广东省2023年高考化学模拟题汇编-41晶体结构与性质

这是一份广东省2023年高考化学模拟题汇编-41晶体结构与性质，共31页。试卷主要包含了单选题，工业流程题，结构与性质等内容，欢迎下载使用。
广东省2023年高考化学模拟题汇编-41晶体结构与性质

一、单选题
1．（2023·广东湛江·统考一模）硅与碳同主族，是构成地壳的主要元素之一，下列说法正确的是
A．单质硅和金刚石中的键能：
B．和中C、Si化合价均为-4价
C．中Si原子的杂化方式为sp
D．碳化硅硬度很大，属于分子晶体
2．（2023·广东汕头·统考一模）元素周期表可以有多种表示方法，如图1为八角形元素周期表，八角形的每个顶角对应一种元素，下列说法错误的是

A．图1中沿虚线箭头方向，元素单质的还原性逐渐增强
B．元素第一电离能大小关系：②>①>④
C．最简单气态氢化物的稳定性：⑤>⑥
D．与③、④可形成冰晶石(已知(熔融)，形成的晶胞如图2所示，其中黑球代表，该晶体密度为
3．（2023·广东·统考一模）一种锂的氧化物的晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b=c=0.4665nm，晶胞棱边夹角均为90°)。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。下列有关说法不正确的是

A．该氧化物的化学式为Li2O
B．O原子之间的最短距离为×466.5pm
C．与Li距离最近且相等的O有8个
D．若p原子的分数坐标为(，，)，则q原子的分数坐标为(，，)
4．（2023·广东梅州·统考模拟预测）我国科学家在月壤粉末的部分铁橄榄石颗粒表面非晶层中发现了单质铁，产生的原因为：铁橄榄石被撞击时在高温与高压下发生熔融，同时其中的发生歧化反应生成Fe与。下列说法正确的是
A．在生成时失去电子，发生还原反应
B．可用X射线衍射实验测定铁橄榄石的晶体结构
C．和含有的电子数相同
D．基态的核外电子有26种不同的运动状态
5．（2023·广东广州·统考一模）中国空间站建造成功、神舟系列飞船顺利往返，均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是
A．空间站太阳翼伸展关键部件采用碳化硅材料，属于无机非金属材料
B．核心舱太阳能电池采用砷化镓()材料，属于金属材料
C．飞船火箭使用偏二甲肼作燃料，属于烃类
D．飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料，属于分子晶体
6．（2023·广东深圳·统考一模）劳动创造幸福。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
分析员用X射线衍射仪区分普通玻璃和水晶
普通玻璃属于非晶体，水晶属于晶体
B
面点师制作糕点时添加小苏打作膨松剂
可与碱反应
C
实验员用加热法分离和NaCl
易升华
D
维修工用NaOH和铝粉疏通厨卫管道
Al与NaOH溶液反应产生

A．A B．B C．C D．D
7．（2023·广东深圳·统考一模）“结构决定性质”是化学学科的核心观念。下列有关性质的比较正确的是
A．在水中的溶解度：戊醇＜乙醇 B．熔点：MgO＜CaO
C．硬度：金刚石＜碳化硅＜硅 D．第一电离能：Cl＜P＜S
8．（2023·广东深圳·统考一模）X、Y、Z、W、Q为原子序数依次递增的短周期主族元素。基态X原子价电子层有3个单电子，Z与Y可形成原子个数比为1∶1的含非极性共价键的离子化合物。W、Q的最外层电子数之和等于Z的原子序数。下列说法正确的是
A．简单离子半径：Z＞Y B．X、W单质的晶体类型一定相同
C．简单气态氢化物的稳定性：X＞Y D．Q的最高价含氧酸根的空间结构为正四面体形
9．（2023·广东清远·清新一中校考模拟预测）石墨炔是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后的又一种新的全碳纳米结构材料，石墨炔是平面网状结构，具有较好的化学稳定性和半导体性质，可用于提纯及储锂等，其结构片段如图所示。下列说法错误的是

A．石墨炔分子结构中，C原子的杂化方式为sp和sp2
B．石墨炔与可形成，其理论比容量大于现商业用的石墨负极材料
C．石墨炔层与层之间的作用力为范德华力
D．石墨炔与石墨烯互为同分异构体
10．（2023·广东江门·校联考模拟预测）一种钙镁矿的四方晶胞结构如图所示。已知该晶胞的参数为apm、apm、bpm，1号原子的坐标为(，，)，下列说法错误的是

A．2号原子的坐标为(，，)
B．距离硫原子最近的硫原子数目为4
C．硫原子的配位数为4
D．该晶体的密度为g/cm3
11．（2023·广东清远·清新一中校考模拟预测）几种工业上常见的晶体晶胞或结构(氟化钙，氯化铵，氯化铝)如图所示，下列说法正确的是

A．图1中正负离子的配位数分别为4和8
B．熔点：图2所示物质>图1所示物质
C．图3中与体心原子等距离且最近的顶点原子有8个
D．图3中只存在离子键

二、工业流程题
12．（2023·广东湛江·统考一模）镍钴锰酸锂材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料，具有容量高、循环稳定性好、成本适中等优点，这类材料可以同时有效克服钴酸锂材料成本过高、磷酸铁锂容量低等问题，工业上可由废旧的钴酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、锰酸锂电池正极材料(还含有铝箔、炭黑、有机黏合剂等)，经过一系列工艺流程制备镍钴锰酸锂材料，该材料可用于三元锂电池的制备，实现电池的回收再利用，工艺流程如下图所示：

