2021-2022学年江苏省南通市海安实验中学高一（下）第一次质检化学试卷（含答案解析）

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2021-2022学年江苏省南通市海安实验中学高一（下）第一次质检化学试卷
1. 我国古人曾用反应Cu2S+O2SO2+2Cu制铜，并最早发明了青铜器的铸造技术。下列说法不正确的是(    )
A. 青铜是铜的一种合金 B. O2和O3是氧元素的同素异形体
C. 该反应属于置换反应 D. 反应中O2作氧化剂，Cu2S只作还原剂
2. 反应(NH4)2SiF6+4NH3⋅H2O=SiO2↓+6NH4F+2H2O可制纳米SiO2。下列说法正确的是(    )
A. 根据NH3的电子式，一个氨分子有8个电子
B. H2O的电子式为
C. NH4F既含离子键又含共价键
D. 基态Si原子的电子排布式为[Ne]3s13p3
3. 下列实验装置不能达到实验目的的是(    )
选项
A
B
C
D
实验装置




实验目的
比较氮、碳、氯三种元素的非金属性强弱
观察纯碱焰色是钠原子发射光谱
实验室制取氨气
检验碘离子

A. A B. B C. C D. D
4. 下列有关钠及其化合物的结构、性质、用途等具有对应关系的是(    )
A. Na的金属性强，NaOH具有强碱性，可用作干燥剂
B. Na的金属性强，还原性强，可用于冶炼金属钛
C. Na2O2中含有氧分子，与二氧化碳反应生成氧气，可用作呼吸面具供氧剂
D. Na2S具有还原性，可用于除去工业废水中的Hg2+
5. 前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的一种单质是已知自然存在的硬度最大的物质，Y是金属元素，其基态原子s能级上的电子数等于p能级上的电子数，Z是同周期主族元素中原子半径最小的元素，X、Y、W三种元素的原子最外层电子数之和等于10。下列说法正确的是(    )
A. 原子半径：r(X)Cl
C. H−Cl键比H−S键极性大
D. Si的电负性范围在2∼3之间
12. 如图是锂离子电池的一种电解质电离出来的阴离子，该阴离子是由同周期元素X、Y、Z、R构成(如图所示)，Y是构成物质种类最多的元素，Z的最外层电子数等于Y的核外电子数，四种元素的最外层电子数之和为20。下列说法正确的是(    )

A. Y、Z、R三种元素形成的简单氢化物中，R的氢化物沸点最高
B. Y与Z形成的化合物均有毒
C. 原子半径：X>Y>Z>R
D. 最高正价：Z>Y>X
13. 二氧化碳的捕集和转化是科学研究中的热点问题，我国科研人员提出了由CO2(g)和H2(g)转化为CH4(g)和H2O(g)的反应历程如图，下列说法正确的是(    )
A. 该反应的化学方程式为：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
B. 反应中使用的催化剂为Ni/Al2O3，Ni是ⅧB族元素
C. CO2分子的电子式为
D. Al2O3是两性氧化物，具有两性，说明铝既属于金属又属于非金属
14. 最活泼的金属元素、最活泼的非金属元素、常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2)元素分别位于下面元素周期表中的(    )

A. s区、p区、ds区 B. s区、p区、d区 C. f区、p区、ds区 D. s区、f区、ds区
15. 根据已学知识，请回答下列问题：
(1)基态N原子中，核外电子占据的最高能层的符号是L，占据该能层能量最高电子的电子云轮廓图形状为 ______。
(2)写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号：______。
(3)某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布式为4s24p4，该元素的名称是 ______。
(4)已知溴是35号元素，写出溴的外围电子排布式 ______。
(5)从原子结构的角度分析B、N和O的电负性由小到大的顺序是 ______。
(6)写出C的核外电子排布图为：______。
(7)从成键方式上分析乙烯C2H4中σ键与π键的个数比为：______。
16. 某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计以下实验。












Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入足量的0.1mol⋅L−1的盐酸中，试预测实验结果：______与盐酸反应最剧烈，______与盐酸反应最慢。
(2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3⋅H2O，从而验证NaOH的碱性强于NH3⋅H2O，继而可以验证Na的金属性强于N。此设计______(填“合理”或“不合理”)，理由是______。
Ⅱ.利用如图所示装置可以验证非金属性的变化规律。
(3)仪器A的名称为______，干燥管D的作用是______。
(4)实验室中现有药品：Na2S溶液、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适的药品设计实验来验证氯的非金属性强于硫。装置A、B、C中所装药品分别为______、______、______，装置C中的实验现象为有黄色沉淀生成，相关反应的离子方程式为______。
(5)若要证明非金属性：S>C>Si，则A中加______，B中加Na2CO3，C中加______，观察到C中的现象为______。
17. 现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题：
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C原子的第一至第四电离能分别是：I1=738kJ/mol、I2=1451kJ/mol、I3=7733kJ/mol、I4=10540kJ/mol
D原子核外所有p轨道全满或半满
E元素的主族序数与周期数的差为4
F是前四周期中电负性最小的元素
G在周期表的第七列
(1)B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有 ______个伸展方向，与A形成的简单分子的结构式 ______。
(2)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了 ______。
(3)E与碳形成的最简单的化合物的电子式是 ______，G位于d区，G的+2价阳离子的价电子排布式为 ______。
(4)检验F元素的方法是 ______，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是 ______。
18. 由铁铬合金(主要成分Cr、Fe，含少量Co、Ni等)可以制取Cr2O3、FeC2O4⋅2H2O和LiFePO4。实验流程如图1：
                                                    图1
(1)“酸溶”时应先向反应器中加入硫酸，再分批加入铬铁合金粉末，同时需保持强制通风。
①分批加入铬铁合金粉末，铁发生反应的离子方程式：______，并保持强制通风的原因是 ______。
②其他条件相同，实验测得相同时间内铬铁转化率[反应的铬铁的物质的量原铬铁的总物质的量反应的铬铁的物质的量原铬铁的总物质的量×100%]、析出硫酸盐晶体的质量随硫酸浓度变化情况如图所示。当硫酸的浓度为9∼11mol⋅L−1，铬铁转化率下降的原因：_______。(已知硫酸浓度大于12mol⋅L−1时铁才会钝化)

                                                    图2
(2)向酸溶所得溶液中加入0.5mol⋅L−1Na2S溶液，使Co2+和Ni2+转化为CoS和NiS沉淀。生成NiS沉淀的离子方程式为：______，Co在周期表中的位置：第 ______(周期、族写全)。
(3)在N2的氛围中将FeC2O4⋅2H2O与LiH2PO4按物质的量之比1：1混合，360℃条件下反应可获得LiFePO4，同时有CO和CO2生成。写出该反应的化学方程式：______。
(4)设计由沉铁后的滤液(含Cr3+和少量Fe2+)制备Cr2O3的实验方案：______，加入P507萃取剂，充分振荡、静置、分液，向水层中边搅拌边滴加NaOH溶液至pH在8∼12之间停止滴加，过滤、洗涤、干燥、500℃煅烧。
已知：①P507萃取剂密度小于水，用于萃取Fe3+，萃取Fe3+时萃取率与溶液pH的关系如图3所示。

                                              图3
②该实验中Cr3+在pH6.0时开始沉淀，pH=8.0时沉淀完全。pH=12时Cr(OH)3开始溶解。[实验中须选用试剂：P507萃取剂、H2O2、NaOH溶液]
答案和解析

