2014《考前三个月》高考冲刺练：高考化学21题+等值模拟试题二十一

第二十一题选考题

A．物质结构与性质

1．(1)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________________。

(2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的

氢化物。

NH3分子的空间构型是________；与N2H4分子属于等电子体的是_______________。

(3)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：

①Ni原子的核外电子排布式为______________________________________________；

②NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm

和78 pm，则熔点NiO______FeO(填“<”或“>”)；

③NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为________、_____________________________。

(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，其价电子排布与Cu相似，Au原

子的价电子排布式为________；一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为__________；该晶体中，原子之间的强相互作用是__________；上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由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CaF2(如下图)的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为____________________________________________________________________。

答案(1)N>O>C

(2)三角锥形CH3OH(CH3SH)

(3)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2

②>③6 6

(4)5d106s13∶1金属键H8AuCu3

2．A、B、C、D、E五种元素，原子序数依次递增。A元素的周期数、主族数、原子序数相同；B元素的前六级电离能的数值变化如图所示：

C元素的基态原子核外有六种不同运动状态的价电子；D与B同主族，电负性D

是第四周期d 区元素，血红蛋白中的E 元素更易与BC 形成配合物E(BC)5。

(1)写出E 的基态原子电子排布式____________________________________________。

(2)A 3C ＋中，C 原子采用________杂化，离子构型为________，比较A 3C ＋与A 2C 中的键角大小并解释原因________________________________________________________。

(3)D 60分子中每个D 原子均采用sp 2杂化，则1 mol D 60分子中π键的数目为________。

(4)A 2C 有多种晶体结构，其中一种晶体中分子的空间排列方式与金刚石晶体类似，该晶体晶胞中含有________个A 2C 分子，A 2C 的配位数为________，A 2C 之间的作用力为________。

已知晶胞的棱长为a pm ，阿伏加德罗常数为N A ，试列式计算此晶体的密度____g·cm －3 (用含a 、N A 的代数式表示)。

(5)E(BC)5中E 周围的价电子总数为________，配位原子是________(填元素符号)。 答案 (1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2或[Ar]3d 64s 2

(2)sp 3 三角锥形 H 3O ＋比H 2O 的键角大，因为H 2O 中O 原子有2对孤对电子，H 3O ＋只有1对孤对电子，排斥力较小

(3)30N A

(4)8 4 氢键和范德华力 1.44×1032

a 3N A

(5)18 C

解析 周期数、主族数、原子序数相同的只有H ，由电离能数值变化图可知B 最外层有4个电子为ⅣA 族元素，C 元素有6个价电子，E 为Fe 元素，综合信息可知A ～E 依次为H 、C 、O 、Si 、Fe 四种元素。

(3)每个D 原子均采用sp 2杂化，即每个D 原子都以一个π键与另一原子结合，一个π键被两个原子共用，故π键数＝60÷2×N A ＝30N A 。

(4)需要联想教材中金刚石晶胞的结构，由于1个晶胞中含有8个水分子，则一个晶胞

的质量＝114 g N A

， ρ＝144(a ×10－10)3N A

g·cm －3＝1.44×1032a 3N A g·cm －3。 3． 第ⅢA 、ⅤA 族元素组成的化合物AlN 、AlP 、AlAs 等是人工合成的半导体材料，它们的晶体结构与单晶硅相似，与NaCl 的晶体类型不同。

(1)核电荷数比As 小4的原子基态的电子排布式为_____________________________。

(2)前四周期元素中，基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有________种。

(3)NCl 3中心原子杂化方式为________________，NCl 3的空间构型为__________。

(4)在AlN 晶体中，每个Al 原子与________个N 原子相连，AlN 属于________晶体。

(5)设NaCl 的摩尔质量为M r g·mol －1，食盐晶体的密度为ρ g·cm －

3，阿伏加德罗常数的值为N A 。食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为________cm 。

答案 (1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1(或[Ar]3d 104s 1)

