山东省济南市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

山东省济南市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·山东济南·统考一模）工业上处理含苯酚废水的过程如下。回答下列问题：

Ⅰ.测定废水中苯酚的含量。

测定原理：+3Br2→↓+3HBr

测定步骤：

步骤1：准确量取待测废水于锥形瓶中。

步骤2：将浓溴水(量)迅速加入到锥形瓶中，塞紧瓶塞，振荡。

步骤3：打开瓶塞，向锥形瓶中迅速加入溶液(过量)，塞紧瓶塞，振荡。

步骤4：滴入2~3滴指示剂，再用标准溶液滴定至终点，消耗溶液(反应原理：)。待测废水换为蒸馏水，重复上述步骤(即进行空白实验)，消耗溶液。

(1)“步骤1”量取待测废水所用仪器是________。

(2)为了防止溴的挥发，上述步骤中采取的措施包括迅速加入试剂和________。

(3)“步骤4”滴定终点的现象为________。

(4)该废水中苯酚的含量为________(用含、的代数式表示)。如果空白实验中“步骤2”忘记塞紧瓶塞，则测得的废水中苯酚的含量________(填“偏高”“偏低”或“无影响”，下同)；如果空白实验中“步骤4”滴定至终点时俯视读数，则测得的废水中苯酚的含量________。

Ⅱ.处理废水。采用基为阳极，不锈钢为阴极，含苯酚的废水为电解液，通过电解，阳极上产生羟基(·)，阴极上产生。通过交排列的阴阳两极的协同作用，在各自区域将苯酚深度氧化为和。

(5)写出阳极的电极反应式：________。

(6)写出苯酚在阴极附近被深度氧化的化学方程式：________。

2．（2021·山东济南·统考一模）环己酮可作为涂料和油漆的溶剂。在实验室中以环己醇为原料制备环己酮( )。已知：环己醇、环己酮、水和苯的部分物理性质(括号中的沸点数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的恒沸混合物的沸点)如下：

回答下列问题：

(1)酸化时不能选用盐酸，原因是_______(用离子方程式表示)。

(2)该制备反应很剧烈，且放出大量的热。为控制反应体系温度在55~60℃范围内，可采取的措施一是加热方式选用_______，二是在加入反应物时将_______(填化学式)缓慢滴加到另一份试剂中。

(3)制备反应完成后，向混合物中加入适量水，蒸馏，收集95~100℃的馏分，得到主要含环己酮和水的混合物。采用先加入适量水然后蒸馏而非直接蒸馏，原因是_______。

(4)环己酮的提纯过程为：

①在馏分中加固体至饱和，静置，分液；加的目的是_______。

②加入无水块状固体；目的是_______。

③_______(填操作名称)后进行蒸馏，收集151~156℃的馏分。

(5)合成环己酮缩乙二醇的原理为。该反应正向进行的程度较小，实验室常使用如图所示装置(夹持、加热装置已略去)提高产物的产率。下列说法正确的是_______(填标号)。

A．管口A是冷凝水的出水口

B．苯可将反应产生的水及时带出

C．工作一段时间后，当苯即将流回烧瓶中时，必须将分水器中的水和苯放出

D．工作一段时间后，苯可在烧瓶与分水器中循环流动

3．（2022·山东济南·统考一模）某实验小组用SiCl4和(CH3CO)2O合成四乙酸硅，装置如图所示(夹持装置略)，相关物质的性质如表所示：

回答下列问题：

(1)仪器①的名称是____，管口A所接干燥管中盛装的试剂是____(填“P2O5”、“CaCl2”或“碱石灰”)。

(2)检查上述装置气密性，具体操作为先向②中注入一定量的____(填“水”或“苯”)，然后密封管口A和B，打开旋塞⑥，若____(填现象)，则证明装置的气密性良好。

