陕西省咸阳市2020届-2022届高考化学三年模拟（二模）试题汇编-非选择题2

陕西省咸阳市2020届-2022届高考化学三年模拟（二模）试题汇编-非选择题2

一、实验题

1．（2020·陕西咸阳·统考二模）二氧化氯(ClO2)具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆炸。某研究小组欲用以下三种方案制备ClO2，回答下列问题：

（1）以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-，写出制备ClO2的离子方程式__。

（2）用过氧化氢作还原剂，在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2，并将制得的ClO2用于处理含CN-废水。实验室模拟该过程的实验装置(夹持装置略)如图所示。

①装置A的名称是__，装置C的作用是__。

②反应容器B应置于30℃左右的水浴中，目的是__。

③通入氮气的主要作用有3个，一是可以起到搅拌作用，二是有利于将ClO2排出，三是__。

④ClO2处理含CN-废水的离子方程式为__，装置E的作用是__。

（3）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2的方法。

①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的__（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。

②用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，工作原理如图所示，写出阳极产生ClO2的电极反应式__。

2．（2021·陕西咸阳·统考二模）甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]常用于治疗缺铁性贫血，用下图装置可以在实验室中制备甘氨酸亚铁

有关物质的性质如下表所示：

实验步骤如下：

Ⅰ．打开K1、K3，向c中通入气体，待确定c中空气被排尽后，将b中溶液加入到c中。

Ⅱ．在50℃恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌，然后向c中滴加适量NaOH溶液调溶液pH至5.5左右，使反应物充分反应。

Ⅲ．反应完成后，向c中加入无水乙醇，析出沉淀，过滤、洗涤得粗产品，将粗产品纯化后得精品。

回答下列问题：

(1)仪器b的名称是___________，装置d的作用是液封，其目的是___________

(2)步骤Ⅰ中将b中溶液加入到c中的操作是关闭___________打开___________(填“K2”或“K3”)；步骤Ⅱ中若调节溶液pH偏高，则所得粗产品中会混有杂质___________(写化学式)。

(3)c中生成甘氨酸亚铁的化学方程式是___________。

(4)步骤Ⅲ中洗涤沉淀时，用___________作洗涤剂。

(5)工业上常用高氯酸标准溶液(不与冰醋酸反应)在非水体系中滴定甘氨酸的方法来测定产品中甘氨酸的含量。

①将粗产品溶于一定量的冰醋酸中，经搅拌，___________，洗涤，将滤液配成100.00ml的溶液，移取25.00mL溶液于锥形瓶，进行滴定。

②滴定过程中下列操作会使甘氨酸测定结果偏高的是___________(填字母)。

A．滴定时未用高氯酸标准溶液润洗滴定管

B．读数时，滴定前平视，滴定终点时俯视

C．摇动锥形瓶时有液体溅出

D．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失

3．（2022·陕西咸阳·统考二模）次磷酸钠(NaH2PO2)是一种白色粉末，微溶于无水乙醇，不溶于乙醚，具有强还原性，酸性条件下易被氧化生成H3PO4。实验室使用白磷、熟石灰和碳酸钠溶液模拟工业制备两步法合成次磷酸钠晶体。

I．制备次磷酸钙［Ca(H2PO2)2］溶液：

(1)实验前，经检验装置的气密性良好。其中仪器a的名称为___________

(2)将一定量的白磷和过量的熟石灰依次投入仪器a中，加水调成稀浆状，搅拌下加热升温到90℃，至无PH，气体放出时停止反应。则a中发生反应的化学方程式为___________

(3)实验过程中装置B中出现红色沉淀，则硫酸铜溶液的作用是___________。

II．制备次磷酸钠(NaH2PO2)溶液：

(4)过滤除去未反应的固体物质，然后通入二氧化碳，其目的是___________再向次磷酸钙溶液中加入碳酸钠溶液，判断次磷酸钙完全反应的方法为___________

