”青少年应用化学与技能竞赛(高中组)初赛试卷及答案.doc

1、20XX年上海市“白猫杯”青少年应用化学与技能竞赛(初赛)高中组试卷编号 区(县) 学校 年级 姓名题号 一二总分得分考试须知：1. 答题时间为90 分钟。迟到超过10分钟者不得进场。45分内不得离场。时间到，把试卷（背面向上）放在桌面上，立即离场。2. 试题答案全部写在试卷上，应使用黑色或蓝色的圆珠笔、签字笔或钢笔答题，用红色笔或铅笔所作的答案一概作废无效。3. 姓名、准考证号和所属区(县)、学校必须填写在试卷纸上方指定位置，写在他处者按废卷处理。4. 允许使用非编程计算器及直尺等文具。5. 本试卷共7页，满分为100分。6. 答题须用的相对原子质量请从下表中查找。H1.008He4.003

2、Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107

3、.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226Ac-Lr一、 填充题（在空格内填上正确答案，共53分）1“白猫牌”漂水消毒液在日常生活中已日渐被广泛使用。该消毒液呈无色，pH大于7，且对某些有色物质有漂白作用。试推测它的有效成分是_。2过去在市场上销售的含磷酸盐的洗衣粉如今几乎已全部被环保型

4、无磷洗衣粉所取代，后者用一种不会引起环境污染的物质代替磷酸盐，该替代品是_。3大气中所含氮氧化物的主要成分是。测定大气中氮氧化物的方法通常是：首先用溶液将其吸收、氧化，然后用有机试剂使其发色，经过发色的溶液用分光光度计测定其消光度，最后根据消光度确定其含量。这种测定氮氧化物的方法称为_法, 为使氮氧化物氧化, 常用的氧化剂是。4埋藏在地下的矿石，经长年累月与环境之间的作用，其成分会发生很大的变化。例如金属的硫化物矿在流经其表面的溪水的作用下，会逐渐转化成水化的氧化物矿。以黄铁矿为例，当溪水流过其表面时，在含氧溪水的作用下，先发生部分氧化、溶解，使溪水变成酸性，并含有一定浓度的Fe2离子和SO4

5、2离子。当这些离子的浓度逐渐增大时，可与含氧溪水进一步发生氧化作用，转化成不溶的FeO(OH)（即Fe2O3H2O）而沉淀在小溪的底部，这就是针铁矿。而溪水的酸性也随之增大。这样，溪水下面的黄铁矿在经历若干年代之后，就变成了针铁矿。试填写：（1）黄铁矿在含氧溪水作用下被氧化、溶解，形成含Fe2+离子和SO42离子的溪水的离子方程式为：_；（2）含Fe2+离子的溪水进一步氧化，形成针铁矿的反应的离子方程式为：；（3）如果黄铁矿全部转化为FeO(OH) 和H+，那么要使溪水的pH降到4.0（假设溪水原始的pH值为7.0），每升溪水需消耗FeS2的物质的量为mol。5为了消除民众中的碘缺乏病，国家卫

6、生部曾于上世纪后期作出“商品食盐中必须加碘”的规定。当时允许加入食盐的碘质是碘化钾和碘酸钾（现在碘化钾已经不用）。（1） 某人因缺乏化学知识，把两个不同厂家生产的加碘食盐混放在一起。有一天烹调一个菜肴时，他同时使用了食盐、醋、糖等调味佐料，结果发现锅中竟然冒出了紫红色蒸气！出于情急，他立即熄灭了炉火，并将所烧的菜肴倒掉。问：此人看到的紫红色蒸气是（填化学式），产生此现象的原因是_（用离子方程式表示）。所烧的菜肴有必要倒掉吗？_（填“有”或“无”）理由是。从上述事实中我们可获得的教训是_。（2）两种加碘食盐(一种是加碘酸钾的，另一种是加碘化钾的)，你能在不加任何试剂的前提下加以识别吗？其识别的方

7、法和原理是_，化学方程式是_。6将一架托盘天平调节到平衡状态。取两只等质量的烧杯分别放置在该天平的两个秤盘上，再往两烧杯中各注入60 mL 5 mol / L盐酸。然后再向左盘烧杯中加入a g CaCO3粉末，右盘烧杯中则加入x g NaHCO3粉末。为使两烧杯中的物质充分反应后，天平仍能保持平衡，则： 当a 15时，x值应为_（ 用含a的式子表示，下同 ）； 当15 a 18.6时，x值应为_； 当a 18.6时，x值应为_。7有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫反应的产物，做了相同的实验他们都使用右图所示的装置，先通入SO2气体，然后将带余烬的木条插入试管C中。结果发现木条能复燃。