(3)取255gSiCl4放入1L仪器①中，关闭旋塞⑥，再由分液漏斗滴入稍过量的乙酸酐，反应发生，放出大量的热，混合物略微带色，不久仪器①底部析出大颗粒晶体。写出制备四乙酸硅的化学方程式：____，该过程中，玻璃管③的管口必须保持在液面上方的原因是____。

(4)待放置一段时间，用干冰—丙酮冷冻剂冷却，然后____(填具体操作)，小心缓慢地除去仪器①中的残留液体，接着再分两次由分液漏斗各滴入75mL左右的乙酸酐，再缓慢除去，最后得到335g精制的四乙酸硅，则四乙酸硅的产率为____%(保留到小数点后一位)。

二、结构与性质

4．（2020·山东济南·统考一模）如图所示是金刚石的晶胞结构，除顶点和面心上有碳原子外，4条体对角线的1/4处还各有1个碳原子。回答下列问题：

(1)若图中原子1的坐标为，则原子2的坐标为________。若金刚石的晶胞参数为，则其中碳碳键的键长________pm(用含的代数式表示)。

(2)面心立方晶胞与金刚石结构类似，阴、阳离子各占晶胞所含微粒数的一半。

①S元素及其同周期的相邻元素第一电离能由小到大的顺序是________，二氯化硫()分子中S原子的杂化类型是________。

②写出基态的电子排布式________；把晶胞示意图中表示的小球全部涂黑_______。

③锌锰干电池中可吸收电池反应产生的生成，该离子中含有________个键。

④若该晶胞的晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为________(列出计算式)

(3)有人设想冰的晶胞也应该类似于金刚石，但实际较为复杂，可能是因为氢键较弱而导致“饱和性和方向性”很难被严格执行。例如有文献报道氨晶体中每个氢原子都形成氢键，则每个与周围________个通过氢键相结合。

5．（2021·山东济南·统考一模）晶体具有优良的光学特性，是当今光电转换领域的研究热点和太阳能电池吸收层的理想材料。回答下列问题：

(1)硒()是人体内必需的微量元素之一。基态原子的电子排布式为_______。、和的沸点由低到高的顺序为_______，(填化学式，下同)，还原性由弱到强的顺序为_______，键角由小到大的顺序为_______。分子存在角形和直线形两种异构体，其中直线形分子的键长较长，_______分子的能量较大。

(2)铟()为ⅢA族元素，和的熔点分别是1170℃和210℃，熔点差异的原因是_______。在乙醚中和反应生成，中阴离子的空间结构为_______。

(3)四方晶系的晶胞结构如图所示，晶胞参数为，，。设阿伏加德罗常数的值为，的相对质量为M，则该晶体密度_______(用含有a、c、M和的代数式表示)。该晶胞中，原子坐标分别为1号原子_______，2号原子，3号原子。晶体中有_______个原子距离4号原子最近。

6．（2022·山东济南·统考一模）卤族元素及其化合物种类繁多，有着非常重要的用途，回答下列问题：

(1)基态Br原子的电子排布式为[Ar]____。

(2)HF分子的极性____(填“大于”“等于”或“小于”，以下同)HCl，同一条件下，HF在水中的溶解度____HCl，HF的沸点____HCl。SOCl2中心S原子VSEPR模型为____。1mol氟硼酸铵NH4BF4中含有____mol配位键。

(3)一种Ag2HgI4固体导电材料为四方晶系，其晶胞参数为apm、apm和2apm，晶胞沿x、y、z的方向投影(如图所示)，A、B、C表示三种不同原子的投影，标记为n的原子分数坐标为(，，)，则m的原子分数坐标为____，距离Hg最近的Ag有____个。设NA为阿伏加德罗常数的值，Ag2HgI4的摩尔质量为Mg•mol-1，该晶体的密度为____g•cm-3(用代数式表示)。

参考答案：

1．     (酸式)滴定管     塞紧瓶塞     滴入一滴溶液后，锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去，且半分钟不恢复原色          偏低     偏低         

