2022屆山西省晉中市2020屆-高考化學(xué)三年模擬(一模)試題匯編-實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)題_第1頁(yè)
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高三模擬試題高三模擬試題PAGE2PAGE1山西省晉中市2020屆-2022屆高考化學(xué)三年模擬(一模)試題匯編-實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)題一、實(shí)驗(yàn)題1.(2020·山西晉中·統(tǒng)考一模)聚合硫酸鐵簡(jiǎn)稱(chēng)聚鐵[Fe2(OH)6-2n(SO4)n〗m廣泛用于飲用水等的凈化。某化工廠利用硫酸銅廢液制備聚鐵,其流程如下:回答下列問(wèn)題:(1)試劑A為_(kāi)_________。(2)本實(shí)驗(yàn)中兩次加入硫酸,其中“加熱濃縮“時(shí)加入稀硫酸,除了抑制離子水解,還為了_______,“聚合”時(shí)加硫酸是為了控制溶液的pH在一定范圍內(nèi),若pH偏大,則_________。(3)“控溫氧化”時(shí)選用綠色氧化劑雙氧水,該過(guò)程需要控溫的原因是________。(4)減壓蒸發(fā)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),應(yīng)先打開(kāi)減壓泵,從_____(填字母)口通入冷水,再打開(kāi)旋轉(zhuǎn)主機(jī);實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先關(guān)閉旋轉(zhuǎn)主機(jī),再_______,打開(kāi)閥門(mén)a通大氣后,最后取下______(填儀器名稱(chēng)),從中獲得聚鐵。本實(shí)驗(yàn)采取減壓蒸發(fā)的理由是___________。(5)測(cè)定聚合硫酸鐵樣品主要成分的化學(xué)式。準(zhǔn)確稱(chēng)取所得聚鐵樣品5.520g,溶于適量稀鹽酸中,然后分成兩等份:a.一份加入過(guò)量的BaCl2溶液,然后過(guò)濾、洗滌、干燥,稱(chēng)重,得固體質(zhì)量1.165g;b.另一份置于250mL錐形瓶中,加入過(guò)量KI,充分反應(yīng)后再用0.5000mol?L-1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。已知:I2+2S2O32–=2I–+S4O62–(無(wú)色)①計(jì)算所得產(chǎn)品化學(xué)式中n=_______。②若m=4,寫(xiě)出“聚合”過(guò)程的化學(xué)方程式:______。2.(2021·山西·統(tǒng)考一模)銨明礬〖NH4Al(SO4)2·12H2O〗是分析化學(xué)常用基準(zhǔn)試劑,在生產(chǎn)生活中也有很多重要用途。實(shí)驗(yàn)室以NH4HCO3為原料制備銨明釩晶體的過(guò)程如圖:請(qǐng)回答下列問(wèn)題:Ⅰ.(1)試寫(xiě)出過(guò)程Ⅰ的化學(xué)方程式___。(2)過(guò)程Ⅱ中加入稀硫酸的目的是___,若省略該過(guò)程,則會(huì)導(dǎo)致制得的銨明礬晶體中混有__雜質(zhì)(填化學(xué)式)。(3)過(guò)程Ⅲ獲得銨明礬晶體,需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是__、過(guò)濾、洗滌、干燥。Ⅱ.為測(cè)定銨明礬晶體純度,某學(xué)生取mg銨明礬樣品配成500mL溶液,根據(jù)物質(zhì)組成,設(shè)計(jì)了如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案(每個(gè)方案取用溶液的體積均為50.00mL)。請(qǐng)結(jié)合三個(gè)方案分別回答下列問(wèn)題:方案一:測(cè)定SO的量,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下:(4)老師評(píng)價(jià)這個(gè)方案不科學(xué),測(cè)得的SO含量將__(填“偏高”或“偏低”),理由是__。方案二:測(cè)定NH的量,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖所示:(5)準(zhǔn)確測(cè)量氨氣的體積是實(shí)驗(yàn)成功的保證。①讀取量氣管的讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意__。②量氣管中所盛液體可以是__(填字母)。a.水b.乙醇c.苯d.四氯化碳方案三:測(cè)定Al3+的量,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:(6)取50.00mL待測(cè)液,調(diào)節(jié)溶液pH約為3.5,加入V1mLc1mol/L乙二胺四乙酸二鈉(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液,加熱至沸騰,使Al3+與Na2H2Y迅速反應(yīng);待反應(yīng)完成后調(diào)節(jié)溶液pH至5~6,加入二甲酚橙指示劑,再用c2mol/L的Zn2+滴定液滴定過(guò)量的Na2H2Y,至滴定終點(diǎn)時(shí)消耗Zn2+滴定液的體積為V2mL。反應(yīng)的離子方程式為Al3++H2Y2-=AlY-+2H+,Zn2++H2Y2-=ZnY2-+2H+。通過(guò)計(jì)算確定銨明礬晶體的純度__。3.(2022·山西晉中·統(tǒng)考一模)氯化亞砜(SOCl2)是一種液態(tài)化合物,沸點(diǎn)為78.8°C,在農(nóng)藥、制藥行業(yè)中用途廣泛。SOCl2遇水劇烈反應(yīng),液面上產(chǎn)生白霧,并產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體。實(shí)驗(yàn)室合成原理:SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2。其他相關(guān)信息如下:①實(shí)驗(yàn)室里通常用Na2SO3固體和濃硫酸在不加熱時(shí)反應(yīng)制備二氧化硫。②合成氯化亞砜時(shí)可能用到的部分裝置如圖所示?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)裝置乙、丙中相同的儀器名稱(chēng)為_(kāi)______。(2)實(shí)驗(yàn)室制取SOCl2是在三頸燒瓶中合成的,從圖中選取合適的裝置組成整個(gè)裝置,所選儀器的連接順序是:⑥→_______→①②←_______(用“→”或“←”連接各接口,箭頭表示氣體流向,某些儀器可以多次使用。裝置乙用于制取氯氣)。(3)裝置甲中冷凝管的進(jìn)水口為_(kāi)______(填“③”或“④”)。冷凝管上連接的干燥管的作用是:①吸收逸出的Cl2、SO2,防污染;②_______。(4)濃硫酸的作用是_______。(5)該實(shí)驗(yàn)制取氯氣的離子方程式為_(kāi)______。(6)實(shí)驗(yàn)室對(duì)SO2尾氣進(jìn)行處理,下列如圖裝置中最合適的是_______(填標(biāo)號(hào))。(7)已知SCl2的沸點(diǎn)為60°C。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將三頸燒瓶中液體混合物分離開(kāi)的實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)是_______。若反應(yīng)中消耗的Cl2的體積為896mL(已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況,SO2足量),最后得到純凈的SOCl27.12g,則SOCl2的產(chǎn)率為_(kāi)______(保留兩位有效數(shù)字)。二、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)4.(2020·山西晉中·統(tǒng)考一模)鉻的化合物在醫(yī)藥、材料領(lǐng)域有重要作用,認(rèn)識(shí)鉻及其化合物有重要意義。(1)基態(tài)鉻原子中,電子占據(jù)的最高能級(jí)符號(hào)為_(kāi)____________。(2)研究表明,當(dāng)化合物的陽(yáng)離子有未成對(duì)電子時(shí),該化合物具有磁性。下列物質(zhì)可用作錄音帶磁粉的是__________。A.V2O5

