2016年上海市初中学生化学竞赛（第二十八届天原杯）复赛试题
（总分120分，时间120分钟）
相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Fe-56
一、选择题（本题包括16个小题，共40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个扣一半分数）
1、2015年10月，因发现抗疟疾药青蒿素而首获诺贝尔自然科学类奖的中国本土科学家是
A. B. C. D.
2、化学用语书写正确的是
A、金钢石
B、汞蒸汽
C、氯化氨
D、瓷坩埚
3、已知HClO与H2SO3都是弱酸，两者可以发生反应：HClO + H2SO3→ HCl + H2SO4，下列判断合理的是
A、该反应属于复分解反应
B、该反应中H2SO3作还原剂
C、该反应说明某些酸具有一定的碱性
D、反应后溶液pH>7
4、垃圾应分类收集，以下物质应放置于贴有“”标志垃圾筒内的是
A、废电池
B、旧报纸
C、空易拉罐
D、过期药品
5、在命名化学物质时，如果某元素的化合价不止一种，一般我们把其中比较稳定而且常见的化合价作为标准，化合价比它高的加上前缀“高”，化合价比它低的加上前缀“亚”，以此进行区分。据此，下列物质命名正确的是
A、BaMnO4：锰酸钡
B、Na2FeO4：铁酸钠
C、Hg2Cl2：氯化汞
D、CaHPO4：亚磷酸氢钙
6、波尔多液是一种含铜杀菌剂，制作波尔多液的主要原料除了水和硫酸铜外，还需
A、纯碱
B、烧碱
C、硫磺
D、生石灰
7、下列能制备氢气并能灌充小氢气球的实验装置是
A. B.
C. D.
8、在设计探究实验时，往往保持所有条件均相同进行多次实验，其目的是
A、增加数据数量，便于总结数据变化规律
B、控制实验条件进行对比
C、消除试剂中所含杂质对实验结果的干扰
D、消除偶然的不确定因素带来的误差
9、已知酸碱中和反应放出的热量与消耗的酸、碱的物质的量成正比。将30mL某稀硫酸与30mL某氢氧化钠溶液混合，恰好完全反应，溶液温度升高△T1，保持两种溶液浓度不变，体积均改为90mL进行中和，溶液温度升高△T2，若不计热量损失，△T1与△T2的关系是
A、△T1=△T2
B、△T1=3△T2
C、3△T1=△T2
D、6△T1 =△T2
10、某溶液的溶质可能是K2SO4、KCl、Na2CO3、NaOH中的一种或几种，某同学取4份此溶液样品，分别进行如下实验：
①进行焰色测试，火焰呈黄色，透过蓝色钴玻璃可以看到火焰呈紫色
②加入硝酸银，产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀部分溶解，产生气体
③加入足量氯化钡溶液，产生白色沉淀，该沉淀部分溶于稀硝酸且放出气体
④加入足量硝酸钡溶液，产生白色沉淀，过滤后向滤液中加入硝酸银溶液，产生白色沉淀该同学最终确定该溶液中仅存在K2SO4、KCl、Na2CO3三种溶质。请分析．该同学只需完成上述哪两个实验，即可得出此结论？
A、①②
B、③④
C、②③
D、②④
11、意大利化学家阿伏伽德罗在化学上的重大贡献是建立分子学说，他提出：同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子。现有两个密闭容器，分别装有等质量的甲、乙两种气体，若两容器内气体的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度。下列说法正确的是
A、气体体积：甲>乙
B、原子数目：甲<乙
C、分子数目：甲<乙
D、摩尔质量：甲>乙
12、现有质量分数为0.15的硝酸钾溶液20g，质量分数为0.40的硝酸钾溶液15g，另外还有足够多的硝酸钾固体和水，要配制质量分数为0.20的硝酸钾溶液30g。若要尽量多使用现有的两种溶液，则
A、还额外需要1.5g硝酸钾
B、还额外需要2.5g水
C、还额外需要0.6g硝酸钾和3.4g水
D、不需要额外的硝酸钾和水
13、已知物质x的溶解度随温度变化曲线如图所示。下列判断正确的是
A、升高温度可以加快X的溶解速度
B、含有X的混合溶液冷却后只析出X晶体，说明该溶液所有溶质中，
X的溶解度一定随温度变化最大
C、含有X的混合溶液恒温蒸发首先析出X晶体，说明在此温度下该
溶液所有溶质中，X的溶解度一定最小
D、硝酸钾中含有少量X（不与硝酸钾发生反应），可用冷却结晶法提纯