【分析】向呈有待测废水加入浓溴水反应后得到三溴苯酚的沉淀，再加入KI溶液与剩下的Br2发生氧化还原反应得到I2，方程式为Br2+2I-===I2+2Br-，再用Na2S2O3标准溶液滴定I2，可根据消耗的Na2S2O3标准溶液的体积和浓度算出溶液中剩余的Br2的物质的量，再设置一个空白实验测出浓溴水的物质的量，用Br2总的物质的量-剩余Br2的物质的量即可得出与苯酚反应的Br2的物质的量，再结合反应方程式得到苯酚的物质的量，从而求出废水中苯酚的含量，结合实验基本操作及注意事项解答问题。

【详解】(1)由于苯酚显酸性，因此含苯酚的废水为酸性，“步骤1”中准确量取废水时所用的仪器可选用酸式滴定管，故答案为：酸式滴定管；

(2)由于溴单质易挥发，因此可采用塞进瓶塞、迅速加入试剂等方法防止其挥发，故答案为：塞紧瓶塞；

(3)用0.01mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，由于Na2S2O3标准溶液会反应I2，加入的淀粉遇I2变成蓝色，所以滴定终点的现象为滴入一滴溶液后，锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去，且半分钟不恢复原色，故答案为：滴入一滴溶液后，锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去，且半分钟不恢复原色；

(4)根据反应方程式可得各物质的物质的量关系式：

剩下的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V1 mmol，将待测废液换成蒸馏水时，5mL amol/L的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V2 mmol，则与苯酚参与反应的Br2的物质的量为0.005(V2-V1) mmol，根据方程式+3Br2→↓+3HBr可得苯酚的物质的量为 mmol，质量为mg，则该废水中苯酚的含量为，若步骤2中忘记塞进瓶塞，溴单质挥发，导致最终消耗的Na2S2O3的体积偏小，则测得苯酚的含量偏低，如果空白实验中步骤4滴定终点时俯视读数，读得的体积偏小，则消耗的Na2S2O3的体积偏小，使测得苯酚的含量偏低，故答案为：；偏低；偏低；

(5)由题干信息可知，Ti基PbO2为阳极，则阳极H2O失去电子产生·OH，电极反应式为H2O-e-===H++·OH，故答案为：H2O-e-===H++·OH；

(6)根据题干信息可知，苯酚被阴极产生的H2O2深度氧化产生CO2和H2O，有氧化还原反应规律得到其反应方程式式为C6H5OH+14H2O2===6CO2↑+17H2O，故答案为：C6H5OH+14H2O2===6CO2↑+17H2O。

2．          水浴(加热)          使环己醇溶于水中，同时使环己酮与水形成恒沸混合物被蒸馏出来，减少能耗     增大水层的密度，便于分层     除去有机物中的少量水(或干燥)     过滤     BD

【分析】控制反应体系温度在55~60℃范围内，将溶液缓慢滴加到环己醇中反应制备环己酮；制备反应完成后，向混合物中加入适量水，蒸馏，收集95~100℃的馏分，得到主要含环己酮和水的混合物。在馏分中加固体至饱和，静置，分液，在有机层中加入无水块状固体，干燥，过滤后进行蒸馏，收集151~156℃的馏分，得到环己酮。

【详解】(1)酸化时不能选用盐酸，原因是；

(2)为控制反应体系温度在55~60℃范围内，可采取的措施一是水浴加热；由于酸性具有强氧化性，反应很剧烈，且放出大量的热，故在加入反应物时将缓慢滴加到另一份试剂中；

(3)制备反应完成后，向混合物中加入适量水，蒸馏，收集95~100℃的馏分，得到主要含环己酮和水的混合物。由表格中信息知，采用先加入适量水然后蒸馏而非直接蒸馏，原因是使环己醇溶于水中，同时使环己酮与水形成恒沸混合物被蒸馏出来，减少能耗；

