2022年温州市第七届“小科学家摇篮杯”高一化学竞赛试题

2022年温州市第七届“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）考生须知：1．全卷分试题卷和答题卷两部分。试题共有五大题，29小题。满分150分，考试时间120min。2．本卷答案必须做在答题卷相应位置上，做在试题卷上无效，考后只交答题卷。必须在答题卷上写清楚学校、姓名、准考证号。[来源:Z,xx,k.Com]H1相对原子质量He4Li7Be9B10C12N14O16F19Ne20Na23Mg24Al27Si28P31S32Cl35.5Ar40K39Ca40Sc45Ti48V51Cr52Mn55Fe56Co59Ni59Cu64Zn65Ga70Ge73As75Se79Br80Kr84Rb85.5Sr88Y89Zr91Nb93Mo96Tc[98]Ru101Rh103Pd106Ag108Cd112In115Sn119Sb122Te128I127Xe131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.下列说法不正确的是A.光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济B.燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施C.纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附D.Ba2+浓度较高时危害健康，但BaSO4可服人体内，作为造影剂用于X-射线检查肠胃道疾病2.下列有关化学用语正确的是A.CO2的电子式：B.HClO的结构式：H-Cl-O13/13C.水分子的球棍模型：D.35Cl－离子的结构示意图：3．采用不同的分类方法，可将金属氧化物分为不同的类别。例如，从某种意义上讲，可将Na2O、CuO、MgO、Fe2O3等归为一类，则下列氧化物中与它们同属一类的是A．CaOB．Na2O2C．Al2O3D．Mn2O74．下列有关物质性质和用途对应具有因果关系的是A．二氧化硅熔点高，可用于制光导纤维B．次氯酸钙具有强氧化性，可用于消毒杀菌C．浓硫酸具有脱水性，可用于干燥气体D．氯化铁易水解，可用于腐蚀铜制线路板5.W、X、Y、Z、M、N六种主族元素，它们在周期表中位置如图所示，下列说法不正确的是第5题图A．原子半径：Y>Z>WB．单质的还原性：X>YC．溴与元素M同主族，最高价氧化物的水化物的酸性比M的强D．元素N位于金属与非金属的分界线附近，可以推断N元素的单质可作半导体材料第6题图6．高温条件下，Al和Fe2O3反应生成Fe和Al2O3。下列说法正确的是A．该反应过程中的能量变化如右图所示B．该反应条件下，Al的还原性强于FeC．反应中每生成1molFe转移6×6.02×1023个电子D．实验室进行该反应时常加入KClO3作催化剂7．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是A．MgCO3MgCl2(aq)MgB．NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3多壁碳纳米管钠箔1mol·L-1NaClO4四甘醇二甲醚溶液Na+Na+C．Cu2(OH)2CO3CuOCu(OH)2D．SO2NH4HSO3(NH4)2SO48．最近我国科学家发明“可充电钠-二氧化碳电池”（如图），放电时电池总反应为：4Na+3CO2=2Na2CO3+C。下列说法错误的是A．电池工作温度可能在200℃以上13/13B．该装置可以将化学能转化为电能C．放电时，Na+向正极移动第8题图D．放电时，正极的电极反应为：4Na++3CO2+4e－=2Na2CO3+C9．下列说法正确的是A．铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上镶入若干铜块以减缓其腐蚀B．若反应过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量，则反应放热C．一定温度下，增大反应2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g)容器的体积，平衡不移动D．反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0能自发进行，可知该反应ΔS>010.为完成相应实验，实验器材（规格和数量不限）足够的一项是相应实验实验仪器和用品（夹持装置省略）A氯化钠溶液的蒸发结晶烧杯、玻璃棒、酒精灯B用盐酸除去硫酸钡中的少量碳酸钡烧杯、胶头滴管C用溴水和CCl4除去NaBr溶液中的少量NaI烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗D配制0.5mol·L－1的硫酸溶液烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶二、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．