第二十一届天原杯复赛试题及答案讲解word版
化学天原杯素质和实验能力竞赛复赛试卷试题
2021年全国初中化学素质和实验才能竞赛(第HY天原杯)复赛试题试题说明：1、考试时间是是：2小时2、本套试卷一共6页，满分是100分。
附加题20分计入总分。
答案必须写在答题卷上。
3、可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 Mg：24Si：28 S：32 C1：35.5 Fe：56 Cu．：64 Zn：65 Ba：137一、选择题(此题包括15个小题，每一小题2分，一共30分。
每一小题有1个或者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1分。
)1、为了警示世人因气候变化对人类危害的关注，2021年“世界环境日〞的主题是：“团结起来应对气候变化〞。
以下做法或者认识不符合．．．这—主题的是A、提倡乘坐公一共交通、骑自行车或者步行的方式出行B、在消费和生活活动中提倡使用节能技术和节能用具C、植树造林，严禁乱砍滥伐D、广泛使用酒精、沼气，既可解决能源问题，也有利减轻温室效应2、分类法是一种行之有效、简单易行的科学方法。
某同学用下表所示形式对所学知识进展分类，其中甲与乙、丙、丁是包含关系。
以下各组中，有错误．．的组合是3、2021年诺贝尔化学奖授予钱永健等创造的绿色荧光蛋白标记技术，这项创造为细胞生物学和神经生物学的开展带来一场革命，对我们理解绿色荧光蛋白如何发光作出了奉献。
绿色荧光蛋白分子中含有氨基(一NH2，具有碱的性质)和羧基(一COOH，具有酸的性质)。
该分子具有的性质是A、只能与硫酸反响，不能与氢氧化钾反响B、只能与氢氧化钾反响，不能与硫酸反响C、既能与硫酸反响，又能与氢氧化钾反响D、既不能与硫酸反响，又不能与氢氧化钾反响4、1~18号元素中X元素的原子最外层只有1个电子，Y元素的原子的第三层有6个电子， Z元素的第二层也有6个电子，在化合物中只有Z元素的化合价为负。
由这三种元素组成的化合物的化学式可能是A、XYZ4B、X2YZ3C、X3YZ4D、XYZ35．咖喱是一种烹饪辅料，假设白衬衣被咖喱汁玷污后，用普通肥皂洗涤时，会发现黄色污渍变为红色，浸泡在水中后红色又变黄色。
2011全国初中化学素质和实验能力竞赛(二十一届天原杯)复赛模拟试题
2011年全国初中化学素质和实验能力竞赛一、选择题(本题包括15个小题，每小题2分，共30分。
每小题有1个或2个选项符合题意。
)1．2007年10月24日，我国使用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥1号”送上月球轨道，其任务之一是探测月球上氦–3（质子数为2，中子数为1的原子）资源。
下列氦–3原子的原子结构示意图中正确的是（）。
2．第29届奥林匹克运动会将于2008年8月8日在北京举行。
下列措施不符合绿色奥运理念的是（）。
A．奥运场馆周围的路灯采用太阳能光伏发电技术B．在奥运场地使用电动汽车和新型清洁燃料汽车C．场馆附近的绿化采用微灌或滴灌智能控制技术D．将奥运村的生活垃圾全部集中深埋3．1991年碳纳米管被发现。
碳纳米管是由石墨中的碳原子层卷曲而成的管状的材料，管的直径一般为几纳米到几十纳米，管的厚度仅为几纳米。
碳纳米管由于其独有的结构和奇特的物理、化学特性以及潜在的应用前景而受到人们的关注。
下列有关碳纳米管的说法中正确的是（）。
A．碳纳米管是一种新型的高分子化合物B．碳纳米管的化学性质常温时很稳定C．碳纳米管导电属于化学变化D．碳纳米管的结构和性质与金刚石均相同4 ．闪电时空气中有臭氧（O3）生成。
下列说法中正确的是（）。
A．O3和O2混合得到的是纯净物B．O2比O3稳定C．等质量的O3和O2含有的氧原子数之比是2︰3 D．O3与O2的相互转化是物理变化5．“三效催化转换器”可将汽车尾气中的有毒气体处理为无污染的气体，下图为该反应的微观示意图(未配平)，其中不同符号的球代表不同种原子。
下列说法不正确的是（）。
A．乙和丙中所含元素种类相同B．甲和丁中同种元素化合价不相等C．该反应中共有三种元素D．化学方程式中乙、丁的化学计量数均为16．常温常压下，10mL某气态物质含有2.68×10 个分子，而在这些分子里又含有8.04×10 个原子，则判断该物质是一种（）。
A．单质B．化合物C．混合物D．以上都有可能7．对于反应：X+2NaOH==2Y+Cu(OH)2↓，下列分析中正确的是（）。
天原杯试题分析典型例题2讲课文档
案中的安全隐患是
。
丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指
____，若不
发出_______________，方可采用上面的装置进行实验。
第8页，共30页。
实验题举例
【实验探究】经丙同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气 体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变 为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减。 结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是_________________。 【思维拓展】 （1）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有____________物质。 （2）不通过称量，如何判断SO2与NaOH溶液发生了反应呢？有一同 学设计了右图所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出SO2 与NaOH溶液发生反应的结论。其他同学认为这一方案不严谨，理由是 __________________________________________。要得到科学严谨的结论，仍利 用该装置，补做的实验是 ________________________________________________________。
例2、2013年附加题1.（6分）天然碱的组成可以用aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O（a、b、c为 整数）表示。现有3 种不同的天然碱样品，分别进行如下实验以确定其化学式。 (l)将质量为62.0 g的样品A平均分成两份，一份在300℃下充分灼烧(Na2CO3不分解)．固 体质量减轻9.8 g：另一份溶于水后加入足量的Ba(OH)2溶液，得到白色沉淀59.1 g。样品A 的化学式可以表示为 。 Na2CO3·2NaHCO3·2H2O（2分
第14页，共30页。
第21届全国中学生物理竞赛复赛答案
第21届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答一、开始时U 形管右管中空气的体积和压强分别为 V 2 = HA （1） p 2= p 1经过2小时，U 形管右管中空气的体积和压强分别为A H H V )(2∆-=' （2）2222V V p p '=' （3） 渗透室下部连同U 形管左管水面以上部分气体的总体积和压强分别为 HAV V ∆+='11（4）H g p p Δ221ρ+'=（5）式中ρ 为水的密度，g 为重力加速度．由理想气体状态方程nRT pV =可知，经过2小时，薄膜下部增加的空气的摩尔数 RTV p RT V p n 1111-''=∆ （6） 在2个小时内，通过薄膜渗透过去的分子数A nN N ∆= （7） 式中N A 为阿伏伽德罗常量．渗透室上部空气的摩尔数减少，压强下降．下降了∆p 0V Δn R Tp =∆ （8） 经过2小时渗透室上部分中空气的压强为p p p ∆-='00（9） 测试过程的平均压强差 [])(211010p p ()p p p '-'+-=∆ （10） 根据定义，由以上各式和有关数据，可求得该薄膜材料在0℃时对空气的透气系数11111s m Pa 104.2---⨯=∆=tSp Nd k （11）评分标准：本题20分．(1)、(2)、(3)、(4)、(5)式各1分，(6)式3分，(7)、(8)、(9)、(10) 式各2分，(11) 式4分． 二、如图，卫星绕地球运动的轨道为一椭圆，地心位于轨道椭圆的一个焦点O 处，设待测量星体位于C 处．根据题意，当一个卫星运动到轨道的近地点A 时，另一个卫星恰好到达远地点B 处，只要位于A 点的卫星用角度测量仪测出AO 和AC 的夹角α1，位于B 点的卫星用角度测量仪测出BO 和BC 的夹角α2，就可以计算出此时星体C 与地心的距离OC ． 因卫星椭圆轨道长轴的长度远近＋r r AB = (1)式中r 近、与r 远分别表示轨道近地点和远地点到地心的距离．由角动量守恒远远近近＝r m r v mv (2)式中m 为卫星的质量．由机械能守恒远远近近－－r GMm m r GMm m 222121v v = (3) 已知R r 2＝近， RGM43＝近v得 R r 6=远 (4)所以 R R R AB 862=+= (5) 在△ABC 中用正弦定理()AB BC 211πsin sin ααα--= (6) 所以 ()AB BC 211sin sin ααα+=(7)地心与星体之间的距离为OC ，在△BOC 中用余弦定理2222c o s 2αBC r BC r OC ⋅-+=远远 (8)由式(4)、(5)、(7)得()()212121212s i nc o s s i n 24sin sin 1692ααααααα+-++=R OC (9)评分标准：本题20分．(1)式2分，(2)、(3)式各3分，(6) 、(8)式各3分， (9) 式6分．三、因μ子在相对自身静止的惯性系中的平均寿命s 100.260-⨯≈τ根据时间膨胀效应，在地球上观测到的μ子平均寿命为τ， ()21c v -=ττ (1)代入数据得τ = 1.4×10－5s (2)相对地面，若μ子到达地面所需时间为t ，则在t 时刻剩余的μ子数为 ()()τt N t N -=e 0 (3) 根据题意有B()()%5e 0==-τt N t N (4) 对上式等号两边取e 为底的对数得1005lnτ-=t (5) 代入数据得s 1019.45-⨯=t (6)根据题意，可以把μ子的运动看作匀速直线运动，有 t h v = (7) 代入数据得m 1024.14⨯=h (8) 评分标准：本题15分． (1)式或(2)式6分，(4)式或(5)式4分，(7) 式2分，(8) 式3分．四、1．考虑到使3个点光源的3束光分别通过3个透镜都成实像于P 点的要求，组合透镜所在的平面应垂直于z 轴，三个光心O 1、O 2、O 3的连线平行于3个光源的连线，O 2位于z 轴上，如图1所示．图中M M '表示组合透镜的平面，1S '、2S '、3S '为三个光束中心光线与该平面的交点． 22O S ＝ u 就是物距．根据透镜成像公式 fu L u 111=-+ (1) 可解得]4[212fL L L u -±=因为要保证经透镜折射后的光线都能全部会聚于P 点，来自各光源的光线在投射到透镜之前不能交叉，必须有2u tan α ≤h 即u ≤2h ．在上式中取“－”号，代入f 和L 的值，算得 h u )236(-=≈1.757h (2)此解满足上面的条件．分别作3个点光源与P 点的连线．为使3个点光源都能同时成像于P 点，3个透镜的光心O 1、O 2、O 3应分别位于这3条连线上（如图1）．由几何关系知，有 h h h L u L O O O O 854.0)24121(3221≈+=-== (3) 即光心O 1的位置应在1S '之下与1S '的距离为 h O O h O S 146.02111=-=' (4) 同理，O 3的位置应在3S '之上与3S '的距离为0.146h 处．由(3)式可知组合透镜中相邻薄透镜中心之间距离必须等于0.854h ，才能使S 1、S 2、S 3都能成像于P 点．2．现在讨论如何把三个透镜L 1、L 2、L 3加工组装成组合透镜． 因为三个透镜的半径r = 0.75h ，将它们的光心分别放置到O 1、O 2、O 3处时，由于21O O ＝32O O ＝0.854h <2r ，透镜必然发生相互重叠，必须对透镜进行加工，各切去一部分，然后再将它们粘起来，才能满足(3)式的要求．由于对称关系，我们只需讨论上半部分的情况．图2画出了L 1、L 2放在M M '平面内时相互交叠的情况（纸面为M M '平面）．图中C 1、C 2表示L 1、L 2的边缘，1S '、2S '为光束中心光线与透镜的交点，W 1、W 2分别为C 1、C 2与O 1O 2的交点． 1S '为圆心的圆1和以2S '（与O 2重合）为圆心的圆2分别是光源S 1和S 2投射到L 1和L 2时产生的光斑的边缘，其半径均为h u 439.0tan ==αρ (5) 根据题意，圆1和圆2内的光线必须能全部进入透镜．首先，圆1的K 点（见图2）是否落在L 1上？由几何关系可知()h r h h S O K O 75.0585.0146.0439.0111=<=+='+=ρ (6) 故从S 1发出的光束能全部进入L 1．为了保证全部光束能进入透镜组合，对L 1和L 2进行加工时必须保留圆1和圆2内的透镜部分．下面举出一种对透镜进行加工、组装的方法．在O 1和O 2之间作垂直于O 1O 2且分别与圆1和圆2相切的切线Q Q '和N N '．若沿位于Q Q '和N N '之间且与它们平行的任意直线T T '对透镜L 1和L 2进行切割，去掉两透镜的弓形部分，然后把它们沿此线粘合就得到符合所需组合透镜的上半部．同理，对L 2的下半部和L 3进行切割，然后将L 2的下半部和L 3粘合起来，就得到符合需要的整个组合透镜．这个组合透镜可以将S 1、S 2、S 3发出的全部光线都会聚到P 点．现在计算Q Q '和N N '的位置以及对各个透镜切去部分的大小应符合的条件．设透镜L 1被切去部分沿O 1O 2方向的长度为x 1，透镜L 2被切去部分沿O 1O 2方向的长度为x 2，如图2所示，则对任意一条切割线T T '， x 1、x 2之和为h O O r x x d 646.022121=-=+= （7）由于T T '必须在Q Q '和N N '之间，从图2可看出，沿Q Q '切割时，x 1达最大值(x 1M )，x 2达最小值(x 2m )，ρ-+=111O S r x M 代入r ，ρ 和11O S 的值，得 h x M 457.01= (8) 代入(7)式，得h x d x M m 189.012=-= (9)由图2可看出，沿N N '切割时，x 2达最大值(x 2M )，x 1达最小值(x 1m )， ρ-=r x M 2 代入r 和ρ 的值，得 h x M 311.02= (10)h x d x M m 335.021=-= （11）由对称性，对L 3的加工与对L 1相同，对L 2下半部的加工与对上半部的加工相同．评分标准：本题20分．第1问10分，其中（2）式5分，（3）式5分，第2问10分，其中(5)式3分，(6)式3分，(7)式2分，(8)式、(9)式共1分，(10)式、(11)式共1分．如果学生解答中没有(7)—(11)式，但说了“将图2中三个圆锥光束照射到透镜部分全部保留，透镜其它部分可根据需要磨去（或切割掉）”给3分，再说明将加工后的透镜组装成透镜组合时必须保证O 1O 2=O 1O 2=0.854h ，再给1分，即给(7)—(11)式的全分（4分）．h h图2五、1．解法Ⅰ：如图1所示，S 为原空腔内表面所在位置，1q '的位置应位于1OP 的延长线上的某点B 1处，2q '的位置应位于2OP 的延长线上的某点B 2处．设A 1为S 面上的任意一点，根据题意有0111111='+B A q kP A q k(1)0212212='+B A q kP A q k (2)怎样才能使 (1) 式成立呢？下面分析图1中11A OP ∆与11B OA ∆的关系．若等效电荷1q '的位置B 1使下式成立，即211R OB OP ＝⋅ (3)即1111OB OA OA OP =(4)则 1111B OA A OP ∽△△ 有RaOA OP B A P A ==111111 (5) 由 (1)式和 (5)式便可求得等效电荷1q ' 11q aRq -=' (6) 由 (3) 式知，等效电荷1q '的位置B 1到原球壳中心位置O 的距离 aR OB 21= (7)同理，B 2的位置应使2112B OA A OP ∽△△，用类似的方法可求得等效电荷22q aRq -=' (8) 等效电荷2q '的位置B 2到原球壳中心O 位置的距离 aR OB 22= (9)解法Ⅱ：在图1中，设111r P A =，111r B A '=，d OB =1．根据题意，1q 和1q '两者在A 1点产生的电势和为零．有 01111=''+r q k r q k（1＇） 式中B 211221)c o s 2(θRd d R r -+=' （3＇） 由（1＇）、（2＇）、（3＇）式得)c o s 2()c o s 2(22212221θθRa a R q Rd d R q -+'=-+ （4＇） （4＇）式是以θcos 为变量的一次多项式，要使（4＇）式对任意θ均成立，等号两边的相应系数应相等，即)()(22212221a R q d R q +'=+ （5＇） a q d q 2121'= （6＇） 由（5＇）、（6＇）式得0)(2222=++-aR d R a ad （7＇）解得 aR a R a d 2)()(2222-±+= （8＇）由于等效电荷位于空腔外部，由（8＇）式求得aR d 2= （9＇）由（6＇）、（9＇）式有212221q aR q =' （10＇）考虑到（1＇）式，有11q aRq -=' （11＇） 同理可求得aR OB 22= （12＇）22q aRq -=' （13＇） 2．A 点的位置如图2所示．A 的电势由q 1、1q '、q 2、2q '共同产生，即 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+-=A B a R A P A B a R A P kq U A 22111111 (10) 因221cos 2a ra r A P +-=θ22221cos 2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=a R a R r r A B θ 222cos 2a ra r A P ++=θ22222cos 2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=a R a R r r A B θ 代入 (10) 式得⎝⎛+--+-=422222cos 2cos 21R raR r a Rara r kq U A θθ⎪⎪⎭⎫++-+++422222cos 2cos 21R raR r a Rara r θθ (11) 评分标准：本题20分．第1问18分，解法Ⅰ中(1)、(2)、(6)、(7)、(8)、(9) 式各3分．解法Ⅱ的评分可参考解法Ⅰ． 第2问2分，即(11)式2分．六、令I 表示题述极短时间∆t 内挡板对C 冲量的大小，因为挡板对C 无摩擦力作用，可知冲量的方向垂直于DE ，如图所示；I '表示B 、C 间的杆对B 或C 冲量的大小，其方向沿杆方向，对B 和C 皆为推力；C v 表示∆t 末了时刻C 沿平行于DE 方向速度的大小，B v 表示∆t 末了时刻B 沿平行于DE 方向速度的大小，⊥B v 表示∆t 末了时刻B 沿垂直于DE 方向速度的大小．由动量定理， 对C 有C m I v ='αs i n (1)v m I I ='-αc o s (2) 对B 有B m I v ='αs i n (3) 对AB 有()⊥-='B m I v v 2c o s α(4) 因为B 、C 之间的杆不能伸、缩，因此B 、C 沿杆的方向的分速度必相等．故有 αααs i n c o s s i n B B C v v v -=⊥ (5) 由以上五式，可解得v m I αα22s i n 31s i n 3++= (6) 评分标准：本题20分． (1)、(2)、(3)、(4)式各2分． (5)式7分，(6)式5分．图2七、解法Ⅰ：当金属杆ab 获得沿x 轴正方向的初速v 0时，因切割磁力线而产生感应电动势，由两金属杆与导轨构成的回路中会出现感应电流．由于回路具有自感系数，感应电流的出现，又会在回路中产生自感电动势，自感电动势将阻碍电流的增大，所以，虽然回路的电阻为零，但回路的电流并不会趋向无限大，当回路中一旦有了电流，磁场作用于杆ab 的安培力将使ab 杆减速，作用于cd 杆的安培力使cd 杆运动．设在任意时刻t ，ab 杆和cd 杆的速度分别为v 1和v 2（相对地面参考系S ），当v 1、v 2为正时，表示速度沿x 轴正方向；若规定逆时针方向为回路中电流和电动势的正方向，则因两杆作切割磁力线的运动而产生的感应电动势()21v v -=Bl E (1)当回路中的电流i 随时间的变化率为t i ∆∆时，回路中的自感电动势 tiLL ∆∆-=E (2) 根据欧姆定律，注意到回路没有电阻，有0=+L E E (3)金属杆在导轨上运动过程中，两杆构成的系统受到的水平方向的合外力为零，系统的质心作匀速直线运动．设系统质心的速度为V C ，有 C mV m 20=v (4) 得 2v =C V (5) V C 方向与v 0相同，沿x 轴的正方向．