B.Fe2O3

C.ZnO

D.CrO2(3)已知Cr3+在水溶液中的存在形式為〖Cr(H2O)6]3+。在不同條件下,可從CrCl3水溶液中獲得紫色、藍(lán)綠色或綠色等不同顏色的配合物,其實(shí)驗(yàn)式均為CrCl3?6H2O?,F(xiàn)取藍(lán)綠色配合物0.1mol,加入足量AgNO3溶液,經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得28.7g沉淀,則該化合物中的化學(xué)鍵類(lèi)型有___________,寫(xiě)出該藍(lán)綠色配合物的電離方程式:________。(4)常溫下,氯化酰鉻(CrO2Cl2)是暗紅色液體,能與CCl4、CS2等有機(jī)溶劑互溶。①固體氯化酰鉻屬于______(填“極性”或“非極性”)分子,判斷依據(jù)是______。②等電子體是具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子。寫(xiě)出一種與CCl4分子互為等電子體的陰離子:_______(填化學(xué)式);寫(xiě)出CS2分子的電子式:____________。(5)氮化鉻(CrN)在超級(jí)電容器領(lǐng)域有良好應(yīng)用前景,其晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型與氯化鈉相同。①氮化鉻的熔點(diǎn)比氯化鈉高的主要原因是______。②與Cr3+次鄰近的N3–有________個(gè)。③已知Cr3+和N3–半徑分別為apm、bpm,設(shè)Cr3+和N3–都是緊密接觸的剛性小球,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,晶體的密度為ρg?cm–3,則CrN的摩爾質(zhì)量為_(kāi)_____。(用含a、b、NA、ρ的算式表示)5.(2021·山西·統(tǒng)考一模)2020年11月24日,長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭攜嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器在文昌發(fā)射升空,開(kāi)啟了我國(guó)首次地外天體采樣返回之旅。月球的沙土中含有豐富的鈦鐵礦(主要成分為T(mén)iO2、Fe2O3等),月壤中還含有硅、鋁、鉀、鋇、鋰、銣、鋯、鉿和稀土元素等。(1)鈦是21世紀(jì)重要的金屬?;鶓B(tài)Ti原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)__。(2)鋁和鐵是目前用量最大的金屬。①在周期表中,與Al的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是__,該元素的氯化物的空間構(gòu)型為_(kāi)_。②氧化鐵比氧化亞鐵穩(wěn)定,試從原子結(jié)構(gòu)角度解釋原因__。(3)TiCl4在常溫下是一種無(wú)色液體,熔點(diǎn)為250K,沸點(diǎn)為409K,其固體的晶體類(lèi)型為_(kāi)__。(4)BaTiO3組成元素的第一電離能由大到小順序是___;BaCO3熱分解溫度比CaCO3高的原因是___,CO中心原子的雜化方式為_(kāi)__,與其互為等電子體的粒子有__(寫(xiě)出一種分子和一種離子)。(5)FeS2晶體的晶胞如圖所示。晶胞邊長(zhǎng)為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為_(kāi)_g·cm-3。6.(2022·山西晉中·統(tǒng)考一模)2021年全世界前沿新材料領(lǐng)域取得新的進(jìn)展,推動(dòng)了高技術(shù)產(chǎn)業(yè)變革,鈦(Ti)被稱(chēng)為“未來(lái)世界的金屬”,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、航空航天、生物材料等領(lǐng)域。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)基態(tài)Ti2+的價(jià)電子的電子排布圖為_(kāi)______。與鈦同周期的過(guò)渡元素中,基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)最多的元素為_(kāi)______(寫(xiě)元素名稱(chēng))。(2)TiCl4分子中4個(gè)氯原子不在同一平面上,則TiCl4的立體構(gòu)型為_(kāi)______。(3)鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類(lèi)可用于生產(chǎn)太陽(yáng)能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料。CaTiO3的晶胞如圖(a)所示,其組成元素的電負(fù)性大小順序是_______。(4)鈦酸鈣的陰、陽(yáng)離子均可被半徑相近的其他離子替代,從而衍生出多種鈣鈦礦型化合物。通過(guò)離子替代可獲得具有優(yōu)異光電性能的有機(jī)鈣鈦礦型化合物CH3NH3PbI3,其中有機(jī)陽(yáng)離子CH3NH可由甲胺(CH3NH2)制得。其晶胞如圖(b)所示。①其中Pb2+與圖(a)中_______的空間位置相同。②有機(jī)陽(yáng)離子CH3NH中,N原子的雜化軌道類(lèi)型是_______;請(qǐng)從化學(xué)鍵的角度解釋由甲胺形成CH3NH的過(guò)程:_______。(5)將金屬元素Al摻雜到TiN多層膜中,能有效地改善納米多層膜的耐磨性。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,距離Ti最近的Al有_______個(gè)。已知摻雜后的晶體密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,原子①與原子②距離為_(kāi)______nm。高三模擬試題PAGE2PAGE1▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁:1.

鐵粉

增加H+濃度,提高雙氧水的氧化能力(或促進(jìn)Fe2+被氧化)

Fe3+容易轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀,導(dǎo)致聚鐵產(chǎn)率降低

溫度過(guò)低反應(yīng)速率慢,溫度過(guò)高雙氧水分解

b

關(guān)閉減壓泵

旋轉(zhuǎn)瓶

降低蒸發(fā)溫度,防止加熱時(shí)聚鐵分解

1

4Fe2(SO4)3+16H2O=[Fe2(OH)4SO4]4+8H2SO4〖祥解〗分析制備流程,利用硫酸銅廢液制備聚鐵,則將硫酸銅廢液除酸后,需先加入一定量的鐵粉,攪拌、過(guò)濾,得到硫酸亞鐵溶液。向其中加入少量硫酸,一方面可在加熱濃縮時(shí)抑制Fe2+的水解,另一方面為下一步氧化提供酸性環(huán)境,提高雙氧水的氧化能力。通過(guò)雙氧水將Fe2+氧化為Fe3+。該步驟注意控制反應(yīng)溫度。之后加入水和稀硫酸進(jìn)行聚合,最后通過(guò)減壓蒸發(fā)得到聚鐵。據(jù)此分析解答。〖詳析〗(1)根據(jù)原料和產(chǎn)品可知將硫酸銅廢液轉(zhuǎn)化為聚鐵,故硫酸銅廢液除酸后,加入一定量鐵粉,則可知試劑A為鐵粉?!即鸢浮綖椋鸿F粉;(2)由分析可知,加入少量稀硫酸,除了在加熱濃縮時(shí)抑制Fe2+的水解,還為下一步氧化提供酸性環(huán)境,提高雙氧水的氧化能力?!熬酆稀睍r(shí)加硫酸是為了控制溶液的pH在一定范圍內(nèi),若pH偏小時(shí),F(xiàn)e3+水解程度弱,pH偏大時(shí),F(xiàn)e3+容易轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀,導(dǎo)致聚鐵產(chǎn)率降低;〖答案〗為:增加H+濃度,提高雙氧水的氧化能力(或促進(jìn)Fe2+被氧化);Fe3+容易轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀,導(dǎo)致聚鐵產(chǎn)率降低;(3)控制溫度在一定范圍內(nèi),一方面是為了加快反應(yīng)速率,另一方面是防止雙氧水分解,〖答案〗為:溫度過(guò)低反應(yīng)速率慢,溫度過(guò)高雙氧水分解;(4)該裝置使用減壓泵給系統(tǒng)減壓,降低溶液的沸點(diǎn),可以在較低溫度下蒸餾,避免產(chǎn)品聚鐵分解。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),先打開(kāi)減壓泵使系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài),再?gòu)挠糜诶淠舫鑫锏模ㄉ咝危├淠芟驴诩碽口通入冷水,從上口即c口排出;要將聚鐵與水分離,因?yàn)樗姆悬c(diǎn)相對(duì)聚鐵要低,故水浴鍋溫度調(diào)至減壓條件下水的沸點(diǎn)附近,打開(kāi)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)瓶,旋轉(zhuǎn)瓶置于水浴中一邊旋轉(zhuǎn),一邊加熱,可以增大蒸發(fā)面積,利于瓶?jī)?nèi)溶液擴(kuò)散蒸發(fā)。結(jié)束時(shí)應(yīng)先停止旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī),防止蒸餾燒瓶在轉(zhuǎn)動(dòng)中脫落,再打開(kāi)通氣閥通大氣,然后取下收集瓶和旋轉(zhuǎn)瓶。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)水浴加熱是蒸發(fā)溶劑水,故水在收集瓶中,聚鐵在旋轉(zhuǎn)瓶中,取下旋轉(zhuǎn)瓶得聚鐵?!即鸢浮綖椋篵;關(guān)閉減壓泵;旋轉(zhuǎn)瓶;降低蒸發(fā)溫度,防止加熱時(shí)聚鐵分解;(5)①n(SO42-)=n(BaSO4)=,依據(jù)關(guān)系式:2Fe3+~I(xiàn)2~2S2O32-,可知n(Fe3+)=n(S2O32-)=,,n=1?!即鸢浮綖椋?;②若m=4,說(shuō)明Fe2(SO4)3“聚合”生成[Fe2(OH)4SO4]4,即部分Fe3+水解,反應(yīng)方程式為:4Fe2(SO4)3+16H2O=[Fe2(OH)4SO4]4+8H2SO4?!即鸢浮綖椋?Fe2(SO4)3+16H2O=[Fe2(OH)4SO4]4+8H2SO4。2.

