验装置制取干燥的气体正确的是( )

　　5.用Na2SO4溶液[含有少量杂质Fe2(SO4)3]制取Na2SO4•10H2O晶体，可供选择的操作有：①加适量H2SO4溶液(指示剂控制);②加金属Na;③蒸发、冷却、结晶、倾倒;④加过量NaOH;⑤加强热脱结晶水;⑥过滤。

　　正确的操作步聚是( )

　　A.②⑥③ B.④⑥①③ C.④⑥③② D.②⑥①③⑤

　　6.一定温度和压强下，乙腈(CH3CN)是极易溶于水的无色液体，向质量分数为a的乙腈水溶液中加入等体积的水，所得溶液中乙腈的质量分数为0.4a。若同样条件下乙腈的密度为d1，水的密度为d2，则下列正确的是( )

　　A. d1>d2 B. d1

　　7. 高锰酸钾溶液显紫红色，与证明它是MnO4-，而不是K+呈现的颜色的实验操作无关的是( )

　　A. 观察氯化钾溶液没有颜色 B. 在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，没有明显变化

　　C. 在稀高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，紫红色褪去 D. 将高锰酸钾晶体加热分解，所剩固体质量减少

　　8. 20℃时，将等质量不含结晶水的甲、乙固体分别加入到盛有100 g 水的烧杯中，充分搅拌后现象如图1，加热到50℃时现象如图2(不考虑水分蒸发)，甲、乙固体的溶解度曲线如图3。下列说法错误的是( )

　　A.图1中，甲一定是饱和溶液 B.图2中，两溶液中溶质的质量分数一定相等

　　C.图3中，M表示甲的溶解度曲线 D.图2中，两溶液降温至30℃一定都不会析出晶体

　　9.地球上缺少淡水，若将海水淡化供应饮用水，下列方法在原理上可行的是( )

　　A.加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化 B.利用太阳能将海水蒸发冷凝

　　C.控制条件使海水结冰以获取淡水 D.加碱使海水中的有害金属离子沉淀而淡化

　　10. 已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下：

　　(1)CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合 主要反应是：CuSO4+Na2CO3+H2O = Na2SO4+Cu(OH)2↓+CO2↑

　　次要反应是：CuSO4+Na2CO3 = Na2SO4+CuCO3↓

　　(2) CuSO4溶液与Na2S溶液混合 主要反应是：CuSO4+Na2S = Na2SO4+CuS↓

　　很难发生的反应是：CuSO4+Na2S+2H2O = Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2S↑ 下列几种物质的溶解度大小的比较中，正确的是( )

　　A.CuSCu(OH)2>CuCO3 C.Cu(OH)2>CuCO3>CuS D.Cu(OH)2

　　11. 向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn，溶液质量与加入Zn的质量关系

　　如右图所示。下列说法正确的是( )

　　A.取a点溶液，滴加稀盐酸，无白色沉淀 B.c点溶液中溶质为Zn(NO3)2

　　C.若取b～c段固体，滴加稀盐酸，无气泡产生 D.取d点的固体有2种

　　12. 取两份等质量的xCuCO3·yCu(OH)2固体，在一份中加入过量盐酸，生成CO2 6.6 g;

　　加热另一份使其完全分解，得到CuO 20.0 g。则x和y的关系正确的是( )

　　A.x∶y = 1∶1 B.x∶y =2∶3 C. x∶y =3∶2 D. x∶y =2∶1

　　13.a、b、c、d是HCl、BaCl2、AgNO3、Na2CO3四种溶液中的一种，现将它们两两混合的现象列入下表：

　　由上述现象可推知a、b、c、d依次是( )

　　A.HCl、BaCl2、AgNO3、Na2CO3 B.AgNO3、HCl、Na2CO3、BaCl2

　　C.BaCl2、Na2CO3、AgNO3、HCl D.AgNO3、HCl、BaCl2、Na2CO3

　　14.聚合氯化铝(PAC)的化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m，是无机高分子混凝剂。它是以软铝矿(主要成分是Al2O3·H2O)为原料制备……，最后一步反应是将Al(OH)3凝胶与[Al(OH)2(H2O)4]Cl按照一定配比恰好完全反应制得PAC，则该反应中两种反应物的计量数之比为( )

　　A.1∶1 B.

　　C. D. m(1)

　　15.某无色气体可能含有H2、CO、CH4中的一种或几种，依次进行下列实验(假设每一步反应或吸收均完全)：

　　①无色气体在氧气中充分燃烧;②燃烧生成的气体通过盛浓硫酸的洗气瓶，装置质量增加10.8 g;③再将剩余气体通过盛NaOH溶液的洗气瓶，装置质量增加13.2 g。下列推断不正确的是( )

　　A. 该气体一定含有H2、CO、CH4 B. 该气体可能含有H2和CO

　　C. 该气体可能含有CO和CH4 D. 该气体可能含有CH4

　　二、填空题(本题包括10个小题，共40分)

