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2015年高一化学竞赛试卷


2015 年温州市第五届“小科学家摇篮杯”高一化学竞赛试卷
(考试时间:2 小时;满分:150 分)
注 意:1. 将答案写在答题卷上,写在试卷上无效,考试结束只上交答题卷。 2. 考生开始答题前,请先将答题卷上密封线内的项目填写完整。 H 1 Li 7 Na 23 K 39 Rb 85.5

相对原子质量
Be 9 Mg 24 Ca 40 Sr 88 B 10 Al 27 Ga 70 In 115 C 12 Si 28 Ge 73 Sn 119 N 14 P 31 As 75 Sb 122 O 16 S 32 Se 79 Te 128 F 19 Cl 35. 5 Br 79 I 127

Sc Ti 45 48 Y Zr 89 91

V 51 Nb 93

Cr 52 Mo 96

Mn 55 Tc [98]

Fe 56 Ru 101

Co 59 Rh 103

Ni 59 Pd 106

Cu 64 Ag 108

Zn 65 Cd 112

He 4 Ne 20 Ar 40 Kr 83 Xe 131

第Ⅰ卷(选择题,共 78 分)
一、选择题(本题包括 10 个小题,每小题 3 分,共 30 分;每小题只有一个选项符合题意。 ) 1. 下列说法正确的是 A.明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可以用于饮用水的杀菌消毒 B.通入过多的空气,可以使燃料充分燃烧,同时提高热量的利用率 C.道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔等科学家的研究不断更新人们对原子结构的认识 D.水泥、玻璃、青花瓷、红宝石、玛瑙、分子筛都属于硅酸盐工业产品 2. 下列化学用语表述正确的是 A.NaCl 的电子式: C.次氯酸的结构式:H-Cl-O A.SiO2 与干冰的晶体结构相似 B.SiO2 耐腐蚀,不与任何酸反应 C.SiO2 属于酸性氧化物 D.光纤主要成分是 SiO2,具有导电性 4.下列说法正确的是 A.高炉炼铁中焦炭直接还原化合态的铁 B.钠是一种具有强还原性的金属,可用于冶炼钛、锆、铌等金属 C.元素分析仪是一种可用于确定化学反应速率的比色分析仪器 D.12C 可用于考古断代 B.S2―的离子结构示意图: 16 2 8 6 D.质子数为 53、中子数为 78 的碘原子:131 53 I

3.我国科学家制得了 SiO2 超分子纳米管,微观结构如图。下列叙述正确的是

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5.下列说法正确的是 A.MgO、Al2O3 熔点高,可做耐高温材料 B.Na2O 和 Na2O2 组成元素相同,与 CO2 反应产物也完全相同 C.某气体只含 N、H 两种元素,且质量之比为 14︰3,则该气体一定为纯净物 D.ClO2 和 SO2 均具有漂白性,其漂白的原理是相同的 6. 对下列装置图的叙述正确的是









A.装置①可用于除去氢氧化钠乙醇溶液中的乙醇 B.装置②可用于铜和稀硝酸反应以制取并收集少量 NO C.装置③可用于证明铁生锈氧气参与反应 D.苯萃取碘水中的碘后,从装置④下口放出的是碘的苯溶液 7.下列物质的制备与工业生产相符的是

A.①③

B.①④

C.②③

D.②④

8.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如下图所示,其中T所处的周期序数与族 序数相等。下列判断不正确的是 A.原子半径:T>Q>R B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Q<W C.常温下,TCl3 溶液的 pH<7 D.化合物 Na2W2 在熔融状态下不能导电 9. 为了探索外界条件对反应 aX(g)+bY(g) cZ(g)的影响,以 X 和 Y 物质的量之比为 a∶b 开 始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时 Z 的物质的 量分数,实验结果如下图所示。下列判断正确的是 A.ΔH>0 B.ΔH<0 C.ΔH<0 D.ΔH>0 a+b>c a+b<c a+b>c a+b<c
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10.下列有关实验的操作与现象描述及相关结论正确的是 A.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 B.取 5mL0.1mol· L 1KI 溶液,滴加 0.1mol· L 1FeCl3 溶液 5-6 滴,继续加入 2mLCCl4,充分
-