(2)5

(3)sp 3杂化 三角锥形

(4)4 原子 (5)2·3M r 2ρN A

解析 (1)核电荷数比As 小4的原子为Cu ，其基态的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1或[Ar]3d 104s 1；(2)前四周期元素中，基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有5种，对应元素和价电子构型分别是：氢(1s 1)、碳(2s 22p 2)、氧(2s 22p 4)、磷(3s 23p 3)、铁(3d 64s 2)，注意没有3d 44s 2(应为3d 54s 1)；(3)类比NH 3可推知NCl 3中心原子杂化方式为sp 3杂化，NCl 3的空间构型为三角锥形；(4)依据题干信息“它们的晶体结构与单晶硅相似”，通过硅类推AlN 的晶体类型为原子晶体，每个Al 原子与4个N 原子相连；(5)

设Cl －与Na ＋的最近距离为a cm ，则两个最近的Na ＋间的距离为2a cm ，又：(a ＋a )3·ρ4

·N A ＝M r ，即：a ＝3M r 2ρN A ，所以Na ＋间的最近距离为2·3M r 2ρN A

。 4． 铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途。请回答以下问题：

(1)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：

①NH 4CuSO 3中金属阳离子的核外电子排布式为______。N 、O 、S 三种元素的第一电离能大小顺序为________(填元素符号)。

②SO 2－

4的空间构型为________。 (2)氯化亚铜(CuCl)的某制备过程：向CuCl 2溶液中通入一定量SO 2，微热，反应一段时间后即生成CuCl 白色沉淀。

①写出上述制备CuCl 的离子方程式：_______________________________________。 ②CuCl 的熔点比CuO 的熔点________(填“高”或“低”)。

(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构(如图所示)，a 位置上Cl 原子的杂化轨道类型为________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl 3，则另一种化合物的化学式为____________。

(4)用晶体的X 射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数的值。对金属铜的测定得到以下结果：铜晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm 。又知铜的密度为9.00 g·cm －

3，则铜晶胞的体积是________cm 3，晶胞的质量是__________g ，阿伏加德罗常数的值为________[已知A r (Cu)＝63.6]。

答案 (1)①1s 22s 22p 63s 23p 63d 10(或[Ar]3d 10) N>O>S ②正四面体形

(2)①2Cu 2＋＋2Cl －＋SO 2＋2H 2O=====△

2CuCl ↓＋4H ＋＋SO 2－4 ②低 (3)sp 3杂化 K 2CuCl 3

(4)4.70×10－23 4.23×10－22 6.01×10－23

解析 (1)同主族元素O 、S 的第一电离能大小顺序为O>S ，同周期元素O 、N 的第一电离能大小顺序为N>O(N 反常)，故第一电离能大小顺序为N>O>S 。(2)SO 2－

4的价层电

子对数＝6＋22＝4，有四个配体，没有孤对电子，因而S 原子是sp 3杂化，SO 2－4为正四面体结构。(2)②由于Cl －的半径比O 2－的大，且Cl －所带电荷数比O 2－

带的少，则CuCl 的晶格能比CuO 的小，故CuCl 的熔点比CuO 的低。(3)据图知a 位置上的Cl 原子形成了2个σ键，同时还有2个孤电子对，其杂化轨道类型为sp 3杂化；由于铜的化合价有＋1、＋2，已知KCuCl 3中铜为＋2价，则＋1价的铜形成化合物的化学式为K 2CuCl 3。

(4)根据铜晶胞为面心立方最密堆积，由边长可计算出晶胞的体积V ＝(361 pm)3≈4.70×10－23

cm 3；根据m ＝ρ×V ＝9.00 g·cm －3×4.70×10－23cm 3＝4.23×10－22g ；

由于一个铜晶胞中含有的铜原子数为8×18＋6×12＝4(个)，则N A ＝63.6 g·mol －114×4.23×10－22g ≈6.01×1023mol －

1。 B ．实验化学

1． 苄叉丙酮(相对分子质量为146)是一种无色或淡黄色晶体，易溶于乙醇、乙醚，微溶于

水，可用作香料的留香剂或用于制取香料增香剂，还可作为杀菌剂等。实验室合成原理及实验装置如下：

实验步骤如下：

步骤1：在100 mL 三颈烧瓶中(装置如图所示)，分别装上滴液漏斗、球形冷凝管和温度计，在电磁搅拌下依次加入22.5 mL 10%氢氧化钠溶液和4 mL(0.054 mol ，稍过量)丙酮，然后滴加5.3 mL(0.05 mol)新制苯甲醛。

