2017 年上海市初中学生化学竞赛（第二十九届天原杯）复赛试题（总分 120 分，时间 120 分钟）相对原子质量H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24P-31S-32Cl-35.5K-39 Ca-40Cu-64Zn-65一、选择题（本题包括 16 个小题，共 42 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古诗词是中华民族的文化瑰宝，下列古诗词中对划线对象变化的描述属于化学变化的是 A.一味黑时犹有骨，十分红处便成灰。（清 徐宗干咏炭）B.河上姹女（水银），灵而最神，得火则飞，不见埃尘。（汉 魏伯阳参同契）C.臣心一片磁针石，不指南方不肯休。（宋 文天祥扬子江）D.落红（落花）不是无情物，化作春泥更护花。（清 龚自珍己亥杂诗）2中药的煎制直接关系到其疗效。下列制备中草药汤剂的步骤中，与过滤操作类似的是A.浸泡B.煎制C.滗汤D.灌装32017 年 1 月 26 日美国科学杂志报道，哈佛大学实验室对液氢样本施加 4.951011Pa 压力，成功制造出了金属氢，这是一种以氢原子为基本单位构成的晶体。关于金属氢的推 测错误的是A.与氢气互为同素异形体B.制造金属氢过程属于化学变化C.可能具有良好的导电性D.摩尔质量与氢气相同4“酸雨”成为当今主要的环境问题之一，雨水在未被污染的大气中原本应该呈 A.弱酸性B.中性C.弱碱性D.强酸性5下列实验操作中，与其他三项的目的不属于同一类的是A.点燃甲烷、一氧化碳等可燃性气体前，先检验气体的纯度B.做中和反应实验时，先在碱溶液中滴入 1-2 滴酚酞试液C.在进行铁丝燃烧实验前，先向充满氧气的集气瓶中加入一层细砂D.在使用氢气还原氧化铜时，先向硬质玻璃管中通入氢气6质量相等的石墨和足球烯（化学式 C60）所含原子数A.前者多B.相等C.后者多D.无法确定 7有一瓶配制好的 NaCl 稀溶液，在实验室里敞口放置数天后外观无明显变化，关于它的 说法正确的是第 6 页 共 8 页A.瓶底附近的溶液较浓B.瓶口附近的溶液较浓C.溶质的质量分数不变D.瓶内的溶液中各部分浓度相同 8下图是表示物质微粒的示意图，图中 和两小球分别表示两种不同元素的原子，其中 表示混合物的是9英国科学家法拉第曾用蜡烛（主要成分石蜡）做过一个有趣的“母子火焰”实验，如图所 示。据此实验，下列有关分析中正确的是A.要使实验成功，导管不宜过长B.这一现象说明石蜡的熔点较低C.子火焰中被燃烧的物质是石蜡分解产生的氢气D.导管的一端要插入母火焰的中心部位是因为该处氧气充足10X 是一种白色固体。加热 X 时，会产生另一种固体 Y 和气体 Z。已知 Y 属于纯净物，气体 Z 可以通过碳与氧气反应得到。从上述信息中可以得出的结论是A.X、Y、Z 一定都属于化合物B.X、Z 中一定都含有碳元素C.X、Y、Z 中一定都含有氧元素D.X、Y 中一定含有金属元素 11溶液的酸碱性也会影响难溶物的溶解性，下列难溶物在一定量水中的溶解量会随 pH 降 低而增加的是A.SiO2B.AgClC.BaSO4D.MgOH212某3 价金属的氧化物 xg 完全还原后，得到 yg 该金属。则该金属的摩尔质量数值可表 示为为24 yA.x - y16x - yB.yx - yC.16x8xD.x - y13如右图所示装置具有多种用途，下列实验均要使用该装置（不改变瓶口朝向），其中 x 为气体或水入口的是A.排空气法收集 H2B.瓶中装有 NaOH 溶液，除去 H2 中少量 CO2 C.瓶中装有 O2，加水以取用瓶内储存气体D.瓶中装满水，用排水集气法收集 O2 14如图所示，25下向某密闭容器中充入一定量的 CO2 与水，充分溶解后保持温度不变，打开活塞排走一半体积的水，则剩余水 中 CO2 的浓度将A.上升B.下降C.不变D.无法确定15某化合物 MX6 分子呈正八面体形式（如图所示）。由于六个 X 原子与 M 的连接完全 对称，因此将任意一个 X 用 Y 原子替换，均只能得到一种结构的 MX5Y 分子，按此思路，若将其中任意两个 X 原子用 Y 原子替换，则得到的化学式为 MX4Y2 的分子A.只有 1 种结构B.