(4)①在馏分中加固体至饱和，静置，分液，加的目的是增大水层的密度，便于分层。

②加入无水块状固体，目的是除去有机物中的少量水(或干燥)。

③过滤后进行蒸馏，收集151~156℃的馏分。

(5)A. 冷凝水应“下口进上口出”，则管口A是冷凝水的进水口，错误；

B. 苯易挥发，可将反应产生的水及时带出，促进反应正向进行，正确；

C. 使用分水器是为了及时分离出产物水，使化学平衡正向移动，提高产率，错误；

D. 工作一段时间后，苯可在烧瓶与分水器中循环流动，正确；故选BD。

3．(1)     三颈烧瓶(或三口烧瓶、三口瓶)     碱石灰

(2)     苯     ②中液面保持不变

(3)     SiCl4+4(CH3CO)2O=Si(CH3COO)4+4CH3COCl     防止结晶析出的四乙酸硅堵塞③的导气管口

(4)     将③的管口插入到液体中(或“插入到烧瓶底部”)，再慢慢打开旋塞     84.6

【分析】本实验的目的是以SiCl4、(CH3CO)2O为原料制取Si(CH3COO)4，由于反应物和产物都具有吸湿性，所以整个实验都应在干燥的环境中进行。

【详解】（1）仪器①的名称是三颈烧瓶(或三口烧瓶、三口瓶)，管口A所接干燥管中所盛试剂，既能吸收水蒸气，又能吸收酸性气体，所以盛装的试剂是碱石灰。答案为：三颈烧瓶(或三口烧瓶、三口瓶)；碱石灰；

（2）因为整个装置内应为无水环境，所以检查上述装置气密性，应先向②中注入一定量的苯，然后密封管口A和B，打开旋塞⑥，若②中液面保持不变，则证明装置的气密性良好。答案为：苯；②中液面保持不变；

（3）制备四乙酸硅时，采用SiCl4、(CH3CO)2O为原料，二者发生置换反应，生成Si(CH3COO)4和CH3COCl，化学方程式为：SiCl4+4(CH3CO)2O=Si(CH3COO)4+4CH3COCl，因为Si(CH3COO)4为米黄色晶体，易堵塞导管，所以该过程中，玻璃管③的管口必须保持在液面上方，其原因是：防止结晶析出的四乙酸硅堵塞③的导气管口。答案为：SiCl4+4(CH3CO)2O=Si(CH3COO)4+4CH3COCl；防止结晶析出的四乙酸硅堵塞③的导气管口；

（4）为确保三颈烧瓶内的无水状态，可将三颈烧瓶内液体抽出。即将③的管口插入到液体中(或“插入到烧瓶底部”)，再慢慢打开旋塞，小心缓慢地除去仪器①中的残留液体。

理论上，m[Si(CH3COO)4]=，则四乙酸硅的产率为。答案为：将③的管口插入到液体中(或“插入到烧瓶底部”)，再慢慢打开旋塞；84.6。

【点睛】分两次由分液漏斗各滴入75mL左右的乙酸酐的目的，是将SiCl4全部转化为四乙酸硅。

4．                              或     16          6

【详解】(1)若图中原子1的坐标为(0,0,0)，则可建立以原子1为原点的坐标系，根据题干信息可知，原子2位于其中一条对角线上，根据立体几何可知，原子2的坐标为(,,,)，晶胞中C原子形成的碳碳单键的键长刚好为体对角线的，因此，若金刚石的晶胞参数为，则其中碳碳键的键长为pm，故答案为：(,,,)；；

(2)①与S元素同周期的相邻元素分别为P和Cl，一般情况下，同周期第一电离能逐渐增大，但P的3p轨道为3p3半充满状态，故第一电离能由小到大的为顺序为S<P<Cl，SCl2分子的中心原子的价电子对数为，则该分子的杂化方式为sp3杂化，故答案为：S<P<Cl；sp3；

