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1首届京―沪中学生“安捷伦杯”清洁空气挑战竞赛初中组试卷编号地区学校年级姓名________________________一．实验部分实验一燃烧条件的探究（30分）“燃烧”是指物质之间发生的有发光、发热现象的一大类化学反应。“燃烧”与人们的生活关系密切，它既可为我们造福，也可能给我们带来灾害（2010年11月15日上海胶州路高层住宅发生的特大火灾就是一例）。为了控制对人们有利的燃烧，并杜绝有害的燃烧发生，关键在于掌握“燃烧的条件”。提供的仪器和物品：铁丝，广式月饼表皮（内含：熟淀粉、蔗糖、食用油等成分），尖头钳1把，本生灯1个，石棉网1块，火柴等（公用）。操作：1．拿取一块广式月饼的表皮，捏成花生米大小的球状体（要捏得紧一点，以防碎裂），备用；2．以尖头钳为工具，把铁丝加工成一个带柄的、前端为螺旋状勺形的燃烧架（见图1）；3．将月饼皮小球放置在燃烧架上；4．用点燃的火柴试着去引燃月饼皮小球，引燃是否成功？5．点燃本生灯（本生灯若不会使用，可请监考老师指导），手拿燃烧架将月饼皮小球置于灯焰上方灼烧，仔细观察现象。当该小球充分燃烧起来后，将燃烧架移离火焰，继续仔细观察月饼皮的燃烧现象（如图2）。等到火焰自然熄灭后，将燃烧后的黑色残渣倒在石棉网上。根据实验现象回答如下问题：1．为什么1~2根火柴不足以引燃月饼皮小球？为什么月饼皮小球要灼烧以后才能起燃而酒精灯却一点火就起燃？2．月饼皮小球燃烧时有没有火焰？物质燃烧时是不是一定有火焰？根据月饼皮小球燃烧的现象，请你判断真正在燃烧的是哪些物质？3．倒在石棉网上的黑色残渣，其主要成分是什么？它是可燃物吗？为什么此时它不燃烧？怎样才能使它燃烧？2实验二．各种含氯消毒剂的有效氯的比较（40分）现有百分比浓度都是1%的四种含氯消毒剂溶液：漂粉精、优氯净、二氧化氯、漂水（由于四种溶液都很稀，它们的密度都可视为1），试完成以下作业：（1）请通过你自己设计的实验确定它们的有效氯的相对大小（只要比较它们的有效氯的大小，不要求测定它们有效氯的具体数值！），并按有效氯由小到大将它们排序。（2）如果要将过氧乙酸（也是一种消毒剂）与上述四种含氯消毒剂混合排序，请你用实验的方法确定过氧乙酸在以上排序中的位置。提供的仪器和物品：仪器、用品：锥形瓶（代替试管；50mL×4），刻度滴管7支，洗瓶（盛蒸馏水），面纸；试剂：碘化钾溶液（10%），盐酸（2mol/L），淀粉溶液（1%），硫代硫酸钠溶液（0.1mol/L）；试样：漂粉精（1%），优氯净（1%），二氧化氯（1%），漂水（1%），过氧乙酸溶液（1%）等。注意：在做实验二之前，请先仔细阅读以下资料，此资料提供了完成本实验所必需具备的知识！××××资料1．由于环境污染等原因，空气、水体、家庭和个人都须要经常消毒。利用化学药品消灭病原体（细菌、病毒、霉菌、病原虫等）的过程称为化学消毒。化学消毒常采用喷雾、擦拭、浸泡、撒布、熏蒸等不同的方法或多法混用。化学消毒剂的种类很多（大致有九大类），其中“含氯消毒剂”和“过氧化物消毒剂”是使用较多的高效．．消毒剂。例如漂白粉、优氯净、氯亚明、强氯精、二氧化氯、84消毒液、漂水等均属含氯消毒剂；过氧化物消毒剂中以过氧乙酸使用得最多。化学消毒应根据场合、目的不同选择不同的消毒剂。含氯消毒剂和过氧化物消毒剂都是利用它们的强氧化性来实现其杀灭病原体的功能的。显然氧化性越强，杀菌能力也越强。含氯消毒剂的消毒效能常用“有效氯”大小来衡量。“有效氯”是指含氯消毒剂与过量盐酸反应生成氯气的质量与消毒剂本身质量之比值（用“%”表示）。例如100克漂白粉与过量盐酸反应生成30克氯气（Cl2），则该漂白粉的有效氯即为30%。2．卤素的单质共有四种：氟（F2）、氯（Cl2）、溴（Br2）、和碘（I2），均有很强的氧化性。它们氧化性的相对强弱顺序为：F2＞Cl2＞Br2＞I2。3．我们已熟知金属单质之间的置换反应。事实上，非金属单质之间也有类似的置换反应。其反应的规律是：氧化性强的非金属单质可以把氧化性较弱的非金属的阴离子氧化，使其成为单质被置换出来（这与金属的置换反应相类似。区别在于金属是与溶液中的阳离子发生置换反应，而非金属则是与溶液中的阴离子之间进行置换反应）。例如：Cl2的氧化性比I2强，因此Cl2可以氧化I¯阴离子，使其成为单质I2被置换出来。这个反应可用以下化学方程式表示：Cl2+2KI（其中含I¯）───→2KCl+I2离子方程式为：Cl2+2I¯───→2Cl¯+I2同理，F2可以氧化Cl¯、Br¯、I¯；Cl2可以氧化Br¯、I¯，但不能氧化F¯；Br2可以氧化I¯，但不能氧化F¯、Cl¯；以此类推。34．