下列说法不正确的是A．Na2He是科学家最近合成的新物质，Na2He中各微粒最外层均达到稳定结构B．氢氧化钠在熔融状态下离子键被削弱，形成自由移动的离子，具有导电性C．碘晶体是分子晶体，加热升华过程中只需克服原子间作用力D．水电解生成氢气和氧气，有化学键的断裂和形成12.一定条件下，0.3molN2(g)与0.3molH2(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应（未配平）：N2(g)+H2(g)－NH3(g)，下列示意图合理的是13/1313．下列指定反应的离子方程式正确的是A．Na2CO3溶液中CO32－水解：CO32－＋2H2OH2CO3＋2OH－B．Fe3O4溶于稀HNO3：3Fe3O4＋28H+＋NO3－=9Fe3+＋NO↑＋14H2OC．少量的SO2通入NaClO溶液：SO2+ClO－+H2O=SO42－+Cl－+2H+D．向含Ba(OH)2和KOH均为0.1mol的混合溶液中通入标准状况下4.48LCO2气体：Ba2++3OH－+2CO2=BaCO3↓+HCO3－+H2O第14题图14.碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为：Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g)。在温度、容积恒定的反应体系中，CO浓度随时间的变化关系如图曲线甲所示。下列说法不正确的是A．在不同时刻都存在关系：v(N2)=3v(CO)B．c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率C．从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率D．维持温度、容积不变，若减少N2的物质的量进行反应，曲线甲将转变为曲线乙15.一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClOx－(x=1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是A．a、b、c、d、e中，c最稳定B．b→a+c反应的活化能为20kJ·mol－1C．b→a+d反应的热化学方程式为3ClO－(aq)=ClO3－(aq)+2Cl－(aq)△H=-116kJ·mol－1D．一定温度下，Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a、b、d，溶液中a、b、d的浓度之比可能为第15题图16：1：316．苯甲酸钠（C6H5COONa，简写为NaA）可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸（HA）的抑13/13菌能力显著高于A–。已知25℃时，HA的Ka=6.25×10–5，H2CO3的Ka1=4.17×10–7，Ka2=4.90×10–11。在生产碳酸饮料的过程中，除了添加NaA外，还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是（温度为25℃，不考虑饮料中其他成分）A．相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较低B．提高CO2充气压力，饮料中c(A–)减少C．当pH为5.0时，饮料中=0.16D．碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为：c(H+)=c(HCO3－)+c(CO32－)+c(OH－)–c(HA)17．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．31g白磷()分子中含有1NA个P-P键B．1molFeI2与1molCl2反应时转移的电子数为3NAC．标准状况下，4.48LCH4和乙烯(CH2=CH2)的混合气体完全燃烧，产生的水中所含O-H键数目为0.8NAD．常温下，将1molNH4NO3溶于稀氨水中使溶液呈中性，溶液中NH4+数目为NA18.在常温下，0.1000mol·L－1Na2CO3溶液25mL用0.1000mol·L－1盐酸滴定，其滴定曲线如图所示。下列关于滴定过程中的离子反应或微粒间浓度关系的说法正确的是A.b→c点之间所发生反应的离子方程式为：2H++CO32－=CO2↑+H2OB.a点：c(CO32－)>c(HCO3－)＞c(OH－)第18题图C.c点：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO3－)＋2c(H2CO3)D.d点：c(H＋)＝2c(CO32－)＋c(HCO3－)＋c(OH－)19.