步骤2：再通过滴液漏斗加入1∶1盐酸中和至中性，用分液漏斗分出黄色油层。水层用3×10 mL 乙醚萃取，将萃取液与油层合并，用10 mL 饱和食盐水洗涤1次后用无水

硫酸镁干燥。然后蒸馏，在55 ℃左右蒸馏回收乙醚，可得黄色油状的苄叉丙酮5.0 g。

(1)装置中仪器a的名称是________。

(2)回流时，流入烧瓶的除H2O外还有________(填结构简式)。

(3)为了提高产率，如何滴加苯甲醛________。

(4)苯甲醛久置后含有苯甲酸，后者不但会影响反应的进行，而且混在产物中不易除去，需用10%碳酸钠溶液洗至无二氧化碳放出，然后用水洗涤，再用无水硫酸镁干燥。干燥时可加入1%对苯二酚，减压蒸馏得到。加入对苯二酚的作用是________。

(5)本实验产率为________。

答案(1)滴液漏斗(恒压滴液漏斗)

(2)CH3COCH3、C6H5CHO

(3)逐滴慢慢加入，并不断搅拌

(4)防止苯甲醛被氧化

(5)68.5%

解析(2)因为丙酮、苯甲醛均易挥发，所以回流时，滴入烧瓶的除水外，还有丙酮、苯甲醛。

(3)为了使苯甲醛充分反应，所以应慢慢滴入苯甲醛。

(4)加入对苯二酚可防止苯甲醛被氧化。

(5)5.0 g

146 g·mol－1

0.05 mol×100%≈68.5%。

2．乙酰基二茂铁是常用的汽油的抗震剂，由二茂铁合成乙酰基二茂铁的原理如下：

其实验步骤如下：

步骤1：如图Ⅰ所示，取1 g二茂铁与3 mL乙酸酐于装置中，开通搅拌器，慢慢滴加85%的磷酸1 mL，加热回流5 min。

步骤2：待反应液冷却后，倒入烧杯中加入10 g碎冰，搅拌至冰全部融化，缓慢滴加

NaHCO3溶液中和至中性，置于冰水浴中15 min。抽滤，烘干，得到乙酰基二茂铁粗产品。

步骤3：将乙酰基二茂铁粗产品溶解在苯中，从图Ⅱ装置的分液漏斗中滴下，再用乙醚淋洗。

步骤4：将其中一段时间的淋洗液收集，并进行操作X，得到纯净的针状晶体乙酰基二茂铁并回收乙醚。

(1)步骤2中的抽滤操作，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用的属于硅酸盐材质的仪器有

________。

(2)步骤2中不需要测定溶液的pH就可以判断溶液接近中性，其现象是______________。

(3)步骤3将粗产品中杂质分离实验的原理是____________________。

(4)步骤4中操作X的名称是____________，该操作中不能使用明火的原因是__________。

(5)为确定产品乙酰基二茂铁中是否含有杂质二乙酰基二茂铁()，可以

使用的仪器分析方法是__________________。

答案(1)布氏漏斗、抽滤瓶

(2)滴加NaHCO3溶液不再产生气泡

(3)不同物质在扩散剂中扩散的速率不同

(4)蒸馏乙醚易挥发且易燃

(5)质谱法或核磁共振氢谱

解析(1)抽滤操作要用到布氏漏斗和抽滤瓶。

(2)在步骤1中加入磷酸，磷酸与NaHCO3反应生成CO2气体，所以当溶液接近中性时，

不再产生气泡。

(4)淋洗液中的有机物沸点差别较大，所以用蒸馏的方法将其分离，该实验不能用明火，

是因为乙醚易挥发且易燃。

(5)乙酰基二茂铁与二乙酰基二茂铁中的氢原子类型相同，但个数不同，所以用质谱法

或核磁共振氢谱分析。

3．七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣——硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。

