上海市浦东新区师范大学附属中学2024-2025学年高一上学期1月期末考试化学试题（解析版）

高级中学名校试卷高级中学名校试卷PAGE2PAGE1上海市浦东新区师范大学附属中学2024-2025学年高一上学期1月期末考试1．海带中富含碘元素，为提取碘，小张同学设计了以下实验：(1)小张同学不从海水中直接提取碘，而是利用海带，这是因为海带具有的能力(2)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是(从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处)。A．烧杯B．坩埚C．表面皿D．泥三角E．酒精灯F．干燥器(3)步骤③的实验操作名称是；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是；步骤⑤中，提取碘的方法叫，采用苯可以提取碘的理由是。(4)步骤④的离子方程式为，体现了硫酸的性质(5)加碘盐中的碘是指(选填“元素”或“单质”或“原子”)，主要以碘酸钾(KIO3)形式存在，已知IO3-＋6H＋＋5I-=3I2＋3H2O，据此反应，要证明食盐中IO3-存在，可使用淀粉-KI试纸和A．淀粉B．食醋C．白糖D．白酒(6)土豆片含淀粉，某电视台曾播出用土豆片检验食盐中的碘的节目，后被证实为伪科学。请结合所学知识，简要说明土豆片不能检验出食盐中含碘的原因：。(7)实验结束后，小张同学帮助一旁的小史同学进行实验，小史同学的实验方案仅步骤⑤加入的物质为CCl4，其余与小张均相同，则他得到含碘四氯化碳溶液中，有机层在层(选填“上”或“下”)，他决定回收实验中可循环利用的(8)两位同学思考过后，决定用NaOH浓溶液反萃取后再加稀酸，可以分离I2和CCl4，有关化学方程式为：碱性条件：___________I2+___________NaOH=___________NaI+___________NaIO3+___________H2O酸性条件：5NaI+NaIO3+3H2SO4=3Na2SO4+3I2+3H2O任务一：配平碱性条件下化学方程式，并用单线桥法标出酸性条件下反应的电子转移。任务二：按要求补充完整一下反萃取过程的操作过程①向装有I2的CCl4溶液的(填仪器名称)中加入少量1mol/LNaOH溶液；②振荡至溶液的色消失，静置、分层；③将含碘的碱溶液从仪器的上口倒入烧杯中；④边搅拌边加入几滴1mol/LH2SO4溶液，溶液立即转为棕黄色，并析出(填现象)。【答案】(1)富集碘(2)BDE(3)过滤蒸馏萃取、分液苯不溶于水，碘在苯中溶解度比在水中溶解度大，苯也不与碘单质发生反应，所以最终用苯萃取碘(4)2I-+MnO2(5)元素B(6)加碘盐中的碘主要为碘酸钾，而非碘单质(7)下四氯化碳(8)3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O、分液漏斗【解析】海带中碘元素含量较高，海带经过灼烧，用水浸泡海带灰悬浊液，过滤所得溶液中含有碘离子，在酸性条件下二氧化锰将碘离子氧化生成碘单质，因为苯不溶于水，碘在苯中溶解度比在水中溶解度大，苯也不与碘单质发生反应，所以最终用苯萃取碘，获取碘的苯溶液，然后蒸馏得单质。