广西省玉林市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-实验、结构与性质题

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广西省玉林市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-实验、结构与性质题

一、实验题
1．（2020·广西玉林·一模）铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。
I.(1)铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化的PbO2、还有组成类似Fe3O4的Pb3O4，请将Pb3O4改写成简单氧化物的形式：_________。
II.以废旧铅酸电池中的含铅废料铅膏(Pb、PbO、PbO2、PbSO4等)为原料，制备超细PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：

(2)步骤①的目的是“脱硫”，即将PbSO4转化PbSO3，反应的离子方程式为_______________________。
“脱硫过程”可在如图所示的装置中进行，实验条件为：转化温度为35℃，液固比为5:1，转化时间为2h.。
①仪器a的名称是__________；转化温度为35℃，采用的合适加热方式是________。
②步骤②中H2O2的作用是__________________(用化学方程式表示)。
(3)草酸铅受热分解生成PbO时，还有CO和CO2生成，为检验这两种气体，用下图所示装置(可重复选用)进行实验。实验装置中，依次连接的合理顺序为A_____________(填装置字母代号)，证明产物中有CO气体的实验现象是________________。

(4)测定草酸铅样品纯度：称取2.5g样品，酸溶后配制成250mL溶液，然后量取25.00mL该溶液，用0.05000mol•L-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Pb2+(反应方程式为Pb2++H2Y2-= PbY2-+2H+，杂质不反应)，平行滴定三次，平均消耗EDTA标准溶液14.52mL
①若滴定管未用EDT A标准液润洗，测定结果将_________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
②草酸铅的纯度为__________(保留四位有效数字)。
2．（2020·广西玉林·统考一模）叠氮化钠(NaN3)是易溶于水的白色晶体，微溶于乙醇。不溶于乙醚，常用作汽车安全气囊中的药剂，实验室制取叠氮化钠的原理、实验装置(图甲)及实验步骤如下：

①关闭止水夹K2，打开止水夹K1，制取并通入氨气。
②加热装置A中的金属钠，使其熔化并充分反应后，停止通入氨气并关闭止水夹K1。
③向装置A中的b容器内充入加热介质，并加热到210~220 ℃，然后打开止水夹K2，通入Na2O。
请回答下列问题：

(1)盛放无水氯化钙的仪器名称是___________，图乙中可用来制取氨气的装置有___________(填标号)。
(2)步骤①中先通氨气的目的是___________，步骤②氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为___________，步骤③中最适宜的加热方式为___________(填标号)。
a水浴加热              b．油浴加热           c．酒精灯直接加热
(3)生成NaN3的化学方程式为___________。
(4)反应结束后，进行以下操作，得到NaN3固体(NaNH2能与水反应生成NaOH和氨气)。

操作II的目的是___________，操作IV最好选用的试剂是___________。
3．（2022·广西玉林·统考一模）硫酸铜主要用作纺织媒染剂、农业杀虫剂、杀真菌剂、防腐剂，还用于皮革鞣制、电镀铜、选矿等。回答下列有关问题：
(1)以印刷线路板的碱性蚀刻废液{主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2)为原料制备CuSO4·5H2O晶体。取一定量蚀刻废液和稍过量的NaOH溶液加入如图所示实验装置的三颈瓶中，在搅拌下加热反应并通入空气；待产生大量的黑色沉淀时停止反应，趁热过滤、洗涤，得到CuO固体，所得固体经酸溶、结晶、过滤等操作，得到CuSO4·5H2O晶体。

①写出用蚀刻废液制备CuO反应的化学方程式：_______。
②检验CuO固体是否洗净的实验操作是_______。
③装置图中装置X的作用是_______。
④CuSO4溶液加热蒸干得到固体的主要成分是_______。
(2)为探究硫酸铜晶体的热稳定性，某学生取少量硫酸铜晶体进行实验，装置如下图所示。

观察到的实验现象：A中蓝色晶体逐渐变成白色粉末，最后变成黑色粉末；B中产生白色沉淀；D中无色溶液变红色溶液。B中用盐酸酸化的目的是_______；C中现象是_______；D中有单质参加反应的离子方程式：_______。
(3)通过下列方法测定产品纯度：准确称取0.5000gCuSO4·5H2O样品，加适量水溶解，转移至碘量瓶中，加过量KI溶液并用稀硫酸酸化，以淀粉溶液为指示剂，用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3的溶液19.80mL。测定过程中发生下列反应：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、2+I2=+2I-。计算CuSO4·5H2O样品的纯度：_______。

