（1）从题目可知“引火铁”（极细的铁粉）是一种准纳米材料，成分是铁（Fe），这个反应中反应物是四氧化三铁（Fe3O4）与氢气（H2），生成物是铁（Fe）和H2O；反应条件加热．配平即可．
（2）通过B、C的目的是得到纯净干燥氢气，可用水或NaOH吸收HCl气体，用浓H2SO4吸收水分干燥气体；
（3）从导气管末端收集一小试管气体，点燃，不发出尖锐爆鸣声，说明空气已经排完；
（4）可用点燃的方法或用气球收集没有参加反应的氢气．
故答案为：（1）Fe3O4+4H2
| ||
（2）水、浓硫酸；
（3）用试管在D的出口导管处收集气体，检验氢气的纯度；
（4）点火燃烧（或用气球收集起来）．
从题目可知“引火铁”（极细的铁粉）是一种准纳米材料，成分是铁（Fe），这个反应中反应物是四氧化三铁（Fe3O4）与氢气（H2），生成物是铁（Fe）和H2O；反应条件加热．配平即可．
故答案为：
（1）Fe3O4+4H2
| ||
（2）NaOH； 浓H2SO4（NaOH吸收HCl除杂 浓H2SO4吸收水分干燥）气体通过B、C后得到纯净干燥H2
（3）从导气管末端收集一小试管气体，点燃，不发出尖锐爆鸣声，说明空气已经排完．（这是检验气体纯度的常用方法）．
（4）点燃的方法．
初中化学奥赛习题精选（一）
可能用到的相对原子质量：H－1、 C－12、 N－14、 O－16、 Na－23、 Mg－24、
Al－27、 S－32、 Cl－355、 Ca－40、 Fe－56、 Ba－137
一、选择题（每小题有1～2个选项符合题意，各2分，共30分）
1．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁之—，下列气体的排放不会造成大气污染的是（ ）
A．SO2 B．N2 C．NO2 D．CO
2．下列说法正确的是（ ）
A．绿色食品是含叶绿素丰富的食品 B．酸雨是指pH＜7的、呈酸性的大气降水
C．白色污染是指聚乙烯等的白色塑料废弃物造成的环境污染
D．废旧干电池必须集中回收，目的是调剂给贫困地区使用
3．食品卫生与身体健康密切相关。下列做法中的食品不会对人体产生危害的是（ ）
A．用甲醛溶液浸泡海产品 B．腌制碱鱼时喷撒敌敌畏，以防止蝇虫繁殖
C．用食品级双氧水漂白椰果 D．在辣椒酱中添加苏丹一号使其常保“青春”
4．如果在宇宙飞船上划燃火柴，火焰会立即熄灭，这是由于（ ）
A．O2不足 B．火柴不可燃 C．在失重情况下，空气不对流 D．达不到着火点
5．某种新兴的金属由于密度小、延展性好、耐腐蚀性强等特点，它和它的合金在航空航海和化学工业中正逐步取代铝和铝合金而被广泛应用，该金属是（ ）
A．锌 B．钛 C．镁 D．锰
6．在通常情况下，氧气是无色、无气味的气体。但用氯酸钾与二氧化锰共热后制得的氧气却常有异常气味。将这种有异味的氧气通入蒸馏水中，再滴加含硝酸的硝酸银溶液，产生了白色沉淀。根据上述事实作出下列结论，其中正确的是（ ）
①生成的气体不是纯净物而是混合物； ②生成的气体中含有氯元素；
③在氯酸钾与二氧化锰共热后除生成氧气外，还生成了其他气体。
A．只有①② B．只有①③ C．只有②③ D．①②③
7．有六种物质能按下列顺序排序：①CO、②H2O、③NH3、④X、⑤C2H4、⑥P2O5。根据它们的组成和排列的规律，X可能是（ ）
A．NaNO3 B．CH4 C．Fe2O3 D．PCl5
8．在进食过程中与进食后定时测定唾液的pH，发现进食开始至10min，唾液的酸性逐渐增加。10～40min，酸性逐渐减弱。下列符合此事实的图像是（ ）
A． B． C． D．
9．下列各组粒子中，电子总数相等的是（ ）
A．K＋和Na＋ B．CO2和NO2 C．Ne和H2O D．N2和CO
10．在强碱性溶液中，下列各组离子能够大量共存的是（ ）
A．Mg2＋、Ca2＋、CO32－、CI－ B．Na＋、K＋、Cl－、SO42－
C．K＋、Fe3＋、SO42－、Cl－ D．NH4＋、Ca2＋、Cl－、NO3－
11．在一只盛有稀硫酸的小烧杯中悬浮着一个塑料小球如右图所示，往烧杯中加入某种固体物质，会使小球沉入水底（假设溶液的体积保持不变），该物质是（ ）
