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2013年宁波市高一化学竞赛试题5.13修改


2013 年宁波市高一化学竞赛试题
考生须知: 1.全卷分试题和答题卷两部分。试题共有六大题,27 小题。满分 120 分,考试时间 120 分钟。 2.本卷答案必须做在答题卷相应位置上,做在试题卷上无效,考后只交答题卷。必须在答题 ........ ....... 卷上写明县(市)、学校、姓名、准考证号,字迹清楚。
H 1.008 Li 6.941 Na 2

2.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

相对原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr 44.96 47.88 50.94 52.00 Y Zr Nb Mo 88.91 91.22 92.91 95.94 Hf Ta W La-Lu 178.5 180.9 183.8 Ac-La

Mn 54.94 Tc [98] Re 186.2

Fe 55.85 Ru 101.1 Os 190.2

Co 58.93 Rh 102.9 Ir 192.2

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 63.39 Cd 112.4 Hg 200.6

He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

第Ⅰ卷(选择题,共 44 分)
一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合题意。) 1.下列说法中正确的是 A.太阳能、氢能、风能、地热能、石油和生物质能等新能源的开发和利用,对推动社会的发 展将产生积极的影响 B.沸腾炉、高炉、接触室和吸收塔是工业上接触法制硫酸的主要设备 C.化学腐蚀、电化学腐蚀本质上均因金属失去电子发生氧化反应而被腐蚀 D.二氧化锰能加快过氧化氢的分解,氯化铁能延缓过氧化氢的分解 2.用 NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 A.1 molNa2O2 与足量的水反应,转移的电子数为 2NA B.7.1 g Cl2 完全参加反应,转移的电子数一定为 0.2NA C.常温常压下,0.56 L 甲烷中含有的共价键数为 0.1NA D.标准状况下,22.4L 的 CO2 和 O2 组成的混合物中,含氧原子数为 2NA 3.下列说法正确的是 A.SO2 和 CO2 都是酸性氧化物,都能与 NaOH 溶液反应 B.Na2O 和 Na2O2 组成元素相同,与 CO2 反应产物也完全相同 C.NO 和 NO2 的密度都比空气大,都可以用向上排空气法收集 D.HClO 和 SO2 均具有漂白性,其漂白的原理是相同的
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4.下列装置或操作能达到实验目的的是

① A.装置① 可用于检查气密性 B.装置② 可用来配制稀硫酸







C.装置③ 可用于实验室从食盐水中提取氯化钠 D.装置④ 可用于证明酸性:H2CO3 < H2SiO3 5.某化学反应 2X(g)
-1

Y(g)+Z(g)在 4 种不同条件下进行,Y、Z 起始浓度为 0,反应物 X 的

浓度(mol·L )随反应时间(min)的变化情况如下表: 实验 序号 1 2 3 4 时间 浓度 温度 800℃ 800℃ 800℃ 820℃ 1.0 1.0 C 1.0 0.80 0.60 0.92 0.40 0.67 0.50 0.75 0.25 0.57 0.50 0.63 0.20 0.50 0.50 0.60 0.20 0.50 0.50 0.60 0.20 0.50 0.50 0.60 0.20 0 10 20 30 40 50 60

下列说法不正确的是 ... A.C >1.0 B.实验 2 可能使用了催化剂 C.实验 3 比实验 2 先达到化学平衡状态 D.前 10 分钟,实验 4 的平均化学反应速率比实验 1 的大 6.下列说法正确的是 A.无水硫酸铜的吸水性较浓硫酸强 B.将石灰石、纯碱、石英在玻璃熔炉中高温熔融可制得玻璃 C.把铜片和铁片用导线连接后一起插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁 D.取 5mL 0.1 mol· -1 FeCl3 溶液,滴加 0.1 mol· -1 KI 溶液 5~6 滴,再加入少量 KSCN 溶液, L L 溶液呈红色,说明该反应有一定的限度
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7.下列推断正确的是 A.明矾是一种复盐,则 NaAlO2 也是一种复盐 B.CaCO3 的溶解度小于 Ca(HCO3)2,则 Na2CO3 的溶解度小于 NaHCO3 C.在 Ca(ClO)2 溶液中分别通入 CO2、SO2,前者生成 CaCO3 沉淀,则后者也生成 CaSO3 沉淀 D.S、Cl 两种元素为同周期元素,H2SO4 为强酸,则 HClO4 也为强酸 8.甲、乙、丙、丁均为易溶于水的四种物质,分别由 NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH 、Cl 、HCO3 、 SO42-中的不同阳离子和阴离子各一种组成,将甲溶液分别与其它三种物质的溶液混合,均有白 色沉淀生成,则乙、丙、丁不可能是 ... A.NH4HCO3 B.Mg(HCO3)2 C.H2SO4 D.MgCl2 品名:硫酸 分析纯 容量:500ml 化学式:H2SO4 相对分子质量:98 密度:1.84g/mL 质量分数:98%
— — —

