上海市上交附高2023-2024学年高一上学期期末考试化学试卷（原卷版+解析版）

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(满分100分，60分钟完成)
可能用到的相对原子质量：H1 23 24 27 55 56 K39 64 108 C12 O16 S32 35.5 80 137
一、物质的分类
1. 高铁酸钾(极易溶于水)是优良的多功能水处理剂，其原理如图所示。
（1）按物质类别属于___________。
A．酸 B．盐 C．复盐 D．氧化物
请举例一种和同一类别物质___________。
（2）①中活细菌表现了___________(填“氧化”或“还原”)性。
（3）根据上述原理分析，作水处理剂时，的作用有___________和净水剂。
（4）净水利用了胶体的性质，请写出胶体制备的化学方程式___________，提纯所制胶体常用的方法是___________(填实验名称)。
（5）某同学往胶体中逐滴滴入稀硫酸溶液，出现的现象是____________分析出现该现象的原因是___________。
（6）溶液可以将池塘淤泥里的氧化得到无色无味的气体从而起到除臭的作用，0.1ml可以反应标况下的氨气___________L，为研究这个反应，某同学配制一定物质的量浓度的氨水，将标况下400体积的氨气通入1体积水中，理论上可以得到___________ml/L密度为0.95g/mL的氨水。
【答案】1. ①. B ②. KMnO4
2. 还原 3. 消毒剂
4. ①. FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl ②. 渗析
5. ①. 先产生沉淀后沉淀溶解 ②. 加入的稀硫酸使氢氧化铁胶体产生聚沉生成氢氧化铁沉淀，后氢氧化铁与稀硫酸发生中和反应而溶解
6. ①. 2.24 ②. 13.0
【解析】
【小问1详解】
高铁酸钾和高锰酸钾都属于盐类，故答案为：B；KMnO4；
【小问2详解】
由图可知，过程①中高铁酸钾转化为铁离子，反应中铁元素的化合价降低被还原，由氧化还原反应规律可知，活细菌被氧化体现还原性，故答案为：还原；
小问3详解】
由图可知，具有强氧化性的高铁酸钾与细菌发生氧化还原反应达到杀菌消毒的作用，还原产物铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，胶体吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净水的作用，故答案为：消毒剂；
【小问4详解】
实验室将饱和氯化铁溶液滴入沸水中加热制备氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl，为除去氢氧化铁胶体中混用的杂质，可用渗析 的方法提纯胶体，故答案为：FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl；渗析；
【小问5详解】
向氢氧化铁胶体中加入稀硫酸，稀硫酸能使氢氧化铁胶体发生聚沉而得到氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀与稀硫酸发生中和反应而溶解，观察到的实验现象为先产生沉淀后沉淀溶解，故答案为：先产生沉淀后沉淀溶解；加入的稀硫酸使氢氧化铁胶体产生聚沉生成氢氧化铁沉淀，后氢氧化铁与稀硫酸发生中和反应而溶解；
【小问6详解】
由题意可知，高铁酸根离子与池塘淤泥里的氨气反应生成铁离子、氮气和水，离子方程式为：（胶体）+，由得失电子数目守恒可知，0.1ml高铁酸钾可以反应标况下氨气的体积为0.1ml×22.4L/ml=2.24L；设1体积为1L，由题意可知，将标况下400体积的氨气通入1体积水中，n(NH3)==17.86ml，溶质的质量为：17.86ml17g/ml=303.62g，溶液的质量为：303.62g+1000g=1303.62g，溶液的体积为：=，因此得到氨水的浓度为=13.0ml/L，故答案为：2.24；13.0。
二、微粒性质及微粒间作用力
2. 氢能是一种洁净的可再生能源，制备和储存氢气是氢能开发的关键环节。
Ⅰ．可用作储存氢气的材料，结构如下图所示。
（1）继后，科学家合成了、，三者结构相似。下列说法正确的是_______(填序号)
A．、、都属于共价晶体
B．由于N-N键能小于，故的稳定性弱于
C．由于C-C键长小于Si-Si键，所以熔沸点低于
Ⅱ．是储氢材料，已知其由和构成，释放氢气的原理为。
（2）中不存在的作用力有___________(填序号)。
A．离子键 B．共价键 C．分子间作用力
（3）氢化锂(LiH)是离子化合物，写出其电子式___________，LiH中离子半径较大的是___________，其原因是___________。