A．单质铁 B．单质铜 C．氢氧化钡 D．食盐
12．有H＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋四种离子，它们由离子变成电中性的原子的能力的强弱关系是（ ）
A．Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Zn2＋ B．Cu2＋＞Ag＋＞Zn2＋＞H＋
C．Zn2＋＞H＋＞Cu2＋＞Ag＋ D．H＋＞Zn2＋＞Ag＋＞Cu2＋
13．某化合物为Mg2(OH)mRO3•nH2O，则R的化合价为（ ）
A．＋4 B．＋(m＋2) C．＋(2m＋2) D．＋(4＋m－2n)
14．将28g生石灰放入474g水中，充分反应，所得溶液中溶质的质量分数是（ ）
A．56% B．74% C．10% D．小于1%
15．实验表明：向含有碳酸钙的悬浊液中持续通入CO2气体，可以使碳酸钙转化为碳酸氢钙，得到澄清溶液。今将一定量的CO2气体通入含Ca(OH)2074g的澄清石灰水中，析出05g白色沉淀，则通入CO2的质量可能是（ ）
A．022g B．044g C．066g D．088g
二、填空题：（本题包括7个小题），共32分）
16．（2分）1977年8月，国际化学会无机化学分会作出一项决议：从104号元素以后，不再以人名、国名来命名，一律采用新元素的原子序数（即核电荷数）的拉丁文缩写来命名。即：nil－0，un－1，bi－2，tri－3，quad－4，pent－5，hex－6，sept－7，cot－8，enn－9。照上述规定办法，第104号元素的拉丁文名称按“un＋nil＋quad＋ium（词缀）”应为“Unnilquadium”，其元素符号定为Unq；第105号元素的拉丁文名称为Unnilpentium，元素符号为Unp。其余依次类推。则109号和111号元素的元素符号分别为 和 。
17．（2分）下表是在某温度下，金属镁（Mg）和镍（Ni）分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录（a和b均为与温度有关的常数，nm表示“纳米”）：
反应时间（h） 1 4 9 16 25 请回答：Mg与Ni比较，哪一种更易被氧化？
理由是
MgO层厚（nm） 005a 020a 045a 080a 125a
NiO层厚（nm） b 2b 3b 4b 5b
18．（2分）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷。例如某种氧化镍（NiO）晶体中存在如右图所示的缺陷：一个Ni2＋空缺，另有两个Ni2＋被两个Ni3＋取代，其结果仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某种氧化镍样品组成为Ni097O，该晶体中Ni3＋与Ni2＋的离子个数比为 。（取整数比）
19．（5分）在下图的烧杯中盛有60℃的热水，杯底放有一小粒足够量的白磷，然后将一支画有刻度的充满空气的大试管垂直插入烧杯中，试管口罩住白磷（已知白磷熔点为44℃，着火点为40℃）。回答下列问题：实验过程中出现的现象是
；
该实验说明了 、 。
20．（2分）硝酸银显现法是公安机关取犯罪嫌疑人指纹的一种方法：人的手上有汗迹，手动用白纸后，手指纹线就留在纸上，如果将硝酸银溶液小心地涂到纸上，硝酸银溶液就跟汗迹中的氯化钠作用，生成氯化银；氯化银在光照条件下分解生成银粒的和另一种单质，随着反应的进行，银粒逐渐增多，由灰褐色逐渐变成黑色，显现出黑色的指纹线。有关反应的化学方程式是：
、 。
21．（3分）石膏分熟石膏（CaSO4•1 2 H2O，白色粉末）和生石膏（CaSO4•2H2O，坚硬固体）两种。医生为骨折患者“打石膏”时，使用水和 （填名称）作原料，石膏在骨折部位定型时，发生反应的化学方程式是 。
22．（6分）化学电池在通信、交通和日常生活中有着广泛的应用，但废弃电池所带来的环境污染问题也日益突出。已知镍镉（Ni－Cd）电池中发生的化学反应为：
其中，Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，请回答：
