2023年上海市初中学生化学竞赛(天原杯)复赛试卷及参考答案(word版)

2023年上海市初中学生化学竞赛〔第二十八届天原杯〕复赛试题〔总分120分，时间120分钟〕相对原子质量：H-1Li-7C-12N-14O-16Fe-56一、选择题〔此题包括16个小题，共40分，每题有1个或2个选项符合题意。假设有两个答案的错1个不得分，漏选1个扣一半分数〕1、2023年10月，因发现抗疟疾药青蒿素而首获诺贝尔自然科学类奖的中国外乡科学家是A.B.C.D.2、化学用语书写正确的是A、金钢石B、汞蒸汽C、氯化氨D、瓷坩埚3、HClO与H2SO3都是弱酸，两者可以发生反响：HClO+H2SO3→HCl+H2SO4，以下判断合理的是A、该反响属于复分解反响B、该反响中H2SO3作复原剂C、该反响说明某些酸具有一定的碱性D、反响后溶液pH>74、垃圾应分类收集，以下物质应放置于贴有“〞标志垃圾筒内的是A、废电池B、旧报纸C、空易拉罐D、过期药品5、在命名化学物质时，如果某元素的化合价不止一种，一般我们把其中比较稳定而且常见的化合价作为标准，化合价比它高的加上前缀“高〞，化合价比它低的加上前缀“亚〞，以此进行区分。据此，以下物质命名正确的是A、BaMnO4：锰酸钡B、Na2FeO4：铁酸钠C、Hg2Cl2：氯化汞D、CaHPO4：亚磷酸氢钙6、波尔多液是一种含铜杀菌剂，制作波尔多液的主要原料除了水和硫酸铜外，还需A、纯碱B、烧碱C、硫磺D、生石灰7、以下能制备氢气并能灌充小氢气球的实验装置是A.B.C.D.8、在设计探究实验时，往往保持所有条件均相同进行屡次实验，其目的是A、增加数据数量，便于总结数据变化规律B、控制实验条件进行比照C、消除试剂中所含杂质对实验结果的干扰D、消除偶然的不确定因素带来的误差9、酸碱中和反响放出的热量与消耗的酸、碱的物质的量成正比。将30mL某稀硫酸与30mL某氢氧化钠溶液混合，恰好完全反响，溶液温度升高△T1，保持两种溶液浓度不变，体积均改为90mL进行中和，溶液温度升高△T2，假设不计热量损失，△T1与△T2的关系是A、△T1=△T2B、△T1=3△T2C、3△T1=△T2D、6△T1=△T210、某溶液的溶质可能是K2SO4、KCl、Na2CO3、NaOH中的一种或几种，某同学取4份此溶液样品，分别进行如下实验：①进行焰色测试，火焰呈黄色，透过蓝色钴玻璃可以看到火焰呈紫色②参加硝酸银，产生白色沉淀，再参加稀硝酸，沉淀局部溶解，产生气体③参加足量氯化钡溶液，产生白色沉淀，该沉淀局部溶于稀硝酸且放出气体④参加足量硝酸钡溶液，产生白色沉淀，过滤后向滤液中参加硝酸银溶液，产生白色沉淀该同学最终确定该溶液中仅存在K2SO4、KCl、Na2CO3三种溶质。请分析．该同学只需完成上述哪两个实验，即可得出此结论？A、①②B、③④C、②③D、②④11、意大利化学家阿伏伽德罗在化学上的重大奉献是建立分子学说，他提出：同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子。现有两个密闭容器，分别装有等质量的甲、乙两种气体，假设两容器内气体的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度。以下说法正确的是A、气体体积：甲>乙B、原子数目：甲<乙C、分子数目：甲<乙D、摩尔质量：甲>乙12、现有质量分数为0.15的硝酸钾溶液20g，质量分数为0.40的硝酸钾溶液15g，另外还有足够多的硝酸钾固体和水，要配制质量分数为0.20的硝酸钾溶液30g。假设要尽量多使用现有的两种溶液，那么A、还额外需要1.5g硝酸钾B、还额外需要2.5g水C、还额外需要0.6g硝酸钾和3.4g水D、不需要额外的硝酸钾和水13、物质x的溶解度随温度变化曲线如下列图。