2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4

除去溶液A中剩余的HCO

Al(OH)3

蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶

偏高

銨明釩中混有硫酸鈉

保持量氣管兩側(cè)液面相平;眼睛平視量氣管內(nèi)液體的凹液面

cd

%〖祥解〗Ⅰ.NH4HCO3飽和溶液加入稍過(guò)量的飽和Na2SO4溶液,利用NaHCO3溶解度較小,NH4HCO3和Na2SO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng):2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4,過(guò)濾后濾液中含有硫酸銨、硫酸鈉和一定量的NaHCO3,加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH=2,可除去HC,最后加入硫酸鋁溶液制取銨明釩晶體。Ⅱ.方案一是利用氯化鋇測(cè)定溶液中的SO的量,由此求出銨明礬晶體的量;方案二是使用量氣管量取產(chǎn)生的氨氣體積,利用氨氣的體積和銨明釩晶體的化學(xué)式,求出銨明釩晶體的質(zhì)量,再除以樣品的質(zhì)量,即可求出樣品的純度;方案三是用乙二胺四乙酸二鈉(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定Al3+的量,由此求出銨明礬晶體的含量?!荚斘觥舰?(1)根據(jù)以上分析過(guò)程Ⅰ為NH4HCO3和Na2SO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4,故〖答案〗為:2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4;(2)過(guò)程Ⅱ中加入稀硫酸的可除去溶液A中剩余的HCO,使之生成CO2,得到含有(NH4)2SO4、H2SO4和少量Na2SO4的溶液,若省略該過(guò)程,溶液中還有一定量的HC,加入Al2(SO4)3,Al3+會(huì)HCO與發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,導(dǎo)致制得的銨明礬晶體中混有Al(OH)3,故〖答案〗為:除去溶液A中剩余的HCO;Al(OH)3;(3)過(guò)程Ⅲ為從溶液中獲得銨明礬晶體的過(guò)程,則需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥,故〖答案〗為:蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶;Ⅱ.(4)方案一是利用氯化鋇測(cè)定溶液中的SO的量,由此求出銨明礬晶體的量,由于銨明釩中混有硫酸鈉,測(cè)得的SO含量將偏高,故〖答案〗為:偏高;銨明釩中混有硫酸鈉;(5)①一定溫度下,氣體體積與壓強(qiáng)有關(guān),所以讀取量氣管的讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意保持量氣管兩側(cè)液面相平,同時(shí)眼睛平視量氣管內(nèi)液體的凹液面,避免造成讀數(shù)誤差,故〖答案〗為:保持量氣管兩側(cè)液面相平;眼睛平視量氣管內(nèi)液體的凹液面;②方案二是使用量氣管量取產(chǎn)生的氨氣體積,利用氨氣的體積和銨明釩晶體的化學(xué)式,求出銨明釩晶體的質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是盡可能不讓氨氣溶于量氣管中的液體,由于氨氣易溶于水和乙醇,不溶于苯和四氯化碳,故選cd,故〖答案〗為:cd;(6)根據(jù)反應(yīng)的離子方程式:Al3++H2Y2-=AlY-+2H+,Zn2++H2Y2-=ZnY2-+2H+,50.00mL待測(cè)液中含n(Al3+)=n(H2Y2-)-n(Zn2+)=(c1V110-3-c2V210-3)mol,則mg銨明礬樣品配成的500mL溶液中含n(Al3+)=(c1V110-3-c2V210-3)mol=(c1V110-2-c2V210-2)mol,銨明礬晶體的質(zhì)量=(c1V110-2-c2V210-2)mol453g/mol=4.53(c1V1-c2V2)g,銨明礬晶體的純度=100%=%。故〖答案〗為:%。3.(1)分液漏斗(2)

?→?→⑨→⑩

⑩←⑨←⑦(3)

防止水蒸氣進(jìn)入裝置與SOCl2反應(yīng)(4)干燥產(chǎn)生的氯氣和二氧化硫(5)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(6)③(7)

蒸餾

75%〖祥解〗實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,制備的氯氣中混有HCl和水蒸氣,用飽和食鹽水吸收HCl,用濃硫酸干燥氯氣,二氧化硫氣體由亞硫酸鈉和濃硫酸制備,同理用濃硫酸干燥制得的二氧化硫氣體,干燥純凈的氯氣和二氧化硫在三頸燒瓶中由活性炭催化反應(yīng)制得SOCl2,SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2,SOCl2易水解,氯氣和二氧化硫會(huì)污染空氣,不能直接排放,故冷凝管上連接的盛有堿石灰的干燥管,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將三頸燒瓶中混合物蒸餾得到產(chǎn)品。(1)裝置乙中儀器有鐵架臺(tái)、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒瓶和分液漏斗,裝置丙中儀器有錐形瓶和分液漏斗,因此裝置乙、丙中相同的儀器名稱(chēng)為:分液漏斗。(2)依據(jù)分析可知,實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣,制備的氯氣中混有HCl和水蒸氣,用飽和食鹽水吸收HCl,用濃硫酸干燥氯氣,二氧化硫氣體由亞硫酸鈉和濃硫酸制備,同理用濃硫酸干燥制得的二氧化硫氣體,干燥純凈的氯氣和二氧化硫在三頸燒瓶中由活性炭催化反應(yīng)制得SOCl2,SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2,SOCl2易水解,氯氣和二氧化硫會(huì)污染空氣,不能直接排放,故冷凝管上連接的盛有堿石灰的干燥管,整個(gè)裝置所選儀器的連接順序是:⑥→?→?→⑨→⑩→①②←⑩←⑨←⑦。(3)為使冷卻效果更好,裝置甲中冷凝管的水應(yīng)下口進(jìn)上口出,即進(jìn)水口為③;氯氣和二氧化硫污染空氣,不能直接排放,故冷凝管上連接的盛有堿石灰的干燥管,吸收逸出的氯氣和二氧化硫防止污染空氣,同時(shí)也防止水蒸氣進(jìn)入裝置與SOCl2反應(yīng)。(4)濃硫酸具有吸水性,用來(lái)干燥產(chǎn)生的氯氣和二氧化硫。(5)該實(shí)驗(yàn)中用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣,離子方程式為:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(6)①中洗氣時(shí)應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)短管出,①錯(cuò)誤;②中二氧化硫不易溶于飽和亞硫酸氫鈉溶液,②錯(cuò)誤;③中二氧化硫難溶于四氯化碳,上升時(shí)被氫氧化鈉溶液吸收,③正確;④中漏斗完全浸入溶液中,不能起到防倒吸的作用,④錯(cuò)誤;綜上分析,〖答案〗選③。(7)已知氯化亞砜沸點(diǎn)為78.8°C,SCl2的沸點(diǎn)為60°C,所以采用蒸餾的方法即可將之分離;消耗氯氣的物質(zhì)的量為=0.04mol,由方程式SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2可知,生成0.08molSOCl2,則SOCl2的產(chǎn)率為:≈75%。4.