Ⅲ．汽车安全气囊中的填充物有(叠氮酸钠)、、等物质，遇撞击时能生成金属钠和氮气。完成下列填空：
（4）写出的电子式：___________。
（5）和是两种不同的化合物，是由一种单原子离子和一种多原子离子以1：1的比例构成的化合物。晶体中存在的化学键类型有___________，遇会水解而产生和，晶体中存在的化学键类型有___________。
（6）汽车安全气囊填充物的三种物质中属于共价化合物的是___________(填写化学式)，所涉及的5种元素中，原子半径最大的是___________(填写元素符号)。
（7）该题中出现的极性分子有___________。
（8）渗氮工艺已经成为钢材处理的重要手段，已知一种磁性氮化铁晶胞如下图，该物质的化学式是___________。
【答案】2. B 3. C
4. ①. ②. H- ③. 氢负离子、锂离子两者的电子层数相同，但锂的核电荷数更大，对核外电子引力更大，故锂离子半径小于氢负离子
5. 6. ①. 离子键、共价键 ②. 离子键
7. ①. ②. K
8. 、
9. Fe3N
【解析】
【小问1详解】
A．、、都是由分子构成，属于分子晶体，故A错误；
B．N-N键能小于N≡N，键能越小，化学键越不稳定，故N60的稳定性弱于N2，故B正确；
C．C60和Si60属于分子晶体，相对分子质量越大，分子晶体的熔点越高，与键能无关，故C错误；
故选B；
【小问2详解】
是由锂离子和构成的离子化合物，中存在B-H共价键，故其中不存在的作用力有C．分子间作用力；
【小问3详解】
氢化锂(LiH)是离子化合物，其电子式，电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；LiH中离子半径较大是H-，其原因是氢负离子、锂离子两者的电子层数相同，但锂的核电荷数更大，对核外电子引力更大，故锂离子半径小于氢负离子；
【小问4详解】
分子中存在氮氮叁键，电子式：；
【小问5详解】
是由一种单原子离子和一种多原子离子以1：1的比例构成的化合物，则是由钠离子和构成，两者之间存在离子键，中存在氮氮共价键，故为离子键、共价键；由钠离子和构成，其中存在离子键；
【小问6详解】
共价化合物的是只含有共价键的化合物，故为；电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；所涉及的5种元素中，原子半径最大的是K；
【小问7详解】
该题中出现的水分子、氨分子的正负电荷重心不重合，为极性分子；
小问8详解】
根据“均摊法”，晶胞中含个Fe、2个N，则化学式为Fe3N。
三、作业经典再现
3. 认真做作业一定会有收获，试试看，成功就在眼前。
（1）已知晶体原子间均以单键结合成空间网状结构，下列关于晶体的说法正确的是___________。
A. 晶体是分子晶体
B. 晶体中，C—N键的键长比金刚石中的C—C键的键长长
C. 晶体熔点比金刚石更高
D. 晶体中每个C原子连接3个N原子，而每个N原子连接4个C原子
（2）下列有关共价化合物的说法一定正确的是___________。
①具有较低的熔沸点②不是电解质③固态时是分子晶体④都是由分子构成的⑤液态时不导电
A. ①③④B. ②⑤C. ①②③④⑤D. ⑤
（3）分类方法在化学学科的发展中起到了重要的作用，下列说法合理的是___________。
A. 根据酸分子中含有的氢原子个数将酸分为一元酸、二元酸、三元酸等
B. 根据其水溶液是否能导电，将物质分为电解质和非电解质
C. 根据溶于水的酸碱性将氧化物分为酸性氧化物和碱性氧化物
D. 金属置换金属，非金属置换非金属，金属置换非金属，非金属置换金属四类置换反应均存在
（4）实验室制取氯化氢的化学方程式为___________；在标准状况下，甲乙两同学用两瓶纯度不同的氯化氢气体，进行喷泉实验，实验后，甲同学溶液充满整个烧瓶，乙同学溶液充满烧瓶的三分之二，则甲乙同学得到盐酸的物质的量浓度比为___________(假设溶质不扩散，装置不漏气)
（5）向溶液中逐滴加入稀硫酸，请完成下列问题：
①写出反应的离子方程式___________。
②下列三种情况下，离子方程式与①不相同的是___________(填序号)。
A．向溶液中，逐滴加入溶液至溶液显中性
B．向溶液中，逐滴加入溶液至恰好完全沉淀
C．向溶液中，逐滴加入溶液至过量
【答案】3. C 4. D 5. D
6. ①. NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl ②. 1：1
7. ①. Ba2++2OH—+2H++SO=BaSO4↓+2H2O ②. BC
【解析】
【小问1详解】
A．氮化碳晶体是熔沸点高、硬度大的共价晶体，不是分子晶体，故错误；