振荡后静置,取上层溶液加 KSCN 溶液,无明显现象 C.取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,放入烧杯中,再加一定量的水,观察现象 D.用标准浓度的盐酸滴定未知浓度 NaOH 溶液时,酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用同浓 度盐酸润洗,将导致测定结果偏高 二、选择题(本题包括 12 个小题,每小题 4 分,共 48 分;每小题有一个或二个选项符合题意; 若有二个选项符合题意,只选一个正确选项,得 2 分,多选或选错该小题得 0 分。 ) 11. 下列说法正确的是 A.Na2CO3 溶液显碱性的原因是:CO32 +2H2O
-

H2CO3+2OH-

B.温度升高,NH4Cl 溶液中水的离子积常数和 pH 均增大 C.常温下,中性的 CH3COOH 和 CH3COONa 混合液中:c(Na+)=c(CH3COO-) D.常温下,在 pH=11 的氨水与 pH=3 的盐酸等体积混合的溶液中滴入酚酚显红色 12.下列有关热化学方程式的叙述正确的是 A.已知:2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH= - 483.6 kJ· mol-1,则氢气的燃烧热为 241.8kJ· mol-1 B.已知:C(石墨,s)= C(金刚石,s) ΔH=+1.9kJ· mol-1,则金刚石比石墨稳定 C.含 0.5mol NaOH 的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出 26.7kJ 的热量,则表示该反应中和热 的热化学方程式为:OH-(aq) +H+(aq)= H2O(l) ΔH =-53.4kJ· mol-1 D.已知:2H2S(g)+ O2(g)= 2S(g)+2H2O(l) ΔH1 、 2H2S(g )+ 3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)ΔH2,则 ΔH1>ΔH2 13. 下列离子方程式书写正确的是 A.氯气与水反应:Cl2+H2O 2H++Cl-+ClO- + - -

B.NaHCO3 溶液中加过量的 Ba(OH)2 溶液:2HCO3 +Ba2 +2OH =BaCO3↓+2H2O+CO32 C.过量 CO2 气体通入漂白粉溶液:CO2+Ca2++2ClO-+H2O=CaCO3↓+2HClO D.等物质的量 MgCl2、Ba(OH)2 和 HCl 溶液混合:Mg2 +4OH +2H =Mg(OH)2↓+2H2O
+ - +

14.设 NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 A.通常状况下,3.36L 氯气与 2.7g 铝充分反应转移的电子数小于 0.3NA B.100g 98%的浓硫酸溶液中含氧原子个数为 4NA C.1mol BaO2 所含的阴、阳离子总数为 2NA D.0.1L 3mol· L
-1

的 NH4NO3 溶液中含有的 NH4 数目为 0.3NA 2BaO(s)+O2(g)达到平衡。保持温度不 D.BaO2 量增加



15.将 BaO2 放入密闭的真空容器中,反应 2BaO2(s) A.平衡常数减小 B.BaO 量不变

变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是 C.氧气压强不变 16.二氯化二硫(S2Cl2)可用作橡胶工业的硫化剂,常温下它是橙黄色有恶臭的液体,它的分 子结构与 H2O2 相似,熔点为 193 K,沸点为 411K,遇水很容易反应,产生的气体能使品红 褪色,S2Cl2 可由干燥的氯气通入熔融的硫中制得。下列有关说法 正确的是 A.S2Cl2 分子中各原子均达到 8 电子稳定结构
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B.制备 S2Cl2 的反应是化合反应,不是氧化还原反应 C.S2Cl2 遇水反应的化学方程式为:2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl D.S2Br2 与 S2Cl2 结构相似,沸点:S2Br2<S2Cl2 17.下列说法正确的是
H2(g)+1/2O2(g) ?H1 H2O(g) ?H3 H2O(l)

