第13讲 非选择题（创新型）-全国初中化学竞赛试题精编（教师版）

全国初中化学竞赛试题精编第13讲 非选择题（创新型）1.（安徽芜湖市第二十九中学2021-2022学年上学期竞赛）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种氧化镍NiO晶体中就存在如下图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代，其结果晶体仍呈电中性，但此化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成中个数比NiO97100，（1）写出该氧化镍样品的化学式_ 。（2）试计算晶体中Ni2+与Ni3+的离子个数之比_。【答案】（1）Ni97O100（2）91：6【解析】（1）因氧化镍样品组成中个数比NiO97100，故化学式为Ni97O100。（2）在化合物中，正负化合价的代数和为0，可设Ni2+个数为x，Ni3+为（97-x），可列式：。x=91，因此Ni2+与Ni3+离子个数之比为91：6。2.人类对原子结构的认识永无止境。（1）“粒子轰击金箔实验”为建立现代原子理论打下了基础。该实验中大多数粒子穿过金箔且没有改变原来运动方向，说明了 ；极少数粒子被反弹了回来，说明了 ，在图中所示的线条中，不可能是粒子（带正电）在该实验中的运动轨迹的是 。（2）正电子、负质子都属于反粒子，它们与普通的电子、质子的质量与电量均相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的反物质。请你推测反氢原子的结构：反氢原子中含有一个带 电荷的质子和一个带 电荷的电子；反氢原子失去一个电子后所形成的离子符号 。【答案】（1）原子核外有相对较大的空间；原子核的质量很大，体积很小；a（2）负；正；H-【解析】（1）该实验中大多数粒子穿过金箔且没有改变原来运动方向，说明了原子核外有相对较大的空间；极少数粒子被反弹了回来，说明了原子核的质量很大，体积很小；原子核带正电，粒子也带正电，受到原子核的斥力，不可能偏向原子核，故不可能是粒子（带正电）在该实验中的运动轨迹的是a；（2）氢原子含有1个带正电荷质子和1个带负电荷的电子，故反氢原子中含有一个带负电荷的质子和一个带正电荷的电子；反氢原子失去一个电子后，带1个单位的负电荷，所形成的离子符号为H-。3.（陕西省咸阳市泾阳县2020-2021学科竞赛）同一种原子可以用符号表示，其中X表示元素符号，A表示质子数与中子数的和，Z表示质子数。原子的质子数为_；中子数为_；该原子形成的离子离子符号为_。【答案】 . 11 . 12 . Na+【解析】从符号各种符号表示的意义可知：的相关微粒个数分别是该原子质子数是11，中子数是12，元素符号是Na，因原子中质子数等于电子数，所以其核外电子数是11，最外层为1个电子，该层电子在化学反应中易失掉，而成为带一个单位正电荷的钠离子，所以形成的离子符号为Na+。4. 分别表示氢元素的三种原子，可简写成 、 、 制造燃料电池常用 ，制造氢弹常用 、 ，请根据图回答 （1） 、 、 三种原子中， （填“质子”“中子”或“电子”）数目不等。 （2） 和O2反应生成的重水可表示为 ，写出在 在O2中燃烧的化学方程式： ，此反应属于 （填基本反应类型）。在图乙的小方框中，把 和O2恰好完全反应的反应物微观粒子补画齐全 。 【答案】（1）中子（2）；化合反应；【解析】（1）根据图甲可知，元素符号的左上角数字表示质量数，左下角数字表示原子序数，三种原子中的原子序数相等，原子序数等于质子数等于电子，所以三种原子中的质子数、电子数相同，三种原子中质量数不相等，质量数=质子数+中子数，所以在三种原子中，中子数目不同；（2） 和O2反应生成的重水可表示为 ，在 在O2中燃烧的化学方程式为： ；该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应；根据化学方程可知，2个氢分子与1个氧分子恰好完全反应，在图乙的小方框中，把 和O2恰好完全反应的反应物微观粒子补画齐全如图。5人体通过肺与外界进行气体交换，吸入空气中的氧气，排出二氧化碳和水蒸气但人体排出的二氧化碳究竟是空气中原有的，还是人体代谢的最终产物？为了证实这个问题，有人采用： （1）人吸气时应将活塞A （填“打开”或“关闭”），活塞B （填“打开”或“关闭”） （2）人呼气时应将活塞A （填“打开”或“关闭”），活塞B （填“打开”或“关闭”），此时可观察到瓶内的现象是 ;（3）瓶所装试剂的作用是 ；瓶所装试剂的作用是 ；将上述操作反复进行，能证明人所呼出的气体中所含的二氧化碳不是来自空气，而是人体的代谢产物 【答案】（1）打开；关闭（2）关闭；打开；澄清石灰水变浑浊（3）除去空气中的二氧化碳；证明人呼出的气体中含有二氧化碳【解析】（1）吸气时除要掉混合气体中存在的二氧化碳，因此需要让吸入的气体通过I瓶进入故答案为：打开、关闭（2）吸气时需要证明生成了二氧化碳，因此呼出的气体需要通过II，二氧化碳的存在现象是石灰水变浑浊故答案为：关闭；打开；澄清石灰水变浑浊（3）I和II的装置不同，I是吸入气体的装置II是呼出气体的装置，故其作用分别是去除与验证故答案为：除去空气中的二氧化碳；证明人呼出的气体中含有二氧化碳 要想证明呼出的气体中有人体代谢产生的二氧化碳，首先应除掉原来空气中含有的二氧化碳，再将生成的气体通入到II中证明有二氧化碳存在，验证二氧化碳存在一般是使澄清石灰水变浑浊6如图为探究微粒性质的实验装置，操作过程如下：（1）连接好装置。