广东省惠州市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

广东省惠州市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．（2021·广东惠州·统考一模）配合物乙二胺四乙酸铁钠()可溶于水常见于铁强化盐中，回答下列问题：

实验1制备乙二胺四乙酸铁钠晶体

实验原理：

实验步骤：①称取于烧杯中溶解，分批次加入适量浓氨水，搅拌，过滤，洗涤，干燥。

②将、乙二胺四乙酸、加入仪器中，搅拌，80℃水浴反应1h，用溶液调节pH，经过一系列操作，过滤洗涤，晾干得到产品。

(1)仪器a的名称是_______。

(2)“步骤①”为避免沉淀中入过多杂质，采取的措施有_______。

(3)请简述“步骤①”中洗涤沉淀的操作_______。

(4)若滴液漏斗替换为分液漏斗，实验中溶液将无法顺利滴下，其原因为_______。

(5)“步骤②”中的“一系列操作”为_______(填标号)

A．蒸发浓缩，趁热结晶

B．蒸发浓缩至大量晶体析出，停止加热

C．蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜，停止加热

实验2市售铁强化盐中铁含量测定

已知：①铁强化盐含有、、，其中

②

称取样品，加稀硫酸溶解后配成溶液。取出，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入淀粉溶液，用标准液滴定，重复操作2~3次，消耗标准液平均值为。

(6)除了与反应外，还与发生反应，其离子方程式为_______。

(7)滴定终点的现象为_______(填颜色变化)。

(8)样品中铁元素的质量分数为_______。

2．（2022·广东惠州·一模）为检验溶液中是否含有Cl-，某同学采用向溶液中先加HNO3，再加AgNO3，若有白色沉淀生成，则证明有Cl-。对此结论，有人提出了质疑，溶液中可能有SO，设计了如下探究性实验。

实验一：向Na2SO4溶液中滴加AgNO3溶液

(1)实验一中产生沉淀的离子方程式为_______。

(2)已知：25℃时Ksp(Ag2SO4)=1.2×10-5，Ksp(AgCl)=1.8×10-10

实验一中编号④无明显变化，若要产生浑浊，溶液中c(SO)理论上至少达到_______mol·L−1。若向l mL某浓度的NaCl与Na2SO4混合溶液中加入3滴0.1mol·L−1AgNO3溶液，分析上面数据，判断下列说法正确的是_______(填字母序号)。

A．混合液中c(SO)=1mol·L−1时不会产生Ag2SO4沉淀

B．混合液中c(SO)=0.1 mol·L−1时不会产生Ag2SO4沉淀

C．无论SO浓度大小都会产生Ag2SO4沉淀

D．若使用0.01 mol·L−1AgNO3溶液，可基本排除SO对Cl-检验构成的干扰

(3)将实验一编号③中的理论计算结果与现象对照，发现理论上大部分Ag+应该形成沉淀，这与“有些许浑浊”的现象相矛盾。为探究真相，在实验一的基础上继续设计了以下实验。

实验二：

对于Ag2SO4溶于硝酸的原因提出了如下假设，请完成假设二。

假设一：NO对Ag2SO4溶解起作用。

假设二：_______。

(4)选择适当试剂并设计实验方案，分别验证假设一和假设二是否成立。请写出实验步骤和现象。

(5)通过(4)的实验，请用平衡理论解释Ag2SO4溶解的原因。(已知：H2SO4=H++HSO、HSOH++SO)_______。

(6)用硝酸银滴定法，可以测定水体中氯化物的含量。洗涤沉淀必须干燥后才能称量，沉淀完全干燥的判断方法是_______。

二、结构与性质

3．（2020·广东惠州·统考一模）亚铁氰化钾（K4[Fe(CN)6])双称黄血盐，是一种重要的化工原料。检验三价铁发生的反应为：K4[Fe(CN)6]+FeCl3=KFe[Fe(CN)6]↓(滕氏蓝) +3KCl，回答问题：

(1)写出基态Fe3+的核外电子排布式_________。

(2)K4[Fe(CN)6]中的作用力除共价键外，还有______和________。含有12mol σ键的K4[Fe(CN)6的物质的量为________mol。

