上海交通大学附属中学2024-2025学年高一下学期开学 化学试题

这是一份上海交通大学附属中学2024-2025学年高一下学期开学 化学试题，共7页。试卷主要包含了 本试卷可能用到的相对原子质量等内容，欢迎下载使用。
（考试时间60分钟 满分100分）
考生注意：
1. 自备科学计算器等参加考试，考试期间严格遵守考试纪律，听从监考员指挥，杜绝作弊
2. 选择题如无说明，则为单选，不定项题则有1~2个正确选项
3. 本试卷可能用到的相对原子质量：Cl-35.5 O-16
一. 元素周期表
1. 1869年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表，到现在形成的周期表经过了众多化学家的艰辛努力。
部分元素及其性质如下表所示：
（1）元素a与b可形成化合物ab4，该分子的空间结构为 。
（2）元素c的最高价氧化物对应水化物所含有的化学键是 。该元素单质与氧气在加热条件下反应，得到产物R，用电子式表示R的形成过程 。
（3）元素a与元素g的非金属性何者更强？ ，请用一个化学方程式来证明这个结论： 。
（4）原子数相同，电子总数相同的粒子互称为等电子体。e、f是上述周期表中短周期元素，则硼元素与e、f形成互为等电子体负离子： Be、Bf， 则m的值为 。
（5）已知ab4的沸点为76.8℃，ad4的沸点为-128℃，新制冷剂的沸点范围应介于其间且为a,b,d三种元素形成的化合物。经过较长时间反复试验，一种新的制冷剂诞生了，试写出该款制冷剂所有可能的化学式： __ 。
（6）Se2b4常用作分析试剂，分子中每个原子均满足最外层8电子结构，其结构式为 。硒(Se)化铟(In)是一种新型半导体材料。下列说法正确的是（ ）（不定项选择）
A．原子半径：In>Se B．In比Se易失去电子
C．In的金属性比Al弱 D．硒化铟的化学式为
二. SO2的实验探究
2. 二氧化硫有很多化学性质，我校化学兴趣小组做了如下实验进行研究：
（1）硬质玻璃管是化学实验中经常使用的一种仪器，进行微量实验：如图1所示，将浓硫酸滴入装有Na2SO3固体的培养皿一段时间后，a、b、c三个棉球均变白，则下列说法正确的是（ ）（不定项选择）
A. 小球a变色可能是因为SO2具有强氧化性漂白了品红溶液
B. 若小球b上滴加的试剂为含酚酞的NaOH溶液，则可证明SO2具有酸性
C. 若要体现SO2的还原性，小球c上可滴加的试剂为淀粉与碘的混合溶液
D. 在标准状况下，本实验每生成22.4ml的SO2就有2×10-3NA个电子转移
（图1） （图2）
（2）将胶头滴管中浓硫酸分别滴入如图2所示的Y型管的两个支管中，实验现象为 ______________。硫化亚铁处加水的目的是 。
（3）向盛有少量NaCl固体的试管中滴加浓度为98%的浓硫酸，试管中产生了白雾。用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近试管口，有白烟产生。小组同学认为白雾中可能含有少量Cl2，作出预测的依据是 。
（4）向盛有少量KBr固体的试管中滴加浓度为98%的浓硫酸，固体表面缓慢冒出气泡，溶液变为橙色，一段时间后反应变得剧烈，最终得到棕红色的溶液A。
①若不考虑反应温度的变化，反应一段时间后变剧烈的原因可能为 。
反应产生的气体具有刺激性气味，小组同学认为其中可能含有SO2。该小组同学取少量反应后的溶液A，按照如图流程进行实验，验证了SO2的产生：
②已知沉淀3为单质S。步骤1中加入足量Ba(OH)2的目的是 __________ 、 _______________ 。
③另取溶液A于试管中加水，溶液颜色明显变浅至接近无色。甲同学认为原因是Br2被稀释或与水的反应；乙同学认为Br2发生了反应。若认为甲同学的分析合理，请设计实验方案验证： 。
④将溶液A放置一段时间后再加等量水，发现颜色不再明显变浅或褪去。可能的原因为：
a.SO2溢出体系，不能将Br2全部还原褪色； b. 。
（5）向盛有少量KI固体的试管中滴加浓度为98%的浓硫酸，固体迅速变为紫黑色，有紫色烟出现，闻到臭鸡蛋气味。则发生反应的化学方程式： 。将实验（3）、（4）、（5）的现象进行对比，得出结论：Cl-难被浓硫酸氧化；与Br-相比，I-更容易被浓硫酸氧化。请从原子结构的角度进行解释： 。
三. 纳米级Fe粉
3. 在不同温度下，纳米级铁粉与水蒸气反应的固体产物不同，温度低于570℃时生成FeO，高于570℃时生成Fe3O4，甲、乙两位同学分别用酒精灯和酒精喷灯进行纳米级Fe粉与水蒸气反应的实验并验证产物。
丙
（1）甲装置中纳米级Fe粉与水蒸气反应的化学方程式是 。
（2）甲装置中仪器a的名称为 ；加热湿棉花的目的是： 。
乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：