（1）海水中碘含量很低，而海带具有富集碘的能力，碘含量较高；（2）灼烧实验由于温度较高，所以会使用坩埚、泥三角、酒精灯、三脚架等实验仪器，选BDE；（3）步骤③是通过过滤的操作分离固液；步骤⑥是利用碘和苯沸点不同进行蒸馏，目的是从含碘的苯溶液中分离出单质碘和回收苯；步骤⑤中通过萃取、分液将碘单质从水中转移到苯中；（4）碘离子具有还原性，二氧化锰具有氧化性，步骤④反应为碘离子和二氧化锰发生氧化还原反应，离子方程式为2I-（5）加碘盐中的碘是指碘元素，根据已知反应，在酸性条件下，碘酸根离子和碘离子发生归中反应，离子方程式为：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O，生成能使淀粉溶液变蓝色的碘单质，故要证明食盐中IO3（6）土豆片不能检验出食盐中含碘的原因：加碘盐中的碘主要以碘酸钾(KIO3)存在，而非碘单质，不能使淀粉变蓝色；（7）四氯化碳密度大于水，含碘的四氯化碳溶液中，有机层在下层；可以使用蒸馏的方法，回收实验中可循环利用的四氯化碳；（8）碱性条件下，碘单质中部分碘化合价由0变为-1、部分碘化合价由0变为+5，结合电子得失守恒和原子守恒，反应为3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O；由反应5NaI+NaIO3①分液操作在分液漏斗中进行，向装有I2的CCl4溶液的分液漏斗中加入少量1mol/LNaOH溶液；②碘单质的四氯化碳溶液为紫红色，反应后溶液颜色消失，振荡至溶液的紫红色消失，静置、分层；③将含碘的碱溶液从仪器的上口倒入烧杯中；④边搅拌边加入几滴1mol/LH2SO4溶液，碘元素转化为碘单质，碘单质为紫黑色固体，故溶液立即转为棕黄色，并析出紫黑色固体。2．小张同学是一名环保生活者，他想探究自己家是否正在践行低碳生活，请回答下列有关问题：(1)小张同学通过看新闻得知：2017年7月，我国首次海域可燃冰试采圆满成功。可燃冰是天然气的水合物，它组成是平均每46个水分子构成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个H2O分子，每8个笼中有6个容纳CH4分子，2个笼填充H2O分子，则“可燃冰”(天然气水合物)的平均组成可表示为CH4·8H2O，其摩尔质量为，相同条件下，“可燃冰”的密度比冰的(填“大”或“小”)。(2)小张一家三口每天做饭约消耗320g天然气，天然气的主要组成部分是CH4，标准状况下，CH4的密度为(保留3位有效数字)，可估算出小张一家每天做饭消耗天然气体积约为升，家用天然气会添加微量的有特殊臭味的泄露警告剂四氢噻吩(C4H8S)，一般添加量是20~50mg·m-3。若小张朋友小史家一年使用的天然气约为310m3，则标准状况下，一年消耗的气态四氢噻吩的体积范围约为(保留3位有效数字)。经过询问，小张了解到奶奶小时候仍用煤气(主要成分为CO)烧饭，每1mol煤气完全燃烧产生的热量约为282.5kJ，每1mol天然气燃烧产生的热量约为893kJ，则在标准状况下点燃两种气体各一升，产生的热量产值为(精确到整数)(3)小张同学为研究二氧化碳性质，在实验室进行了制取二氧化碳的实验。为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从图中选择合适的装置并进行连接。其中连接顺序合理的是______。A．a-a′-d′-d-e B．c-c′-d-d′-g C．b-b′-d-d′-g D．d-d′-c-c′-f(4)为进一步研究二氧化碳和其他气体对大气作用的情况，小张利用“手持”技术测定阳光照射不同气体温度变化曲线(如图所示)，其中四个容器均密闭、体积相等且初始压强均为101kPa。则下列说法正确的是________(不定项选择)。A．实验开始时，四种气体密度相同B．若容器的容积为22.4L，13：00时N2原子个数等于2NAC．12：30-13：30时间范围内CO2压强最大D．CO2是四种气体中温室效应最显著的(5)对碳排放和二氧化碳研究过后，小张同学很想知道CO2能有有益运用，于是查询资料：2023年北京冬奥会速滑馆采用CO2跨临界直冷制冰。系统精密控制制冷剂CO2在冰面下的钢管中昼夜不停地进行气液转化，以确保冰面具有良好的稳定性和温度均匀性。