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文档介绍
2018-2019学年辽宁省葫芦岛协作校高二下学期第二次考试化学试题 解析版
2018〜2019学年高二下学期第二次考试 化学试题 考生注意: 1.本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分。考试时间90分钟。 2.请将各题答案填写在答题卡上。 3.本试卷主要考试内容:人教版必修1第三章、选修3。 4.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 第I卷(选择题共48分) 一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意) 1.《徐冬录》中对胡粉[主要成分为2PbCO3•Pb(OH)2]的制法有如下描述:“嵩阳产销,居民多造胡粉。其法:铅块悬酒缸内,封闭四十九日,开之则化为粉矣。化不白者,炒为黄丹。黄丹渣为密陀僧。”其中黄丹的主要成分为为Pb3O4。下列说法错误的是 A. 胡粉难溶于水 B. 胡粉和黄丹中均含有+2价的铅 C. 胡粉炒为黄丹的过程中发生了氧化还原反应 D. 密陀僧分别与物质量浓度之比为1:2的稀硫酸和稀硝酸反应,前者反应速率更快 【答案】D 【解析】 A.胡粉的成份为2PbCO3·Pb(OH)2,均难溶于水,故A正确;B.PbCO3和Pb(OH)2中Pb均为+2价,而Pb3O4中Pb为+2价和+4价,则胡粉和黄丹中均含有+2价的铅,故B正确;C.铅元素部分从+2价升高为+4价,发生氧化反应,则整个胡粉炒为黄丹的过程属氧化还原反应,故C正确;D.物质的量浓度之比为1:2的稀硫酸和稀硝酸溶液中H+浓度之比为1:1,但稀硝酸还有强氧化性,PbSO4是难溶于水的盐,应会覆盖在PbO的表面,则密陀僧分别与物质的量浓度之比为1:2的稀硫酸和稀硝酸反应时原理不一样,反应速率与稀硝酸快,故D错误;答案为D。 2.已知下列元素原子的价电子排布式,其中能表示该元素不是主族元素的是 A. 3s23p3 B. 3d14s2 C. 4s24p2 D. 3s23p5 【答案】B 【解析】 【详解】A.3s23p3表示的是磷元素,属于第三周期第VA族,属于主族元素,A错误; B.3d14s2表示的是钪元素,属于第四周期第IIIB族,属于副族元素,B正确; C.4s24p2表示的是锗元素,属于第四周期第IVA族,属于主族元素,C错误; D.3s23p5表示的是氯元素,属于第三周期第VIIA族,属于主族元素,D错误; 故合理选项是B。 3.下列化学式能真实表示物质分子组成的是 A. SO3 B. SiO2 C. KCl D. NaOH 【答案】A 【解析】 【详解】A.SO3是由分子构成的物质,因此SO3能真实表示物质分子组成,A正确; B.SiO2表示的是二氧化硅,该物质是原子晶体,物质中Si、O原子个数比为1:2,没有SiO2分子,B错误; C.KCl是离子晶体,每个K+周围有8个Cl-离子,每个Cl-周围有8个K+,二者的个数比为1:1,C错误; D.NaOH是离子化合物,Na+、OH-的个数比为1:1,没有NaOH分子,D错误; 故合理选项是A。 4.下列分子中,属于含极性键的非极性分子的是 A. CH4 B. H2S C. C60 D. NH3 【答案】A 【解析】 【详解】A.CH4是由极性键构成的非极性分子,A符合题意; B.H2S是由极性键构成的极性分子,B不符合题意; C.C60是由非极性键构成非极性分子,C不符合题意; D. NH3是由极性键构成的极性分子,D不符合题意; 故合理选项是A。 5.下列电子排布图所表示的元素原子中,其能量处于最低状态的是 ( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A、2s能级的能量比2p能量低,电子尽可能占据能量最低的轨道,不符合能量最低原理,原子处于能量较高的激发态,故A错误; B、违反了洪特规则,基态原子的电子总是优先单独占据一个原子轨道,且自旋状态相同,故B错误; C、2s能级的能量比2p能量低,电子尽可能占据能量最低的轨道,不符合能量最低原理,故C错误; D、能级能量由低到高的顺序为:1s、2s、2p;每个轨道最多只能容纳两个电子,且自旋相反,简并轨道(能级相同的轨道)中电子优先单独占据1个轨道,且自旋方向相同,能量最低,故D正确; 答案选D。 