B．氮原子的原子半径小于碳原子，则氮化碳晶体中碳氮键的键长小于金刚石中碳碳键的键长，故错误；
C．氮原子的原子半径小于碳原子，则氮化碳晶体中碳氮键的键长小于金刚石中碳碳键的键长，所以碳氮键的共价键强于碳碳键，氮化碳晶体的熔点高于金刚石，故正确；
D．氮化碳晶体中每个碳原子与4个氮原子形成4个共价键，故错误；
故选C；
【小问2详解】
共价化合物可能是由原子通过共价键形成的熔沸点高、硬度大的共价晶体，也可能是由分子形成的熔沸点低、硬度小的分子晶体；
①共价晶体具有较高的熔沸点，故不符合题意；
②共价化合物氯化氢在溶液中能电离出自由移动的离子，属于电解质，故不符合题意；
③由分析可知，共价化合物固态时可能是分子晶体，故不符合题意；
④由分析可知，共价晶体是由原子构成的，故不符合题意；
⑤共价化合物液态时不能电离出自由移动的离子，不能导电，故符合题意；
故选D；
【小问3详解】
A．根据酸分子在溶液中电离出氢离子数目多少，将酸分为一元酸、二元酸、三元酸等，故错误；
B．根据熔融状态下或水溶液中能否电离出自由移动的离子，将化合物分为电解质和非电解质，故错误；
C．根据氧化物是否能与碱或酸反应生成盐和水，将氧化物分为酸性氧化物和碱性氧化物，故错误；
D．锌与硫酸铜溶液反应、氯气与溴化钠溶液反应、锌与稀硫酸反应、碳与水蒸气反应都属于置换反应，则金属置换金属，非金属置换非金属，金属置换非金属，非金属置换金属四类置换反应均存在，故正确；
故选D；
【小问4详解】
实验室制取氯化氢的反应物氯化钠固体与浓硫酸共热反应生成硫酸氢钠和氯化氢，反应的化学方程式为NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl；氯化氢气体的体积与氯化氢溶于水得到溶液的体积相等，则无论喷泉实验后溶液是否充满整个烧瓶，实验得到的得到盐酸浓度都相等，所以甲乙同学得到盐酸的物质的量浓度比为1：1，故答案为：NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl；1：1；
【小问5详解】
①氢氧化钡溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水，反应的离子方程式为Ba2++2OH—+2H++SO=BaSO4↓+2H2O，故答案为：Ba2++2OH—+2H++SO=BaSO4↓+2H2O；
②A．向硫酸氢钠溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液至溶液显中性发生的反应为硫酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、硫酸钠和水，反应的离子方程式为Ba2++2OH—+2H++SO=BaSO4↓+2H2O，故不符合题意；
B．向硫酸氢钠溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液至硫酸根离子恰好完全沉淀发生的反应为硫酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、氢氧化钠和水，反应的离子方程式为Ba2++OH—+H++SO=BaSO4↓+H2O，故符合题意；
C．向硫酸氢钠溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液至过量发生的反应为硫酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、氢氧化钠和水，反应的离子方程式为Ba2++OH—+H++SO=BaSO4↓+H2O，故符合题意；
故选BC。
四、海水资源之卤素
4. 海水是资源丰富的大宝库，开发和利用海洋资源是当前科学研究的一项重要任务。海水中提取出的碘单质在医药学上有着重要作用，比如华素片又称西地碘含片，主要用于治疗慢性咽喉炎、口腔溃疡、慢性牙龈炎和牙周炎，其主要活性成分是分子碘。三个探究学习小组为研究华素片中的活性成分，进行如下实验，回答下列问题：
（1）甲组同学取2片华素片研细，置于锥形瓶中，加入约10mL蒸馏水溶解，再加入约2mL___________(填序号)，溶液变为蓝色，证明含有活性成分。
A. 酒精B. 溶液C. 淀粉溶液D. 四氯化碳
（2）乙组同学取2片华素片研细，置于锥形瓶中，加入约10mL蒸馏水溶解，再加入约2mL___________(填序号)，溶液分层，且___________层为___________色，证明含有活性成分。
A．酒精 B．溶液 C．淀粉溶液 D．四氯化碳
（3）丙组同学用乙组同样方法验证后，将溶液转入___________(仪器名)，进行___________操作，将两层液体进行分离。
空气吹出法是海水提溴的常用方法，溴及其衍生物是制药业和制取阻燃剂、钻井液等的重要原料，海水提溴的一般流程如下：
