2004年第十四届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛复赛试题（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

盛放酒精的试剂瓶的标签上应印有下列警示标记中的（ ）
A．
B．
C．
D．

2. 难度：中等

目前我国许多城市和地区定期公布空气质量报告，在空气质量报告中，一般不涉及（ ）
A．二氧化硫
B．二氧化碳
C．氮氧化合物
D．可吸入颗粒物

3. 难度：中等

在我们的日常生活中出现了“加碘食盐”、“增铁酱油”、“高钙牛奶”、“富硒茶叶”、“含氟牙膏”等商品，这里的碘、铁、钙、硒、氟应理解为（ ）
A．元素
B．原子
C．分子
D．单质

4. 难度：中等

园林工人在树干下部涂上一层石灰浆，其作用是（ ）
A．美观
B．杀菌
C．标记
D．以上都不对

5. 难度：中等

试管内壁附着的下列物质不能用稀盐酸浸泡而除去的是（ ）
A．盛石灰水后留下的白色固体
B．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应后留下的红褐色固体
C．用一氧化碳还原氧化铁留下的黑色物质
D．用足量的一氧化碳还原氧化铜留下的红色物质

6. 难度：中等

2003年10月16日6时23分，“神舟”五号载人飞船在内蒙古成功着陆，返回舱完好无损．飞船在重返大气层时，由于同空气的剧烈摩擦，船体的表面温度将上升到2000℃～3000℃，因此飞船表面必须有良好的防高温措施．下列有关飞船的防高温措施中不可取的是（ ）
A．使用陶瓷类的贴面覆盖船体，以防止高温侵入舱内
B．使用在一定条件下能熔化或气化的表面覆盖材料
C．使用在-定条件下能与大气层中的氧气发生剧烈燃烧的表面覆盖材料
D．使用在一定条件下能发生分解反应的表面覆盖材料

7. 难度：中等

若在宇宙飞船的太空实验室（失重条件下）进行以下实验，其中最难完成的是（ ）
A．将金粉和铜粉混合
B．将牛奶加入水中混合
C．将氯化钠晶体溶于水中
D．用漏斗、滤纸过滤除去水中的泥沙

8. 难度：中等

两位美国科学家彼得•阿格雷和罗德里克•麦金农，因为发现细胞膜水通道，以及对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献而获得2003年诺贝尔化学奖．他们之所以获得诺贝尔化学奖而不是生理学或医学奖是因为（ ）
A．他们的研究和化学物质水有关
B．他们的研究有利于研制针对一些神经系统疾病和心血管疾病的药物
C．他们的研究深入到分子、原子的层次
D．他们的研究深入到细胞的层次

9. 难度：中等

等电子体具有原子数目相同，电子数目相同的特征．下列各组中的物质属于等电子体的是（ ）
A．NO和O₂⁺
B．CO和N₂
C．NO₂和CO₂
D．SO₂和ClO₂

10. 难度：中等

[A1₂（OH）_nC1_m•yH₂O]_x是水处理过程中常用到的一种无机高分子混凝剂，式中m等于（ ）
A．3-n
B．6-n
C．6+n
D．3+n

11. 难度：中等

19世纪，化学家对氧化锆的化学式有争议．经测定，锆的相对原子质量为91，其氯化物的相对分子质量是233．若氧化锆中锆的化合价与氯化物中的相同，氧化锆的化学式为（ ）
A．ZrO₂
B．Zr₂O
C．Zr₂O₃
D．ZrO

12. 难度：中等

我国决定推广使用车用乙醇汽油，它是在汽油中加入适量的乙醇形成的混合燃料．下列叙述错误的是（ ）
A．使用乙醇汽油能减少有害气体的排放
B．燃烧中的乙醇可以通过粮食发酵或化工合成等方法制得
C．乙醇汽油是一种新型的化合物
D．燃烧乙醇汽油可以减少对大气的污染，是因为它不含硫元素和氮元素

13. 难度：中等

为防止煤气逸散使人中毒，常在煤气中加入少量的有特殊激性气味的乙硫醇（C₂H₅SH）．乙硫醇在煤气燃烧过程中也可以充分燃烧，其化学方程式为：2C₂H₅SH+9O₂4CO₂+2Ⅹ+6H₂O，则X的化学式为（ ）
A．H₂SO₄
B．SO₃
C．SO₂
D．CO