（1）镍镉电池充电时，其能量的转化是由 能转变为 能；
（2）一节废镍镉电池所产生的Cd2＋污染，会使1m3的耕地失去使用价值，在酸性土壤中，这种污
染尤为严重，这是因为 。
（3）可导致人体患骨痛病及肝、肾、肺的病变，其
中，Cd2＋进入人体的途径如右图所示：A、B、C代
表Cd2＋污染传递的载体，如果A代表土壤；则B代
表 ；C代表 。
（4）你认为减少甚至消除废弃电池的污染，应该采取的措施是 。
23．（10分）致冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到致冷的目的。人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl等作致冷剂，但它们不是有毒，就是易燃，于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的致冷剂。据现有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：
（1）氢化物的易燃性：第二周期 ＞ ＞H2O、HF；第三周期SiH4＞PH3＞ ＞
（2）化合物的毒性：PH3＞NH3，H2S H2O；CO2 CS2，CF4 CCl4。（填＞＝＜）于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。
（3）已知CCl4的沸点为768℃， CF4的沸点为－128℃，新致冷剂的沸点范围应介于其间。经过较长时间反复试验，一种新的致冷剂氟里昂CF2Cl2终于诞生了，其他类似的还可以是 。（用化学式回答，只需填一种）
（4）然而，这种致冷剂造成了 （填一种环境问题），现已停止生产和使用。但求助于元素周期表中元素及化合物的 （填数字编号：①毒性、②沸点、③易燃性、④水溶性、⑤颜色）变化趋势来开发致冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。
三、实验题：（本题包括3个小题），共22分）
24（5分）李同学在探究铁生锈的条件时，将铁钉浸没在试管里的食盐水中，一段时间后，发现试管底部出现了黑色粉末。李同学对此黑色粉末的组成做了如下几种猜测：
①Fe； ②Fe2O3； ③Fe3O4； ④FeCl3； ⑤数种物质的混合物。
请回答下列问题：
（1）你认为李同学的上述猜测中，不做实验就可以排除的是 和 （填序号），你认为黑色粉末还可能是 ，理由是 ；
（2）请设计一个实验方案，用化学方法验证黑色粉末是否为Fe粉：
。
25．（12分）在加热条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到Fe3O4，该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。有关反应的化学方程式为：
， 。
这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用下图中示意的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”，实验中必须使用普通铁粉和20%盐酸，其他试剂自选（装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去）。
填写下列空白：
（1）实验进行时试管A中应加入的试剂是 ；烧瓶B的作用是 ；烧瓶C的作
用是 ；在试管D中收集得到的是 。
（2）实验时，U型管G中应加入的试剂是 ；长颈漏斗H中应加入 。
（3）两套装置中，在实验时需要加热的仪器是（填该仪器对应的字母） 。
（4）圆底烧瓶I中发生反应的化学方程式是 。
（5）为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须 ；E管
中的反应开始后在F出口处应 。