3d

BD

離子鍵、(極性)共價(jià)鍵、配位鍵

〖Cr(H2O)5C1〗C12=〖Cr(H2O)5C1〗2++2Cl-

非極性

根據(jù)相似相溶原理,CC14、CS2為非極性分子,所以CrO2C12為非極性分子

PO43–、SO42–、C1O4–

氮化鉻中離子所帶電荷數(shù)較多,晶格能較大

8

〖祥解〗(5)③根據(jù)題給信息,結(jié)合晶胞的質(zhì)量公式:①m=ρV、②,可得:,由此可知,要計(jì)算CrN的摩爾質(zhì)量,需計(jì)算晶胞的體積、晶胞中所含的微粒個(gè)數(shù),據(jù)此進(jìn)行分析求解。〖詳析〗(1)Cr元素的基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d54s1,3d能級(jí)與4s能級(jí)存在能級(jí)交錯(cuò),3d能量高于4s的,所以基態(tài)鉻原子中電子占據(jù)的最高能級(jí)符號(hào)為3d,〖答案〗為:3d;(2)由信息知:化合物具有磁性需要滿足陽(yáng)離子有未成對(duì)電子,據(jù)此分析:A.V2O5中釩為+5價(jià),對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p6,陽(yáng)離子中沒(méi)有未成對(duì)電子,所以V2O5沒(méi)有磁性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.Fe2O3中鐵為+3價(jià),對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,3d5有5個(gè)未成對(duì)電子,所以Fe2O3有磁性,B項(xiàng)正確;C.ZnO中鋅為+2價(jià),對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10,陽(yáng)離子中沒(méi)有未成對(duì)電子,所以ZnO沒(méi)有磁性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.CrO2中鉻為+4價(jià),對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d2,3d2有2個(gè)未成對(duì)電子,所以CrO2有磁性,D項(xiàng)正確;〖答案〗為:BD;(3)向0.1mol藍(lán)綠色配合物中加入足量的AgNO3溶液,經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得28.7g沉淀,即n(AgCl)=,故1mol藍(lán)綠色配合物中加入足量的AgNO3能產(chǎn)生2molAgCl沉淀,因?yàn)榕浜衔飪?nèi)界不電離出離子,而1mol藍(lán)綠色配合物中有3molCl-,所以藍(lán)綠色配合物外界的Cl-是內(nèi)界的2倍,即外界2份Cl-,內(nèi)界1份Cl-;再根據(jù)“已知Cr3+在水溶液中的存在形式為〖Cr(H2O)6]3+”可知Cr的配位數(shù)為6,所以內(nèi)界還有5份H2O,外界還有1份H2O,因此藍(lán)綠色配合物的結(jié)構(gòu)式為〖Cr(H2O)5C1〗C12·H2O;由于配合物由內(nèi)界和外界,能電離出離子,所以含有離子鍵,H2O中存在(極性)共價(jià)鍵,內(nèi)界的H2O、Cl-與Cr3+之間存在配位鍵,其電離方程式為:〖Cr(H2O)5C1〗C12=〖Cr(H2O)5C1〗2++2Cl-。〖答案〗為:離子鍵、(極性)共價(jià)鍵、配位鍵;〖Cr(H2O)5C1〗C12=〖Cr(H2O)5C1〗2++2Cl-;(4)①根據(jù)相似相溶原理,CCl4、CS2為非極性分子,所以CrO2Cl2為非極性分子;〖答案〗為:非極性;根據(jù)相似相溶原理,CCl4、CS2為非極性分子,所以CrO2Cl2為非極性分子;②等電子體是具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子,CCl4具有AX4通式,CCl4含有5個(gè)原子、32個(gè)價(jià)電子,和PO43-、SO42-、ClO4-這些離子互為等電子體;CS2的電子式為:;〖答案〗為:PO43–、SO42–、C1O4–;;(5)①通常離子所帶電荷數(shù)越多,晶格能就越大,熔沸點(diǎn)就越高?!即鸢浮綖椋旱t中離子所帶電荷數(shù)較多,晶格能較大;②由題給信息:氮化鉻晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型與氯化鈉相同,據(jù)此分析,頂點(diǎn)的Cr3+到體心N3-的距離為次鄰近距離,該頂點(diǎn)的Cr3+為8個(gè)晶胞所共有,所以與該頂點(diǎn)的Cr3+次鄰近的N3-是8個(gè)。〖答案〗為:8;③已知Cr3+和N3-半徑分別為apm、bpm,Cr3+和N3-都是緊密接觸的剛性小球,所以晶胞的邊長(zhǎng)為(2a+2b)pm=。由于Cr3+位于8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面的面心上,所以一個(gè)晶胞中有4個(gè)Cr3+;N3-位于12條棱上和1個(gè)體心,所以一個(gè)晶胞中有4個(gè)N3-,即一個(gè)晶胞中有4個(gè)CrN,一個(gè)晶胞的質(zhì)量即4個(gè)CrN的質(zhì)量,設(shè)CrN的摩爾質(zhì)量為M,則一個(gè)晶胞的質(zhì)量m=。而晶胞質(zhì)量還等于晶胞密度與晶胞體積的乘積,即,晶胞的體積V=,所以晶胞質(zhì)量的關(guān)系式如下:,整理得M=?!即鸢浮綖椋骸!肌狐c(diǎn)石成金』〗易忽略(1)中存在的能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象而錯(cuò)寫(xiě)成4s。從第三能級(jí)開(kāi)始各能級(jí)不完全遵循能層順序,產(chǎn)生了能級(jí)交錯(cuò)排列現(xiàn)象。能量高低順序可表示為:Ens<E(n-2)f<E(n-1)d<Enp……即能層序數(shù)大,其能級(jí)的能量不一定高。做題時(shí)要注意題中陷阱。5.

3d24s2

Be或鈹

直線形

Fe3+的3d能級(jí)半充滿,穩(wěn)定

分子晶體

O>Ti>Ba

Ca2+半徑比Ba2+小,對(duì)CO中的O2-吸引力更大,且產(chǎn)物CaO比BaO更穩(wěn)定

sp2

NO、SO3

〖祥解〗根據(jù)元素在周期表中的位置確定原子的電子層數(shù)及其價(jià)電子數(shù)。根據(jù)原子及其離子的價(jià)電子排布分析其電離能的相對(duì)大小。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析原子的雜化類(lèi)型。根據(jù)同族替換和等量代換原則找等電子體。根據(jù)原子的空間排列特點(diǎn)分析其堆積方式,根據(jù)均攤法確定晶體的化學(xué)式,進(jìn)一步根據(jù)晶胞的質(zhì)量和體積求其密度。〖詳析〗(1)鈦元素的原子序數(shù)為22,基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63S23p63d24s2(或〖Ar〗3d24s2),22Ti元素基態(tài)原子的價(jià)電子層排布式為3d24s2,故〖答案〗為:3d24s2。(2)①根據(jù)對(duì)角線原則,在周期表中,與Al的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是Be(鈹),該元素的氯化物為BeCl2,因?yàn)槠鋬r(jià)層電子對(duì)數(shù)為=,σ鍵電子對(duì)數(shù)為2,孤電子對(duì)數(shù)為0,根據(jù)VSEPR理論,BeCl2的空間構(gòu)型為直線形。故〖答案〗為:Be或鈹;直線形。②Fe2+的價(jià)電子排布式為3d6,F(xiàn)e3+的價(jià)電子排布式為3d?,F(xiàn)e3+的3d能級(jí)處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定,所以氧化鐵比氧化亞鐵穩(wěn)定。故〖答案〗為:Fe3+的3d能級(jí)半充滿,穩(wěn)定。(3)TiCl4在常溫下是一種無(wú)色液體,熔點(diǎn)為250K,沸點(diǎn)為409K,其熔沸點(diǎn)較低,所以其固體的晶體類(lèi)型為分子晶體。故〖答案〗為:分子晶體。(4)因?yàn)锽a是第六周期第IIA族,Ti是第四周期第ⅣB族,O是第二周期第ⅥA族,所以根據(jù)第一電離能的變化規(guī)律,BaTiO3組成元素的第一電離能由大到小順序是O>Ti>Ba;同主族半徑越大金屬性越強(qiáng),越容易失電子.變成離子后半徑越大就越難得電子.形成的鹽就越難分解,所以Ca2+半徑比Ba2+小,對(duì)CO中的O2-吸引力更大,且產(chǎn)物CaO比BaO更穩(wěn)定;CO中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù),VSEPR模型為平面三角形,所以中心原子的雜化方式為sp2雜化;CO的原子總數(shù)為4,價(jià)電子數(shù)為24,所以與其互為等電子體的粒子有NO、SO3。故〖答案〗為:O>Ti>Ba;Ca2+半徑比Ba2+小,對(duì)CO中的O2-吸引力更大,且產(chǎn)物CaO比BaO更穩(wěn)定;sp2;NO、SO3。(5)分析晶胞結(jié)構(gòu)可知,F(xiàn)e2+位于棱邊和體心,位于頂點(diǎn)和面心,因此每個(gè)晶胞中含有的Fe2+個(gè)數(shù)=,每個(gè)晶胞中含有的個(gè)數(shù)=,即每個(gè)晶胞中含有4個(gè)FeS2。一個(gè)晶胞的質(zhì)量,晶胞的體積=(a×10-10)3cm3,該晶體的密度。故〖答案〗為:6.(1)