打开止水夹，推动注射器的活塞，注入空气 （填现象），说明该装置气密性良好。再关闭止水夹，拔下注射器。（2）用注射器抽取30mL浓氨水，重新接入该装置。 （填操作），推动注射器的活塞将浓氨水通过导管挤入装置下端两侧玻璃管内，此时观察到玻璃管内湿润的酚酞滤纸条自下而上慢慢变红，该现象主要说明：氨水的性质是 ，微粒的性质是 。（3）马上将装置下端玻璃管底部同时浸入装有等体积的热水和冷水的烧杯中，发现 （选填“左侧”或“右侧”）玻璃管内湿润的酚酞滤纸条自下而上变红的速率加快，说明温度对微粒的运动速率产生了影响。拆除装置前，向装置内注入HCl或H2SO4防止氨气逸散。【答案】（1）两侧气球变大，且一段时间内不缩小（2）打开止水夹；易挥发（其他合理答案也可）；不断的运动 （3）左侧【解析】(1)打开止水夹，推动注射器的活塞，装置内压强变大，若装置气密性良好，两侧气球变大，且一段时间内不缩小。(2)打开止水夹才能将浓氨水注入装置内。所以填：打开止水夹玻璃管内湿润的酚酞滤纸条自下而上慢慢变红是因为氨水易挥发，挥发出的氨气分子不停运动，遇水形成氨水，氨水呈碱性能使酚酞变红。该现象主要说明：氨水的性质是易挥发、碱性，微粒的性质是不停运动。(3)温度越高分子运动越快，所以左侧玻璃管内湿润的酚酞滤纸条自下而上变红的速率加快。7用下图装置(夹持装置已略去)测定空气中氧气的含量。已知：白磷的燃烧最低温度为40；带刻度玻璃管读数从上往下增大。（1）I.实验步骤检查图1装置的气密性：往管B中加适量水，塞紧管A上端的橡胶塞，调整管B的高度，使管B内液面高于另一侧液面，过一段时间，当观察到现象： ，说明装置气密性良好。（2）如图2所示，将稍过量的白磷放入燃烧匙，塞紧橡胶塞，调整管A与管B内液面处于同一水平线，读取管B内液面读数V0。用激光笔点燃白磷，可观察到管A内现象： ，若白磷燃烧的产物与红磷相同，则白磷燃烧的文字表达式为： 。待冷却至室温，调整管A与管B内液面处于同一水平线，读取管B内液面读数V1(如图3所示)。如图4所示，打开管A上端橡胶塞，将管A位置下移，管B上移，至管A中充满水，立即再塞紧上端橡胶塞，调整管A与管B内液面处于同一水平线，读取管B内液面读数V2。（3）.实验评价与教材实验(装置如右图所示)比较，本实验的优点是 。(写一条)。（4）若测定氧气的含量小于理论值，则可能的原因是 。（5）.数据记录与处理某次实验记录数据如下表，请根据数据计算并填写表中空格。V0/mLV1/mLV2/mL管A中氧气所占的体积(mL)管A中空气的体积(mL)空气中氧气含量(用数值列式即可)1.878.0231.60 重复3次实验，计算出空气中氧气含量的平均值 。【答案】（1）液面差没有变化(其他合理答案也可以)（2）白磷燃烧一段时间后熄灭，管A内液面先下降后上升；磷+氧气 五氧化二磷（3）污染小(或精确度高等其他合理答案也可以)（4）装置漏气（合理答案即可）（5）6.152；9.73； ×100%【解析】（1）往图1装置管B中加适量的水，塞紧管A上端的橡皮塞，调整带刻度玻璃管的高度，使管B内液面高于另一侧液面，过一段时间，当观察到液面差没有变化，说明装置气密性良好；（2）用激光笔点燃白磷，白磷的温度达到了其着火点，白磷燃烧放出热量，气体体积膨胀，所以管A中的液面下降；耗尽氧气后，白磷熄灭，由于白磷燃烧消耗了氧气，导致装置的压强减小，所以管A内的液面又上升；白磷燃烧生成二氧化碳，反应的文字表达式为：磷+氧气 五氧化二磷；（3）与教材实验（如图所示）比较，本实验始终是在气密容器内进行的，污染小；再者细玻璃管的刻度精密，使测定结果精确度高； （4）白磷量不足、装置漏气等会导致装置中的氧气未完全消耗，导致测出的空气中氧气的含量小于理论值；（5）如图2所示，将稍过量的白磷放入燃烧匙，塞紧橡胶塞，调整管A与带管B内液面于同一水平线，读取带刻度玻璃管内视数V0；用激光笔点燃白磷，白磷燃烧熄灭冷却至室温，调整管A与管B内液面处于同一水平线，读取管A内视数V1（如图3所示），液面变化体积即为消耗的氧气体积，为V1-V0=8.02mL-1.87mL=6.15mL；如图4所示，打开管A上端橡胶塞，将管A位置下移，管B上移，至管A中充满水，立即再塞紧上端橡胶塞，调整管A与管B内液面处于同一水平线，读取带管B内视数V2，液面变化的气体即为空气的体积，为V2-V0=31.60mL-1.87mL=29.73mL；空气中氧气含量为： ×100%。8. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）某化学兴趣小组用图1所示的装置，对氢氧化钙溶液进行探究。（1）在图1的A、B两个相同装置中，分别放入等体积的水和饱和石灰水，通电，发现B装置灯泡更亮，原因是_；通电相同时间，发现B装置中两个电极附近产生气泡比A装置多，此条件下产生气泡的化学方程式为_。（2）接通直