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首届全国中学生数理化学科能力竞赛高一化学学科能力解题技能全国总决赛试题


首届全国中学生数理化学科能力竞赛 高一化学学科能力解题技能全国总 化学学科能力解题技能全国总决 高一化学学科能力解题技能全国总决赛试题
试题说明: 试题说明:1.本试卷满分为100分. 2.考试时间为120分钟. 3. 相对原子质量 H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Mg—24 S—32 La—138.9 Cl—35.5 K—39 Ca—40 Mn—55 Cu—64 Ba—137

总分

一 、 选 择 题 ( 本 题 包 括 7个 小 题 , 每 小 题 3 个 分 , 共 21 分 . 每 小 题 只 有 1 个 选 项 符 合 题 意 .) )

本题得分

评卷人

1、 2008 年 9 月 27 日,中国航天员首次在太空成功回收了暴露试验的固体润滑材 料。这些搭载于“神七”飞船的材料共分为 4 大类 15 种,这是中国首次暴露于太空 环境并成功回收的空间材料试验样品。经过太空的试验以后,以肉眼观察,发现两 类产品变化很大,一类是银与银合金的薄膜材料,经过原子氧和紫外光的辐照以后, 其表面变花或者变暗;另一类是二硫化钼润滑薄膜产品,表面变得更为粗糙。下列 有关说法正确的是( ) A.原子氧比氧气化学性质活泼,二者互为同素异形体 B.银与银合金的薄膜材料化学性质活泼 C.原子氧和紫外光的辐照对二硫化钼润滑薄膜产品没有影响 D.二硫化钼润滑薄膜产品不适合用作航天器的润滑剂 2、毛泽东同志曾写下许多伟大光辉的诗篇,其中一篇中有两句为“赤橙黄绿青蓝紫, 谁持彩练当空舞” 根据下列物质的颜色, “赤橙黄绿青蓝紫” 。 按 的顺序编组的是( ) ①溴水 ②CuSO4 ③KMnO4 ④CuO ⑤AgI

⑥FeSO4 ·7H2O ⑦CuSO4·5H2O A.①②③④⑤⑥⑦ C.⑧⑨⑤⑥②③①

⑧HgO ⑨CuS

B.⑧①⑤⑥④⑦③ D.⑧①⑤⑥④②③

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3、为了使鸡蛋保鲜,可在蛋壳表面上涂一层水玻璃溶液,这是利用了水玻璃的( A.氧化性 B.还原性 C.稳定性 D.水解性



4、下列物质长时间存放在敞口瓶里,会发生变质的是( ) ①碳酸钠晶体;②亚硫酸钠溶液 ③五氧化二磷 ;④碳铵;⑤碱石灰;⑥石灰水 A.①②③⑤ B.①②④⑥ C.②③④⑤ D.①②③④⑤⑥

5、干燥剂的干燥性能可用干燥效率(1 m3 空气中实际余留水蒸气的质量)来衡量。某些干燥剂的 干燥效率数据如下: 物 质 干燥效率 MgO 0.008 CaO 0.2 ) ZnCl2 0.8 ZnBr2 1.1

分析以上数据,下列有关叙述正确的是( A.CaO 的干燥性能比 MgO 好

B.干燥效率与干燥剂的阴、阳离子的化合价有显著关系 C.CaCl2 是比 MgCl2 干燥性能更好的干燥剂 D.上述干燥剂中阳离子对干燥性能的影响比阴离子大

6、为了保护航天员的安全,神州七号借助降落伞、反推火箭和缓冲座椅使飞船减速和平安着陆。 在降落伞系统内装有氢叠氮钠,已知氢叠氮酸(HN3)与醋酸酸性相近,其盐稳定,但撞击时会 发生爆炸生成 N2。下列有关叙述正确的是( ) ①NaN3 的水溶液显碱性; ②HN3 的固体属于共价化合物; ③NaN3 的固体属于离子化合物; ④NaN3 可用于小汽车防撞保护气囊。 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④

7、生活中的一些问题常涉及化学知识,下列叙述不正确的是( ①糯米中的淀粉一经发生水解反应,就酿造成酒; ②福尔马林是一种良好的杀菌剂,但不可用来消毒饮用水; ③棉花的主要成分是纤维素;
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)

