2024年全國初中學生化學素養和試驗實力競賽

（第十三屆天原杯）復賽試題

題號一二三四總分

得分

試題說明：1.本試卷共8頁，滿分100分。

2.考試時間：2小時。

可能用到的相對原子質量：H:1C:12N:140:16Na:23Mg:24Al:27S:32

Cl:35.5Ca:40Cu:63.5Zn:65

一、選擇題（本題包括14個題，每小題2分，共28分。每小題有1個或2個選項符

合題意。若有兩個答案的，錯1個不得分，漏選1個扣1分。請將答案填在下表

相應題號的空格內。）

題號1234567891011121314

答案

1.種植下面幾種農作物對pH的要求是：大豆6?7,茶5?5.5,甜菜7?7.5,西瓜6。

假如某地區常常降酸雨，則上述農作物最不適合種植的是

A.大豆B.茶C.甜菜D.西瓜

2.一種“即食即熱型快餐”適合外出旅行時運用。其內層是用鋁箔包袱的并已加工好

的真空包裝食品，外層則是獨立包裝的兩包化學物質，運用時拉動預留在外的拉線，

使這兩包化學物質混合，此時便可對食物進行加熱，這兩包化學物質最合適的選擇

是

A.濃硫酸與水B.生石灰與水C.熟石灰與水D.氯化鈉與水

依據以下供應的材料，解答第3?5題。

材料1：據2002年4月30日《中國環境報》報道，某化工廠排放的污水，使某市

一條長約50公里的河水受到嚴峻污染，對工農業生產及人民的生活造成嚴峻危害。經

環保部門測定，被污染的河水pH在1?4之間，其他水質指標也嚴峻超標。

材料2：2002年6月1日，國家環境愛護總局發布的《地表水環境質量標準》，對

地表水質量作了明確規定，部分指標如下（除pH夕卜，各項目的單位：mg/L）：

I類II類III類W類V類

磷(P)W0.020.10.20.30.4

氮(N)W0.20.51.01.52.0

鋅(Zn)W0.051.01.02.02.0

鉛(Pb)W0.010.010.050.050.1

PH6?96?96?96?96?9

3.假如讓你測定該河水樣的酸堿度，可選用

A.石蕊試液B.酚配試液C.pH試紙D.碳酸鈉溶液

4.材料2中所指出的“氮”、“磷”、“鋅”、“鉛”,是指

A.單質B.元素C.離子D.分子

5.經測定，該化工廠排放的污水中鉛的質量分數為（1X106）%。則該污水的水質屬于（設

該污水的密度為lg/cm3）

A.I類B.HI類C.W類D.V類

6.我國科學家在1993年首次利用超真空掃描隧道顯微鏡技術，在一塊晶體硅（由硅原

子構成）的表面干脆移動硅原子寫下了“中國”兩字。下列說法中正確的是

A.在上述操作中沒有任何變更

B.這兩個漢字是當時世界上最小的漢字

C.此技術說明在化學變更中原子可以再分

D.這標記著我國科學家已進入了操縱原子的階段

7.據報道，某地發覺一溫泉，水溫高達58℃?經監

測分析，該溫泉屬硅酸鹽礦泉，有軟化血管的作

用，對心臟病、高血壓病等有良好的醫療作用。已知硅酸鹽中硅元素的化合價為+4

價，則硅酸的化學式為：

A.H2SiO4B.H4SiO3C.H2SiO3D.Na2SiO3

8.某工廠排放的廢硫酸，擬選用下列物質與之中和:

