化学竞赛试题2 9页

二、填空题（本题包括8个小题，共40分）16.（4分）生活与化学密切相关，处处充满着化学知识。（1）下列食物中，能提供大量维生素的是（填字母序号）。A．牛奶B．大米C．蔬菜（2）加钙牛奶中的“钙”是指钙元素，身体中一旦缺钙，可能患有的疾病是（填“骨质疏松”或“贫血”）。（3）下列物品中，所使用的主要材料属于天然纤维的是（填字母序号）。A．橡胶手套B．棉布围裙C．塑料保鲜膜（4）我们常用洗涤剂清洗餐具上的油污，这是因为洗涤剂具有功能。17.（6分）我们周围的物质世界是由100多种元素组成的，为了便于研究元素的性质，常常需要寻找它们之间的内在规律。下表列出的是1～18号元素的部分最高正化合价和最低负化合价。请阅读并回答下列问题：1H+12He03Li+14Be+25B+36C+4-47N+5-38O-29F-110Ne011Na+112Mg+213Al+314Si+4-415P+5-316S17Cl+7-118Ar0（1）11号元素属于元素（填“金属”或“非金属”），它在化学反应中形成的离子与（写元素符号）原子具有相同的核外电子排布。（2）16号元素的原子核外电子数为，推测该元素最低负化合价为，最高正化合价的氧化物的化学式为。（3）从化合价角度分析，我们可以发现一些规律。请写出其中的一个：。18.（4分）某厂废水中含有质量分数为4.9%的H2SO4，需中和后才能排放。某兴趣小组同学经过讨论，提出了两种中和方案，所用试剂的价格如下：中和试剂氢氧化钠氢氧化钙价格/（元·吨-1）800450（1）请从经济与产物角度说明选择氢氧化钙的理由：①_______________________________________________________________；②_______________________________________________________________。（2）有同学建议用氨水进行中和，可以回收一种化肥，其化学式为______________。该废水还会引起的环境问题是____________（选填编号）。\nA．重金属污染B．有毒物质污染C．富营养化污染D．悬浮物污染19.（5分）一包白色粉末，由CuSO4、CaCO3、BaCl2、Na2SO4、NaOH中的两种或两种以上的物质混合而成。为探究其组成，进行如下实验：（1）取少量白色粉末，向其中加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和无色滤液。则原白色粉末中一定不含有。（2）取实验（1）滤出的白色沉淀，向其中加入足量的盐酸，沉淀全部溶解，并产生无色气体。则原白色粉末中一定含有。根据上述实验可推断：原白色粉末的组成有种可能。为进一步探究原白色粉末的组成，取实验（1）得到的滤液，向其中通入CO2，产生白色沉淀，则可推断原白色粉末中一定还含有。20.（3分）高氯酸（HClO4）是最强酸。现有一种不常见的氯的化合物叫做高氯酸氯，其分子中氯的质量分数为0.526，且每个分子中含有4个氧原子。（1）高氯酸氯的化学式为__________________。（2）高氯酸氯在室温下即发生分解，形成Cl2、O2和另一种氯的氧化物。已知该反应的化学方程式中3种产物的化学计量数相同。请写出该分解反应的化学方程式：。21、（6分）Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水。其原理是利用Fe2+和H2O2的反应产生能降解污染物的活性成分。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对降解反应速率的影响。实验探究：控制p-CP的初始浓度相同，实验温度恒定在25℃或40℃（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。实验编号实验目的温度/℃pH浓度/（mg·L-1）H2O2Fe2+①为②③提供参照25320416.8②探究温度对降解反应速率的影响③251020416.8实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如右图。（2）实验①、②表明温度升高，降解反应速率______。实验发现，温度过高时，降解反应较难发生。请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：。（3）实验③得出的结论是：pH等于10时，。（4）为测定不同时间内有机物降解的浓度，需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的降解反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：________________________________。22.（5分）工业上利用太阳能进行海水晒盐。已知海水蒸发浓缩过程中析出盐的种类和质量如下表：（表中数据为每升海水在浓缩过程中析出各种盐的质量，单位为g）\n海水密度/（g·mL-1）CaSO4NaClMgCl2MgSO4NaBr1.130.561.200.911.210.053.260.0040.0081.220.0159.650.010.041.260.012.640.020.020.041.311.400.540.030.06（1）海水从密度为1.21g·mL-1浓缩到1.22g·mL-1时发生的变化是________。A．各种盐的溶解度增大B．海水中水的质量分数不变C．析出粗盐中NaCl的质量分数增大D．海水中Br的质量分数不变（2）海水在浓缩过程中，最先析出的盐是_________。