福建省福州市2020届-2022届高考化学三年模拟（二模）试题汇编-实验、填空、结构与性质题

福建省福州市2020届-2022届高考化学三年模拟（二模）试题汇编-实验、填空、结构与性质题

一、填空题

1．（2021·福建福州·统考二模）双酚是重要的有机化工原料，工业上可以用苯酚和丙酮合成双酚：

H2O+

(1)丙酮含氧官能团名称为_______；双酚的分子式为_______。

(2)双酚分子共平面的碳原子最多可以有_______个。

(3)在盐酸或氨水催化下，苯酚和甲醛混合共热可得到酚醛树脂：

+nHCHOnH2O+

关于该反应及相关物质的判断正确的是_______(填选项符号)。

A．甲醛可溶于水

B．该反应属于缩聚反应

C．甲醛防腐可用于保存海鲜

D．酚醛树脂常用于制造电器材料

E.苯酚的酸性介于醋酸和盐酸之间

(4)苯酚可用于合成酚酞：

AB

已知：2HCOOHH2O+

①邻二甲苯核磁共振氢谱有_______个峰。

②条件是_______。

③化学方程式为_______。

二、实验题

2．（2020·福建福州·二模）用途广泛。某探究小组同学以废铜屑(含杂质铁)为原料，在实验室用如图所示装置制取硫酸铜，再进一步从所得溶液中获得无水硫酸铜。

Ⅰ．制备晶体

(1)仪器M名称为________。

(2)将反应温度控制在70℃-80℃，可采用的加热方法是________。

(3)从反应后的混合溶液中获得硫酸铜晶体的操作步骤如下：

①向溶液中加入________(填标号)至稀溶液pH约为4，过滤。

a． CuO        b． NaOH溶液      c．

②将滤液________、________(填操作名称)过滤、用乙醇洗涤、低温干燥，得晶体。

(4)用乙醇代替蒸馏水洗涤晶体的目的是________，并缩短干燥所需时间。

Ⅱ．制备无水

(5)灼烧法：实验室可在________(填仪器名称)中灼烧，晶体制备无水。

(6)法：该方案采用如下图装置，________(填操作名称)A使气体进入装有晶体的硬质玻璃管(已知：的熔点为-105℃、沸点为76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体)。装置B中和发生反应的化学方程式为________。

(7)法：相对灼烧法的优点为________________。(写出一点即可)

3．（2021·福建福州·统考二模）甲醛与新制氢氧化铜反应的产物随反应条件改变而有所不同。实验室对该反应在一定条件下所得产物成分进行探究，具体过程如下。

取一定量的NaOH溶液、CuSO4溶液和甲醛于锥形瓶，控制温度40-50℃回流1h，收集到大量气体X，并有红色沉淀生成。

(1)①“控制温度40-50℃”的常用加热方法是_______。

②气体X能燃烧且完全燃烧产物不会使澄清石灰水变浑浊，说明该气体是_______。

(2)在探究甲醛的氧化产物时，发现未生成。为了进一步确定，甲醛是否被氧化为HCOONa，进行如图实验(图中省略夹持和加热装置，甲酸与浓硫酸反应能生成CO，而CO可将银氨溶液还原成银单质)。

①仪器a的名称是_______。

②b中，NaOH溶液的作用是_______。

③c中，银氨溶液中出现黑色沉淀，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。

(3)①没有颜色，易被氧化，可由Cu2O溶于氨水而得。红色沉淀用浓氨水充分浸取后未明显减少，得到蓝色溶液。使溶液呈蓝色的微粒是_______。

②另取1.00g红色沉淀，用适量稀盐酸、双氧水溶解完全，加热煮沸溶液4-5min，冷却后加入过量的碘化钾溶液和淀粉指示剂，再用1.000 mol/L Na2S2O3溶液滴定，消耗Na2S2O3溶液15.50mL。因此，红色沉淀中Cu单质的质量分数_______(结果保留3位有效数字；；。)