【点睛】明确核外电子排布规律为解答关键,注意核外电子排布规律的理解与灵活运用。本题的易错点为B,要注意遵循洪特规则、泡利不相容原理、能量最低原理的基态原子排布能量最低。 6. 下列叙述不正确的是 A. 不能让小学生咬铅笔头,否则会引起铅中毒 B. 食用碱用于面包加工,可以使面包疏松 C. 铝合金用作门窗框架,这是利用了合金硬度大的特征 D. 烧碱和冰醋酸均为电解质 【答案】A 【解析】 试题分析:A.不能让小学生咬铅笔头,是因为铅笔头表面可能有细菌,不卫生;而铅笔芯的主要成分是石墨的小颗粒与黏土,不含有铅,因此不会引起铅中毒,错误;B.食用碱用于面包加工,可以与食物中的酸性物质反应产生CO2 ,气体从面团中逸出,可以使面包疏松,正确;C. 铝合金用作门窗框架,这是利用了合金硬度比成分金属大的特征,正确;D. 烧碱是NaOH,属于碱,冰醋酸是CH3COOH,属于酸,二者均为电解质,正确。 考点:考查物质的性质、分类及应用正误判断的知识。 7.下列关于晶体的叙述中不正确的是 A. 原子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高 B. 分子晶体中,分子间的作用力越大,该分子越稳定 C. 离子晶体中,一定含有离子键,也可能含有共价键 D. 金属晶体中,金属键既没有方向性,也没有饱和性 【答案】B 【解析】 【详解】A.原子晶体中,原子之间通过共价键结合,共价键的键能越大,断裂共价键使物质熔化、气化需要消耗的能量越大,物质的熔、沸点越高,A正确; B.分子晶体构成微粒是分子,在分子晶体中,分子间的作用力越大,克服分子间作用力使物质熔化或气化需要消耗的能量越大,物质的熔沸点就越高,而物质的稳定与分子间作用力大小无关,与分子内的化学键的强弱有关,B错误; C.离子晶体的构成微粒是阳离子、阴离子,阳离子、阴离子之间通过离子键结合,若阴离子、阳离子为复杂离子,则离子中可能存在共价键,C正确; D.金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子,阳离子和自由电子之间通过金属键结合,金属键既没有方向性,也没有饱和性,D正确; 故合理选项是B。 8.用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是 A. SO2是直线形分子 B. SO3是三角锥形分子 C. BF3的键角为120° D. PCl3是平面三角形分子 【答案】C 【解析】 【详解】A. SO2中中心S原子价层电子对个数为2+ (6-2×1)=4,且S原子上含有2个孤对电子对,所以SO2为V形分子,A错误; B.SO3中中心S价层电子对个数为3+(6-3×2)=3,是平面三角形分子,B错误; C.BF3中中心B价层电子对个数为3+(3-3×1)=3,无孤电子对,是平面三角形分子,键角为120°,C正确; D. PCl3中中心P价层电子对个数为3+(5-3×1)=4,含有1对孤电子对,所以PCl3是三角锥形分子,D错误; 故合理选项是C。 9.设NA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是 A. 标准状况下,2.24L苯含C-H键的数H为0.6NA B. 5.6gFe与过量稀硝酸反应,转移的电子数为0.3NA C. K35ClO3与浓H37Cl反应制得7.1g氯气,则生成的Cl2分子数为0.1NA D. 6.4gCu与40 mL10mol/L浓硝酸充分反应,生成的NO2分子数为0.2NA 【答案】B 【解析】 【详解】A.苯在标准状况下为液体,不能使用气体摩尔体积,A错误; B.5.6gFe的物质的量是0.1mol,由于稀硝酸过量,Fe变为+3价,所以0.1molFe失去0.3mol电子变为Fe3+,所以转移的电子数为0.3NA,B正确; C.K35ClO3与浓H37Cl反应的化学方程式为:K35ClO3+6H37ClK37Cl+35Cl37Cl+237Cl2↑+3H2O,故混合气体的平均摩尔质量为M==73.3g/mol,则7.1g氯气的物质的量小于0.1mol,则氯气分子个数小于0.1NA个,C错误; D.铜和浓硝酸反应后生成NO2,和稀硝酸反应后生成NO,而6.4gCu与40mL10mol/L浓硝酸反应时,开始生成二氧化氮,随着反应的进行,硝酸变稀,则生成NO,故最终生成的NO2分子数小于0.2NA,D错误; 故合理选项是B。 