鉻(2)正四面體(3)O>Ti>Ca(4)

Ti4+

sp3

氨分子中的一個(gè)氫原子被甲基取代后,所得甲胺(CH3NH2)的性質(zhì)與氨相似,其中的N原子有一對(duì)孤電子,可以通過(guò)配位鍵再結(jié)合一個(gè)H+形成CH3NH(5)

4

〖解析〗(1)基態(tài)Ti2+的價(jià)電子排布式為3d2,則價(jià)電子的電子排布圖為;與鈦同周期的過(guò)渡元素中,基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)最多的元素為鉻,其價(jià)電子排布式為:3d54s1;(2)TiCl4分子中4個(gè)氯原子不在同一平面上,則TiCl4的立體構(gòu)型為正四面體;(3)Ca和Ti為同周期的金屬元素,Ca在Ti的左邊,同周期從左向右元素的電負(fù)性依次增大,所以電負(fù)性:Ti>Ca,O為非金屬元素,得電子能力強(qiáng),電負(fù)性最大,即CaTiO3中組成元素的電負(fù)性大小順序是O>Ti>Ca;(4)觀察晶胞(a)(b),將圖(b)周?chē)o鄰的八個(gè)晶胞的體心連接,就能變成圖(a)所示晶胞,圖(b)體心上的Pb2+就是8個(gè)頂點(diǎn),即圖(a)中的Ti4+,圖(b)頂點(diǎn)上的就為體心,即圖(a)的Ca2+的位置,圖(b)面心上的I就是棱心,即圖(a)中的O2-的位置,所以圖(b)中Pb2+與圖(a)中Ti4+的空間位置相同;②CH3NH中以N原子為中心原子,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤電子對(duì)為0,N的雜化方式為sp3雜化;從化學(xué)鍵的角度解釋由甲胺形成的過(guò)程氨分子中的一個(gè)氫原子被甲基取代后,所得甲胺(CH3NH2)的性質(zhì)與氨相似,其中的N原子有一對(duì)孤電子,可以通過(guò)配位鍵再結(jié)合一個(gè)H+形成,故〖答案〗為:氨分子中的一個(gè)氫原子被甲基取代后,所得甲胺(CH3NH2)的性質(zhì)與氨相似,其中的N原子有一對(duì)孤電子,可以通過(guò)配位鍵再結(jié)合一個(gè)H+形成;(5)用Al摻雜TiN后(晶胞結(jié)構(gòu)中只是鋁原子部分代替鈦原子),其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示可知,TiN晶胞中頂點(diǎn)和面心為N原子,棱心和體心上為T(mén)i,現(xiàn)在是將體心上的Ti換為了Al,故距離Ti最近的Al有4個(gè);已知摻雜后的晶體密度為ρg·cm-3,則晶胞的邊長(zhǎng)為xcm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則有:(3,解得,原子①與原子②距離為=。高三模擬試題高三模擬試題PAGE2PAGE1山西省晉中市2020屆-2022屆高考化學(xué)三年模擬(一模)試題匯編-實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)題一、實(shí)驗(yàn)題1.(2020·山西晉中·統(tǒng)考一模)聚合硫酸鐵簡(jiǎn)稱(chēng)聚鐵[Fe2(OH)6-2n(SO4)n〗m廣泛用于飲用水等的凈化。某化工廠利用硫酸銅廢液制備聚鐵,其流程如下:回答下列問(wèn)題:(1)試劑A為_(kāi)_________。(2)本實(shí)驗(yàn)中兩次加入硫酸,其中“加熱濃縮“時(shí)加入稀硫酸,除了抑制離子水解,還為了_______,“聚合”時(shí)加硫酸是為了控制溶液的pH在一定范圍內(nèi),若pH偏大,則_________。(3)“控溫氧化”時(shí)選用綠色氧化劑雙氧水,該過(guò)程需要控溫的原因是________。(4)減壓蒸發(fā)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),應(yīng)先打開(kāi)減壓泵,從_____(填字母)口通入冷水,再打開(kāi)旋轉(zhuǎn)主機(jī);實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先關(guān)閉旋轉(zhuǎn)主機(jī),再_______,打開(kāi)閥門(mén)a通大氣后,最后取下______(填儀器名稱(chēng)),從中獲得聚鐵。本實(shí)驗(yàn)采取減壓蒸發(fā)的理由是___________。(5)測(cè)定聚合硫酸鐵樣品主要成分的化學(xué)式。準(zhǔn)確稱(chēng)取所得聚鐵樣品5.520g,溶于適量稀鹽酸中,然后分成兩等份:a.一份加入過(guò)量的BaCl2溶液,然后過(guò)濾、洗滌、干燥,稱(chēng)重,得固體質(zhì)量1.165g;b.另一份置于250mL錐形瓶中,加入過(guò)量KI,充分反應(yīng)后再用0.5000mol?L-1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。已知:I2+2S2O32–=2I–+S4O62–(無(wú)色)①計(jì)算所得產(chǎn)品化學(xué)式中n=_______。②若m=4,寫(xiě)出“聚合”過(guò)程的化學(xué)方程式:______。2.(2021·山西·統(tǒng)考一模)銨明礬〖NH4Al(SO4)2·12H2O〗是分析化學(xué)常用基準(zhǔn)試劑,在生產(chǎn)生活中也有很多重要用途。實(shí)驗(yàn)室以NH4HCO3為原料制備銨明釩晶體的過(guò)程如圖:請(qǐng)回答下列問(wèn)題:Ⅰ.(1)試寫(xiě)出過(guò)程Ⅰ的化學(xué)方程式___。(2)過(guò)程Ⅱ中加入稀硫酸的目的是___,若省略該過(guò)程,則會(huì)導(dǎo)致制得的銨明礬晶體中混有__雜質(zhì)(填化學(xué)式)。(3)過(guò)程Ⅲ獲得銨明礬晶體,需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是__、過(guò)濾、洗滌、干燥。Ⅱ.為測(cè)定銨明礬晶體純度,某學(xué)生取mg銨明礬樣品配成500mL溶液,根據(jù)物質(zhì)組成,設(shè)計(jì)了如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案(每個(gè)方案取用溶液的體積均為50.00mL)。請(qǐng)結(jié)合三個(gè)方案分別回答下列問(wèn)題:方案一:測(cè)定SO的量,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下:(4)老師評(píng)價(jià)這個(gè)方案不科學(xué),測(cè)得的SO含量將__(填“偏高”或“偏低”),理由是__。方案二:測(cè)定NH的量,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖所示:(5)準(zhǔn)確測(cè)量氨氣的體積是實(shí)驗(yàn)成功的保證。①讀取量氣管的讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意__。②量氣管中所盛液體可以是__(填字母)。a.水b.乙醇c.苯d.四氯化碳方案三:測(cè)定Al3+的量,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:(6)取50.00mL待測(cè)液,調(diào)節(jié)溶液pH約為3.5,加入V1mLc1mol/L乙二胺四乙酸二鈉(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液,加熱至沸騰,使Al3+與Na2H2Y迅速反應(yīng);待反應(yīng)完成后調(diào)節(jié)溶液pH至5~6,加入二甲酚橙指示劑,再用c2mol/L的Zn2+滴定液滴定過(guò)量的Na2H2Y,至滴定終點(diǎn)時(shí)消耗Zn2+滴定液的體積為V2mL。反應(yīng)的離子方程式為Al3++H2Y2-=AlY-+2H+,Zn2++H2Y2-=ZnY2-+2H+。通過(guò)計(jì)算確定銨明礬晶體的純度__。3.(2022·山西晉中·統(tǒng)考一模)氯化亞砜(SOCl2)是一種液態(tài)化合物,沸點(diǎn)為78.8°C,在農(nóng)藥、制藥行業(yè)中用途廣泛。SOCl2遇水劇烈反應(yīng),液面上產(chǎn)生白霧,并產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體。實(shí)驗(yàn)室合成原理:SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2。其他相關(guān)信息如下:①實(shí)驗(yàn)室里通常用Na2SO3固體和濃硫酸在不加熱時(shí)反應(yīng)制備二氧化硫。②合成氯化亞砜時(shí)可能用到的部分裝置如圖所示。回答下列問(wèn)題:(1)裝置乙、丙中相同的儀器名稱(chēng)為_(kāi)______。(2)實(shí)驗(yàn)室制取SOCl2是在三頸燒瓶中合成的,從圖中選取合適的裝置組成整個(gè)裝置,所選儀器的連接順序是:⑥→_______→①②←_______(用“→”或“←”連接各接口,箭頭表示氣體流向,某些儀器可以多次使用。裝置乙用于制取氯氣)。(3)裝置甲中冷凝管的進(jìn)水口為_(kāi)______(填“③”或“④”)。冷凝管上連接的干燥管的作用是:①吸收逸出的Cl2、SO2,防污染;②_______。(4)濃硫酸的作用是_______。(5)該實(shí)驗(yàn)制取氯氣的離子方程式為_(kāi)______。(6)實(shí)驗(yàn)室對(duì)SO2尾氣進(jìn)行處理,下列如圖裝置中最合適的是_______(填標(biāo)號(hào))。(7)已知SCl2的沸點(diǎn)為60°C。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將三頸燒瓶中液體混合物分離開(kāi)的實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)是_______。若反應(yīng)中消耗的Cl2的體積為896mL(已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況,SO2足量),最后得到純凈的SOCl27.12g,則SOCl2的產(chǎn)率為_(kāi)______(保留兩位有效數(shù)字)。二、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)4.(2020·山西晉中·統(tǒng)考一模)鉻的化合物在醫(yī)藥、材料領(lǐng)域有重要作用,認(rèn)識(shí)鉻及其化合物有重要意義。(1)基態(tài)鉻原子中,電子占據(jù)的最高能級(jí)符號(hào)為_(kāi)____________。(2)研究表明,當(dāng)化合物的陽(yáng)離子有未成對(duì)電子時(shí),該化合物具有磁性。下列物質(zhì)可用作錄音帶磁粉的是__________。A.V2O5