现取一新的参考系S '，它与质心固连在一起，并把质心作为坐标原点O '，取坐标轴x O ''与x 轴平行．设相对S '系，金属杆ab 的速度为u ，cd 杆的速度为u '，则有 u V C +=1v (6) u V C '+=2v (7)因相对S '系，两杆的总动量为零，即有 0='+u m mu (8)由(1)、(2)、(3)、(5)、(6) 、(7) 、(8)各式，得 tiLB l u ∆∆=2 (9) 在S '系中，在t 时刻，金属杆ab 坐标为x '，在t ＋∆t 时刻，它的坐标为x x '∆+'，则由速度的定义 tx u ∆'∆=(10) 代入 (9) 式得i L x Bl ∆='∆2 (11)若将x '视为i 的函数，由（11）式知i x ∆'∆为常数，所以x '与i 的关系可用一直线方程表示 b i BlLx +='2 (12)式中b 为常数，其值待定．现已知在t ＝0时刻，金属杆ab 在S '系中的坐标x '＝021x ，这时i = 0，故得 0212x i Bl L x +=' (13) 或 ⎪⎭⎫⎝⎛-'=0212x x L Bl i (14) 021x 表示t ＝0时刻金属杆ab 的位置．x '表示在任意时刻t ，杆ab 的位置，故⎪⎭⎫ ⎝⎛-'021x x 就是杆ab 在t 时刻相对初始位置的位移，用X 表示，021x x X -'= (15) 当X >0时，ab 杆位于其初始位置的右侧；当X <0时，ab 杆位于其初始位置的左侧．代入(14)式，得X LBli 2=(16) 这时作用于ab 杆的安培力X Ll B iBl F 222-=-= (17) ab 杆在初始位置右侧时，安培力的方向指向左侧；ab 杆在初始位置左侧时，安培力的方向指向右侧，可知该安培力具有弹性力的性质．金属杆ab 的运动是简谐振动，振动的周期()Ll B mT 222π2= (18) 在任意时刻t ， ab 杆离开其初始位置的位移⎪⎭⎫⎝⎛+=ϕt T A X π2cos (19) A 为简谐振动的振幅，ϕ 为初相位，都是待定的常量．通过参考圆可求得ab 杆的振动速度⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ϕt T T A u π2sin π2 (20) (19)、(20)式分别表示任意时刻ab 杆离开初始位置的位移和运动速度．现已知在t ＝0时刻，ab 杆位于初始位置，即X = 0 速度00002121v v v v =-=-=C V u 故有ϕcos 0A =ϕsin π220⎪⎭⎫⎝⎛-=T A v 解这两式，并注意到(18)式得 2π3=ϕ (21)22400mLBlT A v v ==π (22) 由此得ab 杆的位移 t TmL Bl t TmL BlX π2sin 222π3π2cos 2200v v =⎪⎭⎫ ⎝⎛+=（23） 由 (15) 式可求得ab 杆在S '系中的位置t TmL Bl x x π2sin 222100abv +=' (24) 因相对质心，任意时刻ab 杆和cd 杆都在质心两侧，到质心的距离相等，故在S '系中，cd 杆的位置t TmL Bl x x π2sin 222100cdv --=' (25) 相对地面参考系S ，质心以021v =C V 的速度向右运动，并注意到（18）式，得ab 杆在地面参考系中的位置 t mL BlmL Blt x x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=2sin 222100ab v v (26) cd 杆在S 系中的位置 t mL Bl mL Blt x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2sin 222100cd v v （27） 回路中的电流由 (16) 式得 t mL BlL m t T mL BlL Bl i ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==2sin 2π2sin 22200v v (28) 解法Ⅱ：当金属杆在磁场中运动时，因切割磁力线而产生感应电动势，回路中出现电流时，两金属杆都要受到安培力的作用，安培力使ab 杆的速度改变，使cd 杆运动．设任意时刻t ，两杆的速度分别为v 1和v 2（相对地面参考系S ），若规定逆时针方向为回路电动势和电流的正方向，则由两金属杆与导轨构成的回路中，因杆在磁场中运动而出现的感应电动势为 ()21v v -=Bl E (1’)令u 表示ab 杆相对于cd 杆的速度，有 B l u L =E (2’)当回路中的电流i 变化时，回路中有自感电动势E L ，其大小与电流的变化率成正比，即有 tiLL ∆∆-=E (3’) 根据欧姆定律，注意到回路没有电阻，有 0=+L E E 由式(2’)、(3’)两式得ti L B l u ∆∆= (4’) 设在t 时刻，金属杆ab 相对于cd 杆的距离为x '，在t ＋∆t 时刻，ab 相对于cd 杆的距离为x '＋x '∆，则由速度的定义，有tx u ∆'∆= (5’) 代入 (4') 式得i L x Bl ∆='∆ (6’)若将x '视为i 的函数，由(6’)式可知，i x ∆'∆为常量，所以x '与i 的关系可以用一直线方程表示，即 b i BlL x +=' (7’) 式中b 为常数，其值待定．现已知在t ＝0时刻，金属杆ab 相对于cd 杆的距离为0x ，这时i = 0，故得0x i BlL x +=' (8’) 或 ()0x x LBl i -'= (9’) 0x 表示t ＝0时刻金属杆ab 相对于cd 杆的位置．x '表示在任意时刻t 时ab 杆相对于cd 杆的位置，故()0x x -'就是杆ab 在t 时刻相对于cd 杆的相对位置相对于它们在t ＝0时刻的相对位置的位移，即从t ＝0到t ＝t 时间内ab 杆相对于cd 杆的位移0x x X -'= (10')于是有 X LBl i = (11’) 任意时刻t ，ab 杆和cd 杆因受安培力作用而分别有加速度a ab 和a cd ，由牛顿定律有ab ma iBl =- (12’)cd ma iBl = (13’)两式相减并注意到(9')式得()X Ll B i B l a a m 22cd ab 22-=-=- (14’) 式中()cd ab a a -为金属杆ab 相对于cd 杆的加速度，而X 是ab 杆相对cd 杆相对位置的位移．L l B 222是常数，表明这个相对运动是简谐振动，它的振动的周期()L l B m T 222π2= (15’) 在任意时刻t ，ab 杆相对cd 杆相对位置相对它们初始位置的位移⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ϕt T A X π2cos (16’) A 为简谐振动的振幅，ϕ 为初相位，都是待定的常量．通过参考圆可求得X 随时间的变化率即速度⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=ϕT T A V π2sin π2 (17’)现已知在t ＝0时刻，杆位于初始位置，即X = 0，速度0v =V故有ϕcos 0A =ϕsin π20⎪⎭⎫ ⎝⎛-=T A v 解这两式，并注意到(15’) 式得2π3=ϕ2π200mL Bl T A v v ==由此得t mL Bl mL Bl t T mL Bl X ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2sin 22π3π2cos 20v v (18’) 因t = 0时刻，cd 杆位于x = 0 处，ab 杆位于x = x 0 处，两者的相对位置由x 0表示；设t 时刻，cd 杆位于x = x cd 处，ab 杆位于x = x ab 处，两者的相对位置由x ab －x cd 表示，故两杆的相对位置的位移又可表示为 X = x ab －x cd －x 0 (19’)所以t mL Bl mL Bl x x x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2sin 200cd ab v (20’) (12’)和(13’)式相加,()0cd ab =+-=+iBl iBl a a m得()0cd ab =+a a由此可知，两杆速度之和为一常数即v 0，所以两杆的位置x ab 和x cd 之和应为x ab ＋x cd = x 0＋v 0t (21’)由(20’)和(21’)式相加和相减，注意到(15’)式，得t mL Bl mL Bl t x x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=2sin 2221000ab v v （22’） t mL Bl mL Blt x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2sin 222100cd v v （23’） 由(11’)、（19’）(22’)、(23’)式得回路中电流t mL Bl L m i ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2sin 20v （24’） 评分标准：本题25分．解法Ⅰ 求得(16)式8分，(17)、(18)、(19)三式各2分． (23)式4分，(24)、(25)二式各2分，(26)、(27)、(28)三式各1分．解法Ⅱ的评分可参照解法Ⅰ评分标准中的相应式子给分．。
2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛(佛山赛区)初赛试卷
2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（佛山赛区）初赛试卷2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（佛山赛区）初赛试卷一、选择题（本题包括15个小题，每小题2分，共30分．每小题有1个或2个选项符合题意．若有两个答案的错1个不得分，漏选1个扣1分．请将答案填在下表相应题号的空格内．）4．（2分）在汽车的挡风玻璃和司机之间常有一个安全气囊，内部放有硝酸铵，当汽车高速行驶中受到猛烈撞击时，5．（2分）下列四组以任意比组成的混合气体，分别在空气中充分燃烧，都生成二氧化碳和水，其中生成物中水分7．（2分）酱油是一种营养丰富的生活调味品，我国政府推行的铁强化酱油采用发酵法生产的主要过程是：将豆饼粉与20%的盐酸混合加热沸腾数十小时，得到酱色液体，冷却后加入适量的饱和NaHCO3溶液，充分搅拌后再经脱8．（2分）（2010•镇江）下列几种气体可用右图所示装置干燥、收集的正确组合是（）①H2 ；②O2 ③CO2 ④SO2 ⑤CH4 ⑥NH3．10．（2分）在托盘天平两边各放一只烧杯并注入相同的足量稀盐酸，调节至平衡，然后向左、右两边烧杯中分别投11．（2分）有四种无色溶液a，b、c，d，分别是H2SO4，Na2CO3、Na2SO4、Ba（NO3）2中的一种，如下实验：①a+d→溶液+气体；②b+c→溶液+沉淀；③b+d→沉淀e+溶液；④a+b→溶液f+沉淀，⑤e+f→溶液+气体．12．（2分）18O是科实验中常用的一种示踪原子，用仪器可以观测到它在化学变化中的行踪．在某一饱和硫酸铜溶液（不含18O）中．加入ag带标记18O的无水硫酸铜粉末（CuS04中的氧元素全部为18O），如果保持温度不变，其13．（2分）如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图．下列说法正确的是（）14．（2分）（2010•青岛）等质量的甲、乙两种金属分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间的函数关系如图所示．下列相关判断中，错误的是（ ）15．（2分）（2010•眉山）在AlCl 3溶液中逐滴加入NaOH 溶液至过量，发生如下反应：3NaOH+AlCl 3=Al （OH ）． C D ．二、填空题（本题包括10个小题，共40分）16．（4分）仿照下列化学方程式：2H 2S+SO 2=3S ↓+2H 2O ，NaH+H 2O=NaOH+H 2↑完成下列化学方程式：NH 3和NO 2反应 _________ ；CaH 2和H 2O 反应 _________ ．17．（2分）ZSM ﹣5分子筛是由多个结构单元构成的，其中一个结构单元的化学式可表示为Si 96O 192．若用4个铝原子取代其中的4个硅原子，形成的原子团所带的电荷为 _________ ，若用铵根离子与它结合成电中性，则需要铵根离子 _________ 个．18．（7分）碳元素形成的单质和化合物的种类是元素中最多的．我们已经学习了①金刚石、②石墨、③CO、④CO2、⑤CaCO3等，还有许多有机物．据美国《science》期刊报道，近几年又陆续发现了⑥C540、⑦C3O2、⑧C4O3、⑨C5O2等物质．根据上述材料回答以下问题：（1）其中属于单质的是_________（填编号）．（2）某种碳的氧化物含碳量为50%，写出C和CO2在高温下转化为该氧化物的化学方程式_________．（3）写出C3O2完全转化为CO2和另一种碳的氧化物的化学方程式（不必注明反应条件）_________．（4）汽车尾气中含有CO和氮的氧化物等有毒气体．现已发明一种装有特殊催化剂的装置，使氮的氧化物（用NO X 表示）与CO相互反应生成N2和CO2．其化学方程式为：_________．19．（4分）（2008•盐城）如图是甲、乙两种固体物质的溶解度曲线．（1）t1℃时，甲的溶解度_________乙的溶解度（选填“大于”“等于”或“小于”）；（2）要使接近饱和的甲溶液变为饱和溶液，可采取的方法是_________（只填一种）；（3）甲、乙各Wg分别加入到两只盛有100g水的烧杯中，充分搅拌，在t3℃时所得乙溶液为_________溶液（选填“饱和”或“不饱和”）；若将温度都降低到t2℃，甲溶液中溶质的质量分数_________乙溶液中溶质的质量分数（选填“大于”“等于”或“小于”）．20．（5分）氨气是生产铵态氮肥的主要原料，但一经泄漏，危害十分严重．请根据下列相关报导，回答问题：某地一冷饮厂氨气泄漏，液氨冲破管道，喷射而出．当时，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味，现场温度骤降到﹣30℃．抢险队员紧急中用柠檬水淋湿全身后冲进泄漏仓库堵泄，虽堵泄成功但抢险队员被冻伤．已泄漏的500Kg液氨经喷水12t后才将其稀释．这次事件造成百余人氨气中毒，距离事发地点5米的树木在短短半小时内叶子由绿色变成黄色．（1）从以上报导获得的信息中，你了解到氨气有哪些性质？（至少写出2条）_________．（2）抢险队员用柠檬水淋湿全身的可能原因是_________（3）接触液氨可能引起严重冻伤的原因_________．（4）磷酸二氢铵（NH4H2PO4）是一种含有氮、磷两种营养元素的复合肥，但不宜与熟石灰混合使用，试写出有关反应的化学方程式_________．21．（4分）归纳总结对比分析是学习化学常用的科学方法，如图所示：两圆重叠的区域表示它们的共同特征（相似点），重叠区域以外的部分表示它们的独有特征（不同点）．（1）请你在图下空格内填写与下图①、②、③区域相对应的适当内容（①处只填写一点，②、③处至少填三点即可）．①_________．②_________．③_________、_________、_________．（2）从B图可看出酸和碱都能与某些盐发生反应，请你写出一种盐既能与盐酸反应，又能与熟石灰这种碱发生化学反应，该盐为_________．22．（7分）下图表示某些物质间转化关系．其中A、D是由相同元素组成的固体，且A为紫黑色，C为黑色粉末，B、E为常见气体；X与F是由相同元素组成的无色液体，且X具有消毒杀菌作用；Y是一种红色金属．请回答下列问题：（1）A的化学式是_________；（2）C物质在反应③中的作用_________；（3）写出反应②、④、⑥的化学方程式：②_________；④_________；⑥_________；（4）若将合成气中两气体按分子数之比为1：1进行化合（原子利用率为100%），可合成多种有机化工产品，写出其中一种可能产品的化学式_________．23．（7分）海水是一种重要的自然资源，以下是对海水资源的部分利用，回答有关问题．（1）从海水中得到金属镁﹣﹣下图是从海水中提取镁的简单流程．①沉淀B与试剂C发生的是中和反应，则沉淀B的化学式为_________．②从“MgCl2溶液”得到“无水MgCl2”的操作方法是_________．③由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为_________．（2）海水“制碱”﹣﹣下图是海水“制碱”的部分简单流程．①步骤Ⅲ反应的化学方程式为：_________．②制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳．如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低．这是因为_________．三、实验题（本题包括4个小题，共20分）24．（4分）为了除去用粗盐配制成的NaCl溶液中所含有的少量MgCl2、CaCl2和MgSO4杂质，某同学从碳酸钠溶液、稀盐酸、硝酸钡溶液、碳酸钾溶液和氢氧化钡溶液中选择了A、B、C三种试剂，按以下步骤进行了实验，请回答下列问题：实验I：向溶液中加入过量A后过滤得滤液1；实验Ⅱ：向滤液l中加过量B后过滤得滤液2；实验Ⅲ：向滤液2中滴加适量C，得到较纯挣的NaCl溶液．（1）A、B、C三种试剂中溶质的化学式分别为_________．（2）实验I中，所加A要过量的原因是_________．（3）实验Ⅱ中，加B过量的原因是_________．（4）实验Ⅲ中，试剂加到_________时为适量，此时得到较为纯净的NaCl溶液．25．（6分）将一定量的铁粉加入到的Cu（NO3）2、AgNO3混合溶液中，充分反应后过滤，则滤出固体的组成最多26．（10分）某课外活动小组加热炭粉（过量）和氧化铜的混合物，再用下图所示装置，对获得的铜粉（含炭）样品进行实验．图中铁架台等装置已略去．请你帮助他们完成下列实验报告．（1）实验目的：_________．（2）实验用品：仪器：天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等．药品：红褐色（含炭）样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰（固体氢氧化钠和氧化钙的混合物）、浓硫酸等．（4）计算：样品中铜的质量分数=_________（用含W、m1、m2的代数式表示）．（5）问题和讨论：实验完成后，老师评议说：按上述实验设计，即使C中反应完全，D中吸收完全，也不会得出正确的结果．经讨论，有同学提出在B与C之间加入一个装置．再次实验后，得到了较正确的结果．那么，原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是_________．在B与C之间加入的装置可以是_________，其中盛放的药品是_________．四、计算题（本题包括2个小题，共10分）27．（3分）黄铜是铜和锌的合金．向一定质量的黄铜样品中加入154.7g稀硫酸，恰好完全反应，产生0.2g氢气．（1）求所用稀硫酸的溶质质量分数（2）除了可求出稀硫酸的溶质质量分数外，你还能求出的化学量有_________．（填序号）①锌的质量②铜的质量分数③锌的质量分数④硫酸锌的质量⑤硫酸溶液的体积⑥反应后溶液溶质质量分数．28．（7分）化学兴趣小组的同学在实验室中用加热4.9g氯酸钾和1.58g高锰酸钾混合物的方法进行了制取氧气的研究，得到如图所示的曲线图．试回答：（1）b点得到的氧气主要是由分解_________（填氯酸钾或高锰酸钾）产生的，b﹣c段产生氧气的速度明显比O﹣b段加快，其原因是_________．（2）c点对应产生氧气的质量a值是_________g．（3）反应结束后所得固体混合物中质量分数最大的物质的质量分数是多少？2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（佛山赛区）初赛试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题包括15个小题，每小题2分，共30分．每小题有1个或2个选项符合题意．若有两个答案的错1个不得分，漏选1个扣1分．请将答案填在下表相应题号的空格内．）4．（2分）在汽车的挡风玻璃和司机之间常有一个安全气囊，内部放有硝酸铵，当汽车高速行驶中受到猛烈撞击时，5．（2分）下列四组以任意比组成的混合气体，分别在空气中充分燃烧，都生成二氧化碳和水，其中生成物中水分7．（2分）酱油是一种营养丰富的生活调味品，我国政府推行的铁强化酱油采用发酵法生产的主要过程是：将豆饼粉与20%的盐酸混合加热沸腾数十小时，得到酱色液体，冷却后加入适量的饱和NaHCO3溶液，充分搅拌后再经脱8．（2分）（2010•镇江）下列几种气体可用右图所示装置干燥、收集的正确组合是（）①H2 ；②O2 ③CO2 ④SO2 ⑤CH4 ⑥NH3．10．（2分）在托盘天平两边各放一只烧杯并注入相同的足量稀盐酸，调节至平衡，然后向左、右两边烧杯中分别投11．