8、在解释此实验现象时，两小组的同学发生了争论：(1) 第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2，他们认为该反应的化学方程式是：；(2) 第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成，因为O2可将Na2SO3氧化为Na2SO4。为了明辨是非，他们决定通过实验去弄清事实真相。于是他们设计了如下方案：将反应后B中的固体溶于水白色沉淀观察白色沉淀是否完全溶解，然后作出相应的结论 该方案的设计是否合理?_（填“是”或“否”），请说出两点理由：_；_。(3) 经指导老师向他们指出该方案的不合理处后，他们对方案作了两点修改：继续通入SO2直到N

9、a2O2完全反应为止； 稀硝酸改用稀盐酸。在他们一致同意这个新方案后，就做起了实验。实验带来的却是他们事先没有想到的结果：白色沉淀中加入盐酸后，既没有气体生成，沉淀也不溶解。这表明Na2O2与SO2 的反应，_。试写出该反应的化学方程式：_。从以上事实中，我们可以获取什么教训?_。8右图反映了A K以及X、Y等13种物质之间的相互转化关系。其中，A是一种大量存在于生物体内的无色液体，G是极易溶于水的碱性气体，Y是胃酸中的主要成分，K是不溶于稀硝酸的白色沉淀，反应是工业上生产X的主要反应之一。请根据以上线索填写：（1）下列物质的化学式：A，E_，F_，Y_。（2）反应的化学方程式为 ：_。（3）

10、已知B有元素质量分数不同的两种物质。若B中F的质量分数为71.97%，则它的化学式为_；若B中F的质量分数为95.85%, 则其化学式为_。写出两种B发生的反应的化学方程式：1_；2_。9、某化学反应 : “2AB + D”在四种不同条件下进行，但B、D的起始浓度均为零。现将反应物A的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况记录如下表：根据上述数据，完成下列填空：（1）在实验1中，反应在10 20分时段内的平均速率(vA)为mol/(Lmin)。（2）在实验2中，A的初始浓度C2mol/L，反应经_分钟后达到平衡状态，由此可推测实验2中所隐含的条件是。（3）设实验3的反应速率为v3，实

11、验1的反应速率为v1，则在10分 30分时段内v1_v3（填“”、“”或“”，下同 ），且C31.0mol/L。（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是_反应（填“吸热”或“放热”）。依据是_。10. 氰化物是世界上最毒的物质之一，对CN 敏感的人们甚至只要摄入0.001g即可致命。因此含CN离子的废水必须进行严格的处理后才得排放。处理CN 的常用方法是氯氧化法。氯气在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐（其毒性仅为氰化物的千分之一），如果氯气过量，还可将氰酸盐进一步氧化为完全无毒的氮气。(1) 如果将CN 离子处理到氰酸盐，发生如下反应： KCN + 2 KOH + Cl2 KOCN + 2

12、KCl + H2O；在该反应中被氧化的元素是。(2) 若通入过量的氯气，将氰酸盐进一步氧化为无毒的氮气。试配平该反应的化学方程式, 并标出电子转移方向和数目：KOCN + KOH + Cl2 CO2+ N2+ KCl + H2O(3) 某化工厂每天要处理2 m3含KCN 850 mg / L的废水。 若将CN 离子转化到KOCN, 每天要消耗液氯_g； 若将CN 离子氧化为无毒物质，则每天至少需液氯kg。11在一定条件下，可实现如下图所示的物质间的变化。H2O 明矾 KOH溶液溶液A沉淀_ E _ B _电解_ F 溶液C 孔雀石G D H2O 填空回答下列问题：(1) 写出以下各字母所代表化

13、学物质的化学式：F_；C_; B_。 (2) 明矾与过量NaOH溶液反应的离子方程式是：_。(3) 图中G和D在常温下都是固体，两者的混合物在引燃后可发生反应，写出该反应的化学方程式：_。(4) 流程图中每生成a molD，同时必生成_molE二、 简答题（共 47 分）1 某同学为了锻炼、提高自己的科学工作能力，与一个科研单位协作做一个课题。他承担的任务是用萃取法分离Zr和Hf两种化学性质十分相似的元素。其具体的工作是摸索用磷酸三丁酯萃取混合溶液分离ZrO2+、HfO2+ 两种离子的最佳条件。当他把所有的试剂、用品准备齐全并急于进行实验时，一时却找不到做萃取、分液需用的仪器分液漏斗。他正在为

