山东省德州市2020届-2022届高考化学三年模拟（二模）试题汇编-非选择题2

山东省德州市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·山东德州·统考二模）过氧化尿素(CO(NH2)2·H2O2)是过氧化氢水溶液与尿素的加和物，兼有尿素和过氧化氢的性质，是一种新型漂白、消毒剂，广泛应用于农业、医药、日用化工等领域。某化学小组同学用低浓度的双氧水和饱和尿素[CO(NH2)2]溶液在30℃条件下用右图装置合成过氧化尿素。请回答下列问题：

(1)仪器X的名称是______________；

(2)制备过氧化尿素的化学方程式为_______________________，反应时采取的受热方式为_____________；

(3)搅拌器不能选择铁质材料的原因是______________________

(4)过氧化尿素中活性氧含量的高低直接决定产品的质量，合格产品中活性氧的含量≥16%(相当于其中含H2O234%)。为了确定所得产品合格与否，质检员称取干燥样品8．000g，溶解于水，在250mL容量瓶中定容，准确量取其中25．00mL溶液于锥形瓶中，加入1mL6mol·L-1H2SO4，然后用0．2000mol·L-1KMnO4标准溶液滴定样品中的H2O2(KMnO4溶液与尿素不反应)。三次滴定平均消耗KMnO4溶液20．000mL：

①请完善滴定时反应的离子方程式：__MnO+___H2O2+______==_______________

②若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，会使测得的活性氧含量_______(填“偏高”、“偏低”或“不变”)；

③根据滴定结果确定产品质量_______(填“合格”或“不合格”)，活性氧的质量分数为_________。

2．（2021·山东德州·统考二模）实验室制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}的实验步骤如图：

i.向V2O5中加入足量盐酸酸化的N2H4·2HCl溶液，微沸数分钟。

ii.向制得的VOCl2溶液中缓慢加入足量NH4HCO3溶液，有气泡产生并析出紫红色晶体。

iii.反应结束后抽滤，用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次，再用无水乙醇洗涤2次，静置一段时间后得到产品。

请回答下列问题：

(1)步骤i中的还原剂是___(填化学式)。

(2)已知VO2+能被O2氧化，步骤ii可在如图装置中进行(夹持仪器略去)，利用A中反应产生的气体将C中空气排净。

①仪器M的名称是___。

②装置B的作用是___。

(3)步骤ii中洗涤操作选择饱和NH4HCO3的原因是___，用无水乙醇洗涤的目的是___。

(4)蓝色VO2+的水合配离子的结构如图。向该水合配离子的溶液中加入NaOH至pH=12时，该水合配离子全部转化为褐色的[VO(OH)3]-，写出转化过程的离子方程式___。

(5)称量mg产品，用KMnO4溶液氧化，再除去多余的KMnO4(方法略)，最后用cmol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(滴定过程只发生反应VO+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O)，消耗标准溶液的体积为VmL，产品中钒的质量分数为___%(用含有m、c、V的式子表示)。

3．（2022·山东德州·统考二模）某课题小组利用硫渣与氯气反应制备四氯化锡，其过程如图所示(夹持、加热及控温装置略)。已知：四氯化锡(SnCl4)常温下为无色液体、易水解。

硫渣的化学组成

氯气与硫渣反应相关产物的熔沸点

(1)仪器a的名称_______，A中发生反应的化学方程式_______。

(2)e中所加物质为_______，作用为_______。

(3)装置中存在一处缺陷会导致SnCl4产率降低，改进的方法是_______。

(4)三颈烧瓶中得到的粗产品进行提纯的方法_______；提纯后剩余的固体渣经过处理，可回收的主要金属有_______。

(5)已知SnCl4产品中含有少量AsCl3杂质，碘量法可用于测量产品的纯度：取10. 00 g产品溶于水，加入0.100 mol/L标准I2溶液20. 00 mL，并加入少量的淀粉溶液；用0.100×10-2 mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定过量的碘。滴定终点时消耗20. 00 mL硫代硫酸钠标准溶液。测定过程中发生的相关反应：