存在 2 种不同结构 C.存在 3 种不同结构 D.存在 4 种不同结构16.下列各组图像可能描述同一个反应的是二、填空题（本题包括 7 个小题，共 46 分）17.各种化学元素在不同自然物质体系中含量（按质量分数计）不同，按要求写出对应的元 素名称（1）地壳中含量最高的金属元素 ；（2）大气中含量最高的元素 ；（3）除氢、氧外，海水中含量最高的元素 ；（4）人体中含量最高的金属元素 ；（5）宇宙中含量最高的元素 。18.汽车排出的废气中，常含有 CO、NO 和碳氢化合物（以 CxHy 表示）等，它们会污染环 境，为防止此类污染，可采用催化转换器，将这些化合物转变成无害的物质。方法是 把汽车气缸排出的废气送入第一个转换器，用 CO 还原 NO，再将排出的气体与过量空 气一起，送入第二个转换器，使剩余的 CO 和 CxHy 充分氧化。写出两个转换器中涉及 反应的化学方程式（1）第一个转换器 。（2）第二个转换器 。19在图中的烧杯中盛有 65的热水，杯底放有一小粒足够量的白磷，然后将一支有刻度的空试管垂直插入烧杯中，试管口罩住白磷。（已知白磷熔点 44，着火点为 40）。（1）写出实验过程中发生的现象 。（2）该实验说明了 。20如图是甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线。（1）三种物质溶解度关系为甲乙丙时的温度为 T，则 T 的取值范围为 。（2）现有含有少量甲的乙固体，若要通过结晶法进行提纯（甲与乙不发生反应），现有下 列实验步骤可供选择取一定质量水将固体溶解充分冷却后过滤趁热过滤加热蒸发至有大部分晶体析出加热蒸发至溶液接近饱和停止加热，用余热将溶液蒸干用少量水洗涤晶体并烘干 合理的操作顺序为 （按顺序选填编号）（3）T4时，取相同质量的甲、乙、丙三种饱和溶液，恒温蒸发一定质量的水（析出晶体 均不含结晶水），剩余溶液质量大小关系为甲乙丙。则析出晶体质量大小关系 为 。（4）已知丙溶液在 T2以下析出晶体含有结晶水，在 T2以上析出的晶体不含结晶水，现将一定质量 T1时丙的饱和溶液冷却至 Ta或升高至 Tb时，析出晶体质量相等，则三种温度下丙（指无水物）的溶解度 S1、Sa、Sb 的大小关系为 （选 填编号）。a.S1SaSbb.S1SaSbc.S1SbSad.SbS1Sa 21高炉炼铁所需的原料有铁矿石、焦炭、石灰石等，其过程可用下图简要表示已知气体、气体和固体均属于氧化物。（1）气体的化学式为 。根据氧化物的性质推测炉渣的主要成分为 （填化学式）。（2）炼铁高炉底部通过不同高度的出口分离铁水与炉渣（如下图所示）。能实现渣铁分离 的 原 因 是 因 为 炉 渣 具 有 、的性质。
（3）反应中属于化合反应的有 个，属于分解反应的有 个，属于置换反应的有 个。（4）高炉气中含有多种成分，其中含量最高（占 5560）的是 （填化学式），此外 还含有 2530的可燃性气体 （填化学式），以及 912左右的 （填化学 式）。22某同学研究亚硫酸钠（化学式为 Na2SO3）热分解反应时，作了两种假设 假设一它按 CaCO3 受热方式来分解。假设二它按 KClO3 受热分解方式来分解。（1）假设一对应的化学方程式是 。确认假设二是否 成立的简单实验操作是 。（2）该同学将取一定质量的样品置于坩埚中充分灼烧，发现最终得到固体质量较原样品质 量增加了大约 12.7。据此他认为 （选填编号）。a假设一成立b.假设二成立C.两种假设均不成立 固体质量增加可能的原因是 。（3）在查阅资料后，该同学再次进行了实验。他将一定质量样品置于密闭真空容器中充分 加热，最终得到固体质量与原样品相同。但进一步分析表明，该固体组成为两种新的 钠盐，其物质的量之比为 13.请写出相应的化学方程式。（4）该同学想要进一步探究次氯酸钠（化学式 NaClO）的分解反应。他查阅资料后，得知 NaClO 有多种热分解方式（每种分解方式的产物仅有两种）。若其中一种产物为 NaCl，则另一种产物可能是 （选填编号）。a.Cl2b.O2c.Na2Od.NaClO3 23.化合物中某一种元素的原子短缺可形成非整比化合物，这类化合物中各类原子的相对数目不能用简单整数比表示，如 Fe0.9O、PbO1.9 等。非整比化合物是新型的功能材料，具 有很大的科技价值。（1）PbO1.9 中铅元素具有2、4 两种价态，其中4 价铅占铅总量的 。（2）如右图所示，Fe0.9O 可用于 CO2 的综合利用。请写出该转化的两个优点 、。若用 1mol Fe0.9O 与足量的 CO2 完全反应可生成 g C（碳）。
