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2010年广州市高中化学竞赛试题


2010 年广州市高中化学竞赛 (暨 2010 年荔湾区“一中杯”化学知识应用赛)


注意事项: 注意事项:


2010.12.

本试卷共 8 页,22 小题,满分为 100 分。考试时间 90 分钟。

1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己所在的区、学校,以及自己的姓名、准 考证号、试室号和座位号填写在答题卡上。用 2B 铅笔在“准考证号”处填涂准考证号,将试卷 类型(A)填涂在答题卡相应的位置上。 2.选择题每小题选出答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑,如需改 动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,答案不能答在试卷上。 3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位 置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上 要求作答的答案无效。 4.考生必须保持答题卡的整洁,考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量: H: 1 N: 14 O: 16 V: 51

第一部分 1、下列关于 16O 和 18O 的说法正确的是
A.16O 和 18O 是同一种核素

选择题 (共 44 分)

一、单项选择题(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。 ) ....

B.16O 和 18O 核外电子数与中子数均不同 C.通过化学变化可以实现 16O 与 18O 间的相互转化 D.1mol16O2 和 1mol 18O2 的质量不同

2、下列说法正确的是
A.将饱和 FeCl3 溶液滴入沸水中形成胶体发生的是物理变化 B.周期表中所有元素都是从自然界中发现的 C.只有在原子中,质子数才与核外电子数相等 D.化学反应过程中必然伴随着能量的变化

3、下列符合化学实验“绿色化”的有
① 检验海带中 I-的实验中氧化剂用 H2O2 而不用 Cl2 ② 在通风橱中进行铜与浓硝酸的反应 2010 年广州市高中化学竞赛试题 第 1 页 (共 8 页)

③ 将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放 A.①② B.①③ C.②③ D.①②③

4、已知氧化还原反应:2Cu(IO3)2+24KI+12H2SO4=2CuI+13I2+12K2SO4+12H2O
下列说法正确的是 A.CuI 是氧化剂 B.2mol 氧化剂在反应中得到的电子为 10 mol C.24mol KI 在反应中失去的电子为 22mol D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:12

5、下列关于实验原理或操作的叙述中,正确的是
A. 去除 CaCO3 中含有少量 CaSO4 杂质:加入饱和 Na2CO3 溶液充分浸泡、洗涤、过滤 B. 焰色反应:用 NaOH 溶液洗涤并灼烧铂丝后,再沾上药品在火焰上灼烧 C. 海水蒸馏:冷却水从冷凝管的上口进,下口出 D. 测定溶液 pH:用玻璃棒沾取溶液,点在湿润的 pH 试纸上,再与标准比色卡对照 6、光谱研究表明,SO2 水溶液中存在着如下所示多个平衡,下列说法正确的是

A.该溶液中存在着 SO2 分子 B.该溶液中 H+浓度是 SO32-浓度的 2 倍 C.向该溶液中加入足量的酸都能放出 SO2 气体 D.向该溶液中加入过量 NaOH 可得到 Na2SO3 、NaHSO3 和 NaOH 的混合溶液

7、下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是
选项 A B C D 陈述Ⅰ 金属钠具有强还原性 铝不活泼,不易与 O2 反应 稀 HNO3 和浓 HNO3 都具有强 氧化性 工业生产硫酸用水吸收 SO3 陈述Ⅱ 金属钠着火不能用 CO2 来灭火 铝在空气中能稳定存在 常温下稀 HNO3 和浓 HNO3 都能与铜反 应 SO3 可与水反应 Ⅰ对,Ⅱ对;无 判断 Ⅰ对,Ⅱ错;无 Ⅰ对,Ⅱ对;有 Ⅰ对,Ⅱ对;有

8、下列热化学方程式或离子方程式中,正确的是
A.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol-1
催化剂

B.450℃、1MPa 下,将 1mol SO2 和 0.5molO2 置于密闭的容器中充分反应生成 SO3(g), 2010 年广州市高中化学竞赛试题 450℃、1MPa (共 8 页) 第2页