二、结构与性质
4．（2020·广西玉林·一模）我国矿石种类很多，如黄铜矿、煤、锰矿、锑锌矿等，请回答下列问题：
（l）黄铜矿的主要成分为二硫化亚铁铜（CuFeS2），基态Cu2+的外围电子排布图为 ______，Fe2+含有 ___个未成对电子。
（2）Mn的第三电离能比Fe的第三电离能大的原因为 ___。
（3）煤化工可得氨气、苯、甲苯等产品，氨的空间构型为 ___，甲苯分子上甲基的碳原子的杂化方式为____；氨硼烷化合物（NH3▪BH3）是一种新型化学氢化物储氢材料，氨硼烷的结构式为____（配位键用“→”表示），与氨硼烷互为等电子体的有机小分子为_____写名称）。
（4）碲化锌的晶胞结构如图1所示。

①碲化锌的化学式为____。
②图2可表示晶胞内部各原子的相对位置，已知a、b、c的原子坐标参数分别为（0，0，0）、（，0，）、（，，），则d的原子坐标参数为____
③若两个距离最近的Te原子间距离为apm，阿伏加德罗常数值为NA，则晶体密度为____g/cm3（用含有NA、a的代数式表示，不必化简）。
5．（2020·广西玉林·统考一模）氮及其化合物在工、农业生产中用途广泛。
(1)基态氮原子的核外电子排布式为__________；与N同周期的主族元素中，电负性大于N的有_______种。
(2)NaN3在强烈撞击的情况下快速分解并产生大量氮气，可用于汽车安全气囊的制造。写出一种与互为等电子体的分子的化学式：____________，的空间构型为_________。
(3)氮化硼(BN)和碳一样可以形成像石墨那样的平面六角形的层状结构，如图1所示，其中B原子的杂化方式为_______________。该氮化硼晶体具有良好的润滑性，其原因是___________________。

(4)一定条件下，层型BN可转变为立方氮化硼，其晶胞结构如图2所示。晶胞中B原子的配位数为_____________；已知晶体的密度为d g·cm-3，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞边长为__________pm(用含d、NA的代数式表示)。
6．（2022·广西玉林·统考一模）硫、磷的化合物在农药、石油工业、矿物开采、萃取及有机合成等领域的应用广泛，如O，Oˊ二取代基二硫代磷酸在萃取金属中有如下应用：

回答下列问题：
(1)P的第一电离能大于S的原因是_______。
(2)基态氧原子价电子排布式为_______。
(3)物质(A)中的S原子的杂化方式为_______，二硫代磷酸根的VSEPR模型为_______。
(4)H2O、H2S、H2Se沸点由低到高的顺序_______，Te与S同主族，与I同周期，Te属于元素周期表中_______区元素。
(5)将物质(A)在N2气氛中加热至730℃不再失重，得到金属硫化物的无定形粉末，其六方晶胞如图所示。已知该晶胞参数α=120°，β=γ=90°，X的相对原子质量用M表示，阿伏加德罗常数用NA表示，则该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式)。