①CO2由液态转变为气态的过程中微粒间的距离(选填“变大”或“变小”)；CO2溶于水的过程中，其共价键被破坏(选填“有”或“没有”)②CO2的电子式为。CO2分子的空间填充模型为。(选填编号)A．B．【答案】(1)160g/mol小(2)0.714g·L-14481.58~3.59L(误差波动0.05L以内均算对)52(3)B(4)CD(5)变大有A【解析】（1）“可燃冰”(天然气水合物)的平均组成可表示为CH4·8H2O，其摩尔质量为16+8×18=160g/mol，可燃冰是由水分子构成笼，笼中容纳1个CH4分子，甲烷的分子量小于水，所以“可燃冰”的密度比冰的小；（2）标准状况下，CH4的密度为16g·mol-122.4L·mol-1=0.714g·L-1，小张一家每天做饭消耗天然气体积约为320g16g·mol-1×22.4L·mol-1=448升；家用天然气会添加微量的有特殊臭味的泄露警告剂四氢噻吩(C4H8S)，一般添加量是20~50mg·m-3，310m3的天然气中含四氢噻吩的质量范围为310m3×20mg·m-3~310m3×50mg·m-3，即6.2g~15.5g，四氢噻吩(C4H8S)的摩尔质量为88g/mol，则四氢噻吩的体积范围是6.2g88g·mol-1×22.4L·mol-1~15.5g88g·mol-1×22.4L·mol-1（3）盐酸和大理石制得的CO2气体含有氯化氢和水蒸气，除氯化氢用饱和NaHCO3溶液，除水蒸气用浓硫酸，CO2比空气密度大，能溶于水，所以用向上排空气法收集CO2气体，因此该装置的连接顺序为：c-c′-d-d′-g，B正确；（4）根据公式：ρ=mV=nMV，在开始时四种气体的压强相同，体积相同，气体的物质的量相同，不同气体的相对分子质量不同，则实验开始时，四种气体密度不相同，A错误；若容器的容积为22.4L，在13：00时由于气体温度高于0℃，该条件不是标准状况下，其气体摩尔体积大于22.4L/mol，因此N2的物质的量小于1mol，N2中含有的N原子个数少于2NA，B错误；根据图示可知：在12：30-13：30时间范围内CO2温度升高最大，由于开始压强相同，气体的物质的量相同，随温度升高压强增大，C正确；根据曲线可知：阳光照射不同气体时，CO（5）①CO2液态分子之间通过范德华力紧密排列，吸收能量，微粒间的距离变大转化为气态，该过程中为物理变化；CO2溶于水的过程中，与水反应生成碳酸，其共价键被破坏；②CO2属于共价化合物，电子式为，CO2分子的空间填充模型为直线形，A符合。3．无水氯化铝是有机化工常用催化剂，其外观为白色固体，178℃时升华，极易潮解，遇水后会发热并产生白雾。为制备氯化铝，小张同学和小佘同学分别采取了两种实验方案，阅读题文材料并回答下列问题：[方案一]：小佘同学决定用如下装置制备无水氯化铝(1)装置A为氯气发生装置，化学反应方程式：。导管a的作用是。(2)装置B的作用是除去HCl，所盛试剂可以为(3)装置C和F的作用是。(4)D装置中反应的化学方程式：，反应的基本类型为(5)装置G中所盛试剂为，其作用是。(6)小张同学认为若无装置B，其余装置、试剂保持不变，也能制备无水AlCl3，因此可以撤去装置B，你认为这正确吗？若正确，请直接写正确；若不正确，请直接说明理由：。[方案二]：小张同学决定用如下装置制备无水氯化铝(7)浓硫酸可用来制取氯化氢是因为浓硫酸具有_______(不定项选择)。A．强酸性 B．吸水性 C．氧化性 D．难挥发性(8)写出B处烧瓶中发生反应的化学方程式。(9)进行实验时应该，目的是。A．先点燃B处酒精灯B．先点燃D处酒精灯C．两处同时点燃酒精灯(10)用粗短导管连接D、E的目的是___________。A．防堵塞 B．防倒吸 C．平衡气压 D．冷凝(11)E瓶的作用是。F中盛有碱石灰，其目的是。