初中化学竞赛题库及解答

初中化学竞赛题库及解答化学竞赛，对于初中生而言，不仅仅是对课本知识的检验，更是对思维能力、探究精神和知识迁移能力的挑战。它能帮助我们跳出课本的局限，看到更广阔的化学世界，激发对这门学科的深层兴趣。本文汇集了一些初中化学竞赛中常见的典型题型，并附上详细的解答思路与方法，希望能为同学们的竞赛之路提供一些助力。请记住，竞赛的魅力在于过程中的思考与收获，而非仅仅是最终的答案。一、物质的组成与结构例题1：下列关于分子、原子、离子的说法中，正确的是（）A.分子是化学变化中的最小微粒B.原子得到电子后变成阳离子C.原子是构成物质的唯一微粒D.离子是带电的原子或原子团解答：这道题考查的是分子、原子、离子的基本概念和性质，是化学入门的基石。选项A：化学变化的本质是分子的破裂和原子的重新组合，因此原子才是化学变化中的最小微粒，A错误。选项B：原子得到电子后，核外电子数多于核内质子数，带负电荷，应变成阴离子；失去电子才会变成阳离子，B错误。选项C：构成物质的微粒有分子、原子和离子。例如，水由水分子构成，铁由铁原子构成，氯化钠由钠离子和氯离子构成，C错误。选项D：离子的定义就是带电的原子或原子团，例如钠离子（Na⁺）是带电的原子，硫酸根离子（SO₄²⁻）是带电的原子团，D正确。答案：D例题2：已知某元素的原子结构示意图为（此处省略示意图，假设为第一层2个电子，第二层8个电子，第三层3个电子），则下列说法错误的是（）A.该元素的原子核内质子数为13B.该元素位于元素周期表的第三周期C.该元素的原子在化学反应中易失去电子D.该元素的相对原子质量为27解答：原子结构示意图是认识元素性质的重要工具。选项A：在原子结构示意图中，圆圈内的数字表示质子数。根据描述，我们可以推断出质子数为2+8+3=13，A正确。选项B：元素所在的周期数等于其原子的电子层数。该原子有三个电子层，故位于第三周期，B正确。选项C：最外层电子数决定元素的化学性质。该原子最外层有3个电子，少于4个，在化学反应中容易失去这3个电子，形成带3个单位正电荷的阳离子，C正确。选项D：原子结构示意图无法直接得出相对原子质量。相对原子质量≈质子数+中子数，题中未给出中子数信息，因此无法确定。虽然我们知道质子数为13的元素是铝，其相对原子质量约为27，但这是基于我们已有的知识，而非从题目所给的结构示意图中推导出来的。在解竞赛题时，应严格依据题目信息，避免引入题外知识作为判断依据（除非题目明确暗示或为常识性铺垫）。此处题目仅给出结构示意图，故D选项的说法错误。答案：D二、常见化学物质及其性质例题3：有一包白色固体粉末，可能含有碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、硝酸钡中的一种或几种。为确定其组成，进行如下实验：1.取少量固体粉末，加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和无色滤液。2.向步骤1中所得的白色沉淀中加入足量的稀硝酸，沉淀部分溶解，并产生无色气体。则该白色固体粉末中一定含有什么？可能含有什么？解答：推断题是竞赛中的常见题型，需要我们根据实验现象，结合物质的性质进行综合分析。首先，我们列出可能存在的物质：Na₂CO₃、Na₂SO₄、NaCl、Ba(NO₃)₂。步骤1：加水溶解、过滤得到白色沉淀和无色滤液。这说明原粉末中一定含有能相互反应生成白色沉淀的物质。我们知道，Ba²⁺与CO₃²⁻、SO₄²⁻都能结合生成白色沉淀：BaCO₃和BaSO₄。因此，硝酸钡（提供Ba²⁺）一定存在，而碳酸钠和硫酸钠中至少有一种存在。氯化钠溶于水无明显现象，无法通过此步判断。步骤2：向白色沉淀中加入足量稀硝酸，沉淀部分溶解并产生无色气体。BaCO₃能与稀硝酸反应：BaCO₃+2HNO₃=Ba(NO₃)₂+H₂O+CO₂↑，沉淀溶解，产生CO₂气体。BaSO₄不与稀硝酸反应，沉淀不溶解。“部分溶解”说明沉淀中既有BaCO₃也有BaSO₄。因此，原粉末中必须同时含有碳酸钠（提供CO₃²⁻）和硫酸钠（提供SO₄²⁻）。至于氯化钠（NaCl），在整个实验过程中没有明显现象可以证明其存在或不存在。它的存在与否，不影响上述实验现象的产生。结论：该白色固体粉末中一定含有碳酸钠、硫酸钠、硝酸钡；可能含有氯化钠。例题4：下列有关物质的用途与性质对应关系错误的是（）A.一氧化碳用于冶炼金属——一氧化碳具有可燃性B.活性炭用于净水——活性炭具有吸附性C.干冰用于人工降雨——干冰升华吸热D.氮气用作保护气——氮气化学性质不活泼解答：物质的性质决定用途，用途反映性质。