山东省青岛市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

山东省青岛市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·山东青岛·统考一模）化学小组为探究在酸性溶液中的反应，利用如图装置进行实验：

I.排出装置内的空气。减缓的流速，向丁装置中通入和的混合气体。

Ⅱ.一段时间后，溶液变黄并出现浑浊。摇动锥形瓶、静置，苯与溶液边缘呈紫红色。

Ⅲ.持续向丁装置中通入和混合气体，溶液变为无色。

Ⅳ.再静置一段时间，取锥形瓶中水溶液，滴加溶液，产生白色沉淀。

回答下列问题：

(1)苯的作用为__________。排出装置内空气的具体操作为_________。

(2)向装置丁中缓慢通入的作用是__________。

(3)步骤Ⅱ反应的离子方程式为__________；步骤Ⅲ反应的离子方程式为______________。

(4)实验的总反应为_________，和在反应中的作用为___________。

2．（2021·山东青岛·统考一模）钛白(TiO2)是重要的化工原料，制取钛白的方法主要有两种。

方法一：四氯化钛气相氧化。实验室模拟四氯化钛气相氧化装置如图(部分夹持装置已略去)。已知：TiCl4熔点-24.1℃，沸点 136.4℃，在空气中发烟，生成二氧化钛固体和盐酸液滴的混合物。

回答下列问题：

(1)C 装置的加热方式为______，D装置中反应方程式为______，球形冷凝管和碱石灰的作用分别为______、______。

(2)为完成上述实验，正确的操作顺序为______。

①打开 A处分液漏斗活塞

②点燃 C处的酒精灯

③点燃D处的酒精喷灯

④关闭A 处分液漏斗活塞

⑤C 处停止加热

⑥D处停止加热

方法二：硫酸法。70~80℃条件下，不断通入空气并搅拌，钛铁矿同浓硫酸反应制得可溶性硫酸盐TiOSO4，用水浸取固相物，得钛液，钛液水解得钛白：。在制取钛白的过程中，需要测定钛液中Ti(Ⅳ)的含量。首先用铝片将Ti(IV)还原为Ti3+，再用0.0200mol·L-1标准 Fe2(SO4)3溶液滴定：。

(3)提高钛液水解产率的方法除加碱适当调节pH以外，还有______(写出一种即可)。

(4)滴定时可选用的指示剂为______滴定终点溶液颜色变化为______，钛液中Ti(Ⅳ)的浓度为______(以 TiOSO4计)。

3．（2022·山东青岛·统考一模）实验室模拟拉希法用氨和次氯酸钠反应制备肼，并探究肼的性质。制备装置如下图所示。

已知：硫酸肼为无色无味鳞状结晶或斜方结晶，微溶于冷水，易溶于热水。回答下列问题：

(1)装置A试管中的试剂为_______，仪器a的作用是_______。

(2)装置B中制备肼的化学方程式为_______。

(3)装置C中仪器b的名称是_______，该仪器中导管的作用为_______。

(4)上述装置存在一处缺陷，会导致肼的产率降低，改进方法是_______。

(5)①探究性质。取装置B中溶液，加入适量稀硫酸振荡，置于冰水浴冷却，试管底部得到结晶。写出生成结晶的离子反应方程式_______。

②测定产品中肼的质量分数。称取m g装置B中溶液，加入适量固体(滴定过程中，调节溶液的pH保持在6.5左右)，加水配成100mL溶液，移取25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2～3滴指示剂，用的碘溶液滴定，滴定过程中有无色无味无毒气体产生。滴定过程中指示剂可选用_______，滴定终点平均消耗标准溶液V mL，产品中肼质量分数的表达式为_______。

二、结构与性质

4．（2020·山东青岛·统考一模）第Ⅷ族元素、、性质相似，称为铁系元素，主要用于制造合金。回答下列问题：

(1)基态原子核外能量最高的电子位于_______能级，同周期元素中，基态原子未成对电子数与相同的元素名称为______________。

(2)与酚类物质的显色反应常用于其离子检验，已知遇邻苯二酚()和对苯二酚()均显绿色。邻苯二酚的熔沸点比对苯二酚_____(填“高”或“低”)，原因是_________。

(3)有历史记载的第一个配合物是(普鲁士蓝)，该配合物的内界为__________。表为、不同配位数时对应的晶体场稳定化能(可衡量形成配合物时，总能量的降低)。由表可知，比较稳定的配离子配位数是__________(填“4”或“6”)。性质活泼，易被还原，但很稳定，可能的原因是________________。

(4)晶体结构中阴阳离子的配位数均为6，则晶胞的俯视图可能是_______(填选项字母)。若晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为，晶体的密度是________。