10.下列反应的离子方程式书写正确的是 A. Na2O2溶于水:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑ B. Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2:2ClO-+H2O+CO2=2HClO+CO32- C. 用FeCl3溶液腐蚀铜板:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+ D. 碳酸钙溶于稀硝酸:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O 【答案】AD 【解析】 【详解】A.Na2O2溶于水反应产生NaOH和O2,反应的离子方程式为:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,A正确; B.Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2会反应产生Ca(HCO3)2,离子方程式为:ClO-+H2O+CO2=HClO+HCO3-,B错误; C.电子、电荷不守恒,离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,C错误; D.反应符合事实,遵循离子方程式书写原则,D正确; 故合理选项是AD。 11.下列物质的转化在给定条件下均能通过一步反应实现的是 A. NaAlO2(aq)AlCl3Al2O3 B. N2NO2HNO3 C. NaCl(饱和)NaHCO3Na2CO3 D. FeS2SO3H2SO4 【答案】C 【解析】 【详解】A. AlCl3与NaOH溶液反应,少量NaOH溶液会产生Al(OH)3沉淀,过量NaOH溶液反应会产生NaAlO2,不能产生Al2O3,A错误; B.N2与O2反应会产生NO气体,B错误; C.向NaCl饱和溶液中通入NH3后,再通入CO2气体,会发生反应:NaCl+ NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,将NaHCO3过滤出来,灼烧,发生分解反应产生Na2CO3,反应方程式为:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,符合反应事实,C正确; D.FeS2煅烧发生反应产生SO2,不能产生SO3,D错误; 故合理选项是C。 12.关于金属元素的特征,下列叙述正确的是 ①金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性 ②金属元素在化合物中一般显正价 ③金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱 ④价电子越多金属原子的金属性越强 A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 【答案】B 【解析】 ①对于多价金属离子来说,较低价态的金属离子既有氧化性又有还原性,例Fe2+,Fe2++Zn=Fe+Zn2+,2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-,故①错误;②因为金属元素的原子只具有还原性,故在化合物中只显正价,故②正确;③金属性越强的元素越易失去电子,单质的还原性越强,对应的离子越难以得电子,氧化性越弱,故③正确;④金属性强弱与失电子的多少无关,只与得失电子的难易程度有关,所以与最外层电子数无关,故④错误;故选B。 点睛:金属元素的化合价一定是正价,因而其原子只有还原性,但其离子不一定只有氧化性,如Fe2+就有还原性,金属元素难以得到电子,在化学反应中只能失去电子,金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱,在金属和非金属分界线附近的金属一般具有金属性和非金属性。 13.现有二种元素的基态原子的电子排布式如下:①ls22s22p63s23p4;②ls22s22p63s23p3;③ls22s22p5。则下列有关比较中正确的是 A. 未成对电子数:③>②>① B. 原子半径:③>②>① C. 电负性③>②>① D. 