①AsCl3+3H2O= H3AsO3+ 3HCl

②H3AsO3+I2+H2O= H3AsO4+2HI

③2+I2=2I-+

则产品中SnCl4的质量分数_______(保留小数点后1位)；若滴定后发现滴管尖嘴处产生了气泡，则测量结果_______(填“偏高”或“偏低”)。

二、结构与性质

4．（2021·山东德州·统考二模）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)。

5．（2022·山东德州·统考二模）锌及其化合物在工业、农业方面用途广泛。

(1)基态Zn原子的价电子排布式为_______。

(2)Zn原子能形成多种配位化合物。一种锌的配合物结构如图：

①其中C、N、O、Zn元素的第一电离能大小关系是_______，结构中参与sp3杂化原子有_______个。

②配位键①和②相比。较稳定的是_______；键角③_______键角④(填“>”、“<”、“=”)。

(3)(CH3COO)2Zn和ZnC2O4中阴离子对应的酸中沸点较高的是_______(写结构简式)，原因是_______。

(4)ZnO存在多种晶体结构，其中纤锌矿型和闪锌矿型是最常见的晶体结构，下图为这两种晶体的局部结构。

①图a纤锌矿型ZnO晶体中O2-的配位数为_______。

②闪锌矿型中Zn2+填入O2-所形成的“正四面体”空隙中，闪锌矿晶胞中含有_______个“正四面体”空隙。

③图b闪锌矿型晶胞密度为ρg/cm3.则Zn2+与O2-的距离为_______nm。(设NA为阿伏伽德罗常数的值)

参考答案：

1．     球形冷凝管     CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2     水浴加热     H2O2水溶液呈弱酸性，故H2O2可与铁单质反应，进而氧化生成可催化H2O2分解的Fe3+     2     5     6H+     2Mn2++8H2O+5O2     偏高     合格     20%

【分析】本题从物质的制备入手，通过过氧化氢水溶液与尿素反应，可得到)CO(NH2)2·H2O2，在结合仪器的辨别，反应的方程式等知识点进行考查，重点是利用氧化还原反应的原理来测定过氧化尿素中活性氧含量。

【详解】(1)根据上图，可知仪器X是球形冷凝管，故答案为：球形冷凝管；

(2)CO(NH2)2·H2O2是过氧化氢水溶液与尿素的加和物，由双氧水和饱和尿素CO(NH2)2反应制备，化学方程式为：CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2，反应温度为30℃，可采取水浴加热的方式，故答案为：CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2；水浴加热；

(3)过氧化氢水溶液呈酸性，会与铁单质反应，生成的金属离子能加快过氧化氢的分解，所以搅拌器不能选择铁质材料，故答案为：H2O2水溶液呈弱酸性，故H2O2可与铁单质反应，进而氧化生成可催化H2O2分解的Fe3+；

(4)①反应中MnO4-是氧化剂，H2O2是还原剂，氧化产物是O2；依据元素化合价变化，锰元素化合价从+7价变化为+2价，过氧化氢中的氧元素化合价从-1价变化为0价，根据电子守恒配平写出离子方程式为：2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2，故答案为：2；5；6H+；2Mn2++8H2O+5O2；

②若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，依据反应的电离关系可知，5×c(标准)×V(标准)=c(待测)×V(待测)×2，测得标准液体积偏大，结果偏高，故答案为：偏高；

③称取干燥样品8.000g，溶解，在250mL容量瓶中定容．准确量取25.00mL于锥形瓶中，加入1mL 6mol/L的硫酸，然后用0.2000mol/L KMnO4 标准溶液滴定，至滴入最后一滴时，溶液显浅红色且半分钟内不褪色，三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.00mL；依据反应2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2；

     2MnO4-～～～～～5H2O2；

      2                               5

0.0200L×0.2000mol/L   0.01mol

250mL容量瓶中含过氧化氢0.1mol，过氧化氢质量=0.1mol×34g/mol=3.4g，过氧化氢质量分数=3.4g/8g×100%=42.5%，过氧化氢质量分数大于34%；活性氧16%，相当于H2O234%，则活性氧质量分数=16%×42.5%/34%=20%，该产品为合格产品，故答案为：合格；20%；

【点睛】从题中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性．解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识。

2．     N2H4·2HCl     长颈漏斗     除去CO2中的HCl气体     抑制氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的溶解，减少固体流失     洗去固体表面的水和NH4HCO3     [VO((H2O)5]2++3OH-=[VO(OH)3]-+5H2O    

【详解】(1)氧化还原反应中还原剂失电子被氧化化合价升高，对比反应物和生成物，V的化合价由+5价降低到+4价，作氧化剂，O、Cl价态不变，H已经是最高价态，只有N的化合价升高，则反应中的还原剂是；