参考答案：
1．     2PbO•PbO2     CO32—+PbSO4= SO42—+PbCO3     三颈(口)烧瓶     热水浴     PbO2+H2O2+2HNO3=Pb(NO3)2+2H2O+O2↑     BCBDEBF     E中黑色粉未变为红色、其后的B中澄清石灰水变浑浊     偏高     85.67%
【分析】I．(1)Pb在化合物中的化合价有+2价、+4价，改写氧化物时要遵循化合价不变、原子守恒，据此书写；
Ⅱ．铅膏废料铅膏(Pb、PbO、PbO2、PbSO4等)为原料，制备超细PbO，铅膏中加入碳酸铵目的是“脱硫”，即将PbSO4转化为PbCO3，过氧化氢和稀硝酸还原PbO2生成硝酸铅溶解，脱硫、浸取、氧化反应过滤得到滤液中加入草酸钠溶液过滤，得到草酸铅沉淀，550°C煅烧得到超细PbO，草酸铅受热分解生成PbO时，还有CO和CO2生成，检验这两种气体，需要先检验二氧化碳，然后除去二氧化碳，在将CO转化为二氧化碳检验CO，据此分析解答。
【详解】I．(1)Pb在化合物中的化合价有+2价、+4价，则Pb3O4写成两种氧化物的形式为2PbO•PbO2，故答案为：2PbO•PbO2；
Ⅱ．(2)步骤①的目的是“脱硫”，将PbSO4转化为溶解度更小的PbCO3，沉淀转化的离子方程式为：CO32-+PbSO4=SO42-+PbCO3，故答案为：CO32-+PbSO4=SO42-+PbCO3；
①根据图示，仪器a为三颈烧瓶，转化温度为35℃，采用的合适加热方式为水浴加热，故答案为：三颈烧瓶；水浴加热；
②步骤②中H2O2的作用是在酸性条件下还原PbO2生成硝酸铅，反应的化学方程式为：PbO2+H2O2+2HNO3=Pb(NO3)2+2H2O+O2↑，故答案为：PbO2+H2O2+2HNO3=Pb(NO3)2+2H2O+O2↑；
(3)草酸铅受热分解生成PbO时，还有CO和CO2生成，为检验这两种气体，利用A加热分解草酸铅，装置B检验二氧化碳的生成，通过装置C除去二氧化碳，装置B检验二氧化碳是否除净，通过D装置吸收水蒸气，通过E装置加热一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，通过B装置检验生成的二氧化碳存在，最后排水法收集气体，依次连接的合理顺序为ABCBDEBF，证明生成一氧化碳的实验现象E中黑色粉末变为红色，其后的B中澄清石灰水变浑浊，故答案为：BCBDEBF；E中黑色粉末变为红色，其后的B中澄清石灰水变浑浊；
(4)①滴定管未用EDTA标准溶液润洗，内层水膜会稀释标准溶液，导致消耗的标准溶液的体积偏大，测定结果偏高，故答案为：偏高；
②取2.5 g样品，酸溶后配制成250 mL溶液，然后量取25.00 mL该溶液，用0.050 00 mol/L的EDTA( Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Pb2+反应方程式为H2Y2-+Pb2+=PbY2-+2H+，(杂质不反应)，平行滴定三次，平均消耗EDTA标准溶液14.52 mL，则消耗EDTA的物质的量=0.01452L×0.0500mol/L=7.26×10-4mol，根据Pb2++H2Y2-=PbY2-+2H+，结合Pb守恒有n(PbC2O4)=n( Pb2+)=7.26×10-4mol，250mL溶液中n(PbC2O4)=7.26×10-4mol×，草酸铅的纯度=×100%=85.67%，故答案为：85.67%。
2．     球形干燥管(或干燥管)     BCD     排尽装置中的空气     2Na+ 2NH3 2NaNH2 + H2     b     NaNH2 +N2O NaN3+ H2O     降低NaN3的溶解度(或促使NaN3结晶析出等合理答案)     乙醚
【分析】实验室选用氯化铵和消石灰共热或用浓氨水和新制生石灰(或氢氧化钠固体)，或用加热浓氨水制备氨气；金属钠有很强的还原性，能与空气中的氧气反应，先通入氨气排尽装置中的空气，氨气与熔化的钠反应生成氨基钠和氢气，在210~220℃条件下，氨基钠和一氧化二氮反应生成叠氮化钠和水，叠氮化钠易溶于水，NaNH2能与水反应生成NaOH和氨气，故将a中混合物加水除去NaNH2，加入乙醇，经溶解、过滤、经乙醚洗涤干燥后得到叠氮化钠，由此分析。
【详解】(1)根据仪器的结构特点可知盛放无水氯化钙的仪器为球形干燥管(或干燥管)
实验室制取氨气主要有三种方法：①加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物；②加热浓氨水；③浓氨水中加入固态碱性物质。
A．用A装置加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氦气时，试管口应朝下，故不选A项；
B．B装置可用于加热浓氨水制取氨气，故选B项；
C．C装置可加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气，故选C项；
D．D装置中，长颈漏斗装入浓氨水，烧瓶中加入固体碱性物质(如氢氧化钠)，可制取氨气，故选D项；
综上所述，本题正确答案为：BCD；
(2)步骤①中先加热通氨气，排尽装置中的空气，防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入与钠反应；氨气与熔化的钠反应生成NaNH2和氢气，反应的化学方程式为：2Na+ 2NH32NaNH2 + H2；已知步骤③的温度为210~220℃，宜用油浴加热，故选b；
(3) 根据电子守恒和元素守恒可知NaNH2和N2O反应生成NaN3的化学方程式为NaNH2 +N2O NaN3+ H2O；
(4)由题可知，NaN3不溶于乙醚，因此操作Ⅱ加乙醚的目的是降低NaN3的溶解度，使NaN3结晶析出；乙醚易挥发，有利于产品快速干燥，故用乙醚洗涤产品，因此操作Ⅳ最好选用乙醚。
3．(1)     [Cu(NH3)4]Cl2 + 2NaOHCuO+ 2NaCl+4NH3↑+H2O     取最后一次洗涤液少量于试管中，向试管中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无沉淀生成，则已洗涤干净，反之则未洗净     防倒吸     CuSO4
(2)     抑制SO2与水反应     红色溶液变为无色溶液或品红溶液褪色     4Fe2+ +O2+4H+=4Fe3+ +2H2O
(3)99%