B.Fe2O3

C.ZnO

D.CrO2(3)已知Cr3+在水溶液中的存在形式為〖Cr(H2O)6]3+。在不同條件下,可從CrCl3水溶液中獲得紫色、藍(lán)綠色或綠色等不同顏色的配合物,其實(shí)驗(yàn)式均為CrCl3?6H2O。現(xiàn)取藍(lán)綠色配合物0.1mol,加入足量AgNO3溶液,經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得28.7g沉淀,則該化合物中的化學(xué)鍵類(lèi)型有___________,寫(xiě)出該藍(lán)綠色配合物的電離方程式:________。(4)常溫下,氯化酰鉻(CrO2Cl2)是暗紅色液體,能與CCl4、CS2等有機(jī)溶劑互溶。①固體氯化酰鉻屬于______(填“極性”或“非極性”)分子,判斷依據(jù)是______。②等電子體是具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子。寫(xiě)出一種與CCl4分子互為等電子體的陰離子:_______(填化學(xué)式);寫(xiě)出CS2分子的電子式:____________。(5)氮化鉻(CrN)在超級(jí)電容器領(lǐng)域有良好應(yīng)用前景,其晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型與氯化鈉相同。①氮化鉻的熔點(diǎn)比氯化鈉高的主要原因是______。②與Cr3+次鄰近的N3–有________個(gè)。③已知Cr3+和N3–半徑分別為apm、bpm,設(shè)Cr3+和N3–都是緊密接觸的剛性小球,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,晶體的密度為ρg?cm–3,則CrN的摩爾質(zhì)量為_(kāi)_____。(用含a、b、NA、ρ的算式表示)5.(2021·山西·統(tǒng)考一模)2020年11月24日,長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭攜嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器在文昌發(fā)射升空,開(kāi)啟了我國(guó)首次地外天體采樣返回之旅。月球的沙土中含有豐富的鈦鐵礦(主要成分為T(mén)iO2、Fe2O3等),月壤中還含有硅、鋁、鉀、鋇、鋰、銣、鋯、鉿和稀土元素等。(1)鈦是21世紀(jì)重要的金屬?;鶓B(tài)Ti原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)__。(2)鋁和鐵是目前用量最大的金屬。①在周期表中,與Al的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是__,該元素的氯化物的空間構(gòu)型為_(kāi)_。②氧化鐵比氧化亞鐵穩(wěn)定,試從原子結(jié)構(gòu)角度解釋原因__。(3)TiCl4在常溫下是一種無(wú)色液體,熔點(diǎn)為250K,沸點(diǎn)為409K,其固體的晶體類(lèi)型為_(kāi)__。(4)BaTiO3組成元素的第一電離能由大到小順序是___;BaCO3熱分解溫度比CaCO3高的原因是___,CO中心原子的雜化方式為_(kāi)__,與其互為等電子體的粒子有__(寫(xiě)出一種分子和一種離子)。(5)FeS2晶體的晶胞如圖所示。晶胞邊長(zhǎng)為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為_(kāi)_g·cm-3。6.(2022·山西晉中·統(tǒng)考一模)2021年全世界前沿新材料領(lǐng)域取得新的進(jìn)展,推動(dòng)了高技術(shù)產(chǎn)業(yè)變革,鈦(Ti)被稱(chēng)為“未來(lái)世界的金屬”,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、航空航天、生物材料等領(lǐng)域。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)基態(tài)Ti2+的價(jià)電子的電子排布圖為_(kāi)______。與鈦同周期的過(guò)渡元素中,基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)最多的元素為_(kāi)______(寫(xiě)元素名稱(chēng))。(2)TiCl4分子中4個(gè)氯原子不在同一平面上,則TiCl4的立體構(gòu)型為_(kāi)______。(3)鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類(lèi)可用于生產(chǎn)太陽(yáng)能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料。CaTiO3的晶胞如圖(a)所示,其組成元素的電負(fù)性大小順序是_______。(4)鈦酸鈣的陰、陽(yáng)離子均可被半徑相近的其他離子替代,從而衍生出多種鈣鈦礦型化合物。通過(guò)離子替代可獲得具有優(yōu)異光電性能的有機(jī)鈣鈦礦型化合物CH3NH3PbI3,其中有機(jī)陽(yáng)離子CH3NH可由甲胺(CH3NH2)制得。其晶胞如圖(b)所示。①其中Pb2+與圖(a)中_______的空間位置相同。②有機(jī)陽(yáng)離子CH3NH中,N原子的雜化軌道類(lèi)型是_______;請(qǐng)從化學(xué)鍵的角度解釋由甲胺形成CH3NH的過(guò)程:_______。(5)將金屬元素Al摻雜到TiN多層膜中,能有效地改善納米多層膜的耐磨性。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,距離Ti最近的Al有_______個(gè)。已知摻雜后的晶體密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,原子①與原子②距離為_(kāi)______nm。高三模擬試題PAGE2PAGE1▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁:1.