物質相對分子質量市場參考價（元/kg）

CaCO31001.8

Ca(OH)2742.0

NH3176.5

NaOH4011.5

假如要求花最少的錢來中和同樣量的廢硫酸，則應選擇

A.CaCO3B.Ca（OH）2C.NH3D.NaOH

9.燃料電池是一種將化學反應產生的能量干脆轉換成電能的裝置。下列燃料電池比較

適合宇宙飛船上運用的是

A.O2-CH4燃料電池B.O2-C2H5OH燃料電池

C.O2-H2燃料電池D.O2-CO燃料電池

10.為驗證人體呼出氣體中含有的CO2不是來自空氣，而

是人體代謝作用產生的。某學校學生課外活動小組設

計了如右圖所示裝置，你認為該裝置應選用的試劑是

瓶I瓶II

A.Ca(OH)2NaOH

B.NaOHCa(OH)2

稀

C.HC1Ca(OH)2

D.NaOHBaCl2

11.甲原子與乙原子的質量比為a：b,而乙原子與碳12原子的質量比為c:d,則甲原子

的相對原子質量為

A.12ac/bdB.bc/12acC.12bd/acD.ab/12bc

12.將wgKNCh的不飽和溶液恒溫蒸發水分，直到有晶體析出。在此變更過程中，溶液

中溶質質量分數與時間的變更關系可用下圖表示的是

13.為了使經濟可持續發展，生產過程應盡量削減對環境的負面作用。由單質銅制取硫

酸銅有下列幾種步驟，其中可行且符合以上要求的是

A.CU-*CUSO4B.Cu—CuOfC11SO4

C.Cu-CU2（OH）2CO3-*CUSO4D.CU->CU（NO3）2^CU（OH）2-*CUSO4

14.50g鎂、鋅、鐵的混合物與足量的稀硫酸反應得到混合溶液，蒸發后得到218g固體

（已換算成無水硫酸鹽）。則反應產生氫氣的質量是

A.2gB.3gC.3.5gD.4.5g

二、填空題（本題包括9個小題，共41分）

15.（6分）反物質是由反粒子組成的物質。全部的粒子都有相應的反粒子，反粒子的特點

是其質量、壽命等與相應的粒子相同，但電荷、磁矩等與之相反。反粒子一旦與相

應的粒子碰撞，如電子遇到反電子，就會馬上“湮滅”為其他物質。據最新報導，

歐洲核子探討中心近日已勝利地制造出約5萬個低能量狀態的反氫原子，這是人類

首次在受控條件下大量制造的反物質。試回答下列問題：

⑴你認為反氫原子的結構示意圖可表示為,圖中代表各微粒的符號及其

所表示的意義分別是：表示;表示。

⑵質子與反質子相碰撞而“湮滅”是化學變更嗎？,理由是o

16.（2分）用來制蠟燭的石蠟是一類含碳、氫元素的化合物，可用通式CnH2n+2表示其組

成。在空氣中點燃蠟燭，常因燃燒不完全而產生炭。室內有人吸煙后，常有難聞氣

味，有人建議，在室內點燃一支蠟燭，不久這種氣味可減弱，其緣由是。

17.（3分）吸煙有害健康，科學試驗表明香煙所產生的煙霧中，至少有300多種化合物

不同程度對人有害。為了檢驗該煙霧中是否存在CO2和CO,在對香煙燃燒產生的

煙霧進行適當處理后，依次通過足量的以下試劑：①澄清石灰水，②濃硫酸，③灼

熱的黑色氧化銅粉末，④澄清石灰水，發覺①、④變渾濁。試回答：

⑴①中發生的現象說明。

⑵煙霧中是否存在co?，做出此推斷依據的試驗現象為o

18.（3分）人們每天通過攝取食物不斷補充所須要的各種元素，但有時也會攝入某些有害

的元素。請指出下列礦物元素中，哪些是人體必需的微量元素，哪些是對人體有害

的微量元素（請用線連接）。

鎘Cd

銅Cu

鐵Fe

鈣Ca

汞Hg

必需的微量元素-----------碘I有害的微量元素

鉛Pb

鎂Mg

硒Se

鋅Zn

19.（5分）試驗室現有五瓶失去標簽的無色溶液，依據試驗室的記錄，只知它們分別是

KCkK2so4、K2cO3、AgNCh、BaCh中的一種，為確定它們的成分，某學生將它

們依次編為A、B、C、D、E,并設計了一組試驗，試驗記錄如下：

⑴將A和B混合,產生一種既不溶于鹽酸也不溶于稀硝酸的沉淀;

⑵將C和D混合,產生一種既不溶于鹽酸也不溶于稀硝酸的沉淀;