【解析】(1)
蚀刻废液和稍过量的 NaOH 溶液在搅拌下加热反应并通入空气，其反应方程式，其中黑色沉淀是CuO ，趁热过滤、洗涤、得到 CuO 固体；CuO和硫酸反应生成CuSO4，再经结晶、过滤等操作，得到CuSO4⋅5H2O 晶体。
①蚀刻废液和NaOH溶液反应生成氧化铜，其反应方程式；
②检验CuO固体是否洗净主要是检验洗涤液中是否含有Cl-，其实验操作是取最后一次洗涤液少量于试管中，向试管中加硝酸酸化的硝酸银，若无沉淀则洗涤干净，若有沉淀则未洗净；
③三颈烧瓶中反应生成了氨气，氨气极易溶于水，因此装置图中装置X作用是防倒吸；
④CuSO4溶液中存在水解，硫酸难挥发，蒸干后得到CuSO4；
故答案为：；取最后一次洗涤液少量于试管中，向试管中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无沉淀生成，则已洗涤干净，反之则未洗净；防倒吸；CuSO4；
(2)
装置A中硫酸铜受热分解，A中蓝色晶体逐渐变成白色粉末CuSO4，最后变成黑色粉末为CuO；B装置中盛放酸性氯化钡溶液，B中产生白色沉淀为硫酸钡，说明硫酸铜受热分解生成SO3；C装置中盛放品红溶液，检验SO2的存在；D装置中装置中溶液为亚铁离子、KSCN溶液，溶液变成红色，说明亚铁离子被氧化，说明硫酸铜晶体受热分解生成氧气；CuSO4中的氧元素化合价从-2阶升到0价，说明硫元素降价生成SO2。
SO2可与水反应，B中盐酸可抑制SO2与水反应；生成的气体含有SO2，而SO2有漂白性，能使品红溶液褪色；D中无色溶液变红色溶液，说明亚铁离子被氧化成铁离子；
故答案：抑制SO2与水反应；红色溶液变为无色溶液或品红溶液褪色；；
(3)
由、，可得到关系式，则样品中物质的量为，则样品的纯度的纯度；故答案为：99% 。
4．          4     Mn的第三电离能失去的是半充满的3d5电子，而铁的第三电离能失去的是3d6电子     三角锥     sp3          乙烷     ZnTe     (，，)    
【分析】(l)铜是29号元素，基态Cu2+的外围电子排布式为3d9；铁为26号元素，Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，据此分析解答；
(2)Mn2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，据此分析解答；
(3)氨气分子中的N原子有3个σ键和1个孤电子对；甲苯分子上甲基的碳原子形成4个σ键，没有孤电子对；氨硼烷中N原子提供孤电子对与B形成氢键，等电子体具有相同的原子数和价电子数，据此分析解答；
(4)①根据均摊法计算解答；②如图坐标中，过前、后、左、右四个面心Te的平面将晶胞上下2等分，该平面平行坐标系中面xOy，过体内Zn原子且平行坐标系中面xOy的平面又将上半部、下半部再次平分，据此分析解答；③顶点与面心的Te原子之间距离最短，该距离等于晶胞棱长的倍，则晶胞棱长=a结合晶胞质量计算晶体密度。
【详解】(l)铜是29号元素，基态Cu2+的外围电子排布式为3d9，外围电子排布图为 ；铁为26号元素，Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，含有4个未成对电子，故答案为：；4；
(2)Mn的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，失去2个电子后达到3d5稳定结构，再失去1个电子较难，而Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，失去一个电子后3d变成半充满的稳定状态，所以Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能，故答案为：Mn的第三电离能失去的是半充满的3d5电子，而铁的第三电离能失去的是3d6电子；
(3)氨气分子中的N原子有3个σ键和1个孤电子对，空间构型为三角锥形；甲苯分子上甲基的碳原子形成4个σ键，杂化方式为sp3；氨硼烷化合物(NH3▪BH3)是一种新型化学氢化物储氢材料，氨硼烷中N原子提供孤电子对与B形成氢键，结构式为；等电子体具有相同的原子数和价电子数，与氨硼烷互为CH3CH3，名称为乙烷，故答案为：三角锥；sp3；；乙烷；