(4)若最终测得实验中Cu单质和气体产物物质的量比为1∶1，该条件下甲醛与新制氢氧化铜发生的主要反应化学方程式为_______。

4．（2022·福建福州·统考二模）理想气体状态方程，是描述理想气体的物质的量与其体积、分压、温度间关系的状态方程。其中气体常数R可通过如下实验测定。

(1)组装仪器：简易量气装置的量气管可用_______(填一种常用仪器名称)代替；组装完成后，须进行_______(填操作名称)。

(2)装药品：向反应管内加入足量的稀硫酸，_______(填“能”或“不能”)用稀硝酸代替稀硫酸，理由是_______；铝片打磨后称量，再用铜丝缠绕并放在反应管口，用铜丝缠绕铝片的目的是_______。

反应：读取量气管的起始读数后，移动反应管，使铝片滑入稀硫酸中。

(3)测量体积：待反应管内溶液无明显气泡产生后，对量气管进行第2次读数。读数时，应注意_______、_______(回答2点)。

(4)数据计算：实验数据如下表所示。

甲同学用以上数据代入公式进行计算，得到气体常数_______(用计算式表示)。

(5)误差分析：通过计算发现，气体常数R的测量值稍大于理论值，若排除实验过程的操作误差，导致测量值偏大可能的原因是_______。

三、结构与性质

5．（2020·福建福州·二模）金属铜、铁、铝等在人类文明史上先后被广泛使用。回答下列问题：

(1)铜、银、金三种金属在元素周期表同族且依次相邻，因此价电子层结构相似。银原子价层电子排布式为________；金元素在周期表的位置是________。

(2)观察如下循环图可以获知FeO的晶格能为________ kJ·mol－1。

(3)氯化铝熔点194℃，会升华，熔融态不易导电。实验测得气态氯化铝分子组成式为Al2Cl6，其结构式为________；气态氯化铝中存在________(填选项标号)

A．离子键     B．配位键     C．氢键    D．范德华力     E．金属键     F．非极性共价键

(4)石墨微观结构如下图。其中碳原子杂化类型为________。金刚石晶体中碳碳键键长为0.155nm。金刚石的熔点略低于石墨，而远高于C60的原因是________。

(5)设阿伏加德罗常数值为NA，则石墨的密度为________(列出计算表达式)

6．（2021·福建福州·统考二模）中科院陈创天院士首创的晶体在激光技术领域具有重要应用价值，的化学组成为；中科院福建物构所科研人员研制的晶体具备更优应用潜质，的化学组成为。

(1)是第5周期、ⅡA族元素，的价电子层排布式为_______。

(2)晶体可将入射激光直接倍频产生深紫外激光，源于_______(填选项符号)

A．分子热效应  B．晶体内化学反应焓变  C．原子核外电子在能级间的跃迁

(3)晶体生产原料纯化过程重要物质乙酸氧铍分子为四面体对称结构，氧原子位于四面体中心，四个铍原子位于四面体的顶点，六个醋酸根离子则连接在四面体的六条棱边上：

①分子中碳原子杂化类型为_______。

②六个甲基中的碳原子形成的空间构型为_______。

③乙酸氧铍晶体中微粒间作用力包括_______(填选项符号)。

A．离子键 B．金属键 C．配位键 D．范德华力 E. 非极性键 F. 氢键

(4)一定条件下，超氧化钾()晶体呈如图立方体结构。若邻近钾原子核间距为、阿伏伽德罗常数为，则晶体密度为_______。

7．（2022·福建福州·统考二模）钻(Co)是生产耐热介金、硬质介金、防介金、磁性合金和各种钻盐的重要原料。请回答下列问题：

(1)基态Co原子的价电子排布式为_______。

(2)Co同周期同族的三种元素二价氧化物的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为_______(用化学式表示)。

(3)含钴配合物的中心离子的配位数为_______，其中N采取的杂化类型为_______。

(4)钴蓝晶体结构如图所示，该立方晶胞有4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成，其化学式为_______，设阿伏加德罗常数的值为，该晶体密度为_______(列计算式)。

参考答案：

1．     羰基(或酮基)          13     ABD     3     高锰酸钾     H2O+

【分析】(4)由流程及酚酞的结构知， B为，则A→B为信息反应、结合原料为，可知A为，据此回答；

【详解】(1)丙酮含氧官能团名称为羰基(或酮基)；由结构简式知，双酚的分子式为。

(2) 苯分子是平面结构、和苯环直接相连的原子在同一个平面，碳碳双键、羰基是平面结构、和双键碳原子直接相连的原子在同一个平面，碳碳单键是四面体结构，单键碳及其相连的原子最多三个共面，则双酚分子共平面的碳原子最多可以有13个。