(12)实验结束后，小张又将D中固体改为市售氯化铝(化学式为AlCl3·6H2O)再次进行无水氯化铝的制备，若实验条件控制不当，最终得到的物质是碱式氯化铝：化学式为Al2(OH)nCl(6-n)，且质量是原市售氯化铝的40%，则可推算n的值为。(精确到整数)【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)ΔMnCl2+2H2O+Cl2↑(2)饱和食盐水(3)防止水蒸气进入D、E中，确保铝和氯气在干燥环境下反应(4)2Al+3Cl2Δ2AlCl3(5)NaOH溶液吸收尾气，防止污染空气(6)制得的Cl2中混有的HCl与Al反应生成H2，在加热条件下，H2和Cl2混合气体易发生爆炸(7)D(8)NaCl+H2SO4(浓)ΔNaHSO4(9)A排净装置中空气，防止加热时Al与O2反应(10)A(11)使AlCl3冷凝并收集吸收HCl与H2O(12)4【解析】先通过发生装置A制备氯气，通过饱和食盐水除去挥发的氯化氢杂质，然后通过浓硫酸干燥气体，干燥的氯气再与Al反应生成氯化铝，E装置收集制得的AlCl3，F防止G中水进入E装置，尾气使用G中碱液吸收防止污染空气；（1）装置A为氯气发生装置，将二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应：MnO2+4HCl(（2）浓盐酸具有挥发性，装置B中饱和食盐水吸收可吸收挥发出的HCl；（3）已知无水氯化铝极易潮解，遇水后会发热并产生白雾，则装置C和F的作用是：防止水蒸气进入D、E中，确保铝和氯气在干燥环境下反应；（4）D装置中反应为铝和氯气加热反应：2Al+3Cl2Δ2AlCl3（5）尾气中氯气有毒，可以使用氢氧化钠碱液吸收，防止空气污染；（6）制得的Cl2中混有的HCl与Al反应生成H2，在加热条件下，H2和Cl2混合气体易发生爆炸，不可以撤去装置B；（7）浓硫酸可用来制取氯化氢是因为浓硫酸是难挥发性酸，可以制取挥发性的酸HCl，选D；（8）B处烧瓶中氯化钠和浓硫酸加热发生反应：NaCl+H2SO4(浓)ΔNaHSO4+HCl↑（9）与铝反应的氯化氢须要干燥，实验中应先点燃B处酒精灯，使HCl气体充满装置排净装置中空气，且防止Al与空气中的O2反应，再加热D处酒精灯，选A；（10）AlCl3升华后，易冷凝，容易堵塞细导管，用粗短导管连接D、E可防堵塞，选A；（11）E瓶的作用是使AlCl3冷凝、收集AlCl3；F中的碱石灰，可吸收多余的HCl气体，防止污染空气，还可以吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入E瓶；（12）所得碱式氯化铝是原市售氯化铝质量的40%，可知AlCl3∙6H2O转化为Al2(OH)nCl(6-n)后，相对质量是原来的40%，即2×27+17n+4．汽车的安全气囊大多由含氮化合物叠氮化钠启动，阅读题文材料，回答下列问题：(1)某款汽车发生强烈碰撞时，安全气囊内的NaN3发生化学反应生成Na3N和N2所产生的N2快速充满气囊，可以达到保护车内人员的目的，则该反应的化学方程式为；基本反应类型属于。若97.5gNaN3完全分解，在标准状况下，气囊膨胀的体积约为。(2)另一款汽车剧烈碰撞时，安全气囊内的NaN3和KNO3反应生成两种金属氧化物和空气中含量最多的气体，则反应方程式为；若转移的电子的物质的量为2.5mol，则氧化产物比还原产物多mol(3)还有一款电车的安全气囊的工作原理是汽车碰撞时传感器产生的电流触发气体发生如下反应：2NaN3(s)通电3N26Na(s)+Fe2O3(s)=3Na2O(s)+2Fe(s)Na2O(s)+2CO2(g)+H2O(g)=2NaHCO3(s)①上述反应所涉及元素中，某元素原子失去一个电子即可形成8电子稳定结构，该元素的名称是，原子结构示意图为；某元素的最外层电子数是电子层数的3倍，则其简单离子的电子式为，能量最高的电子为层上的电子。