表1

表2

硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

根据以上流程图并参考表格pH 数据和溶解度数据，试回答下列问题：

(1)操作Ⅰ的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH ＝5～6，再加入NaClO 溶液加热煮沸，将溶液中的Mn 2＋氧化成MnO 2，Fe 2＋氧化成Fe 3＋

，反应的离子反应方程式为______________，__________________。加热煮沸的主要目的是__________________。

(2)沉淀B 中除MnO 2外还含有__________________(填化学式)等物质，过滤用到的玻璃仪器有____________。

(3)检验操作Ⅱ后的滤液中是否含有Fe 3＋

的实验方法是________________。 (4)产生沉淀C 的化学式是________________，操作Ⅲ需趁热进行的理由是______________。

答案 (1)Mn 2＋＋ClO －＋H 2O===MnO 2↓＋Cl －＋2H ＋

2Fe 2＋＋ClO －＋2H ＋===2Fe 3＋＋Cl －＋H 2O 、Fe 3＋＋3H 2O=====△

Fe(OH)3↓＋3H ＋ 促进 Fe 3＋、Al 3＋

的水解 (2)Fe(OH)3、Al(OH)3 烧杯、漏斗、玻璃棒

(3)向滤液中加入KSCN ，观察滤液是否变血红色

(4)CaSO 4·2H 2O 或CaSO 4 防止MgSO 4在温度降低时结晶析出

解析 (1)根据表中数据可知Fe 3＋

易水解生成Fe(OH)3沉淀，NaClO 具有强氧化性，能将Fe 2＋氧化成Fe 3＋，易于除去。盐的水解为吸热反应，加热有利于促进Fe 3＋、Al 3＋的水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。

(2)过滤用到的仪器或用品有铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗以及滤纸，其中玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。

(3)检验Fe 3＋

用KSCN 溶液，观察溶液是否变血红。 (4)温度越高，CaSO 4的溶解度越小，而MgSO 4的溶解度越大，所以沉淀C 的化学式为CaSO 4·2H 2O 或CaSO 4，此时MgSO 4留在滤液中。

4． 三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校化学实验小组通过实验来探究

某红色粉末是Fe 2O 3、Cu 2O 或二者的混合物。探究过程如下：

[查阅资料]

Cu 2O 是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu 和CuSO 4，在空气中加热生成CuO 。

[提出假设]

假设1：红色粉末是Fe 2O 3；

假设2：红色粉末是Cu 2O ；

假设3：红色粉末是Fe 2O 3和Cu 2O 的混合物。

[设计探究实验]

取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN 试剂。

(1)若假设1成立，则实验现象是____________________________________________。

(2)若滴加KSCN 试剂后溶液不变血红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗？并简述你的理由______________________________________。

(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN 试剂时溶液不变血红色，则证明原固体粉末是__________________________________________________________________。

[探究延伸]

经实验分析，确定红色粉末为Fe 2O 3和Cu 2O 的混合物。

(4)该实验小组欲用加热法测定Cu 2O 的质量分数。取a g 固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为b g(b ＞a )，则混合物中Cu 2O 的质量分数为__________。 答案 (1)固体完全溶解，溶液呈血红色

(2)不合理，当原固体粉末为Fe 2O 3和Cu 2O 的混合物时，加入稀硫酸后产生的Fe 3＋可能全部与Cu 反应生成Fe 2＋

，滴加KSCN 溶液后也不变血红色 (3)Fe 2O 3和Cu 2O 的混合物

(4)9(b －a )a

×100% 解析 (1)若红色粉末是Fe 2O 3，则加入足量稀硫酸后固体会完全溶解，在所得溶液中再滴加KSCN 试剂，溶液呈血红色。

(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN 试剂时溶液不变血红色，说明溶液中没有Fe 3＋，即Fe 3＋全部与Cu 反应生成Fe 2＋

，所以原固体粉末是Fe 2O 3和Cu 2O 的混合物。

(4)2Cu 2O ＋O 2=====△

4CuO ，固体增加的质量就是参与反应的氧气的质量。可得关系式：2×144m (Cu 2O )＝32b －a

，故m (Cu 2O)＝9(b －a ) g ，混合物中Cu 2O 的质量分数为9(b －a )a ×100%。