(3)关于反应及相关物质的判断：

A．甲醛是无色有刺激性气味的气体，可溶于水，A正确；

B．小分子反应物生成高分子，且生成小分子，为缩聚反应，B正确；

C．甲醛能使蛋白质变性、可防腐，但甲醛剧毒，不可用于保存海鲜，C错误；

D．酚醛树脂是绝缘体，常用于制造电器材料，D正确；

E．苯酚的酸性小于醋酸和盐酸，介于碳酸的一级电离和二级电离之间，E错误；

正确的是ABD。

(4) ①邻二甲苯分子内有3种氢原子，则核磁共振氢谱有3个峰。

②在条件a下转变为A即，则是氧化反应，条件是酸性高锰酸钾。

③A为，B为，为信息反应，分子间脱水生成酸酐，化学方程式为 + H2O 。

2．     圆底烧瓶     水浴加热     a     蒸发浓缩     冷却结晶     洗去晶体表面残留杂质，减少晶体的溶解损失     坩埚     加热          避免无水硫酸铜进一步分解或“反应温度较低”等

【分析】采用第一组装置利用稀硫酸、硫酸和铜反应制备硫酸铜溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、用乙醇洗涤、低温干燥，得晶体；再利用第二组装置通过燃烧法或法制得无水；结合实验分析实验方案的合理性及优点，据此分析。

【详解】Ⅰ．(1)根据仪器的构造可知，仪器M名称为圆底烧瓶；

(2)将反应温度控制在70℃-80℃，不超过水的沸点，可采用的加热方法是水浴加热；

(3)①加入的物质主要为了除去多余的酸，为了不引入新的杂质，所以应该向溶液中加入CuO至稀溶液pH约为4，过滤；答案选a；

②从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体要用冷却结晶，所以可以将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤、低温干燥，得晶体；

(4)为了防止铜离子水解，洗去晶体表面残留杂质，减少晶体的溶解损失，应用乙醇代替蒸馏水洗涤晶体，并缩短干燥所需时间；

Ⅱ． (5)灼烧固体时应在坩埚中进行，故实验室可在坩埚中灼烧，晶体制备无水；

(6)法：加热A使气体进入装有晶体的硬质玻璃管；装置B中和发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和氯化氢，反应的化学方程式为；

(7)相对灼烧法，法的优点为避免无水硫酸铜进一步分解或“反应温度较低”等。

3．     水浴加热     H2     分液漏斗     除去CO中混有的HCOOH蒸汽     2∶1          92.8%    

【分析】取一定量的NaOH溶液、CuSO4溶液和甲醛于锥形瓶，控制温度40-50℃回流1h，收集到大量气体X，气体X能燃烧且完全燃烧产物不会使澄清石灰水变浑浊，说明该气体X不是CO，为氢气；有红色沉淀生成，根据反应中涉及的元素，红色沉淀可能是Cu2O或Cu或二者的混合物，由于Cu2O溶于氨水生成，易被氧化生成得到蓝色溶液，而实验中发现红色沉淀用浓氨水充分浸取后未明显减少，得到蓝色溶液，因此红色沉淀为Cu2O和Cu的混合物，据此分析解答。

【详解】(1)①“控制温度40-50℃”的常用加热方法是水浴加热，故答案为：水浴加热；

②结合反应中涉及的元素，能够燃烧的气体可能为氢气和CO，气体X能燃烧且完全燃烧产物不会使澄清石灰水变浑浊，说明该气体不是CO，则X为氢气，故答案为：H2；

(2)①根据图示，仪器a是分液漏斗，故答案为：分液漏斗；

②甲酸易挥发，生成的气体中会混有HCOOH蒸汽，因此b中NaOH溶液的作用是除去CO中混有的HCOOH蒸汽，故答案为：除去CO中混有的HCOOH蒸汽；

③c中，银氨溶液中出现黑色沉淀，是CO将银氨溶液还原成的银单质，反应中氧化剂是，Ag的化合价由+1价变成0价，还原剂是CO，C的化合价由+2价变成+4价，根据化合价升降守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为(4-2)∶(1-0)=2∶1，故答案为：2∶1；