14. 难度：中等

“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念．在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应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C₅H₈₂（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的其它反应物是（ ）
A．CH₃OH和H₂
B．C0₂和H₂O
C．CO和C₂H₅OH
D．CO和CH₃OH

15. 难度：中等

将一严重锈蚀而部分变成铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]的铜块研磨成粉末，在空气中充分灼烧成CuO，固体质量的变化情况可能是（ ）
A．增重30%
B．增重10%
C．不变
D．减轻30%

二、填空题

16. 难度：中等

已知氮、硅原子结构示意图如图．氮化硅是一种新型陶瓷材料的主要成分，能承受高温，可用于制造业、航天业等．试写出氮化硅的化学式    ．医学研究表明：偏硅酸有软化血管的作用，对心脏病、高血压有一定疗效．偏硅酸是二元酸，又是含氧酸．则偏硅酸的化学式为    ．

三、解答题

17. 难度：中等

（1）用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作是：______；
（2）小华同学用pH试纸，按正确操作测定洗发剂和护发剂的pH．测得洗发剂的pH略大于7，则洗发剂显______性；测得护发剂的pH略小于7，则护发剂显______性．
（3）弱酸性有益于头发的健康．想一想，洗发时应先用______剂，后用______剂．

四、填空题

18. 难度：中等

2003年上半年“非典”肆虐时期，很多人通过服用维生素C泡腾片来给人体补充维生素C，增强肌体抵抗力．将维生素C泡腾片放入一杯热水中，药片会不断溶解，同时产生大量气泡，片刻后即成为一杯鲜甜的橙味饮品．维生素C泡腾片主要成分为维生素C；辅料为阿朴胡萝卜醛，橘味香精，橙味香精，维生素B₂，糖精钠，碳酸氢钠，氯化钠，蔗糖，酒石酸晶体（这是一种有机酸）．请回答以下问题：
（1）泡腾片放入水中后，产生的气泡是    气体，产生气泡的主要原因是    ．
（2）泡腾片在投入水中以前不产生气体的原因是    ．
（3）维生素C泡腾片的贮存条件是：低温、避光、    、    ．

19. 难度：中等

阅读材料，回答问题：二氧化硫是酸性氧化物，易溶于水，且跟水化合生成亚硫酸：SO₂+H₂O=H₂SO₃．亚硫酸很不稳定，容易分解生成二氧化硫和水：H₂SO₃=SO₂+H₂O．二氧化硫能漂白某些有色物质，如将二氧化硫通入品红溶液中，能使品红溶液褪色．二氧化硫的漂白作用是由于它能跟某些有色物质反应而生成不稳定的无色物质．这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色．
某学生课外活动小组利用右图所示装置，分别做如下实验：
（1）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是    溶液．加热时，溶液由无色变为红色的原因是    ．
（2）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是    溶液．

20. 难度：中等

某乡的村民普遍患有一奇怪的疾病，脱发、失明甚至死亡．经中国科学院地化所专家对该地区水源、植物进行了分析，确定引起疾病的原因是附近矿山乱挖滥采，使水源中含铊（Tl）元素过高所致．
（1）为使当地民众摆脱困境，当务之急应采取的措施是    ．
（2）高纯铊及其合金可作半导体材料，价格与黄金相当．分三步使硫酸亚铊转化为纯铊．Tl₂SO₄（溶液）→TlOH（溶液）→蒸干→Tl₂O─→Tl请写出其中的第一步与第三步反应的化学方程式．
    、2TlOHTl₂O+H₂O、    ．

21. 难度：中等

X和Z是由A、B、C三种元素（A、B、C均为1～18号元素）形成的两种化合物．已知元素A在两种化合物中的质量分数分别为29.1%和17.0%，且B、C的质量比在两种化合物中是相同的．已知化合物X的化学式为A₂B₂C₃，z的化学式为A₂B_xC_y．它的溶液跟盐酸混合时有气体和浅黄色沉淀生成，该气体是形成酸雨的主要原因．则元素A是    ，B是    ，C是    （填元素符号），Z的化学式为    ．