已知：①粉碎灼烧后主要成分是、、、MnO、Fe2O3、；
②萃取剂对选择性很高，且生成的物质很稳定，有机相中的很难被反萃取
请回答下列问题：
(1)正极材料在“灼烧”前先粉碎的目的是___________。
(2)“碱浸”的目的是___________，涉及的化学方程式是___________。
(3)“酸浸”时加入的作用是___________。
(4)上述工艺流程中采用萃取法净化除去了，若采用沉淀法除去铁元素，结合下表，最佳的pH范围是___________。







开始沉淀时pH
1.5
3.4
6.3
6.6
6.7
7.8
完全沉淀时pH
3.5
4.7
8.3
9.2
9.5
10.4

(5)镍钴锰酸锂材料中根据镍钴锰的比例不同，可有不同的结构，其中一种底面为正六边形结构的晶胞如图所示。

①该物质的化学式为___________，写出基态Mn原子价层电子的轨道表示式___________。
②已知晶胞底面边长是anm，高是bnm，一个晶胞的质量为Mg，计算该晶胞的密度___________(用计算式表示)。
13．（2023·广东梅州·统考模拟预测）磷酸亚铁锂()是新能源汽车中锂离子电池常用的电极材料。对废旧电极(含、Al箔、石墨粉等)回收并获得高纯的工艺流程如下：

已知：在水中的溶解度不大，且溶解度随温度升高而减小。
(1)回收的废旧锂离子电池需进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理，筛分后获得正极片。下列分析不合理的是___________(填标号)。
A．拆分前对废旧电池进行预放电，有利于释放残余能量，消除安全隐患
B．预放电时电池中的锂离子移向正极，有利于提高正极片中锂元素的回收率
C．热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等
D．锂离子电池不含汞、镉、铅等有毒重金属，可用普通垃圾处理方法处理
(2)过程Ⅰ为粉碎处理，为加快过程Ⅱ的反应速率，还可以采用的措施有___________(写出其中一种即可)，过程Ⅱ中足量NaOH溶液的作用是___________(用离子方程式表示)。
(3)过程Ⅲ采用不同氧化剂分别进行实验，均采用Li含量为3.7%的原料，控制pH为3.5，浸取1.5h后，实验结果如下表所示：
序号
酸
氧化剂
浸出液浓度(g/L)
滤渣中Li含量/%
实验1
HCl

9.02
0.10
实验2
HCl

9.05
0.08
实验3
HCl

7.05
0.93

实验2中，可与盐酸反应生成黄绿色气体，大大增加了酸和氧化剂的用量。综合考虑的浸出率及环保因素，选择的氧化剂最好为___________。
(4)过程Ⅵ首先需洗涤“粗品”，应该用___________(填“热水”或“冷水”)洗。若滤液2中，过程Ⅴ中加入等体积的溶液后，若沉淀中的Li元素占滤液中Li元素总量的95.0%，则加入的碳酸钠溶液浓度为___________[已知：，溶液混合引起的体积变化可忽略]。
(5)工业上用、、LiCl及苯胺()为原料制取磷酸亚铁锂。中，的空间结构为___________。LiCl和均为金属氯化物，LiCl沸点1350℃，沸点315℃，两者沸点差异明显的主要原因是___________。
(6)某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间，晶胞结构(底面为平行四边形)如图所示。该晶体的化学式为___________，该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，石墨烯层间距离为335pm，则该晶体的密度为___________(列出计算式，用表示阿伏加德罗常数)。

14．（2023·广东深圳·统考一模）铋及其化合物广泛应用于电子材料、医药等领域。一种以含铋烧渣(主要成分为、，还含有少量MnS、、CuO及等)制取并回收锰的工艺流程如下：

已知：①氧化性：；
②易水解成BiOCl沉淀；常温下，BiOCl存在的pH范围约为2.0～11.0；
③常温下，；。
回答下列问题：
(1)基态锰原子的价电子排布式为__________。
(2)“水浸提锰”时，另加入少量稀硫酸可促进__________(填化学式)溶解，进一步提高锰的浸取率。
(3)“滤渣2”的主要成分有__________(填化学式)、Bi。
(4)常温下，“含滤液”中的浓度为。为保证BiOCl产品的纯度，理论上，“沉铋”时应控制溶液的pH＜______(保留一位小数)。
(5)“脱氯”过程中发生主要反应的离子方程式为__________。
(6)BiOCl是一种性能优良的光催化剂，可催化降解有机污染物对硝基苯酚()等。对硝基苯酚的熔点高于邻硝基苯酚()的熔点，其原因是__________。
(7)我国科学家在新型二维半导体芯片材料——硒氧化铋的研究中取得突破性进展。硒氧化铋的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞参数为a pm，a pm，b pm。