(3)黄血盐中N原子的杂化方式为______；C、N、O的第一电离能由大到小的排序为_____，电负性由大到小的排序为________。

(4)Fe、Na、K的晶体结构如图所示：

① 钠的熔点比钾更高，原因是__________________________。

② Fe原子半径是r cm，阿伏加德罗常数为NA，铁的相对原子质量为a，则铁单质的密度是_______g/cm3。

4．（2021·广东惠州·统考一模）铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物在生活中有广泛应用。

(1)基态Fe原子的价电子排布式为_______。

(2)N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序为__(用元素符号表示)，苯酚()中碳原子的杂化轨道类型为__。

(3)的熔点为306℃，沸点为315℃。的晶体类型是_。常作净水剂和补铁剂，的立体构型是__。

(4)羰基铁[]可用作催化剂、汽油抗爆剂等。分子中含__键，与CO互为等电子体的离子是_(填化学式，写一种)。

(5)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为__。

(6)氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知：

图1                  图2

氧化亚铁晶体的密度为，代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与紧邻且等距离的数目为_______；与O2-最短核间距为_______pm。

5．（2022·广东惠州·一模）2020年12月17日凌晨1时59分，“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回，标志着我国航天事业迈出了一大步。带回的月壤中包含了H、O、N、Al、S、Cd、Zn、Ti、Cu、Au、Cr等多种元素。回答下列问题：

(1)锌(Zn)、镉(Cd)位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大，则基态Cd原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为___。

(2)S与O可形成多种微粒，其中SO的空间构型为__；液态SO3冷却到289.8K时，能得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图所示，此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是__。

(3)重铬酸铵为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，Cr2O的结构如图所示。则1mol重铬酸铵中含σ键与π键个数比为__。

(4)α—Al2O3是“嫦娥五号”中用到的一种耐火材料，具有熔点高(2054℃)、硬度大的特点，主要原因为__。

(5)一种铜金合金具有储氢功能，其晶体为面心立方最密堆积结构，晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，则Au原子的配位数为___。该储氢材料储氢时，氢分子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与ZnS的结构相似(如图)，该晶体储氢后的化学式为__。

(6)“嫦娥五号”某核心部件主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示(Al、Ti原子各有一个原子在结构单元内部)，已知该结构单元底面(正六边形)边长为anm，该合金的密度为ρg·cm-3，则高为h=__nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。

参考答案：

1．     三颈烧瓶     分批次加入浓氨水、搅拌     向过滤器中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流下后，重复操作2~3次     反应需要加热且产生气体，使得三颈烧瓶内压强增大     C          蓝色褪去     或

【分析】根据实验原理及仪器构造分析解答；根据滴定原理计算铁元素的质量分数；根据氧化还原反应原理书写化学方程式。

【详解】(1)仪器a的名称是三颈烧瓶；

(2)根据实验操作原理分析知采取的措施有分批次加入浓氨水、搅拌，故答案为分批次加入浓氨水、搅拌；

(3)“步骤①”中洗涤沉淀的操作为向过滤器中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流下后，重复操作2~3次；

(4)根据仪器构造分析知其原因为反应需要加热且产生气体，使得三颈烧瓶内压强增大，故答案为反应需要加热且产生气体，使得三颈烧瓶内压强增大；

(5)蒸发的正确操作是蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜，停止加热；故答案为C；

(6)也有氧化性，可以与I－发生反应，离子方程式为5I－+ +6H+=3I2+3H2O，故答案为5I－++6H+=3I2+3H2O；

(7)滴定终点的现象为蓝色褪去，故答案：蓝色褪去；

(8) 2NaFeY~I2~2，m(Fe)=cmol·L-1·V·10-3L××56g/mol=，则样品中铁元素的质量分数为×100%≈，故答案为。

2．(1)2Ag++ SO=Ag2SO4↓

(2)     12     BD

(3)假设二：H+对Ag2SO4溶解起作用

(4)     ③固体不溶解     1mL0.1mol/LHNO3，振荡     沉淀溶解

(5)HSO4-H++SO，滴加稀硝酸后，H+与SO结合生成HSO，SO浓度降低，Ag2SO4沉淀溶解平衡Ag2SO4(s) 2Ag+(aq)+SO(aq)正向移动，Ag2SO4不断溶解