放热 98.5kJ,其热化学方程式为:2SO2+O2(g) C.氯化镁溶液与氨水反应:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ D.用 FeCl3 溶液腐蚀铜箔:Cu+2Fe3+==2Fe2++Cu2+

2 SO3(g) △H=-98.5kJ·mol-1

n

9、合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。
对于密闭容器中的反应: N2(g)+3H2(g)
催化剂
b · a· c · · d t1 e NH3 · H2

2NH3(g) △H<0 0 △ 673K、30Mpa 下 n(NH3)和 n(H2)随时间变化的关系如图所示,下列叙述正确的是 A.点 a 的反应速率比点 b 小 B.点 d(t1 时刻)的速率为 0 C.点 d(t1 时刻)和点 e(t2 时刻)处 n(N2)不相同 D.其他条件不变,773K 下反应至 t2 时刻,n(NH3)比上图中 e 点的值大

t2 t

10、下列各溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是
A. 0. 1 mol/L Na2CO3 溶液:c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3 )+2c(H2CO3)] B. pH 约为 4 的 NaHSO3 溶液: c(HSO3 ) >c(SO32 ) >c (H2SO3) C. 向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液: c(Na )>c(CH3COO )>c(H )>c(OH ) D. 向高锰酸钾溶液中滴加草酸溶液得到的 pH=5 的混合溶液:c(K )=c(MnO4 ) 每小题均有两个选项符合题意。 二、双项选择题(本题包括 6 小题,每小题 4 分,共 24 分。每小题均有两个选项符合题意。 本题包括 小题, .. 只选一个且正确的得 2 分;错选、多选时,该小题得 0 分) 错选、多选时,
+ - + - + - - - -

11、下列说法正确的是
A. 明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶解在水中能形成 Al(OH)3 胶体,可用作净水剂 B. 玻璃具有耐腐蚀性,可以用玻璃试剂瓶长期保存酸、碱溶液 C. 浓 H2SO4 有强氧化性,但常温下可以用铁槽车运输 D. 将 SO2 通入溴水,溴水褪色后加热能恢复原色

12、湿法脱硝技术可用于处理烟气中的氮氧化物,发生的化学反应为:
2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)
180℃ 催化剂

2N2(g)+3H2O(g)

? H<0

在恒容的密闭容器中,按 2:1:1 的比例通入 NH3、NO、NO2 混合气体,平衡时氮氧化物去 除率可达 80%。下列有关说法正确的是 A.若其他条件不变,反应温度改为 400℃,能更快达到同样的氮氧化物去除率 B.若其他条件不变,改用高效催化剂,能更快达到同样的氮氧化物去除率 2010 年广州市高中化学竞赛试题 第 3 页 (共 8 页)

C.平衡时,其他条件不变,再向容器中通入 NH3,氮氧化物去除率将高于 80% D.平衡时,其他条件不变,再升高温度可使该反应的平衡常数增大

13、一元酸 HA 溶液中,加入一定量强碱 MOH 溶液后,恰好完全反应,反应后的溶液中,下
列判断正确的是 A.c(A-)≥c(M+) C.c(OH-)<c(A-) B. c(A-)≤c(M+) D.若 MA 水解,则 c(OH-)>c(A-)

14、下列实验操作或装置能达到实验目的的是

浓氨水

浓硫酸
氧化钙 高温灼烧海带成灰 制备氨气

A

B

C

D

15、自然界地表层铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成 CuSO4 溶液,向地下层渗透,遇到难
溶的 ZnS 或 PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS) 。下列分析正确的是 A.CuS 的溶解度小于 PbS 的溶解度 B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性 C.CuSO4 与 ZnS 反应的离子方程式是 Cu2++S2-=CuS↓ D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应

16、某温度下,Fe(OH)3(s)和 Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液 pH,金
属阳离子浓度的变化如图所示。线上任何一点表示的状态均为金属离子 Mn+、OH-、M(OH)n(s) 的平衡状态。据图分析,下列判断错误的是 .. A.Ksp[Fe(OH)3]﹥Ksp[Cu(OH)2] B.c、d 两点代表的溶液中 c(H ) 与 c(OH )乘积相等 C.d 点所代表的 Cu(OH)2 溶液达到了饱和 D.向含有相同浓度 Fe3+和 Cu2+的混合溶液中逐滴滴加 NaOH 溶液, 先形成 Fe(OH)3 沉淀
+ -