选项A：一氧化碳用于冶炼金属，是利用了一氧化碳的还原性，能将金属氧化物中的金属还原出来，如炼铁：3CO+Fe₂O₃高温2Fe+3CO₂。而可燃性是指其能燃烧的性质，用于作燃料等。A选项对应关系错误。选项B：活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有很强的吸附性，可以吸附水中的色素和异味，用于净水，B正确。选项C：干冰是固态二氧化碳，升华时会吸收大量的热，使周围环境温度降低，水蒸气凝结成小水滴，从而达到人工降雨的目的，C正确。选项D：氮气的化学性质不活泼，一般情况下不易与其他物质发生反应，因此常用作保护气，如食品包装中充氮气以防腐，D正确。答案：A三、化学实验与探究例题5：实验室用如图所示装置（省略装置图，假设为固液常温型发生装置连接向上排空气法收集装置）制取并收集某种气体。下列关于该气体的制取和收集的说法中，不正确的是（）A.若反应物为双氧水和二氧化锰，则该气体可能是氧气B.若该气体能使澄清石灰水变浑浊，则可选用石灰石和稀盐酸作为反应物C.该装置可以用于制取氢气，并采用向下排空气法收集D.实验结束后，若采用的是固体和液体常温反应，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯（如果涉及酒精灯）解答：化学实验是化学学科的基础，实验装置的选择、操作步骤等都是竞赛考查的重点。题目中提到的装置是“固液常温型发生装置”（不需要加热）和“向上排空气法收集装置”。选项A：双氧水（液体）和二氧化锰（固体，催化剂）在常温下反应生成氧气，属于固液常温型反应。氧气的密度比空气略大，可以用向上排空气法收集。A正确。选项B：能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳。石灰石（主要成分碳酸钙，固体）和稀盐酸（液体）在常温下反应生成二氧化碳，属于固液常温型反应。二氧化碳密度比空气大，可用向上排空气法收集。B正确。选项C：氢气可以用锌和稀硫酸（固液常温）制取，这部分没问题。但是氢气的密度比空气小，应该用向下排空气法收集，而题目图示为向上排空气法收集装置。如果要收集氢气，发生装置可以用图示的固液常温型，但收集装置需要更换。因此，说“该装置可以用于制取氢气，并采用向下排空气法收集”在逻辑上是矛盾的，因为“该装置”通常指图示的整套装置（发生+收集）。若仅指发生装置部分，则表述不严谨。C选项的说法不正确。选项D：此选项需要注意。如果实验中使用了酒精灯加热（例如用高锰酸钾制取氧气），则实验结束时需要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防水槽中的水倒吸。但题目中明确说明该装置是“固液常温型发生装置”，即不需要加热，所以通常不涉及酒精灯。因此，此选项的前提条件“如果涉及酒精灯”在此情境下不适用。D选项的说法在此题背景下不正确，或者说与题干装置描述不符。分析：这道题的C和D选项都需要仔细斟酌。对于C：“该装置”若理解为包含了图中的向上排空气法收集装置，那么制取氢气（需用向下排空气法）时，收集装置不适用，因此“该装置可以用于制取氢气，并采用向下排空气法收集”这种说法是不准确的，因为图示收集装置与向下排空气法矛盾。对于D：由于是固液常温型反应，根本不需要酒精灯，所以D选项的描述与该实验装置无关，是错误的表述。那么，哪个错误更符合题意呢？题目问的是“不正确的是”。如果装置图明确是“固液常温型发生装置连接向上排空气法收集装置”作为一个整体，那么：C选项说“该装置可以用于制取氢气，并采用向下排空气法收集”——“该装置”（含向上排空气收集）无法用于向下排空气收集氢气，所以C错误。D选项说的是“若采用的是固体和液体常温反应，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯”——常温反应不需要酒精灯，所以这个操作步骤在此处是无的放矢，D的描述本身在该情境下就是错误的。进一步思考：通常“固液常温型发生装置”本身不包含加热仪器，所以D选项的后半句“再熄灭酒精灯”对于该发生装置而言是多余的、错误的前提。因此，D选项的说法是错误的。而C选项，如果将“该装置”理解为发生装置部分，则可以用于制氢气，然后采用向下排空气法（此时收集装置不是图示的）。但题目说“该装置可以用于制取氢气，并采用向下排空气法收集”，这里的“并”字暗示了发生和收集都用“该装置”所指代的部分。所以，如果图示包含了向上排空气收集装置，那么C的说法就是错的。假设题目中的“装置”指的是发生装置和收集装置的组合，那么C选项中收集氢气的方法与图示收集装置冲突，所以C错误。