②已知天然氢元素中：氕，丰度为99.98%；氘，丰度0.016%；氚，丰度0.004%，写出氢元素的相对原子质量计算表达式：(氕、氘、氚原子的质量用m1，m2，m3表示，C-12原子质量用m0表示)；③汽车行驶过程中，能保护司机不受伤害的气囊需要0.065m3N2，其中含有个氮原子；已知获得上述N2需要NaN3130g，反应生成N2的产率是%(产率=实际产量(4)小丁同学查阅资料，对叠氮化钠产生了浓厚兴趣，决定制备叠氮化钠，相关资料如下：①氨基钠(NaNH2)熔点为208℃，易潮解和氧化；②N2O有强氧化性，易被还原为N2，不与酸、碱反应；③2HNO3+8HCl+4SnCl2=4SnCl4+5H2O+N2O↑，2NaNH2+N2OΔNaN3+NaOH+NH3如下图为小丁同学制备叠氮化钠的装置①按气流方向，上述装置合理的连接顺序为(填仪器接口字母)。②D的作用为③实验时E中生成SnO2·XH2O沉淀，则反应的化学方程式为。④C处充分反应后，需继续进行的操作为。(5)随后，小张同学用如图所示装置测定NaN3产品纯度①仪器F的名称为，其中发生反应生成无色无味无毒气体，写出其离子方程式。②在标准状况下，若G的初始读数为V1mL、末读数为V2mL，则产品中NaN3的质量分数为×100%(保留最简分数形式)。反应结束读数时，若G中液面高于球形干燥管液面，则测定结果(填“偏高”、“偏低”或不影响)。【答案】(1)3NaN3碰撞Na3N+4N2↑分解反应(2)10NaN3(3)钠L12m1m0×99.98%+12(4)afgdebch吸收氧化氮中混有的硝酸，氯化氢和水蒸气SnCl2+N2O+x+1H(5)蒸馏烧瓶ClO-+2N3-+【解析】（1）由题意可知，叠氮化钠受到激烈碰撞发生分解反应生成氮化钠和氮气，反应的化学方程式为3NaN3碰撞Na3N+4N2↑；该反应的基本类型为分解反应；根据关系式：3NaN3~4N2，标准状况下，97.5g叠氮化钠生成氮气的体积为97.5g65g/mol×4（2）空气中含量最多的气体为N2，则NaN3和KNO3反应生成两种金属氧化物和N2，由元素守恒可知两种金属分别为K2O、Na2O，反应方程式为：10NaN3+2KNO3=K2O+5Na（3）①上述反应所涉及元素中，11号元素钠元素原子失去一个电子，可形成8电子稳定结构，原子结构示意图为；8号氧元素的最外层电子数是电子层数的3倍，其简单离子的电子式为，能量最高的电子为L层上的电子；②某原子的相对原子质量=一个该原子的质量一个C-12原子的质量×112，则氕原子的相对原子质量=m1m③氮原子数为0.065×103L22.4L/mol×2NA⋅mol-1≈5.8NA；130gNaN3的物质的量为130g（4）根据反应原理，利用盐酸与SnCl2混合液中加入稀硝酸反应产生一氧化二氮，利用D中的碱石灰吸收N2O中混有的HNO3、HCl和水蒸气，进入装置C中与NaNH2反应制备NaN3，B用于防止E中水蒸气进入C中干扰实验，E用于尾气处理，进而对产品的纯度进行探究；F中发生NaClO与NaN3生成N2的反应，通过测量产生的N2的体积来计算NaN3的质量分数。①由实验目的和原理知，A用于制备N2O，D用于吸收N2O中混有的HNO3和水蒸气，C用于制备NaN3，B用于防止E中水蒸气进入C中干扰实验，E用于尾气处理。则按气流方向，上述装置合理的连接顺序为afgdebch；②D的作用为吸收一氧化氮中混有的硝酸，氯化氢和水蒸气；③根据题中信息，N2O有强氧化性，E中生成SnO2•xH2O沉淀的化学方程式为SnCl2④C处充分反应后，停止加热，为防止倒吸，需继续通入N2O至三颈瓶冷却后，关闭分液漏斗活塞；（5）①由装置图知，仪器F的名称为蒸馏烧瓶；其中发生NaClO与NaN3生成N2的反应，离子方ClO-②由数据信息知，生成N2体积为（V1－V2）mL，由关系式2NaN3～3N2列式得产品中NaN3的质量分数为(V1-V5．