9.右图是某校实验室中一瓶硫酸试剂标签上的部分内容。 下列说法中正确的是 A.该硫酸的物质的量浓度为 9.2mol/L B.取该硫酸与等质量的水混合后,硫酸的物质的量浓度为 9.2mol/L C.配制 250mL 4.6mol.L-1 的稀硫酸需取该硫酸 62.5ml D.配制 250ml 4.6mol.L-1 硫酸,某同学在定容时俯视刻度线, 则所配浓度偏小 电解生成的酸需要 250mL,则 NaOH 溶液的物质的量浓度为 A.0.05mol· L
-1

10.用惰性电极电解 AgNO3 溶液,在阳极上收集到 0.28L 气体(标准状况下),用 NaOH 溶液中和
-1 -1 -1

B.0.10mol· L

C.0.15mol· L

D.0.20mol· L

二、选择题(本题包括 8 小题,每小题 3 分,共 24 分。每小题可能有 1 或 2 个选项符合题意,若 有 2 个正确选项,只选 1 个且正确得 2 分,多选、错选不得分。) 11.下列离子方程式书写正确的是 A.NaHCO3 溶液中加过量的 Ba(OH)2 溶液:2HCO3 +Ba2 +2OH =BaCO3↓+2H2O+CO32 B.Fe(NO3)3 溶液中加入过量的 HI 溶液:2Fe3 +2I =2Fe2 +I2 C.氯气溶于水:Cl2 + H2O 2H+ + Cl— + ClO—
- + - + - + - -

D.向 NaAlO2 溶液中通入过量 CO2:AlO2 说法正确的是

+ CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓+ HCO3



12.右图为元素周期表短周期的一部分,且 M、X、Y、Z 为主族元素,下列 X A.Y 的氢化物的沸点一定比 M 的氢化物的沸点高 B.Z 的最高价氧化物对应的水化物有可能是弱电解质 C.这四种元素形成的晶体单质都是分子晶体 D.单质 M 的的晶体中可能含有共价键和分子间作用力 13.下列实验操作中不正确的是 ... A.分液时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出 B.蒸馏时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处 C.过滤时, 若过滤速度太慢,可以拿玻璃棒搅拌漏斗中固体,加快过滤速度

M Y Z

D.焰色反应实验时,可以用洁净的铁丝直接蘸取所测试剂的固体粉末,置于煤气灯火焰上灼烧
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14.已知:①改变影响化学平衡的一个因素,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,如升高 温度, 平衡将向吸热方向移动。 2 与 KI 溶液发生如下反应: 2 ②I I (aq) (aq) +I 达到平衡后溶液中 I 的浓度 c(I )随温度 T 的变化如图所示。下列有关说法正确的是 A.固体碘微溶于水,实验室配制较浓“碘水”时,可将固体碘溶于 一定浓度的 KI 溶液中 B.反应 I2(aq)+I (aq)
- - -




I3 (aq) ,



c(I )

I3 (aq)的△H > 0




C.在 I2 的 KI 水溶液中加入 CCl4 或 H2O2 均可使溶液中 c(I3 )增大 D.依此原理,Cl2 在一定浓度的 NaCl 溶液中溶解度增大
0
T/℃

15.海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源,下图为海水利用的部分过程。

下列有关说法不正确的是 A.由精盐制备 NaHCO3 的反应本质上属于复分解反应 B.用澄清的石灰水可鉴别 NaHCO3 和 Na2CO3 C.氯碱工业是通过电解饱和食盐水得到烧碱、氯气和氢气;工业上制取金属镁是通过电解饱 和 MgCl2 溶液。 D.在第④步反应中 Br2 既是氧化剂又是还原剂,在第⑤步反应中 Br2 既是氧化产物又是还原 产物 16.下列图示与对应的叙述不相符的是 A.图 1 说明烯烃与 H2 的加成反应是放热反应,虚线表示在有催化剂的条件下进行 B.向盐酸酸化的 MgSO4 溶液中加入 Ba(OH)2 溶液,产生的沉淀质量 m 与加入的体积 V 之间 的关系有可能是图 2 C.图 3 表示 KNO3 的溶解度曲线,图中 a 点所示的溶液在 80℃时不可能存在 D. 在体积相同的两个密闭容器中, 分别充入等质量的 O2 和 X 气体, 由图 4 可确定 X 可能是 CH4