鐵粉

增加H+濃度,提高雙氧水的氧化能力(或促進(jìn)Fe2+被氧化)

Fe3+容易轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀,導(dǎo)致聚鐵產(chǎn)率降低

溫度過(guò)低反應(yīng)速率慢,溫度過(guò)高雙氧水分解

b

關(guān)閉減壓泵

旋轉(zhuǎn)瓶

降低蒸發(fā)溫度,防止加熱時(shí)聚鐵分解

1

4Fe2(SO4)3+16H2O=[Fe2(OH)4SO4]4+8H2SO4〖祥解〗分析制備流程,利用硫酸銅廢液制備聚鐵,則將硫酸銅廢液除酸后,需先加入一定量的鐵粉,攪拌、過(guò)濾,得到硫酸亞鐵溶液。向其中加入少量硫酸,一方面可在加熱濃縮時(shí)抑制Fe2+的水解,另一方面為下一步氧化提供酸性環(huán)境,提高雙氧水的氧化能力。通過(guò)雙氧水將Fe2+氧化為Fe3+。該步驟注意控制反應(yīng)溫度。之后加入水和稀硫酸進(jìn)行聚合,最后通過(guò)減壓蒸發(fā)得到聚鐵。據(jù)此分析解答?!荚斘觥剑?)根據(jù)原料和產(chǎn)品可知將硫酸銅廢液轉(zhuǎn)化為聚鐵,故硫酸銅廢液除酸后,加入一定量鐵粉,則可知試劑A為鐵粉?!即鸢浮綖椋鸿F粉;(2)由分析可知,加入少量稀硫酸,除了在加熱濃縮時(shí)抑制Fe2+的水解,還為下一步氧化提供酸性環(huán)境,提高雙氧水的氧化能力。“聚合”時(shí)加硫酸是為了控制溶液的pH在一定范圍內(nèi),若pH偏小時(shí),F(xiàn)e3+水解程度弱,pH偏大時(shí),F(xiàn)e3+容易轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀,導(dǎo)致聚鐵產(chǎn)率降低;〖答案〗為:增加H+濃度,提高雙氧水的氧化能力(或促進(jìn)Fe2+被氧化);Fe3+容易轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀,導(dǎo)致聚鐵產(chǎn)率降低;(3)控制溫度在一定范圍內(nèi),一方面是為了加快反應(yīng)速率,另一方面是防止雙氧水分解,〖答案〗為:溫度過(guò)低反應(yīng)速率慢,溫度過(guò)高雙氧水分解;(4)該裝置使用減壓泵給系統(tǒng)減壓,降低溶液的沸點(diǎn),可以在較低溫度下蒸餾,避免產(chǎn)品聚鐵分解。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),先打開(kāi)減壓泵使系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài),再?gòu)挠糜诶淠舫鑫锏模ㄉ咝危├淠芟驴诩碽口通入冷水,從上口即c口排出;要將聚鐵與水分離,因?yàn)樗姆悬c(diǎn)相對(duì)聚鐵要低,故水浴鍋溫度調(diào)至減壓條件下水的沸點(diǎn)附近,打開(kāi)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)瓶,旋轉(zhuǎn)瓶置于水浴中一邊旋轉(zhuǎn),一邊加熱,可以增大蒸發(fā)面積,利于瓶?jī)?nèi)溶液擴(kuò)散蒸發(fā)。結(jié)束時(shí)應(yīng)先停止旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī),防止蒸餾燒瓶在轉(zhuǎn)動(dòng)中脫落,再打開(kāi)通氣閥通大氣,然后取下收集瓶和旋轉(zhuǎn)瓶。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)水浴加熱是蒸發(fā)溶劑水,故水在收集瓶中,聚鐵在旋轉(zhuǎn)瓶中,取下旋轉(zhuǎn)瓶得聚鐵。〖答案〗為:b;關(guān)閉減壓泵;旋轉(zhuǎn)瓶;降低蒸發(fā)溫度,防止加熱時(shí)聚鐵分解;(5)①n(SO42-)=n(BaSO4)=,依據(jù)關(guān)系式:2Fe3+~I(xiàn)2~2S2O32-,可知n(Fe3+)=n(S2O32-)=,,n=1?!即鸢浮綖椋?;②若m=4,說(shuō)明Fe2(SO4)3“聚合”生成[Fe2(OH)4SO4]4,即部分Fe3+水解,反應(yīng)方程式為:4Fe2(SO4)3+16H2O=[Fe2(OH)4SO4]4+8H2SO4。〖答案〗為:4Fe2(SO4)3+16H2O=[Fe2(OH)4SO4]4+8H2SO4。2.

2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4

除去溶液A中剩余的HCO

Al(OH)3

蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶

偏高

銨明釩中混有硫酸鈉

保持量氣管兩側(cè)液面相平;眼睛平視量氣管內(nèi)液體的凹液面

cd

%〖祥解〗Ⅰ.NH4HCO3飽和溶液加入稍過(guò)量的飽和Na2SO4溶液,利用NaHCO3溶解度較小,NH4HCO3和Na2SO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng):2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4,過(guò)濾后濾液中含有硫酸銨、硫酸鈉和一定量的NaHCO3,加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH=2,可除去HC,最后加入硫酸鋁溶液制取銨明釩晶體。Ⅱ.方案一是利用氯化鋇測(cè)定溶液中的SO的量,由此求出銨明礬晶體的量;方案二是使用量氣管量取產(chǎn)生的氨氣體積,利用氨氣的體積和銨明釩晶體的化學(xué)式,求出銨明釩晶體的質(zhì)量,再除以樣品的質(zhì)量,即可求出樣品的純度;方案三是用乙二胺四乙酸二鈉(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定Al3+的量,由此求出銨明礬晶體的含量?!荚斘觥舰?(1)根據(jù)以上分析過(guò)程Ⅰ為NH4HCO3和Na2SO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4,故〖答案〗為:2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4;(2)過(guò)程Ⅱ中加入稀硫酸的可除去溶液A中剩余的HCO,使之生成CO2,得到含有(NH4)2SO4、H2SO4和少量Na2SO4的溶液,若省略該過(guò)程,溶液中還有一定量的HC,加入Al2(SO4)3,Al3+會(huì)HCO與發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,導(dǎo)致制得的銨明礬晶體中混有Al(OH)3,故〖答案〗為:除去溶液A中剩余的HCO;Al(OH)3;(3)過(guò)程Ⅲ為從溶液中獲得銨明礬晶體的過(guò)程,則需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥,故〖答案〗為:蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶;Ⅱ.(4)方案一是利用氯化鋇測(cè)定溶液中的SO的量,由此求出銨明礬晶體的量,由于銨明釩中混有硫酸鈉,測(cè)得的SO含量將偏高,故〖答案〗為:偏高;銨明釩中混有硫酸鈉;(5)①一定溫度下,氣體體積與壓強(qiáng)有關(guān),所以讀取量氣管的讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意保持量氣管兩側(cè)液面相平,同時(shí)眼睛平視量氣管內(nèi)液體的凹液面,避免造成讀數(shù)誤差,故〖答案〗為:保持量氣管兩側(cè)液面相平;眼睛平視量氣管內(nèi)液體的凹液面;②方案二是使用量氣管量取產(chǎn)生的氨氣體積,利用氨氣的體積和銨明釩晶體的化學(xué)式,求出銨明釩晶體的質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是盡可能不讓氨氣溶于量氣管中的液體,由于氨氣易溶于水和乙醇,不溶于苯和四氯化碳,故選cd,故〖答案〗為:cd;(6)根據(jù)反應(yīng)的離子方程式:Al3++H2Y2-=AlY-+2H+,Zn2++H2Y2-=ZnY2-+2H+,50.00mL待測(cè)液中含n(Al3+)=n(H2Y2-)-n(Zn2+)=(c1V110-3-c2V210-3)mol,則mg銨明礬樣品配成的500mL溶液中含n(Al3+)=(c1V110-3-c2V210-3)mol=(c1V110-2-c2V210-2)mol,銨明礬晶體的質(zhì)量=(c1V110-2-c2V210-2)mol453g/mol=4.53(c1V1-c2V2)g,銨明礬晶體的純度=100%=%。故〖答案〗為:%。3.(1)分液漏斗(2)