（2分）有四种无色溶液a，b、c，d，分别是H2SO4，Na2CO3、Na2SO4、Ba（NO3）2中的一种，如下实验：①a+d→溶液+气体；②b+c→溶液+沉淀；③b+d→沉淀e+溶液；④a+b→溶液f+沉淀，⑤e+f→溶液+气体．12．（2分）18O是科实验中常用的一种示踪原子，用仪器可以观测到它在化学变化中的行踪．在某一饱和硫酸铜溶液（不含18O）中．加入ag带标记18O的无水硫酸铜粉末（CuS04中的氧元素全部为18O），如果保持温度不变，其13．（2分）如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图．下列说法正确的是（）14．（2分）（2010•青岛）等质量的甲、乙两种金属分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间的函数关系如图所示．下列相关判断中，错误的是（）15．（2分）（2010•眉山）在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，发生如下反应：3NaOH+AlCl3=Al（OH）．C D．二、填空题（本题包括10个小题，共40分）16．（4分）仿照下列化学方程式：2H2S+SO2=3S↓+2H2O，NaH+H2O=NaOH+H2↑完成下列化学方程式：NH3和NO2反应8NH3+6NO2═7N2+12H2O；CaH2和H2O反应CaH2+2H2O═Ca（OH）2+2H2↑．17．（2分）ZSM﹣5分子筛是由多个结构单元构成的，其中一个结构单元的化学式可表示为Si96O192．若用4个铝原子取代其中的4个硅原子，形成的原子团所带的电荷为4﹣，若用铵根离子与它结合成电中性，则需要铵根离子4个．18．（7分）碳元素形成的单质和化合物的种类是元素中最多的．我们已经学习了①金刚石、②石墨、③CO、④CO2、⑤CaCO3等，还有许多有机物．据美国《science》期刊报道，近几年又陆续发现了⑥C540、⑦C3O2、⑧C4O3、⑨C5O2等物质．根据上述材料回答以下问题：（1）其中属于单质的是①②⑥（填编号）．（2）某种碳的氧化物含碳量为50%，写出C和CO2在高温下转化为该氧化物的化学方程式5C+3CO22C4O3．（3）写出C3O2完全转化为CO2和另一种碳的氧化物的化学方程式（不必注明反应条件）2C3O2=CO2+C5O2．（4）汽车尾气中含有CO和氮的氧化物等有毒气体．现已发明一种装有特殊催化剂的装置，使氮的氧化物（用NO X表示）与CO相互反应生成N2和CO2．其化学方程式为：2NO x+2xCO N2+2xCO2．，可知×，则=22CN22C2CO19．（4分）（2008•盐城）如图是甲、乙两种固体物质的溶解度曲线．（1）t1℃时，甲的溶解度小于乙的溶解度（选填“大于”“等于”或“小于”）；（2）要使接近饱和的甲溶液变为饱和溶液，可采取的方法是降温（只填一种）；（3）甲、乙各Wg分别加入到两只盛有100g水的烧杯中，充分搅拌，在t3℃时所得乙溶液为饱和溶液（选填“饱和”或“不饱和”）；若将温度都降低到t2℃，甲溶液中溶质的质量分数等于乙溶液中溶质的质量分数（选填“大于”“等于”或“小于”）．20．（5分）氨气是生产铵态氮肥的主要原料，但一经泄漏，危害十分严重．请根据下列相关报导，回答问题：某地一冷饮厂氨气泄漏，液氨冲破管道，喷射而出．当时，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味，现场温度骤降到﹣30℃．抢险队员紧急中用柠檬水淋湿全身后冲进泄漏仓库堵泄，虽堵泄成功但抢险队员被冻伤．已泄漏的500Kg 液氨经喷水12t后才将其稀释．这次事件造成百余人氨气中毒，距离事发地点5米的树木在短短半小时内叶子由绿色变成黄色．（1）从以上报导获得的信息中，你了解到氨气有哪些性质？（至少写出2条）氨气有刺激性气味，易溶于水，有毒性，与酸反应．（2）抢险队员用柠檬水淋湿全身的可能原因是氨气溶于水呈碱性，柠檬水呈酸性，二者发生中和反应，减少氨对抢险队员的伤害（3）接触液氨可能引起严重冻伤的原因液氨汽化时会吸收大量的热，使温度降低．（4）磷酸二氢铵（NH4H2PO4）是一种含有氮、磷两种营养元素的复合肥，但不宜与熟石灰混合使用，试写出有关反应的化学方程式3Ca（OH）2+2NH4H2PO4=Ca3（PO4）2↓+6H2O+2NH3↑．21．（4分）归纳总结对比分析是学习化学常用的科学方法，如图所示：两圆重叠的区域表示它们的共同特征（相似点），重叠区域以外的部分表示它们的独有特征（不同点）．（1）请你在图下空格内填写与下图①、②、③区域相对应的适当内容（①处只填写一点，②、③处至少填三点即可）．①都是氧化物．②使石蕊试液变红、与金属发生置换反应、与金属氧化物发生复分解反应等．③使无色酚酞试液变红、与某些非金属氧化物发生反应、与酸发生复分解反应．（2）从B图可看出酸和碱都能与某些盐发生反应，请你写出一种盐既能与盐酸反应，又能与熟石灰这种碱发生化学反应，该盐为Na2CO3．22．（7分）下图表示某些物质间转化关系．其中A、D是由相同元素组成的固体，且A为紫黑色，C为黑色粉末，B、E为常见气体；X与F是由相同元素组成的无色液体，且X具有消毒杀菌作用；Y是一种红色金属．请回答下列问题：（1）A的化学式是KMnO4；（2）C物质在反应③中的作用催化剂或催化作用；（3）写出反应②、④、⑥的化学方程式：②CH4+2O2CO2+2H2O；④2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2（OH）2CO3；⑥Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（4）若将合成气中两气体按分子数之比为1：1进行化合（原子利用率为100%），可合成多种有机化工产品，写出其中一种可能产品的化学式CH2O或C2H4O2、C3H6O3、C4H8O4、C6H12O6．223．（7分）海水是一种重要的自然资源，以下是对海水资源的部分利用，回答有关问题．（1）从海水中得到金属镁﹣﹣下图是从海水中提取镁的简单流程．①沉淀B与试剂C发生的是中和反应，则沉淀B的化学式为Mg（OH）2．②从“MgCl2溶液”得到“无水MgCl2”的操作方法是蒸发结晶．③由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为MgCl2Mg+Cl2↑．（2）海水“制碱”﹣﹣下图是海水“制碱”的部分简单流程．①步骤Ⅲ反应的化学方程式为：NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3+NH4Cl．②制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳．如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低．这是因为氨气溶于水形成碱性溶液，更易于吸收二氧化碳．2Mg+Cl三、实验题（本题包括4个小题，共20分）24．（4分）为了除去用粗盐配制成的NaCl溶液中所含有的少量MgCl2、CaCl2和MgSO4杂质，某同学从碳酸钠溶液、稀盐酸、硝酸钡溶液、碳酸钾溶液和氢氧化钡溶液中选择了A、B、C三种试剂，按以下步骤进行了实验，请回答下列问题：实验I：向溶液中加入过量A后过滤得滤液1；实验Ⅱ：向滤液l中加过量B后过滤得滤液2；实验Ⅲ：向滤液2中滴加适量C，得到较纯挣的NaCl溶液．（1）A、B、C三种试剂中溶质的化学式分别为Ba（OH）2、Na2CO3、HCl．（2）实验I中，所加A要过量的原因是为了除尽MgCl2、MgSO4．（3）实验Ⅱ中，加B过量的原因是为了除尽Ba（OH）2、CaCl2、BaCl2．（4）实验Ⅲ中，试剂加到刚好无气体放出时为适量，此时得到较为纯净的NaCl溶液．25．（6分）将一定量的铁粉加入到的Cu（NO3）2、AgNO3混合溶液中，充分反应后过滤，则滤出固体的组成最多26．（10分）某课外活动小组加热炭粉（过量）和氧化铜的混合物，再用下图所示装置，对获得的铜粉（含炭）样品进行实验．图中铁架台等装置已略去．请你帮助他们完成下列实验报告．（1）实验目的： 测定铜粉样品中铜的质量分数 ．（2）实验用品：仪器：天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等． 药品：红褐色（含炭）样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰（固体氢氧化钠和氧化钙的混合物）、浓硫酸等．（4）计算：样品中铜的质量分数= ×100% （用含W 、m 1、m 2的代数式表示）．（5）问题和讨论：实验完成后，老师评议说：按上述实验设计，即使C 中反应完全，D 中吸收完全，也不会得出正确的结果．经讨论，有同学提出在B 与C 之间加入一个装置．再次实验后，得到了较正确的结果．那么，原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是 水蒸气通过C 后被D 中碱石灰吸收 ．在B 与C 之间加入的装置可以是 洗气瓶 ，其中盛放的药品是 浓硫酸 ．222CuO 22CO×四、计算题（本题包括2个小题，共10分）27．（3分）黄铜是铜和锌的合金．向一定质量的黄铜样品中加入154.7g稀硫酸，恰好完全反应，产生0.2g氢气．（1）求所用稀硫酸的溶质质量分数（2）除了可求出稀硫酸的溶质质量分数外，你还能求出的化学量有①④⑥．（填序号）①锌的质量②铜的质量分数③锌的质量分数④硫酸锌的质量⑤硫酸溶液的体积⑥反应后溶液溶质质量分数．=28．（7分）化学兴趣小组的同学在实验室中用加热4.9g氯酸钾和1.58g高锰酸钾混合物的方法进行了制取氧气的研究，得到如图所示的曲线图．试回答：（1）b点得到的氧气主要是由分解高锰酸钾（填氯酸钾或高锰酸钾）产生的，b﹣c段产生氧气的速度明显比O ﹣b段加快，其原因是高锰酸钾分解产生的二氧化锰作为催化剂，加速了氯酸钾的分解．（2）c点对应产生氧气的质量a值是 2.08g．（3）反应结束后所得固体混合物中质量分数最大的物质的质量分数是多少？32KCl+3O4×参与本试卷答题和审题的老师有：高宪奎；xzoldman；sdpylytx；笑对人生；无棣平凡；lili；lsj1660；豆豆的哥；自在的风；ls0906；723383；吕华；三人行；lyh369；liuxia；wdswzjp；张向丰；hbzzyy；巴淑侠（排名不分先后）菁优网2013年4月27日。
第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛(上海赛区)初赛试卷
2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（上海赛区）初赛试卷一、单项选择题（共70分，每小题只有一个正确答案）1．（2分）化学上把“生成新物质的变化叫做化学变化”，下面对化学变化中“新物质”的解释正确的是（）A．“新物质”就是自然界中不存在的物质B．“新物质”就是与变化前的物质在颜色、状态等方面有所不同的物质C．“新物质”就是与变化前的物质在元素组成上不同的物质D．“新物质”就是在组成或结构上与变化前的物质不同的物质2．（2分）将下列家庭常用的调味品分别加入水中，不能形成溶液的是（）A．食盐 B．芝麻油C．食醋 D．蔗糖3．（2分）某种元素化合价在化学反应前后发生了变化，则该反应为氧化还原反应．据此可判断下列化学反应属于氧化还原的有（）A．ZnO+H2SO4═ZnSO4+H2OB．Fe2O3+3CO═2Fe+3CO2C．Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑D．CaCO3═CaO+CO2↑4．（2分）下列关于实验安全的说法错误的是（）A．化学实验室必须备有灭火器等防火器材B．易燃易爆物不能跟其他物质混存C．不得品尝任何化学药品的味道D．一切产生有毒气体的实验均不要进行5．（2分）在灾区，为防止疟疾传染，河水需处理后方可饮用．常用的处理方法有：①加热煮沸，②过滤，③投药消毒，④自然沉降．较合理的顺序为（）A．③②④①B．③①④②C．④②③①D．④①③②6．（2分）有3g白色粉末，完全溶于10g热水中，冷却到室温时析出2g粉末，将这2g粉末再溶于10g热水中，冷却至室温又析出1.5g粉末．据此可知原粉末是（）A．混合物B．纯净物C．某种盐D．不能确定7．（2分）25℃时，硝酸钾溶液中溶质的质量分数为30%，则25℃时硝酸钾的溶解度是（）A．20g/100g水B．25g/100g水C．15g/100g水D．无法确定8．（2分）铁丝在空气中灼热发红，但不能燃烧，而在纯氧中却能燃烧，这一事实与下列的哪一因素关系最密切（）A．铁丝的表面积 B．燃烧区的温度 C．氧气的浓度D．铁的着火点9．（2分）向盐酸和氯化钙的混合溶液中逐滴滴加碳酸钠溶液，反应现象是（）A．只看到有大量气泡冒出B．只有白色沉淀析出C．开始冒气泡，后出现白色沉淀D．开始出现白色沉淀，后冒气泡10．（2分）物质性质决定它的用途，还决定了它的保存方法．固体NaOH具有以下性质：①白色片状固体②有腐蚀性③易吸收水分而潮解④易溶于水，溶解放热⑤能与空气中的二氧化碳反应．实验室中必须将它密封保存的主要原因是（）A．①②B．①②③ C．②③④ D．③⑤11．（2分）氨基酸分子中含有氨基（﹣NH2，具有碱的性质）和羧基（﹣COOH，具有酸的性质）．氨基酸分子具有的性质是（）A．只能与硫酸反应，不能与氢氧化钠反应B．只能与氢氧化钠反应，不能与硫酸反应C．既能与硫酸反应，又能与氢氧化钠反应D．既不能与硫酸反应，又不能与氢氧化钠反应12．（2分）运动会的发令枪，所用的“火药”是用氯酸钾和红磷混合制成的，一经撞击两种物质就剧烈反应，发出响声并产生白烟．白烟的成分是（）A．氧气和磷 B．氯化钾和五氧化二磷C．氯酸钾和五氧化二磷D．氯化钾和磷13．（2分）某同学对下列四个实验都设计了两种方案，其中第一方案比第二方案更方便合A．A B．B C．C D．D14．（2分）若1×1022个物质A分子里共含有2×1022个原子，那么关于A物质的组成推测合理的是（）A．肯定是单质B．肯定是化合物 C．肯定是混合物 D．不能断定15．（2分）现有a、b、c、d四种无色溶液，分别是碳酸钠溶液、硫酸、氯化钡溶液、盐酸中的一种．根据下表中它们两两间相互反应的实验记录，推断a、b、c、d的顺序正确的是A．H2SO4，Na2CO3，BaCl2，HCl B．HCl，H2SO4，Na2CO3，BaCl2C．Na2CO3，H2SO4，HCl，BaCl2D．BaCl2，Na2CO3，HCl，H2SO416．（2分）某种氯氟烃（以m代替其化学式）可破坏臭氧层，其反应过程可表示为：m+O3→mO+O2，mO+O→m+O2，根据所学知识可知氯氟烃在反应中的作用是（）A．氧化剂B．还原剂C．催化剂D．稳定剂17．（2分）实验室有失去标签的盐酸、碳酸钠、硫酸、氢氧化钾和硝酸钾五瓶溶液．为把它们区分开来，所加试剂及先后顺序合理的一组是（）A．氯化钡溶液、稀硝酸、石蕊试液B．稀硝酸、石蕊试液、硝酸银溶液C．石蕊试液、稀硝酸、硝酸银溶液D．稀硝酸、酚酞试液、硝酸银溶液18．（2分）A、B、C三只小烧杯内分别依次盛有一定体积的浓氨水、酚酞溶液，按如图所示进行探究活动，不能得到的结论是（）A．氨水能使酚酞溶液变红B．碱能使酚酞溶液变红C．空气不能使酚酞溶液变红D．浓氨水易挥发，氨气易溶于水19．（2分）科学家用单个分子制成了“纳米车”（如图），它能在人工操纵下运输药物分子到病源处释放以杀死癌细胞．下列有关“纳米车”的说法正确的是（）A．“纳米车”的研制成功说明分子要在人为外力作用下才能运动B．“纳米车”分子不是由原子构成的C．“纳米车”运输药物分子的过程是肉眼可以直接看见的D．“纳米车”研制成功说明在一定条件下人可以控制分子运动20．（2分）在实验室里进行物质制备，下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是（）A．C CO CO2Na2CO3溶液B．Cu Cu（NO3）2溶液Cu（OH）2C．Fe Fe2O3Fe2（SO4）3溶液D．CaO Ca（OH）2溶液NaOH溶液21．（2分）下列有关溶液的说法，正确的是（）A．不饱和溶液转化为饱和溶液，溶液中溶质的质量分数一定增大B．将一定质量某物质的饱和溶液降温析出晶体后，所得溶液中溶质的质量一定减小C．饱和溶液不一定是浓溶液，不饱和溶液一定是稀溶液D．将5g某物质完全溶解于95g水中，所得溶液中溶质的质量分数一定是5%A．A B．B C．C D．D23．（2分）几种物质的化学式及其名称分别是：硫代硫酸钠Na2S2O3、多硫化钙CaS x、过氧化钡BaO2．根据上述命名规律，K2CS3的名称是（）A．三硫代碳酸钾 B．多硫碳化钾C．过硫碳酸钾D．超硫碳酸钾24．（2分）如图是某同学设计的验证氧气约占空气总体积1/5的实验装置图．下列操作过程对实验结果的影响说法正确的是（）A．弹簧夹没夹紧不会对实验结果产生影响B．燃烧匙内盛放过量的红磷会导致实验结果偏大C．没等装置冷却就打开弹簧夹会导致实验结果偏大D．点燃红磷伸入瓶中时，没有立即塞紧瓶塞会导致实验结果偏大25．（2分）根据启普发生器原理，可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器（如图）．将试管浸入烧杯或从中取出，可以控制反应的进行．下列气体的制取宜使用该装置的是（）A．用碳酸钙（块状）与稀硫酸制二氧化碳B．用碳酸钙（块状）与稀盐酸制二氧化碳C．用铁粉与稀硫酸制氢气D．用二氧化锰（粉末）与双氧水制氧气26．（2分）对于反应：X+2NaOH→2Y+Cu（OH）2↓，下列分析中正确的是（）A．Y一定是氯化钠B．X和Y的相对式量之差为18C．X可能是CuCl2或Cu（NO3）2D．Y可能是Na2SO427．（2分）将下列各组中的物质混合，若每组中最后一种物质过量，充分反应后过滤，则滤纸上仅留下一种不溶物（纯净物）的是（）①NaOH溶液，MgCl2溶液，硝酸②BaCl2溶液，NaNO3溶液，稀硫酸③CuCl2溶液，FeCl2溶液，锌粒④NaCl溶液，AgNO3溶液，盐酸⑤Fe2（SO4）3溶液，NaNO3溶液，Ba（OH）2溶液．A．①④B．②③C．③⑤D．②④28．（2分）206g硫酸溶液中含有1mol硫酸，与该溶液所含的氧原子个数相等的下列选项是…（）A．2mol二氧化碳分子B．10mol一氧化碳分子C．4mol氧气分子D．2mol硝酸分子29．（2分）将56g不纯的铁粉与足量的稀盐酸反应，生成2g氢气．下列有关铁粉的说法正确的是（）A．铁中含有碳B．铁表面有铁锈C．铁中含有碳和锌D．铁中含有碳和铝30．（2分）将一包固体混合物溶于水，发现溶液中有白色沉淀生成，加入过量稀硝酸后，仅有一部分沉淀消失．符合上述实验现象的混合物是（）A．硫酸钠、氯化钡、硝酸钾B．硝酸银、硝酸钾、氯化钠C．氯化钠、碳酸钠、硝酸钡D．碳酸钾、硝酸钡、硫酸钠31．（2分）某些科学家对3个互相联系的化学反应：①3FeCl2+4H20Fe304+6HCl+H2，②Fe304+C12+6HCl3FeCl3+3H20+02，③3FeCl3═3FeCl2+C12很感兴趣，他们想利用这三个反应来制取一种很有意义的物质是（）A．H2B．02C．Cl2D．HCl32．（2分）小芳做探究性实验：用称量法测定铁在O2燃烧的产物．发现5.6g铁在足量的O2中燃烧得到7.82g固体．小芳排除了其他因素可能产生的误差，则她得到的固体产物可能是（）A．Fe3O4和Fe的混合物B．Fe3O4和FeO的混合物C．Fe3O4和Fe2O3的混合物D．Fe3O4、FeO和Fe的混合物33．（2分）实验室中浓硫酸的商标如右图所示．据此判断下列说法不正确的是（）A．该硫酸的纯度超过工业纯浓硫酸B．配制100mL溶质质量分数为19.6%的稀硫酸，需要这种浓硫酸20mLC．稀释浓硫酸时，应将其沿器壁缓慢倒入水中，并不断搅拌D．配制100g溶质质量分数为19.6%的稀硫酸，需要这种浓硫酸20g34．（2分）某粗盐样品中含有可溶性的氯化镁、氯化钙杂质和不溶性的泥沙．常温下，将140g该粗盐样品溶解于水中，过滤得到不足3g泥沙和1000g溶液．取出500g溶液进行测定，其中含有镁元素1.2g，钙元素2g，氯元素42.6g．则原粗盐中氯化钠的质量分数约为（）A．83.6% B．86.3% C．88.1% D．91.6%35．（2分）取一定质量的CO和CO2的混合气体，通入足量Ba（OH）2溶液中，充分反应后过滤，发现生成的沉淀和所取的混合气体质量相等，则混合气体中，碳原子与氧原子的物质的量之比为（）A．181：209 B．28：44 C．1：2 D．1：1二、多项选择题（共30分，每小题有1个或2个正确答案；只有一个正确选项的，多选不给分；有两个正确选项的，选对一个给1分，选错一个该小题不得分）36．（3分）传统“陈醋”生产过程中有一步称为“冬捞夏晒”，是指冬天捞出醋中的冰，夏日曝晒蒸发醋中的水分，以提高醋的品质．分析这一生产实践得出的下列结论正确的是（）A．高品质的食醋醋酸的含量很大B．醋酸含量的大小是衡量食醋品质的标准之一C．食醋中的醋酸比水容易蒸发D．食醋上层所结成的冰层中醋酸的含量低于未结冰的下层溶液37．（3分）实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸制取CO2气体，而能用大理石粉末与稀硫酸制取CO2气体．由此得出的合理结论是（）A．