1.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握发生的反应及反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。
【解答】
A.青铜是铜与锡或铅等元素形成的合金，故A正确；
B.O2与O3都属于氧的单质，所以两者互为同素异形体，故B正确；
C.该反应为单质与化合物反应生成另一种单质和化合物，则该反应属于置换反应，故C正确；
D.反应中Cu元素化合价由+1价降低为0价，得电子，S元素化合价由−2价升高为+4价，失电子，所以Cu2S是氧化剂也是还原剂，故D错误；
故选D。  
2.【答案】C 
【解析】
【分析】
本题考查原子核外电子排布、电子式的书写、化学键等知识点，侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力，明确原子核外电子排布规则、物质构成微粒及微粒之间作用力是解本题关键，题目难度不大。
【解答】
A.1个N原子含有7个电子、每个H原子含有1个电子，则1个NH3分子含有10个电子，故A错误；
B.H2O为共价化合物，分子中存在H−O共价键，电子式为，故B错误；
C.NH4F中F−、NH4+之间存在离子键，NH4+中存在N−H共价键，所以NH4F中含有离子键和共价键，故C正确；
D.不符合能量最低原理，基态Si原子的电子排布式为[Ne]3s23p2，故D错误；
故选：C。  
3.【答案】A 
【解析】
【分析】
本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、反应与现象、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。
【解答】
A.HClO不是Cl元素的最高价氧化物的水化物，所以该实验不能比较N、C、Cl的非金属性强弱，故A选；
B.焰色试验的光谱是发射光谱，所以观察纯碱焰色是钠原子发射光谱，故B不选；
C.氯化铵和氢氧化钙加热发生复分解反应生成氨气，氨气密度小于空气且氨气易溶于水，采用向下排空气法收集氨气，根据图知，实验原理、气体收集方法正确，故C不选；
D.氯气和KI反应生成I2，I2易溶于四氯化碳溶液，四氯化碳溶液溶解I2后呈紫色，所以能实现实验目的，故D不选；
故选：A。  
4.【答案】B 
【解析】
【分析】
本题考查了元素化合物的性质，熟悉钠及其化合物的性质是解题关键，题目难度不大。
【解答】
A.氢氧化钠可用作干燥剂是因为其易吸水潮解，与其强碱性无关，故A错误；
B.钠单质可以冶炼金属钛是因为钠的还原性很强，故B正确；
C.Na2O2是离子化合物，不含有氧分子，故C错误；
D.Na2S与Hg2+反应生成HgS，HgS难溶于水，所以Na2S用于除去工业废水中的Hg2+，与其还原性无关，故D错误；
故选B。  
5.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查原子结构与元素周期律，结合原子序数、原子结构来推断元素为解答关键，侧重分析与应用能力的考查，注意规律性知识的应用，题目难度不大。
【解答】
前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的一种单质是已知自然存在的硬度最大的物质，该物质为金刚石，则X为C元素；Y是金属元素，其基态原子s能级上的电子数等于p能级上的电子数，Y的原子序数大于C，Y的核外电子排布为1s22s22p63s2，则Y为Mg元素；Z是同周期主族元素中原子半径最小的元素，Z位于ⅦA族，其原子序数大于Mg小于W，则Z位于第三周期，为Cl元素；X、Y、W三种元素的原子最外层电子数之和等于10，W的最外层电子数10−4−2=4，W的原子序数大于Cl，则W为Ge元素，以此分析解答；
根据分析可知，X为C，Y为Mg，Z为Cl，W为Ge元素，
A.主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：r(X)R，故C正确；
D.氧元素的非金属性较强，不存在最高正价，故D错误；
故选：C。  
13.【答案】A 
【解析】
【分析】
本题考查化学反应机理、元素周期表、电子式等，属于一题多点型题目，题目比较基础，旨在考查学生分析能力、对基础知识的掌握情况。
【解答】
A.由图可知，CO2(g)和H2(g)在Ni/Al2O3作催化剂条件下生成CH4(g)和H2O(g)，该反应的化学方程式为：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)，故A正确；
B.反应中使用的催化剂为Ni/Al2O3，但Ni是第Ⅷ族元素，故B错误；
C.CO2分子中碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对，其电子式为，故C错误；
D.铝是金属元素，不是非金属元素，故D错误；
故选A。  
14.【答案】A 
【解析】
【分析】
本题考查元素周期表的结构及应用，为高频考点，把握元素的位置、各周期元素的种类为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意周期表的结构，题目难度不大。
【解答】
同一周期元素，金属性随着原子序数增大而减弱，非金属性随着原子序数增大而增强，同一主族元素，金属性随着原子序数增大而增强、非金属性随着原子序数增大而减弱，这些元素中金属性最强的是位于ⅠA族，为s区元素、非金属性最强的是F元素，位于p区，常温下呈液态的金属为Hg，位于ds区，故选A。  
15.【答案】(1)哑铃形
(2)Si或S
(3)硒
(4)3d104s24p5