14、此而焦急！现请你用下列实验室中常见的仪器和用品，帮他设计组装一个分液器，以解除他的燃眉之急。画出你设计的分液器的装配图，并说明如何使用。2在一本化学实验的书籍中看到一段关于“硝酸的实验室制法”的记载：在曲颈甑里加入30 g硝酸钾和25 mL 75%的硫酸（密度1.67g / cm3），小心加热。在烧瓶中收集到的液体即为硝酸。实验装置如下图： 请回答以上实验的有关问题：（1）作者建议实验中用30 g硝酸钾和25 mL 75 %的硫酸，两者的用量是否匹配合理？为什么？（2）作者选用曲颈甑而不用烧瓶做这个实验，有什么好处？（3）作者对“小心加热”这四个字既用了黑体，又加了粗底线。你认为，他向你传达了

15、哪些重要信息？作者为何如此重视这些信息？（4）文献记载：“硝酸是无色的”，但本实验中得到的硝酸却总是带一点浅黄色，这是什么原因？用什么方法可将此浅黄色除掉。（5）本实验还存在什么问题？如何解决？3在一次化学实验课上，老师布置做以下实验：用漂白粉和浓盐酸反应制备氯气，再以此氯气制备氯水并验证干燥的氯气有、无漂白性。实验报告要求回答以下问题：（1）整套实验装置按其作用区分，应包括几个部分？分别写出每一部分的名称。（2）根据反应物的状态和反应条件，应选择何种气体发生装置？如果发生装置中不用浓盐酸而改用浓硫酸，是否能制得氯气？写出制备反应的离子方程式。（3）制得的氯气中含有哪些杂质？怎样才能得到纯净干

16、燥的氯气？（4）从氯气在水中的溶解度考虑，应选择怎样的氯气溶解装置？尾气应怎样吸收？画出这一部分的装置图，并在图中标明所用试剂的名称。4将100 mL 8 mol / L硫酸加入到12.6 g无水亚硫酸钠固体中以制取SO2气体。若反应停止后，溶液中剩余的含+4价硫元素的各种物质的总浓度为0.2 mol / L，又假定溶液总体积不变，并忽略容器及导管中的气体体积，求：（1）溶液中硫元素的质量。（2）收集到SO2气体多少毫升（STP）?（3）上述制备反应中，Na2SO3的转化率是多少？20XX年上海市“白猫杯”青少年应用化学与技能竞赛（初赛）参考答案一、填充题 每一空格均为1分( 若有例外另行标明

17、 )，共53分 1(本题共1分) 饱和了Cl2的NaClO溶液（若答“NaClO”也给分）2(本题共1分) Na2O2SiO2Al2O3nH2O3(本题共3分) NO（或“一氧化氮”），比色法，三氧化铬（CrO3）4(本题共3分)（1）2 FeS2 + 7 O2 + 2H2O 2 Fe 2+ + 4 SO42+ 4 H +（2）4 Fe 2+ + O2 + 6 H2O 4 FeO (OH)+ 8 H +（3）2.51055(本题共7分)（1） I2； IO3+ 5 I+ 6 CH3COOH 3 I2 + 6 CH3COO+ 3 H2O（醋酸若写成“H”，不给分）； 无； 因微量的I2无毒； K

18、I和KIO3不能混合存放，否则可能导致“I”的流失。(2) 只要将两种加碘盐暴露在空气中一段时间就可加以识别；在空气中水蒸气和阳光的作用下，KI会被空气中O2缓慢氧化而产生I2 ，将固体染成棕色。而KIO3 在空气中无变化（1分）；4 KI + O2 + 2 H2 O 2 I2 + 4 KOH（1分）6(本题共3分) x= 1.176阿x= 2.1 a 13.86 x= a + 6.67(本题共7分)（1）2 Na2O2 + 2 SO2 2 Na2SO3 + O2（2）不合理；稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡；如果反应后的固体中还有Na2O2 残留，它溶于水后也能将亚硫酸根氧化成硫酸根。这两种情

