【白貓杯】2005年上海市“白貓杯”青少年應(yīng)用化學(xué)與技.doc

2005年上海市“白貓杯”青少年應(yīng)用化學(xué)與技能競(jìng)賽(初賽)高中組試卷編號(hào) 區(qū)(縣) 學(xué)校 年級(jí) 姓名 題號(hào) 一二總分得分考試須知：1. 答題時(shí)間為90 分鐘。遲到超過10分鐘者不得進(jìn)場(chǎng)。45分內(nèi)不得離場(chǎng)。時(shí)間到，把試卷（背面向上）放在桌面上，立即離場(chǎng)。2. 試題答案全部寫在試卷上，應(yīng)使用黑色或藍(lán)色的圓珠筆、簽字筆或鋼筆答題，用紅色筆或鉛筆所作的答案一概作廢無效。3. 姓名、準(zhǔn)考證號(hào)和所屬區(qū)(縣)、學(xué)校必須填寫在試卷紙上方指定位置，寫在他處者按廢卷處理。4. 允許使用非編程計(jì)算器及直尺等文具。5. 本試卷共7頁，滿分為100分。6. 答題須用的相對(duì)原子質(zhì)量請(qǐng)從下表中查找。H1.008He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226Ac-Lr一、 填充題（在空格內(nèi)填上正確答案，共53分）1“白貓牌”漂水消毒液在日常生活中已日漸被廣泛使用。該消毒液呈無色，pH大于7，且對(duì)某些有色物質(zhì)有漂白作用。試推測(cè)它的有效成分是_。2過去在市場(chǎng)上銷售的含磷酸鹽的洗衣粉如今幾乎已全部被環(huán)保型無磷洗衣粉所取代，后者用一種不會(huì)引起環(huán)境污染的物質(zhì)代替磷酸鹽，該替代品是_。3大氣中所含氮氧化物的主要成分是 。測(cè)定大氣中氮氧化物的方法通常是：首先用溶液將其吸收、氧化，然后用有機(jī)試劑使其發(fā)色，經(jīng)過發(fā)色的溶液用分光光度計(jì)測(cè)定其消光度，最后根據(jù)消光度確定其含量。這種測(cè)定氮氧化物的方法稱為_法, 為使氮氧化物氧化, 常用的氧化劑是 。4埋藏在地下的礦石，經(jīng)長(zhǎng)年累月與環(huán)境之間的作用，其成分會(huì)發(fā)生很大的變化。例如金屬的硫化物礦在流經(jīng)其表面的溪水的作用下，會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化成水化的氧化物礦。以黃鐵礦為例，當(dāng)溪水流過其表面時(shí)，在含氧溪水的作用下，先發(fā)生部分氧化、溶解，使溪水變成酸性，并含有一定濃度的Fe2離子和SO42離子。當(dāng)這些離子的濃度逐漸增大時(shí)，可與含氧溪水進(jìn)一步發(fā)生氧化作用，轉(zhuǎn)化成不溶的FeO(OH)（即Fe2O3H2O）而沉淀在小溪的底部，這就是針鐵礦。而溪水的酸性也隨之增大。這樣，溪水下面的黃鐵礦在經(jīng)歷若干年代之后，就變成了針鐵礦。試填寫：（1）黃鐵礦在含氧溪水作用下被氧化、溶解，形成含F(xiàn)e2+離子和 SO42離子的溪水的離子方程式為：_； （2）含F(xiàn)e2+離子的溪水進(jìn)一步氧化，形成針鐵礦的反應(yīng)的離子方程式為： ；（3）如果黃鐵礦全部轉(zhuǎn)化為FeO(OH) 和H+，那么要使溪水的pH降到4.0（假設(shè)溪水原始的pH值為7.0），每升溪水需消耗FeS2的物質(zhì)的量為 mol。5為了消除民眾中的碘缺乏病，國(guó)家衛(wèi)生部曾于上世紀(jì)后期作出“商品食鹽中必須加碘”的規(guī)定。當(dāng)時(shí)允許加入食鹽的碘質(zhì)是碘化鉀和碘酸鉀（現(xiàn)在碘化鉀已經(jīng)不用）。（1） 某人因缺乏化學(xué)知識(shí)，把兩個(gè)不同廠家生產(chǎn)的加碘食鹽混放在一起。有一天烹調(diào)一個(gè)菜肴時(shí)，他同時(shí)使用了食鹽、醋、糖等調(diào)味佐料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鍋中竟然冒出了紫紅色蒸氣！出于情急，他立即熄滅了爐火，并將所燒的菜肴倒掉。