第二部分 第二部分 非选择题 (共 56 分)
2010 年广州市高中化学竞赛试题 第 4 页 (共 8 页)

三、 (本题包括 6 小题,共 56 分) 17、 分)下表是元素周期表的一部分,回答下列问题: (8 族 周期 2 3 D (填元素符号) ,单质的氧化能力最强的是 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA A ⅥA B ⅦA C E (填化学

(1)原子半径最大的是 式) 。

(2)E 与水反应的化学方程式是



(3)①Li 和 A 形成化合物甲,甲遇水发生水解反应放出具有刺激性气味的气体,反应的化学 方程式是 。

②发展氢能源的技术障碍之一是安全地储存氢气。化合物甲是一种新型贮氢材料,能可 逆地捕集氢,反应的方程为:甲+2H2
60℃ 275℃

乙+ 2LiH ,乙的化学式为



③根据上述信息,化合物甲作为贮氢材料在捕集或释放H2的过程中还有待改进的地方是 (填一个即可) :
300℃



18、 分)无水四氯化锡(SnCl4)可由下述反应制得:Sn+2Cl2======SnCl4。纯的四氯 (9 化锡在常温下是无色液体,极易与水反应,在空气中与水蒸汽作用而冒白烟。下图是制备四氯 化锡的装置图:

a
浓盐酸

b

MnO2 浓硫酸





碱石灰

A

B

C

D

E

请回答下列问题: (1)写出仪器 a、b 的名称:a (2)写出下列装置的作用:A 、b 、D 、E 。

(3)装好药品,并安装好仪器后,开始制备 SnCl4 的系列实验操作是 2010 年广州市高中化学竞赛试题 第 5 页 (共 8 页)

。 19、 (7 分)二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业 上以 CO 和 H2 为原料生产 CH3OCH3 的工艺主要发生三个反应: ① CO(g) + 2H2(g) ② 2CH3OH(g) ③ CO(g)+ H2O(g) 回答下列问题: (1) 该工艺总反应的热化学方程式为: 平衡常数表达式 K=__________________。 (2)增大压强,CH3OCH3 的产率 (填“增大”、“减小”或“不变”) 。
100 90 80 70 60 200

CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g) CO2(g) + H2(g)

△H1=-91 kJ·mol △H2=-24 kJ·mol
-1

-1

△H3=-41 kJ·mol

-1



(3)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一 系列试验,每次试验保持原料气组成、压强、 反应时间等因素不变,试验结果如右图。 该条件下,温度为_______时最合适。 低于此温度 CO 转化率不高的原因是
CO 的 转 化 率 /%

220

240

260

280

300



T /℃

20、 分)镍(Ni)与铁性质相似,属于中等活泼的金属。与酸反应通常生成 Ni2+,且 Ni2+ (9 不宜被氧化,Ni(OH)2 难溶于水。某硬化油厂含镍废催化剂主要含有 Ni,还含有少量 Al、Fe 等元素的单质及氧化物、其他不溶性杂质。从其中回收镍的流程如下:
碱液 废镍 催化剂 碱浸 过滤 滤液 滤渣 酸液 滤液 H2O2 保温氧化 0.5 h

酸浸

过滤 滤渣

NiSO4·7H2O 晶体

浓缩 结晶

调 pH 为 2~3

滤液

过滤 滤渣

调 pH 为 5.5

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的 pH 见下表: 沉淀物 pH 回答下列问题: (1) “碱浸”的目的是除去 , “酸浸”所加入的酸液是 。 Al(OH)3 5.2 Fe(OH)3 3.2 Fe(OH)2 9.7 Ni(OH)2 9.2

2010 年广州市高中化学竞赛试题 第 6 页 (共 8 页)