将22.4g铁和0.3molBr2充分反应，加水溶解后过滤，向滤液中通入amolCl2。下列叙述不正确的是（不考虑溴的挥发）A.当a=0.1时，发生的反应为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－B.当a=0.45时，发生的反应为：2Fe2++4Br－+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl－C.若溶液中Br-有一半被氧化时，c(Fe3+)：c(Br-)：c(Cl-)=l：1：3D.当0<a<0.15时，溶液中始终满足2c(fe2+)+3c(fe3+)+c(h+)=c(cl－)+c(br－)+c(oh－)20.装置(ⅰ)为铁镍（fe-ni）可充电电池：fe+nio2+2h2ofe(oh)2+ni(oh)2；装置(ⅱ)为电解示意图。当闭合开关k时，y附近溶液先变红。下列说法正确的是第20题图a．闭合k时，x的电极反应式为：2h++2e－=h2↑13 13b="">”“<”或“=”）。②若985℃时，反应经tmin达到平衡，此时H2S的转化率为40%，则tmin内反应速率v(H2)=▲mol·L－1·min-1(用含c、t的代数式表示）。③请说明随温度的升高，曲线b向曲线a接近的原因：▲。（2）方法二：以CaO为吸收体，将生物材质（以C计）与水蒸气反应制取H2。相关主要反应如下：I.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H=+131.6kJ·mol－1II.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-43kJ·mol－1III.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)△H=-178.3kJ·mol－1①计算反应ⅣC(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=▲kJ·mol－1。若K1、K2、K3分别为反应I、II、III的平衡常数，则反应Ⅳ的平衡常数K=▲(用含K1、K2、K3的式子表示）。②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)，采取以下措施可以提高H2产率的是▲。（填字母编号）A.适当的降低体系的温度B.压缩容器的体积C.用镧镍合金(LaNi5)吸收氢气D.增加CaO的量[来源:学_科_网]③图2为反应I在一定温度下，平衡时各气体体积百分含量随压强变化的关系图。若达某一平衡状态时，测得c(H2O)=2c(H2)=2c(CO)=2mol·L－1，试根据H213/13O的体积百分含量变化曲线，补充完整CO的体积百分含量变化曲线示意图。四、实验题（2小题，共20分）第26题图26.（7分）如图所示，“二氧化碳是否在有水存在时，才能与过氧化钠反应？”这个问题可通过以下实验加以证明。（1）按图装置，在干燥的试管Ⅲ中装入Na2O2后，在通入CO2之前，应事先将活塞（K1、K2）关闭好，目的何在？▲。（2）试管I内的试剂X是　　时，打开活塞K1、K2，加热试管Ⅲ约5分钟后，将带火星的小木条插入试管Ⅱ的液面上，可观察到带火星的小木条不能剧烈地燃烧起来，且Ⅲ内淡黄色粉末未发生变化，则所得的结论是▲。（3）试管I内试剂为CO2饱和水溶液时，其他操作同（2），通过▲的现象，可以证明Na2O2与潮湿的CO2能反应且放出O2。（4）CO2与过氧化钠反应机理也可用示踪原子分析加以证明，请完成下列反应方程式：▲Na2O2+▲C18O2+▲H218O→▲。27．（13分）氯化铬晶体(CrCl3·6H2O)是一种重要的工业原料，工业上常用铬酸钠(Na2CrO4)来制备。实验室中以红矾钠(Na2Cr2O7)为原料制备CrCl3·6H2O的流程如下：还原碱溶红钒钠①调节pH约为7CH3OH过滤滤液…40%NaOH10%HCl20%NaOHCrCl3·6H2O②已知：①Cr2O72－＋H2O2CrO42－＋2H+；②CrCl3·6H2O不溶于乙醚，易溶于水、乙醇，易水解。③甲醇，无色液体，有毒，沸点64.7，易燃。请回答：（1）碱溶的目的是▲，所加40%NaOH不宜过量太多的原因是▲。（2）还原时先加入过量CH3OH再加入10%HCl，生成CO2，该反应的离子方程式为▲。第27题(4)图（3）使用下列用品来测定溶液的pH，合理的是▲（填字母）。A．pH计B．pH试纸C．酚酞溶液13/13（4）使用右图装置从滤液中分离出CH3OH。①该装置中存在的错误是▲。②在改正后的装置中，在仪器A中加入沸石，再加入滤液，蒸馏，收集蒸馏出的CH3OH循环使用。有的同学认为，该过程中需要加入CaO，防止水随CH3OH一起蒸出，你认为是否有必要并说明理由：▲。