III．制备次磷酸钠晶体：

(5)过滤除去碳酸钙后将滤液蒸发浓缩，该操作需在___________条件下进行，再经过冷却结晶，制得次磷酸钠晶体。

IV．测定次磷酸钠纯度：

(6)测量步骤：称取8.8g样品溶于水配成25mL溶液置于锥形瓶中，再加盐酸25mL，准确加入c1 mol／L碘标准溶液V1 mL，盖好瓶塞，放在暗处30min。打开瓶塞，用少量蒸馏水洗瓶颈及瓶塞后，以淀粉溶液作指示剂，用c2 mol／L硫代硫酸钠标准溶液进行滴定，消耗硫代硫酸钠溶液的体积为V2 mL(已知I2＋2Na2S2O3=Na2S4O6＋2NaI)。

①判断达到滴定终点的现象是___________。

②晶体中NaH2PO2的质量分数为___________(列出表达式)。

二、结构与性质

4．（2020·陕西咸阳·统考二模）黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的主要矿物，在野外很容易被误会为黄金，因此被称为愚人金。回答下列问题：

（1）处于激发态的S原子，其中1个3s电子跃迁到3p轨道上，该激发态S原子的核外电子排布式为__。同族元素的氢化物中，H2O比H2Te沸点高的原因是__。

（2）检验Fe2+的试剂有多种，其中之一是铁氰化钾（K3[Fe(CN)6])，又称赤血盐。

①在配合物K3[Fe(CN)6]中，易提供孤电子对的成键原子是__（填元素名称），含有12molσ键的K3[Fe(CN)6]的物质的量为__mol。

②赤血盐中C原子的杂化方式为__；C、N、O三种元素第一电离能由大到小的排序为___；写出与CN-互为等电子体的一种化合物的化学式__。

③Fe、Na、K的晶胞结构相同，但钠的熔点比钾更高，原因是___。

（3）CuFeS2的晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数a=0.524nm，c=1.032nm。则CuFeS2的晶胞中每个Cu原子与__个S原子相连，晶体密度ρ=__g·cm-3（列出计算表达式）。

5．（2021·陕西咸阳·统考二模）CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料。回答下列问题：

(1)砷和磷为同一主族的元素，则As的价层电子排布式为___________，第一电离能：磷___________砷(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(2)SnCl4是制备有机锡化合物的原料，染色的媒染剂，缩合剂。SnCl4中锡原子的杂化方式为___________，SnCl4的空间结构为___________(用文字描述)。

(3)砷化镉(Cd，As)是一种验证三维量子霍尔效应的材料。

①砷和卤素可形成多种卤化物，AsBr3、AsCl3、AsF3的熔点由低到高的顺序为___________

②砷元素的常见化合价有+3和+5，它们对应的含氧酸有H3AsO3和H3AsO4两种，其中H3AsO4的酸性比H3AsO3的酸性强，从物质结构与性质的关系来看，H3AsO4的酸性比H3AsO3的酸性强的原因是___________

③Cd2+与形成配离子[Cd(NH3)4]2+中，中心离子的配位数为___________，画出配离子的结构式___________(不考虑立体构型)。

(4)灰锡的晶胞结构如图。已知：晶胞边长为648.9pm。晶体密度为5.75g•cm-3，=1.414，=1.732.则锡原子的半径为___________pm，锡的相对原子质量为___________(只需写出计算表达式)。

6．（2022·陕西咸阳·统考二模）镍及其化合物在工业生产和科研领域有重要的用途。请回答下列问题：

(1)基态Ni原子价层电子层有___________个单电子。

(2)四水合醋酸镍［Ni(CH3COO)2·4H2O］在电镀中有广泛应用，其中H2O中氧原子的杂化轨道类型为___________，若四水合醋酸镍构型为八面体，则中心Ni原子的配位数为___________

(3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，已知熔点NiO＞FeO，则离子半径r(Ni2＋)___________r(Fe2+)(填“＜”或“＞”)；天然氧化镍常存在各种缺陷，某缺陷氧化镍的组成为Ni0.96O，其中Ni元素只有＋2和＋3两种价态，则Ni2+和Ni3＋的数目之比为___________