①该晶胞沿z轴方向的投影图为______(填标号)。
A．B．C．D．
②该晶体中，每个周围紧邻的共有______个。
③该晶体的密度为______(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。
15．（2023·广东广州·统考二模）铬广泛应用于冶金、化工、航天等领域。工业上以铬铁矿(主要成分为，含有少量)为原料制备金属铬的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
(1)中为价，的化合价为_______，“焙烧”中反应的化学方程式为_______。
(2)“沉铝”中所得滤渣的成分为_______，需控制的原因为_______。
(3)“酸化”中反应的离子方程式为_______，若该反应的平衡常数，已知：酸化”后溶液中，则溶液中_______。
(4)氧铬酸钙是一种常见含铬矿石，其立方晶胞如图所示。

①氧铬酸钙的化学式为_______。
②1个钙原子与_______个氧原子最近且等距离。
③该晶体密度为_______(列出计算式即可。已知和O的最近距离为，代表阿伏加德罗常数)
16．（2023·广东·惠州一中模拟预测）碳酸锶(SrCO3)难溶于水，主要用于电磁材料和金属冶炼。一种由工业碳酸锶(含少量Ba2+、Ca2+、Mg2+、Pb2+等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下：

已知：①Sr(OH)2为强碱，Cr(OH)3为两性氢氧化物；
②常温下，各物质的溶度积常数如表所示。
化合物
Cr(OH)3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
SrCO3
Ksp近似值





回答下列问题：
(1)气体A的电子式为_____________。
(2)“酸化”步骤发生如下反应：，则“还原”时发生反应的离子方程式为______________。
(3)滤渣1的主要成分为_____________，滤渣2的主要成分为_____________(填化学式)。
(4)用氨水和NaOH分步调节pH，而不直接用NaOH调节溶液的pH≈13的原因是_____________。
(5)“碳化”时，反应的化学平衡常数K的计算关系式为_____________。(用相关平衡常数表达，已知碳酸的电离常数为Ka1、Ka2)
(6)上述流程合成的碳酸锶与TiO2在高温下反应，可以制得高温超导基片材料SrTiO3，SrTiO3的立方晶胞结构如图所示，其中Ti处在体心位置，Sr与Ti的最近距离为a nm，已知SrTiO3的相对分子质量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，则SrTiO3晶体的密度为_____________g/cm3(列出M、NA、a相关的算式即可)。


三、结构与性质
17．（2023·广东·校联考一模）镓及其化合物在合金工业、制药工业、电池工业有广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态Ga原子的价层电子排布式为_______。
(2)是一种温和的还原剂，其可由和过量的LiH反应制得：。
①已知的熔点为77.9℃，LiCl的熔点为605℃，两者熔点差异较大的原因为_______。
②在270℃左右以二聚物存在，该二聚物的每个原子都满足8电子稳定结构，写出它的结构式：_______。
③的立体构型为_______。
(3)一种含镓的药物合成方法如图所示：


①化合物Ⅰ中环上C原子的杂化方式为_______，1 mol化合物I中含有的键的物质的量为_______。化合物Ⅰ中所含元素的电负性由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。
②化合物Ⅱ中Ga的配位数为_______，x=_______。
(4)Ga、Li和O三种原子形成的一种晶体基片在二极管中有重要用途。其四方晶胞结构如图所示：

①上述晶胞沿着a轴的投影图为_______(填选项字母)。
A． B． C．
②用表示阿伏加德罗常数的值，晶胞参数为m，m，则其密度为_______(列出计算式即可)。
18．（2023·广东茂名·统考一模）锗及其化合物广泛用于半导体、催化剂、光伏、制药工业。回答下列问题：
(1)锗的基态原子核外电子排布式为_______。
(2)硅、锗、铅的氯化物的熔点如下表：
物质



熔点()

约


①的分子空间构型为_______。
②熔点的原因是_______。
(3)有机锗被称为“生命的奇效元素”，在医疗上具有重要应用。一种锗的有机配合物合成方法如下：

该有机配合物中锗的配位数为_______，其阴离子中C、、O元素的第一电离能从大到小顺序为_______。
(4)一种含锗的化合物应用于太阳能电池，其晶胞为长方体，结构如图(a)：

①该锗化合物晶胞的表示方式有多种，图中_______(填“b”“c”或“d”)图也能表示此化合物的晶胞。
②用表示阿伏加德罗常数的数值，计算晶胞(a)密度为_______(用含x、y、z和的式子表示)。
19．（2023·广东佛山·统考一模）我国提取的月壤样品主要是由硅酸盐组成的辉石、斜长石，回答下列问题：
(1)基态硅原子的价电子排布图为_______。
(2)CO2与SiO2是同主族氧化物，但熔沸点差距很大，其原因是_______。
(3)硅酸盐阴离子的基本结构单元如图1所示，其化学式；图2阴离子由两个图1单元共用1个顶角氧组成，其所带的负电荷数为_______；图3是角项氧相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，其、O原子的个数比为_______。

(4)Mg和Cu形成的晶体中，也存在四面体结构，Mg以金刚石方式堆积，剩余的4个四面体空隙放置Cu4四面体，如图4所示。Cu4四面体结构的镁配位数为_______，已知晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为_______(列出计算表达式)。

20．（2023·广东·华南师大附中校联考模拟预测）工业上可由菱锌矿(主要成分为ZnCO3，还含有Ni、Cd、Fe、Mn等元素)制备ZnO。工艺如图所示：

相关金属离子[c(Mn+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
Fe3+
Fe2+
Zn2+
Cd2+
Mn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.0
7.4
8.1
6.9
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.0
9.4
10.1
8.9

