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2009年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（第十九届天原杯）复赛试题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:1C:12N:14O:16Na:23Mg:24Si:28S:32Cl:35.5Fe:56Cu:64Zn:65Ba:1373.考试时间：2小时一、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123456789101112131415答案1．为了警示世人因气候变化对人类危害的关注，2009年“世界环境日”的主题是：“团结起来应对气候变化”。下列做法或认识不符合．．．这一主题的是（D）A．提倡乘坐公共交通、骑自行车或步行的方式出行B．在生产和生活活动中提倡使用节能技术和节能用具C．植树造林，严禁乱砍滥伐D．广泛使用酒精、沼气，既可解决能源问题，也有利减轻温室效应[解析]酒精和沼气是较清洁能源，但燃烧会产生二氧化碳，仍无法减轻温室效应。2．分类法是一种行之有效、简单易行的科学方法。某同学用下表所示形式对所学知识进行分类，其中甲与乙、丙、丁是包含关系。下列各组中，有错误．．的组合是（AD）选项甲乙、丙、丁A常见干燥剂浓硫酸、石灰石、碱石灰B常见合金不锈钢、焊锡、生铁C常见营养物质蛋白质、维生素、无机盐D常见碱烧碱、纯碱、熟石灰[解析]A组中石灰石不是干燥剂，D组中纯碱又名碳酸钠，属于盐。3．2008年诺贝尔化学奖授予钱永健等发明的绿色荧光蛋白标记技术，这项发明为细胞生物学和神经生物学的发展带来一场革命，对我们理解绿色荧光蛋白如何发光作出了贡献。绿色荧光蛋白分子中含有氨基（—NH2，具有碱的性质）和羧基（—COOH，具有酸的性质）。该分子具有的性质是（C）A．只能与硫酸反应，不能与氢氧化钾反应B．只能与氢氧化钾反应，不能与硫酸反应C．既能与硫酸反应，又能与氢氧化钾反应D．既不能与硫酸反应，又不能与氢氧化钾反应得分评卷人4．1～18号元素中X元素的原子最外层只有1个电子，Y元素的原子的第三层有6个电子，Z元素的第二层也有6个电子，在化合物中只有Z元素的化合价为负。由这三种元素组成的化合物的化学式可能是（B）A．XYZ4B．X2YZ3C．X3YZ4D．XYZ3【解析】Y为硫元素，Z为氧元素，X元素可能为氢、钠等，联想由这三种元素组成的熟悉的化合物，如H2SO4(硫酸)\H2SO3（亚硫酸）。5．咖喱是一种烹饪辅料，若白衬衣被咖喱汁玷污后，用普通肥皂洗涤时，会发现黄色污渍变为红色，浸泡在水中后红色又变黄色。据此判断可能与咖喱有相似化学作用的试剂是（B）A．活性炭B．石蕊溶液C．无水硫酸铜D．淀粉溶液6．对下列实验指定容器中的水，其解释没有体现水的主要作用的是(A)ABCD实验装置解释集气瓶中的水：吸收放出的热量量筒中的水：通过水体积的变化测出减少的O2体积集气瓶中的水：冷却溅落融熔物，防止集气瓶炸裂烧杯中的水：加热铜片；隔绝空气[解析]A中的水主要吸收反应生成的二氧化硫气体，防止污染大气。7．将一定质量的a、b、c、d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如下：物质abcd反应前质量/g6.403.204.000.50反应后质量/g待测2.567.200.50下列说法中错误的是（B）A．a和b是反应物，d可能是催化剂B．反应后a物质的质量为4.64gC．c物质中元素的种类，一定和a、b二种物质中元素的种类相同D．若物质a与物质b的相对分子质量之比为2:1，则反应中a与b的化学计量数（系数）之比为2:1[解析]先根据质量守恒定律，算得待测值为3.84，B错误；比较各物质反应前后质量变化，得出A正确，且一定是化合反应，因而C正确；参加反应的a、b质量比为（6.4－3.84）：（3.2－2.56），等于a、b两物质分子量与化学计量数的乘积之比。8．ClSO3H称为氯磺酸，是一种强酸。