14、已知t℃时，CuSO4的溶解度为sg/100g H2O，将s g无水CuSO4粉末加到CuSO4饱和溶液中，析出一定量的监色晶体，若要将该蓝色晶体溶解，则至少还应加入水的质量为
A、(100+s)g
B、(100 – 9/25s)g
C、100g
D、（100+16/25s）g
15、下列测定Na2CO3与NaOH混合物中Na2CO3的质量分数实验方案中可行的是
A、取一定质量混合物溶于水，加入足量稀盐酸，蒸发结晶后得到不含结晶水的固体，测定该固体质量
B、取一定质量混合物溶于水，加入足量稀硫酸，将逸出的气体用排水集气法收集后，测得气体体积并换算为质量
C、取一定质量混合物溶于水，加入足量氢氧化钡溶液，过滤、洗涤沉淀并低温烘干，测定得到固体的质量
D、取一定质量混合物溶于水，加入足量稀硫酸，将逸出的气体全部通入碱石灰中，测定碱石灰的增重
16、某只含铁、氧两种元素的样品X，高温下与足量的CO充分反应，生成的气体被足量氢氧化钡溶液吸收，测得沉淀的质量恰好为原样品X质量的两倍。如果X中只含两种物质，则X中一定含有
A、Fe
B、FeO
C、Fe3O4
D、Fe2O3
二、填空题（本题包括9个小题，共49分）
17. 汽车给人类生活带来极大便利，但随着车辆的增多，给城市环境带来很大压力。
（1）常见汽车尾气中含有碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物（以NO x为代表）、二氧化碳等成分。其中不属于空气质量指数(AQI)监测对象的是碳氢化合物和的浓度。此外，AQI的监测对象还包括（任写一种）的浓度。
（2）汽车动力来源与其尾气排放有密切关系，下图对三种不同类型汽车（以序号1、2、3表示）尾气成分进行了比较。这三种汽车分别是以汽油（可以用C8H18表示）为燃料的汽车、以天然气为燃料的汽车和气电混合动力（燃气发动机与电动机共同驱动）汽车。
可判断1号车是汽车，3号车是汽车。
（3）三元催化器是安装在汽车排气条统中最重要的机外净化装胃，它可将汽车尾气排出的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等有害气体通过氧化还原作用转变为无害的_______后再排放。
18. 二氧化氯( ClO2)是高效、低毒的消毒剂，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。
已知ClO2是一种黄绿色的气体，易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料制备ClO2的流程如下：
（1）写出电解时发生反应的化学方程式：
（2）收集ClO2应采用的方法是____________。
（3） ClO2的稳定性差，所以需要添加稳定剂保存，
使用时加酸释放ClO2。右图是两种稳定剂加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化图，若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是，原因是。
19. 硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。一种有着良好应用前景的制备硅的方法如图所示：
（1）过程Ⅰ中，焦炭作剂。
（2）过程II中发生化学反应的类型是。
（3）过程III对应的反应为：SiCl4+ 2Zn → Si + 2ZnCl2。在不同温度下进行反应时，反应物和生成物的状态也不相同：
实际制备过程中选择的温度范围是907℃～1410℃，从有利于工业生产角度分析这样选择的理由有：、。
20．古代西方人制备单质砷（As）有两种方法：
①木炭粉和砒霜(As2O3)共热；
②氧化钙与雄黄(As4S4)共热，产物除砷外还有CaS和CaSO4。
唐代孙思邈的《太清丹经》中曾记载“雄黄十两，末之，锡三两，铛中合熔，出之…其色似金”，大意为，将雄黄磨成粉，和锡(Sn) 一起熔融，最后得到金色的物质（实为SnS2）。孙思邈利用这一反应成功制得了单质砷。
请写出并配平上述三种制备单质砷反应的化学方程式。
21.下表中列出了一定压强和温度下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体的体积，
气体种类H2CO2O2N2Cl2
摩尔质量/g·mol—1 2 44 32 28 71 气体沸点/℃-252 -78 -183 -196 -34