已知：①“溶浸”后的溶液pH=1，所含金属离子主要有：Zn2+、Fe3+、Cd2+、Mn2+、Ni2+。
②弱酸性溶液中KMnO4氧化Mn2+时，产物中含Mn元素物质只有MnO2。
③氧化性强弱顺序：Ni2+＞Cd2+＞Zn2+
(1)基态Zn原子的简化电子排布式为[Ar]_______，ZnO溶于氨水生成[Zn(NH3)4]2+，1 mol [Zn(NH3)4]2+共有_______mol的σ键。
(2)①“溶浸”过程中，为了提高浸出率，可采取的措施是_______。(写一条即可)
②“调pH”时，可替代ZnO的一种含锌化合物是_______。(用化学式表示)
③“调pH”时，若pH=5.5，此时溶液中Zn2+的最大浓度c=_______mol/L。
(3)写出“氧化除杂”时KMnO4溶液与Mn2+反应的离子方程式_______。
(4)“还原除杂”除去的离子是_______；加入的还原剂是_______。
(5)“沉锌”时生成ZnCO3·2Zn(OH)2·2H2O (碱式碳酸锌)沉淀，该沉淀“高温灼烧”后获得ZnO。氧化锌的一种晶体的晶胞是立方晶胞(如图所示)，其中与锌原子距离最近的O原子数有_______个，请在图中画出该晶胞沿z轴方向的平面投影图_______。


参考答案：
1．A
【详解】A．原子半径：Si＞C，键长：Si-Si＞C-C，则键能：Si-Si＜C-C，故A正确；
B．H的电负性大于Si，SiH4中Si的化合价为价，故B错误；
C．SiO2中Si的价层电子对数为4，原子的杂化方式为sp3杂化，故C错误；
D．碳化硅的硬度很大，属于共价晶体，故D错误；
故选A。
2．B
【分析】由图可知，①为O，②为N，③为Al，④为F，⑤为Cl，⑥为S。
【详解】A．由图可知，虚线箭头方向为同主族元素，同族元素随核电荷的递增，元素单质还原性增强，故A正确；
B．由分析可知，②为N，①为O，④为F，第一电离能：F>N>O，即④>②>①，故B错误；
C．由分析可知，⑤为Cl，⑥为S，非金属：Cl>S，非金属性越强最简单气态氢化物越稳定，因此稳定性：HCl>H2S，故C正确；
D．黑球有8个在顶点，6个在面心，个数为：，白球有12个在棱上，9个在体内，个数为，则晶胞的质量为：，晶胞体积为：，晶胞密度为：，故D正确；
故选B。
3．C
【详解】A．该晶胞中，含Li+个数为8，含O2-个数为=4，则氧化物的化学式为Li2O，A正确；
B．从图中可以看出，O原子之间的最短距离为面对角线长度的一半，即为×466.5pm，B正确；
C．在晶胞中，Li+与邻近的4个O2-构成正四面体，则与Li距离最近且相等的O有4个，C不正确；
D．若p原子的分数坐标为(，，)，则q原子在x、y、z轴上的分数坐标分别为、、，从而得出q原子的分数坐标为(，，)，D正确；
故选C。
4．B
【详解】A．在生成时失去电子，被氧化，发生的是氧化反应，A错误；
B．X射线衍射实验可区分晶体非晶体，可测定铁橄榄石的晶体结构，B正确；
C．含有的电子数=26-2=24，含有的电子数=质子数=26，两者电子数不相同，C错误；
D．基态的核外有23个电子，所以有23种不同的运动状态，D错误；
故选B。
5．A
【详解】A．属于无机非金属材料，A正确；
B．属于半导体材料，B错误；
C．烃只含碳和氢，不属于烃类，C错误；
D．氮化硅耐高温，属于共价晶体，D错误；
故选A。
6．B
【详解】A．X射线衍射可以区分晶体和非晶体，普通玻璃属于非晶体，水晶属于晶体，故可以区别普通玻璃和水晶，与所述的化学知识有关联，故A不符合题意；
B．碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳使得糕点疏松，不是可与碱反应，与所述的化学知识没有关联，故B符合题意；
C．碘单质易升华而氯化钠不升华，可以加热法分离和NaCl，与所述的化学知识有关联，故C不符合题意；
D．Al与NaOH溶液反应产生，生成气体膨胀可以疏通厨卫管道，与所述的化学知识有关联，故D不符合题意；
故选B。
7．A
【详解】A．戊醇的烃基比乙醇的大，烃基是憎水基，所以戊醇溶解度比乙醇的低，故A正确；
B．MgO和CaO都是离子晶体，都含有O2-，由于Ca2+的半径大于Mg2+，所以CaO的晶格能小于MgO的晶格能，则熔点：MgO>CaO，故B错误；
C．原子半径Si>C，三者都为共价晶体，原子半径越大，共价键的键能越小，则硬度越小，即硬度大小顺序是金刚石>碳化硅>硅，故C错误；
D．同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，P元素原子3p能级为半满稳定状态，能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：Cl>P>S，故D错误；
故选A。
8．D
【分析】X、Y、Z、W、Q为原子序数依次递增的短周期主族元素，基态X原子价电子层有3个单电子，电子排布式应为1s22s22p3，所以X为N，Z与Y可形成原子个数比为1∶1的含非极性共价键的离子化合物应为Na2O2，所以Y为O，Z为Na，W、Q的最外层电子数之和等于Z的原子序数11，所以W、Q分别为P、S或Si、Cl。
【详解】A．简单离子半径：Na+＜O2-，故A错误；
B．X单质为N2分子晶体，W单质可能为Si或P，可能是共价晶体，也可能是分子晶体，晶体类型不一定相同，故B错误；
C．非金属性O比N强，故简单气态氢化物的稳定性：NH3＜H2O，故C错误；
D．Q的最高价含氧酸根可能为或者，两种离子中心原子价层电子对数均为4，均没有孤电子对，空间结构均为正四面体形，故D正确；
所以答案为D。
9．D
【详解】A．碳碳双键中的碳是sp2杂化，碳碳三键中的碳是sp杂化，根据结构可知，石墨炔分子结构中，C原子的杂化方式为sp和sp2，A正确；
B．对比和的分子式可知，其理论比容量大于现商业用的石墨负极材料，B正确；
C．石墨炔层与层之间没有化学键，层与层之间是范德华力，C正确；
D．石墨炔与石墨烯分子式不同，两者不是同分异构体，D错误；
故选D。
10．B
【详解】A．由坐标系及1号原子的坐标可得，2号原子的坐标为(，，)，A正确；
B．以硫原子为顶点，构成的立方晶胞结构中硫原子的位置位于顶点和面心，所以距离硫原子最近的硫原子数目为12，B错误；
C．与硫原子距离最近的有2个Ca原子和2个Mg原子，则硫原子的配位数为4，C正确；
D．该晶胞中，位于棱上和面上Ca原子个数为，位于顶点、面上和体心的Mg原子个数为，位于晶胞内部硫原子个数为8，则该晶体的密度为g/cm3=g/cm3，D正确；
故选B。
11．C
【详解】A．由图1可知，晶胞中黑球个数为，白球个数为8，个数比为4:8=1:2，根据化学式CaF2可知，黑球代表Ca2+，白球代表F-，白球位于相邻的4个黑球所形成的正四面体的体心，因此，所示CaF2晶体中F-配位数为4，则Ca2+配位数为8，故A错误；
B．氯化铝是共价化合物，图2代表AlCl3，图1代表CaF2，是离子晶体，一般离子晶体的熔点高于共价晶体，故CaF2的熔点高于AlCl3，故B错误；
C．图3中与体心原子小黑球等距离且最近的顶点原子大黑球有8个，故C正确；
D．图3晶胞中大黑球个数为，白球个数为4，小黑球个数为1，根据氯化铵的化学式NH4Cl可知图3代表该物质，NH4Cl中铵根和氯离子间存在离子键，铵根内N和H原子间存在共价键，故D错误；
故选：C。
12．(1)增大固体与相应反应物的接触面积，使反应更充分
(2)     除去氧化物中的    
(3)把+3价钴还原为+2价
(4)3.5≤pH＜6.6
(5)              