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17.研究性学习小组进行了一系列化学实验后,发现高锰酸钾分解后的含锰元素的化合物都能和 浓盐酸反应制得氯气,且锰化合物的还原产物都是 MnCl2。 他们将 9.48gKMnO4 粉末加热一段 时间,也不知道高锰酸钾是否完全分解,收集到标准状况下 0.112L 气体后便停止加热了,冷 却后放入足量的浓盐酸再加热,则消耗盐酸的物质的量是 A.0.46mol B.0.4mol C.0.28mol D.无法确定

18.铁粉和铜粉的均匀混合物,平均分成四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应,在标准 状况下生成 NO 的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有 NO) : 编号 稀硝酸体积/mL 剩余金属/g NO 体积/mL 下列计算结果错误的是 A.实验①中硝酸只和铁粉反应 C.硝酸浓度为 4mol.L-1 B.原混合物总质量为 105.6g D.V=6720 ① 100 18.0 2240 ② 200 9.6 4480 ③ 300 0 6720 ④ 400 0 V

第Ⅱ卷(非选择题,共 76 分)
三、(本题包括 2 小题,共 20 分) 19. (10 分)某化学学习小组在某气体流中将钙加热到 450℃ 制得红棕色固体 M,取 1.88g 该固体 置于下列装置中进行性质实验。

(1) 实验开始后, 产生使 B 中红色石蕊试纸变蓝的气体 X, 则该气体 X 的化学式为 ▲ 。





同时 E 中黑色粉末逐渐变为红色并收集到气体 N,则 E 中发生反应的化学反应方程式为 (2)待充分反应并冷却,称量 E 装置的总质量,与反应前相比质量减少 0.64g,且收集到气 体 N 的体积为 0.224L(标况下),则 E 中实际参与反应的 CuO 和 X 的物质的量之比为 ▲ ;与反应的理论比值相比造成这一结果可能的原因是 ▲ 。 ▲ ; (3)根据计算,写出该红棕色固体的电子式

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20. (10 分)二氧化氯(ClO2)是一种广谱、高效的杀菌消毒剂,有与氯气相似的强烈刺激性气味, 易溶于水,沸点 11℃ ,遇热不稳定易分解发生爆炸。一种工业制法用硫铁矿(主要成分为 FeS2) 还原氯酸钠制取二氧化氯,某研究小组在实验室设计如下装置制备 ClO2 的水溶液。

(1)三颈烧瓶中加入 NaClO3 溶液、浓 H2SO4,通入空气,调节恒温器至 60℃ ,通过固体加 料器缓慢匀速加入硫铁矿粉末。通入空气的目的是 反应的离子方程式为 (2)装置 D 的作用是 ▲ ▲ 。
+ + + -



;反应开始时烧瓶内发生



(3)用上述反应完后的废液(除上述产物外,还有 Al3 、Mg2 、H 、Cl 等)可制备摩尔盐, 即(NH4)2Fe(SO4)2· 2O。其操作流程如下: 6H

回答下列问题: ① 试剂 X 是 ▲ ,写出发生的主要反应的离子方程式 ▲ 。 ▲ 。

② 操作Ⅰ 、操作Ⅱ 中分别能用到下列操作的是

A.



B.



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C. 是 ▲

; (填化学式) 。

D.



③ 相同温度下,饱和的 FeSO4、(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2 三种溶液中,溶解度最小的 ④ 取某硫铁矿样品 6.0g,其中 FeS2 含量占 40%,经充分反应得到 200ml 废液,用 pH 计 测定该废液 pH 为 1.00, 已知 pH = —lgc(H+), 若使用该废液制备摩尔盐, 最后得到 9.09g 产品,则该制备过程的产率是 四、(本题包括 3 小题,共 26 分) 21. (10 分)U、V、W、X、Y、Z 属于原子序数依次增大的六种短周期主族元素,它们之间的关 系如下: Ⅰ .元素原子的核电荷数:U+V+W=Y Ⅱ .U 可分别和 V、W、Y、Z 形成具有相同电子数的共价化合物甲、乙、丙、丁 Ⅲ .W、V 元素原子的最外层电子数之和与之差分别等于 X 元素原子的核外电子数与最外层 电子数 请回答下列问题: (1)写出下列元素的名称:X 是 ▲ 。 B.离子键 C.金属键 D.氢键 E.分子间作用力 ▲ ,它与 ▲ ;乙的结构式 ▲ 。 (2)由 U、W、X、Y 四种元素形成的一种相对分子质量为 120 的化合物,溶于水时破坏的 A.共价键 ▲ 。