D选项由于该装置不涉及酒精灯，其描述的操作步骤不适用于此实验，故D也错误？这显然不可能。我们需要回到题目本身，或者说，初中竞赛中对这类问题的常见考法。重新审视D选项：“实验结束后，若采用的是固体和液体常温反应，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯（如果涉及酒精灯）”。这句话本身作为一个通用操作原则的描述，是正确的。即，如果一个实验（无论何种类型）涉及到了酒精灯加热，那么结束时就要先移导管后熄灯。但问题在于，在“固液常温型反应”这个前提下，“如果涉及酒精灯”这个条件是不可能成立的。所以，将这个通用原则硬套在一个“固液常温型反应”的装置上，就显得不伦不类。因此，在本题的特定情境下（固液常温型发生装置），D选项的描述是不恰当的、错误的。再看C选项：“该装置可以用于制取氢气，并采用向下排空气法收集”。如果“该装置”仅指发生装置（固液常温型），那么这句话可以理解为“该发生装置可以用于制取氢气，并且（氢气）采用向下排空气法收集”，这在语法和逻辑上是通顺的，只是表述上“该装置”可能引起歧义。但如果“该装置”明确包含了图中的向上排空气收集装置，那么C就是错的。在竞赛题中，此类问题通常更侧重于对装置用途的直接匹配。对于C，制取氢气的发生装置可以用图示的固液常温型，但收集装置不能用图示的向上排空气法。所以说“该装置（整套）可以用于制取氢气”是错误的。对于D，由于是固液常温型，不涉及酒精灯，所以D选项的操作提示在此处是错误的。那么，哪个是题目想要考查的错误呢？题目问的是“不正确的是”。如果是单选题，我们需要判断哪个错误更明显或更符合题意。考虑到D选项的错误源于“固液常温型”与“酒精灯”的矛盾，这是一个明显的逻辑错误。而C选项的错误可能源于对“该装置”指代范围的理解。如果图示是发生装置和向上排空气收集装置连在一起的整套装置，那么：A.O₂：制O₂（双氧水+MnO₂）可用发生装置，收集O₂（向上排空气）可用图示收集装置，正确。B.CO₂：制CO₂可用发生装置，收集CO₂可用图示收集装置，正确。C.H₂：制H₂可用发生装置，但收集H₂不能用图示收集装置（应用向下排空气），所以“该装置（整套）可以用于制取氢气”错误。D.由于是固液常温型，无酒精灯，所以D选项的操作步骤在此不适用，描述错误。这种情况下，C和D都错，但这不可能。因此，题目应为单选题，我们可能对D选项的理解有误。**D选项的正确表述场景是针对需要加热的固固反应制取气体（如KMnO₄制O₂）。对于固液常温型反应，实验结束时，通常是先撤出导管，再停止反应（如关闭分液漏斗活塞），但不存在“熄灭酒精灯”这一步。所以D选项的后半句“再熄灭酒精灯（如果涉及酒精灯）”在本题中是多余的，但前半句“应先将导管移出水面”对于任何排水法收集气体的实验（无论是否加热）都是正确的。如果步骤1中是用排水法收集气体（虽然题目说向上排空气法，但D选项是通用操作），那么先移出导管是对的。但题目中的收集装置是向上排空气法，不是排水法，所以“移出水面”也不适用。综上所述，在本题特定的“固液常温型发生装置连接向上排空气法收集装置”的背景下：C选项中，氢气的收集方法与图示收集装置冲突，所以“该装置可以用于制取氢气”（指整套装置）是错误的。D选项中，“先将导管移出水面”（向上排空气法无水面）和“熄灭酒精灯”（常温反应无酒精灯）均不适用，所以D选项的描述是错误的。这说明题目可能存在不严谨之处，或者我的理解有偏差。初中竞赛中，更常见的错误点是C选项中氢气的收集方法与装置不匹配。而D选项作为一个操作原则，其本身的正确性是建立在“涉及酒精灯”的前提下的，虽然在此题中不适用，但它作为一个陈述，逻辑上“如果A，则B”本身是正确的，只是A条件不满足。因此，更倾向于选择C选项。因为“该装置”（包含向上排空气收集）无法用于收集氢气。答案：C(在多数初中竞赛语境下，此为更优答案)四、化学计算例题6：将一定质量的铁和铜的混合物加入到足量的稀硫酸中，充分反应后，过滤，得到滤渣和滤液。经测定，滤渣的质量与原混合物的质量相等。求原混合物中铁的质量分数。解答：这是一道涉及金属与酸反应的计算题，且伴有“质量相等”的特殊条件，需要我们巧妙地运用化学方程式和质量关系来求解。分析：铁（Fe）能与稀硫酸反应：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，反应后铁元素进入溶液，氢气逸出。铜（Cu）不与稀硫酸反应，会留在滤渣中。设原混合物中含铁的质量为x，含铜的质量为y。则原混合物的总质量为x+y。反应后，滤渣为铜，其质量为y（因为铜不反应）。根据题意，滤