(5)BS，根据实验药品可以通过单质之间的置换反应来验证，由题中所给药品可知，可用Na2S与氯气发生置换反应来判断Cl与S非金属性的强弱，因为无加热装置，所以只能选择KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，A中盛放浓盐酸、B中盛放高锰酸钾、C中盛放硫化钠溶液，C中有黄色沉淀生成，发生的离子反应方程式为S2−+Cl2=S↓+2Cl−；
(5)由B中药品为Na2CO3可知，用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断对应元素的非金属性强弱，所以A中加入稀硫酸，C中可加入Na2SiO3溶液，二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成白色硅酸沉淀，所以C中看到的现象是有白色沉淀生成。  
17.【答案】(1)3；
(2)泡利原理
(3)；3d54s2
(4)焰色试验；当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子；电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量 
【解析】
【分析】
本题是对物质结构的考查，涉及电子式、核外电子排布与运动、元素周期表、焰色反应等，需要学生具备扎实的基础与灵活运用的能力。
【解答】
A、B、C、D、E为短周期主族元素，原子序数依次增大，A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，则A为氢元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，电子排布为1s22s22p3，则B为N元素；由C原子的第三电离能剧增，可知C原子最外层电子数为2，处于ⅡA族，结合原子序数判断C为Mg；D原子核外所有p轨道全满或半满，则价电子为3s23p3，则D为P元素；E元素的主族序数与周期数的差为4，E为第三周期ⅦA族元素，则E为Cl；F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，F是前四周期中电负性最小的元素，则F为K元素，而G在周期表的第七列，则G为Mn；
由分析可知，A为H、B为N、C为Mg、D为P、E为Cl、F为K、G为Mn；
(1)B为N元素，核外电子排布式为1s22s22p3，基态原子中能量最高的电子处于2p能级，有3个电子，其电子云在空间有3个方向，与H元素形成的简单分子为NH3，结构式为；
(2)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布为，该同学所画的电子排布图中3s轨道中2个电子自旋方向相同，违背了泡利原理；
(3)E为Cl元素，与碳形成的最简单的化合物为CCl4，其电子式是；G为Mn元素，是25号元素，位于第四周期第ⅦB族，为d区元素，价电子排布式为3d54s2；
(4)F是K元素，检验K元素的方法是焰色试验，产生此现象的原因：当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子；电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量。  
18.【答案】(1)①Fe+2H+=Fe2++H2↑；防止产生的大量气体使反应液溢出，且及时排出产生的H2，避免发生爆炸
②析出的硫酸盐晶体覆盖在铬铁表面，减慢了反应的速率
(2)Ni2++S2−=NiS↓；四周期第Ⅷ族
(3)FeC2O4⋅2H2O+LiH2PO4LiFePO4+CO↑+CO2↑+3H2O↑
(4)边搅拌边向滤液中滴加稍过量的H2O2，充分反应后继续向其中滴加NaOH溶液，至pH约2.5时停止滴加 
【解析】
【分析】
本题考查了物质制备流程分析与评价，涉及分离提纯的基本操作和反应原理的理解与应用等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等。
【解答】
铁铬合金(主要成分Cr、Fe，含少量Co、Ni等)加入硫酸进行酸溶，各金属元素转化为相应的阳离子进入溶液，之后加入Na2S除去Co、Ni元素，过滤后加入草酸，过滤得到FeC2O4⋅2H2O粗品，再经系列处理得到LiFePO4；滤液中还剩余Cr3+，处理得到Cr2O3；
(1)①金属Fe溶于硫酸反应时会产生大量氢气，发生反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，分批加入铬铁合金粉末并保持强制通风可以防止产生的大量气体使反应液溢出，且及时排出产生的H2，避免发生爆炸；
②硫酸浓度较大后，生成的硫酸盐的量增多，析出的硫酸盐晶体覆盖在铬铁表面，减慢了反应的速率；
(2)向酸溶所得溶液中加入0.5mol⋅L−1Na2S溶液，使Co2+和Ni2+转化为CoS和NiS沉淀，生成NiS沉淀的离子方程式为Ni2++S2−=NiS↓；Co的核电荷数为27，其价电子排布式为3d74s2，则Co元素位于元素周期表的第四周期Ⅷ族；
(3)FeC2O4⋅2H2O与LiH2PO4按物质的量之比1：1混合，360∘C条件下反应可获得LiFePO4，同时有CO和CO2生成，说明该过程中草酸发生歧化，根据电子守恒、元素守恒可得化学方程式为FeC2O4⋅2H2O+LiH2PO4LiFePO4+CO↑+CO2↑+3H2O↑；
(4)根据题目所给信息可知P507萃取剂可以萃取Fe3+，所以需先加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入NaOH溶液调节pH值至2.5左右，然后加入P507萃取剂萃取，分液后向水层中加入NaOH溶液得到Cr(OH)3沉淀，具体操作为：边搅拌边向滤液中滴加稍过量的H2O2，充分反应后继续向其中滴加NaOH溶液，至pH约2.5时停止滴加，加入P507萃取剂，充分振荡、静置、分液，向水层中边搅拌边滴加NaOH溶液至pH在8∼12之间停止滴加，过滤、洗涤、干燥、500℃煅烧即可。