以下判断正确的是A、升高温度可以加快X的溶解速度B、含有X的混合溶液冷却后只析出X晶体，说明该溶液所有溶质中，X的溶解度一定随温度变化最大C、含有X的混合溶液恒温蒸发首先析出X晶体，说明在此温度下该溶液所有溶质中，X的溶解度一定最小D、硝酸钾中含有少量X〔不与硝酸钾发生反响〕，可用冷却结晶法提纯14、t℃时，CuSO4的溶解度为sg/100gH2O，将sg无水CuSO4粉末加到CuSO4饱和溶液中，析出一定量的监色晶体，假设要将该蓝色晶体溶解，那么至少还应参加水的质量为A、(100+s)gB、(100–9/25s)gC、100gD、〔100+16/25s〕g15、以下测定Na2CO3与NaOH混合物中Na2CO3的质量分数实验方案中可行的是A、取一定质量混合物溶于水，参加足量稀盐酸，蒸发结晶后得到不含结晶水的固体，测定该固体质量B、取一定质量混合物溶于水，参加足量稀硫酸，将逸出的气体用排水集气法收集后，测得气体体积并换算为质量C、取一定质量混合物溶于水，参加足量氢氧化钡溶液，过滤、洗涤沉淀并低温烘干，测定得到固体的质量D、取一定质量混合物溶于水，参加足量稀硫酸，将逸出的气体全部通入碱石灰中，测定碱石灰的增重16、某只含铁、氧两种元素的样品X，高温下与足量的CO充分反响，生成的气体被足量氢氧化钡溶液吸收，测得沉淀的质量恰好为原样品X质量的两倍。如果X中只含两种物质，那么X中一定含有A、FeB、FeOC、Fe3O4D、Fe2O3二、填空题〔此题包括9个小题，共49分〕17.汽车给人类生活带来极大便利，但随着车辆的增多，给城市环境带来很大压力。〔1〕常见汽车尾气中含有碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物〔以NOx为代表〕、二氧化碳等成分。其中不属于空气质量指数(AQI)监测对象的是碳氢化合物和的浓度。此外，AQI的监测对象还包括〔任写一种〕的浓度。〔2〕汽车动力来源与其尾气排放有密切关系，以下列图对三种不同类型汽车〔以序号1、2、3表示〕尾气成分进行了比较。这三种汽车分别是以汽油〔可以用C8H18表示〕为燃料的汽车、以天然气为燃料的汽车和气电混合动力〔燃气发动机与电动机共同驱动〕汽车。可判断1号车是汽车，3号车是汽车。〔3〕三元催化器是安装在汽车排气条统中最重要的机外净化装胃，它可将汽车尾气排出的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等有害气体通过氧化复原作用转变为无害的_______后再排放。18.二氧化氯(ClO2)是高效、低毒的消毒剂，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。ClO2是一种黄绿色的气体，易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2〔亚氯酸钠〕为原料制备ClO2的流程如下：〔1〕写出电解时发生反响的化学方程式：〔2〕收集ClO2应采用的方法是____________。〔3〕ClO2的稳定性差，所以需要添加稳定剂保存，使用时加酸释放ClO2。右图是两种稳定剂加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化图，假设将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是，原因是。19.硅是信息产业、太阳能电池光电转化的根底材料。一种有着良好应用前景的制备硅的方法如下列图：〔1〕过程Ⅰ中，焦炭作剂。〔2〕过程II中发生化学反响的类型是。〔3〕过程III对应的反响为：SiCl4+2Zn→Si+2ZnCl2。在不同温度下进行反响时，反响物和生成物的状态也不相同：反响温度SiCl4状态Zn的状态Si的状态ZnCl2的状态400℃~756℃气态液态固态液态756℃~907℃气态液态固态气态907℃~1410℃气态气态固态气态实际制备过程中选择的温度范围是907℃～1410℃，从有利于工业生产角度分析这样选择的理由有：、。20．