　　16.化学是造福人类的科学。请回答下列问题。

　　(1) 化肥为保证粮食丰产起到了重要作用。常用化肥有：①尿素 CO(NH2)2，②硝酸钾KNO3，③硝酸铵 NH4NO3，④Ca(H2PO4)2 。上述化肥中属于复合肥的是_____________(填序号)。

　　(2) 硫酸钡可用作诊断胃病的造影剂(钡餐)。可溶性的钡盐是有毒的，如果病人误服了碳酸钡，会发生中毒。如果中毒，应立即服用泻盐(MgSO4)解毒。请解释误服碳酸钡引起中毒的原因___________________________，发生反应的化学方程式为_______________ _________;用泻盐可以解毒的原因是________________ ________，相应的化学方程式为____________________________________。

　　(3) 黑火药是我国古代四大发明之一，黑火药爆炸原理可用下式表示：2KNO3 + S + 3C = X + N2 ↑+ 3CO2 ↑。请据此推出X的化学式______ _。

　　17.饮食中和形成二氧化碳有关的几个问题。

　　(1) 馒头：面团经发酵后显酸性，向其中加入的适量碳酸钠会转化为碳酸氢钠，面团蒸熟过程中，碳酸氢钠分解释放的二氧化碳形成气孔，所以馒头松软可口。请配平碳酸氢钠分解的化学方程式：

　　□NaHCO3 — □Na2CO3 + □CO2 + □H2O

　　(2) 油饼(油条)：向发酵的面团中加入碳酸钠的同时，加入适量明矾[K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]，成型后放入热油中，炸制过程中会生成较多气体，使油饼松脆可口。请配平下列化学方程式：

　　□K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O +□NaHCO3 — □K2SO4 +□Na2SO4 +□Al(OH)3 +□CO2 +□H2O

　　(3) 食用这种油饼会摄入少量氢氧化铝，对人体健康不利。为避免摄入氢氧化铝，市售不含铝的膨松剂的主要成分是：NaHCO3和Ca(H2PO4)2，请配平下列化学方程式：

　　□Ca(H2PO4)2 + □NaHCO3 — □CaHPO4 + □Na2HPO4 + □CO2 + □H2O

　　18. 三聚氰胺的化学式为C3H6N6，其中氮元素的质量分数为____________;常见蛋白质的含氮量相近，平均约为16%，请解释为什么不法商贩要在奶制品中添加三聚氰胺：_____________________________________________________________________。

　　19. 将反应 4(NH4)2SO4

　　N2↑+6NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O 产生的气体通入BaCl2溶液，产生两种沉淀，请写出沉淀的化学式：__________________。

　　20.实验室里有四只编号为I、II、III、IV但无试剂名称标签的试剂瓶，分别盛有盐酸、氯化镁溶液、氢氧化钠溶液和硫酸钠溶液。为确认试剂名称，进行如下三个实验(还可使用硝酸银溶液)，实验均没有明显现象。

　　(a) 向溶液I中滴入少量溶液II，在所得的混和溶液中滴加少量的溶液III;(b)将溶液I加入溶液III中;

　　(c) 向溶液IV中滴加少量硝酸银溶液(溶液较稀，微溶物不产生沉淀)。 请回答下列问题。

　　(1) 盐酸是 号，硫酸钠是 号。

　　(2) 先将II与III混和，再加入I，现象是 ，

　　有关的化学方程式是 。

　　21. C60的模型如右图所示，每个碳原子和相邻的_________个碳原子以小棍结合。若要搭建

　　一个这样的模型，需要代表碳原子的小球_________个，需要代表化学键的连接小球的小

　　棍__________根。

　　22. 向含有NaOH和Ca(OH)2的混合溶液中缓缓通入CO2直到过量。其现象为：沉淀……。请按照先后顺序写出相应生成盐的化学式：______________________。

　　23. 1 L海水在逐渐浓缩过程中析出盐的种类和质量

　　(单位：g)的关系如右表所示：

　　(1) 根据表中数据可知普通海水的密度小于___ _g/mL。

　　(2) 在海水晒盐的过程中，卤水的密度应控制在什么范

　　围内?____________。原因是：_______________ _______________。

　　24.某化工厂用废硫酸制备K2SO4的流程如下：

　　(1) 生产上将CaCO3研成粉末的目的是________________ ______________________。

　　(2) 上述流程中，除可综合利用CO2外，还可循环使用的物质是_________ ____(填写化学式)。

　　(3) 反应③中相关物质的溶解度如下表所示。反应③在常温下能实现的原

　　因是 。

　　(4) 洗涤反应③所得晶体不用水而用饱和K2SO4溶液的目的是__________

　　_______ ___;检验此晶体是否洗涤干净的方法是_________________ _________________________。

　　25. CaSO4·2H2O受热会逐步失去结晶水。取纯净的CaSO4·2H2O固体3.44 g

　　进行加热，测定固体质量随温度的变化情况如右图所示。C点固体的化

　　学式是________________。T3～T4温度段加热固体所产生的气体是形

　　成酸雨的主要物质之一，则D～E段发生反应的化学方程式为________ ___________。

　　三、实验题(本题包括4个小题，共20分)