实际晒盐生产中，海水的密度一般控制在1.21g·mL-1~1.26g·mL-1范围内。由上表可知，所得粗盐中含有的杂质离子有______________________________。（3）下图能较正确地反映浓缩过程中海水中NaCl的质量分数（A%）与海水密度（d）的关系的是____________。23.（7分）肼（N2H4）是氮和氢形成的一种化合物，易溶于水。工业上利用尿素法生产肼，同时得到副产品十水合碳酸钠，其工艺流程如下：十水合碳酸钠合成次氯酸钠液氯30%烧碱溶液制肼尿素肼液Ⅰ除盐肼液Ⅱ制肼过程的反应为：CO(NH2)2(尿素)+NaClO+2NaOH=N2H4+Na2CO3+NaCl+H2O。（1）实验室若配制30%烧碱溶液，所需的玻璃仪器除玻璃棒外，还有（选填编号）。A．漏斗B．烧杯C．烧瓶D．量筒（2）已知：Cl2+H2O=HCl+HClO，请推测Cl2与NaOH溶液发生反应的化学方程式：。从后续反应过程来看，若要使原料不浪费，合成次氯酸钠时投入的液氯与烧碱的质量之比为71:。（3）在实验室中，欲从母液中分离出十水合碳酸钠晶体。可采用的操作依次为（选填编号）。\nA．蒸馏B．蒸发C．灼烧D．过滤E．冷却结晶（4）肼具有很好的还原性，且氧化产物无污染，故可用于除去锅炉等设备供水中的溶解氧等。请写出肼除氧时发生反应的化学方程式：。得分评卷人三、实验题（本题包括3个小题，共20分）24.（4分）在实验室用下图所示装置进行CO和CO2的分离和干燥。现只有稀盐酸、浓硫酸、氢氧化钠溶液，按要求填写下列空白。操作过程：应先关闭b，再打开a，乙中排出气体。若获得另一种气体，丙中盛放的溶液为，操作为，此刻甲中反应的化学方程式：。25．（5分）实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2，其反应方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O反应装置如右图所示（夹持装置已略去）。（1）检查装置气密性之后的操作依次是（填序号）。A．向烧瓶中加入MnO2粉末B．加热C．向烧瓶中加入浓盐酸（2）制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：甲同学的方案为：与足量AgNO3溶液反应，称量生成沉淀的质量。此方案_______（填“可行”或“不可行”），原因是。乙同学的方案为：与足量Zn反应，测量生成的气体体积。实验装置如右图所示（夹持装置已略去）。使Y形管中的残余溶液与锌粒反应的正确操作是将转移到中。反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积。气体体积逐渐减小，直至不变。气体体积逐渐减小的原因是（仪器和实验操作的影响因素除外）。26．（11分）实验室获取氮气有很多种途径，常见的3种方法是：方法一：将氨气通入灼热的氧化铜粉末，得到纯净的氮气和铜；方法二：将空气通过灼热的铜，得到较纯净的氮气和氧化铜粉末；方法三：将亚硝酸钠（NaNO2）和氯化铵的混合溶液加热，氮元素全部转化为氮气。进行实验时可选择的实验仪器如下图所示（省略夹持装置与加热装置）：\n（1）方法一：制氮气所需的氨气可以用浓氨水滴加到生石灰中得到，此反应的发生装置最好选用（选填装置编号）。请写出生石灰在此反应中的两个作用：，。（2）方法二：为保证所得氮气尽可能纯净，除了使用铜外，还可以向装置（选填装置编号）中加入以除去其它杂质气体。（3）方法三：制氮气的化学方程式为：。（4）绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用（最好可再生）原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂与溶剂。在制取氮气的3种方法中，联合使用方法一和方法二与单独使用方法三相比，具有很多优越性，请从绿色化学的角度进行评价：。（5）1892年，英国科学家瑞利（Rayleigh）发现，采用方法二得到的氮气在相同条件下比方法三得到的氮气密度总是偏大5‰左右。若上述实验设计与操作均无错误，且氮气已完全干燥，请解释产生这一现象的原因：。得分评卷人四、计算题（本题包括2个小题，共10分）27.（4分）长期使用的热水壶底部有一层水垢，水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。为了测定水垢中碳酸钙的含量，将足量质量分数为10.0％的盐酸加入到10.0g水垢中，产生CO2气体的情况如右图所示。（1）水垢中碳酸钙的质量分数是多少?（2）假设水垢中除碳酸钙和氢氧化镁外，不含其它杂质，溶解10.0g水垢，至少需要质量分数为10.0％的盐酸的质量是。（结果保留一位小数）28．（6分）蛋白质主要由C、H、O、N等元素组成，其中N的质量分数为16%。因此测定奶制品中N的含量就可以知道奶制品中蛋白质的含量。有不法商人在奶制品中加入三聚氰胺（C3H6N6）以“提高”其中N的含量。（1）三聚氰胺中N的质量分数为。（结果保留一位小数）（2）加入1g三聚氰胺，就N的含量而言“相当于”多少克蛋白质？（结果保留一位小数）\n附加题1.（6分）天然碱的组成可以用aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O（a、b、c为整数）表示。现有3种不同的天然碱样品，分别进行如下实验以确定其化学式。（1）将质量为62.0g的样品A平均分成两份，一份在300℃下充分灼烧（Na2CO3不分解），固体质量减轻9.8g；另一份溶于水后加入足量的Ba(OH)2溶液，得到白色沉淀59.1g。样品A的化学式可以表示为。