能发生反应的物质之间是否发生反应，与反应的条件有关B．反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行C．块状大理石与大理石粉末的化学性质不同D．块状大理石与大理石粉末中各元素原子间的结合状况不同39．（3分）在AgNO3、Mg（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液中，加入一定量的铁粉充分反应后，过滤，洗涤，将滤渣放入盐酸中有气泡产生，滤液中存在的物质是（）A．Mg（NO3）2B．Cu（NO3）2C．Fe（NO3）2D．只有Fe（NO3）340．（3分）如图所示，装置进行实验（图中铁架台等仪器均已略去）．在I中加入试剂后，塞紧橡皮塞，立即打开止水夹，Ⅱ中有气泡冒出；一段时间后关闭止水夹，Ⅱ中液面上升，A．A B．B C．C D．D41．（3分）有A、B两种粉末，质量分别为m1，m2．A由CaCO3和KHCO3组成，B由MgCO3和NaHCO3组成．将A、B分别与足量稀盐酸反应，生成二氧化碳气体的质量均为4.4g．下列说法正确的是（）（已知：KHCO3+HCl═KCl+CO2↑+H2O；MgCO3+2HCl═MgCl2+CO2↑+H2O）A．m1=m2B．混合物A中CaCO3和KHCO3质量比一定为1：1C．21m1=25m2D．混合物B中MgCO3和NaHCO3质量比可为任意比42．（3分）某溶液由盐酸、碳酸钠溶液、稀硫酸、氯化铜溶液中的一种或几种混合形成，现向该混合溶液中滴入氢氧化钡溶液，产生沉淀的质量与加入氢氧化钡溶液体积的关系如图所示．则下列关于溶液中溶质的判断正确的是（）A．肯定没有碳酸钠B．肯定有硫酸C．是否含有氯化铜不能确定D．至少含有硫酸或盐酸中的一种，也可能两种同时含有43．（3分）已知Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，硅不与盐酸反应．将含铁铝硅的合金样品分为等质量的两份，分别与足量的稀盐酸和烧碱溶液充分反应，测得放出氢气的质量相同．则该合金样品中铁铝硅的质量比不可能是（）A．112：81：28 B．336：27：84 C．324：135：36 D．56：81：5644．（3分）已知在相同温度和压强下，任何气体的体积和分子数都成正比．在1体积空气中混入1体积二氧化碳，在高温下跟足量的焦炭反应，假设氧气和二氧化碳都转化为一氧化碳，则反应后气体中一氧化碳的体积分数约是（）A．33.3% B．50% C．67% D．75%45．（3分）密闭容器内有M、N、Q、Z四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后）B．反应后密闭容器中M的质量为29.7gC．反应过程中，物质N与物质Z变化的质量比为87：36D．若物质M与物质Q的相对式量之比为197：158，则反应中M与Q的物质的量之比为1：22011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（上海赛区）初赛试卷参考答案一、单项选择题（共70分，每小题只有一个正确答案）1．D；2．B；3．B；4．D；5．C；6．A；7．D；8．C；9．C；10．D；11．C；12．B；13．B；14．D；15．B；16．C；17．A；18．B；19．D；20．D；21．B；22．B；23．A；24．D；25．B；26．C；27．D；28．B；29．D；30．D；31．A；32．C；33．B；34．A；35．A；二、多项选择题（共30分，每小题有1个或2个正确答案；只有一个正确选项的，多选不给分；有两个正确选项的，选对一个给1分，选错一个该小题不得分）36．BD；37．B；38．D；39．AC；40．C；41．CD；42．A；43．CD；44．D；45．AD；。
2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛(河南赛区)初赛试卷
2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（河南赛区）初赛试卷一、选择题1．（2分）2010年上海世博会“零碳馆”中的“碳”主要指（）A．CO B．CO2C．CH4D．C2．（2分）分类法是化学学习和研究的重要方法之一．下列分类正确的是（）A．常见的干燥剂：浓硫酸、生石灰、碱石灰B．常见的合金：不锈钢、石墨、生铁C．常见的营养物质：蛋白质、水、合成纤维D．常见的碱：烧碱、纯碱、熟石灰3．（2分）如图为某元素的原子结构示意图，下列对该元素的认识正确的是（）A．该元素属于金属元素B．该元素的原子在化学反应中容易失去电子C．该元素原子的核外电子总数为18D．该元素位于元素周期表的第四周期第ⅥA族4．（2分）化学实验中常涉及实验操作的先后顺序．下列实验操作不正确的是（）A．制取氧气时，先检查装置的气密性，后装药品B．实验氢气的可燃性时，先检验氢气的纯度，后点燃C．稀释浓硫酸时，先向烧杯内加入浓硫酸，后将水沿器壁慢慢注入D．给试管中的物质加热时，先均匀预热，后集中在有药品的部位加热5．（2分）二甲醚（C2H6O）以其无污染、易于制造的特征，可能成为一种全新的替代能源而普及．下列有关二甲醚的说法正确的是（）A．二甲醚由9个原子构成B．二甲醚的相对分子质量为38C．二甲醚属于氧化物D．二甲醚和甲烷完全燃烧的产物相同6．（2分）李明同学对所学知识进行归纳，其中错误的一组是（）A．性质与用途：氢气能燃烧且无污染，是清洁能源；铜具有导电性，可制作电线B．元素与人体健康的关系：人体缺铁易患贫血症；人体缺碘易患甲状腺肿大C．生活常识：电线着火，立即用水浇灭；饮水解渴，水越纯越好D．环境保护：为减少水污染，要合理使用农药、化肥；为减少白色污染，用使用可降解塑料7．（2分）以下是几种气体的密度（0℃、101kPa）和溶解度（20℃、101kPa）．下列实验室收集气体所选用的方法中不正确的是（）A．CO2可用向上排空气法B．H2可用向下排空气法C．H2可用排水集气法D．SO2既可用向上排空气法，有可用排水法收集8．（2分）目前，科学家提出了一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系（如图）．下列说法错误的是（）A．燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能B．该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能C．在此循环中发生了反应：2H2O2H2↑+O2↑D．目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂9．（2分）通过一年的化学学习，你认为下列认识符合科学事实的是（）A．管道煤气有刺鼻的气味，说明一氧化碳有这种特殊气味；铅笔芯中含铅B．“银粉”中含银元素；能导电的一定是金属材料C．有发光、发热的现象的就是燃烧；能使石蕊试液变蓝的溶液，其溶质一定是碱D．金刚石不是金属材料；不饱和溶液通过一定方法变成饱和溶液，质量分数不一定增大10．（2分）非金属元素具有类似金属与盐溶液之间的置换反应规律，即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其盐溶液中置换出来，如在溶液中发生下列反应：C12+2NaBr=2NaCl+Br2；Br2+2KI=2KBr+I2；I2+Na2S=2NaI+S↓由此可判断非金属的活泼性强弱顺序正确的是（）A．C12＞I2＞Br2＞S B．C12＞Br2＞I2＞S C．S＞I2＞Br2＞Cl2D．C12＞Br2＞S＞I2 11．（2分）为使2008年北京奥运会办成“绿色奥运会”，某校同学提出下列建议：①开发新清洁能源，减少化石燃料的燃烧；②开发生产无汞电池；③分类回收垃圾；④提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋；⑤提倡使用手帕，减少餐巾纸的使用；⑥推广使用无磷洗涤剂；⑦控制化肥和农药的过量使用．你认为可以采纳的是（）A．①②③④⑥⑦B．②③④⑤⑥⑦C．①②③⑤⑥⑦D．全部12．（2分）实验室里保存下列试剂，对其保存的方法和理由的描述均不正确的是（）A．A B．B C．C D．D13．（2分）在一个密闭的钢筒内有A、B、C、D四种物质，通过电火花引燃后，充分发生反应．经测定，钢筒内反应前后各物质的质量如下：若A的相对分子质量为n，D的相对分子质量为2n，则该反应的化学方程式中A 与D的化学计量数之比为（）A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．3：114．（2分）要除去下列物质中混有少量杂质（括号内为杂质），所用的试剂和操作都正确的是（）A．CaCl2固体（CaCO3）﹣﹣加足量的稀稀盐酸，过滤、洗涤、干燥B．NaCl固体（K2CO3）﹣﹣加足量稀盐酸，蒸发、结晶C．Fe粉（Cu）﹣﹣加足量稀盐酸，蒸发、结晶D．MnO2固体（KCl）﹣﹣加足量水，过滤、洗涤、干燥15．（2分）下列物质在给定pH的溶液中能大量共存的是（）A．pH为3：FeCl3 NaNO3 NaCl B．pH为12：BaCl2 Na2CO3 NaOHC．pH为5：NaCl Na2CO3 Na2SO4 D．pH为10：KCl Na2SO4 HNO316．（2分）常用燃烧法测定有机物的组成．现取2.3 g某有机物在足量的氧气中完全燃烧，生成4.4 g CO2和2.7 g H2O．对该物质的组成有下列推断：①一定含C、H元素②一定不含O元素③可能含O元素④一定含O元素⑤分子中C、H的原子个数比为2：5 ⑥分子中C、H、O的元素质量比为12：3：8．其中正确的是（）A．①②⑤B．①④⑥C．①③⑤D．①④⑤17．（2分）将铁粉加入含有Cu2+、Ag+的溶液中，充分反应后加入盐酸，发现无气泡产生，但却有白色沉淀生成，则加入盐酸前的物质中含有（）A．Cu2+、Ag+、Fe2+、Ag B．Fe2+、Ag+、Cu2+、CuC．Cu、Ag、Ag+、Fe2+D．Cu2+、Ag+、Fe、Fe2+18．（2分）甲物质在水中的溶解度曲线如右图所示，甲物质的溶液分别处于图象中a、b、c、d、e五个点时，溶液中甲的质量分数大小关系正确的是（）A．c＞d=b＞a＞e B．c＞a=d＞b=e C．a=b＞c=d=e D．c＞a=b＞d=e19．（2分）为比较4种金属X、Y、Z、W的金属活动性，小刚进行了一系列实验，结果如表所示．其中能反应的记为“√”，不能反应的记为“﹣”，无标记的表示未做该实验．则它们的金属活动性顺序为（）A．Y＞W＞X＞Z B．Y＞W＞Z＞X C．Y＞X＞W＞Z D．X＞Y＞W＞Z20．（2分）某样品含有氢氧化钾、碳酸钾和水三种物质．室温下，向该样品中加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸100g，恰好完全反应得到中性溶液，蒸干该溶液得到固体质量为（）A．74.5g B．29.8g C．10g D．7.45g二、填空题21．（5分）化学就在我们身边，它能改善我们的生活．请从“A．烧碱；B．苏打；C．尿素；D．聚乙烯；E．食醋；F．硝酸钾；G．聚氯乙烯”中选择适当的物质填空（填字母）：（1）可用于降低发面酸性的是；（2）可以制成食品包装袋的是；（3）可做农作物的复合肥料，且不与酸、碱、盐发生复分解反应的是；（4）家庭里可用于除去水壶中水垢的物质是；（5）常用作制造肥皂的是．22．（5分）有核电荷数小于18的A、B、C、D四种元素，A元素组成的单质是清洁能源；B单质的体积在空气中占21%；C、D原子均有3个电子层，C原子的最内层电子数是最外层的2倍，D原子的最外层电子数比第二层少2个．（1）写出D元素的名称．（2）写出A、B可能形成化合物的化学式．（3）上述元素组成的物质发生中和反应的方程式为（任写一个）．23．（4分）家用燃气主要有天然气（主要成分是CH4）、管道煤气（主要成分是H2、CH4、CO）和罐装液化石油气（主要成分是C3H8、C4H10、C3H6、C4H8）等，为了防止燃气泄漏造成危险，可以在厨房中安装漏气报警器．（1）如果某家庭用的罐装液化石油气，报警器应安在附近（填“屋顶”或“地板”）的墙面上，原因是．（2）如果厨房里发生煤气泄漏，（填“可以”或“不可以”）开灯检查．（3）燃气燃烧不充分时火焰就会显黄色或有黑烟，这时可调大燃气灶（填“空气”或“燃气”）进入量，或调小另一气体的进入量．24．（3分）实验室常用加热固体氯化铵和固体氢氧化钙的混合物的方法制取氨气，其化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3↑+2H2O．氨气在化工生产中应用广泛，“侯氏制碱法”中就用到氨气．是回答下列问题：（1）实验室制取氨气的发生装置与下列装置相同（选“A”或“B”填空）A．实验室用高锰酸钾制氧气B．实验室用大理石和稀盐酸至二氧化碳（2）收集氨气只能用排空气法，说明氨气具有的性质是．（3）“侯氏制碱法”中关键一步的反应原理是将氨气和二氧化碳通入饱和食盐水中，可生成小苏打和一种氮肥，其化学方程式可表示为．25．（5分）硅是信息技术的关键材料，人类一直在创造性地制造、应用硅及其化合物．（1）硅在地壳中含量居于第二位，仅次于元素．（2）工业上可用焦炭还原石英砂（SiO2）来制取粗硅，同时生成CO，该反应属于四种基本反应中的．（3）硅在氧气中燃烧的化学方程式为；与化石能源相比，硅作能源有助于解决的环境问题是．26．（3分）构建知识网络是一种重要的学习方法．右图是关于硫酸化学性质的知识网络，“﹣”表示相连的两种物质能发生反应，“→”表示一种物质转化成另一种物质，A、B、C属于不同类别的化合物，且它们发生的反应均属于复分解反应．（1）写出A、B、C的化学式：A；B；C．（2）硫酸除铁锈（Fe2O3）的化学方程式．27．（3分）如图是将潮湿空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气分别除去的流程图，请根据你所确定的除杂方案，将使用的试剂的名称填在下面的横线上：A，B，C．28．（3分）已知X是有毒且不溶于水的气体，Y是不支持燃烧的气体，Z是不溶于水的固体，X、Y、Z之间有如下转化关系．（1）X的化学式为；（2）写出Z与稀盐酸反应生成Y的化学方程式；（3）气体X、Y中所含元素相同，但它们的化学性质不同，其原因是．三、简答题29．（3分）如图是KNO3的溶解曲线图．某化学活动小组在20℃时进行了如下实验：（1）A、B中分别可以观察到什么现象？（2）上述实验过程中属于饱和溶液的有哪些？（3）请计算D溶液中溶质的质量分数．30．（3分）实验室有两瓶标签破损的无色溶液甲、乙，推知它们只能是稀盐酸和碳酸钠溶液．某校化学兴趣小组的同学设计用化学方法和物理方法区分它们．请回答相关问题：（1）化学方法：在不选用酸碱指示剂、pH试纸的情况下，选择不同类别的物质进行区分（物质类别是指单质、氧化物、酸、碱、盐等）（2）物理方法：某同学仅适用了酒精灯和玻璃棒两种仪器，就把这两种无色溶液区分开来了．请简要叙述操作步骤及判断方法．31．（4分）二氧化氮气体可以通过下面反应制取：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）+2H2O+2NO2↑．二氧化氮是一种红棕色气体，密度比空气大，能和水反应生成2硝酸和NO．NO和NO2都是空气的污染物．现给出下列装置（A﹣F）：（1）制取二氧化氮的发生装置和收集装置应分别选用上述哪些装置？（2）写出二氧化氮和水反应的化学方程式．（3）NO遇到氧气就会变成NO2，如何收集NO？（4）用上图F演示分子运动时，为了缩短演示实验的时间，NO2最好放在（选填“上”或“下”）面的集气瓶中，另一瓶是空气，抽去两瓶之间的玻璃片，可以看到什么现象？32．（6分）某兴趣小组用右图所示装置收集并测量反应产生的气体及其体积．若用该装置制取氢气，通过分液漏斗中加入30mL稀硫酸，与平底烧瓶中盛放的0.65g锌粒充分反应（稀硫酸足量）．（1）已知该温度下氢气的密度为0.0892g/L，应能收集到多少毫升的氢气？3次实验收集到的氢气体积的平均值约为242mL．你认为造成这种实验误差的主要原因是什么？（2）制取氢气时采用右图所示发生装置的理由是什么？并简述如何检查该发生装置的气密性．33．（8分）（1）小明为探究二氧化碳的性质设计了右图实验：分液漏斗中盛有NaOH溶液，锥形瓶中充满CO2．打开分液漏斗的活塞滴入NaOH溶液时，可观察到什么现象？写出有关反应的化学方程式．（2）“低碳生活”已成为热门话题．请根据二氧化碳的性质，谈谈怎样变废为宝，有效利用二氧化碳为工农业生产服务．（写出一条即可）（3）2011年3月，一名工作人员在在政协委员驻地北京国际饭店展示“环保石头纸”．主要原料为碳酸钙，可降解的“环保石头纸”以便签、文件袋等形式首次出现在全国两会上．这种纸代替常规的纸，其优点是什么？（写出一条即可）34．（8分）某校化学课外小组的同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO2的集气瓶中，钠在其中急需燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒和白色物质．提出问题：黑色颗粒和白色物质是什么？进行猜想：甲认为黑色颗粒是，白色物质可能是氧化钠或一种钠盐；乙则认为白色物质是氢氧化钠．甲同学认为乙同学的猜想是错误的，其理由是什么？查阅资料：氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠：Na2O+H2O=2NaOH实验探究：甲同学对白色物质进行实验探究．反思评价：丙同学认为方案1得到的结论不一定正确，其理由是什么？得出结论：实验和理论证明方案2得到的结论是正确的，请写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式．四、综合应用题35．（8分）某校化学课外小组的同学利用下图仪器或装置做CO还原Fe2O3的实验（Fe2O3样品中杂质不参加反应）．查阅资料可知：甲酸（HCOOH）通常是一种无色易挥发的液体，它在浓硫酸存在时加热发生如下反应：HCOOHCO↑+H2O．请回答下列问题：（1）用甲酸滴入浓硫酸的方法制取CO，应选用的发生装置是（填代号，下同）；要除去CO中含有的少量甲酸蒸汽，最好选用上图中的进行洗气；检验CO还原Fe2O3的气体产物应选用装置，需检验的气体应从管口进入．（2）写出CO还原Fe2O3的化学方程式．（3）从开始加热到实验结束，Fe2O3粉末的颜色是如何变化的？（4）CO有毒，如何处理该实验的尾气？（5）利用以上装置可以测定Fe2O3样品中Fe2O3的质量分数．测定方法是：取10.0g Fe2O3样品做实验，县称量样品和玻璃管的总质量为60.0g，待样品完全反应并冷却后，在称量玻璃管和剩余固体的总质量为57.6g．求该样品中Fe2O3的质量分数是多少？36．（9分）硫或含硫物质在空气中燃烧生成SO2，SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体．（1）下列环境问题与SO2的排放有关的是．A．温室效应B．酸雨C．白色污染D．臭氧空洞（2）某工厂每天燃烧含硫1%的煤200t，若某煤中的硫全部转化为SO2，则该工厂每天产生SO2t．向煤中加入石灰石可减少SO2的排放量，在石灰石和氧气的作用下SO2最终转化成CaSO4，请写出有关反应的化学方程式：．（3）产生SO2的途径很多．小明在实验室选取足量锌与适量的浓硫酸反应制取SO2，反应的化学方程为：Zn+2H2SO4（浓）=ZnSO4+SO2↑+2H2O，反应一段时间后，老师指出还可能生成另外一种气体．请根据锌的化学性质，推断出此气体的名称，并解释其原因．（4）我国的环境空气质量标准中对空气中SO2最高浓度（单位体积的空气中所含SO2的质量）限值如下表所示：为测定某地区空气中SO2的含量，某环保小组按右图装置进行如下实验：向试管中加入一定量的含碘（I2）1.27mg的碘水，再加入2～3滴淀粉溶液（淀粉遇I2变蓝色），通过抽气装置抽气，使空气有导气管进入试管与碘水充分接触，当溶液由蓝色变为无色时，恰好完全反应．化学方程式是：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI．若该实验中进入试管的空气总体积为100L．请通过计算说明该地区空气中SO2的浓度级别．2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（河南赛区）初赛试卷参考答案与试题解析一、选择题1．（2分）2010年上海世博会“零碳馆”中的“碳”主要指（）A．CO B．CO2C．CH4D．C【分析】“零碳”主要针对时下温室效应明显的问题而提出的低碳排放，温室气体中比较主要的就是二氧化碳CO2，【解答】解：“零碳馆”中的“碳”狭义的意思就是指﹣﹣碳，特别是二氧化碳；广义的意思是指，节能环保，不浪费资源。
锌和硝酸银溶液反应的化学方程式是解析
乙 水和 CO2
NaOH溶液和CO2 NaOH溶液和SO2 硝酸银溶液和HCl
11．右图所示装置有洗气、储气等用途。在 医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置， 并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法 不正确的是 ( AD ) A．导管B连接供给氧气的钢瓶 B．导管B连接病人吸氧气的塑胶管 C．该装置可用来观察输出氧气的速度 D．该装置可用来调节输出氧气的速度