?H2

① ② ③ ④ A.图①中△ H1=△ H2+△ H3 B.图②在催化剂条件下,反应的活化能等于 E1+E2 C.图③表示醋酸溶液滴定 NaOH 和氨水混合溶液的电导率变化曲线 D.图④可表示由 CO(g)生成 CO2(g)的反应过程和能量关系 18. 已知单位体积的稀溶液中,非挥发性溶质的分子或离子数越多,该溶液的沸点就越高。 则下列溶液沸点最高的是 - - A.0.01 mol· L 1 的蔗糖溶液 B.0.01 mol· L 1 的 CaCl2 溶液 -1 - C.0.02 mol· L 的 NaCl 溶液 D.0.02 mol· L 1 的 CH3COOH 溶液 19.如图 W、X、Y、Z 为四种物质,若箭头表示能一步转化的常见反应,其中常温下能实现图 示转化关系的是 选项 A B C D W S Na Fe Al X SO2 Na2O2 FeCl3 AlCl3 Y SO3 NaOH Fe(OH)2 NaAlO2 Z H2SO4 NaCl FeCl2 Al2(SO4)3

20. Mg-H2O2 电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。 该电池工作时,下列说法正确的是 A.Mg 电极是该电池的正极 B.H2O2 在石墨电极上发生还原反应 C.石墨电极附近溶液的 pH 增大 D.溶液中 Cl-向正极移动 + + + + - - - - 21.某强酸性溶液X中仅含有NH4 、 Al3 、Ba2+、Fe2 、Fe3 、CO32 、S O32 、SO42 、Cl 、NO3 - 中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:

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下列有关推断合理的是 A.根据上述连续实验不能确定溶液 X 中是否含有 Fe3+ B.沉淀 H 为 Al(OH)3、BaCO3 的混合物 C.溶液中一定含有 H+、Al3+、NH4+、Fe2+、SO42- D.若溶液 X 为 100 mL,产生的气体 A 为 112 mL,则 X 中 c(Fe2+)=1.5 mol· L-1 22. 有一包铁粉和铜粉混合均匀的粉末样品,某同学将不同质量的该样品分别与 20 mL 1 mol· L-1 的 Fe2(SO4)3 溶液反应,实验结果如下表所示(忽略反应前后溶液体积的微小变化)。 实验序号 m(粉末样品)/g m(反应后剩余固体)/g 下列实验结论不正确的是 A.a=6.08 B.实验②③反应后剩余固体是纯净物 + C.实验③的滤液中 c(Fe2 )=3 mol· L-1 D.反应①中消耗的 m(Cu)∶m(Fe)=8∶7 ① 0.90 0 ② 1.80 0.64 ③ 3.60 2.48 ④ 7.20 a

第Ⅱ卷(选择题,共 72 分)
三、简答题(包括 4 小题,共 47 分) 23. (8 分)现有 A、B、C、D 四种短周期元素,它们之间的关系如下: Ⅰ.原子半径:A < C < B < D Ⅱ.原子的最外层电子数:A + C = B + D = 8 Ⅲ.原子的核外电子层数:B = C = 2A Ⅳ.B 元素的主要化合价:最高正价 + 最低负价 = 2 请回答下列问题(都用相应元素符号来表示) : (1)由 A、B 两种元素组成的常见气体,其结构式为 ▲ 。 (2)B、C、D 三种元素对应简单离子的半径由大到小排列的顺序为 ▲ 。 (3)D 的最高价氧化物的水化物溶于氢氧化钠溶液的离子方程式为 ▲ 。 (4)气体 X 由 B、C 两种元素组成,同温同压下气体 X 相对于某常见黄绿色气态单质的相对 密度为 1。X 与水反应则生成两种酸溶液及一种气态氧化物 Y,Y 常温下遇空气变红棕 色,写出 X 与水反应的化学方程式 ▲ 。 24. (16 分) Ⅰ. 已知 A、B、C 是单质,X、Y、Z 是化合物,它们之间有如下转化关系:

(1)反应 X+Y→Z+C 是否为氧化还原反应? ▲

。 (填“是”或“否”) ,理由是 ▲
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(2)C 元素在化合物 X、Y 中呈现的化合价,必定是在一种物质中呈正价,在另一种物质中 呈负价,此结论(填“是”或“否”)正确 ▲ 的观点 ▲ 。 ;请写出有关反应的化学方程式来证明你

Ⅱ. 化合物 X 为一种呈深蓝色盐(仅含四种元素,不含结晶水) ,某研究小组为了探究 X 的组成 和性质,设计并完成如下实验:

已知: ① 液体 C 的分子为 10 电子分子。气体 A 在标准状况下的密度约为 1.96g· L-1。 ② 69.2g X 完全分解:生成气体 A 的体积为 8.96L(标准状况) ,最终得到的红色单质固 体 F 的质量为 38.4g。 请回答下列问题: (1)C 分子的电子式为 ▲ 。 (2)X 的化学式为 ▲ ,在惰性气流中加热 X 至完全分解的化学反应方程式为 ▲ 。 (3)E 的溶液中通入气体 G 的某一成分时,生成一种白色沉淀(属二元化合物,组成元素 与 E 中盐的元素相同) ,则其离子方程式为 ▲ 。 (4)请设计实验方案,验证气体 G 的成分 ▲ 。 25. (16 分) Ⅰ. 以 CO2 和 NH3 为原料可以合成尿素。经研究发现该反应过程为: ① CO2(g) + 2NH3(g) NH2COONH4(s) △ H<0 ② NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s) + H2O(g) △ H2>0 有体积可变(活塞与容器之间的摩擦力忽略不计)的密闭容器 如图所示,现将 3molNH3 和 2molCO2 通入容器中,移动活塞 至体积 V 为 3L,用铆钉固定在 A、B 点。发生合成尿素的总反应如下: CO2(g) + 2NH3(g) CO(NH2)2(S) + H2O(g) 测定不同条件、不同时间段内的 CO2 的转化率,得到如下数据: 10min 20min 30min 40min CO2 转化率 T(℃) T1 T2 30% 45% 65% 50% 。 75% a1 75% a2

(1)T1℃下,l0min 内 NH3 的平均反应速率为 ▲ (2)根据上表数据,请比较 T1 ▲

T2(选填“>”、“<”或“=”)。

(3)T2° C 下,第 30min 时,a1= ▲ ,该温度下的化学平衡常数 K= ▲ 。 (4)T2° C 下,第 40min 时,拔去铆钉(容器密封性良好)后,活塞没有发生移动。再 向
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容器中通人 3molCO2,此时 v(正) ▲ v(逆)(选填“>”、“<”或“=”),判 断的 理由是 ▲ 。 Ⅱ. 室温下,0.1mol· L-1 的二元酸 H2A 溶液中,溶液体系可能存 在的含 A 微粒(H2A、HA-、A2-)所占物质的量分数(δ) 随 pH 变化的关系如图所示,请回答下列问题。 (1)H2A 的电离方程式为 ▲ 。 (2)经计算 Ka(HA-)= ▲ 。 (3)等物质的量浓度的 NaHA 和 Na2A 溶液等体积混合,混合溶液中各离子浓度从大到小 排列顺序为 ▲ 。 26. (7 分)O3 可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸 制得。 (1)图中阴极为 ▲ (填“A”或“B”) ,其电极反 应式为 ▲ 。 (2)若 C 处通入 O 2 ,则 A 极的电极反应式为 ▲ 。 (3)若 C 处不通入 O2 ,D、E 处分别收集到 x L 和有 y L 气体(标准情况) ,则 E 处收集 的气体中 O 3 所占的体积分数为 ▲ (忽略 O 3 的分解) 。 四、实验题(包括 2 小题,共 19 分) 27. (9 分) Ⅰ. 已知: Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O。 某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反 应速率的因素时,设计了如下系列实验: H2O Na2S2O3 溶液 稀 H2SO4 实验 反应温度 -1 -1 /℃ 序号 V/mL c/(mol· L ) V/mL c/(mol· L ) V/mL ① ② ③ 20 40 20 10.0 V1 V4 ▲ ▲ 0.10 0.10 0.10 10.0 V2 4.0 0.50 0.50 0.50 0 V3 V5