第一电离能: ③>②>① 【答案】D 【解析】 分析】 由核外电子排布式可知,①ls22s22p63s23p4为S元素,②ls22s22p63s23p3为P元素,③ls22s22p5为F元素,据此分析解答。 【详解】根据上述分析可知①是S元素,②是P元素,③是F元素。 A. S原子有2个未成对电子,P原子有3个未成对电子,F原子有1个未成对电子,所以未成对电子数:③<①<②,A错误; B.同一周期自左而右,原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,所以原子半径P>S>F,即②>①>③,故B错误; C.同一周期自左而右,电负性增大,同主族自上而下降低,电负性③>①>②,C错误; D.同一周期自左而右,第一电离能增大,但P元素原子3p能级为半满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能Cl>P>S;同主族自上而下第一电离能减弱,故F>Cl,所以第一电离能F>P>S,即③>②>①,D正确; 故合理选项是D。 【点睛】本题考查原子结构与元素周期律的知识,把握电子排布规律推断元素、元素周期律为解答该题的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意规律性知识的应用。 14.磁光存储的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图(白球均在六棱柱内)如图所示,则该晶体物质的化学式可表示为 A. Mn4Bi3 B. Mn2Bi C. MnBi3 D. MnBi 【答案】D 【解析】 【详解】由晶胞的结构图可知,锰原子分布在正六棱柱的顶点、上下底面的面心上、棱边的中点上和体心上,所以锰原子的个数为:1+12×+2×+6×=6,铋原子分布在六棱柱的体内,数目为6,所以锰原子和铋原子的个数比为6:6=1:1,所以化学式为MnBi,故合理选项是D。 15.向Na2O2、Na2CO3、NaHCO3 、NaCl中某几种组成的混合物中加入足置的盐酸,有气体放出,将生成的气体通过足量的NaOH溶液,气体体积减少一部分;将上述混合物在空气中加热,有气体放出。下列判断正确的是 A. 混合物中一定不含Na2CO3、NaCl B. 无法确定混合物中是否含有NaHCO3 C. 混合物中一定含有Na2O2、NaHCO3 D. 混合物中一定不含Na2O2、NaCl 【答案】C 【解析】 【分析】 盐酸可以和过氧化钠反应产生氧气,和碳酸钠、碳酸氢钠反应可以释放出二氧化碳,二氧化碳可以和氢氧化钠反应,氧气不反应,碳酸氢钠受热分解会生成二氧化碳气体,向混合物中加入足量的盐酸,有气体放出,该气体可以是氧气或者是二氧化碳中的至少一种,将放出的气体通过过量的NaOH溶液后,气体体积有所减少,说明气体是氧气和二氧化碳的混合物,物质中一定含有过氧化钠,还含有碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种,将上述混合物在空气中充分加热,也有气体放出,故一定含有碳酸氢钠,Na2CO3、NaCl不能确定。 【详解】向混合物中加入足量的盐酸,有气体放出,该气体可以是氧气或者是二氧化碳中的至少一种,将放出的气体通过过量的NaOH溶液后,气体体积有所减少,说明气体是氧气和二氧化碳的混合物,物质中一定含有过氧化钠,还含有碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种,将上述混合物在空气中充分加热,也有气体放出,故一定含有碳酸氢钠,Na2CO3、NaCl不能确定,则 A.混合物中可能含有Na2CO3、NaCl,A错误; B.由上述分析可知,混合物中一定有NaHCO3,B错误; C.由上述分析可知,混合物中一定有Na2O2、NaHCO3,C正确; D.由上述分析可知,混合物中一定含有Na2O2,可能含有NaCl,D错误; 故合理选项是C。 【点睛】本题考查钠的化合物的性质、物质推断等,清楚发生的反应是推断的关键。 16.次氯酸钾是―种白色粉末,极易溶于冷水,遇热水则分解,在空气中极不稳定,受热后迅速自行分解。工业上生产次氯酸押的流程如下: 下列说法正确的是 A. 步骤Ⅰ、Ⅱ发生的反应均为非氧化还原反应 B. 步骤Ⅱ采取的方法是加入足量水以制得Ca(OH)2溶液 C. 步骤Ⅲ氧化时,氯气是氧化剂,Ca(OH)2是还原剂 D. 