3
20
2
10
试题 特点
考查化学的 主要考查 考查学生 实用性，能 学生的实 的综合计 用已学知识 验能力 算能力 解决实际问 题的能力
一、选择题
1．联合国决定2011年为“国际化学年”，以纪 念化学所取得的成就以及对人类文明的贡献为宗 旨。下列提法不符合其宗旨的是 （ D ） A．化学是一门创造新物质的科学，是自然科学 中创造新物质最多的科学领域 B．普及化学知识，宣传化学贡献，提高公众科 学素质 C．让公众更多地了解化学为满足社会需求所作 出的贡献，鼓励人们尤其是青少年学习化学的兴 趣，激发他们创造未来化学的热情 D．推广食用不含任何化学物质的绿色食品
2．关于天然气的下列叙述中不正确的是（C） A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷 B．液化石油气灶具改为天然气作燃料，燃 烧时应减小进空气量或增大进天然气量 C．天然气与空气混合点燃，不会发生爆炸 D．与煤炭相比，天然气燃烧产生的废气中， SO2等污染物较少
3．三甲基一氯硅[(CH3)3SiCl]是一种生产有 机硅化合物的原料，遇明火或氧化剂会引起 爆炸，在空气中燃烧生成一氧化碳、二氧化 碳、二氧化硅和氯化氢，与水接触可产生雾 状盐酸。则下列说法错误的是 （ D ） A．保存三甲基一氯硅时应密封防水 B．扑灭三甲基一氯硅引发的着火，应使用 二氧化碳、干粉灭火剂，并用弱碱性水处理 C．三甲基一氯硅水溶液pH一定小于7 D．三甲基一氯硅由碳、氢、硅、氯四个原 子构成
全国初中学生化学素质和实验能力竞赛(第二十届天原杯)复赛试题和答案
全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（第二十届天原杯）复赛试题试题说明：1.本试卷共8页，满分100分。
（附加题供选用）2.可能用到的相对原子质量：H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Mg:24 Si:28 S:32 Cl:35.5 K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn:65 Ba:1373.考试时间：2小时一、选择题(本题包括15个小题，每小题2分，共30分。
每Array小题有1个或2个选项符合题意。
若有两个答案的错1个不得分，漏选1个扣1分。
请将答案填在下表相应题号的空格内。
）1．2009年12月在哥本哈根召开了世界气候大会。
各国共同协商对策，以减少温室气体排放量。
下列气体中不属于．．．温室气体的是（）A．甲烷 B．臭氧 C．二氧化碳 D．二氧化硫2．从探测“土卫六”发回的信息中得知“土卫六”酷似地球经常下“雨”，不过“雨”的成分是液态甲烷。
下列叙述中错误的是（）A．这种“雨”可以作为燃料来提供能量B．“土卫六”表面的温度比地球表面低C．“土卫六”上形成了甲烷的气-液循环D．“土卫六”表面是否存在有机物还无法确定3．有一种用实际参加化学反应的离子符号来表示化学反应的式子叫离子方程式，在离子方程式中，反应前后的电荷是守恒的。
现有如下离子方程式：RO3n－＋F2＋2OH－＝RO4－＋2Fn－中，元素R的化合价是（）－＋H2O，由此可知在RO3A．＋4 B．＋5 C．＋6 D．＋74．科学家发现在特殊条件下水能表现出有趣的结构和性质。
例如，在一定条件下给水施加弱电场，能使水在常温常压下结成冰（俗称“热冰”，结构见右图）。
下列说法正确的是（）A．在弱电场下，水分子的排列从无序转变为有序B．水结成“热冰”的过程中原子个数发生变化C．上述变化过程中分子之间的间隔没有发生变化D．利用该性质，人们可能在常温常压下建成溜冰场5．德国化学家格哈德·埃特尔在固体表面化学的研究中取得了非凡的成就，其成果之一是揭示了氮气与氢气在催化剂表面合成氨的反应过程（下图所示）。
第二十一届全国高中生物理竞赛复赛试题及答案
本卷共七题，满分140分.一、(20分)薄膜材料气密性能的优劣常用其透气系数来加以评判．对于均匀薄膜材料，在一定温度下，某种气体通过薄膜渗透过的气体分子数dPStk N ∆=，其中t 为渗透持续时间，S 为薄膜的面积，d 为薄膜的厚度，P ∆为薄膜两侧气体的压强差．k 称为该薄膜材料在该温度下对该气体的透气系数．透气系数愈小，材料的气密性能愈好．图为测定薄膜材料对空气的透气系数的一种实验装置示意图．EFGI 为渗透室，U 形管左管上端与渗透室相通，右管上端封闭；U 形管内横截面积A ＝0.150cm 2．实验中，首先测得薄膜的厚度d =0.66mm ，再将薄膜固定于图中C C '处，从而把渗透室分为上下两部分，上面部分的容积30cm 00.25=V ，下面部分连同U 形管左管水面以上部分的总容积为V 1，薄膜能够透气的面积S =1.00cm 2．打开开关K 1、K 2与大气相通，大气的压强P 1＝1.00atm ，此时U 形管右管中气柱长度cm 00.20=H ，31cm 00.5=V ．关闭K 1、K 2后，打开开关K 3，对渗透室上部分迅速充气至气体压强atm 00.20=P ，关闭K 3并开始计时．两小时后， U 形管左管中的水面高度下降了cm 00.2=∆H ．实验过程中，始终保持温度为C 0 ．求该薄膜材料在C 0 时对空气的透气系数．（本实验中由于薄膜两侧的压强差在实验过程中不能保持恒定，在压强差变化不太大的情况下，可用计时开始时的压强差和计时结束时的压强差的平均值P ∆来代替公式中的P ∆．普适气体常量R = 8.31Jmol -1K -1，1.00atm = 1.013×105Pa ）．二、(20分) 两颗人造卫星绕地球沿同一椭圆轨道同向运动，它们通过轨道上同一点的时间相差半个周期．已知轨道近地点离地心的距离是地球半径R 的2倍，卫星通过近地点时的速度R GM 43=v ，式中M 为地球质量，G 为引力常量．卫星上装有同样的角度测量仪，可测出卫星与任意两点的两条连线之间的夹角．试设计一种测量方案，利用这两个测量仪测定太空中某星体与地心在某时刻的距离．（最后结果要求用测得量和地球半径R 表示）三、(15分)μ子在相对自身静止的惯性参考系中的平均寿命s 100.260-⨯≈τ．宇宙射线与大气在高空某处发生核反应产生一批μ子，以v = 0.99c 的速度（c 为真空中的光速）向下运动并衰变．根据放射性衰变定律，相对给定惯性参考系，若t = 0时刻的粒子数为N (0), t 时刻剩余的粒子数为N (t )，则有()()τt N t N -=e 0，式中τ为相对该惯性系粒子的平均寿命．若能到达地面的μ子数为原来的5％，试估算μ子产生处相对于地面的高度h ．不考虑重力和地磁场对μ子运动的影响．四、(20分)目前，大功率半导体激光器的主要结构形式是由许多发光区等距离地排列在一条第21届全国中学生物理竞赛复赛题试卷CF直线上的长条状，通常称为激光二极管条．但这样的半导体激光器发出的是很多束发散光束，光能分布很不集中，不利于传输和应用．为了解决这个问题，需要根据具体应用的要求，对光束进行必需的变换（或称整形）．如果能把一个半导体激光二极管条发出的光变换成一束很细的平行光束，对半导体激光的传输和应用将是非常有意义的．为此，有人提出了先把多束发散光会聚到一点，再变换为平行光的方案，其基本原理可通过如下所述的简化了的情况来说明．如图，S 1、S 2、S 3 是等距离（h ）地排列在一直线上的三个点光源，各自向垂直于它们的连线的同一方向发出半顶角为α =arctan ()41的圆锥形光束．请使用三个完全相同的、焦距为f = 1.50h 、半径为r =0.75 h 的圆形薄凸透镜，经加工、组装成一个三者在同一平面内的组合透镜，使三束光都能全部投射到这个组合透镜上，且经透镜折射后的光线能全部会聚于z 轴（以S 2为起点，垂直于三个点光源连线，与光束中心线方向相同的射线）上距离S 2为 L = 12.0 h 处的P 点．（加工时可对透镜进行外形的改变，但不能改变透镜焦距．）1．求出组合透镜中每个透镜光心的位置．2．说明对三个透镜应如何加工和组装，并求出有关数据．五、(20分)如图所示，接地的空心导体球壳内半径为R ，在空腔内一直径上的P 1和P 2处，放置电量分别为q 1和q 2的点电荷，q 1＝q 2＝q ，两点电荷到球心的距离均为a ．由静电感应与静电屏蔽可知：导体空腔内表面将出现感应电荷分布，感应电荷电量等于－2q ．空腔内部的电场是由q 1、q 2和两者在空腔内表面上的感应电荷共同产生的．由于我们尚不知道这些感应电荷是怎样分布的，所以很难用场强叠加原理直接求得腔内的电势或场强．但理论上可以证明，感应电荷对腔内电场的贡献，可用假想的位于腔外的（等效）点电荷来代替（在本题中假想(等效)点电荷应为两个），只要假想的（等效）点电荷的位置和电量能满足这样的条件，即：设想将整个导体壳去掉，由q 1在原空腔内表面的感应电荷的假想（等效）点电荷1q '与q 1共同产生的电场在原空腔内表面所在位置处各点的电势皆为0；由q 2在原空腔内表面的感应电荷的假想（等效）点电荷2q '与q 2共同产生的电场在原空腔内表面所在位置处各点的电势皆为0．这样确定的假想电荷叫做感应电荷的等效电荷，而且这样确定的等效电荷是唯一的．等效电荷取代感应电荷后，可用等效电荷1q '、2q '和q 1、q 2来计算原来导体存在时空腔内部任意点的电势或场强．1．试根据上述条件，确定假想等效电荷1q '、2q '的位置及电量． 2．求空腔内部任意点A 的电势U A ．已知A 点到球心O 的距离为r ，OA 与1OP 的夹角为θ ．S六、(20分)如图所示，三个质量都是m 的刚性小球A 、B 、C 位于光滑的水平桌面上（图中纸面），A 、B 之间，B 、C 之间分别用刚性轻杆相连，杆与A 、B 、C 的各连接处皆为“铰链式”的（不能对小球产生垂直于杆方向的作用力）．已知杆AB 与BC 的夹角为π-α ，α < π/2．DE 为固定在桌面上一块挡板，它与AB 连线方向垂直．现令A 、B 、C 一起以共同的速度v 沿平行于AB 连线方向向DE 运动，已知在C 与挡板碰撞过程中C 与挡板之间无摩擦力作用，求碰撞时当C 沿垂直于DE 方向的速度由v 变为0这一极短时间内挡板对C 的冲量的大小．七、（25分）如图所示，有二平行金属导轨，相距l ，位于同一水平面内（图中纸面），处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下（垂直纸面向里）．质量均为m 的两金属杆ab 和cd 放在导轨上，与导轨垂直．初始时刻，金属杆ab 和cd 分别位于x = x 0和x = 0处．假设导轨及金属杆的电阻都为零，由两金属杆与导轨构成的回路的自感系数为L ．今对金属杆ab 施以沿导轨向右的瞬时冲量，使它获得初速0v ．设导轨足够长，0x 也足够大，在运动过程中，两金属杆之间距离的变化远小于两金属杆的初始间距0x ，因而可以认为在杆运动过程中由两金属杆与导轨构成的回路的自感系数L 是恒定不变的．杆与导轨之间摩擦可不计．求任意时刻两杆的位置x ab 和x cd 以及由两杆和导轨构成的回路中的电流i 三者各自随时间t 的变化关系．第21届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答一、开始时U 形管右管中空气的体积和压强分别为 V 2 = HA （1）p 2= p 1经过2小时，U 形管右管中空气的体积和压强分别为A H H V )(2∆-='（2）2222V V p p '=' （3）渗透室下部连同U形管左管水面以上部分气体的总体积和压强分别为 HAV V ∆+='11 （4）H g p p Δ221ρ+'=（5）式中ρ 为水的密度，g 为重力加速度．由理想气体状态方程nRT pV =可知，经过2小时，薄膜下部增加的空气的摩尔数RTV p RT V p n 1111-''=∆ （6）在2个小时内，通过薄膜渗透过去的分子数A nN N ∆=（7）式中N A 为阿伏伽德罗常量．渗透室上部空气的摩尔数减少，压强下降．下降了∆pV ΔnRTp =∆ （8）经过2小时渗透室上部分中空气的压强为p p p ∆-='00（9）测试过程的平均压强差[])(211010p p ()p p p '-'+-=∆ （10）根据定义，由以上各式和有关数据，可求得该薄膜材料在0℃时对空气的透气系数11111s m Pa 104.2---⨯=∆=tSp Nd k（11）评分标准：本题20分．(1)、(2)、(3)、(4)、(5)式各1分，(6)式3分，(7)、(8)、(9)、(10) 式各2分，(11) 式4分．二、如图，卫星绕地球运动的轨道为一椭圆，地心位于轨道椭圆的一个焦点O 处，设待测量星体位于C 处．根据题意，当一个卫星运动到轨道的近地点A 时，另一个卫星恰好到达远地点B 处，只要位于A 点的卫星用角度测量仪测出AO 和AC 的夹角α1，位于B 点的卫星用角度测量仪测出BO 和BC 的夹角α2，就可以计算出此时星体C 与地心的距离OC ． 因卫星椭圆轨道长轴的长度远近＋r r AB =(1)式中r 近、与r 远分别表示轨道近地点和远地点到地心的距离．由角动量守恒远远近近＝r m r v mv (2)式中m 为卫星的质量．由机械能守恒远远近近－－r GMm m r GMm m 222121v v = (3) 已知BR r 2＝近， RGM43＝近v得 R r 6=远(4) 所以R R R AB 862=+= (5)在△ABC 中用正弦定理()ABBC211πsin sin ααα--= (6)所以 ()AB BC 211sin sin ααα+=(7)地心与星体之间的距离为OC ，在△BOC 中用余弦定理2222cos 2αBC r BC r OC ⋅-+=远远(8)由式(4)、(5)、(7)得()()212121212sin cos sin 24sin sin 1692ααααααα+-++=R OC(9)评分标准：本题20分．(1)式2分，(2)、(3)式各3分，(6) 、(8)式各3分， (9) 式6分．三、因μ子在相对自身静止的惯性系中的平均寿命s 100.260-⨯≈τ根据时间膨胀效应，在地球上观测到的μ子平均寿命为τ，()21c v -=ττ (1)代入数据得 τ = 1.4×10－5s(2)相对地面，若μ子到达地面所需时间为t ，则在t 时刻剩余的μ子数为()()τt N t N -=e 0 (3)根据题意有()()%5e 0==-τt N t N (4)对上式等号两边取e 为底的对数得1005lnτ-=t (5)C代入数据得s 1019.45-⨯=t(6)根据题意，可以把μ子的运动看作匀速直线运动，有t h v =(7)代入数据得m 1024.14⨯=h (8)评分标准：本题15分． (1)式或(2)式6分，(4)式或(5)式4分，(7) 式2分，(8) 式3分．四、1．考虑到使3个点光源的3束光分别通过3个透镜都成实像于P 点的要求，组合透镜所在的平面应垂直于z 轴，三个光心O 1、O 2、O 3的连线平行于3个光源的连线，O 2位于z 轴上，如图1所示．图中M M '表示组合透镜的平面，1S '、2S '、3S '为三个光束中心光线与该平面的交点． 22O S ＝ u 就是物距．根据透镜成像公式 fu L u 111=-+ (1) 可解得]4[212fL L L u -±=因为要保证经透镜折射后的光线都能全部会聚于P 点，来自各光源的光线在投射到透镜之前不能交叉，必须有2u tan α ≤h 即u ≤2h ．在上式中取“－”号，代入f 和L 的值，算得h u )236(-=≈1.757h (2)此解满足上面的条件．分别作3个点光源与P 点的连线．为使3个点光源都能同时成像于P 点，3个透镜的光心O 1、O 2、O 3应分别位于这3条连线上（如图1）．由几何关系知，有 h h h L u L O O O O 854.0)24121(3221≈+=-== (3)即光心O 1的位置应在1S '之下与1S '的距离为 h O O h O S 146.02111=-=' (4)同理，O 3的位置应在3S '之上与3S '的距离为0.146h 处．由(3)式可知组合透镜中相邻薄透镜中心之间距离必须等于0.854h ，才能使S 1、S 2、S 3都能成像于P 点． 2．现在讨论如何把三个透镜L 1、L 2、L 3加工组装成组合透镜． 因为三个透镜的半径r = 0.75h ，将它们的光心分别放置到O 1、O 2、O 3处时，由于21O O ＝32O O ＝0.854h <2r ，透镜必然发生相互重叠，必须对透镜进行加工，各切去一部分，然后再将它们粘起来，才能满足(3)式的要求．由于对称关系，我们只需讨论上半部分的情况．图2画出了L 1、L 2放在M M '平面内时相互交叠的情况（纸面为M M '平面）．图中C 1、C 2表示L 1、L 2的边缘，1S '、2S '为光束中心光线与透镜的交点，W 1、W 2分别为C 1、C 2与O 1O 2的交点．1S '为圆心的圆1和以2S '（与O 2重合）为圆心的圆2分别是光源S 1和S 2投射到L 1和L 2时产生的光斑的边缘，其半径均为h u 439.0tan ==αρ (5) 根据题意，圆1和圆2内的光线必须能全部进入透镜．首先，圆1的K 点（见图2）是否落在L 1上？由几何关系可知()h r h h S O K O 75.0585.0146.0439.0111=<=+='+=ρ(6)故从S 1发出的光束能全部进入L 1．为了保证全部光束能进入透镜组合，对L 1和L 2进行加工时必须保留圆1和圆2内的透镜部分．下面举出一种对透镜进行加工、组装的方法．在O 1和O 2之间作垂直于O 1O 2且分别与圆1和圆2相切的切线Q Q '和N N '．若沿位于Q Q '和N N '之间且与它们平行的任意直线T T '对透镜L 1和L 2进行切割，去掉两透镜的弓形部分，然后把它们沿此线粘合就得到符合所需组合透镜的上半部．同理，对L 2的下半部和L 3进行切割，然后将L 2的下半部和L 3粘合起来，就得到符合需要的整个组合透镜．这个组合透镜可以将S 1、S 2、S 3发出的全部光线都会聚到P 点．现在计算Q Q '和N N '的位置以及对各个透镜切去部分的大小应符合的条件．设透镜L 1被切去部分沿O 1O 2方向的长度为x 1，透镜L 2被切去部分沿O 1O 2方向的长度为x 2，如图2所示，则对任意一条切割线T T '， x 1、x 2之和为h O O r x x d 646.022121=-=+=（7）由于T T '必须在Q Q '和N N '之间，从图2可看出，沿Q Q '切割时，x 1达最大值(x 1M )，x 2达最小值(x 2m )，ρ-'+=111O S r x M 代入r ，ρ 和11O S '的值，得h x M 457.01=(8) 代入(7)式，得h x d x M m 189.012=-=(9)由图2可看出，沿N N '切割时，x 2达最大值(x 2M )，x 1达最小值(x 1m )，ρ-=r x M 2 代入r 和ρ 的值，得h x M 311.02= (10)h x d x M m 335.021=-= （11）由对称性，对L 3的加工与对L 1相同，对L 2下半部的加工与对上半部的加工相同．h h图2评分标准：本题20分．第1问10分，其中（2）式5分，（3）式5分，第2问10分，其中(5)式3分，(6)式3分，(7)式2分，(8)式、(9)式共1分，(10)式、(11)式共1分．如果学生解答中没有(7)—(11)式，但说了“将图2中三个圆锥光束照射到透镜部分全部保留，透镜其它部分可根据需要磨去（或切割掉）”给3分，再说明将加工后的透镜组装成透镜组合时必须保证O 1O 2=O 1O 2=0.854h ，再给1分，即给(7)—(11)式的全分（4分）．五、1．解法Ⅰ：如图1所示，S 为原空腔内表面所在位置，1q '的位置应位于1OP 的延长线上的某点B 1处，2q '的位置应位于2OP 的延长线上的某点B 2处．设A 1为S 面上的任意一点，根据题意有 0111111='+B A q kP A q k(1)0212212='+B A q kP A q k (2)怎样才能使 (1) 式成立呢？下面分析图1中11A OP ∆与11B OA ∆的关系．若等效电荷1q '的位置B 1使下式成立，即211R OB OP ＝⋅(3) 即1111OB OA OA OP =(4)则1111B OA A OP ∽△△有RaOA OP B A P A ==111111 (5)由 (1)式和 (5)式便可求得等效电荷1q '11q aRq -=' (6)由 (3) 式知，等效电荷1q '的位置B 1到原球壳中心位置O 的距离aR OB 21=(7)同理，B 2的位置应使2112B OA A OP ∽△△，用类似的方法可求得等效电荷B 2122q aRq -=' (8)等效电荷2q '的位置B 2到原球壳中心O 位置的距离 aR OB 22=(9)解法Ⅱ：在图1中，设111r P A =，111r B A '=，d OB =1．根据题意，1q 和1q '两者在A 1点产生的电势和为零．