問：此人看到的紫紅色蒸氣是 （填化學(xué)式），產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是_（用離子方程式表示）。所燒的菜肴有必要倒掉嗎？_（填“有”或“無”）理由是 。從上述事實(shí)中我們可獲得的教訓(xùn)是_。（2）兩種加碘食鹽(一種是加碘酸鉀的，另一種是加碘化鉀的)，你能在不加任何試劑的前提下加以識(shí)別嗎？其識(shí)別的方法和原理是_，化學(xué)方程式是_。6將一架托盤天平調(diào)節(jié)到平衡狀態(tài)。取兩只等質(zhì)量的燒杯分別放置在該天平的兩個(gè)秤盤上，再往兩燒杯中各注入60 mL 5 mol / L鹽酸。然后再向左盤燒杯中加入a g CaCO3粉末，右盤燒杯中則加入x g NaHCO3粉末。為使兩燒杯中的物質(zhì)充分反應(yīng)后，天平仍能保持平衡，則： 當(dāng)a 15時(shí)，x值應(yīng)為_（ 用含a的式子表示，下同 ）； 當(dāng)15 a 18.6時(shí)，x值應(yīng)為_； 當(dāng)a 18.6時(shí)，x值應(yīng)為_。7有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為探究過氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)的產(chǎn)物，做了相同的實(shí)驗(yàn)他們都使用右圖所示的裝置，先通入SO2氣體，然后將帶余燼的木條插入試管C中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)木條能復(fù)燃。在解釋此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，兩小組的同學(xué)發(fā)生了爭(zhēng)論：(1) 第1小組同學(xué)認(rèn)為Na2O2與SO2反應(yīng)生成了Na2SO3和O2，他們認(rèn)為該反應(yīng)的化學(xué)方程式是： ；(2) 第2小組同學(xué)認(rèn)為Na2O2與SO2反應(yīng)除了生成Na2SO3和O2外，還有Na2SO4生成，因?yàn)镺2可將Na2SO3氧化為Na2SO4。為了明辨是非，他們決定通過實(shí)驗(yàn)去弄清事實(shí)真相。于是他們?cè)O(shè)計(jì)了如下方案：將反應(yīng)后B中的固體溶于水白色沉淀觀察白色沉淀是否完全溶解，然后作出相應(yīng)的結(jié)論 該方案的設(shè)計(jì)是否合理?_（填“是”或“否”），請(qǐng)說出兩點(diǎn)理由：_ ；_。(3) 經(jīng)指導(dǎo)老師向他們指出該方案的不合理處后，他們對(duì)方案作了兩點(diǎn)修改：繼續(xù)通入SO2直到Na2O2完全反應(yīng)為止； 稀硝酸改用稀鹽酸。在他們一致同意這個(gè)新方案后，就做起了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)帶來的卻是他們事先沒有想到的結(jié)果：白色沉淀中加入鹽酸后，既沒有氣體生成，沉淀也不溶解。這表明Na2O2與SO2 的反應(yīng)，_。試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。從以上事實(shí)中，我們可以獲取什么教訓(xùn)?_。8右圖反映了A K以及X、Y等13種物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。其中，A是一種大量存在于生物體內(nèi)的無色液體，G是極易溶于水的堿性氣體，Y是胃酸中的主要成分，K是不溶于稀硝酸的白色沉淀，反應(yīng)是工業(yè)上生產(chǎn)X的主要反應(yīng)之一。請(qǐng)根據(jù)以上線索填寫：（1）下列物質(zhì)的化學(xué)式：A ，E_，F(xiàn)_，Y_。（2）反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ：_。