反应温度 400℃~756℃ 756℃~907℃ 907℃~1410℃ SiCl4状态 气态 气态 气态 Zn的状态 液态 液态 气态 Si的状态 固态 固态 固态 ZnCl2的状态 液态 气态 气态 实际制备过程中选择的温度范围是907℃～1410℃，从有利于工业生产角度分析这样选择的理由有：、。
20．古代西方人制备单质砷（As）有两种方法： ①木炭粉和砒霜(As2O3)共热；
②氧化钙与雄黄(As4S4)共热，产物除砷外还有CaS和CaSO4。
唐代孙思邈的《太清丹经》中曾记载“雄黄十两，末之，锡三两，铛中合熔，出之…其色似金”，大意为，将雄黄磨成粉，和锡(Sn)一起熔融，最后得到金色的物质（实为SnS2）。孙思邈利用这一反应成功制得了单质砷。
请写出并配平上述三种制备单质砷反应的化学方程式。
21.下表中列出了一定压强和温度下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体的体积，
气体种类 摩尔质量/g·mol—1 气体沸点/℃ 被吸附的体积/mL -252 4.5 -78 97 -183 35 -196 11 -34 494 H2 2 CO2 44 O2 32 N2 28 Cl2 71 （1）分析上表数据可知（选填编号）。
a．气体分子所含原子个数越多，越易被吸附 b．沸点越高的气体，越易被吸附
c．气体是化合物时，越易被吸附
d．气体的相对分子质量越大，越易被吸附 （2）有人设计了如图实验，常温常压下，装管与一根J型长玻璃管连接后倒置在汞槽中，管中水银柱上升约30cm;当用干冰冷却活性炭柱可继续上升达70cm左右。请解释这一现（3）有人建议上述实验改用液氮冷却活性炭，
进一步上升至90cm左右。请评价此说法是否正确并说明原因。
22.自从爱迪生1879年发明电灯以来，在一百多年中经过人们的不断改进，最终形成了千家万户所使用的白炽灯。白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态而发光，家用白炽灯结构如图所示。
（1）在组装灯泡时，需要从排气管处将玻璃壳内空气抽走，达到真空状态，这是为了防止在高温下________________________。 为确保效果，灯泡的芯柱上往往还涂有少量红是：
磷，其目的有活性炭的试可以看到玻璃一端时，水银象。 还能使水银柱
___________________________________________________。
（2）白炽灯在使用过程中，灯丝表面的钨在高温下会直接成为气体扩散，然后又在玻璃壳内表面上沉积，使得玻璃壳黑化，灯丝变细以至于断裂。 从物质三态变化角度来看，上述过程中钨丝发生了____________现象。
（3）科学家发现，在灯泡中封入少量碘后，可以发生碘钨循环，减缓了灯泡壁发黑和灯丝变细过程，极大延长灯泡寿命。碘钨循环原理如下（已知：T1 WI2(气态)；WI2(气态) W(固态)+I2(气态) 简述碘钨循环延长灯泡寿命的原理。 23.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。利用太阳能进行热化学硫碘循环法分解水的反应过程主要涉及如下三步反应： ①SO2+I2+2H2O→H2SO4+2HI；②2HI→H2+I2 ③2H2SO4→2SO2+O2+2H2O （1）反应①中保持I2过量，产物溶液分为两层：含低浓度I2的硫酸层和高浓度I2的HI层。已知碘盐的溶解性与盐酸盐类似，鉴别两层溶液的化学方法是________________。 （2）在上述循环过程中，可以看做水分解的催化剂的物质是____________。 （3）从理论上讲，使用热化学硫碘循环法，1molH2O能制氢气_____mol。 （4）相比电解法，该热化学循环制氢的优点有______________________（任写一点）。 24.工业上用N2和H2在500℃左右、200~500个大气压和催化剂条件下合成氨。 （1）合成塔中N2与H2在催化剂表面发生反应，其过程可表示如下(Cat表示催化剂)： 其中图①表示__________（填化学式）的解离过程。 首先发生的是①和②，然后依次发生_____、_____、_____、_____。 （2）合成氨的原料气可以由焦炭在高温下与水和空气反应而得。涉及的主要反应如下： ①C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)；②2C(s)+O2(g)→2CO(g) ③CO(g)+H2O(g)→H2(g)+CO2(g) 若每步反应都完全，将反应后的混合气除去CO2和H2O后，剩余气体恰好为纯净的N2和H2，且两者的物质的量之比为1:3。则起始气体中H2O和空气的物质的量之比应不少于___：1。（设空气中O2和N2的物质的量之比为1:4） （3）用不同原料生产氨气的经济指标如下表所示。 投资（亿元） 能耗（×106千焦/吨氨） 成本（元/吨氨） 甲烷 5.6 28~30 257 石脑油 6.5 35.5 390~447 重油 8.0 41.8 220~280 焦炭 — 54.4 500 从上表数据及自然资源来看，最具有发展前景原料的是_______。 25.某些稀溶液的性质与浓度有关而和溶质性质无关。图①反映的是稀溶液沸点与溶质浓度的关系： 取1.8g葡萄糖(C6H12O6)溶于0.1kg蒸馏水中，完全溶解后再加热至沸腾。 （1）该葡萄糖溶液开始沸腾的温度是_______℃（精确到0.001）。 （2）在图②中绘制出从开始沸腾到维持溶液沸腾一段时间（未蒸干）过程中，溶液温度的大致变化情况。 三、实验题（本题包括3个小题，共21分） 26.某同学在进行“铝与氯化铜溶液反应”实验时观察到反应一段时间后，溶液温度升高，有大量气泡逸出。经检验，生成的气体为氢气。 该同学先从理论上猜想产生上述现象的多种可能原因，再设计实验证实自己的猜想。他取了四根洁净的铝丝分别与不同试剂反应，现象记录如下： 实验编号 试剂 ① 氯化铜溶液 ② 热水 ③ 硫酸铜溶液 ④ 饱和氯化钠热溶液 溶液酸碱性 现象 酸性 气泡较多，反应剧烈 中性 只有在开始时有少量气泡 酸性 气泡较多，但比氯化铜溶液少 中性 气泡比热水稍多，但比硫酸铜溶液少 （1）请分析设置实验②③④各是为了验证何种猜想？ 实验②：_____________________________________________________ 实验③：_____________________________________________________ 实验④：_____________________________________________________ （2）从上述实验现象可知，生成氢气的主要原因是_________________________。 27.资料显示：在煤中加入适量石灰石粉可使煤（含S）燃烧时产生的SO2转化成钙盐，从而减少SO2排放，该方法被称为钙基固硫。某实验小组利用下列实验装置和药品对其可行性进行了模拟探究。 已知：SO2与CO2均为酸性氧化物，但SO2有毒，能与品红作用使其褪色。 【实验一】取S粉与CaCO3粉末的混合物装入A中。连续通入过量O2，加热至500℃左右，充分反应发现，B中红色消失、C中出现大量白色浑浊。 （1）停止实验的正确操作是___________________________________。 （2）取反应后D中溶液滴加过量盐酸，无CO2产生。C中上层清液呈强酸性。由此得知C中反应的化学方程式是 ___________________________________________________。 【实验二】取S粉与CaCO3粉末的混合物装入A中。连续通入过量O2，并迅速加热升温，控制在1000℃左右，充分反应发现，B中红色消失，C中出现白色浑浊。 （3）取反应后D中溶液滴加过量盐酸，出现大量无色气泡。反应结束后，将A中余下固体溶于水中，取其上层清液，滴加BaCl2溶液，立即有白色沉淀出现。由此得知实验二过程中A中发生的反应有三个： ①S+O2SO2；②CaCO3CaO+CO2↑；③_______________________。 【实验三】取CaSO4粉末装入A中。连续通入过量O2，加热至1200℃左右，充分反应，B中红色消失。 （4）比较实验一、二、三可知，如用该方法固硫，适宜的温度条件是__________。
2016年上海市初重点中学生化学竞赛（天原杯）复赛试题答卷及参考参考答案（word版）