有01111=''+r q k r q k （1＇）式中21221)cos 2(θRa a R r -+=（2＇）21221)cos 2(θRd d R r -+='（3＇）由（1＇）、（2＇）、（3＇）式得)cos 2()cos 2(22212221θθRa a R q Rd d R q -+'=-+ （4＇）（4＇）式是以θcos 为变量的一次多项式，要使（4＇）式对任意θ均成立，等号两边的相应系数应相等，即)()(22212221a R q d R q +'=+ （5＇）a q d q 2121'= （6＇） 由（5＇）、（6＇）式得0)(2222=++-aR d R a ad （7＇） 解得aR a R a d 2)()(2222-±+=（8＇）由于等效电荷位于空腔外部，由（8＇）式求得 aR d 2=（9＇）由（6＇）、（9＇）式有212221q aR q =' （10＇）考虑到（1＇）式，有11q aRq -=' （11＇）同理可求得aR OB 22=（12＇）22q aRq -=' （13＇）2．A 点的位置如图2所示．A 的电势由q 1、1q '、q 2、2q '共同产生，即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=A B a R A P A B a R A P kq U A 22111111 (10)因221cos 2a ra r A P +-=θ22221cos 2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=a R a R r r A B θ 222cos 2a ra r A P ++=θ22222cos 2⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=a R a R r r A B θ 代入 (10) 式得⎝⎛+--+-=422222cos 2cos 21R raR r a Rara r kq U A θθ⎪⎪⎭⎫++-+++422222cos 2cos 21R raR r a Rara r θθ (11)评分标准：本题20分．第1问18分，解法Ⅰ中(1)、(2)、(6)、(7)、(8)、(9) 式各3分．解法Ⅱ的评分可参考图2解法Ⅰ．第2问2分，即(11)式2分．六、令I 表示题述极短时间∆t 内挡板对C 冲量的大小，因为挡板对C 无摩擦力作用，可知冲量的方向垂直于DE ，如图所示；I '表示B 、C 间的杆对B 或C 冲量的大小，其方向沿杆方向，对B 和C 皆为推力；C v 表示∆t 末了时刻C 沿平行于DE 方向速度的大小，B v 表示∆t 末了时刻B 沿平行于DE 方向速度的大小，⊥B v 表示∆t 末了时刻B 沿垂直于DE 方向速度的大小．由动量定理， 对C 有C m I v ='αsin (1v m I I ='-αcos(2对B 有B m I v ='αsin (3对AB 有()⊥-='B m I v v 2cos α(4因为B 、C 之间的杆不能伸、缩，因此B 、C 沿杆的方向的分速度必相等．故有αααsin cos sin B B C v v v -=⊥(5由以上五式，可解得v m I αα22sin 31sin 3++=(6评分标准：本题20分． (1)、(2)、(3)、(4)式各2分． (5)式7分，(6)式5分．七、解法Ⅰ：当金属杆ab 获得沿x 轴正方向的初速v 0时，因切割磁力线而产生感应电动势，由两金属杆与导轨构成的回路中会出现感应电流．由于回路具有自感系数，感应电流的出现，又会在回路中产生自感电动势，自感电动势将阻碍电流的增大，所以，虽然回路的电阻为零，但回路的电流并不会趋向无限大，当回路中一旦有了电流，磁场作用于杆ab 的安培力将使ab 杆减速，作用于cd 杆的安培力使cd 杆运动．设在任意时刻t ，ab 杆和cd 杆的速度分别为v 1和v 2（相对地面参考系S ），当v 1、v 2为正时，表示速度沿x 轴正方向；若规定逆时针方向为回路中电流和电动势的正方向，则因两杆作切割磁力线的运动而产生的感应电动势()21v v -=Bl E(1)当回路中的电流i 随时间的变化率为t i ∆∆时，回路中的自感电动势ti LL ∆∆-=E (2)根据欧姆定律，注意到回路没有电阻，有0=+L E E(3)金属杆在导轨上运动过程中，两杆构成的系统受到的水平方向的合外力为零，系统的质心作匀速直线运动．设系统质心的速度为V C ，有 C mV m 20=v(4)得2v =C V (5)V C 方向与v 0相同，沿x 轴的正方向．现取一新的参考系S '，它与质心固连在一起，并把质心作为坐标原点O '，取坐标轴x O ''与x 轴平行．设相对S '系，金属杆ab 的速度为u ，cd 杆的速度为u '，则有 u V C +=1v (6)u V C '+=2v(7)因相对S '系，两杆的总动量为零，即有0='+u m mu (8)由(1)、(2)、(3)、(5)、(6) 、(7) 、(8)各式，得ti LBlu ∆∆=2 (9)在S '系中，在t 时刻，金属杆ab 坐标为x '，在t ＋∆t 时刻，它的坐标为x x '∆+'，则由速度的定义tx u ∆'∆=(10)代入 (9) 式得i L x Bl ∆='∆2 (11)若将x '视为i 的函数，由（11）式知i x ∆'∆为常数，所以x '与i 的关系可用一直线方程表示b i BlLx +='2 (12)式中b 为常数，其值待定．现已知在t ＝0时刻，金属杆ab 在S '系中的坐标x '＝021x ，这时i = 0，故得0212x i Bl L x +=' (13)或 ⎪⎭⎫⎝⎛-'=0212x x L Bl i (14)021x 表示t ＝0时刻金属杆ab 的位置．x '表示在任意时刻t ，杆ab 的位置，故⎪⎭⎫ ⎝⎛-'021x x 就是杆ab 在t 时刻相对初始位置的位移，用X 表示，021x x X -'= (15)当X >0时，ab 杆位于其初始位置的右侧；当X <0时，ab 杆位于其初始位置的左侧．代入(14)式，得X LBli 2=(16)这时作用于ab 杆的安培力X Ll B iBl F 222-=-= (17)ab 杆在初始位置右侧时，安培力的方向指向左侧；ab 杆在初始位置左侧时，安培力的方向指向右侧，可知该安培力具有弹性力的性质．金属杆ab 的运动是简谐振动，振动的周期()Ll B mT 222π2= (18)在任意时刻t ， ab 杆离开其初始位置的位移⎪⎭⎫⎝⎛+=ϕt T A X π2cos(19)A 为简谐振动的振幅，ϕ 为初相位，都是待定的常量．通过参考圆可求得ab 杆的振动速度⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ϕt T T A u π2sin π2 (20)(19)、(20)式分别表示任意时刻ab 杆离开初始位置的位移和运动速度．现已知在t ＝0时刻，ab杆位于初始位置，即X = 0 速度00002121v v v v =-=-=C V u故有ϕcos 0A =ϕsin π220⎪⎭⎫⎝⎛-=T A v 解这两式，并注意到(18)式得2π3=ϕ(21)22400mLBlT A v v ==π (22)由此得ab 杆的位移t TmL Bl t TmL BlX π2sin 222π3π2cos 2200v v =⎪⎭⎫ ⎝⎛+=（23）由 (15) 式可求得ab 杆在S '系中的位置t TmL Bl x x π2sin 222100abv +=' (24)因相对质心，任意时刻ab 杆和cd 杆都在质心两侧，到质心的距离相等，故在S '系中，cd 杆的位置t TmL Bl x x π2sin 222100cdv --=' (25)相对地面参考系S ，质心以021v =C V 的速度向右运动，并注意到（18）式，得ab 杆在地面参考系中的位置t mL Bl mL Blt x x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=2sin 222100ab v v (26)cd 杆在S 系中的位置t mL Bl mL Blt x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2sin 222100cd v v （27）回路中的电流由 (16) 式得t mL Bl L m t T mL BlL Bl i ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==2sin 2π2sin 22200v v (28)解法Ⅱ：当金属杆在磁场中运动时，因切割磁力线而产生感应电动势，回路中出现电流时，两金属杆都要受到安培力的作用，安培力使ab 杆的速度改变，使cd 杆运动．设任意时刻t ，两杆的速度分别为v 1和v 2（相对地面参考系S ），若规定逆时针方向为回路电动势和电流的正方向，则由两金属杆与导轨构成的回路中，因杆在磁场中运动而出现的感应电动势为()21v v -=Bl E(1’)令u 表示ab 杆相对于cd 杆的速度，有Blu L =E(2’)当回路中的电流i 变化时，回路中有自感电动势E L ，其大小与电流的变化率成正比，即有ti LL ∆∆-=E (3’)根据欧姆定律，注意到回路没有电阻，有0=+L E E由式(2’)、(3’)两式得ti LBlu ∆∆= (4’)设在t 时刻，金属杆ab 相对于cd 杆的距离为x '，在t ＋∆t 时刻，ab 相对于cd 杆的距离为x '＋x '∆，则由速度的定义，有tx u ∆'∆=(5’)代入 (4') 式得i L x Bl ∆='∆ (6’)若将x '视为i 的函数，由(6’)式可知，i x ∆'∆为常量，所以x '与i 的关系可以用一直线方程表示，即b i BlLx +=' (7’)式中b 为常数，其值待定．现已知在t ＝0时刻，金属杆ab 相对于cd 杆的距离为0x ，这时i = 0，故得0x i Bl Lx +='(8’) 或 ()0x x LBli -'=(9’) 0x 表示t ＝0时刻金属杆ab 相对于cd 杆的位置．x '表示在任意时刻t 时ab 杆相对于cd 杆的位置，故()0x x -'就是杆ab 在t 时刻相对于cd 杆的相对位置相对于它们在t ＝0时刻的相对位置的位移，即从t ＝0到t ＝t 时间内ab 杆相对于cd 杆的位移0x x X -'= (10') 于是有X LBl i =(11’)任意时刻t ，ab 杆和cd 杆因受安培力作用而分别有加速度a ab 和a cd ，由牛顿定律有 ab ma iBl =- (12’)cd ma iBl =(13’)两式相减并注意到(9')式得()X Ll B iBl a a m 22cd ab22-=-=-(14’)式中()cd ab a a -为金属杆ab 相对于cd 杆的加速度，而X 是ab 杆相对cd 杆相对位置的位移．Ll B 222是常数，表明这个相对运动是简谐振动，它的振动的周期()Ll B mT 222π2=(15’)在任意时刻t ，ab 杆相对cd 杆相对位置相对它们初始位置的位移⎪⎭⎫⎝⎛+=ϕt T A X π2cos(16’)A 为简谐振动的振幅，ϕ 为初相位，都是待定的常量．通过参考圆可求得X 随时间的变化率即速度⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=ϕT T A V π2sin π2(17’)现已知在t ＝0时刻，杆位于初始位置，即X = 0，速度0v =V 故有ϕcos 0A =ϕsin π20⎪⎭⎫⎝⎛-=T A v解这两式，并注意到(15’) 式得2π3=ϕ2π200mLBlT A v v ==由此得t mL Bl mL Bl t TmL BlX ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2sin 22π3π2cos 200v v (18’)因t = 0时刻，cd 杆位于x = 0 处，ab 杆位于x = x 0 处，两者的相对位置由x 0表示；设t 时刻，cd 杆位于x = x cd 处，ab 杆位于x = x ab 处，两者的相对位置由x ab －x cd 表示，故两杆的相对位置的位移又可表示为 X = x ab －x cd －x 0 (19’) 所以t mL Bl mL Blx x x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2sin 200cd ab v(20’)(12’)和(13’)式相加, ()0cd ab =+-=+iBl iBl a a m得()0cd ab =+a a由此可知，两杆速度之和为一常数即v 0，所以两杆的位置x ab 和x cd 之和应为x ab ＋x cd = x 0＋v 0t (21’)由(20’)和(21’)式相加和相减，注意到(15’)式，得t mL BlmL Bl t x x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=2sin 2221000ab v v （22’）t mL Bl mL Blt x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2sin 222100cd v v （23’）由(11’)、（19’）(22’)、(23’)式得回路中电流t mL Bl L m i ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2sin 20v （24’）评分标准：本题25分．解法Ⅰ 求得(16)式8分，(17)、(18)、(19)三式各2分． (23)式4分，(24)、(25)二式各2分，(26)、(27)、(28)三式各1分．解法Ⅱ的评分可参照解法Ⅰ评分标准中的相应式子给分．。
第二十一届天原杯复赛试题及答案讲解word版
2011年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（第二十一届天原杯）复赛试题试题说明：1 •本试卷共8页，满分100分。
（附加题供选用）2 .可能用到的相对原子质量：H:1 C:12 N:14 0:16 Na:23 Mg:24 S:32 Cl:35.5K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn :65 Ag:1083 .考试时间：2小时一、选择题（本题包括15个小题，每小题2分，共30分。
每小题有1个或2个选项符合题意。
若有两个答案的错1个不得分，漏选1个扣1分。
请将答案填在下表相应题号的空格内。
）1 .联合国决定2011年为“国际化学年”，以纪念化学所取得的成就以及对人类文明的贡献为宗旨。
下列提法不符合其宗旨的是A・化学是一门创造新物质的科学，是自然科学中创造新物质最多的科学领域B •普及化学知识，宣传化学贡献，提高公众科学素质C.让公众更多地了解化学为满足社会需求所作出的贡献，鼓励人们尤其是青少年学习化学的兴趣，激发他们创造未来化学的热情D•推广食用不含任何化学物质的绿色食品2 .关于天然气的下列叙述中不正确的是（）A•天然气和沼气的主要成分都是甲烷B .液化石油气灶具改为天然气作燃料，燃烧时应减小进空气量或增大进天然气量C.天然气与空气混合点燃，不会发生爆炸D .与煤炭相比，天然气燃烧产生的废气中，SO2等污染物较少3 .三甲基一氯硅［（CH3）3SiCI］是一种生产有机硅化合物的原料，遇明火或氧化剂会引起爆炸，在空气中燃烧生成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硅和氯化氢，与水接触可产生雾状盐酸。
则下列说法错误的是（A .保存三甲基一氯硅时应密封防水B .扑灭三甲基一氯硅引发的着火，应使用二氧化碳、干粉灭火剂，并用弱碱性水处理C.三甲基一氯硅水溶液pH 一定小于7D .三甲基一氯硅由碳、氢、硅、氯四个原子构成4 .根据绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：① CaBr2 + H2O C U O卡2HBr ② 2HBr + Hg HgBr2 + H2（③ H 曲型二£二HgO + CaBr2④ 2HgO 2Hg +O2 1该方案的主要目的是为了制备A. HBrB. CaOC. H2D. Hq5.新型纳米材料MFezOx（3 v xv 4）中M表示+2价的金属元素，在反应中化合价不发生变化。
2018初中化学竞赛精彩试卷试题及问题详解
实用文档2021 年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛第二十一届天原杯〕复赛试题题号一二三四总分得分试题说明：1.本试卷共8页，总分值100分。
<附加题供选用〕2.可能用到的相对原子质量：H:1C:12N:14O:16Na:23Mg:24S:32Cl:35.5K:39Ca:40Fe:56Cu:64Zn:65Ag:108 zWCAQpDeDO考试时间：2小时得分评卷人一、选择题(此题包括15个小题，每题2分，共30分。
每小题有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1分。
请将答案填在下表相应题号的空格内。
〕题号123456789101112131415答案1．联合国决定2021年为“国际化学年〞，以纪念化学所取得的成就以及对人类文明的贡献为宗旨。
以下提法不符合其宗旨的是<〕zWCAQpDeDO ．．．D．化学是一门创造新物质的科学，是自然科学中创造新物质最多的科学领域E．普及化学知识，宣传化学奉献，提高公众科学素质F．让公众更多地了解化学为满足社会需求所作出的奉献，鼓励人们尤其是青少年学习化G学的兴趣，激发他们创造未来化学的热情zWCAQpDeDOH．推广食用不含任何化学物质的绿色食品2．关于天然气的以下表达中不正确的是(>zWCAQpDeDO ．．．．天然气和沼气的主要成分都是甲烷．液化石油气灶具改为天然气作燃料，燃烧时应减小进空气量或增大进天然气量C．天然气与空气混合点燃，不会发生爆炸D．与煤炭相比，天然气燃烧产生的废气中，SO2等污染物较少3．三甲基一氯硅[(CH3>3SiCl]是一种生产有机硅化合物的原料，遇明火或氧化剂会引起爆炸，在空气中燃烧生成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硅和氯化氢，与水接触可产生雾状盐酸。
那么以下说法错误的是<〕zWCAQpDeDO ．．．保存三甲基一氯硅时应密封防水B．扑灭三甲基一氯硅引发的着火，应使用二氧化碳、干粉灭火剂，并用弱碱性水处理C．三甲基一氯硅水溶液pH一定小于7．三甲基一氯硅由碳、氢、硅、氯四个原子构成．根据“绿色化学〞的思想，某化学家设计了以下化学反响步骤：该方案的主要目的是为了制备<〕zWCAQpDeDOA．HBr B．CaO C．H2大全实用文档5．新型纳M材料MFe2O x(3＜x＜4>中M表示+2价的金属元素，在反响中化合价不发生变化。
2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛复赛试题