（3）已知B有元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的兩種物質(zhì)。若B中F的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為71.97%，則它的化學(xué)式為_；若B中F的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95.85%, 則其化學(xué)式為_。寫出兩種B發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式：1_；2_。9、某化學(xué)反應(yīng) : “2 A B + D”在四種不同條件下進(jìn)行，但B、D的起始濃度均為零?，F(xiàn)將反應(yīng)物A的濃度（mol / L）隨反應(yīng)時(shí)間（min）的變化情況記錄如下表：根據(jù)上述數(shù)據(jù)，完成下列填空：（1）在實(shí)驗(yàn)1中，反應(yīng)在10 20分時(shí)段內(nèi)的平均速率(vA)為 mol / ( L min )。（2）在實(shí)驗(yàn)2中，A的初始濃度C2 mol / L，反應(yīng)經(jīng)_分鐘后達(dá)到平衡狀態(tài)，由此可推測(cè)實(shí)驗(yàn)2中所隱含的條件是 。（3）設(shè)實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)速率為v3，實(shí)驗(yàn)1的反應(yīng)速率為v1，則在10分 30分時(shí)段內(nèi)v1_v3（ 填“”、“”或“”，下同 ），且C3 1.0 mol / L。（4）比較實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1，可推測(cè)該反應(yīng)是_反應(yīng)（ 填“吸熱”或“放熱” ）。依據(jù)是_。10. 氰化物是世界上最毒的物質(zhì)之一，對(duì)CN 敏感的人們甚至只要攝入0.001g即可致命。因此含CN離子的廢水必須進(jìn)行嚴(yán)格的處理后才得排放。處理CN 的常用方法是氯氧化法。氯氣在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽（其毒性僅為氰化物的千分之一），如果氯氣過量，還可將氰酸鹽進(jìn)一步氧化為完全無毒的氮?dú)狻?1) 如果將CN 離子處理到氰酸鹽，發(fā)生如下反應(yīng)： KCN + 2 KOH + Cl2 KOCN + 2 KCl + H2O；在該反應(yīng)中被氧化的元素是 。(2) 若通入過量的氯氣，將氰酸鹽進(jìn)一步氧化為無毒的氮?dú)?。試配平該反?yīng)的化學(xué)方程式, 并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目： KOCN + KOH + Cl2 CO2 + N2 + KCl + H2O(3) 某化工廠每天要處理2 m3含KCN 850 mg / L的廢水。 若將CN 離子轉(zhuǎn)化到KOCN, 每天要消耗液氯_g； 若將CN 離子氧化為無毒物質(zhì)，則每天至少需液氯 kg。11在一定條件下，可實(shí)現(xiàn)如下圖所示的物質(zhì)間的變化。 H2O 明礬 KOH溶液 溶液A 沉淀_ E _ B _電解_ F 溶液C 孔雀石 G D H2O 填空回答下列問題：(1) 寫出以下各字母所代表化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)式：F_；C_; B_。 (2) 明礬與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是：_。(3) 圖中G和D在常溫下都是固體，兩者的混合物在引燃后可發(fā)生反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4) 流程圖中每生成a mol D，同時(shí)必生成_mol E二、 簡(jiǎn)答題（共 47 分）1 某同學(xué)為了鍛煉、提高自己的科學(xué)工作能力，與一個(gè)科研單位協(xié)作做一個(gè)課題。