（3）根据以上实验，乙同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。丙同学认为乙同学的结论不正确，他说出了自己的理由，请你结合离子方程式帮他进行说明： 。
（4）若向实验I得到的溶液a中加入NaOH溶液，将看到的现象是： 。
引火铁是反应活性很强的准纳米级的铁粉，可以通过Fe3O4与H2反应制得。一定温度下，在2L体积可变的密闭容器中发生下列反应：Fe3O4(s)+4H2(g)⇌3Fe(s)+4H2O(g)
（5）如丙图纵坐标表示固体质量。曲线a代表的反应，在建立平衡过程中的平均速率υ(H2)为 。曲线a与曲线b所代表的反应，体系压强的大小关系是 。将平衡状态A转变为B，则需要改变的外界条件是 。
（6）乙同学想进一步测定实验I所得溶液中的含量，他将试管中的溶液准确稀释至250mL，取出10.00mL于锥形瓶中；向锥形瓶中加入少量稀硫酸；用浓度为0.100ml/L的溶液进行滴定；记录数据，并重复上述操作2次，计算反应消耗溶液bmL。该过程中，他用到的玻璃仪器除了烧杯和玻璃棒，还有__________；根据上述测定原理，实验I所得溶液中的的物质的量为 ml。(用含b的代数式表示)
（7）对于温度不同，产物不同的原因给出一个合理假设：_______________________________________。
四. 电化学装置
4. 电化学装置在日常生活、工业生产中有着广泛的应用，请回答以下问题。
（1）可设计成原电池的化学反应具备的条件为：___________________。
某同学在用如图1装置做电化学实验时（供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片。），发现加入一定量CuSO4过后可以增加H2反应速率

（图1） （图2）
（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 。
（3）当量筒中收集到336mL(标准状况下)气体时，通过导线的电子的物质的量为 ，此时____（选填“a”或“b”）电极质量减少 g。
为了进一步研究硫酸铜的用量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如表一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。(假设混合溶液总体积等于混合前各溶液的体积之和)
（4）请完成此实验设计，其中：V3= ，V8= 。
（5）该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因： 。
（6）若实验A测得收集到产生H2体积为448mL(标准状况下)时所需的时间为5分钟，则化学反应速率v(H2SO4)= _________(忽略反应前后溶液体积变化)。
依据工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如图2所示装置电解K2SO4溶液。
（7）该电解槽中，通过阴离子交换膜的离子数 (选填“＞”、“＜”或“=”)通过阳离子交换膜的离子数；图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由大到小的顺序为 。
五. 二氧化氯
5. 二氧化氯()是一种高效安全消毒剂，黄绿色气体，易溶于水，沸点为11℃，遇热不稳定易分解发生爆炸。工业上利用硫铁矿[主要成分为二硫化亚铁()]还原氯酸钠()制取二氧化氯。
某研究小组利用如图装置制备，向三颈烧瓶中加入溶液、浓通入空气，调节恒温器至60℃，通过固体加料器缓慢匀速加入硫铁矿粉末。请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。A装置中恒温器控制温度在60℃以内的目的是 。B装置用于收集，使用的水浴为 (热、冰)水浴，原因是 。
三颈烧瓶中发生的离子反应为
（2）该反应中被氧化的元素为 (填元素符号)，反应中转移0.75ml电子时，生成还原产物 ml。
（3）将少量水溶液滴入盛有溶液的试管中，振荡有黑色沉淀生成，同时有酸生成，已知氧化剂与还原剂的物质的量之比为，书写该反应的化学方程式为 。
（4）设计实验证明的氧化性比的强： 。
（5）“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)，则的有效氯含量为 。(保留两位小数)。
（6）可以由与NaOH溶液反应得到，在不同温度、浓度的条件下，与NaOH溶液反应可以生成NaClO或。现将氯气缓缓通入冷NaOH溶液，当溶液中含有的NaClO与的物质的量为时，为 ，整个过程参加反应所需NaOH与的物质的量之比为 。