(6)沉淀完全干燥称量时，连续两次称量质量不再发生变化

【分析】向Na2SO4溶液中滴加AgNO3溶液，出现白色沉淀，说明生成硫酸银；硝酸中存在氢离子和硝酸根，从这两种离子对银离子的影响进行假设；若稀硝酸能溶解硫酸银固体，则说明假设二成立；若硝酸钠能使硫酸银溶解，说明假设一成立。

【详解】（1）硫酸银为微溶于水的白色沉淀，向Na2SO4溶液中滴加AgNO3溶液，出现白色沉淀，说明生成硫酸银，反应的离子方程式为2Ag++ SO=Ag2SO4↓，故答案为：2Ag++ SO=Ag2SO4↓；

（2）④中硝酸银浓度为0.001mol/L，Ksp(Ag2SO4)=1.2×10-5，若要产生浑浊，则溶液中c(SO)理论上至少达到；

A．根据实验③可知，c(SO)≥0.12mol/L时，产生Ag2SO4沉淀，因此混合液中c(SO)=1mol·L−1时会产生Ag2SO4沉淀，故A错误；

B．由A的分析可知，c(SO)≥0.12mol/L时，产生Ag2SO4沉淀，因此混合液中c(SO)=0.1 mol·L−1时不会产生Ag2SO4沉淀，故B正确；

C．根据AB项的分析可知，硫酸根离子达到一定浓度时，才会产生硫酸银沉淀，故C错误；

D．根据实验数据可知，若使用0.01 mol·L−1AgNO3溶液， 实验无明显变化，可基本排除SO对Cl-检验构成的干扰，故D正确；

答案选BD，故答案为：BD；

（3）硝酸能电离出氢离子和硝酸根，结合题意可知假设二为：H+对Ag2SO4溶解起作用，故答案为：H+对Ag2SO4溶解起作用；

（4）假设一为NO对Ag2SO4溶解起作用，硝酸钠中含有硝酸根，因此若③固体溶解，证明假设一成立，固体不溶解，则假设一不成立；另一份溶液用于验证假设二，假设二为H+对Ag2SO4溶解起作用，则实验④的操作为向另一份加入1mL0.1mol/LHNO3，振荡，若硫酸银沉淀溶解，证明假设二成立，故答案为：③固体不溶解；1mL0.1mol/LHNO3，振荡；沉淀溶解

（5）根据(4)的实验可知，Ag2SO4溶解的原因为：HSO4-H++SO，滴加稀硝酸后，H+与SO结合生成HSO，SO浓度降低，Ag2SO4沉淀溶解平衡Ag2SO4(s) 2Ag+(aq)+SO(aq)正向移动，Ag2SO4不断溶解，故答案为：HSO4-H++SO，滴加稀硝酸后，H+与SO结合生成HSO，SO浓度降低，Ag2SO4沉淀溶解平衡Ag2SO4(s) 2Ag+(aq)+SO(aq)正向移动，Ag2SO4不断溶解；

（6）沉淀完全干燥称量时，连续两次称量质量不再发生变化，说明沉淀完全干燥，故答案为：沉淀完全干燥称量时，连续两次称量质量不再发生变化。

3．     1s22s22p63s23p63d5 或[Ar]3d5     配位键     离子键     1     sp     N>O>C     O>N>C     Na的半径小，形成的金属键键能大，熔点高    

【分析】(1)基态Fe3+的核外电子排布式，就是按电子进入轨道的顺序，从能量最低的1s轨道排起，共排布23个电子；

(2)K4[Fe(CN)6]中的作用力除共价键外，还有K+与[Fe(CN)6]4-间的作用力和Fe2+与CN-间的作用力；1个[Fe(CN)6]4-内共含12个σ键，由此可确定含有12molσ键的K4[Fe(CN)6的物质的量；

(3)黄血盐中N原子与C原子间形成共价三键，另外N原子的最外层还有1对孤对电子，从而得出N的杂化方式；C、N、O的第一电离能中，N原子最外层处于半满状态，出现反常；电负性与非金属性成正比；