19、况都会造成白色沉淀不溶解。（3）根本不生成Na2SO3 和O2这两种物质；Na2O2 SO2 Na2SO4；书写化学方程式必须以实验事实为依据。不可随意地书写反应产物；也不可模仿其他反应的化学方程式书写反应产物（例如模仿“CO2 + Na2O Na2CO3 + O2”，书写出以下的错误化学方程式：“SO2 + Na2O2 Na2SO3 + O2”）。8(本题共9分)（1）H2O ， N2 ，Ag ， HCl ； （2）4NH35O2 4NO6H2O （3）AgN3，Ag3N； 12 AgN3 2 Ag + 3 N2 22 Ag3N 6 Ag + N29(本题共8分)（1）0.013；（2）1.

20、0 ；20 ；有催化剂存在；（3）；（4）吸热；温度升高后，A的平衡浓度减小, 表明平衡向右移动。10(本题共5分)（1）碳（或C）； （2） （注意：配平1分，标出电子数与方向1分） (3) 1860； 4.65。11(本题共6分)（1）CO2 ；KHCO3；Al2O3（2）Al3+ 4OH AlO2 2H2O(3) 3CuO 2Al 3Cu Al2O3（4）3 a / 2。二、简答题（共 47分）1(本题共7分)分液器设计图（仪器搭配正确3分，绘图质量1分，共4分）将搅拌均匀的混合液体倒入漏斗，静置分层。（1分）待液体清晰分层后，用手指挤捏乳胶管中的玻璃珠，使下层的液体从乳胶管流入烧杯，（

21、1分）上层的液体则由漏斗的上端倒出。（1分）2(本题共17分)（1）合理。（1分）根据制备反应的化学方程式： KNO3 + H2SO4 H NO3 + KHSO4通过计算可知，30g硝酸钾完全反应需要75 %的硫酸约23.2 mL。（1分）现在取25 mL，表明硫酸略过量。此过量是必要的，目的是确保硝酸钾完全反应。（1分）（2）曲颈甑既是反应容器，（1分）又由于其出口的瓶颈又细又长，可以直接插入到接受容器的口中，因而又具有导气管的作用。（1分）因此选用了曲颈甑，就可以避免使用橡皮塞、橡皮管等连接件（1分），使制得的硝酸更纯净，（1分）而且绝无漏气之虞。（1分）(3) 作者在告诫我们：注意控制温

22、度，加热不宜过猛！（1分）因为硝酸的热稳定性差，受热容易分解。（1分）这不仅导致产物损失，而且分解生成的气体又污染了空气。（1分）(4) 产物呈黄色是由于浓硝酸中溶有少量自身分解产生的二氧化氮所致。（1分）可以略加稀释，二氧化氮自然会转化为硝酸。（1分）(5) 实验存在的问题是没有采取措施，防止氮氧化物的外泄。（1分）氮氧化物有毒，而在这个实验中要做到氮氧化物绝对不外泄是不可能的。解决方法： 控制反应温度，最好不要超过100；（1分） 要做到均匀加热。局部过热会导致过热区域的HNO3大量分解而外泄。为避免局部过热，可采用水浴加热。（1分） 实验放在通风橱内进行。（1分）3(本题共15分)（1）

23、应包括五部分：气体发生装置；（1分）气体净化装置；（1分）验证有、无漂白性的装置；（1分）制备氯水的装置；（1分）尾气吸收装置。（1分）（2）应选择需加热的、固液反应的制气装置。（1分）能制得氯气；（1分）因漂白粉中既含有ClO，又含有Cl（1分）；ClO+ Cl+ 2 H + Cl2 + H2O（1分）（3）制得的氯气中含有HCl气体（1分）和水蒸气（1分）；先通过装有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl，（1分）再通过装有浓硫酸的洗气瓶除水。（1分）（4）制备氯水的装置和尾气吸收装置如右图：(两个装置各1分，共2分)4(本题共8分)（1） m (S) = （0.2 mol / L 0.1 L）（1分）+ ( 0.1 L 8 mol / L)（1分）32 g / mol（1分） 26.2g （1分） （2）V (SO2) = (12.6 g126 g / mol )(0.2 mol / L 0.1L) （1分）22.4 L / mol （1分）= 0.08 mol 22.4 L / mol =1.792 L 1792 mL （1分）（3）( 0.08 0.1) 100 % = 80 %（1分）