他承擔(dān)的任務(wù)是用萃取法分離Zr和Hf兩種化學(xué)性質(zhì)十分相似的元素。其具體的工作是摸索用磷酸三丁酯萃取混合溶液分離ZrO2+、HfO2+ 兩種離子的最佳條件。當(dāng)他把所有的試劑、用品準(zhǔn)備齊全并急于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一時(shí)卻找不到做萃取、分液需用的儀器分液漏斗。他正在為此而焦急！現(xiàn)請(qǐng)你用下列實(shí)驗(yàn)室中常見的儀器和用品，幫他設(shè)計(jì)組裝一個(gè)分液器，以解除他的燃眉之急。畫出你設(shè)計(jì)的分液器的裝配圖，并說明如何使用。 2在一本化學(xué)實(shí)驗(yàn)的書籍中看到一段關(guān)于“硝酸的實(shí)驗(yàn)室制法”的記載：在曲頸甑里加入30 g硝酸鉀和25 mL 75%的硫酸（密度1.67g / cm3），小心加熱。在燒瓶中收集到的液體即為硝酸。實(shí)驗(yàn)裝置如下圖： 請(qǐng)回答以上實(shí)驗(yàn)的有關(guān)問題：（1）作者建議實(shí)驗(yàn)中用30 g硝酸鉀和25 mL 75 %的硫酸，兩者的用量是否匹配合理？為什么？（2）作者選用曲頸甑而不用燒瓶做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，有什么好處？（3）作者對(duì)“小心加熱”這四個(gè)字既用了黑體，又加了粗底線。你認(rèn)為，他向你傳達(dá)了哪些重要信息？作者為何如此重視這些信息？（4）文獻(xiàn)記載：“硝酸是無色的”，但本實(shí)驗(yàn)中得到的硝酸卻總是帶一點(diǎn)淺黃色，這是什么原因？用什么方法可將此淺黃色除掉。（5）本實(shí)驗(yàn)還存在什么問題？如何解決？3在一次化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上，老師布置做以下實(shí)驗(yàn)：用漂白粉和濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣，再以此氯氣制備氯水并驗(yàn)證干燥的氯氣有、無漂白性。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求回答以下問題：（1）整套實(shí)驗(yàn)裝置按其作用區(qū)分，應(yīng)包括幾個(gè)部分？分別寫出每一部分的名稱。（2）根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，應(yīng)選擇何種氣體發(fā)生裝置？如果發(fā)生裝置中不用濃鹽酸而改用濃硫酸，是否能制得氯氣？寫出制備反應(yīng)的離子方程式。（3）制得的氯氣中含有哪些雜質(zhì)？怎樣才能得到純凈干燥的氯氣？（4）從氯氣在水中的溶解度考慮，應(yīng)選擇怎樣的氯氣溶解裝置？尾氣應(yīng)怎樣吸收？畫出這一部分的裝置圖，并在圖中標(biāo)明所用試劑的名稱。4將100 mL 8 mol / L硫酸加入到12.6 g無水亞硫酸鈉固體中以制取SO2氣體。若反應(yīng)停止后，溶液中剩余的含+4價(jià)硫元素的各種物質(zhì)的總濃度為0.2 mol / L，又假定溶液總體積不變，并忽略容器及導(dǎo)管中的氣體體積，求：（1）溶液中硫元素的質(zhì)量。（2）收集到SO2氣體多少毫升（STP）?（3）上述制備反應(yīng)中，Na2SO3的轉(zhuǎn)化率是多少？