　　26. 市售浓硝酸的质量分数为65%，密度为1.4 g/cm3，要配制30%稀硝酸500 mL，还需要查阅的数据是_______

　　__ _。若配制过程中不使用天平，则必须要计算的数据是_________ ____，必须要使用的仪器是___________________。

　　27. 实验室利用下图装置测量锌的相对原子质量。a g锌与H2SO4反应(设锌全部参加反应，产生气体在量程范围内，气体的密度为0.089 3 g/L)。 请回答下列问题。

　　(1) 检验该装置的气密性的方法是 。

　　(2) 实验结束，恢复到室温后测定C中收集到液体的体积为V L，则

　　锌的相对原子质量表达式为 。

　　如果锌的质量是准确的，但实际测得锌的相对原子质量偏大的可

　　能原因是 。

　　(3) 若气体测量装置部分改为右图甲、乙管的装置，要保证容器内气

　　压与大气压一致的操作是 ，

　　读数时注意视线 。

　　28. 实验室里用未知浓度的50 mL NaOH溶液和适量CO2气体反应制备纯Na2CO3(已知当过量CO2气体通入NaOH溶液中极易生成NaHCO3，且无明显现象)。于是有同学设计了如下实验方案：

　　① 将50 mL NaOH等分成两份，分别盛放在烧杯A、B中。 ② 向A中通入过量CO2气体。

　　③ 将A、B两烧杯中的液体混合后蒸干、灼烧。

　　(1) 步骤②中发生反应的化学方程式为：_____________________ _________________。

　　(2) 步骤③中发生反应的化学方程式为：______________________ ________________。

　　(3) 如果向50mL NaOH溶液中通入过量CO2，再将溶液蒸干、灼烧，该方法与以上方法相比有何不足：_____________ __________________________。

　　29.茶叶中含有丰富的有机物和无机物。某化学研究小组测定茶叶中钙元素含量的实验方案如下：(已知茶叶中铝、铁元素对钙离子的测定有影响，所以要预先除去，溶液中铝离子、铁离子完全转化为氢氧化物沉淀的pH在6左右，加热有利于沉淀聚沉)

　　① 称取100 g干燥的茶叶，充分灼烧使茶叶灰化，再用研钵磨细后移入烧杯中，然后加入200 mL盐酸，搅拌、过滤、洗涤。

　　② 向步骤①所得滤液中逐滴加入稀氢氧化钠溶液，调节溶液的pH为6～7左右，再加热煮沸30 min，过滤后得到滤液和沉淀。

　　③ 向步骤②所得的滤液中加入1.59 g无水碳酸钠，充分搅拌，待充分反应后，过滤，洗涤，过滤后得到滤液和沉淀。 请回答下列问题。

　　(1) 步骤①中灼烧灰化的目的是_______________________ _ __________ ___________。

　　(2) 步骤②中加热煮沸30 min的目的是 。

　　(3) 计算茶叶中钙元素的含量还需要测定的数据是 。

　　(4) 步骤③中无水碳酸钠的用量“1.59 g”是 (填“适量”“过量”或“不足量”)。

　　四、计算题(本题包括2个小题，共10分)

　　30.燃烧1.0 m3天然气(CH4)需10~12 m3空气(其中氧气的体积分数为21%)，燃烧1.0 m3液化气需30 m3空气。已知，在相同温度和压强下，1.0 m3空气中N2分子和O2分子总数和1.0 m3 CH4中的分子数，以及1.0 m3液化气中的分子总数相等。燃烧1.0 m3 CH4需10 m3空气，则氧气过量多少倍?

　　31.铝镁合金因密度小、强度高、刚性好等特点，在人类生活中应用广泛。某兴趣小组的同学对编号为①、②的两种铝镁合金样品进行了如下实验。

　　已知：镁能与酸反应，但不能与碱溶液反应;铝既能与酸反应，又能与氢氧化钠等碱溶液反应，化学方程式为: 2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2↑，NaAlO2溶液与二氧化碳反应能产生氢氧化铝沉淀，后者经过滤、洗涤、灼烧后生成相应氧化物。

　　(1) 取质量为m1的样品①和过量的氢氧化钠溶液反应，然后过滤;再向滤液中通入过量的二氧化碳气体，将所

　　得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，所得固体的质量仍为m1。求样品①中铝的质量分数。

　　(2) 取不同质量的样品②分别和30 g相同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体体积(气体的密度为

　　0.089 3 g/L)如右表所示：

　　求：① 盐酸中溶质的质量分数。 ②合金中铝镁的质量比。

　　附加题

　　1. 某同学为了研究生石灰(CaO)露置于空气中变质的情况，设计了如下实验：

　　请通过计算推断粉末A的成分，并计算粉末A中CaO的质量分数。

　　2. 某液化气由两种含量相近的可燃性气体组成，二者的分子式均可表示为CnH2n+2，且n值仅相差1。这两种气体燃烧的化学方程式可表示为：CnH2n+2 +(1.5n+0.5)O2 = nCO2 +(n+1)H2O

　　请根据燃烧1.0 m3该液化气消耗30 m3空气，求该液化气中两种组分的分子式。