过氧化钙(CaO₂)是一种无机化合物，白色或淡黄色结晶性粉末，难溶于水，不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。它具有强氧化性，可用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂以及封闭氧气的气体发生剂。此外，过氧化钙还可用于改善水质、处理工业废水以及作为鱼类的增氧剂。过氧化钙(CaO2)是一种白色固体，微溶于水，不溶于乙醇，受热易分解，2CaO2Δ2CaO+O2↑，与酸反应生成相应的钙盐和氧气。以下是制备CaO2的一种方法。(1)下列说法正确的是___________。A．CaCO3和CaO2均属于钙盐 B．NH3·H2O属于强碱C．CaO2·8H2O属于混合物 D．大理石和盐酸都是混合物步骤Ⅱ可以在如图装置中进行：(2)仪器X的名称为，已知NH3极易溶于水，则X除导气外，还具有的作用是。(3)补充步骤Ⅱ的化学方程式是：=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl(4)实验在冰水浴中进行的原因是_________。(不定项选择)A．防止CaO2·8H2O分解 B．增大CaO2·8H2O的溶解度C．缓解CaO2·8H2O的生成 D．提高过氧化氢的利用率(5)洗涤液最好选择_______。A．热水 B．冷水 C．无水乙醇 D．饱和食盐水用热重法确定烘干温度并测定样品中CaO2·8H2O的纯度。将2.76gCaO2·8H2O样品(含受热不分解的杂质)受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化曲线)如图所示。(6)试确定60℃时CaO2·xH2O中x=。(7)根据以上热重曲线，由CaO2·8H2O烘干得CaO2的合适温度为___________。A．<60℃ B．略高于60℃ C．略高于140℃ D．略高于350℃(8)该样品中CaO2·8H2O的质量分数约为。(计算结果用小数表示，并保留3位小数)(9)根据CaO2受热分解为CaO与O2，用如图所示装置测样品中CaO2的含量(假设杂质不分解)，若样品质量为mg，得到气体体积为VmL(标准状况下)。则以下说法正确的是_________(不定项选择)。A．实验前无需检验装置气密性B．样品中CaO2的质量分数为：9C．实验结束后立即读数D．读取末读数时，水准管中液面低于量气管中液面，CaO2的含量偏大将样品中的过氧化钙转化为碳酸钙，具体流程如图：(10)流程中过氧化钙(CaO2)与水反应时有氧气放出，写出化学方程式。(11)检验沉淀已经洗涤干净的方法是。(12)若样品的质量m=5，碳酸钙质量n=6，则样品中CaO2的质量分数为(保留3位小数)。【答案】(1)D(2)长颈漏斗防止三颈锥瓶中液体倒吸(3)CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O(4)AD(5)C(6)2(7)C(8)0.783(9)BD(10)2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑(11)取最后一次洗涤液少许，加入硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀产生，则已洗净，反之则无(12)0.864【解析】大理石经过处理转化为纯CaCO3，加入盐酸得到CaCl2溶液，CaCl2溶液再加入H2O2和NH3·H2O，得到CaO2·8H2O，再经过洗涤烘干得到CaO2。（1）CaCO3属于