碘与硫代硫酸钠溶液的反应碘与硫代硫酸钠溶液的反应是一个十分重要的化学反应，其化学方程式如下：I2+2Na2S2O3───→Na2S4O6+2NaI化学中常利用这个反应测定碘（I2）的含量。当要测定某溶液中I2的含量时，只要在其中加入淀粉溶液（立即呈现蓝色）后，再加入适量已知浓度的硫代硫酸钠溶液使I2完全反应（蓝色褪去），根据用去的Na2S2O3溶液的体积和它的浓度，即可计算出Na2S2O3消耗的量，并进而确定碘的含量。上述反应不仅可用来测定碘的含量，还可间接测定其他一系列氧化剂的含量。例如测定氯气的含量。我们知道氯气是气体，若要直接测定相当麻烦，起码得装配一套封闭的反应装置吧！但是若利用氯气与碘化钾的置换反应：Cl2+2KI───→2KCl+I2然后用硫代硫酸钠溶液测定反应中生成的碘，即可换算出氯气的质量。操作就大大简化了。5．碘与淀粉的反应这是一个人们非常熟悉的化学反应：当淀粉溶液与碘相遇时，溶液立即呈现很深的蓝色（或蓝紫色）。这个反应常用来确定溶液中是否有碘的存在，因此淀粉溶液经常被用作碘的指示剂。××××请你在阅读资料的基础上，按题目的要求，设计出你的实验方案（按顺序、分点地写出实验步骤）。完成后立即将此附页撕下交给监考老师，并换取完成本实验的较为合理的方案，再按该方案完成实验二！注意：设计方案必须写在此附页上，写在他处者一律作废！此处黏贴附页一4完成以下实验报告1．实验记录（1）各含氯消毒剂中加入的硫代硫酸钠溶液数量：漂粉精：_________滴；优氯净：_________滴；二氧化氯：__________滴；漂水__________滴。（2）过氧乙酸溶液中加入硫代硫酸钠溶液___________滴2．分析归纳的结果（1）四种含氯消毒剂的有效氯排序（由小到大）：_______________________________________________________________________________（2）过氧乙酸与四种含氯消毒剂的混合排序：_______________________________________________________________________________3．在比较各含氯消毒剂有效氯的实验中，为什么硫代硫酸钠消耗量的差别可以反映各消毒剂有效氯的大小？4．过氧乙酸不是含氯消毒剂（没有有效氯），把它与含氯消毒剂一起排序的依据是什么？5二．论述部分资料：目前全国约有五分之一的城市大气污染严重，在113个重点城市中三分之一以上空气质量达不到国家二级标准，机动车的尾气已成为部分大中城市大气污染的主要来源。预计到2020年中国汽车保有量将超过2亿辆，由此带来的能源安全和环境问题将更加突出。通过阅读上述材料，请同学们思考一下：对于汽车（机动车）产生的负面效应，我们应该采取哪些对策，才能解决好能源安全和环境问题，以实现国民经济的可持续发展？并试写一篇800～1000字的小论文阐述自己的见解（论文的字数不必过于拘泥）。（30分）6实验二方案的设计编号_________________姓名_______________________________7“实验方法和步骤”实验方法和步骤：（1）①取出四只小型锥形瓶，洗净备用。②用四支刻度滴管分别量取四种含氯消毒剂溶液各1mL（注意：每一种含氯消毒剂必须专用一支滴管，不可混淆！），并分别注入上述四只锥形瓶中。③在四只锥形瓶中，用刻度滴管各加入碘化钾溶液2mL，振荡使溶液均匀。④再在上述各锥形瓶中，用刻度滴管各加入盐酸1mL，振荡使均匀。此时各溶液应呈现不同深度的棕色，这是溶液中生成了不同数量的碘的缘故。⑤取出其中任何一只锥形瓶，用滴管逐滴．．地滴入硫代硫酸钠溶液（加入的硫代硫酸钠溶液要计数，总滴数要记录！切记！！）。边滴边振荡，直到溶液的棕色变得很淡（淡黄色）时，再加入淀粉溶液约2mL（不必准确量取，加入两滴管即可）。此时溶液应显深蓝色。（如果此时溶液不显深蓝色，表示此实验已失败，必须重做！）⑥继续缓慢地滴加硫代硫酸钠溶液，直到蓝色刚好完全褪尽（注意千万别过量！否则实验得重做！）。记下加入硫代硫酸钠溶液的总滴数。这个试管的实验结束。⑦另外三只锥形瓶按相同的方法（⑤~⑥）做实验，同样记下用去硫代硫酸钠溶液的总滴数。⑧确定各种含氯消毒剂有效氯的相对大小：各锥形瓶用去硫代硫酸钠溶液的滴数比即为四种含氯消毒剂的有效氯之比。（2）另取一只小锥形瓶，用刻度滴管吸取1%过氧乙酸溶液1mL注入其中。再顺序加入2mL碘化钾溶液和1mL盐酸，溶液振荡均匀。接着按（1）⑤~⑥进行操作。实验完毕后根据用去硫代硫酸钠溶液的滴数确定过氧乙酸在排序中的位置。附页二交给监考老师，临考时分发给学生（与学生自己设计的实验方案交换），并黏贴在P.3的空白处！