古代西方人制备单质砷〔As〕有两种方法：①木炭粉和砒霜(As2O3)共热；②氧化钙与雄黄(As4S4)共热，产物除砷外还有CaS和CaSO4。唐代孙思邈的?太清丹经?中曾记载“雄黄十两，末之，锡三两，铛中合熔，出之…其色似金〞，大意为，将雄黄磨成粉，和锡(Sn)一起熔融，最后得到金色的物质〔实为SnS2〕。孙思邈利用这一反响成功制得了单质砷。请写出并配平上述三种制备单质砷反响的化学方程式。21.下表中列出了一定压强和温度下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体的体积，气体种类H2CO2O2N2Cl2摩尔质量/g·mol—1244322871气体沸点/℃-252-78-183-196-34被吸附的体积/mL4.5973511494〔1〕分析上表数据可知〔选填编号〕。a．气体分子所含原子个数越多，越易被吸附b．沸点越高的气体，越易被吸附c．气体是化合物时，越易被吸附d．气体的相对分子质量越大，越易被吸附〔2〕有人设计了如图实验，常温常压下，装有活性炭的试管与一根J型长玻璃管连接后倒置在汞槽中，可以看到玻璃管中水银柱上升约30cm;当用干冰冷却活性炭一端时，水银柱可继续上升达70cm左右。请解释这一现象。〔3〕有人建议上述实验改用液氮冷却活性炭，还能使水银柱进一步上升至90cm左右。请评价此说法是否正确并说明原因。22.自从爱迪生1879年创造电灯以来，在一百多年中经过人们的不断改进，最终形成了千家万户所使用的白炽灯。白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态而发光，家用白炽灯结构如下列图。〔1〕在组装灯泡时，需要从排气管处将玻璃壳内空气抽走，到达真空状态，这是为了防止在高温下________________________。为确保效果，灯泡的芯柱上往往还涂有少量红磷，其目的是：___________________________________________________。〔2〕白炽灯在使用过程中，灯丝外表的钨在高温下会直接成为气体扩散，然后又在玻璃壳内外表上沉积，使得玻璃壳黑化，灯丝变细以至于断裂。从物质三态变化角度来看，上述过程中钨丝发生了____________现象。〔3〕科学家发现，在灯泡中封入少量碘后，可以发生碘钨循环，减缓了灯泡壁发黑和灯丝变细过程，极大延长灯泡寿命。碘钨循环原理如下〔：T1<T2〕：W(固态)+I2(气态)WI2(气态)；WI2(气态)W(固态)+I2(气态)简述碘钨循环延长灯泡寿命的原理。23.氢能是一种极具开展潜力的清洁能源。随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多兴旺国家的青睐。利用太阳能进行热化学硫碘循环法分解水的反响过程主要涉及如下三步反响：①SO2+I2+2H2O→H2SO4+2HI；②2HI→H2+I2③2H2SO4→2SO2+O2+2H2O〔1〕反响①中保持I2过量，产物溶液分为两层：含低浓度I2的硫酸层和高浓度I2的HI层。碘盐的溶解性与盐酸盐类似，鉴别两层溶液的化学方法是________________。〔2〕在上述循环过程中，可以看做水分解的催化剂的物质是____________。〔3〕从理论上讲，使用热化学硫碘循环法，1molH2O能制氢气_____mol。〔4〕相比电解法，该热化学循环制氢的优点有______________________〔任写一点〕。24.工业上用N2和H2在500℃左右、200~500个大气压和催化剂条件下合成氨。〔1〕合成塔中N2与H2在催化剂外表发生反响，其过程可表示如下(Cat表示催化剂)：其中图①表示__________〔填化学式〕的解离过程。首先发生的是①和②，然后依次发生_____、_____、_____、_____。〔2〕合成氨的原料气可以由焦炭在高温下与水和空气反响而得。