(2)①该仪器是长颈漏斗；

②A装置用于制备二氧化碳，是用碳酸钙固体和稀盐酸制备，产生二氧化碳的同时，会产生HCl杂质，对后续实验产生影响，故B的作用是除去二氧化碳中的HCl杂质；

(3) 选择饱和碳酸氢钠的原因是抑制氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的溶解，减少固体流失；用无水乙醇洗涤是为了洗去固体表面的水和NH4HCO3，乙醇具有挥发性，能最大程度减少杂质的存在；

(4)由图知该水合配离子化学式为，加入碱生成，离子方程式为：；

(5)根据已知反应，，，则质量分数为

3．(1)     恒压滴液漏斗    

(2)     碱石灰     吸收多余的氯气，防止污染空气；防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶中引起SnCl4水解

(3)在装置A与B之间加盛有饱和食盐水的洗气瓶

(4)     蒸馏     Cu、Pb

(5)     96.4%     偏低

【分析】实验装置中A用于制备Cl2，反应原理为。由于SnCl4常温下易水解，B装置用于除去Cl2中混有的水蒸气，C装置用于制备四氯化锡，化学反应原理为，同理为了防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，且吸收多余的氯气，e中加入碱石灰，据此分析来解题。

【详解】（1）为了使浓盐酸顺利滴入烧瓶中，使用的仪器a为恒压滴液漏斗，装置A用于制备Cl2，反应原理为，故答案为: 恒压滴液漏斗，；

（2）根据上面的分析，e中加入碱石灰，可以防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶中引起SnCl4水解，同时又能吸收多余的氯气，防止污染空气，故答案为：碱石灰，吸收多余的氯气，防止污染空气；防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶中引起SnCl4水解；

（3）通过上面的分析可知，装置A用于制备Cl2，Cl2中含有杂质HCl和水蒸气，都会使SnCl4产率降低，因此除了B装置除去水蒸气之外，在装置A与B之间加盛有饱和食盐水的洗气瓶，用于除去杂质HCl，故答案为在装置A与B之间加盛有饱和食盐水的洗气瓶；

（4）根据氯气与硫渣反应相关产物的熔沸点可知，三颈烧瓶中得到的粗产品进行提纯的方法是蒸馏，且控制温度为114℃，硫渣中含有金属元素为Sn、Cu和Pb，与氯气反应提纯后剩余的固体渣经过处理，可回收的主要金属有Cu和Pb，故答案为蒸馏，Cu和Pb；

（5）根据滴定反应原理可知，过量的碘的物质的量为，所以与H3AsO3发生反应的碘的物质的量为n(I2)= 0.100 mol/L×20.00×10-3L-1×10-5mol=1.99×10-3 mol，即可得杂质n(AsCl3)= 1.99×10-3 mol，所以产品中SnCl4的质量分数为，若滴定后发现滴管尖嘴处产生了气泡，使读出的硫代硫酸钠标准溶液体积偏小，即剩余的碘的物质的量偏小，所以求得杂质消耗的碘得量偏大，也就是杂质含量偏高，所以测量产品的纯度会偏低，故答案为96.4%，偏低。

4．          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。

5．(1)

(2)          8     ①     >

(3)          草酸的相对分子质量高于醋酸，同时草酸存在两个羧基结构，与其他分子形成分子间氢键多于醋酸

(4)     4     8    

【解析】(1)

Zn位于周期表中第4周期第IIB族，价电子排布式为；

(2)

①同周期从左到右第一电离能有增大的趋势，同主族从上到下第一电离能逐渐增大，因此Fe、C、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为；结构中的单键碳原子和水中的氧原子都是参与sp3杂化，共有8个原子；

②N和O相比，N的电负性弱，更容易提供孤电子对，配位键更加稳定，故更加稳定的是配位键①；键角③是双键和单键之间的排斥力，电子云密度大，排斥力较大，键角较大，键角④是单键和单键之间的排斥力，电子云密度小，排斥力较小，键角较小，故键角③>键角④；

(3)

阴离子对应的酸为乙酸CH3COOH、草酸，草酸的相对分子质量高于醋酸，同时草酸存在两个羧基结构，与其他分子形成分子间氢键多于醋酸，故沸点高的为；

(4)

①由图可知，a纤锌矿型ZnO晶体中O2-的配位数为4；

②O2-所形成的“正四面体”空隙有8个；

③根据均摊原则，闪锌矿型晶胞含有Zn原子数4×1=4，O原子数8×+6×=4，晶胞的边长是nm，则Zn2+与O2-的距离为nm。