(4)四羰基镍［Ni(CO)4］是由路德维希·蒙德所发现。室温下，它是一种具有挥发性的液体，其熔沸点低的原因是___________；画出四羰基镍的结构式___________

(5)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示。若阿伏加德罗常数的值为NA，晶胞边长为a pm，则该晶胞的密度为___________g/cm3。

参考答案：

1．     FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O     恒压漏斗     安全瓶     提高化学反应速率，同时防止过氧化氢受热分解     稀释ClO2，防止其爆炸     2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-     吸收ClO2等气体，防止污染大气     BaCl2     Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+

【分析】二氧化氯(ClO2)具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。分别利用无机反应和电解原理制备二氧化氯，三种方法均利用了氧化还原反应。

【详解】（1）以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-，根据氧化还原反应中电子守恒和元素守恒，可以写出制备ClO2的离子方程式为FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O。

（2）①装置A的名称为恒压漏洞，装置C为安全瓶，起到防止液体倒吸的作用。

②升高温度可以提高化学反应速率，但是原料中含有过氧化氢，过氧化氢在过高的温度下可以发生分解反应，因此反应容器B应置于30℃左右的水浴中。

③根据题文可知，ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆炸，故通入氮气的主要作用有3个，一是可以起到搅拌作用，二是有利于将ClO2排出，三是稀释ClO2，防止其爆炸。

④ClO2处理含CN-废水发生氧化还原反应，将CN-转化为无污染的CO2和N2，故离子方程式为2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-；装置E在整套装置之后，起到吸收尾气，防止环境污染的作用。

（3）①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，需要过量的碳酸根离子、氢氧根离子和钡离子，过量的钡离子可以用碳酸根离子除去，因此在加入Na2CO3之前应先加入过量BaCl2。

②用石墨做电极，电解池的阳极发生氧化反应，元素化合价升高，因此氯离子在阳极失电子和水反应得到ClO2，电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+。

2．     蒸馏烧瓶     液封，防止空气进入到c中将甘氨酸亚铁氧化     K3     K2     Fe(OH)2     2H2NCH2COOH＋FeSO4＋2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe＋Na2SO4＋2H2O     乙醇     过滤     AD

【分析】先打开K1、K3，铁屑与稀硫酸反应生成硫酸亚铁同时产生氢气，将装置内的空气排尽；之后关闭K3，打开K2，通过产生的气体将b中溶液压入c中；c中盛放甘氨酸和少量柠檬酸，在50°C恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌，然后向c中滴加NaOH溶液，调溶液pH至5.5左右，使反应物充分反应，反应完成后加入无水乙醇，降低甘氨酸亚铁的溶解度，从而使其析出。

【详解】(1)根据b的结构特点可知b为蒸馏烧瓶，d中导管插入液面以下，可以形成液封，防止空气进入c中将甘氨酸亚铁氧化，故答案为：蒸馏烧瓶；液封，防止空气进c中将甘氨酸亚铁氧化；

(2)关闭K3，打开K2，产生的气体可将b中溶液压入c中；pH偏高可能生成Fe(OH)2沉淀，故答案为：K3，K2；Fe(OH)2；

(3)反应物有甘氨酸、硫酸亚铁以及NaOH，已知生成物有甘氨酸亚铁，结合元素守恒可知方程式应为2H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O，故答案为：2H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O；

(4)根据题目信息可知甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，所以加入乙醇洗涤可以降低其溶解度，使其从溶液中析出；

故答案为：乙醇；

(5)①甘氨酸和甘氨酸均易溶于水，但甘氨酸亚铁难溶于冰醋酸，而甘氨酸在冰醋酸中有一定的溶解度，所以可将粗产品置于一定量的冰醋酸中，搅拌，过滤，洗涤，得甘氨酸的冰醋酸溶液，然后再进行滴定，故答案为：过滤；