被吸附的体积/mL 4.5 97 35 11 494
（1）分析上表数据可知（选填编号）。
a．气体分子所含原子个数越多，越易被吸附
b．沸点越高的气体，越易被吸附
c．气体是化合物时，越易被吸附
d．气体的相对分子质量越大，越易被吸附
（2）有人设计了如图实验，常温常压下，装有活性炭的试管
与一根J型长玻璃管连接后倒置在汞槽中，可以看到玻璃管
中水银柱上升约30cm;当用干冰冷却活性炭一端时，水银柱
可继续上升达70 cm左右。请解释这一现象。
（3）有人建议上述实验改用液氮冷却活性炭，还能使水银柱进一步上升至90 cm左右。请评价此说法是否正确并说明原因。
22. 自从爱迪生1879年发明电灯以来，在一百多年中经过人们的不断改进，最终形成了千家万户所使用的白炽灯。白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态而发光，家用白炽灯结构如图所示。
（1）在组装灯泡时，需要从排气管处将玻璃壳内空气抽走，达到真空状态，这是为了防止在高温下________________________。
为确保效果，灯泡的芯柱上往往还涂有少量红磷，其目的是：
___________________________________________________。
（2）白炽灯在使用过程中，灯丝表面的钨在高温下会直接成为
气体扩散，然后又在玻璃壳内表面上沉积，使得玻璃壳黑化，
灯丝变细以至于断裂。
从物质三态变化角度来看，上述过程中钨丝发生了____________现象。
（3）科学家发现，在灯泡中封入少量碘后，可以发生碘钨循环，减缓了灯泡壁发黑和灯丝变细过程，极大延长灯泡寿命。碘钨循环原理如下（已知：T1 W(固态) + I2(气态)WI2(气态)； WI2(气态)W(固态) + I2(气态) 简述碘钨循环延长灯泡寿命的原理。 23. 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。利用太阳能进行热化学硫碘循环法分解水的反应过程主要涉及如下三步反应： ① SO2 + I2 + 2H2O → H2SO4 + 2HI；②2HI → H2 + I2 ③ 2H2SO4→ 2SO2 + O2 + 2H2O （1）反应①中保持I2过量，产物溶液分为两层：含低浓度I2的硫酸层和高浓度I2的HI层。已知碘盐的溶解性与盐酸盐类似，鉴别两层溶液的化学方法是________________。 （2）在上述循环过程中，可以看做水分解的催化剂的物质是____________。 （3）从理论上讲，使用热化学硫碘循环法，1mol H2O能制氢气_____mol。 （4）相比电解法，该热化学循环制氢的优点有______________________（任写一点）。 24. 工业上用N2和H2在500℃左右、200~500个大气压和催化剂条件下合成氨。 （1）合成塔中N2与H2在催化剂表面发生反应，其过程可表示如下(Cat表示催化剂)： 其中图①表示__________（填化学式）的解离过程。 首先发生的是①和②，然后依次发生_____、_____、_____、_____。 （2）合成氨的原料气可以由焦炭在高温下与水和空气反应而得。涉及的主要反应如下： ① C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g)；② 2C(s) + O2(g) → 2CO(g) ③ CO(g) + H2O(g) → H2(g) + CO2(g) 若每步反应都完全，将反应后的混合气除去CO2和H2O后，剩余气体恰好为纯净的N2和H2，且两者的物质的量之比为1:3。则起始气体中H2O和空气的物质的量之比应不少于___：1。（设空气中O2和N2的物质的量之比为1:4） （3）用不同原料生产氨气的经济指标如下表所示。 从上表数据及自然资源来看，最具有发展前景原料的是_______。 25. 某些稀溶液的性质与浓度有关而和溶质性质无关。图①反映的是稀溶液沸点与溶质浓度的关系： 取1.8g葡萄糖(C6H12O6)溶于0.1kg蒸馏水中，完全溶解后再加热至沸腾。 （1）该葡萄糖溶液开始沸腾的温度是_______℃（精确到0.001）。 （2）在图②中绘制出从开始沸腾到维持溶液沸腾一段时间（未蒸干）过程中，溶液温度的大致变化情况。 三、实验题（本题包括3个小题，共21分） 26. 