【分析】废旧电池正极材料灼烧，得到、、、MnO、Fe2O3、，加入氢氧化钠碱浸除去铝，固体加入过氧化氢、稀硫酸酸浸后溶液加入萃取剂，萃取除去铁，水相加入CoSO4、NiSO4、MnSO4调节镍、钴、锰离子物质的量之比后加入氨水得到钴锰镍氢氧化物沉淀，滤液加入碳酸钠得到碳酸锂沉淀，钴锰镍氢氧化物沉淀与碳酸锂沉淀烧结得到产品；
【详解】（1）粉碎的目的是增大固体与相应反应物的接触面积，使反应更充分。
（2）根据流程可知粉碎灼烧后含有能和碱反应的，所以“碱浸”的目的是除去氧化物中的，对应的化学反应方程式是
（3）结合流程可知钴元素价态在氧化物中是价，而最后得到价，中间不涉及其他还原反应，故此过程中的作用应该是把价钴还原为价。
（4）根据流程信息，需要保证完全沉淀，而、、均未开始沉淀，故的最佳范围是。
（5）①根据晶胞的均摊规则可知：数目，和数目都是3，数目，数目，其化学式应为。为25号元素，其价层电子轨道表示为；
(2)1个晶胞的质量为Mg，底面积nm2，故晶胞的密度。
13．(1)D
(2)     适当升高温度、增加氢氧化钠浓度（答案合理即可）    
(3)H2O2
(4)     热水     2.22
(5)     正四面体     LiCl为离子晶体，分子晶体，离子晶体熔化破坏的是离子键，分子晶体熔化破坏的是分子间作用力，离子晶体熔点比分子晶体熔点高，所以两者的熔点相差很大
(6)     LiC6    