涉及的主要反响如下：①C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)；②2C(s)+O2(g)→2CO(g)③CO(g)+H2O(g)→H2(g)+CO2(g)假设每步反响都完全，将反响后的混合气除去CO2和H2O后，剩余气体恰好为纯洁的N2和H2，且两者的物质的量之比为1:3。那么起始气体中H2O和空气的物质的量之比应不少于___：1。〔设空气中O2和N2的物质的量之比为1:4〕〔3〕用不同原料生产氨气的经济指标如下表所示。甲烷石脑油重油焦炭投资〔亿元〕5.66.58.0—能耗〔×106千焦/吨氨〕28~3035.541.854.4本钱〔元/吨氨〕257390~447220~280500从上表数据及自然资源来看，最具有开展前景原料的是_______。25.某些稀溶液的性质与浓度有关而和溶质性质无关。图①反映的是稀溶液沸点与溶质浓度的关系：取1.8g葡萄糖(C6H12O6)溶于0.1kg蒸馏水中，完全溶解后再加热至沸腾。〔1〕该葡萄糖溶液开始沸腾的温度是_______℃〔精确到0.001〕。〔2〕在图②中绘制出从开始沸腾到维持溶液沸腾一段时间〔未蒸干〕过程中，溶液温度的大致变化情况。三、实验题〔此题包括3个小题，共21分〕26.某同学在进行“铝与氯化铜溶液反响〞实验时观察到反响一段时间后，溶液温度升高，有大量气泡逸出。经检验，生成的气体为氢气。该同学先从理论上猜想产生上述现象的多种可能原因，再设计实验证实自己的猜想。他取了四根洁净的铝丝分别与不同试剂反响，现象记录如下：实验编号①②③④试剂氯化铜溶液热水硫酸铜溶液饱和氯化钠热溶液溶液酸碱性酸性中性酸性中性现象气泡较多，反响剧烈只有在开始时有少量气泡气泡较多，但比氯化铜溶液少气泡比热水稍多，但比硫酸铜溶液少〔1〕请分析设置实验②③④各是为了验证何种猜想？实验②：_____________________________________________________实验③：_____________________________________________________实验④：_____________________________________________________〔2〕从上述实验现象可知，生成氢气的主要原因是_________________________。27.资料显示：在煤中参加适量石灰石粉可使煤〔含S〕燃烧时产生的SO2转化成钙盐，从而减少SO2排放，该方法被称为钙基固硫。某实验小组利用以下实验装置和药品对其可行性进行了模拟探究。：SO2与CO2均为酸性氧化物，但SO2有毒，能与品红作用使其褪色。【实验一】取S粉与CaCO3粉末的混合物装入A中。连续通入过量O2，加热至500℃左右，充分反响发现，B中红色消失、C中出现大量白色浑浊。〔1〕停止实验的正确操作是___________________________________。〔2〕取反响后D中溶液滴加过量盐酸，无CO2产生。C中上层清液呈强酸性。由此得知C中反响的化学方程式是___________________________________________________。【实验二】取S粉与CaCO3粉末的混合物装入A中。连续通入过量O2，并迅速加热升温，控制在1000℃左右，充分反响发现，B中红色消失，C中出现白色浑浊。〔3〕取反响后D中溶液滴加过量盐酸，出现大量无色气泡。反响结束后，将A中余下固体溶于水中，取其上层清液，滴加BaCl2溶液，立即有白色沉淀出现。由此得知实验二过程中A中发生的反响有三个：①S+O2SO2；②CaCO3CaO+CO2↑；③_______________________。【实验三】取CaSO4粉末装入A中。连续通入过量O2，加热至1200℃左右，充分反响，B中红色消失。〔4〕比较实验一、二、三可知，如用该方法固硫，适宜的温度条件是__________。28.