④AgBr 可用作人工降雨; ⑤随着人们生活质量的不断提高, 废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程, 目的是防止 电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染; ⑥缺碘将会导致患“大脖子病”,因此,国家规定,食用食盐中必须加碘,食盐中所加的碘是碘 化钾; ⑦由于金属锑的导电性介于导体与绝缘体之间,以及它容易形成合金而使它具有很多重要用途。 例如在火柴盒侧面涂有三硫化二锑,用作氧化剂; ⑧硫酸钡是一种对脂肪有较强亲和力, 通过富含脂肪的禽畜产品会对人类造成极大危害的有毒物 质; ⑨为减少含硫煤燃烧对大气的污染,宜在煤矿中加入的物质是石膏; ⑩室内装饰材料中缓慢释放出的甲醛、甲苯等有机物会污染空气。 A. ①②④⑤⑧⑨ C. ①④⑥⑦⑨⑩ B. ①③④⑥⑧⑨ D. ①④⑥⑦⑧⑨

本题得分

评卷人

小题, 二、本大题包括 8 小题,共 79 分.
8、 分)当前,一次性筷子、一次性饭盒的安全受到社会的关注。专家介绍说,正规的一次性 (6 筷子所用的都是质地较好的木材,不用特殊加工。但是很多小作坊为了降低成本,使用了劣 质木材。为了使筷子看上去白一些,他们常用硫磺进行熏蒸漂白,结果造成 SO2 严重超标, 同时硫磺中含铅、汞等重金属,也会对人体造成铅中毒或汞中毒。 (1)铅中毒可导致行为和学习能力障碍,甚至中风或死亡等。7 岁以下儿童由于身体处于 快速生长期,铅中毒风险最大。Pb3O4 中金属有 2 种化合价,分别是 中铅的 价态是稳定的,则 Pb3O4 与浓 HCl 反应方程式: 。 (2)在制备一次性筷子的过程中要有 “抛光”程序: 加入滑石粉和木签一起搅拌,起到干燥、 打磨的作用,使筷子变得光滑,以免毛剌剌伤人的口腔。已知滑石粉是一种含水的具有层状结构
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,其

的硅酸盐矿物,其质量组成折算为 MgO 31.88%,SiO2 式为 9、 (10 分)用反应方程式表示下列实验现象。 (1)打开盛 TiCl4 瓶的瓶塞时立即冒白烟。

63.37%,H2O 。

4.75%,其化学

(2)向盛 TiCl4 的瓶中加入浓盐酸和锌时生成紫色溶液,向其中缓慢加入 NaOH 溶液至呈碱性,能观察到紫色沉淀。

(3)过滤得到的紫色沉淀用 HNO3 处理后,再用稀碱溶液处理得到白色沉淀。

(4)将白色沉淀过滤出并灼烧,最后与等物质的量的 MgO 共熔。

10、(10 分)现有下列短周期元素性质的有关数据: 元素编号 原子半径/pm 最高化合价 或 最低化合价 a 111 +2 b 77 -4 c 70 -3 d 104 +6 e 143 +3 f 99 -1 g 117 +4 h 186 +1 i 160 +2 j 64 -1

(1) 根据元素周期律确定 a 至 j 十种元素在元素周期表中的位置,将它们的元素编 号填入下表相应的空格内。 主族 周期 1 2 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA

0

3

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(2)上述 10 种元素形成的氢化物中, 分子间存在氢键的有(填氢化物的化学式, 可多 。分子构型是正四面体的是(填氢化物的化学式,可多 。 (3)写出 i 在 b 的氧化物中燃烧的化学方程式为 。 (4) c 的一种氧化物曾在 1992 年被美国科学院评为“明星小分子”,其分子式 ,并列举其生物功能: 。 为 (5)原子数相同,电子总数相同的分子或离子互称等电子体。在元素周期表中,与碳 相邻的两种元素可形成具有石墨型晶体结构的“白石墨”,“白石墨”和石墨具有等电 子体特征,画出“白石墨”的最小结构单元的结构式。 填) 填)