(1)实验①、②可探究 (2)实验①、③可探究

对反应速率的影响,因此 V3= ▲ 。 对反应速率的影响,因此 V4= ▲ 。

Ⅱ. 利用反应:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI 可以定量测定市售硫代硫酸钠(Mr=158)的纯度,现在 称取 Wg 硫代硫酸钠固体样品,配成 250mL 的溶液,取 25.00mL 置于锥形瓶中,加入指示 剂,用含有 I2 为 amol· L-1 的碘水滴定,消耗碘水 bmL。 (1)滴定前可以选择 ▲ 做指示剂。 ▲ 。 (2)对于该滴定实验的有关操作或误差分析正确的是 A.滴定前,应对滴定管、锥形瓶进行润洗操作 B.滴定过程中,标准液滴到锥形瓶外,会使所测结果偏大 C.滴定管在滴定开始时尖嘴有气泡,滴定完成后气泡消失,则所测得的纯度将会偏小 D.滴定前仰视读数而滴定结束时俯视读数,则所测得的纯度将会偏小 (3)样品中硫代硫酸钠纯度的表达式为 ▲ 。 28. (10 分)三氯化六氨合钴([Co(NH3)6]Cl3,橙黄色晶体)是一种重要的钴配合物,通常不溶 于冷水和醇,微溶于盐酸,易溶于氢氧化钠溶液,实验室制取该物质的化学方程式、大致流
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程和简易装置如下所示: 4CoCl2· 6H2O+4NH4Cl+20NH3+O2 4[Co(NH3)6]Cl3+26H2O (提示:反应中容易生成的副产物有:[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)5(H2O)]Cl3 等)

(1)活性炭的作用是 ▲ (2)操作Ⅰ的名称是 ▲ 反应条件是 ▲ 。

。 。

(3)为尽可能减少副产物的生成,在充分保证反应物足量的前提下,本实验必须严格控制的 (4)检查装置 B 的气密性的方法是 ▲ 。 。

(5)粗产品后续处理时,先将粗产品溶于沸水,趁热过滤,除去活性碳等杂质,再在冰水浴 条件下往滤液中加入适量浓盐酸,即有大量晶体析出,加入浓盐酸的目的是 ▲ (6)为洗涤[Co(NH3)6]Cl3 产品,下列方法中合适的是 ▲ A . 先用冰水洗,后用冷盐酸洗 C. 先用冷盐酸洗,后用乙醇洗 五、计算题(包括小题,共 6 分) 29. 钠是活泼的碱金属元素,钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。完成下列计算: (1) 钠-钾合金可在核反应堆中用作热交换液。 5.05 g 钠-钾合金溶于 200 mL 水生成 0.075 mol 氢气。 ① 溶液中氢氧根离子的物质的量浓度为 ▲ ② 该钠-钾合金的化学式为 ▲ 。 mol·L-1(忽略溶液体积变化)。 (选填编号)。 B. 先用冷水洗,后用乙醇洗 D. 先用氢氧化钠溶液洗,后用冷水洗

(2)氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤,得到含偏铝酸钠的溶液。向该溶液中通入二氧化碳, 有下列反应:2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3 己知通入二氧化碳 336 L(标准状况下),生成 24 mol Al(OH)3 和 15 mol Na2CO3,若通入 溶液的二氧化碳为 112L(标准状况下),则生成的 Al(OH)3 和 Na2CO3 的物质的量之比 为 ▲ 。

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