对于反应：ClSO3H+HCOOH＝CO+HCl+H2SO4有如下判断，其中合理的是(D)A．此反应属于复分解反应B．此反应中碳元素的化合价发生改变C．反应后溶液的pH变大D．反应后溶液的pH减小【解析】一般只要求判断无机物中元素的化合价，对于有机化合物，一般用共用电子对的偏向来计算化合价，如HCOOH中碳有两个电子偏向O，一个电子偏向-OH，与H共用的电子偏向C原子，故HCOOH中C的化合价＝+2+1－1＝+2（不理解也没关系）每个氯磺酸和甲酸分子仅能电离一个氢离子，而产物中一个硫酸分子电离两个氢离子，反应后氢离子浓度增大，酸性增强，PH值减小。9．物质与水发生的复分解反应称为水解反应。例如：Al2S3＋6H2O＝2Al(OH)3↓＋3H2S↑。根据上述观点，下列说法中不正确．．．的是（C）A．NaF的水解产物是NaOH和HFB．CaO2的水解产物是Ca(OH)2和H2O2C．PCl3的水解产物之一是PH3D．Mg3N2水解产物是Mg(OH)2和NH3【解析】抓住题中信息“复分解”，即相互交换成分，各元素化合价不变。10．有Na、S、O、H四种元素中的二种或三种元素组成四种常见的化合物。其中甲能跟氯化钡反应生成一种硫酸盐和另一种盐；乙能跟氢氧化钠反应生成盐和水；丙能跟盐酸反应生成盐和水；丁呈中性，且可以分别跟氧化钙或二氧化碳发生化合反应，生成相应的碱或酸。下列推断：①甲一定是硫酸钠；②乙可能是硫酸；③丙一定是氢氧化钠；④丁一定是水。其中正确的一组是（D）A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④【解析】根据“甲能跟氯化钡反应生成一种硫酸盐和另一种盐”推断甲一定是硫酸盐Na2SO4;根据“乙能跟氢氧化钠反应生成盐和水”推断乙可能是H2SO4或SO2或SO3;根据”丙能跟盐酸反应生成盐和水，”推断丙可能是氢氧化钠或亚硫酸钠。11．质量相等的锌和铁分别和质量相等、溶质质量分数也相等的稀盐酸反应，反应情况如右图所示。则下列叙述中正确的是（AD）A.图线a、b分别表示锌、铁的反应情况B．锌、铁均反应完，盐酸有剩余C．盐酸均反应完，一定有锌剩余D.盐酸均反应完，一定有铁剩余【解析】右图说明锌和铁与盐酸反应生成的氢气体积相等，故盐酸均反应完，对于等质量的盐酸消耗的锌的质量大于铁，故铁一定剩余。12．下列制备物质的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是（D）【解析】A项二氧化碳的制取不经济，B项中应用昂贵的硝酸银制廉价的氢氧化铜，C项铁燃烧不生成氧化铁，理论上错误。13．一定质量某硝酸钾样品中不含可溶性杂质。在10℃时加蒸馏水使之充分溶解，残留固体的质量为250g。若该实验在40℃下进行时，残留固体质量为120g；70℃时为20g。已知KNO3在不同温度下的溶解度：温度/℃10405570溶解度/g2065100140对该样品的推断正确的是（D）A．该硝酸钾样品为纯净物B．40℃时溶于水的硝酸钾为130gC．70℃时KNO3溶液为饱和溶液D．55℃左右时KNO3完全溶解【解析】该题不需要计算，硝酸钾具有溶解度随温度升高而明显增大的特点，从10℃至40℃又溶解了（250－120）＝130克硝酸钾，40℃至70℃仅溶解（120－20）＝100克硝酸钾，说明70℃时为硝酸钾的不饱和溶液，且70℃时剩余固体都是杂质，运用排除法选D。14．一定量的木炭在盛有氮气和氧气混合气体的密闭容器中燃烧后生成CO和CO2，且测得反应后所得CO、CO2、N2的混合气体中碳元素的质量分数为24%，则其中氮气的质量分数可能为（B）A．10%B．30%C．50%D．70%【解析】该题运用极值法。设碳燃烧只生成二氧化碳，由C--CO2计算出二氧化碳占88%，则氮气的质量分数占1－88%＝12%；若碳燃烧只生成一氧化碳，由C――CO计算出一氧化碳占56%，则氮气的质量分数占1－56%＝48%。但题意说明碳燃烧生成一氧化碳和二氧化碳的混合气体，故氮气的质量分数应介于12%至48%之间，选B。15．用下图装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管（包括氧化铜）的质量差和U型管（包括碱石灰）的质量差，计算得氢元素和氧元素的质量比大于1:8。