11、(8 分)科学家发现在特殊条件下,水能表现出许多有趣的结构和性质。 (1)一定条件下给水施加一个弱电场,常温常 压下水可结成冰,俗称“热冰”,其模拟图如图 所示。使水结成“热冰”采用“弱电场”的条 件,说明水分子是 分子。请你展开想 象 , 给 “ 热 冰 ” 设 计 一 个 应 用 实 例 。 (2)用高能射线照射液态水时, 一个水分子能释放出一个电子, 同时产生一种阳离子。 ①释放出来的电子可以被若干水分子形成的“网”捕获而形成水合电子, 你认为水 分子间能形成“网”的原因是 。 ②由水分子释放出电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性,试写出该阳离子与 SO2 的水溶液反应的离子方程式 ; 该阳离子还能与水分子作用生成羟基(?OH) ,经测定此时的水具有酸性,写出该过程的 离子方程式 。 12、 分)某化学兴趣小组查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成 Mg3N2,并设计如 (7 下实验方案进行探究。 步骤 1:用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、胶塞等装 配如图所示的装置。另准备一只胶塞,其中有一根铜丝穿过,铜丝末端固 定一根镁条备用。 步骤 2:引燃燃烧匙中的试剂,塞好瓶塞。燃烧结束后,调节广口瓶内 外液面相平。 步骤 3:点燃镁条,更换胶塞,镁条继续燃烧,反应结束后,广口瓶内水面上升。 步骤 4:取蒸发皿中得到的固体,加盐酸溶解。向溶液中加入过量氢氧化钠溶液,有 白色沉淀生成,同时得到一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。 (1)为除去广口瓶中的氧气,燃烧匙中应装入下列试剂中的 (填序号)。
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A.炭粉 B.硫粉 C.红磷 (2)“步骤 2”中调节内外液面相平的方法: 。 (3)写出 Mg3N2 溶于足量盐酸反应的离子方程式: 。 (4)该兴趣小组同学为比较镁和铝的金属性强弱,设计了下表中的实验方案一,请你再设 计一种不同的实验方案。 实验试剂和用品:镁条、铝条、0.1 mol/L MgCl2 溶液、0.1 mol/L AlCl3 溶液、0.1 mol/L HCl 溶液、 0.1 mol/L NaOH 溶液、pH 试纸(其他实验仪器可任选) 实验操作 方案一 取已除去表面氧化膜的镁条和铝条, 分别和 0.1 mol/L HCl 溶液反应 实验现象 均有气泡产生,但镁条反应比铝条更 剧烈

方案二

13、 (10 分)近年来,在海底发现大量锰矿—锰结核,大约有 15 000 亿吨。锰及其化合物是一种 重要的工业原料,具有很高的实用价值。请回答下列有关问题: (1)金属锰可由软锰矿(主要成分为 MnO2)与铝发生铝热反应而制得,由于铝与软锰矿 作用剧烈,反应先将软锰矿强热使之转变成 Mn3O4 和 O2,然后与 Al 粉混合发生铝热反应,其中 ;Mn3O4 的结 的反应化学方程式为 构与 Fe3O4 类似,则 Mn3O4 中锰元素的化合价为 。 (2)锰和过量的熔融 KOH 和 O2 在高温下反应,生成锰酸钾(K2MnO4),则锰制备 K2MnO4 的化学方程式是 。 (3)向锰酸钾(K2MnO4)溶液中通入 CO2,K2MnO4 转变为 MnO2 和 KMnO4,其离子方程 。 式是 (4)已知 KMnO4 在酸性溶液中会缓慢分解:4MnO4-+4H+====4MnO2 +3O2 +2H2O。某化 学兴趣小组取少量的 KMnO4 置于表面皿中,再向 KMnO4 中滴几滴浓硫酸,然后用玻璃棒蘸取 少许黏稠状液体与酒精灯灯芯接触,酒精灯立即燃烧起来。将燃烧的酒精灯灯芯浸入水中,有黑 色的不溶物。上述反应的化学方程式为 。 (5)下列 KMnO4、H2O2、H2SO4 三者反应的化学方程式正确的是( A.2KMnO4+7 H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10 H2O +6 O2 B.2KMnO4+9 H2O2+3 H2SO4=== K2SO4+2MnSO4+12 H2O +7 O2 C.2KMnO4+5 H2O2+3 H2SO4=== K2SO4+2MnSO4+8 H2O +5 O2 D.2KMnO4+3 H2O2+3 H2SO4=== K2SO4+2MnSO4+6 H2O +4 O2 )