(3)①根据反应中涉及的元素，红色沉淀可能是Cu2O或Cu或二者的混合物，Cu2O溶于氨水生成，由于没有颜色，易被氧化生成得到蓝色溶液，故答案为：；

②1.00g红色沉淀，用适量稀盐酸、双氧水溶解完全，加热煮沸溶液4-5min，冷却后加入过量的碘化钾溶液和淀粉指示剂，用1.000 mol/L Na2S2O3溶液滴定，消耗Na2S2O3溶液15.50mL，消耗的Na2S2O3的物质的量为1.000 mol/L×0.01550L=0.01550mol，根据，有2Cu～2Cu2+～I2～2 S2O，则红色沉淀中Cu元素的物质的量=0.01550mol。设Cu2O的物质的量为x，Cu的物质的量为y，则144g/mol×x+64g/mol×y=1.000g，x+y=0.01550mol，解得：x=0.001mol，y=0.0145mol，则沉淀中Cu单质的质量分数×100%=92.8%，故答案为：92.8%；

(4)若最终测得实验中Cu单质和氢气的物质的量比为1∶1，该条件下甲醛与新制氢氧化铜反应的化学方程式主要为，故答案为：。

【点睛】本题的易错点和难点为(3)②，要注意红色沉淀为Cu2O和Cu的混合物，结合关系式法确定的是沉淀中Cu元素的量，不是单质Cu的量。

4．(1)     碱式滴定管或移液管     检查气密性

(2)     不能     稀硝酸与铝反应产生的NO会与反应管内反应，影响生成气体体积的测定     构成原电池，可加快反应速率

(3)     温度需恢复到室温     量气管液面应与水准管液面相平、视线应该平视凹液面等

(4)或

(5)，本实验将当做氢气分压进行计算

【分析】由题意可知，该实验的目的是通过反应管、量气管、水准管测定铝与稀硫酸反应生成氢气的体积测算理想气体状态方程中气体常数R的大小。

(1)

由实验装置图可知，量气管可用碱式滴定管或移液管替代；因实验需要测定铝与稀硫酸反应生成氢气的体积，为防止氢气逸出导致实验失败，所以实验装置组装完成后，必须进行气密性检查，故答案为：碱式滴定管或移液管；检查气密性；

(2)

反应管中的稀硫酸不能用稀硝酸代替，原因是稀硝酸与铝反应生成的一氧化氮易与装置中空气中的氧气反应生成二氧化氮，会影响生成气体体积的测定；铝片打磨后称量，再用铜丝缠绕并放在反应管口，用铜丝缠绕铝片与稀硫酸接触，可以构成铜铝原电池，加快反应速率，故答案为：不能；稀硝酸与铝反应产生的NO会与反应管内反应，影响生成气体体积的测定；构成原电池，可加快反应速率；

(3)

测量反应生成的氢气的体积时，应通过冷却到室温、量气管液面应与水准管液面相平实现同温同压的条件下测定的目的，读数时视线应该平视凹液面，减小实验误差，故答案为：温度需恢复到室温；量气管液面应与水准管液面相平、视线应该平视凹液面等；

(4)

铝与稀硫酸反应的离子方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑，由方程式和题给数据可知，气体常数R===，故答案为：或；

(5)

由计算过程可知，计算时将室内压强视作氢气分压进行计算，而室内压强为氢气分压和水蒸气分压之和，计算时忽略水蒸气的分压会导致气体常数R的测量值稍大于理论值，故答案为：，本实验将当做氢气分压进行计算。

5．          第六周期  IB族     3902          BD          金刚石和石墨熔化需要破坏共价键，等物质的量金刚石键能总和略低于石墨，所以熔点略低于石墨；C60是分子晶体，熔化时只需克服分子间作用力，所以熔点较低。    

【详解】(1)铜、银、金同主族其价电子排布相同，铜的价电子排布为3d104s1；同理，银原子价层电子排布式为4d105s1；金元素在周期表的位置是第六周期第ⅠB族；

(2)晶格能是指在标准状况下，使离子晶体变成气态正离子和气态负离子时所吸收的能量。从定义看，FeO的晶格能为3902kJ·mol－1；

(3)气态氯化铝中，Al原子价电子数为3，与Cl原子已经全部成键，Al原子有1个空轨道，Cl原子有孤电子对，Al和Cl之间形成1个配位键，结构式为 ；Al原子和4个Cl原子成键，其杂化类型为sp3；气态氯化铝中存在极性共价键、配位键；分子间存在范德华力，答案为BD；