下列对导致这一结果的原因的分析中合理的是（）A．Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置B．Ⅲ装置干燥剂量不足，水没有被完全吸收C．CuO没有全部被还原D．Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝【解析】CuO+H2=Cu+H2O，实验目的是，通过测定玻璃管中固体的质量差得到氧元素的质量；测定U型管的质量差即生成水的质量。但装置Ⅰ和Ⅱ之间没有干燥装置，Ⅰ中部分水会直接进入Ⅲ中，使得测得的反应生成的水的总质量偏大，推得的氢元素质量偏大，故氢氧元素质量比大于1：8.或Ⅱ中玻璃管内有水冷凝，导致玻璃管中固体的质量差偏小，也会使得氢氧元素质量比大于1：8。二、填空题（本题包括10个小题，共40分）16．（2分）构建和谐社会，建设社会主义新农村的目标之一是让农民饮用清洁的自来水。ClO2是新一代饮用水的消毒剂，许多发达国家采用ClO2代替Cl2进行自来水的消毒。请回答下列问题：（1）ClO2的名称为二氧化氯；（2）制取ClO2的微观过程如图所示：得分评卷人该反应的化学方程式是Cl2+2NaClO2=2NaCl+2ClO2。17．（5分）2008年9月27日，太空第一次留下了“中国人的脚印”。我国研制的航天员舱外服为航天员成功进行太空行走提供了可靠的保证。（1）航天员舱外服除了要隔热、散热外，在航天服这个密封的空间中还要有通讯系统、动力系统、输送养料系统和废气处理系统，其中废气处理包括两个步骤：笫一步，让废气进入一个装有木炭的盒子除去臭气，这一过程利用了木炭的吸附性，发生了物理变化（填“物理变化”或“化学变化”）；笫二步，再用氢氧化锂（LiOH）作吸收剂除去二氧化碳（氢氧化锂和氢氧化钠都是碱，具有相似的化学性质），写出该反应的化学方程式2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O。（2）在太空舱里，NiFe2O4可用于促进宇航员呼出的CO2转化为O2，而自身的质量及化学性质保持不变，你认为NiFe2O4在这一反应中是催化剂。你对维持舱内O2、CO2气体含量的建议是种植绿色植物。18．（3分）废旧干电池中许多物质应该是可以回收利用的。某种型号干电池的剖面如下图所示。请回答下列问题：（1）提取干电池内填充物中的MnO2：取填充物溶于水、过滤、洗涤，得到黑色不溶物。再经过灼烧的处理，即得到MnO2。（2）取（1）中过滤得到的滤液，分为两份，一份加入烧碱溶液，加热产生一种刺激性气味的气体，该气体的水溶液pH7，且常用作化肥，则该气体的化学式为NH3；另一份加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，滴加稀HNO3沉淀不溶解，则可推知A物质的化学式为NH4Cl。【解析】废电池中不能溶于水的黑色物质除二氧化锰外，还有石墨－C，除去碳采用灼烧法，让碳与氧气反应生成二氧化碳气体逃逸。19．（2分）某环境监测小组的同学，利用CO与PdCl2溶液反应（水也参与反应）产生黑色金属钯粉末的反应原理，来检测CO对空气的污染情况。请写出此反应的化学方程式CO+PdCl2+H2O=Pd+CO2+2HCl，反应中作还原剂的物质名称是一氧化碳。20．（4分）现有X、Y、Z三种元素，其中X原子核内只有一个质子；Y原子L层电子数是K层电子数的2倍；X与Z形成的化合物的分子式为ZX3，每个分子内有10个电子。请回答下列问题：（1）写出Z元素的原子结构示意图__________________；X分别与Y、Z形成的化合物中，具有5个原子核的微粒的化学式为CH4（NH4＋也可）。（2）某些常见物质可用来合成新材料，如利用高温高压法使石墨转变为人造金刚石。科学家认为Y、Z元素可形成一种比金刚石更硬的化合物，后来人们在实验室成功合成了含有这些元素的化合物（制作晶体薄膜材料），这种化合物的化学式是C3N4；试推测合成这种化合物所需的条件是高温高压。【解析】题（2）中根据C、N原子的核外电子排布推测碳为+4价，氮为