14、(12 分)一包固体粉末,它可能是由 NaCl、CuSO4、Na2O2、K2CO3、(NH4)2SO4、Na2SO4、KNO3 等七 种物质中的某几种混合而成。 某同学对它进行了如下操作, 然后经过分析和计算确定了它的组成
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和各成分的物质的量。 I.称取 33.0 g 粉末溶于足量的蒸馏水中,得到无色溶液与气体,加热使反应完全,收集到 的气体在标准状况下的体积为 3.36 L。 -1 Ⅱ.将 I 中所得溶液分成两等份,一份加入酚酞溶液呈红色,用浓度为 4.0 mol·L 的盐酸 中和,用去该盐酸 12.5 mL。将另一份用稀硝酸酸化,无气体产生,再加入过量的 Ba(NO3)2 溶液, 得白色沉淀,质量为 12.8 g,滤液中加入 AgNO3 溶液,无明显现象。 Ⅲ.将 I 中所得的 3.36 L 气体通过浓硫酸,气体体积明显减少,再通过碱石灰,气体体积不 变。 (1)定性分析:由上述实验现象(不进行数据的计算)可以确定该粉末中一定不含有的 是 ;一定含有的是 。 (2)定量计算:为了进一步确定该粉末中其他成分是否存在,该同学又对有关数据进行了处 理,并最终得出混合物的组成和各成份的物质的量,请填写表格。 一定有的物质 1 2 3 4 5 6 7 该成份的物质的量

15、 (16 分)2008 年神州七号成功发射,我国航天员翟志刚成功地进行了太空行走。舱门快速检 漏仪就是专门为了保证舱门的密封性而研制的。在“神七”飞行任务中检漏仪共使用了三次,第 一次是航天员由返回舱进入轨道舱, 关闭返回舱舱门后对返回舱舱门进行检漏; 第二次是航天员 完成出舱活动后返回轨道舱, 关闭轨道舱舱门后对轨道舱舱门进行检漏; 第三次是航天员准备返 回地面,从轨道舱进入返回舱关闭返回舱舱门,对返回舱舱门进行检漏。三次检漏任务中最关键 的是第二次,也就是对轨道舱舱门的检漏。高氯酸铵为“神州七号”提供轨道舱气体,高氯酸铵 是一种火箭燃料的重要载氧体,它在高压下、450 ℃时能迅速分解生成水蒸气、氮气、氯化氢和 氧气;将其经小苏打溶液处理系统即可为轨道舱提供所需气体。请回答下列问题:
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; (1)写出高氯酸铵分解的化学反应方程式: 反应中生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比是 ;每分解 1 mol 高氯 酸铵,转移的电子数目是 NA。 (2)经过小苏打溶液处理系统被吸收的气体是 ,发生反应的离子方程式 ;剩余气体是 (水蒸气和新生成的气体 是 除外) ,其物质的量之比是 。 (3)将 11.75 g 高氯酸铵充分分解的产物通入 1 L 0.1 mol/L 的氨水中,所得溶液中 离子浓度按从大到小的顺序排列的是 。 (4)某化学兴趣小组为测定高氯酸铵分解后各种产物的含量,设计了如下装置:

碱石灰

d c

e

a

b B

A f g h


C j

i

D

F 试回答下列问题: ①装置的连接顺序是 ;接口的连接顺序是 。 ,作用是 ;装置 ②装置 C 中应盛装的试剂是 E 中应盛装的试剂是 ,反应的化学方程式是 。 ③装置 D、F 的作用是 ,最后读取量筒中液体的体积应 注意的问题是 。 1.175 g 高氯酸铵完全分解,则 B 管增加的质量 ④假设每一步都反应充分,若称取 mL(100、250、500、1 000) 是 ;装置 F 中最好选用量筒的规格是 (按 标准状况计算) 。

E

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