5．（2021·山东青岛·统考一模）氨硼烷(NH3BH3)的制备是当今科学研究的重要课题，可用以下反应进行制备。回答下列问题：

(1)反应中涉及元素的基态原子含1个未成对电子的有______种，熔点：，解释原因______。

(2)N(SiH3)3中心N原子为平面构型，下列标记原子杂化类型与其相同的是______(填标号)

①        ②       ③          ④

NH3与 BH3可形成稳定的，但NF3不易与BH3结合形成 NF3BH3，原因是______。

(3)氨晶体中，氨分子中的每个H原子均参与一个氢键的形成，每个N原子与其它氨分子的3 个H 原子形成氢键，1mol 氨晶体中含氢键数目为______。

(4)已知 NH4Cl、LiCl晶胞分别与CsCl、NaCl 晶胞类似、LiAlH4 晶胞如图所示，每个NH4Cl、LiCl和LiAlH4晶胞中阳离子数目之比为______。LiAlH4易分解，机理为每3个中，有2个分别释放出3个H原子和1个 Al原子，同时与该 Al 原子最邻近的 Li原子转移到被释放的 Al原子留下的空位，改变了原来的结构，这种结构变化由表面层扩展到整个晶体，形成一种新晶体，并释放出氢气。该过程可用化学方程式表示为______。

6．（2022·山东青岛·统考一模）含碳、氮元素的化合物在航天或太阳能电池领域都有重要作用。

(1)和均可用作卫星发射的主体燃料。

①的电子式为_______。

②的熔点高于其原因是_______。

(2)钙钛矿类杂化材料在太阳能电池领域具有重要的应用价值。

①基态Pb的价层电子排布式为_______。

②已知甲基的供电子能力强于氢原子，则比接受质子能力较弱的原因是_______。

(3)的晶胞结构如图所示，其中B代表。

①代表的为_______。

②原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置。其中，原子分数坐标A为，B为，则C的原子分数坐标为_______。

③已知的摩尔质量为，则该晶体的密度为_______(设为阿伏加德罗常数的值)。

④该晶胞沿体对角线方向的投影图为_______(填标号)。

a. b.  c.  d.

参考答案：

1．     萃取碘单质，隔绝空气防止被氧化     关闭，打开，打开     防止倒吸                    催化剂

【分析】为探究在酸性溶液中的反应，由于酸性容易被O2氧化，所以加苯液封，同是萃取碘单质，并且在反应前先用二氧化碳将装置内的空气排尽；在反应中分二步进行，第一步，，第二步，；最后用氢氧化钠进行尾气处理，四氯化碳防倒吸。

【详解】(1)根据分析，装置丁中苯有二个作用：萃取碘单质，隔绝空气防止被氧化；用二氧化碳排出甲、乙、丙中的空气，打开，打开，关闭；

(2)若只将通入丁中，反应后压强减小，会倒吸，通入和混合气体，不反应，始终有气体排出，起防止倒吸的作用，故答案为：防止倒吸；

(3)步骤Ⅱ中，溶液变黄并出现浑浊，说明生成了硫单质，摇动锥形瓶、静置，苯与溶液边缘呈紫红色，说明生成了碘单质，离子方程式为；步骤Ⅲ通入和混合气体，溶液变为无色，说明碘单质被消耗，离子方程式为：；

(4)根据和反应，将后者的系数扩大2倍，与前一个反应叠加，得总反应为：； 和在反应前后质量和性质没有发生改变,故其为催化剂。

2．     硫酸浴          使TiCl4冷凝回流     吸收氯气并防止空气中的水蒸气进入到装置 D 中     ①②③⑤⑥④     加热或稀释     KSCN 溶液     溶液由无色变红色     1.92

【分析】装置A中二氧化锰催化双氧水产生氧气，经B装置中浓硫酸进行干燥，TiCl4液体在硫酸浴中加热生成TiCl4气体，与氧气混合通入D装置中加热反应得到TiO2和氯气，球形冷凝管可以冷凝回流TiCl4，提高利用率，碱石灰可以吸收生成的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入使TiCl4水解。

【详解】(1)据图可知盛有TiCl4的蒸馏烧瓶是放在浓硫酸中加热的，即加热方式为硫酸浴；装置D中TiCl4与氧气在加热条件下生成TiO2和氯气，反应方程式为TiCl4+O2TiO2+Cl2；球形冷凝管可以冷凝回流TiCl4，提高利用率；碱石灰可以吸收生成的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入使TiCl4水解；