【分析】废旧电池经研磨后与氢氧化钠反应，主要溶解的是铝，得到的滤液1中主要有偏铝酸钠和过量的氢氧化钠，滤渣1再经过盐酸酸浸、氧化剂氧化转化为铁离子，过程III两次循环利用，为了提高锂离子浓度，浸出液中的和经碳酸钠调pH后与铁离子反应生成FePO4·2H2O，过滤得到的滤液，与碳酸钠反应得到碳酸锂粗品，最后再经过热水洗涤，干燥等一系列操作得到高纯Li2CO3。
【详解】（1）A．废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，否则在后续处理中，可能导致过电等现象，造成人生命安全危险事故，A正确；
B．放电过程为原电池原理，电解质溶液中阳离子移向正极，即锂离子电池预放电时电池中的锂离子移向正极，B正确；
C．有机物熔沸点较低、大多数易燃，碳粉可燃，可知热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物等，C正确；
D．锂离子电池即使不含汞、镉、铅等有毒重金属，但里面有多种化学物质，因此不可用普通垃圾处理方法处理，否则会导致产生土壤污染、水污染，D错误；
故合理选项是D；
（2）过程Ⅰ为粉碎处理，为加快过程Ⅱ的反应速率，还可以采用的措施有适当升高温度、增加氢氧化钠浓度等措施；过程Ⅱ中足量NaOH溶液是为了溶解铝，其离子方程式为：；
（3）实验2生成的氯气会污染空气，增加了酸和氧化剂的用量，实验1与实验3相比，Li+的浸出率较高的是H2O2，所以最终选择H2O2作为氧化剂，故答案为：H2O2；
（4）在水中的溶解度不大，且溶解度随温度升高而减小，所以洗涤碳酸锂粗品时，为了使晶体更快析出，需用热水洗涤；
，滤液②中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的Na2CO3后，Li+的沉降率达到95.0%，则混合后滤液中c(Li+)==0.1mol/L，滤液③中c(CO)=mol/L=0.16mol/L，根据平衡思想可知，消耗锂离子的碳酸根离子浓度为=0.95mol/L，所以反应前碳酸钠离子浓度为0.16mol/L+0.95mol/L=1.11mol/L，因为是等体积混合，忽略反应前后溶液体积变化，所以加入的碳酸钠浓度应为=2.22mol/L，故答案为：2.22mol/L；
（5）的价层电子对数为4，孤电子对数为=0，所以其分子的空间结构为正四面体；LiCl为离子晶体，分子晶体，离子晶体熔化破坏的是离子键，分子晶体熔化破坏的是分子间作用力，离子晶体熔点比分子晶体熔点高，所以两者的熔点相差很大；
（6）由图可知，Li原子位于顶点，个数为，C原子位于面上和体内，个数为，则化学式为LiC6；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，则底边边长为3´142pm，石墨烯层间距离为335pm，又底边为平行四边形，顶角为60°，设晶胞的密度为dg/cm3，晶胞质量为，晶胞体积为，结合密度公式，解得。
14．(1)
(2)MnS
(3)Cu
(4)6.9
(5)
(6)对硝基苯酚存在分子间氢键，而邻硝基苯酚更易形成分子内氢键，导致对硝基苯酚分子间的作用力比邻硝基苯酚分子之间的作用力更强
(7)     B     4    

【分析】铋烧渣(主要成分为、，还含有少量MnS、、CuO及等)制备，辉铋矿先水浸除锰，另加入少量稀硫酸可促进MnS溶解，同时溶于水通过过滤分离，滤渣用浓盐酸酸浸，不溶于盐酸过滤后存在于滤渣1中，滤液中存在Bi3+、Cu2+、Fe3+，滤液中加入Bi粉还原，将Fe3+转化为Fe2+、Cu2+转化为Cu过滤除去，滤液中加入碳酸钠溶液沉铋，Fe2+存在于滤液中通过过滤除去，得到BiOCl，最后除氯得到。
【详解】（1）Mn是25号元素，根据构造原理可得其价电子排布式为3d54s2。
（2）MnS可以溶解于稀酸，“水浸提锰”时，另加入少量稀硫酸可促进MnS溶解，进一步提高锰的浸取率。
（3）由分析可知，“还原”步骤中加入Bi粉，将Fe3+转化为Fe2+、Cu2+转化为Cu，过滤后Cu存在于滤渣2中。
（4）F2+开始沉淀时，c(OH-)=，c(H+)=，pH=-lgc(H+)=-lg=6-lg=6-lg1+lg7=6.856.9，为保证BiOCl产品的纯度，避免Fe2+沉淀，理论上，“沉铋”时应控制溶液的pH＜6.9。
（5）“脱氯”过程中和OH-反应生成和Cl-，离子方程式为：。
（6）对硝基苯酚存在分子间氢键，而邻硝基苯酚更易形成分子内氢键，导致对硝基苯酚分子间的作用力比邻硝基苯酚分子之间的作用力更强，故对硝基苯酚的熔点高于邻硝基苯酚()的熔点。
（7）①由晶胞结构可知，该晶胞沿z轴方向的投影图为，故选B；
②由晶胞结构可知，该晶体中，每个周围紧邻的共有4个；
③由晶胞结构可知，该晶胞中Bi3+的个数为8=4，Se2-的个数为=2，O2-的个数为=4，该晶体的密度为。
15．(1)     +3    
(2)          使完全沉淀
(3)         
(4)          12    