（2）将质量为4.71g的样品B溶于水，逐滴滴加一定浓度的稀盐酸，产生气体的质量与加入盐酸的质量有下表所示关系：盐酸质量/g20406080气体质量/g00.441.321.98[已知在盐酸不足时会发生反应：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl+H2O]盐酸的质量分数为；样品B的化学式可以表示为。2.（4分）已知：①温度、压强恒定时，相同体积的气体，如O2、N2或O2和N2混合气体中的O2分子数、N2的分子数、O2和N2的分子总数相同。②On的氧化性强于O2，能和松节油反应（无气体生成），而O2不能。O2经过静电放电装置，体积略有缩小，可推知其中的分子数减少，则O2经静电放电发生反应的化学方程式为：nO2(n个O2分子)=2On(2个On分子)测定On组成的实验：一定温度、压强下，把含有O2和On的气体均分成两份。一份和松节油反应，气体体积缩小amL；对另一份加热，使On完全分解为O2，恢复到原温度、压强时，气体体积增加了a/2mL，求n的值。\n未注明分值为每空1分；其他正确答案合理即可得分。16.（4分）（1）C（2）骨质疏松（3）B（4）乳化17.（6分）（1）金属Ne（2）16-2SO3（3）最低负化合价数值=8–最外层电子数18.（4分）（1）①中和等量H2SO4时所用Ca(OH)2更少，费用更低②用Ca(OH)2中和H2SO4产物为微溶的CaSO4，在水体中残留较少（2）(NH4)2SO4C19.（5分）（1）CuSO4（2）CaCO35NaOH、BaCl220．（3分）（1）Cl2O4（2）2Cl2O4=Cl2+O2+Cl2O6（2分）解析：（1）设高氯酸氯分子中含有n个氯原子。w(Cl)=错误！未找到引用源。=0.526解得n=2；化学式为Cl2O4。21．（6分）（1）（2分，每行1分）实验编号实验目的温度/℃pH浓度/（mg·L-1）H2O2Fe2+①②40320416.8③探究溶液pH对降解反应速率的影响（2）增加过氧化氢在温度过高时分解（3）反应速率趋向于零（或该降解反应趋于停止）（4）将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH为10（或将所取样品骤冷等）22．（5分）（1）C（2）CaSO4Ca2+、Mg2+、SO、Br（2分，写出3个及以上得2分，写出两个得1分，写物质化学式不得分）（3）B23．（7分）（1）BD（多、漏、错选均不得分）（2）Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O160（2分）（3）BED（多、漏、错选或次序错误均不得分）（4）N2H4+O2=N2+2H2O（2分）解析：（2）71gCl2消耗80gNaOH生成74.5gNaClO，再与80gNaOH和尿素反应生成肼。24.（4分）CO稀盐酸关闭a，打开bNa2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑25．（5分）（1）ACB（2）①不可行残余液中的MnCl2也会与AgNO3反应形成沉淀②锌粒残留溶液（两格共1分）气体未冷却至室温26．（11分）（1）DCaO与水反应，减少了溶剂CaO遇水放热，降低了NH3的溶解度（2）E碱石灰（3）NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O（2分）（4）Cu和CuO可以循环使用，节省试剂；避免使用有毒的NaNO2；污染小（该题2分，每项1分，最多可得3分）（5）方法二制得的氮气中含有密度（或相对分子质量）比氮气大的稀有气体，导致密度偏大﹝2\n分，写出稀有气体得1分，给出密度（或相对分子质量）比较得1分﹞27．（4分）（1）75%（2分）（2）86.2g（2分）解析：（1）设碳酸钙的质量为x2HCl~CaCO3~CO210044x3.3gx=7.5gw(CaCO3)=7.5×100%/10=75%（2）m(HCl)=(g+g)÷10.0%=86.2g28．（6分）（1）66.7%（3分）（2）4.2（3分）解析：（1）w(N)==66.7%（2）m==4.2g附加题1．（6分）（1）Na2CO3·2NaHCO3·2H2O（2分）（2）3.65%（2分）2Na2CO3·NaHCO3·H2O（2分）解析：（1）310g样品中碳元素的质量：m(C)=×10×12g=36gaNa2CO3·bNaHCO3·cH2O~b/2CO2+(b/2+c)H2O106a+84b+18c22b+9b+18c31098106a+84b+18c=310.a=1(a+b)×12=36解得：b=231b+18c=98.c=2（2）由盐酸质量和气体质量的数据分析，加入盐酸的质量在40g到60g的过程中发生了如下反应：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑36.54420×w1.32–0.44解得w=3.65%。由盐酸加入量从40g到60g的变化数据分析：加入盐酸的质量从0到30g用于碳酸钠转化为碳酸氢钠；从30g到75g用于碳酸氢钠转化为二氧化碳。由此可知a:b=2:1。2Na2CO3·NaHCO3·cH2O~3CO22×106+84+18c3×444.711.98由此列比例式解出c=1，因此样品B的化学式为2Na2CO3·NaHCO3·H2O。2．（4分）n=3解析：和松节油反应，体积缩小amL，即为参加反应的On的体积。加热使On完全分解为O2，发生的反应为：2On=nO2（2分）由实验结果a和a/2可知，若a=2，则由a/2推知n=3，On即O3。（2分）\n