②已知高氯酸为标准液，甘氨酸为待测液，甘氨酸的测定结果与标准液的体积成正比，

A.滴定时未用高氯酸标准溶液润洗滴定管，需多滴标准液，使甘氨酸的测定结果偏高；

B.读数时，滴定前平视，滴定后俯视，滴定管小刻度在上大刻度在下，滴定后俯视使标准液读数偏小，会使甘氨酸的测定结果偏低；

C.摇动锥形瓶时有液体溅出，待测液物质的量减少，所滴加的标准液也会减少，使甘氨酸的测定结果偏低；

D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，标准液读数偏大，使甘氨酸的测定结果偏高；

故答案为：AD。

3．(1)三颈烧瓶

(2)

(3)除尽尾气中的PH3

(4)     使溶解在滤液中的氢氧化钙转化成碳酸沉淀而除去     将反应液静置，再用胶头滴管取烧中少量的上层清液继续滴加碳酸钠溶液，若不出白色沉淀，则说明反应完全

(5)无氧条件(隔绝空气加热)

(6)     蓝色消失    

【分析】I．中白磷和熟石灰、水在加热时，会生成次酸钙和PH3，硫酸铜溶液的目的是除尽尾气中的PH3气体。II．中左侧产生二氧化碳并且饱和碳酸氢钠除去挥发出的盐酸，适量的二氧化碳其目的是使溶解在滤液中的氢氧化钙转化成碳酸沉淀而除去，据此分析解题。

(1)

由装置甲中可知仪器a的名称是三颈烧瓶。

(2)

白磷和熟石灰、水在加热时，会生成次酸钙和PH3气体，则反应的化学方程：。

(3)

采用过量的硫酸铜溶液的目的是除尽尾气中的PH3气体，PH3会将硫酸铜还原为单质铜。

(4)

再加入碳酸钠之前需通入适量的二氧化碳其目的是使溶解在滤液中的氢氧化钙转化成碳酸沉淀而除去。为了检验烧瓶中的次磷酸钙溶液是反应完全，可以将反应液静置，再用胶头滴管取烧中少量的上层清液继续滴加碳酸钠溶液，若不出白色沉淀，则说明反应完全。

(5)

由于次磷酸钠具有强还原性，因此在浓缩时应隔绝空气加热。

(6)

①以硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，加入淀粉试剂，继续滴定直至蓝色消失则为滴定终点。

②将配制好的次磷酸钠溶液加入到碘瓶中，再加入过量的碘标准溶液，其发生反应的离子方程式为 ；然后再用硫代硫酸钠溶液滴定过量的碘溶液，发生反应， 由于消耗c2mol/L硫代硫酸钠溶液的体积为V2mL，则可知剩余I2的物质的量，则与次磷酸钠反应的碘的物质的量，因为，所以，因此，故质量分数为：

4．     1s22s22p63s13p5     H2O分子之间存在氢键     碳     1     sp     N>O>C     CO     Na的半径小，形成的金属键键能大，熔点高     4    

【分析】分子间若存在氢键，则分子的沸点较高。在配合物K3[Fe(CN)6]中，中心原子为Fe3+，CN-为配体提供孤对电子，一个叁键中含有一个σ键。根据CuFeS2的晶胞结构图可知，每个铜原子与4个硫原子相连，铜原子位于晶胞的顶点、面和体内，硫原子全部位于体内，铁原子位于和棱上。

【详解】（1）基态S原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，处于激发态的S原子，其中1个3s电子跃迁到3p轨道上，则该激发态的S原子核外排布式为1s22s22p63s13p5；因为H2O分子之间存在氢键，而H2Te分子之间只有分子间作用力，因此H2O的沸点比H2Te的沸点最高。

（2）①在配合物K3[Fe(CN)6]中，中心原子为Fe3+，CN-为配体，存在6个配位键，易提供孤电子对的成键原子是C，C与N之间为叁键，其中一个键为σ键，故1个K3[Fe(CN)6]中含有12个含有σ键，则含有12molσ键的K3[Fe(CN)6]的物质的量为1mol。