(2)TiCl4在空气中发烟，所以应先打开A处分液漏斗活塞生成氧气，利用氧气将装置中的空气排尽，然后点燃C处酒精灯产生TiCl4气体，在点燃D处酒精灯进行反应，反应结束后为了防止TiCl4气体的浪费，先停止C处加热，不再产生TiCl4气体，然后停止D处加热，为了使产生的氯气全部被吸收，同时防止副反应反应，最后关闭A处分液漏斗活塞，停止生成氧气，故操作顺序为①②③⑤⑥④；

(3)适当的加热、加水稀释、多次浸取均可以提高钛液水解产率；

(4)标准液为 Fe2(SO4)3溶液，达到滴定终点时Fe3+稍过量，所以可以用KSCN溶液做指示剂，达到滴定终点时溶液会由无色变为红色；三次滴定所用标准液的体积为7.50mL、7.40mL、7.60mL，平均体积为=7.50mL，根据反应方程式可知待测液中Ti3+的物质的量为0.0075L×0.0200mol/L×2=0.0003mol，待测液体积为25.00mL，根据元素守恒可得钛液中Ti(Ⅳ)的浓度为=1.92g/L。

3．(1)     氯化铵和氢氧化钙固体     导气，防止倒吸

(2)

(3)     滴液恒压漏斗     平衡气压，使浓盐酸顺利滴下

(4)在装置B、C之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶

(5)          淀粉溶液    

【分析】实验室模拟拉希法用氨和次氯酸钠反应制备肼，装置A为生成氨气的装置，装置C为生成氯气装置，氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠，次氯酸钠再和氨生成肼；

(1)

实验室模拟拉希法用氨和次氯酸钠反应制备肼，装置A为生成氨气的装置，且反应为固体加热反应，则试管中的试剂为氯化铵和氢氧化钙固体，两者反应生成氨气和氯化钙、水；氨气极易溶于水，仪器a的作用是将氨气通入装置B中，且球形部分可以防止倒吸；

(2)

装置B中氨和次氯酸钠反应生成肼，氮元素化合价升高，次氯酸具有氧化性则氯元素化合价降低生成氯化钠，；

(3)

装置C中仪器b的名称是滴液恒压漏斗，该仪器中导管的作用为平衡漏斗与烧瓶中气压，使浓盐酸顺利滴下；

(4)

装置C反应生成氯气，浓盐酸具有挥发性，导致氯气不纯，氯化氢会和装置B中氢氧化钠溶液反应，导致肼的产率降低，改进方法是在装置B、C之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶，除去氯化氢气体；

(5)

①已知：硫酸肼为无色无味鳞状结晶或斜方结晶，微溶于冷水；装置B中溶液，加入适量稀硫酸振荡，置于冰水浴冷却，则反应为肼和稀硫酸生成硫酸肼晶体：；

②碘溶液能使淀粉变蓝色，故滴定过程中指示剂可选用淀粉溶液；

滴定过程中有无色无味无毒气体产生，碘具有氧化性，则碘和肼发生氧化还原反应生成碘离子和氮气，根据电子守恒可知，2I2～4e-～N2H4，则产品中的质量为，质量分数的表达式为。

4．     3d     钛、锗、硒     低     邻苯二酚形成分子内氢键，比对苯二酚易形成的分子间氢键作用力小，熔沸点低          6     形成配位键后，三价钴的氧化性减弱，性质变得稳定     CD    

【详解】(1)为28号元素，基态的电子排布式为[Ar]3d84s2，核外能量最高的电子位于3d能级；根据基态的电子排布式为[Ar]3d84s2，其3d能级上未成对电子数为2，同周期中，未成对电子数为2的还有：钛为22号元素，基态电子排布式为：[Ar]3d24s2、锗为32号元素，基态电子排布式为：[Ar]3d104s24p2、硒为34号元素，基态电子排布式为：[Ar]3d104s24p4，故答案为：3d，钛、锗、硒；

(2)邻苯二酚易形成分子内氢键，对苯二酚易形成的分子间氢键，后者分子间作用力较大，因此，熔沸点较低；  

(3)配合物是中内界为；由表中数据可知，配位数为6的晶体场稳定化能为-12Dq+3p，其能量降低的更多，能量越低越稳定；性质活泼，但很稳定，说明形成配位键后，三价钴的氧化性减弱，性质变得稳定；

(4)晶体结构中阴阳离子的配位数均为6，晶胞的俯视图应类似于NaCl晶胞，而NaCl晶胞俯视图为CD；从晶体中最小重复单元出发，1个晶胞中含Ni2+为 ，含O2-为 即根据各微粒在晶胞中位置计算出每个NiO晶胞中含4个NiO， NiO的摩尔质量75g/mol，晶体的密度除以1个晶胞的质量除以1个晶胞的体积，即为 = ，故答案为：。