(3)高压下 V 的单质会聚合生成高聚物,这种高聚物的晶体中每个 V 原子都通过三个单键 与其它 V 原子结合形成空间立体网状结构(如图 1),则其晶体类型是 V 的单质之间的关系属于 ▲ 。

图1
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图2

(4)甲──空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是 20%~30%的 KOH 溶液,则放 电时负极上的电极反应式为 ▲ 。 (5)在一定条件下,Fe 与不同浓度的 UVW3 反应的还原产物很复杂,一般随着 UVW3 浓度 的变化其主要还原产物中 V 元素的化合价呈规律性变化,其分布曲线如图 2:其中曲线 Ⅴ 表示的还原产物是 ▲ (填化学式),VU4 作为还原产物的曲线是 Δ H1=24.52 kJ· mol Δ H2=90.73 kJ· mol Δ H3=± kJ· M mol
-1 -1 +





22. (10 分)二甲醚(DME)水蒸气重整制氢是一种有效解决氢源的方案,其包含的化学反应有: CH3OCH3(g)+H2O(g)=2CH3OH(g) CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) H2O(g)+CO(g)=CO2(g)+H2(g) 化学键 键能(kJ· mol ) 对于反应H2O(g)+CO(g) 1molCO(g)充分反应后 ▲
-1 -1

(1)已知某些化学键的键能数据如下表: C≡O (CO) 1070 C=O 801 H-O 463 H-H 436 ▲

CO2(g)+H2(g),在一密闭容器中加入1molH2O(g)和 (填“放出”或 “吸收”) 的热量 ▲ 。 (填“>”、

“=”或“<”)M kJ。下图中符合其能量变化的为

A

B

C

D

(2)1840年,俄国化学家盖斯在分析许多化学反应的热效应的基础上,提出“一个化学反应, 不论是一步完成,还是分几步完成,其总的热效应是完全相同的”。请计算总反应式为
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CH3OCH3(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) 的Δ H=



kJ· mol 1;在一定条件下, ▲



体积恒定的密闭容器中发生该反应,下列能表示某时刻已达到了平衡状态的是 (填选项)。 A.容器内气体压强不再发生改变 B.6v(CH3OCH3)=v(H2) C.各组分的密度不再发生改变 D. n(CH3OCH3)∶n(H2O)∶n(CO2)∶n(H2)=1∶3∶2∶6 E.CO2 的体积分数为

1 6
2CH3OH(g), 一定温度下在一 2L 密闭容器中充入 0.1mol

(3) 已知 CH3OCH3(g)+H2O(g)

CH3OCH3(g)和 0.2mol H2O(g)发生该反应,经过 5min 达到平衡,此时 CH3OCH3(g)的物质 的量分数为 10%,则用 CH3OH (g)表示的平均反应速率为 压强相比反应后容器内压强 ▲ 23. 分)锂离子电池是具有电压高、能量密度大、循环性 (6 能好等突出优点的高效绿色产品。 某锂离子电池的结构如 右图所示,以石墨化的碳、氧化钴锂(LiCoO2)为电极, 当充电时,阳极上发生的电极反应为 LiCoO2 - xe = Li1-xCoO2 + xLi+,总反应式为 LiCoO2 + 6C = Li1-xCoO2 + LixC6。 (1)当该电池放电时,Li+的运动方向是 电极 A 上发生的电极反应式: ▲ ▲ 。 ▲ 。 ,
-



;与反应前容器内

(填“增大”、“不变”或“减小”)。

(2)下列有关该锂离子电池的说法,正确的是 A.放电时,电极 B 上发生了还原反应 B.充电时,Li+得电子,发生了还原反应

C.在整个充电或放电过程中不只存在一种形式的能量转化

Li1-xCoO2+LixC6
D.电池的总反应式可表示为:

充电 放电

LiCoO2+6C

五、 (本题包括 3 小题,共 25 分) 24.(6 分)晶体硅是一种重要的半导体材料,工业上晶体硅的制备流程如下:

在高温条件下,粗硅中的杂质硼、铝、铁、磷等均能与氯气直接反应生成相应的氯化物。 有关物质物理性质:
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物 质 沸点/℃ 熔点/℃ 升华温度/℃ 请回答下列问题:

SiCl4 57.7 -70.0 -

BCl3 12.8 -107.2 -

AlCl3 - - 180

FeCl3 315 - 300

PCl5 - - 162

(1)写出工业上获得粗硅的化学方程式:





(2)通过精馏(类似多次蒸馏)可得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可 能还含有的元素是 ▲ (填写元素符号)。 ▲ 。

(3)用 SiCl4 与过量干燥的 H2 反应制备纯硅,为保证制备纯硅实验的成功,除控制好反应温 度外,还需确保实验装置中不能混入空气,原因是 25. 分)我国钴资源相对比较贫乏,某研究小组以一种含锂、铝和钴的新型电子材料的废料为 (8 原料回收金属钴,设计了如下实验方案:

已知: (1)该废料中铝以金属铝箔的形式存在;钴以 Co2O3·CoO 的形式存在,吸附在铝箔 的单面或双面;锂混杂于其中。 (2)三价钴的氧化性比 Cl2 强。 请回答下列问题: (1) 步骤Ⅰ中以 NaOH 溶液为溶剂, 溶解废料中的铝, 写出该反应的离子方程式 混合盐溶液,请写出该反应的化学方程式: 但工业上却不采用盐酸,其原因是 ▲ ▲ 。 ▲ ▲ 。

(2)在钴渣中加入稀硫酸,再加入 Na2S2O3 溶液可将钴渣溶解,并得到只有一种酸根离子的 。若用盐酸可将钴渣直接溶解,

(3)锂铝渣的主要成分是 Al(OH)3 和 LiF,步骤 III 和 IV 中均用到碳酸钠溶液,则碳酸钠溶 液在这两个步骤中所起的不同作用是 。 26. (11分)铜及其化合物在日常生活中有着广泛的应用。某研究小组用Fe2(SO4)3作催化剂, 使铜 在7.4 %-14.5 % 的稀硫酸中于60-95 ℃ 下通入热空气氧化,直接制备硫酸铜。请回答下列 问题: (1)与用铜和浓硫酸反应制备硫酸铜相比,利用该法的优点是 ▲ 。 ▲ 、

(2)请用有关离子方程式表示 Fe2(SO4)3 在该过程中起到催化剂的作用: ▲ 。
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(3)在酸性 CuSO4 溶液中加入一定量的 Na2SO3 和 NaCl 溶液,加热,生成 CuCl 沉淀。请写

出该反应的离子方程式:





(4)利用 CuSO4 溶液与 Na2CO3 溶液反应可制备新型木材防腐剂 Cu2(OH)2CO3。多次实验发 现所得蓝色悬浊液颜色略有差异,查阅资料表明,可能由于条件控制不同使其中混有较 多杂质 Cu(OH)2 或 Cu4(OH)6SO4。已知 Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu4(OH)6SO4 均难溶于 水,易溶于强酸;分解温度依次为 80℃、200℃、300℃。 请设计实验方案检验悬浊液中是否含有 Cu(OH)2 或 Cu4(OH)6SO4。 六、 (本题包括 1 小题,共 5 分) 27.(5 分)向 FeCl3 的溶液中滴加 KSCN 溶液,溶液呈血红色,产生该现象的原因是生成了 Fe(SCN)2+ …… Fe(SCN)63—等其中的一种或多种配离子,可表示为 Fe(SCN)x3-x(x=1~6)。所 谓配离子是由金属阳离子和一定数目的中性分子或阴离子以配位键结合而成的复杂离子。配 离子和带相反电荷的离子组成的化合物叫配合物。 CuCl2 与 NaCl 混合后也可生成配合物,该配合物能完全电离出 Na+和配离子,配离子的电离 则可忽略。 为确定配离子的组成, 每次取 200mL5mol/L 的 CuCl2 溶液, 向其中加入 NaCl 固体, 每次实验均充分反应,实验记录如下: 实验序号 1 2 3 4 5 6 加入 n(NaCl)/mol 3 2.4 2 1.2 1 0.4 测得溶液中 n(Cu2+)/mol 0 0 0 0 0 0.2 测得溶液中 n(Cl )/mol 1 0.4 0 0 0 0


试计算在实验 4 所得溶液中配离子的浓度(假设加入 NaCl 固体后溶液体积不变)

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