2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛复赛试题2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛复赛试题一、选择题（本题包括15个小题，每小题2分，共30分．每小题有1个或2个选项符合题意．若有两个答案的错1个不得分，漏选1个扣1分．请将答案填在下表相应题号的空格内．）1．（2分）联合国决定2011年为“国际化学年”，以纪念化学所取得的成就以及对人类文明的贡献为宗旨．下列提法3．（2分）三甲基一氯硅[（CH3）3SiCl]是一种生产有机硅化合物的原料，遇明火或氧化剂会引起爆炸，在空气中4．（2分）根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：①CaBr2+H2O CaO+2HBr；②2HBr+Hg HgBr2+H2↑；③HgBr2+CaO HgO+CaBr2；④2HgO2Hg+O2↑．5．（2分）新型纳米材料MFe2O x（3＜x＜4）中M表示+2价的金属元素，在反应中化合价不发生变化．常温下，MFe2O x能使工业废气中的SO2转化为S，流程如下：则下列判断正确的是（）6．（2分）核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n+1，原子核内质子数为2n2﹣7．（2分）科学家对石墨进行处理使得石墨片的厚度逐渐变薄，最终获得目前已知的最薄的材料﹣﹣石墨烯（如右图）．石墨烯作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好．下列关于石墨烯的说法正确的是（）9．（2分）工业盐酸中因含有Fe3+而带黄色，若某工业品盐酸中H+和Cl﹣的个数比为91：94，则该盐酸中Fe3+和﹣10．（2分）如右图所示的甲、乙两个装置中，胶头滴管中吸入某种液体，平底烧瓶中充入（或放入）另一种物质，挤压胶头滴管加入液体，一段时间后两装置中的气球都明显胀大（忽略液体体积对气球体积的影响）．则滴管和烧11．（2分）如图所示装置，有洗气、储气等用途．在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放适量蒸馏水．以下说法不正确的是（）12．（2分）由碳氢两种元素组成的化合物叫做烃，碳原子在4及以下的烃在常温常压下通常是气体，常温常压下烃13．（2分）喜树中含有一种被称为喜树碱的生物碱，这种碱的相对分子质量在300～400之间，实验分析得知其元14．（2分）已知t℃时，盐M（不含结晶水，相对分子质量为126）的溶解度为S克．在一定量的M的水溶液中加入a g M后，恰好为t℃时的饱和溶液．若用M•7H2O代替M，欲使原溶液在t℃时恰好饱和，则需加入M•7H2O的）D）15．（2分）下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是CO2NaCu溶液3Fe二、填空题（本题包括10个小题，共40分）16．（6分）水是生命之源，与生活生产关系密切．保护水环境、珍爱水资源，是每个公民应尽的责任和义务．（1）为了防止水的污染，下列做法有利于保护水资源的是_________（填编号）．①抑制水中所有动、植物的生长；②不任意排放工业废水；③大量使用化肥农药；④生活污水经过净化处理后再排放．天然水中含有许多杂质，自来水生产过程中，常用过滤的方法除去水中悬浮的杂质，同时还必须进行消毒．ClO2是一种新型的自来水消毒剂，工业上用Cl2与NaClO2制取ClO2．请配平下列化学方程式：_________Cl2+_________NaClO2═2NaCl+_________ClO2（2）在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂．水分子在特定条件下容易得到一个H+，形成水合氢离子（H3O+）．下列对上述过程的描述不合理的是_________（填序号）．A．氧元素发生了改变B．微粒的组成发生了改变C．微粒的化学性质发生了改变D．与水分子比水合离子的电子数发生了改变研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在常温、常压下，水可以结成冰，称为“热冰”．“热冰”有许多实用价值，如开发新药、用于纳米打印机等，还可能用来_________（填写序号）A．代替干冰B．防止冰川熔化C．在室温下制作冰雕D．建室温溜冰场（3）医药上可用石膏来固定骨折部位．石膏有熟石膏（CaSO4•H2O，一种白色粉末）和生石膏（CaSO4•2H2O，一种坚硬的固体）两种，固定骨折的石膏是_________（填化学式）．固定时发生反应的化学方程式_________．17．（3分）CO与PdCl2反应产生黑色金属钯粉末（反应中有水参加），用此来检测CO对环境的污染情况，此反应的化学方程式为：_________，反应中CO具有_________性．18．（4分）某金属A的氯化物溶液200g，溶质质量分数为5.55%．向其中加入AgNO3溶液至不再产生沉淀为止，过滤干燥得沉淀的质量为28.7g．该金属的相对原子质量为_________．可确定A为_________元素，其氯化物的化学式为_________．19．（5分）氧化铜（黑色）、氧化亚铜（红色）都可用作玻璃或瓷器着色剂，在高温下4CuO 2Cu2O+O2↑．用木炭还原CuO除了发生：2CuO+C2Cu+CO2↑的反应外，还可发生其他反应，请写出木炭与氧化铜发生的其他反应的化学方程式_________．Cu2O在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu．简述如何用最简便的实验方法来检验CuO 经木炭还原所得到的红色物质中是否含有Cu2O：_________．342CaSO4•2H2O（固）和Na2CO3溶液混合、搅拌、过滤并用蒸馏水洗涤沉淀．取少量滤液用HCl溶液酸化后再加BaCl2得BaSO4沉淀，溶液中SO42﹣可能源于：1_________；2_________．取少量经水洗涤的沉淀，和盐酸反应逸出的气体能使澄清Ca（OH）2变混浊，发生了上述两个可能中的哪个反应，写出该反应的化学方程式：_________．21．（3分）已知KNO3、Cu（NO3）2、AgNO3三种硝酸盐热分解化学方程式如下：①2KNO32KNO2+O2↑；②2Cu（NO3）22CuO+4NO2↑+O2↑；③2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑；又知NO2与O2在水中反应的化学方程式如下：④4NO2+O2+2H2O═4HNO3某固体可能由上述三种硝酸盐中的一种或几种组成．取适量该固体充分加热，得到一定量的气体，将这些气体通入水中，结果全部被吸收，没有剩余，回答：（1）若该固体是纯净物，指出是哪种盐，为什么？_________．（2）该固体不可能是混合物，为什么？_________．22．（6分）钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资，广泛用于钢铁工业、电真空照明材料等方面．钨在自然界主要以钨（+6价）酸盐的形式存在．有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿．黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成FeWO4、MnWO4．黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法（如下图，已知钨酸是一种难溶性强酸、对热不稳定）．其中A 、B 、C 都是钨的化合物．（1）写出A 的化学式：A _________ ；写出生成B 的化学方程式： _________ ；由产品C 得到高纯度的钨，应该用H 2作还原剂，写出用H 2还原三氧化钨的化学方程式： _________ ．（2）目前，冶炼拉制钨丝的金属钨，都用组成为非整比的钨氧化物为原料，这种氧化钨中存在五价和六价两种价态的钨．试确定组成为WO 2.9的氧化钨中这两种价态的钨原子数之比等于 _________ ．23．（4分）潜水员下潜10 m ，所受压强约为2×105Pa （p 大气压+p 水柱压），下潜20 m ，约为3×105Pa ．已知某温度时，He 、N 2、O 2在1mL 水中溶解体积依次为：0.008mL 、0.013mL 、0.025mL ．又知，压强不很大时，气体溶解于水的体积几为定值．如N 2的压强分别为1×105Pa 、2×105Pa 、3×105Pa 时，在1mL 水中溶解体积均为0.013mL ． （1）为什么供潜水员呼吸的是He 和 O 2的混合气体？（设气体在血液中溶解体积和水中的相近） _________ ． （2）为什么潜水员上浮速度不能快？ _________ ．24．（4分）分别用（20℃）饱和NaOH 溶液、饱和KOH 溶液和等质量、等质量分数的 FeCl 3溶液反应得Fe （OH ）3沉淀：Fe 3++3OH ﹣═Fe （OH ）3↓ 实验中发现，Fe （OH ）3完全沉淀时，所需饱和NaOH 溶液的质量少于饱和KOH 溶液，为什么？（20℃时，NaOH 、KOH 溶解度分别为109克，112克） _________ ．三、实验题（本题包括4个小题，共20分） 25．（5分）某同学将一小包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液，并对滤液的组成进行探究．（1）锌和硝酸银溶液反应的化学方程式是 _________ ．（2）同学们对滤液中所含的溶质做出多种猜想，其中有两种猜想可能成立，这两种猜想是： ①溶质为 _________ ；②溶质为 _________ ．26．（6分）亚硝酸钠是实验室常用的试剂，实验室一般用亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液反应来制取N 2．N 2的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与H 2部分化合生成NH 3．下图为制取少量NH 3的装置（制取H 2的装置已略去）：（1）C 装置的硬质试管中发生反应的化学方程式为 _________ ．（2）反应时N 2和H 2的最佳质量比是 _________ ．如果按此比例进行反应，反应时，D 中导管口是否会逸出气泡？（已知NH 3极易溶于水），说明逸出气泡的原因： _________ ． （3）B 中浓硫酸的作用是 _________ ．（4）用实验方法证明确实有NH3生成：_________．27．（9分）某学习小组用如右图所示装置测定锌铜合金中锌、铜的质量分数．（1）实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是：_________；（2）实验操作步骤有：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂；⑤检查气密性．上述再进行的操作的顺序是_________（填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_________；（3）B中发生反应的化学方程式为_________；（4）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，测得氢气体积为V L，为求出合金中锌、铜的质量分数，还缺少的一个数据是_________；A．反应前加入稀酸的体积B．反应前加入稀酸的质量分数C．实验前反应装置中空气的体积D．实验条件下氢气的密度（5）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，B中剩余固体的质量为b g，则锌的质量分数为_________；（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得锌的质量分数将_________（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）．四、计算题（本题包括2个小题，共10分）28．（4分）金属单质A和非金属单质B可生成化合物A2B，反应的化学方程式为2A+B A2B．某校一课外小组的甲、乙、丙三个学生分别在实验室内做该实验，充分反应时，所用A和B的质量a和b各不相同，但总质量29．（6分）自然界存在着一种白云石的矿石，其化学式是xCaCO3•yMgCO3．（其中x、y为最小正整数比）．以它为原料，可制取耐火材料等．（1）称取2.76g白云石，加热到质量不再变化，冷却到室温，再称量固体质量为1.44g．试通过计算写出白云石的化学式．（2）若再称取2.76g白云石，研碎后与过量炭粉混合，放在特定仪器中隔绝空气强热一段时间后，测得白云石分解率为a（设白云石CaCO3、MgCO3同比分解），生成V L一氧化碳（密度为：1.25g/L）．（已知CaO+3C CaC2+CO；2MgO+5C Mg2C3+2CO）①试计算V为多少L？（用a代数式表示）．②请在右图中画出V和a的关系图．30．附加题：社会实践活动中，课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算，了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息．下面请你根据他们的实验帮助计算回答：取该厂的某钢样粉末28.36g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到3g白色沉淀．（1）计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比．（2）再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的硫酸中，充分反应后，测得的实验数据如下表所24（3）若在实验Ⅱ中继续加入m g钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少？（用含m的代数式表示）2011年第二十一届“天原杯”全国初中学生化学素质和实验能力竞赛复赛试题参考答案与试题解析一、选择题（本题包括15个小题，每小题2分，共30分．每小题有1个或2个选项符合题意．若有两个答案的错1个不得分，漏选1个扣1分．请将答案填在下表相应题号的空格内．）1．（2分）联合国决定2011年为“国际化学年”，以纪念化学所取得的成就以及对人类文明的贡献为宗旨．下列提法223．（2分）三甲基一氯硅[（CH3）3SiCl]是一种生产有机硅化合物的原料，遇明火或氧化剂会引起爆炸，在空气中4．（2分）根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：①CaBr2+H2O CaO+2HBr；②2HBr+Hg HgBr2+H2↑；③HgBr2+CaO HgO+CaBr2；④2HgO2Hg+O2↑．5．（2分）新型纳米材料MFe2O x（3＜x＜4）中M表示+2价的金属元素，在反应中化合价不发生变化．常温下，MFe2O x能使工业废气中的SO2转化为S，流程如下：则下列判断正确的是（）6．（2分）核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n+1，原子核内质子数为2n2﹣7．（2分）科学家对石墨进行处理使得石墨片的厚度逐渐变薄，最终获得目前已知的最薄的材料﹣﹣石墨烯（如右图）．石墨烯作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好．下列关于石墨烯的说法正确的是（）9．（2分）工业盐酸中因含有Fe3+而带黄色，若某工业品盐酸中H+和Cl﹣的个数比为91：94，则该盐酸中Fe3+和﹣10．（2分）如右图所示的甲、乙两个装置中，胶头滴管中吸入某种液体，平底烧瓶中充入（或放入）另一种物质，挤压胶头滴管加入液体，一段时间后两装置中的气球都明显胀大（忽略液体体积对气球体积的影响）．则滴管和烧11．（2分）如图所示装置，有洗气、储气等用途．在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放适量蒸馏水．以下说法不正确的是（）12．（2分）由碳氢两种元素组成的化合物叫做烃，碳原子在4及以下的烃在常温常压下通常是气体，常温常压下烃××==75%13．（2分）喜树中含有一种被称为喜树碱的生物碱，这种碱的相对分子质量在300～400之间，实验分析得知其元的原子个数比为：：：14．（2分）已知t℃时，盐M（不含结晶水，相对分子质量为126）的溶解度为S克．在一定量的M的水溶液中加入a g M后，恰好为t℃时的饱和溶液．若用M•7H2O代替M，欲使原溶液在t℃时恰好饱和，则需加入M•7H2O的）D）×=故含水，将代入得15．（2分）下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是CO2Na3Fe二、填空题（本题包括10个小题，共40分）16．（6分）水是生命之源，与生活生产关系密切．保护水环境、珍爱水资源，是每个公民应尽的责任和义务．（1）为了防止水的污染，下列做法有利于保护水资源的是②④（填编号）．①抑制水中所有动、植物的生长；②不任意排放工业废水；③大量使用化肥农药；④生活污水经过净化处理后再排放．天然水中含有许多杂质，自来水生产过程中，常用过滤的方法除去水中悬浮的杂质，同时还必须进行消毒．ClO2是一种新型的自来水消毒剂，工业上用Cl2与NaClO2制取ClO2．请配平下列化学方程式：1Cl2+2NaClO2═2NaCl+2ClO2（2）在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂．水分子在特定条件下容易得到一个H+，形成水合氢离子（H3O+）．下列对上述过程的描述不合理的是 A D（填序号）．A．氧元素发生了改变B．微粒的组成发生了改变C．微粒的化学性质发生了改变D．与水分子比水合离子的电子数发生了改变研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在常温、常压下，水可以结成冰，称为“热冰”．“热冰”有许多实用价值，如开发新药、用于纳米打印机等，还可能用来 C D（填写序号）A．代替干冰B．防止冰川熔化C．在室温下制作冰雕D．建室温溜冰场（3）医药上可用石膏来固定骨折部位．石膏有熟石膏（CaSO4•H2O，一种白色粉末）和生石膏（CaSO4•2H2O，一种坚硬的固体）两种，固定骨折的石膏是CaSO4•H2O（或2CaSO4•H2O）（填化学式）．固定时发生反应的化学方程式2CaSO4•H2O+3H2O=2CaSO4•2H2O．HH•17．（3分）CO与PdCl2反应产生黑色金属钯粉末（反应中有水参加），用此来检测CO对环境的污染情况，此反应的化学方程式为：CO+PdCl2 +H2O═2 HCl+Pd↓+CO2，反应中CO具有还原性．18．（4分）某金属A的氯化物溶液200g，溶质质量分数为5.55%．向其中加入AgNO3溶液至不再产生沉淀为止，过滤干燥得沉淀的质量为28.7g．该金属的相对原子质量为40．可确定A为钙元素，其氯化物的化学式为CaCl2．=19．（5分）氧化铜（黑色）、氧化亚铜（红色）都可用作玻璃或瓷器着色剂，在高温下4CuO 2Cu2O+O2↑．用木炭还原CuO除了发生：2CuO+C2Cu+CO2↑的反应外，还可发生其他反应，请写出木炭与氧化铜发生的其他反应的化学方程式 4 CuO+C 2 Cu2O+CO2↑或2CuO+C Cu2O+CO↑．Cu2O在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu．简述如何用最简便的实验方法来检验CuO 经木炭还原所得到的红色物质中是否含有Cu2O：取少量还原得到的红色物质，滴加足量稀硫酸，溶液由无色变为蓝色，就证明有Cu2O存在，否则没有．4 CuO+C Cu为确认CaCO3溶解度小于CaSO4•2H2O，做以下实验：CaSO4•2H2O（固）和Na2CO3溶液混合、搅拌、过滤并用蒸馏水洗涤沉淀．取少量滤液用HCl溶液酸化后再加BaCl2得BaSO4沉淀，溶液中SO42﹣可能源于：1硫酸钙微溶产生少量的硫酸根离子；2生成物硫酸钠产生的硫酸根离子．取少量经水洗涤的沉淀，和盐酸反应逸出的气体能使澄清Ca（OH）2变混浊，发生了上述两个可能中的哪个反应，写出该反应的化学方程式：CaSO4+Na2CO3 ═CaCO3↓+Na2SO4．21．（3分）已知KNO3、Cu（NO3）2、AgNO3三种硝酸盐热分解化学方程式如下：①2KNO32KNO2+O2↑；②2Cu（NO3）22CuO+4NO2↑+O2↑；③2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑；又知NO2与O2在水中反应的化学方程式如下：④4NO2+O2+2H2O═4HNO3某固体可能由上述三种硝酸盐中的一种或几种组成．取适量该固体充分加热，得到一定量的气体，将这些气体通入水中，结果全部被吸收，没有剩余，回答：（1）若该固体是纯净物，指出是哪种盐，为什么？Cu（NO3）2．（2）该固体不可能是混合物，为什么？只有分解所得NO2、O2系数之比为4：1，通入水中发生反应4 NO2 +O2 +2 H2O═4 HNO3，气体才能全部被吸收．22．（6分）钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资，广泛用于钢铁工业、电真空照明材料等方面．钨在自然界主要以钨（+6价）酸盐的形式存在．有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿．黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成FeWO4、MnWO4．黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法（如下图，已知钨酸是一种难溶性强酸、对热不稳定）．其中A、B、C都是钨的化合物．（1）写出A的化学式：A Na2WO4；写出生成B的化学方程式：Na2WO4 +2HCl═H2WO4↓+2NaCl；由产品C得到高纯度的钨，应该用H2作还原剂，写出用H2还原三氧化钨的化学方程式：WO3 +3H2W+3H2O．（2）目前，冶炼拉制钨丝的金属钨，都用组成为非整比的钨氧化物为原料，这种氧化钨中存在五价和六价两种价态的钨．试确定组成为WO2.9的氧化钨中这两种价态的钨原子数之比等于1：4．2223．（4分）潜水员下潜10m，所受压强约为2×105Pa（p大气压+p水柱压），下潜20m，约为3×105Pa．已知某温度时，He、N2、O2在1mL水中溶解体积依次为：0.008mL、0.013mL、0.025mL．又知，压强不很大时，气体溶解于水的体积几为定值．如N2的压强分别为1×105Pa、2×105Pa、3×105Pa时，在1mL水中溶解体积均为0.013mL．（1）为什么供潜水员呼吸的是He和O2的混合气体？（设气体在血液中溶解体积和水中的相近）He的溶解体积小于N2．（2）为什么潜水员上浮速度不能快？上浮，气压下降，原先溶于血液中的气体将逸出，快速上浮，气压下降快，逸出气体多而堵塞血管．24．（4分）分别用（20℃）饱和NaOH 溶液、饱和KOH 溶液和等质量、等质量分数的 FeCl 3溶液反应得Fe （OH ）3沉淀：Fe 3++3OH ﹣═Fe （OH ）3↓ 实验中发现，Fe （OH ）3完全沉淀时，所需饱和NaOH 溶液的质量少于饱和KOH 溶液，为什么？（20℃时，NaOH 、KOH 溶解度分别为109克，112克） 20℃时饱和NaOH 溶液中氢氧根离子的质量分数大于饱和KOH 溶液 ． ×三、实验题（本题包括4个小题，共20分） 25．（5分）某同学将一小包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液，并对滤液的组成进行探究．