②赤血盐的CN-中C原子价层电子对个数=1+（4+1-1×3）=2，所以采取sp杂化；C、N、O三种元素的第一电离能随核电荷数递增呈增大趋势，但因N的2p轨道为半充满结构，不易失去电子，因此C、N、O三种元素第一电离能由大到小的排序为N>O>C；CN中有两个原子，电子数为14，其互为等电子体的化合物的化学式为CO。

③Fe、Na、K的晶胞结构相同，但钠的熔点比钾更高，是因为Na的半径小，形成的金属键键能大，熔点高。

（3）根据CuFeS2的晶胞结构图可知，每个铜原子与4个硫原子相连；该晶胞中铜原子的个数为，铁原子的个数为，硫原子的个数为8，因此化学式为CuFeS2，晶体密度ρ==

5．     4s24p3     大于     sp3     正四面体     AsF3<AsCl3<AsBr3     H3AsO4分子中非羟基氧原子数比H3AsO3的多     4          140.5    

【详解】(1)砷和磷为同一主族的元素，P价层电子排布式为3s23p3，且砷为第四周期，则As的价层电子排布式为4s24p3；同主族元素，随原子序数的增大，原子半径增大，第一电离能减小，则第一电离能：磷大于砷；

(2) Sn为IVA族元素，则SnCl4中只含有4条共价键，无孤电子对，杂化方式为sp3；根据价层电子互斥理论，空间构型为正四面体型；

(3)①砷和卤素可形成多种卤化物，AsBr3、AsCl3、AsF3为分子晶体，则随分子量的增大，分子间的作用力增大，熔点逐渐增大，则熔点由低到高的顺序为AsF3<AsCl3<AsBr3；

②H3AsO4分子中非羟基氧原子数比H3AsO3的多，即H3AsO4分子中砷氧双键中氧的电负性远大于砷，产生吸电子作用，让羟基中O-H键的电子云密度变小，键能削弱，易于电离出H+，故酸性较强；

③根据配离子[Cd(NH3)4]2+可知，中心离子的配位数为4；即Cd2+周围含有4个氨分子，离子结构式为；

(4)根据灰锡的晶胞结构，最近的2个锡原子距离为体对角线的，即2r=×648.9pm，则锡原子的半径=×648.9pm=140.5 pm；锡原子位于晶胞的顶点、面心和体内，锡原子个数=×8+×6+4=8，ρ=，则M===。

6．(1)2

(2)     sp3杂化     6

(3)     ＜     11：1

(4)     四羰基镍为分子晶体，熔化或挥发时破坏的是分子间作用力    

(5)

【解析】(1)

Ni为28号元素，其核外电子排布式为[Ar]3d84s2，价电子排布式为3d84s2，则价层电子层的d轨道中有2个单电子；

(2)

H2O的中心原子O的价电子对数为，则O原子杂化轨道类型为sp3杂化，若四水合醋酸镍构型为八面体，则(CH3COO)和H2O均为配体，因此中心Ni原子的配位数为6；

(3)

NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明两者均为离子晶体，又已知熔点NiO＞FeO，说明NiO晶格能更大，离子半径越小，晶格能越大，则离子半径r(Ni2＋)＜r(Fe2+)，某缺陷氧化镍的组成为Ni0.96O，其中Ni元素只有＋2和＋3两种价态，设Ni2+和Ni3＋的数目分别为x、y，则2x+3y=2，x+y=0.96，解得x=0.88，y=0.08，因此Ni2+和Ni3＋的数目之比为0.88：0.08=11：1；

(4)

根据题干信息，四羰基镍［Ni(CO)4］室温下是一种具有挥发性的液体，说明是分子晶体，该物质熔化或挥发时破坏的是分子间作用力，因此熔沸点较低，四羰基镍［Ni(CO)4］分子中Ni原子和C原子间形成配位键，故其结构式为；

(5)

由晶胞结构可知，La位于晶胞的顶点，Ni位于晶胞的面上和体心，则1个晶胞中含有La的个数为，含有Ni的个数为，该晶胞的质量，又晶胞的边长为a pm，则晶胞的体积V=(a3×10-30)cm3，因此该晶胞的密度g/cm3。