【点睛】晶胞计算中，要找准一个晶胞中所含微粒数目，如此题中，1个晶胞中含Ni2+为 ，含O2-为 即根据各微粒在晶胞中位置计算出每个NiO晶胞中含4个NiO；同时要找准一个晶胞的体积，注意单位换算。

5．     5     前者为分子晶体，后者为离子晶体，分子间作用力弱于离子键，故熔点前者低于后者     ①④     氟原子电负性大，吸引电子能力强，与其成键的N原子偏向F原子，使氮原子提供孤对电子能力弱，不易与 BF3中的 B 原子形成配位键     3NA     1：4：4     3LiAlH4=Li3AlH6+2Al+3H2↑

【详解】(1)基态B原子价层电子排布为2s22p1，有1个未成对电子；O原子价层电子排布为2s22p4，有2个未成对电子；C原子价层电子排布为2s22p2，有2个未成对电子；H原子价层电子排布为1s1，有1个未成对电子；N原子价层电子排布为2s22p3，有3个未成对电子；Cl原子价层电子排布为3s23p5，有1个未成对电子；Li原子价层电子排布为2s1，有1个未成对电子；Al原子价层电子排布为3s23p1，有1个未成对电子，综上所基态原子含1个未成对电子的有B、H、Cl、Li、Al共5种；B(OCH3)3为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，NH4Cl为离子晶体，熔化时破坏离子键，分子间作用力弱于离子键，故熔点前者低于后者；

(2)N(SiH3)3中心N原子为平面构型，说明该物质中N原子采取了sp2等性杂化，N原子与Si原子形成3个完全一样的σ键；在B(OCH3)3中只有氧原子与B原子成键，且O原子只需一个电子(O原子所需的另一个电子由C原子提供)，所以B原子的价层电子对数为=3，为sp2杂化，同理Al(OCH3)3中Al原子也为sp2杂化；铵根中N原子为sp3杂化，NH3BH3中B原子与N原子形成配位键，也是sp3杂化，综上所述选①④；

氟原子电负性大，吸引电子能力强，与其成键的N原子偏向F原子，使氮原子提供孤对电子能力弱，不易与 BF3中的 B 原子形成配位键，所以NF3不易与BH3结合形成 NF3BH3；

(3)根据题意可知每个NH3分子可以形成6个氢键，每个氢键的二分之一属于该NH3分子，所以一个NH3分子具有=3个氢键，则1mol 氨晶体中含氢键数目为3NA；

(4)NH4Cl晶胞与CsCl类似，则晶胞中有1个阳离子，LiCl与NaCl类似，则晶胞中有4个阳离子，图示晶胞中阳离子个数为=4，所以三种晶胞中阳离子个数比为1:4:4；

每3个AlH中，有2个分别释放出3个H原子和1个Al原子，即3AlH→AlH+3H2↑+2Al，所以LiAlH4分解的化学方程式为3LiAlH4=Li3AlH6+2Al+3H2↑。

6．(1)          分子中连接N原子的H原子数多，存在氢键的数目多，而偏二甲肼只有一端可以形成氢键，另一端的两个甲基基团比较大，增加了位阻，导致N无法形成氢键，沸点较的低

(2)          甲基供电子能力强于氢原子，中含有两个甲基，中心N原子负电性更大，接受质子能力更强

(3)     C               a

【详解】（1）①N2H4分子中两个N原子共用一对电子，每个N原子和两个H原子分别共用一对电子，电子式为；

②的熔点高于其原因是分子中连接N原子的H原子数多，存在氢键的数目多，而偏二甲肼只有一端可以形成氢键，另一端的两个甲基基团比较大，增加了位阻，导致N无法形成氢键，沸点较的低；

（2）①铅与碳同主族，位于第六周期ⅣA族，故基态Pb的价层电子排布式为；

②已知甲基的供电子能力强于氢原子，则比接受质子能力较弱的原因是甲基供电子能力强于氢原子，中含有两个甲基，中心N原子负电性更大，接受质子能力更强；

（3）①B代表；晶胞中A原子位于顶点，一个晶胞中A原子数目为，C原子位于晶胞面心，一个晶胞中A原子数目为，结合化学式可知，代表的为C；

②原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置。其中，原子分数坐标A为，B为，与图可知，C原子为右侧面心，则C的原子分数坐标为。

③已知的摩尔质量为，由①分析可知，晶胞质量为；晶胞边长为apm，则晶胞体积为，所以密度为。

④该晶胞沿体对角线方向的投影，体对角线方向的2个顶点A原子和体心B原子投到1个点，两外6个顶点A原子在平面上投出1个六边形，面心6个C原子在A投出六边形内部组成1个小六边形，故选a。

图为a。