（1）锌和硝酸银溶液反应的化学方程式是 Zn+2AgNO 3═Zn （NO 3）2+2Ag ．（2）同学们对滤液中所含的溶质做出多种猜想，其中有两种猜想可能成立，这两种猜想是： ①溶质为 硝酸锌和硝酸铜 ；②溶质为 硝酸锌、硝酸铜和硝酸银 ．26．（6分）亚硝酸钠是实验室常用的试剂，实验室一般用亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液反应来制取N2．N2的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与H2部分化合生成NH3．下图为制取少量NH3的装置（制取H2的装置已略去）：（1）C装置的硬质试管中发生反应的化学方程式为N2+3H22NH3．（2）反应时N2和H2的最佳质量比是14：3．如果按此比例进行反应，反应时，D中导管口是否会逸出气泡？（已知NH3极易溶于水），说明逸出气泡的原因：因为是“部分化合”，仍会有未反应的H2和N2逸出．（3）B中浓硫酸的作用是干燥．（4）用实验方法证明确实有NH3生成：向D中滴入无色酚酞溶液，酚酞变红．22NH22NH227．（9分）某学习小组用如右图所示装置测定锌铜合金中锌、铜的质量分数．（1）实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是：除去合金表面的氧化膜；（2）实验操作步骤有：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂；⑤检查气密性．上述再进行的操作的顺序是⑤①④③②（填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应使D和C的液面相平；（3）B中发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；（4）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，测得氢气体积为V L，为求出合金中锌、铜的质量分数，还缺少的一个数据是D；A．反应前加入稀酸的体积B．反应前加入稀酸的质量分数C．实验前反应装置中空气的体积D．实验条件下氢气的密度（5）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，B中剩余固体的质量为b g，则锌的质量分数为（a﹣b）/a×100%；（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得锌的质量分数将偏小（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）．，所以本题答案为：四、计算题（本题包括2个小题，共10分）28．（4分）金属单质A和非金属单质B可生成化合物A2B，反应的化学方程式为2A+B A2B．某校一课外小组的甲、乙、丙三个学生分别在实验室内做该实验，充分反应时，所用A和B的质量a和b各不相同，但总质量2A+B×=2.4g×=0.6g29．（6分）自然界存在着一种白云石的矿石，其化学式是xCaCO3•yMgCO3．（其中x、y为最小正整数比）．以它为原料，可制取耐火材料等．（1）称取2.76g白云石，加热到质量不再变化，冷却到室温，再称量固体质量为1.44g．试通过计算写出白云石的化学式．（2）若再称取2.76g白云石，研碎后与过量炭粉混合，放在特定仪器中隔绝空气强热一段时间后，测得白云石分解率为a（设白云石CaCO3、MgCO3同比分解），生成V L一氧化碳（密度为：1.25g/L）．（已知CaO+3C CaC2+CO；2MgO+5C Mg2C3+2CO）①试计算V为多少L？（用a代数式表示）．②请在右图中画出V和a的关系图．33CaCMg2CO30．附加题：社会实践活动中，课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算，了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息．下面请你根据他们的实验帮助计算回答：取该厂的某钢样粉末28.36g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到3g白色沉淀．（1）计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比．（2）再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的硫酸中，充分反应后，测得的实验数据如下表所请根据表中数据计算硫酸中H2SO4的质量分数．（3）若在实验Ⅱ中继续加入m g钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少？（用含m的代数式表示）2××=0.05g×=0.072g ××参与本试卷答题和审题的老师有：王老师；liying123；xzoldman；sdlypyhcl；巴淑侠；fqk；高宪奎；lsj1660；海影；ls0906；727056；自在的风；723383；wdswzjp；sdpylytx；静水流深（排名不分先后）菁优网2013年4月4日。
第21届天原杯复赛实验设计试题赏析
第21届天原杯复赛实验设计试题赏析龙 威1 ，旷湘平2(1.湘乡市第四中学；2.湘乡市教研室， 湖南湘乡 411400)摘要：通过天原杯化学竞赛中的实验设计试题部分的详细解析与鉴赏，透析化学实验设计考核的特点与方式。
关键词：天原杯；化学竞赛；实验设计；试题鉴赏文章编号： 1005–6629(2012)1–0058–03 中图分类号： G632.479 文献标识码： C2011年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（第21届天原杯）复赛试题，沿用了以往的题型。
作为选拔性的全国竞赛活动，试题设计非常巧妙，特别是在并不宽广的初中化学知识范围内将知识和技能的考核展示得淋漓尽致。
实验设计是化学学科的知识学习重点和技能培养重点，初中化学实验设计题更是化学的基础，赏析天原杯竞赛化学实验题，不仅能从中归纳初中化学的实验重点知识及重要技能，又能更好地熟悉实验设计题的命题方式和培养解答实验试题的能力，对培养学生对实验的理解和培养实际操作技能，有非常大的指引和帮助。
第21届天原杯化学竞赛对化学实验操作技能的考核科学合理，既没有超出初中所学化学知识范围，又做到了命题新颖，与高中化学知识紧密牵连，整套试题的实验试题环环相扣、层层递进，值得我们借鉴和赏析。
例1 （天原杯第10题）如图1所示的甲、乙两个装置中，胶头滴管中吸入某种液体，平底烧瓶中充入（或放入）另一种物质，挤压胶头滴管加入液体，一段时间后两装置中的气球都明显胀大（忽略液体体积对气球体积的影响）。
则滴管和烧瓶中所用试剂可能是（ ）甲乙A稀硫酸和铜片水和CO2B双氧水和MnO2NaOH溶液和CO2C Na2CO3溶液和稀硫酸NaOH溶液和SO2D H2O和NH3硝酸银溶液和HCl滴管气球甲图1乙表6 试题例2的考生答题分布一二三四全体000.10.23.30.9A5.319.936.528.120.6B1.35.913.83212.5C9372.244.921.560.8D0.41.94.715.25.2总计100100100100100难度0.930.720.450.220.61对学业水平考试的试卷总体和试题进行定性和定量的分析，可以对学生的学习水平和课程实施的情况进行评估。
创界学校化学素质和实验能力竞赛复赛试题和答案 试题
智才艺州攀枝花市创界学校2021年全国初生化学素质和实验才能竞赛〔第二十届天原杯〕复赛试题试题说明：1.本套试卷一共8页，总分值是100分。
〔附加题供选用〕：H:1C:12N:14O:16Na:23Mg:24Si:28S:32Cl:3K:39Ca:40Fe:56Cu:64Zn:65Ba:1373.考试时间是是：2小时一、选择题(此题包括15个小题，每一小题2分，一共30分。
每小漏选1个扣1分。
请将答案填在下表相应题号的空格内。
〕题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15答案1．2021年12月在哥本哈根召开了世界气候大会。
各国一共同协商对策，以减少温室气体排放量。
以下气体中不属于．．．温室气体的是〔〕A．甲烷B．臭氧C．二氧化碳D．二氧化硫2．从探测“土卫六〞发回的信息中得知“土卫六〞酷似地球经常下“雨〞，不过“雨〞的成分是液态甲烷。
以下表达中错误的选项是〔〕A．这种“雨〞可以作为燃料来提供能量B．“土卫六〞外表的温度比地球外表低C．“土卫六〞上形成了甲烷的气-液循环D．“土卫六〞外表是否存在有机物还无法确定3．有一种用实际参加化学反响的离子符号来表示化学反响的式子叫离子方程式，在离子方程式中，反响前后的电荷是守恒的。
现有如下离子方程式：RO3n－＋F2＋2OH－＝RO4－＋2F－＋H2O，由此可知在RO3n－中，元素R 的化合价是〔〕A．＋4B．＋5 C．＋6D．＋74．科学家发如今特殊条件下水能表现出有趣的构造和性质。
例如，在一定条件下给水施加弱电场，能使水在常温常压下结成冰〔俗称“热冰〞，构造见右图〕。
以下说法正确的选项是〔〕A．在弱电场下，水分子的排列从无序转变为有序B．水结成“热冰〞的过程中原子个数发生变化C．上述变化过程中分子之间的间隔没有发生变化D．利用该性质，人们可能在常温常压下建成溜冰场5．德国化学家格哈德·埃特尔在固体外表化学的研究中获得了非凡的成就，其成果之一是提醒了氮气与氢气在催化剂外表合成氨的反响过程〔以下列图所示〕。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2011年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（第二十一届天原杯）复赛试题试题说明：1.本试卷共8页，满分100分。
（附加题供选用）2.可能用到的相对原子质量：H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Mg:24 S:32 Cl:35.5K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn:65 Ag:1083.考试时间：2小时一、选择题(本题包括15个小题，每小题2分，共30分。
每小题有1个或2个选项符合题意。
若有两个答案的错1个不得分，漏选1个扣1分。
请将答案填在下表相应题号的空格内。
）1．联合国决定2011年为“国际化学年”，以纪念化学所取得的成就以及对人类文明的贡献为宗旨。
下列提法不符合其宗旨的是（）A．化学是一门创造新物质的科学，是自然科学中创造新物质最多的科学领域B．普及化学知识，宣传化学贡献，提高公众科学素质C．让公众更多地了解化学为满足社会需求所作出的贡献，鼓励人们尤其是青少年学习化学的兴趣，激发他们创造未来化学的热情D．推广食用不含任何化学物质的绿色食品2．关于天然气的下列叙述中不正确的是( ) A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷B．液化石油气灶具改为天然气作燃料，燃烧时应减小进空气量或增大进天然气量C．天然气与空气混合点燃，不会发生爆炸D．与煤炭相比，天然气燃烧产生的废气中，SO2等污染物较少3．三甲基一氯硅[(CH3)3SiCl]是一种生产有机硅化合物的原料，遇明火或氧化剂会引起爆炸，在空气中燃烧生成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硅和氯化氢，与水接触可产生雾状盐酸。
则下列说法错误的是（）A．保存三甲基一氯硅时应密封防水B．扑灭三甲基一氯硅引发的着火，应使用二氧化碳、干粉灭火剂，并用弱碱性水处理C．三甲基一氯硅水溶液pH一定小于7D．三甲基一氯硅由碳、氢、硅、氯四个原子构成4．根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：该方案的主要目的是为了制备（）A．HBr B．CaO C．H2 D. Hg5．新型纳米材料MFe2O x (3＜x＜4)中M表示+2价的金属元素，在反应中化合价不发生变化。
常温下，MFe2O x能使工业废气中的SO2转化为S，流程如下：则下列判断正确的是（）A．MFe2Ox是还原剂B．SO2是该反应的催化剂C．x＜y D．SO2发生了分解反应6．核电荷数小于18的某元素X ，其原子的电子层数为n ，最外层电子数为2n+1，原子核内 质子数为2n 2-1。
下列有关X 的说法错误的是 （ ） A ．X 能形成化学式为X(OH)3的物质 B ．X 可能形成化学式为KXO 3的物质C ．X 原子的最外层电子数一定比核电荷数少10D ．X 可能形成化学式为KX 的物质7．科学家对石墨进行处理使得石墨片的厚度逐渐变薄，最终获得目前已知的最薄的材料— 石墨烯(如右图)。
石墨烯作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好。
下列关于石墨烯的说法正确的是 （ ） A ．石墨烯是一种新型的纳米化合物 B ．石墨烯与C 60互为同素异形体C ．石墨烯与有机物烯烃一样，是一种有机化合物D ．石墨制取石墨烯的过程是化合反应 8．已知下列物质的名称分别是根据上述命名规律回答：K 2CS 3应命名为 ( ) A ．三硫代碳酸钾 B ．多硫碳酸钾 C ．过硫碳酸钾 D ．超硫碳酸钾 9．工业品盐酸中因含有Fe 3＋而带黄色，若某工业品盐酸中的H ＋和Cl －的个数比为91:94则该盐酸中Fe 3＋和Cl －的个数比为 ( )A ．1:1B ．1:3C ．91:94D ．1:9410．如右图所示的甲、乙两个装置中，胶头滴管中吸入某种液体，平底烧瓶中充入(或放入)另一种物质，挤压胶头滴管加入液体，一段时间后两装置中的气球都明显胀大(忽略液体 体积对气球体积的影响)。
则滴管和烧瓶中所用试剂可能是 （ ）11．右图所示装置有洗气、储气等用途。
在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置， 并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。
以下说法不正确的是 ( ) A ．导管B 连接供给氧气的钢瓶 B ．导管B 连接病人吸氧气的塑胶管 C ．该装置可用来观察输出氧气的速度 D ．该装置可用来调节输出氧气的速度12．由C 、H 两种元素组成的化合物叫烃，碳原子数在4及以下的烃在常温常压下通常为气体。
常温常压时，烃C 2H 4和另一种烃组成的混合气体中碳元素的质量分数为87％， 则混入的烃可能是 ( ) A ．CH 4 B ．C 2H 2 C ．C 2H 6 D ．C 8H 813．喜树中含有一种被称为喜树碱的生物碱，这种碱的相对分子质量在300～400之间，实验分析得知其元素组成为：C 占69.0％、O 占18.4％，且O 含量为H 的4倍，其余为N ， 则一个喜树碱分子中含有的原子总数为 ( ) A ．42 B ．43 C ．44 D ．4514．已知t ℃时，盐M(不含结晶水，相对分子质量为126)的溶解度为S 克。
在一定量的M 的水溶液中加入a g M 后，恰好为t ℃时的饱和溶液。
若用M ·7H 2O 代替M ，欲使原溶液 在t ℃时恰好饱和，则需加入M ·7H 2O 的质量(克)为 （ ）15．下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是 ( )二、填空题（本题包括10个小题，共40分）16．（6分）水是生命之源，与生活生产关系密切。
保护水环境、珍爱水资源，是每个公民 应尽的责任和义务。
（1）为了防止水的污染，下列做法有利于保护水资源的是 （填编号）。
①抑制水中所有动、植物的生长； ②不任意排放工业废水； ③大量使用化肥农药； ④生活污水经过净化处理后再排放。
天然水中含有许多杂质，自来水生产过程中，常用过滤的方法除去水中悬浮的杂质，同时还必须进行消毒。
ClO 2是一种新型的自来水消毒剂，工业上用Cl 2 与NaClO 2制取ClO 2。
请配平下列化学方程式：□ Cl 2 + □ NaClO 2 == 2 NaCl + □ClO 2（2）在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。
水分子在特定条件下容易得到一个H ＋，形成水合氢离子（H 3O ＋）。
下列对上述过程的描述不合理的是 （填序号）。
A ．氧元素发生了改变 B ．微粒的组成发生了改变C ．微粒的化学性质发生了改变D ．与水分子比水合离子的电子数发生了改变研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在常温、常压下，水 可以结成冰，称为“热冰”。
“热冰”有许多实用价值，如开发新药、用于纳米打印机 等，还可能用来 （填写序号）A ．代替干冰B ．防止冰川熔化C ．在室温下制作冰雕D ．建室温溜冰场 （3）医药上可用石膏来固定骨折部位。
石膏有熟石膏 (CaSO 4·21H 2O ，一种白色粉末)和生石膏(CaSO 4·2H 2O ，一种坚硬的固体)两种，固定骨折的石膏是 (填化学式)。
固定时发生反应的化学方程式 。
17．（3分）CO 与PdCl 2反应产生黑色金属钯粉末（反应中有水参加），用此来检测CO 对环境的污染情况，此反应的化学方程式为： ， 反应中CO 具有 性。
18．（4分）某金属A的氯化物溶液200g，溶质质量分数为5.55%。
向其中加入AgNO3溶液至不再产生沉淀为止，过滤干燥得沉淀的质量为28.7g。
该金属的相对原子质量为_____。
可确定A为______元素，其氯化物的化学式为_____________。
19．（5分）氧化铜(黑色)、氧化亚铜（红色）都可用作玻璃或瓷器着色剂，在高温下，4 CuO 2 Cu2O + O2↑。
用木炭还原CuO除了发生：2 CuO + C 2 Cu + CO2↑的反应外，还可发生其他反应，请写出木炭与氧化铜发生的其他反应的化学方程式。
Cu2O在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。
简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经木炭还原所得到的红色物质中是否含有Cu2O：。
20．（5分）根据下表中溶解度（20℃）：为确认CaCO3溶解度小于CaSO4•2H2O，做以下实验：CaSO4•2H2O（固）和Na2CO3溶液混合、搅拌、过滤并用蒸馏水洗涤沉淀。
取少量滤液可能源于：用HCl溶液酸化后再加BaCl2得BaSO4沉淀，溶液中SO 24①；②。
取少量经水洗涤的沉淀，和盐酸反应逸出的气体能使澄清Ca(OH)2变混浊，发生了上述两个可能中的哪个反应，写出该反应的化学方程式：。
21．（3分）已知KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3三种硝酸盐热分解化学方程式如下：①2 KNO3加热2 KNO2 + O2↑；②2 Cu(NO3)2 加热2 CuO + 4 NO2↑ + O2↑；③ 2 AgNO3 加热2 Ag + 2 NO2↑ + O2↑；又知NO2与O2在水中反应的化学方程式如下：④ 4 NO2 + O2 + 2 H2O == 4 HNO3某固体可能由上述三种硝酸盐中的一种或几种组成。
取适量该固体充分加热，得到一定量的气体，将这些气体通入水中，结果全部被吸收，没有剩余，回答：（1）若该固体是纯净物，指出是哪种盐，为什么？。
（2）该固体不可能是混合物，为什么？。
22．（6分）钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资，广泛用于钢铁工业、电真空照明材料等方面。
钨在自然界主要以钨(+6价)酸盐的形式存在。
有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。
黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成FeWO4、MnWO4。
黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法( 如下图，已知钨酸是一种难溶性强酸、对热不稳定)。
其中A、B、C都是钨的化合物。
（1）写出A的化学式：A ；写出生成B的化学方程式：；由产品C得到高纯度的钨，应该用H2作还原剂，写出用H2还原三氧化钨的化学方程式：。
（2）目前，冶炼拉制钨丝的金属钨，都用组成为非整比的钨氧化物为原料，这种氧化钨中存在五价和六价两种价态的钨。
试确定组成为WO2.9的氧化钨中这两种价态的钨原子数之比等于。
23．（4分）潜水员下潜10m，所受压强约为2×105Pa（p大气压＋p水柱压），下潜20m，约为3×105Pa。
已知某温度时，He、N2、O2在1 mL水中溶解体积依次为：0.008 mL、0.013 mL、0.025 mL。
又知，压强不很大时，气体溶解于水的体积几为定值。
如N2的压强分别为1×105Pa、2×105Pa、3×105Pa时，在1 mL水中溶解体积均为0.013 mL。
（1）为什么供潜水员呼吸的是He和O2的混合气体？（设气体在血液中溶解体积和水中的相近）。