(4)从石墨的结构来看，石墨中每个碳原子和其他碳原子形成3个共价键，因此碳原子杂化类型为sp2；金刚石是原子晶体，熔化时需要破坏共价键，石墨熔化时也需要破坏共价键，从键长可以判断，石墨中共价键的键能大于金刚石中共价键的键能，因此金刚石的熔点低于石墨；而C60形成的是分子晶体，熔化时，克服分子间作用力，而共价键的强度远大于分子间作用力，因此金刚石的熔点远高于C60；答案为金刚石和石墨熔化需要破坏共价键，等物质的量金刚石键能总和略低于石墨，所以熔点略低于石墨；C60是分子晶体，熔化时只需克服分子间作用力，所以熔点较低；

(6)将中间一层的石墨进行平行移动，上下层石墨重合，可将晶胞看成正六棱柱，高为0.335nm，底面正六边形的边长为0.142nm，则底面积为，晶胞的体积为；利用均摊法，六棱柱的每个顶点被6个晶胞所共用，则晶胞中含有的C原子数，晶胞的质量为，则密度。

6．          C     、     正八面体     CDE    

【详解】(1)是第5周期、ⅡA族元素，则的价电子层排布式为。

(2)晶体可将入射激光直接倍频产生深紫外激光，它具有高光子能量，则源于原子核外电子在能级间的跃迁，答案选C。

(3)①分子中有双键碳原子和饱和碳原子，故碳原子杂化类型为、。

②已知：六个醋酸根离子则连接在四面体的六条棱边上，则六个甲基中的碳原子形成的空间构型为正八面体。

③A．乙酸氧铍晶体由分子构成，则不含离子键、A不选； B．乙酸氧铍晶体由分子构成，则不含金属键、B不选； C．Be原子最外层有2个电子，共用2对电子对外还有空轨道，而分子内Be原子有4个共价键，则含有配位键，C选； D．晶体内分子间存在范德华力、D选； E．醋酸根离子内有碳碳键属于非极性键、E选； F．分子内的H只与C相连故不可能存在氢键，F不选；则答案选CDE。

(4)由晶胞结构知，位于棱边的中点和体心，数目为 ，钾离子位于面心和顶点，则数目为，晶胞的质量为 ，设晶胞边长为x，若邻近钾原子核间距为apm,则 ， ，晶胞的体积，晶体密度为 g·cm-3，

7．(1)

(2)NiO>CoO>FeO

(3)     6    

(4)     或    

【解析】（1）

钴元素的原子序数为27，基态原子的价电子排布式为3d74s2，故答案为：3d74s2；

（2）

Co元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族，同周期同族的三种元素二价氧化物分别为FeO、CoO、NiO，三种金属氧化物都是离子晶体，离子的离子半径越大，离子晶体的晶格能越小，金属阳离子的离子半径大小顺序为Fe2+＞Co2+＞Ni2+，则三种金属氧化物的晶格能大小顺序为NiO＞CoO＞FeO，离子晶体的晶格能越大，晶体的熔点越高，则三种晶体的熔点大小顺序为NiO>CoO>FeO，故答案为：NiO>CoO>FeO；

（3）

由含钴配合物的化学式可知，配合物的中心离子为Co3+离子，配位体为NO离子和NH3分子，则Co3+离子的配位数为6；NO离子中氮原子的价层电子对数为3，则氮原子的杂化方式为sp2杂化，NH3分子中氮原子的价层电子对数为4，则氮原子的杂化方式为sp3杂化，故答案为：6；；

（4）

由Ⅰ型和Ⅱ型的结构可知，立方晶胞中位于顶点、棱上和体心的钴原子个数为(4×+2×+1)×4=8，位于体内的铝原子个数为4×4=16，位于体内的氧原子个数为8×4=32，则晶胞中钴原子、铝原子、氧原子的原子个数比为8：16：32=1：2：4，钴蓝晶体的化学式为CoAl2O4或Co(AlO2)2，设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得：=(2a×10—7)3d，解得d=，故答案为：CoAl2O4或Co(AlO2)2；。