(4)①顶点与面心的Te原子之间距离最短，该距离等于晶胞棱长的倍，则晶胞棱长=a pm=a×10-10 cm，Te处于晶胞顶点与面心，晶胞中Te原子数目=8×+6×=4，Zn原子处于晶胞内部，Zn原子数目=4，化学式为ZnTe，故答案为：ZnTe；
②如图坐标中，已知a、b、c的原子坐标参数分别为(0，0，0)、(，0，)、(，，)，过前、后、左、右四个面心Te的平面将晶胞上下2等分，该平面平行坐标系中面xOy，过体内Zn原子且平行坐标系中面xOy的平面又将上半部、下半部再次平分，针对坐标系的其它面也相同。c、d到xOy面的距离相等，即参数z关系，d到yOz面的距离是c的3倍，即参数x关系，b的参数y=0，c的参数y=，则d到xOz面距离是c的3倍，即y参数关系，故d的参数：x=，y=，z=，即参数坐标为(，，)，故答案为：(，，)；
③顶点与面心的Te原子之间距离最短，该距离等于晶胞棱长的倍，则晶胞棱长=a pm=a×10-10 cm，晶胞质量=4×g=g，晶体密度==g/cm3，故答案为：。
【点睛】本题的难点为(4)③，要注意晶胞棱长的计算，同时注意单位的换算。
5．     1s22s22p3     2     N2O(或CO2)     直线形     sp2     该BN晶体中层与层间之间的作用力是较弱的范德华力，故层与层之间相对易滑动     4     ×1010
【分析】(1)根据构造原理书写电子排布式，根据元素电负性变化规律分析判断；
(2)等电子体原子个数相同，原子核外电子数也相同；等电子体结构相似；
(3)根据B原子形成化学键情况分析判断；
(4)用均摊方法计算B原子的配位数；根据晶体密度计算公式计算晶胞参数。
【详解】(1)N是7号元素，根据构造原理可知N原子核外电子排布式是1s22s22p3；一般情况下，同一周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，则与N同周期的主族元素中，电负性大于N的有O、F两种元素；
(2)与互为等电子体的分子可以是N2O、CO2；等电子体结构相似，CO2分子是直线形结构，可知的空间构型为直线形；
(3)根据晶体结构可知B原子形成3个共价键，N、B原子之间还形成了一个共价双键，故B原子杂化类型为sp2；该BN晶体中层与层间之间的作用力是较弱的范德华力，故层与层之间相对易滑动，因此具有良好的润滑性；
(4)根据示意图可知：在晶胞中B原子位于晶胞面上，通过该平面可形成2个晶胞，一个晶胞中与B原子连接的N原子有2个，则与B原子连接的N原子共有4个，因此B原子的配位数是4；
该晶胞中含有B原子数目为：8×+6×=4；含有的N原子数目为4，则该晶体的晶胞边长L=pm=pm。
【点睛】本题考查了物质结构。掌握物质结构理论及元素周期律是解答的关键。在计算微粒配位数及晶胞参数计算时，要采用均摊方法计算。
6．(1)P原子最外层3p能级电子为半充满，较稳定
(2)2s22p4
(3)     sp2、sp3     四面体
(4)     H2S (5)

【解析】（1）
P元素原子3p轨道为半充满稳定状态，较难失去电子，因此P元素的第一电离能大于S元素；
（2）
O为8号元素，位于第二周期第VIA族，基态氧原子价电子排布式为2s22p4；
（3）
物质(A)中，与X原子以离子键连接的S原子的杂化方式为sp3，与X原子以配位键连接的S原子的杂化方式为；二硫代磷酸根离子的中P原子价层电子对数为4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论知二硫代磷酸根离子空间构型为四面体结构。故答案为：；四面体；
（4）
H2O含有氢键，沸点较高，H2S和H2Se对应的晶体都为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，则H2O、H2S和H2Se的沸点由低到高的顺序为H2S＜H2Se＜H2O；Te原子为52号元素，位于周期表第五周期、第VIA族，外围电子排布式为5s25p4，属于p区元素；
（5）
晶胞中X的原子坐标有2种，由晶胞结构可知1个晶胞中含有2个XS，故晶胞质量为，晶胞体积=[(a×10-7cm×a×10-7cm×sin60°)×c×10-7cm]=(a2c×10-21)cm3，该晶体的密度，故答案为：2；。