⑶將A和E混合,產生的沉淀既溶于鹽酸也溶于稀硝酸；

⑷將D和E混合,產生的沉淀僅在稀硝酸中消逝；

⑸將B和C混合,沒有沉淀生成。

由以上試驗確定：A是,B是,C是,D是,E是o

20.（3分）試驗室作鋅粒和稀硫酸反應制取氫氣，并經過凈化、干燥后，還原氧化銅的方

法可以測定銅的相對原子質量。依據所得到的銅粉的質量，可求得參與反應的氫氣

的質量，進而計算出應消耗的鋅粒和稀硫酸的質量。但實際耗用的鋅粒（不含雜質）

和稀硫酸的質量遠遠超過計算值。試從試驗過程看，緣由是：

①;

②;

③o

21.（4分）新型材料納米級a-Fe粉具有超強的磁性能，用作高密度磁記錄的介質以及高

效催化劑等。試驗室采納氣相還原法制備納米a-Fe,方法是:將固體粉料FeCb-nHzO

脫水、真空干燥，然后在高溫條件下通入高純氮氣（作愛護氣）和氫氣（作還原氣）

的混合氣體，生成納米a-Fe。請回答以下問題：

⑴寫誕生成納米a-Fe的化學方程式;

⑵反應中愛護氣的作用是=

22.（11分）“化學多米諾試驗”是利用化學反應中氣體產生的壓力，使多個化學反應依

次發生。（整個反應只須要第一個反應發生，就似乎多米諾骨牌嬉戲一樣。）以下就

是一個“化學多米諾試驗”，已知H2O2在Mnth的催化作用下可分解產生02和H2OO

所示裝置圖中各儀器內盛放的物質分別為：A.稀硫酸；B.鋅粒；C.3%H2O2溶液；

D.MnO2；E.某溶液；F.某塊狀固體；G.滴有紫色石蕊試液的蒸儲水；H.足量澄清石

灰水。

請回答以下各題：

⑴試驗起先前必需進行的操作是;

⑵反應起先后，若G中出現紅色，H中有白色沉淀生成，推斷E、F中的物質可能

分別是;;

⑶按基本反應類型寫出該試驗中有關反應的化學方程式：（裝置用字母表示）

化合反應___________________,發生在裝置______________________中；

分解反應___________________,發生在裝置______________________中；

置換反應___________________，發生在裝置______________________中；

復分解反應_________________,發生在裝置______________________中。

BCDEFGH

23.（4分）測定人體血液循環量的一種方法是：吸取6.0mL含放射性元素短工人血

清白蛋白溶液，每L0mL含放射性元素碘2.0X10-6。（居里，一種放射性強度的單位）,

快速注入靜脈中，10分鐘時抽取1.0mL靜脈血液，測定其中含放射性元素碘為0.0030

X10-6Ci（10分鐘內碘的放射性的強度變更可忽視不計）。人的血液循環量為L。

又知碘是甲狀腺素的主要成分，健康成人每天相宜攝入量為100gg~200Mg（lMg

為10一%）。為使上述測定結果牢靠，從測定人體血液循環量24小時前，連五天服碘化

鈉（不含放射性碘）50mg/（5mL?d）,緣由是。

三、試驗題（本題包括3個小題，共18分）

24.（5分）某生活污水有一股臭味，主要含有碎萊葉、碎塑料薄膜、泥沙、氯化鈉

和碳酸鈉等物質。現欲將其經去渣、除臭處理后用于清洗廁所的用水。問：

（1）實行何種操作可除去其中的固體物質;

（2）用什么物質可除去污水的臭味;

（3）把生活污水進行處理再利用的目的是什么；

（4）怎樣檢驗經（1）和⑵處理后的水中是否還存在氯離子-

25.（7分）將適量黃色的草酸亞鐵（FeC2O「2H2O）粉末加入試管，在酒精燈上邊加

熱邊搖動，發生猛烈反應，產生的氣體可使燃著的木條熄滅，生成黑色的粉末。反應

將結束時，用橡皮塞塞好試管，稍冷后，打開塞子將所得的黑色粉末撒在石棉網上，

便會馬上自燃起來。試回答下列問題：

(1)黑色粉末是什么物質?為什么在空氣中自燃??