某同学在进行“铝与氯化铜溶液反应”实验时观察到反应一段时间后，溶液温度升高，有大量气泡逸出。经检验，生成的气体为氢气。 该同学先从理论上猜想产生上述现象的多种可能原因，再设计实验证实自己的猜想。他取了四根洁净的铝丝分别与不同试剂反应，现象记录如下： （1）请分析设置实验②③④各是为了验证何种猜想？ 实验②：_____________________________________________________ 实验③：_____________________________________________________ 实验④：_____________________________________________________ （2）从上述实验现象可知，生成氢气的主要原因是_________________________。 27. 资料显示：在煤中加入适量石灰石粉可使煤（含S）燃烧时产生的SO2转化成钙盐，从而减少SO2排放，该方法被称为钙基固硫。某实验小组利用下列实验装置和药品对其可行性进行了模拟探究。 已知： SO2与CO2均为酸性氧化物，但SO2有毒，能与品红作用使其褪色。 【实验一】取S粉与CaCO3粉末的混合物装入A中。连续通入过量O2，加热至500℃左右， 充分反应发现，B中红色消失、C中出现大量白色浑浊。 （1）停止实验的正确操作是___________________________________。 （2）取反应后D中溶液滴加过量盐酸，无CO2产生。C中上层清液呈强酸性。由此得知C中反应的化学方程式是___________________________________________________。 【实验二】取S粉与CaCO3粉末的混合物装入A中。连续通入过量O2，并迅速加热升温，控制在1000℃左右，充分反应发现，B中红色消失，C中出现白色浑浊。 （3）取反应后D中溶液滴加过量盐酸，出现大量无色气泡。反应结束后，将A中余下固体溶于水中，取其上层清液，滴加BaCl2溶液，立即有白色沉淀出现。由此得知实验二过程中A中发生的反应有三个： ① S + O2 SO2；② CaCO3 CaO + CO2↑ ；③ _______________________。 【实验三】取CaSO4粉末装入A中。连续通入过量O2，加热至1200℃左右，充分反应，B 中红色消失。 （4）比较实验一、二、三可知，如用该方法固硫，适宜的温度条件是__________。 28. 某兴趣小组用两支规格相同的注射器与一支具支试管对“测定空气中氧气的含量”的实验装置进行了改进（如下图）： 具体实验步骤如下： 步骤一：装配仪器（但不加入药品），使注射器1中不留空气，注射器II中留有一定体积空气，检查装置气密性。 步骤二：在具支试管中加入足量的试剂X，塞上橡胶塞，记录注射器II中气体体积（记为V1）。 步骤三：用酒精灯加热，使试剂X与氧气反应充分。 步骤四：停止加热，冷却至室温。将注射器I中的气体全部挤入具支试管，待注射器II 的活塞稳定后，读取并记录气体体积（记为V2）。 步骤五：实验结束后，清洗仪器。将具支试管装满水并塞上塞子，使注射器I和II中均 无气体或液体残留。将试管中的水倒入量筒，测定体积（记为V3）。 （1）步骤一中检查装置气密性的方法是：_________________________________________。（2）步骤二中加入的试剂X可能是_________（选填序号） ①水银②硫粉③碳粉④铜粉 （3）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作是： _____________________________________________________________________________ （4）根据测定数据可以计算空气中氧气的体积分数为（用V1、V2、V3表示）： __________________________________________________________________________ （5）若空气中氧气体积分数为a，该实验要取得成功，对V1的大小有何要求？（用含有V1、V2或V3的代数式表示）__________________________________________ 四、计算题（本题包括2个小题，共10分） 29. 