（4）吸收塔中用的水溶液吸收，吸收率可达95％，写出有关反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目___________。
（5）进行虚线框内的工艺流程的目的是___________。
（6）已知海水中含量为，依据上述流程，若将海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下的体积为___________L(忽略的溶解)。
海水提溴、海带提碘的工艺中，氯气起着重要的氧化作用，为验证与其他物质氧化性的相对强弱，小组分别进行如下实验：
一号小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检验)，A装置用于制备，C装置用于制备。
（7）若用100mL的浓盐酸与足量的制备，则被氧化的HCI的物质的量为0.1ml，该说法___________。
A．正确 B．错误
（8）现将A中产生的气体通入B中，可以观察到溶液颜色变黄色，化学方程式为_________。
（9）若将制取的通入氯化铁溶液，可以使溶液颜色变绿，写出反应的离子方程式：_____。
（10）二号小组向、的混合溶液，通入一定量氯气，溶液中各种离子物质的量的变化如图所示，线段BC表示___________(填离子符号)物质的量的变化，原混合溶液___________。
【答案】4 C 5. ①. D ②. 下 ③. 紫
6. ①. 分液漏斗 ②. 分液
7. 8. 富集溴元素
9. 89.6 10. B
11. Cl2+2FeCl2=2FeCl3
12. SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO+4H+
13. ①. Fe2+ ②. 1：2：3
【解析】
【小问1详解】
碘微溶于水，溶于水得到的碘溶液能使淀粉溶液变蓝色，则甲组同学证明华素片含有活性成分碘加入的试剂为淀粉溶液，故选C；
【小问2详解】
碘易溶于不溶于水的四氯化碳，则向碘水中加入四氯化碳，溶液分层，下层碘的四氯化碳溶液呈紫色证明华素片含有活性成分碘加入的试剂为淀粉溶液，故答案为：D；下；紫；
【小问3详解】
将加入四氯化碳萃取得到的溶液转入分液漏斗中，进行分液操作将两层液体进行分离得到碘的四氯化碳溶液，故答案为：分液漏斗；分液；
【小问4详解】
由图可知，吸收塔中发生的反应为二氧化硫水溶液与吹出的溴反应生成氢溴酸和硫酸，反应中溴元素的化合价降低被还原，溴是反应的氧化剂，硫元素的化合价升高被氧化，二氧化硫是还原剂，反应消耗1ml二氧化硫时，反应转移2ml电子，表示反应电子转移的方向和数目的单线桥为，故答案为：；
【小问5详解】
由图可知，吸收塔中发生的反应为二氧化硫水溶液与吹出的溴反应生成氢溴酸和硫酸，使溶液中的溴元素含量远高于海水中溴元素的含量，所以进行虚线框内的工艺流程的目的是富集溴元素，故答案为：富集溴元素；
【小问6详解】
溶液中溴离子与氯气发生置换反应生成溴和氯离子，反应的方程式为Cl2+2Br—=Br2+2Cl—，由图可知，提取溴的过程中需要通入2次氯气，则将5m3海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下氯气的体积为×2×22.4L/ml=89.6L，故答案为：89.6；
【小问7详解】
稀盐酸与二氧化锰共热不反应，浓盐酸与二氧化锰共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，随着反应进行，浓盐酸变为不能与二氧化锰共热反应的稀盐酸，则被氧化的氯化氢小于2ml/L×1L×=1ml，故选B；
【小问8详解】
由实验装置图可知，装置B中发生的反应为氯气与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，反应的化学方程式为Cl2+2FeCl2=2FeCl3，故答案为：Cl2+2FeCl2=2FeCl3；
【小问9详解】
二氧化硫具有还原性，能与溶液中的铁离子反应生成硫酸根离子、亚铁离子和氢离子，反应的反应的离子方程式为SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO+4H+，故答案为：SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO+4H+；
【小问10详解】
碘离子、溴离子和亚铁离子的还原性强弱顺序为：I—＞Fe2+＞Br—，由氧化还原反应规律可知，AB段发生的反应为：Cl2+2I—=I2+2Cl—，BC段发生的反应为2Fe2++ Cl2=2Fe3++2Cl—，DE段发生的反应为Cl2+2Br—=Br2+2Cl—，由图可知，三段反应消耗氯气的物质的量分别为1ml、2ml、3ml，则由方程式可知，溶液中碘离子、亚铁离子和溴离子的物质的量之比为1：2：3，故答案为：Fe2+；1：2：3。