26．（5分）在一次学生实验中，学生用相同的铝片分别与稀盐酸、稀硫酸反应，发现铝片和稀盐酸反应现象非常明显，而与稀硫酸却几乎不反应，这和教材上“铝能跟稀盐酸或稀硫酸起反应生成氢气”内容不一致，是什么原因呢？是试剂、药品出了问题吗？为了寻找原因，某学生在老师指导下重新用分析纯浓盐酸和浓硫酸配制了一定浓度的溶液，然后加入01mm×10mm×25mm、纯度≥995%的铝片验证是否确实存在上述现象，实验结果如下表所示，无论是用10%的稀硫酸还是用20%的稀硫酸，均无明显反应现象，还是与教材的叙述不符合。
反应进程min
1 2 5 15 20
10%的HCl溶液 少量气泡 较多气泡 大量气泡 反应剧烈 铝片耗尽
10%的H2SO4溶液 均无明显现象（无气泡）
20%的H2SO4溶液 均无明显现象（无气泡）
问题1：为了探究“铝与稀盐酸和稀硫酸反应差异的原因”，你能对此作出哪些假设？
假设一： ；假设二 。
使用的试剂 实验目的
① 一小片铝片和20%的H2SO4溶液（不加其它试剂） 作对比
② 一小片铝片、20%的H2SO4溶液和 验证
③ 一小片铝片、20%的H2SO4溶液和 验证
④ 一小片铝片和10%的HCl溶液（不加其它试剂） 作对比
⑤ 一小片铝片、10%的HCl溶液和 验证
问题2：为了证实上述两个假设是否成立，请完成如下实验方案：（试剂和目的都对才给分）
四、计算题：（本题包括3个小题），共14分）
27．（6分）中国是个人口众多的国家，西方国家的发展模式不完全适用于中国。例如以植物型食物为主的中国人，牛肉的平均消费水平只要达到美国人的1/2，则每年需要增加164亿吨粮食，用于增加饲料供应。如果生产每吨粮食需提供01t氮元素，试计算：
（1）若所需氮元素都由尿素CO(NH2)2提供，中国每年需增产尿素多少亿吨？（保留三位小数）
（2）尿素的生产原理是： 为增产所需的尿素，需再建年产20
万吨的合成氨（NH3）的工厂几座？（结果取整数）
28．（5分）超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为：
由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。为测定该产品中有关成分的含量，进行了以下两个实验：
（1）称取1000g样品，将其加入过量的NaOH浓溶液中共热并蒸干，AlN跟NaOH溶液反应生成
NaAlO2，并放出氨气255g。
①上述反应的化学方程式为 ；
②求该样品中的A1N的质量分数
（2）另取1000g样品置于反应器中，通入288gO2，在高温下充分反应后测得气体的质量为48g
（AlN不与O2反应）。求该样品中杂质炭的质量。
29．（3分）混合物MgO、MgCO3、Mg、Mg(OH)2共15g，投入到100g146%的盐酸中恰好完全反应，求：原混合物中镁元素的质量分数。
问题一：地铁轨道所用的材料是什么 本实用新型所公开的是一种轨道交通车辆内装复合材料,包括金属基板(1鸡,以其在金属基板(1)的一侧表面设有敷膜层(2)为主要特征。具有结构合理,重量轻,阻燃、低烟无毒,经久耐用,屏蔽性能好和适用于内装模块化设计、施工等特点和功效。
问题二：火车轨是用什么材料做的？ 铁路的铁轨是由钢组成的
具体可分为普通含锰钢轨、含铜普碳钢钢轨、高硅含铜钢钢轨、铜轨、锰轨、硅轨等．
钢轨的规格有：43kg/m、50kg/m、60kg/m、200公里高速铁路用轨（75kg/m)
技术条件指标
⑴ 化学成分和残留元素：200km/h钢轨化学成分采用U71Mn，UIC900A，PD3和BNbRE四个钢种，300km/h钢轨采用欧洲标准EN260，但其成分含量比原钢号成分稍做调整。
⑵ 氢含量：钢水中[H]≤2510-6；成品轨中[H]≤1510-6。
⑶ 总氧含量：[O]≤2010-6。
⑷ 拉伸：表1。
⑸ 踏面中心线硬度：表1。
表1钢轨的力学性能
钢号 抗拉强度/MPa 伸长率/ % 轨头踏面中心线硬度（HB）
U71Mn,UIC900A ≥880 ≥10 260~300
PD3,BNbRE ≥980 ≥9 280~320
EN260 ≥880 ≥10 260~300
注：同一根钢轨上，其硬度变化范围不大于30HB。
⑹ 显微组织：钢轨断面的显微组织应为珠光体（允许有少量铁素体）组织，不得有马氏体、贝氏体及沿晶界分布的渗碳体。