【分析】铬铁矿(主要成分为，含有少量），“焙烧”后生成和，生成，溶于水形成和溶液，调节控制，使完全形成沉淀，在调节 使生成，电解溶液生成单质。
【详解】（1）中为价，根据化合价的代数和为零，的化合价为+3价；“焙烧”中被氧化为和，反应的化学方程式为；
（2）“沉铝”中所得滤渣的成分为，控制，使完全沉淀；
（3）“酸化”使转化为，反应的离子方程式为：； ，，，，则；
（4）根据晶胞结构，在顶点，原子个数为，原子在体心，原子个数为1，原子在面心，个数为，所以该晶胞的化学式为：；在顶点，原子在面心，1个钙原子与12个氧原子最近且等距离；已知和O的最近距离为，晶胞棱长为，则该晶体密度为。
16．(1)
(2)+3H2C2O4+8H+=2Cr3++6CO2↑+7H2O
(3)     Cr (OH)3     Ca(OH)2、Mg(OH)2
(4)防止pH过高会使Cr(OH)3溶解，导致铬的去除率降低
(5)
(6)

【分析】工业碳酸锶(含少量Ba2+、Ca2+、Mg2+、Pb2+等 )加硝酸进行“酸溶”，碳酸锶和硝酸反应生成硝酸锶、水和二氧化碳，气体A为CO2，得到含Sr2+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、 Pb2+的溶液，向溶液中加入过量的(NH4)2CrO4进行“沉钡、铅”，过滤得到含Sr2+、Ca2+、Mg2+、、的溶液，对溶液进行酸化、加草酸进行还原，被还原为Cr3+，得到含Sr2+、Ca2+、Mg2+、、Cr3+的溶液，向溶液中加氨水调pH到7 ~ 8，将Cr3+转化为沉淀除去，滤渣1为Cr (OH)3，再加NaOH调pH≈13使Ca2+、Mg2+沉淀，过滤后碳化，Sr2+转化为SrCO3，再经过“系列操作”得到高纯SrCO3。
【详解】（1）根据上述分析可知气体A是CO2，在CO2分子中C原子与2个O原子形成4对共用电子对，使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构，其电子式为；
（2）酸化时转化为，在还原时与H2C2O4发生反应产生Cr3+、CO2、H2O，则根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可知还原反应的离子方程式为：+3H2C2O4+8H+=2Cr3++6CO2↑+7H2O；
（3）根据上述分析可知滤渣1的主要成分是Cr (OH)3；再加NaOH溶液，调pH≈13使Ca2+、Mg2+沉淀，则滤渣2主要成分是Ca(OH)2、Mg(OH)2；
（4）根据题意可知Cr (OH)3是两性氢氧化物，若使用NaOH溶液调整溶液pH时，若pH过大会导致Cr (OH)3会溶解，故用氨水和NaOH分步调节pH，而不是直接调节溶液的pH≈13的原因为防止pH过高会使Cr(OH)3溶解，导致铬的去除率降低；
（5）反应的化学平衡常数K=；
（6）在该晶胞中Sr原子个数为8×=1，含有O原子个数为6×=3，含有Ti原子个数是1，则在1个晶胞中含有1个SrTiO3，晶胞中Sr与Ti原子之间距离为体对角线的，假设晶胞边长为L，，L=，则该晶体密度ρ=。
17．(1)
(2)     LiCl属于离子晶体，晶体粒子间作用力为离子键，为分子晶体，晶体粒子间的作用力为范德华力          正四面体形
(3)          17 mol     O>N>C>H     6     1
(4)     C    

【详解】（1）基态Ga原子的价层电子排布式为；
（2）①镓和铝属于同一主族元素，和性质上相似，也为分子晶体，其熔点低于离子晶体LiCi；
②结合二聚体和每个原子都满足8电子稳定结构的信息，可推测Ga的空轨道应该会与Cl的孤对电子成配位键，可写出结构式为；
③的中心原子Ga的价层电子对数为4+，没有孤对电子，所以其立体构型为正四面体形。
（3）①吡啶环的结构与苯环相似，故C原子采用杂化；化合物Ⅰ除了环上6个键，其他键如图所示：
，1 mol化合物Ⅰ中总共有17 mol键；Ⅰ中含有四种元素O、N、C、H，同周期元素，从左到有，半径减小，电负性增大，所以电负性由大到小的顺序为O>N>C>H；
②化合物Ⅱ中Ga的配位数为6，其中4个COOH失去H后显-1，化合物Ⅱ整体带1单位负电荷，所以；
（4）①由晶胞结构可知，顶点和体心是O，上下面心是Li，棱上是Ga，沿着a轴的投影应为C。
②晶胞中含有的原子数Li：，Ga：，O：，则晶胞的密度。
18．(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)     正四面体     硅、锗、锡、铅的氯化物均为分子晶体，随着相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔点逐渐升高
(3)     6     O、C、Ge
(4)     bd    