②基态Zn原子为30号元素，核外共有30个电子，而Zn2+失去了两个电子，其核外电子排布式为排布式为[Ar]3d10，ZnS晶胞与金刚石的结构类似，阴、阳离子各占晶胞所含微粒数的一半，则Zn2+可位于晶胞的顶点和面心或直接位于晶胞的体心，故答案为：[Ar]3d10；或；

③[Zn(NH3)4]2+离子中Zn2+和NH3形成了4个配位键，同时1个NH3中N和H形成3个共价键，则该离子中共含有4+3×4=16个键，故答案为：16；

④由②分析可知，1个ZnS晶胞中共由4个ZnS，则晶胞的质量m为，晶胞的体积V=(a2×10-10)3=a23×10-30cm3，根据密度公式可得该晶体的密度，故答案为：；

(3)若氨晶体中每个氢原子都形成氢键，则1个NH3中3个H原子与其他的NH3分子的N原子形成3个氢键，N原子与其他NH3分子的H原子形成3个氢键，则每个NH3与周围6个NH3通过氢键相结合，故答案为：6。

【点睛】本题主要考查物质结构与性质的综合运用，涉及晶胞的计算、电离能的大小判断、杂化轨道理论判断分子杂化方式等知识点，其中第(2)题的第③小问为易错点，在判断键的个数时不能忘记Zn2+和NH3形成的配位键。

5．          、、     、、     、、     直线形     是离子晶体，是分子晶体     正四面体(形)               4

【详解】(1)Se所含质子数为34，原子核外电子数为34，核外电子排布式为：[Ar]3d104s24p4；H2O可形成分子间氢键，沸点最高，H2S，H2Se二者均由分子构成，熔沸点取决于分子间作用力，分子间作用力取决于相对分子质量，H2Se的相对分子质量比H2S大，因此H2Se分子间作用力强于H2S，故沸点由低到高的顺序为H2S、H2Se、H2O；电负性：O>S>Se，则、和的还原性由弱到强的顺序为、、；SeF2直线形对称更加稳定，能量低；故答案为：；、、H2O；、、；直线形；

(2)是离子晶体，微粒间以离子键结合，是分子晶体，分子间与范德华力结合，则的熔点大于的熔点；中阴离子为，价层电子对数为4+(3+1-41)=4，没有孤电子对，其构型为正四面体(形)，故答案为：是离子晶体，是分子晶体；正四面体(形)；

(3)一个晶胞内含Cu8+4+1=4，含Se8个，含In4+6=4个，一个晶胞含4个CuInSe2，一个晶胞的质量为，一个晶胞的体积为a2cpm3，则密度为；1号Se(0.75，0.75，1.25)，由晶胞图可知，晶胞中4号Cu为8个晶胞共有，由于Se分别不对称，距离4号Cu最近的Se有4个，故答案为：；(0.75，0.75，1.25)；4。

6．(1)3d104s24p5

(2)     大于     大于     大于     正四面体     2

(3)     (，，)     8     ×1030

【详解】（1）Br是35号元素，基态Br原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5；

（2）F原子的电负性大于Cl，HF分子的极性大于HCl，同一条件下，HF在水中的溶解度大于HCl；HF分子间能形成氢键，HF的沸点大于HCl。SOCl2中心S原子的价电子对数为，VSEPR模型为正四面体。氟硼酸铵NH4BF4中铵根离子中有1个配位键、BF中有1个配位键，1mol氟硼酸铵NH4BF4含有2mol配位键。

（3）根据n的原子分数坐标为(，，)，则m原子在x轴的坐标为、y轴坐标为，z轴坐标为，所以m原子的分数坐标为(，，)；A原子在晶胞内，1个晶胞含有A原子8个；B原子在顶点和晶胞中心，B原子数为；C原子在楞上、面上，C原子数；A是I、B是Hg、C是Ag，距离Hg最近的Ag有8个。设NA为阿伏加德罗常数的值，Ag2HgI4的摩尔质量为Mg•mol-1，该晶体的密度为×1030g•cm-3。