22. 难度：中等

为防止大气污染，工业上产生的硫化氢（H₂S）要经过处理，使其变成硫单质．富玛克斯法治理硫化氢的方法和步骤如下：
①用2%～3%的Na₂CO₃溶液作吸收剂生成两种酸式盐，其中一种为NaHS；
②再加入一种RNO（液）（R表示一种有机基团）与生成的这种酸式盐的水溶液反应生成硫、碱和RNHOH；
③第二步生成的碱在溶液中与另一种酸式盐反应生成正盐；
④RNHOH与空气中的氧发生反应又得到RNO．
（1）写出上述四步反应的化学方程式．
①    ；
②    ；
③    ；
④    ．
（2）富玛克斯法的总反应的化学方程式为：    ，RNO在整个过程中起到    的作用．

五、解答题

23. 难度：中等

某纯碱样品中含有少量氯化钠，现欲测定其碳酸钠的质量分数，进行如下实验：
实验原理：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
通过实验测定反应产生的二氧化碳的质量，即可求得原样品中碳酸钠的质量，进而求得碳酸钠在样品中的质量分数．
实验装置：

实验步骤：
①如图连接装置（除B、C外）并加入所需药品．
②称量并记录B的质量（m₁）．（称量时注意封闭B的两端．）
③按动鼓气球，持续约1分钟．
④连接上B、C．
⑤打开分液漏斗F的活塞，将稀硫酸快速加入D中后，关闭活塞．
⑥按动鼓气球，持续约1分钟．
⑦称量并记录B的质量（m₂）．（称量时注意封闭B的两端及E右端的出口．）
⑧计算．
（1）已知碱石灰的主要成分是氢氧化钙和氢氧化钠，则干燥管A的作用：______；
干燥管C的作用是______
E装置的作用是______．
步骤③中鼓气的目的是______
步骤⑥中鼓气的目的是______；
本实验能否同时省略③、⑥两个步骤？______，原因是______．
（2）若所取样品的质量为5g，为确保实验顺利进行，分液漏斗F中至少要盛放10%的稀硫酸（密度为1.07g/mL）______mL，若m₁为51.20g，m₂为53.18g，样品中碳酸钠的质量分数为______．

24. 难度：中等

小明、小鹏和小芳三位同学在一起探究蜡烛燃烧，他们将短玻璃导管插入焰心，发现另一端也可以点燃．
（1）提出问题：导管里一定有可燃性气体，气体成分可能会是什么呢？
（2）猜想：小明认为：可能是蜡烛不完全燃烧时产生的CO．
小鹏认为：可能是蜡烛受热后产生的石蜡蒸气．
小芳认为：可能上述两种情况都有．
（3）设计实验方案：请你帮他们设计一个简单的实验方案，来判断哪一种分析是正确的______．
（4）现象与结论：如果小明的猜想正确，现象应是______．如果小鹏的猜想正确，现象应是______．如果小芳的猜想正确，现象应是______．
（5）如果用C_nH_2n+2表示蜡烛的主要成分，则其燃烧的化学方程式为______

25. 难度：中等

已知Cu₂O是一种红色固体物质，在酸性溶液中，可发生反应生成Cu²⁺和Cu．请用已学过的知识设计一个最简便的实验方案，来检验CuO经氢气还原所得到的红色产物中是否有Cu₂O．

实验步骤	______
实验现象与结论	______
化学方程式	______

26. 难度：中等

Na₂CO₃、NaHCO₃、CaO和NaOH组成的混合物27.2g，溶于足量水并充分反应后，溶液中Ca²⁺、CO₃^2-、HCO₃^-全部转化为沉淀，将反应容器内水分蒸干，最后得到白色固体29.0g．则原混合物中Na₂CO₃的质量是多少？

27. 难度：中等

某管道煤气的主要成分是CO、H₂和CH₄等，其体积分数如下表a：在充分燃烧时，H₂、CO和CH₄三种气体提供的能量占管道煤气提供总能量的85%．有一燃气热水器，某次使用时进水温度为12℃，出水温度为42℃，水流速度为5.0L/min（min代表分钟，下同），煤气的消耗量为60L/min，在使用过程中损失的能量占30%．已知这三种气体在12℃时的燃烧热值如下表b：

表a：某管道煤气中各成分的体积分数					表b：三种气体在12℃时的燃烧热值
H2	CO	CH4	其他		H2	CO	CH4
？	15%	？	24%		12.2×10^6J/m^3	12.1×10^6J/m^3	38.0×10^6J/m^3

求：管道煤气中H₂和CH₄的体积分数．