(4)①钠的熔点比钾更高，原因从离子带电荷与离子半径综合分析；

②由图中可知，1个Fe晶胞中含有2个Fe原子。设晶胞的边长为x，则

4r=，x=，。

【详解】(1)基态Fe3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5 或[Ar]3d5；

(2)K4[Fe(CN)6]中的作用力除共价键外，还有K+与[Fe(CN)6]4-间的离子键和Fe2+与CN-间的配位键；1个[Fe(CN)6]4-内共含12个σ键，由此可确定含有12molσ键的K4[Fe(CN)6的物质的量为1mol；

(3)黄血盐中N原子与C原子间形成共价三键，另外N原子的最外层还有1对孤对电子，从而得出N的杂化方式sp；C、N、O的第一电离能中，N原子最外层处于半满状态，出现反常，即为N>O>C；电负性与非金属性成正比，即为O>N>C；

(4)①钠的熔点比钾更高，原因是Na的半径小，形成的金属键键能大，熔点高；

②由图中可知，1个Fe晶胞中含有2个Fe原子，设晶胞的边长为x，则

4r=，x=，=g/cm3。

【点睛】在金属晶体中，金属原子是相互接触的，不像图中原子间有很大的距离，解题时，我们要清楚实物与图形的差异，否则，就难以求出结果。

4．               杂化     分子晶体     正四面体形     10     或          12    

【详解】(1)Fe位于第四周期VIII族，基态Fe原子价电子排布式为[Ar]3d64s2；

(2)同周期从左向右第一电离能逐渐增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，同主族从上到下第一电离能减小，即三种元素的第一电离能大小顺序是N>O>S；苯环的立体构型为平面正六边形，即C的杂化类型为sp2；

(3)FeCl3的熔沸点低，符合分子晶体的性质，即FeCl3属于分子晶体，中中心原子S有4个σ键，孤电子对数为，价层电子对数为4，的立体构型为正四面体形；

(4)Fe与CO形成配位键，成键原子间只能形成一个σ键，因此1molFe(CO)5分子中含有10molσ键，根据等电子体的定义，与CO互为等电子体的离子是CN－或；

(5)根据图1，Fe位于顶点、面心、内部，实际占有的个数为12×＋2×＋3=6，N位于内部，实际占有的个数为2，因此铁、氮的微粒个数之比为6：2=3：1；

(6)根据图2，Fe2＋紧邻且等距离的Fe2＋的数目为12，Fe位于晶胞的顶点、面心，实际占有个数为8×＋6×=4，O位于棱上和体心，实际占有的个数为12×＋1=4，即化学式为FeO，晶胞的质量为g，令晶胞的边长为acm，则晶胞的体积为a3cm3，根据密度的定义，，Fe2＋与O2－最短的核间距是边长的一半，因此最短核间距为×1010pm。

5．          正四面体形     sp3     4∶1     Al2O3为离子晶体，Al3+和O2-离子半径较小，离子所带电荷数较多，晶格能大，所以熔点高，硬度大     12     AuCu3H8     ×1021或×1021

【详解】(1)锌(Zn)、镉(Cd)位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大，则Cd的原子序数是48，则基态Cd原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为 ；

(2)S与O可形成多种微粒，其中SO中S原子价电子对数是，无孤电子对，空间构型为正四面体形；液态SO3冷却到289.8K时，能得到一种螺旋状单链结构的固体，根据结图可知，此固态SO3中S原子形成4个σ键，无孤电子对，杂化轨道类型是sp3；

(3)单键为σ键，双键中有1个σ键、1个π键，根据Cr2O的结构图，1mol重铬酸根中含8molσ键、4molπ键，1mol铵根离子中含有4molσ键，σ键与π键个数比为4:1；

(4)Al2O3为离子晶体，Al3+和O2-离子半径较小，离子所带电荷数较多，晶格能大，所以熔点高，硬度大；

(5) 晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，根据图示，离①号Au原子最近的Cu原子有③⑤⑦号，每个Au原子被8个晶胞共用，根据均摊原则，Au原子的配位数为12；根据均摊原则，晶胞中Au原子数、Cu原子数是、H2分子数是4，化学式为AuCu3H8；

(6)根据均摊原则，每个结构单元含Al原子数、Ti原子数 ，则ρg·cm-3，则高为h=×1021nm。