某兴趣小组用两支规格相同的注射器与一支具支试管对“测定空气中氧气的含量〞的实验装置进行了改进〔如以下列图〕：具体实验步骤如下：步骤一：装配仪器〔但不参加药品〕，使注射器1中不留空气，注射器II中留有一定体积空气，检查装置气密性。步骤二：在具支试管中参加足量的试剂X，塞上橡胶塞，记录注射器II中气体体积〔记为V1〕。步骤三：用酒精灯加热，使试剂X与氧气反响充分。步骤四：停止加热，冷却至室温。将注射器I中的气体全部挤入具支试管，待注射器II的活塞稳定后，读取并记录气体体积〔记为V2〕。步骤五：实验结束后，清洗仪器。将具支试管装满水并塞上塞子，使注射器I和II中均无气体或液体残留。将试管中的水倒入量筒，测定体积〔记为V3〕。〔1〕步骤一中检查装置气密性的方法是：_________________________________________。〔2〕步骤二中参加的试剂X可能是_________〔选填序号〕①水银②硫粉③碳粉④铜粉〔3〕步骤三中，为使试剂X与氧气反响充分，可以采取的操作是：_____________________________________________________________________________〔4〕根据测定数据可以计算空气中氧气的体积分数为〔用V1、V2、V3表示〕：__________________________________________________________________________〔5〕假设空气中氧气体积分数为a，该实验要取得成功，对V1的大小有何要求？〔用含有V1、V2或V3的代数式表示〕__________________________________________四、计算题〔此题包括2个小题，共10分〕29.自然界存在的碳酸盐类铜矿〔如孔雀石、石青等〕的化学式可表示为：aCuCO3·bCu(OH)2(a、b均为正整数。且均不大于2)。〔1〕孔雀石中C元素与O元素的质量比为3:20，那么其化学式为____________。〔2〕石青用足量盐酸溶解后，生成的CuCl2与CO2的物质的量之比为3:2，那么其化学式为___________________。〔3〕某碳酸盐类铜矿样品加酸完全溶解后，产生13.2gCO2。假设将相同质量的矿样加热使其完全分解，请对可能得到的CuO的质量进行估算。30.甲烷与氢气的燃料混合气在燃烧炉内完全燃烧后，炉气成分如下：N2CO2O2H2O物质的量分数0.71100.08100.02250.1710假设空气中N2与O2的物质的量分数分别0.79和0.21。计算：〔1〕燃料混合气中甲烷与氢气的物质的量之比。〔2〕燃料混合气与空气的物质的量之比。2023年上海市初中学生化学竞赛〔第二十八届天原杯〕复赛试题参考答案及评分标准单项选择题每题2分：双选题每题4分题号12345678910111213141516答案BDBBCADADABCDBADCACA未注明分值为每空1分；其他正确答案合理即可得分17.〔6分〕〔1〕二氧化碳：二氧化硫、PM2.5〔细颗粒物〕、PM10〔可吸入颗粒物〕、O3〔任写1种〕〔2〕气电混合动力：以汽油为燃料的〔3〕CO2、N2、H2O〔2分，少一个扣1分〕18.〔6分〕〔1〕NH4Cl+2HClNCl3+3H2〔2分〕〔2〕向上排空气法〔3〕稳定剂2：释放的ClO2浓度稳定，保鲜时间长〔2分〕19.〔4分〕〔1〕复原〔2〕化合反响〔3〕温度高反响快；反响物均为气态，易混合接触，反响充分；产物中Si更易别离(2分，任写两种即可)20．〔6分〕3C+2As2O33CO2+4As〔2分，写成3C+As2O33CO+2As也可〕：4CaO+As4S43CaS+CaSO4+4As〔2分〕：2Sn+As4S42SnS2+4As〔2分〕21.〔6分〕〔1〕bd〔2分〕〔2〕活性炭吸附了玻璃管中的空气，使管内压强减少，导致水银柱上升；用干冰冷却活性炭时，温度降低，活性炭的吸附能力增强，玻璃管