自然界存在的碳酸盐类铜矿（如孔雀石、石青等）的化学式可表示为： aCuCO3·bCu(OH)2 (a、b均为正整数。且均不大于2)。 （1）已知孔雀石中C元素与O元素的质量比为3:20，则其化学式为____________。 （2）已知石青用足量盐酸溶解后，生成的CuCl2与CO2的物质的量之比为3:2，则其化学式为___________________。 （3）某碳酸盐类铜矿样品加酸完全溶解后，产生13.2g CO2。若将相同质量的矿样加热使其完全分解，请对可能得到的CuO的质量进行估算。 30. 甲烷与氢气的燃料混合气在燃烧炉内完全燃烧后，炉气成分如下： 若空气中N2与O2的物质的量分数分别0.79和0.21。计算： （1）燃料混合气中甲烷与氢气的物质的量之比。 （2）燃料混合气与空气的物质的量之比。 2016年上海市初中学生化学竞赛（第二十八届天原杯） 复赛试题参考答案及评分标准 单选题每题2分：双选题每题4分 未注明分值为每空1分；其他正确答案合理即可得分 17.（6分） （1）二氧化碳：二氧化硫、PM2.5（细颗粒物）、PM10（可吸入颗粒物）、O3（任写1种）（2）气电混合动力：以汽油为燃料的 （3）CO2、N2、H2O（2分，少一个扣1分） 18.（6分）（1）NH4Cl + 2HCl NCl3+3H2（2分） （2）向上排空气法 （3）稳定剂2：释放的ClO2浓度稳定，保鲜时间长（2分） 19.（4分） （1）还原 （2）化合反应 （3）温度高反应快；反应物均为气态，易混合接触，反应充分；产物中Si更易分离(2分，任写两种即可) 20．（6分） 3C+2As2O33CO2+4As（2分，写成3C +As2O33CO+2As也可）： 4CaO +As4S43CaS+CaSO4+4As（2分）：2Sn +As4S42SnS2+4As（2分） 21.（6分）（1）bd（2分） （2）活性炭吸附了玻璃管中的空气，使管内压强减少，导致水银柱上升；用干冰冷却活性炭时，温度降低，活性炭的吸附能力增强，玻璃管中气体减少更多，水银柱进一步上升。（2分） （3）不正确，常压下，汞柱最高只能达到76cm。（2分） 22.（6分） （1）钨与氧气反应；消除残留的氧气（2分） （2）升华、凝华（1分） （3）灯泡壁处温度较低，气态的碘与沉积的钨反应生成气态碘化钨，减缓灯泡壁发黑：灯丝附近温度较高，碘化钨进行分解，分解出来的钨吸附在灯丝表面，减缓灯丝变细。（3分） 23.（6分） （1）取上层溶液于试管中，加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，则上层溶液为含低浓度I2的H2SO4溶液，若无明显现象，则上层为含高浓度I2的HI层。（2分） （2） SO2. I2（2分） （3）1 （4）节约能量：物料廉价并可循环使用；氧气和氢气在不同步骤生成，不存在气体分离的问题等 24.（5分） （1）N2；⑤④⑥③ （2）2.4（2分） （3）天然气 25.（4分）（1）100.052（2分，±0.001均有效） （2）（2分，起点位置不在原点1分，有向上增加趋势1分，直线或曲线均可） 26．（5分） （1）水温升高后，铝能与水反应放出氢气： 氯（离子）对铝和水（或酸）的反应起到了促进作用； 铜盐溶液呈酸性，铝与溶液中的酸反应放出氢气。 （2）铜盐溶液呈酸性和氯（离子）的促进作用（2分） 27．（8分） （1）撤掉喷灯，继续通入O2至A冷却（2分） （2）2SO2 + 2H2O + O2 + 2BaCl2→ BaSO4↓ + 4HCl(2分) （3）2CaO + 2SO2 + O2 2CaSO4(2分) （4）1000℃左右，不超过1200℃（2分） 28.（8分） （1）推动注射器II的活塞一小段距离，松手后若注射器I的活塞能够慢慢后退到相等刻度，说明装置不漏气（或向外拉动注射器Il的活塞一小段距离，松手后若注射器II的活塞能向内恢复到原位置，说明装置不漏气）（2分） （2）④ （3）反复交替推拉两个注射器的活塞 （4）(V I-V2)/(V I+V3)（2分） （5）或其他合理答案(2分) 29.（5分） （1）CuCO3·Cu(OH)2 （2）2CuCO3·Cu(OH) 2 （3）不低于36g，不超过72g（3分，回答36. 48. 72等具体数字只得1分）30. (5分）9：1（2分）；1：10（3分）
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