三、实验题（本题包括 3 个小题，共 24 分）24.已知 CuS、Cu2S 粉末的颜色和 CuO 相似，且都不溶解于水。在空气中煅烧时，CuS 和Cu2S 都转化成 CuO 和 SO2。（1）请写出 CuS、Cu2S 在空气中煅烧时发生反应的化学方程式 、。（2）根据叙述，设计一个不用其他化学试剂鉴别 CuO、CuS 、Cu2S 三种粉末的实验方案（写明步骤与结论）。25.半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是 H2、CO、CO2、N2 和 H2O（g）。半水 煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料 N2 和 H2。（1）在使用铜催化剂和加热条件下，半水煤气主要成分间发生反应实现了 CO 变换，其化 学方程式为 。（2）吸收法是脱除 CO2 的方法之一。已知溶质Na2CO3K2CO3201L 饱和溶液中溶质的物质的量（mol）2.08.0溶质价格（元/kg）1.259.80若选择 Na2CO3 溶液作吸收液，其优点是 ；缺点是 。如果选择 K2CO3 溶液作吸收液，用某种方法可以降低成本，写出这种方法涉及的化学 方程式 。（3）将一定体积半水煤气依次通过装置（最后通入氮气确保反应、吸收完全），可以 测定其中 H2 以及 CO 的物质的量。装置 1装置装置装置装置一定体积半水煤气 可供选用的装置如下所示（省略夹持仪器）为装置选择合适的装置与试剂装置aab试剂浓硫酸CuO装置、的作用是 。要确定半水煤气中 H2 物质的量，应测量的数据是 。26.为探究某物质 X 对钢铁在潮湿环境下的腐蚀的影响作用，某同学进行了如下实验 选择 6 个容量相同的烧瓶，分别编号为 16，加入规格、质量相同的铁丝。
向 13 号瓶中放入 2mL 清水，向 46 号瓶中放入 2mL10X 的水溶液，将铁丝润湿。
塞上带有导管的塞子，将导管末端浸入盛有水的烧杯中，记录导管内液面的初始位置（如 图所示）。
放在室温环境下，每隔一小时测量一次，周期为 3 小时，记录数据。结果如下表所示 表放置过程中导管内液面上升情况（单位cm）时间（小时）1 号瓶2 号瓶3 号瓶4 号瓶5 号瓶6 号瓶0000000100.101.21.4020.80.70.95.65.70.133.53.23.79.810.00.1（1）在该项探究中，要取同样处置的 3 只烧瓶的目的是 。（2）6 号瓶的数据明显与 4、5 号瓶不同，可能原因是 。（3）通过本实验，可初步得出的结论是 。（4）该项探究的设计是否存在不足如何改进 。
四、计算题（本题包括 2 个小题，共 8 分）27.某工业生产流程如下图所示第 8 页 共 8 页每生成 1t 产品，需要通入含有 0.2（体积分数，下同）的惰性杂质 CH4 的新鲜原料气 2800m3。经分离器分离产品后，剩余气体中含有大量未充分反应的原料与 3的 CH4。在连续生产的 条件下，可对剩余气体采用部分循环、部分移走的操作，一方面能提高原料的利用率，节 省成本，另一方面也避免装置中 CH4 越来越多而对生产造成不利影响。已知在此生产条件 下，CH4 在每吨产品中的溶解量为 2.3m3,。计算每生产 1t 产品需要移走气体的体积。28.实验室有一包食盐，已经过初步提纯，除去了难溶性杂质，但仍含有 CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2 杂质。现取该食盐样品 20.000g，测得其中含有 Ca、Mg 两种元素共 0.300g，S 元素 0.064g（其他杂质忽略不计）。（1）该食盐中 CaSO4 与 MgSO4 的物质的量之和为 mol。（2）计算该食盐中 NaCl 的质量分数的范围（用**.****.**表示）。