五、消毒剂之氧化还原
5. 目前支原体肺炎流行，及时消毒有利于降低感染几率。常用的消毒剂有双氧水、医用酒精以及含氯消毒剂等，其中含氯消毒剂的家族最庞大、应用最广泛。
（1）次氯酸钠()为“84”消毒液的有效成分，常温下用烧碱溶液吸收可制备“84”消毒液，反应的化学方程式为___________。
（2）但在巴西奥运会期间，由于工作人员将“84”消毒液与双氧水两种消毒剂混用，导致游泳池藻类快速生长，池水变绿，一种可能原因是与反应产生促进藻类快速生长，该反应中氧化剂是___________，若生成标况下44.8L的，转移电子的数目为___________。
（3）如果在不同温度、浓度的条件下，与溶液的反应，可以生成或。现将氯气缓缓通入冷溶液，当溶液中含有的与的物质的量为1：1时，为___________，整个过程，参加反应所需与氯气的物质的量之比为___________。
若将通入含aml的溶液中，发生上述过程，回答下列问题：
（4）与的物质的量之和可能为aml，该说法___________。
A．正确 B．错误
（5）反应中转移电子的物质的量可能为___________。
A. amlB. amlC. amlD. aml
亚氯酸钠()为便携式消毒除菌卡的主要活性成分，一种制备粗产品的工艺流程如下图，已知，纯易分解爆炸，一般用空气稀释到10％以下。
（6）在发生器中发生________(氧化或还原)反应，该反应的还原产物为_________，吸收塔中温度不宜过高，否则会导致产率下降，原因是___________。
（7）“有效氯含量”的定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力(即得电子数)相当于多少克的氧化能力(氯元素均被还原至价)，则亚氯酸钠的有效氯含量为___________。(保留两位小数)。
【答案】（1）Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
（2） ①. NaClO ②. 4NA
（3） ①. 6：1 ②. 2：1
（4）B （5）C
（6） ①. 还原 ②. ClO2 ③. H2O2受热分解
（7）1.57
【解析】
【小问1详解】
氯气制备84消毒液发生的反应为氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，故答案为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
【小问2详解】
由题意可知，84消毒液与双氧水混合发生的反应为次氯酸钠溶液与过氧化氢溶液反应生产氯化钠、氧气和水，反应中氯元素的化合价降低被还原，次氯酸钠是反应的氧化剂，氧元素的化合价升高被氧化，氧元素化合价升高被氧化，双氧水是还原剂、氧气是氧化产物，由化合价变化可知，反应生成标况下44.8L氧气转移电子的数目为×2×NAml—1=4NA，故答案为：4NA；
【小问3详解】
设氯气与氢氧化钠溶液反应时生成次氯酸钠和氯酸钠的物质的量都为1ml，由得失电子数目守恒可知，氯化钠的物质的量为1ml×1+1ml×5=6ml，则氯化钠与氯酸钠的物质的量比为6：1，由钠原子个数守恒可知，氢氧化钠的物质的量为8ml，由氯原子个数守恒可知，氯气的物质的量为8ml×=4ml，则氢氧化钠和氯气的物质的量比为2：1，故答案为：6：1；2：1；
【小问4详解】
由钠原子个数守恒可知，若次氯酸钠和氯酸钠的物质的量之和为aml，氯化钠的物质的量为aml，则氯气与氢氧化钠溶液反应时得失电子数目不守恒，则次氯酸钠和氯酸钠的物质的量之和不可能为aml，故选B；
【小问5详解】
若氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应转移电子数目为aml，若氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水，反应转移电子数目为aml，则氯气与氢氧化钠溶液反应时电子转移数目介于aml和aml之间，故选C；
【小问6详解】
由题给流程可知，发生器中发生反应为酸性溶液中氯酸钠与二氧化硫反应生成硫酸钠、二氧化氯和水，反应中硫元素的化合价升高被氧化，二氧化硫是反应的还原剂，发生氧化反应，氯元素的化合价降低被还原，氯酸钠是氧化剂、二氧化氯是还原产物；过氧化氢受热易发生分解反应，所以吸收塔中温度不宜过高，否则会因过氧化氢溶液受热分解导致亚氯酸钠产率下降，故答案为：还原；ClO2；H2O2受热分解；
【小问7详解】
由题意可知，亚氯酸钠的有效氯含量为≈1.57，故答案为：1.57。