（5）请补充完整由过滤后得到的固体Cr(OH)3制备CrCl3·6H2O的实验方案：将过滤后所得固体▲，▲，冷却结晶，过滤，▲，低温干燥，得到CrCl3·6H2O。（实验中可供选择的试剂：盐酸、硫酸、蒸馏水、乙醇、乙醚）五、计算题（包括2小题，共10分）28.（4分）将某NaBr和NaI固体混合物溶于水配成的400mL溶液并等分成二份。取一份，在其中滴加250mLAgNO3溶液时，恰好完全转化为沉淀。另一份中通入Cl2，充分反应后将所得的溶液蒸干、灼烧、冷却、称量。称量固体的质量与通入Cl2的体积关系如图所示。请计算：第28题图（1）硝酸银溶液的浓度c(AgNO3)=▲mol·L－1。（2）原混合物中m(NaBr)：m(NaI)=▲。29.（6分）工业制硫酸吸收塔排出的尾气需要处理才能排放到大气中，其处理方法为：先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。部分测定结果：铵盐质量为10.00g和20.00g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变。请计算：（1）该铵盐中氮元素的质量分数是▲%。（2）若铵盐质量为15.00g，浓硫酸增加的质量为▲。（计算结果保留两位小数）13/132022年温州市第七届“小科学家摇篮杯”高一化学竞赛试卷参考答案一、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。）题号12345678910答案CDABCBDADC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。）题号111213141516171819202122答案ACDBDADCDBC[来源:Z+xx+k.Com]CDDCDABC三、简答题（包括3小题，共42分）【本卷中，凡是化学方程式（包括离子方程）的书写，若符号对但未配平的均扣1分】23．（16分）（除已注明之处外，其余每空2分）（1）N>O>H（2）离子键、共价键（3）酸性（1分）NH4++H2ONH3·H2O+H+（4）0.2NA（5）①8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2。取产生的白烟样品少许分成两份，一份加入NaOH并加热，若产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体，说明有NH4+；另一份加水溶解，加入AgNO3(HNO3)溶液，若有白色沉淀产生，则说明有Cl-，由此可知该白烟为NH4Cl晶体（3分）。（6）3.3×10-10（有效数字不正确扣1分，用分数扣1分）24.（14分）（每空2分）Ⅰ.（1）铁和硫（一种元素1分，多写的取前二种，写元素符号不给分）（2）Fe2S3+4H+=2Fe2++S↓+2H2S↑（3）AD（只选一个且对的给1分，有错就不给分）Ⅱ.（1）（2）I（3）ICl+KI=KCl+I2（4）ABC（全对2分，选2个且对的给1分，其余情况均不给分）25.（12分）（1）①>(1分)②0.4c/t（1分）③温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短（2分）（2）①-89.7kJ·mol-1(2分)K1·K2·K3（2分）②AC(2分)③（2分）13/13四、实验题（2小题，共20分）26.（7分）（除注意之处外，其余每空均2分）（1）以防止试管Ⅲ内的过氧化钠和外界相通时发生吸潮现象；（2）浓H2SO4(1分)；过氧化钠与干燥的CO2不反应；（3）带火星的小木条在试管Ⅱ的液面上复燃，同时，Ⅲ内固体由淡黄色变为白色；（4）2；2；2；═2Na2C18O3+O2↑+2H2O（只要18O位置标错的，就不给分）27.（13分）（1）将红矾钠(或Cr2O72－)转化为铬酸钠（或CrO42－）（2分）；避免还原时消耗过多盐酸（1分）（2）10H＋＋2CrO42－＋CH3OH＝2Cr3+＋7H2O＋CO2↑（2分）（3）AB（2分）（4）①用明火加热、体系封闭（2分，每点1分）。②没有必要，CH3OH参与反应的体系中有水（1分）（5）完全溶解于过量的盐酸中（1分，没写盐酸不给分）、蒸发浓缩（1分，写出蒸发即可给分）、用乙醚洗涤固体2~3次（1分，只要指出乙醚即可给分）五、计算题（包括2小题，共10分）28.（4分）（每空2分）（1）1.6（2）103：15029.（6分）（每空3分，质量不精确到小数点后两位，扣1分）（1）14.56%（2）2.31g13/13</a<0.15时，溶液中始终满足2c(fe2+)+3c(fe3+)+c(h+)=c(cl－)+c(br－)+c(oh－)20.装置(ⅰ)为铁镍（fe-ni）可充电电池：fe+nio2+2h2ofe(oh)2+ni(oh)2；装置(ⅱ)为电解示意图。当闭合开关k时，y附近溶液先变红。下列说法正确的是第20题图a．闭合k时，x的电极反应式为：2h++2e－=h2↑13>