（7）若将通入含1mlNaOH的溶液中，发生上述过程，反应中转移电子的物质的量可能为aml，则a的取值范围为 。
参考答案：
一. 元素周期表（共18分）
1． （1）正四面体（1分）
（2）离子键和共价键（2分） （2分）
（3）元素a/C （1分） CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3↓（2分）
（4）3 （2分）
（5）CF2Cl2 CFCl3 CF3Cl3 （3分）
（6）Cl-Se-Se-Cl（2分） AB（3分）
二. SO2的实验探究（共21分）
2． （1）CD（3分）
（2）管壁内有淡黄色固体生成（1分） 稀释浓硫酸，防止硫化氢被氧化（2分）
（3）浓硫酸有强氧化性，有可能将Cl-氧化为Cl2（1分）
（4）①反应产物中某种微粒为催化剂，速率加快（2分）
②除去溶液中的Br2 （2分） 将溶液中的+4价硫(或H2SO3)全部转化为BaSO3沉淀（2分）
③向与原溶液颜色相近的溴水中加入等量水，若溶液颜色与溶液A稀释后相近，则证明甲的观点成立（2分）
④+4价硫(SO2或H2SO3)被空气中氧气氧化为+6价，不能将Br2还原（2分）
（5）8KI+5H2SO4(浓)=4I2+H2S↑+4K2SO4+4H2O（2分）
Cl-、Br-、I-的电子层数递增，离子半径递增，原子核对外层电子吸引力减弱，失电子能力增强，还原性增强（2分）
三. 纳米级Fe粉（共20分）
3． （1）（2分）
（2）蒸发皿（1分） 产生大量的水蒸气（2分）
（3）钠米级Fe粉与水蒸气反应的过程中Fe过量，Fe没有反应完，反应后的固体，加入少量硫酸，发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，所以看不到红色（2分）
（4）先生成白色沉淀，白色沉淀迅速转为灰绿色并转为红褐色（2分）
（5）0.25ml/(L·min) （2分） a＜b（2分） 降低温度（1分）
（6）250mL容量瓶和胶头滴管（2分） 1.25b×10-2（2分）
（7）只有在足够的温度下，水蒸气才能被激活并分解成具有氧化性的氧原子，将FeO氧化为Fe3O4（2分）
四. 电化学装置（共21分）
4． （1）自发进行的氧化还原反应（2分）
（2）CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn以及硫酸溶液形成Cu/Zn原电池，加快了氢气产生的速率（2分）
（3）0.03ml（2分） a（1分） 0.975（2分）
（4）30（2分） 19（2分）
（5）当加入一定量的CuSO4后，生成的Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积，使得生成氢气的速率下降（2分）
（6）0.08ml·L-1·min-1（2分）
（7）＜ （2分） d>c>b>a（2分）
五. 铁的氯化物（共20分）
5． （1）锥形瓶（1分） 防止分解发生爆炸（1分） 冰（1分）
使在装置B的冰水浴中冷却变为液态（2分）
（2）+2价的Fe和-1价的S（2分） 0.75（2分）
（3）（2分）
（4）将ClO2气体通入FeSO4溶液中，并滴入KSCN溶液，观察溶液颜色变化，若溶液变为红色，则证明ClO2的氧化性比Fe3+的强（2分）
（5）2.63（1分）
（6）11:2（2分） 2:1（1分）
（7）12≤a≤56（3分）

元素
原子结构特征或有关物质的性质
a
原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍
b
原子的最外层电子数比其次外层电子数少1个且与元素a形成的化合物之一是常见的萃取剂
c
第三周期半径最大的主族元素
d
卤素单质中氢化物最稳定的元素
e
其氢化物eH3为10电子结构分子
f
与a元素形成的无毒气体会加剧温室效应，带两个负电荷的离子与氖离子结构相同
g
第四周期中制作半导体材料的重要非金属元素，地壳中含量第二高的元素
步骤
实验操作
实验现象
I
将反应后得到的黑色粉末X(假定为均匀的)，取出少量放入另一试管中，加入少量稀硫酸，微热
黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生
II
向实验I得到的溶液a中滴加几滴KSCN溶液，振荡
溶液没有出现红色
实验混合溶液
A
B
C
D
E
F
4ml/LH2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液mL
0
1
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0