?→?→⑨→⑩

⑩←⑨←⑦(3)

防止水蒸氣進(jìn)入裝置與SOCl2反應(yīng)(4)干燥產(chǎn)生的氯氣和二氧化硫(5)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(6)③(7)

蒸餾

75%〖祥解〗實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,制備的氯氣中混有HCl和水蒸氣,用飽和食鹽水吸收HCl,用濃硫酸干燥氯氣,二氧化硫氣體由亞硫酸鈉和濃硫酸制備,同理用濃硫酸干燥制得的二氧化硫氣體,干燥純凈的氯氣和二氧化硫在三頸燒瓶中由活性炭催化反應(yīng)制得SOCl2,SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2,SOCl2易水解,氯氣和二氧化硫會(huì)污染空氣,不能直接排放,故冷凝管上連接的盛有堿石灰的干燥管,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將三頸燒瓶中混合物蒸餾得到產(chǎn)品。(1)裝置乙中儀器有鐵架臺(tái)、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒瓶和分液漏斗,裝置丙中儀器有錐形瓶和分液漏斗,因此裝置乙、丙中相同的儀器名稱(chēng)為:分液漏斗。(2)依據(jù)分析可知,實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣,制備的氯氣中混有HCl和水蒸氣,用飽和食鹽水吸收HCl,用濃硫酸干燥氯氣,二氧化硫氣體由亞硫酸鈉和濃硫酸制備,同理用濃硫酸干燥制得的二氧化硫氣體,干燥純凈的氯氣和二氧化硫在三頸燒瓶中由活性炭催化反應(yīng)制得SOCl2,SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2,SOCl2易水解,氯氣和二氧化硫會(huì)污染空氣,不能直接排放,故冷凝管上連接的盛有堿石灰的干燥管,整個(gè)裝置所選儀器的連接順序是:⑥→?→?→⑨→⑩→①②←⑩←⑨←⑦。(3)為使冷卻效果更好,裝置甲中冷凝管的水應(yīng)下口進(jìn)上口出,即進(jìn)水口為③;氯氣和二氧化硫污染空氣,不能直接排放,故冷凝管上連接的盛有堿石灰的干燥管,吸收逸出的氯氣和二氧化硫防止污染空氣,同時(shí)也防止水蒸氣進(jìn)入裝置與SOCl2反應(yīng)。(4)濃硫酸具有吸水性,用來(lái)干燥產(chǎn)生的氯氣和二氧化硫。(5)該實(shí)驗(yàn)中用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣,離子方程式為:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(6)①中洗氣時(shí)應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)短管出,①錯(cuò)誤;②中二氧化硫不易溶于飽和亞硫酸氫鈉溶液,②錯(cuò)誤;③中二氧化硫難溶于四氯化碳,上升時(shí)被氫氧化鈉溶液吸收,③正確;④中漏斗完全浸入溶液中,不能起到防倒吸的作用,④錯(cuò)誤;綜上分析,〖答案〗選③。(7)已知氯化亞砜沸點(diǎn)為78.8°C,SCl2的沸點(diǎn)為60°C,所以采用蒸餾的方法即可將之分離;消耗氯氣的物質(zhì)的量為=0.04mol,由方程式SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2可知,生成0.08molSOCl2,則SOCl2的產(chǎn)率為:≈75%。4.

3d

BD

離子鍵、(極性)共價(jià)鍵、配位鍵

〖Cr(H2O)5C1〗C12=〖Cr(H2O)5C1〗2++2Cl-

非極性

根據(jù)相似相溶原理,CC14、CS2為非極性分子,所以CrO2C12為非極性分子

PO43–、SO42–、C1O4–

氮化鉻中離子所帶電荷數(shù)較多,晶格能較大

8

〖祥解〗(5)③根據(jù)題給信息,結(jié)合晶胞的質(zhì)量公式:①m=ρV、②,可得:,由此可知,要計(jì)算CrN的摩爾質(zhì)量,需計(jì)算晶胞的體積、晶胞中所含的微粒個(gè)數(shù),據(jù)此進(jìn)行分析求解?!荚斘觥剑?)Cr元素的基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d54s1,3d能級(jí)與4s能級(jí)存在能級(jí)交錯(cuò),3d能量高于4s的,所以基態(tài)鉻原子中電子占據(jù)的最高能級(jí)符號(hào)為3d,〖答案〗為:3d;(2)由信息知:化合物具有磁性需要滿足陽(yáng)離子有未成對(duì)電子,據(jù)此分析:A.V2O5中釩為+5價(jià),對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p6,陽(yáng)離子中沒(méi)有未成對(duì)電子,所以V2O5沒(méi)有磁性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.Fe2O3中鐵為+3價(jià),對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,3d5有5個(gè)未成對(duì)電子,所以Fe2O3有磁性,B項(xiàng)正確;C.ZnO中鋅為+2價(jià),對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10,陽(yáng)離子中沒(méi)有未成對(duì)電子,所以ZnO沒(méi)有磁性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.CrO2中鉻為+4價(jià),對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d2,3d2有2個(gè)未成對(duì)電子,所以CrO2有磁性,D項(xiàng)正確;〖答案〗為:BD;(3)向0.1mol藍(lán)綠色配合物中加入足量的AgNO3溶液,經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得28.7g沉淀,即n(AgCl)=,故1mol藍(lán)綠色配合物中加入足量的AgNO3能產(chǎn)生2molAgCl沉淀,因?yàn)榕浜衔飪?nèi)界不電離出離子,而1mol藍(lán)綠色配合物中有3molCl-,所以藍(lán)綠色配合物外界的Cl-是內(nèi)界的2倍,即外界2份Cl-,內(nèi)界1份Cl-;再根據(jù)“已知Cr3+在水溶液中的存在形式為〖Cr(H2O)6]3+”可知Cr的配位數(shù)為6,所以內(nèi)界還有5份H2O,外界還有1份H2O,因此藍(lán)綠色配合物的結(jié)構(gòu)式為〖Cr(H2O)5C1〗C12·H2O;由于配合物由內(nèi)界和外界,能電離出離子,所以含有離子鍵,H2O中存在(極性)共價(jià)鍵,內(nèi)界的H2O、Cl-與Cr3+之間存在配位鍵,其電離方程式為:〖Cr(H2O)5C1〗C12=〖Cr(H2O)5C1〗2++2Cl-?!即鸢浮綖椋弘x子鍵、(極性)共價(jià)鍵、配位鍵;〖Cr(H2O)5C1〗C12=〖Cr(H2O)5C1〗2++2Cl-;(4)①根據(jù)相似相溶原理,CCl4、CS2為非極性分子,所以CrO2Cl2為非極性分子;〖答案〗為:非極性;根據(jù)相似相溶原理,CCl4、CS2為非極性分子,所以CrO2Cl2為非極性分子;②等電子體是具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子,CCl4具有AX4通式,CCl4含有5個(gè)原子、32個(gè)價(jià)電子,和PO43-、SO42-、ClO4-這些離子互為等電子體;CS2的電子式為:;〖答案〗為:PO43–、SO42–、C1O4–;;(5)①通常離子所帶電荷數(shù)越多,晶格能就越大,熔沸點(diǎn)就越高?!即鸢浮綖椋旱t中離子所帶電荷數(shù)較多,晶格能較大;②由題給信息:氮化鉻晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型與氯化鈉相同,據(jù)此分析,頂點(diǎn)的Cr3+到體心N3-的距離為次鄰近距離,該頂點(diǎn)的Cr3+為8個(gè)晶胞所共有,所以與該頂點(diǎn)的Cr3+次鄰近的N3-是8個(gè)?!即鸢浮綖椋?;③已知Cr3+和N3-半徑分別為apm、bpm,Cr3+和N3-都是緊密接觸的剛性小球,所以晶胞的邊長(zhǎng)為(2a+2b)pm=。由于Cr3+位于8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面的面心上,所以一個(gè)晶胞中有4個(gè)Cr3+;N3-位于12條棱上和1

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