⑺ 脱碳层：连续封闭的铁素体网深度不得超过05mm。
⑻ 非金属夹杂物：按GB10561标准检测
非金属夹杂物规定
A类杂质 B、C、D类杂质
200km/h ≤25级 ≤15级
300km/h ≤2级 ≤1级
问题三：铁路 的钢轨是什么材料 钢轨是用高锰钢制成的。
锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加人2-3％的锰，那么所制得的低锰钢脆得就像玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入＞13％的锰，制成高锰钢，那么它就变得既坚硬又富 有韧性。
所以人们用锰钢来制造耐磨的机器锭件和铁轨、桥梁等。
还有，在钢轨的上部，也就是和车轮接触的那一层，又是加入了另一种金属－－铟，它的加入，使钢轨上部分在保证硬度的情况下，更具有一些韧性，这对火车的车轮很重要，它和“轮箍”接触、碰撞的时候，会有一定弹性，保证了火车的安全运行。
问题四：轨道钢是什么材质？ 轨道钢材质有哪些
重轨规格从38kg到60kg，材质有U71Mn及U74Mn；重轨是钢轨的一种，每米公称重量大于30kg的钢轨为重轨，湖南联立重轨按用途可以分为一般重轨和起重机钢轨，一般重轨（GB2585-B1）主要指铁路用轨，又称铁道道轨、火车钢轨等；重轨适用于铺设铁路正线、非正线、弯道和隧道的轨道。也可用于建筑用塔式起重机及其他起重机的轨道。
问题五：高铁钢轨主要是什么材质的 高铁钢轨对于普通钢轨而言没有特别要求，材质当然是钢 U75V
问题六：铁轨是什么材料做成的？当中的 R50/R65 表示什么？ 钢轨是用高锰钢制成的。
锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加人2-3％的锰，那么所制得的低锰钢脆得就像玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入＞13％的锰，制成高锰钢，那么它就变得既坚硬又富 有韧性。
所以人们用锰钢来制造耐磨的机器零件和铁轨、桥梁等。
还有，在钢轨的上部，也就是和车轮接触的那一层，又是加入了另一种金属－－铟，它的加入，使钢轨上部分在保证硬度的情况下，更具有一些韧性，这对火车的车轮很重要，它和“轮箍”接触、碰撞的时候，会有一定弹性，保证了火车的安全运行。
问题七：在焊接两根铁轨时，为确保施工质量，工程技术人员常用到一种叫做“引火铁”的反应活性材料．实验室制备其 （1）根据题干中所提供的物质可以推断出第一步实验中除了生成四氧化三铁外还会生成氢气，故本题的答案为： 3Fe+4H2O 高温 4H2+Fe3O4；Fe3O4+4H2 高温 3Fe+4H2O （2）烧瓶的作用就是加热液体或者对液体进行蒸馏，所以这里蒸馏瓶所起的作用就是产生水蒸气，为了防止向试管中通入水蒸气使试管骤冷，引起水的倒流从而在试管和收集气体的试管中间加上了广口瓶，一保证实验安全故本题的答案为：产生水蒸气；起安全瓶作用 （3）试管A是铁与水蒸气反应的装置，故在A中装的应该是普通铁粉，在反应过程中 要生成氢气，所以D是用来收集氢气的，故本题答案为：普通铁粉；H2 （4）装置F是用来制取氢气的装置，所以装置E是用来添加盐酸的，由于使用的是稀盐酸来制取氢气，所以在产生氢气的同时可能带出部分水蒸气和氯化氢气体，故在U型管中加入氢氧化钠来干燥气体，故本题答案为：稀盐酸 吸收氢气中的水蒸气和氯化氢气体 （5）反应是在高温的条件下反应的，所以A和H装置要加热，同时反应需要水蒸气的参加，故B也需要加热，故本题答案为：AB （6）氢气是可燃性气体，所以在做氢气的性质实验时必须保证氢气是纯净的，故本题的答案为：检验氢气的纯度
问题八：早期火车（蒸汽火车时代）铁轨和车轮是什么材质？ 也是钢材的。
为钢铁飞炼而成的粉末；或系生铁打碎成粉，用水漂出的细粉。
由钢铁飞炼而成者，主要含四氧化三铁；由生铁打碎而成者，主要含金属铁，及少量的C、P、Si等杂质。
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