2005年上海市“白貓杯”青少年應(yīng)用化學(xué)與技能競(jìng)賽（初賽）參考答案一、填充題 每一空格均為1分( 若有例外另行標(biāo)明 )，共53分 1(本題共1分) 飽和了Cl2的NaClO溶液（若答“NaClO”也給分）2(本題共1分) Na2O 2 SiO2 Al2O3 nH2O3(本題共3分) NO（或“一氧化氮”），比色法，三氧化鉻（CrO3）4(本題共3分)（1）2 FeS2 + 7 O2 + 2H2O 2 Fe 2+ + 4 SO42+ 4 H +（2）4 Fe 2+ + O2 + 6 H2O 4 FeO (OH)+ 8 H +（3）2.51055(本題共7分)（1） I2； IO3+ 5 I+ 6 CH3COOH 3 I2 + 6 CH3COO+ 3 H2O（醋酸若寫成“H”，不給分）； 無； 因微量的I2無毒； KI和KIO3不能混合存放，否則可能導(dǎo)致“I”的流失。(2) 只要將兩種加碘鹽暴露在空氣中一段時(shí)間就可加以識(shí)別；在空氣中水蒸氣和陽光的作用下，KI會(huì)被空氣中O2緩慢氧化而產(chǎn)生I2 ，將固體染成棕色。而KIO3 在空氣中無變化（1分）；4 KI + O2 + 2 H2 O 2 I2 + 4 KOH（1分）6(本題共3分) x = 1.176阿 x = 2.1 a 13.86 x = a + 6.67(本題共7分)（1）2 Na2O2 + 2 SO2 2 Na2SO3 + O2（2）不合理；稀硝酸能將亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇；如果反應(yīng)后的固體中還有Na2O2 殘留，它溶于水后也能將亞硫酸根氧化成硫酸根。這兩種情況都會(huì)造成白色沉淀不溶解。（3）根本不生成Na2SO3 和O2這兩種物質(zhì)；Na2O2 SO2 Na2SO4；書寫化學(xué)方程式必須以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)。不可隨意地書寫反應(yīng)產(chǎn)物；也不可模仿其他反應(yīng)的化學(xué)方程式書寫反應(yīng)產(chǎn)物（例如模仿“CO2 + Na2O Na2CO3 + O2”，書寫出以下的錯(cuò)誤化學(xué)方程式：“SO2 + Na2O2 Na2SO3 + O2”）。8(本題共9分)（1）H2O ， N2 ，Ag ， HCl ； （2）4NH35O2 4NO6H2O （3）AgN3，Ag3N； 12 AgN3 2 Ag + 3 N2 22 Ag3N 6 Ag + N29(本題共8分)（1）0.013；（2）1.0 ；20 ；有催化劑存在；（3）；（4）吸熱；溫度升高后，A的平衡濃度減小, 表明平衡向右移動(dòng)。10(本題共5分)（1）碳（或C）； （2） （注意：配平1分，標(biāo)出電子數(shù)與方向1分） (3) 1860； 4.65。11(本題共6分)（1）CO2 ；KHCO3；Al2O3（2）Al3+ 4OH AlO2 2 H2O(3) 3CuO 2Al 3Cu Al2O3 （4）3 a / 2。二、簡(jiǎn)答題（共 47分）1(本題共7分)分液器設(shè)計(jì)圖（儀器搭配正確3分，繪圖質(zhì)量1分，共4分）將攪拌均勻的混合液體倒入漏斗，靜置分層。（1分）待液體清晰分層后，用手指擠捏乳膠管中的玻璃珠，使下層的液體從乳膠管流入燒杯，（1分）上層的液體則由漏斗的上端倒出。（1分）2(本題共17分)（1）合理。（1分）根據(jù)制備反應(yīng)的化學(xué)方程式： KNO3 + H2SO4 H NO3 + KHSO4通過計(jì)算可知，30g硝酸鉀完全反應(yīng)需要75 %的硫酸約23.2 mL。（1分）現(xiàn)在取25 mL，表明硫酸略過量。此過量是必要的，目的是確保硝酸鉀完全反應(yīng)。（1分）（2）曲頸甑既是反應(yīng)容器，（1分）又由于其出口的瓶頸又細(xì)又長(zhǎng)，可以直接插入到接受容器的口中，因而又具有導(dǎo)氣管的作用。（1分）因此選用了曲頸甑，就可以避免使用橡皮塞、橡皮管等連接件（1分），使制得的硝酸更純凈，（1分）而且絕無漏氣之虞。（1分）(3) 作者在告誡我們：注意控制溫度，加熱不宜過猛！（1分）因?yàn)橄跛岬臒岱€(wěn)定性差，受熱容易分解。（1分）這不僅導(dǎo)致產(chǎn)物損失，而且分解生成的氣體又污染了空氣。（1分）(4) 產(chǎn)物呈黃色是由于濃硝酸中溶有少量自身分解