(2)加入 H2O2 的目的是 操作及现象是:取少量保温氧化后的溶液于试管中, (3) “调 pH 为 2~3”的目的是

,检验该目的是否达到的实验 。 。

21、 分) (7 不同结构的氧化铁对 H2O2 分解的催化效果不同。 可通过实验比较 α-Fe2O3、 2O3、 γ-Fe MnO2 三种粉末状物质(假设颗粒大小相同)的催化效果。 (1)催化剂能加快化学反应速率的原因是 (2)可通过测量 O2 的生成速率来评价催化剂的催化效果。请设计实验方案(不要作答) 。 (3)根据你的实验方案,完成下列实验记录表的设计(限用 5%的 H2O2 溶液,其他实验室常 用药品、仪器及用品可根据需要选择。可以填满,也可以不填满,还可以增加表格栏目,留下 待测数据等实验后填写) 实验序号 1 2 3 ﹕ ﹕ 催化剂 (1g) α-Fe2O3 γ-Fe2O3 MnO2 …… 。

22、 (16 分)金属钒在生物医学等领域应用广泛。正钒酸根离子(VO43-)只存在于 pH>11 的强碱性溶液中。在正钒酸盐溶液中加酸,会发生钒酸根的缩合,形成具有生物活性的多钒酸 根离子。随着溶液 pH 的变化,溶液中主要的反应及钒离子(+5 价)主要存在形式如下: pH 9<pH≤11 8<pH≤9 3<pH≤8 2<pH≤3 pH=2 pH ≤1 主要离子反应 2 [VO4]3-+2H+ 3[V2O7]4-+6H+ 10[V3O9]3-+12H+ [V10O28] 6-+H+ [HV10O28] 5-+H+ [H2V10O28]4-+14H+ [V2O7]4-+H2O 2[V3O9]3-+3H2O 3[V10O28]6-+6H2O [ HV10O28]5[ H2V10O28]410[VO2]++8H2O 钒离子(+5 价)主要存在形式 [V2O7]4[V3O9]3[V10O28]6[ HV10O28]5[ H2V10O28]4[VO2]+

2010 年广州市高中化学竞赛试题 第 7 页 (共 8 页)

(1)认真观察上表,分析在不同阶段溶液中钒离子主要存在形式及钒氧原子的比值,回答下 列问题: ①写出正钒酸盐(VO43-)溶液与酸反应的变化规律(写出 3 条)

②为了寻找具有生物活性的十钒酸根离子,溶液的 pH 应该控制在 (2)用下述实验测定十钒酸铵晶体〔 (NH4)xH6-xV10O28·10H2O〕的组成。

范围。

实验Ⅰ 实验Ⅰ: 测定 NH4+的含量。准确称取 0.9291 g 十钒酸铵晶体于烧瓶中,加入适量蒸馏水 和 NaOH 溶液,加热煮沸,将生成的 NH3 通入装有 50.00 mL 0.1000mol/L HCl 标准溶液的锥 形瓶中。充分吸收后,向锥形瓶中加入酸碱指示剂,用 0.1000mol/L NaOH 标准溶液滴定过 量的 HCl 标准溶液,终点时消耗 20.00mL NaOH 标准溶液。 实验Ⅱ 测定[V10O28]6-的含量。 的含量 准确称取 0.3097 g 十钒酸铵晶体于锥形瓶中, 加入适量 4.5 实验Ⅱ: 测定 mol/L 稀 H2SO4 使之溶解。再加入 1g NaHSO3,搅拌 5 分钟,充分反应使+5 价钒被还原成+ 4 价。加热煮沸 15 分钟,然后用 0.02000 mol/L KMnO4 标准溶液滴定,终点时消耗 25.00 mL KMnO4 标准溶液。回答下列问题: ①完成实验Ⅱ中有关反应的化学方程式: 实验Ⅱ 实验 溶解: 还原:2 VO2 + HSO3 氧化: ②根据上述数据,计算: 0.9291 g 晶体中 n(NH4+)== 0.3097 g 晶体中 n([V10O28]6-)== 该十钒酸铵晶体的化学式为 mol; mol; 。
+ -

; + H




2VO2 + SO42 + H2O 。





2010 年广州市高中化学竞赛试题 第 8 页 (共 8 页)


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