(2)反應將結束時，用橡皮塞塞好試管有何作用?。

(3)化學反應的快慢與反應物的表面積有何關系?。

(4)寫出草酸亞鐵受熱分解的化學方程式。o

26.(6分)雷利是英國物理學家，他曾用下列兩種方法測定氮氣的密度。

方法一：將除去水蒸氣和二氧化碳的空氣通過燒紅的裝有銅屑的玻璃管，使空氣

中的氧氣全部除去，測得氮氣的密度為L2572kg/Lo

方法二：將氨氣(NH9通過赤熱的裝有氧化銅的玻璃管，生成氮氣和水蒸氣，除去

水蒸氣后測得氮氣的密度為1.2508g/L?

若兩次測定的狀況相同，請問：

(1)方法二中發生反應的化學方程式為;

⑵欲除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳，可供選擇的裝置如下圖所示(不行重復使

用)，在你選擇的裝置中，用相應的字母表示導管口的連接依次，瓶中應盛放什么物

質：。

(3)請分析兩種方法所測定的氮氣密度數值不同的緣由。

四、計算題(本題包括2個小題，共13分)

27.(7分)現有一種銅和氧化亞鐵的混合物樣品。為測定該樣品中氧化亞鐵的含量,

某學生取20.0g此樣品置于燒瓶中，分四次加入密度為L22g/cnP的硫酸并做相關

記錄。

有關數據記錄如下表：

加硫酸的序號加入硫酸的體積/mL剩余固體的質量/g

120.016.0

220.012.0

320.08.0

420.08.0

試計算:

（1）10.0g此樣品中銅的質量。

（2）樣品中氧化亞鐵的質量分數。

（3）所用硫酸溶液溶質的質量分數。

28.（6分）航天技術中的火箭推動劑可用醇類為燃料，液態氧為氧化劑，但后者的

沸點較低（483℃）,須要額外的隔熱裝置，因而增加了火箭的重量。為了避開此缺點，

可用過氧化氫（H2O2）代替液態氧，它具有相對高的沸點和較低的凝固點，而且沒有毒

性，和醇反應的時也能放出很高的能量。現有一液體推動劑以醇（含碳52%,含氫13%,

含氧35%）為燃燒，質量分數為90%的過氧化氫做氧化劑，欲使1kg該醇燃料完全燃燒,

計算需消耗質量分數為90%的過氧化氫的質量。（可按2H20-2H2t+O2t得到的氧

氣與醇反應來計算）

2024年全國初中學生化學素養和試驗實力競賽

（第十三屆天原杯）復賽試題參考答案及評分標準

一、選擇題（本題包括14個小題，每小題2分，共28分。每小題有1個或2個選項符

合題意。若有兩個答案的錯1個不得分，漏選1個扣1分。）

題號1234567891011121314

答案CBCBDBDCBCAABCBC

二、填空題（本題包括9個小題，共41分）

15、（6分）

（1）。?1（1分），+1。5分），1個反電子（1分）；-1（0.5分）反氫原子核

且其中只有1個反質子（或1個反質子）（1分）

（2）不是（0.5分），化學變更是反應物中原子的重新組合，“湮滅”不是（1.5分）

16、（2分）蠟燭在空氣中燃燒不完全，產生了炭，這些炭的顆粒蛛具有吸附作用。

17、（3分）每空1分

（1）燃燒產物中存在CO2o

⑵存在，④中的澄清石灰水變混濁。

（選對2個給0.5分，選對

3個給1分，全對給2分）

19、（5分）每個化合物各1分

BaCl2,K2SO4,KC1,AgNO3,K2CO3

20、（3分）每項1分

①氧化銅加熱前要先通氫氣，排去試管內空氣；

②反應后熱銅粉還需在氫氣中冷卻；

③部分氫氣通過裝有氧化銅的試管時，未與氧化銅反應

21、（4分）各2分

（l）H2+FeCl^=Fe+2HCl

（2）防止生成的納米a-Fe被氧化

22、（11分）每空1分

（1）檢查裝置的氣密性。

⑵稀鹽酸，石灰石。（其他合理答案也可得分）

（3）化合反應CCh+H2O==H2cCh；G；

分解反應2H2呼kZlhO+O2，D;

置換反應Zn