【详解】（1）Ge是32号元素，其原子核外有32个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2；。故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p2；
（2）①中Ge原子价层电子对数为4+=4，分子空间构型为正四面体。故答案为：正四面体；
②分子晶体的熔点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高，所以硅、锗、锡、铅的氯化物均为分子晶体，随着相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔点逐渐升高，熔点。故答案为：硅、锗、锡、铅的氯化物均为分子晶体，随着相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔点逐渐升高；
（3）该有机配合物中与锗相连的O原子是6个，锗的配位数为6；同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，同主族从上到下元素的第一电离能随着电子层数的增大而减小，阴离子中C、Ge、O元素的第一电离能从大到小顺序为O、C、Ge。故答案为：6；O、C、Ge；
（4）①该锗化合物晶胞的表示方式有多种，a中CH3NH3为8×=1，I为6×=3，Ge为1，b中CH3NH3为1，I为12×=3，Ge为8×=1，c中I为10×=2.5，d中CH3NH3为1，I为8×+2×=3，Ge为8×=1，图中bd图也能表示此化合物的晶胞。故答案为：bd；
②用表示阿伏加德罗常数的数值，由均摊法晶胞中含CH3NH3为8×=1，I为6×=3，Ge为1，晶胞(a)密度为=。故答案为：；
19．(1)
(2)CO2是分子间作用力形成的分子晶体，SiO2是共价键形成的空间网状共价晶体
(3)     6     1：3
(4)     4    

【详解】（1）已知Si是14号元素，基态硅原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p2，其价电子排布式为：3s23p2，则其价电子排布图为，故答案为：；
（2）CO2是分子晶体，分子间是范德华力，SiO2是空间网状的共价晶体，原子之间是共价键，作用力远大于范德华力，所以固体CO2的熔沸点比SiO2熔沸点要小得多，故答案为：CO2是分子间作用力形成的分子晶体，SiO2是共价键形成的空间网状共价子晶体；
（3）由图可知，图1的化学式为，形成而聚硅酸根离子是两个通过1个O原子相连，可知图2的化学式为，在无限长链中，令含有n个Si，则含有[4n-(n-1)]=(3n+1)个O，故Si、O原子个数比为1：3，故答案为：6；1：3；
（4）如图4所示信息可知，Cu4相当于位于金刚石中正四面体中体内的碳原子位置，Cu4四面体结构的镁配位数即离Cu4最近的且距离相等的Mg个数为4，已知晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值，一个晶胞中含有Mg个数为：=8，含有Cu个数为4×5=20，故一个晶胞的质量为：， 一个晶胞的体积为：(a×10-7cm)3，则该晶体的密度为==，故答案为：4；。
20．(1)     3d104s2     16
(2)     加热或搅拌或适当提高硫酸的浓度或将矿石粉碎     ZnCO3或Zn(OH)2或ZnCO3·2Zn(OH)2·2H2O     1
(3)
(4)     Ni2+、Cd2+     Zn
(5)     4    

【分析】由菱锌矿(主要成分为ZnCO3，还含有Ni、Cd、 Fe、 Mn等元素)制备ZnO，加入稀硫酸溶浸后得到含Zn2+、Ni2+、Cd2+、Fe2+、Mn2+的滤液，滤液调节pH后加入KMnO4氧化除杂使铁离子、锰离子转化为Fe(OH)3、MnO2，除去Fe3+、Mn2+；接着还原除杂除去Ni2+、Ca2+；最后向含ZnSO4的溶液中加入Na2CO3溶液生成碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2·2H2O]沉淀，碱式碳酸锌高温灼烧得到ZnO。
【详解】（1）Zn是30号元素，根据构造原理，可知基态Zn原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2，则其简化的电子排布式是[Ar] 3d104s2；
在络离子[Zn(NH3)4]2+中含有4个配位体NH3，配位体与中心Zn2+形成4个配位键；每个配位体中含有3个N-H共价键，配位键及N-H共价键都是σ键，故在1个络离子中含有σ键数目是4+3×4=16个，则在1 mol[Zn(NH3)4]2+中含有16 molσ键；
（2）①“溶浸”过程中，为了提高浸出率，可采取的措施是加热或搅拌或适当提高硫酸的浓度或将矿石粉碎等；
②在调整溶液pH时，除降低溶液pH，不能引入新的杂质离子，可替代ZnO的一种含锌化合物可以是ZnCO3或Zn(OH)2或ZnCO3·2Zn(OH)2·2H2O；
③根据表格信息可知当Zn2+浓度为0.1 mol/L时，其形成Zn(OH)2沉淀需要溶液pH=6.0，则Zn(OH)2的溶度积产生Ksp[Zn(OH)2]=0.1×(10-8)2=1.0×-17。若调整溶液pH=5.5，c(H+)=10-5.5 mol/L，则c(OH-)=，则此时溶液中Zn2+最大浓度c=；
（3）在氧化除杂时，KMnO4与Mn2+发生氧化还原反应产生MnO2，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为；
（4）根据流程图可知：在还原除杂之前，已经除去了杂质离子Fe3+、Mn2+，要使还原除杂后溶液中仅含有金属阳离子Zn2+，需除去溶液中的杂质离子Ni2+、Cd2+；由于离子的氧化性顺序为：Ni2+＞Cd2+＞Zn2+，故加入的还原剂可以是金属Zn；
（5）以上底面心Zn原子为研究对象，在一个晶胞中与该Zn原子距离最近的O原子数有2个，通过该平面可以形成2个晶胞，故在晶胞中与Zn原子距离且最近的O原子数共有4个；
关键晶胞结构可知：晶胞在Z轴的投影情况是：Zn原子位于正方形的四个顶点上，四条棱边中心上和面心上，4个O原子分别位于面内对角线离顶点处，可用图示可表示为。