步骤Ⅵ的操作包括蒸发浓缩,冷却结晶、在空气中晾干 【答案】A 【解析】 【详解】A.步骤ⅠCaCO3煅烧分解产生CaO和CO2,步骤Ⅱ是CaO与H2O化合形成Ca(OH)2,反应过程中元素化合价都没有发生变化,所以都是非氧化还原反应,A正确; B.Cl2与石灰乳发生反应:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(HClO)2+2H2O,加入的水是少量的,不是足量的,B错误; C.步骤Ⅲ氧化时,氯气中的Cl元素化合价部分升高,部分降低,因此Cl2既是氧化剂,又是还原剂,C错误; D.由于次氯酸钾是―种白色粉末,极易溶于冷水,遇热水则分解,在空气中极不稳定,所以步骤Ⅵ的操作中不能在空气中晾干,D错误; 故合理选项是A。 第Ⅱ卷(非选择题共52分) 二、非选择题(本题包括小題,共52分) 17.人类文明的发展历程,也是化学物质的发现和认识的历程。 (1)基态铁原子的价电子排布图为____。 (2)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,l个(SCN)2分子中含有键的数目为___。类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(HNCS)的沸点,其原因是________。 (3)硝酸钾中NO3-的空间构型为______,写出与NO3-互为等电子体的一种非极性分子的化学式_____。 (4)钙的配合物离子[W(CO)5OH]-能催化固定CO2,该配合物离子中钨的配位数是____。 【答案】 (1). (2). 4 (3). 异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸分子间不能形成氢键 (4). 平面三角形 (5). SO3或BF3、BBr3 (6). 6 【解析】 【分析】 (1)Fe是26号元素,根据构造原理,结合泡利原理和洪特规则书写其核外电子排布式,据此可得其价电子排布图; (2)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,(SCN)2分子中硫原子形成两个共用电子对、C原子形成四个共用电子对、N原子形成三个共用电子对;能形成分子间氢键的物质熔沸点较高,异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸不能形成分子间氢键; (3)根据价层电子对数判断微粒的空间构型;结合等电子体概念书写相应的非极性分子的等电子体; (4)钨的配位体为CO、OH-。 【详解】(1)Fe是26号元素,其基态核外电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子排布式为3d64s2,所以价电子排布图为; (2) (SCN)2分子的结构简式是N≡C-S-S-C≡N,可见在该分子中含有5个键,4个π键;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(HNCS)的沸点,其原因是异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸分子间不能形成氢键。 (3)NO3-中N原子的价层电子对数为3+=3,且不含孤电子对,所以NO3-的空间构型为平面三角形;与NO3-互为等电子体的一种非极性分子的化学式为BF3、SO3、BBr3; (4)钙的配合物离子[W(CO)5OH]-能催化固定CO2,该配合物离子中钨的配位体是CO、OH-,所以W配位数是5+1=6。 【点睛】本题考查物质结构和性质的知识,涉及价电子排布图的书写、共价键类型的判断与计算、氢键、等电子体、络离子等,物质的结构对性质的决定作用。 18.X、Y、Z、R、M是原子序数依次增大的五种元素,基态X原子的2p电子数是2s电子数的一半,由Y、Z元素组成的某种化合物是一种常用的漂白剂、供氧剂,Z和R位于同周期且R的基态原子中有3个电子能量最高,M2+与过量氨水作用,先得到蓝色沉淀后转化为深蓝色溶液Q。请回答下列问题: (1)Z、R、M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)。 (2)XCl3、RCl3两种分子中属于非极性分子的是_______ (填化学式)。 (3)已知H2Y2和RH3的相对分子质量相同,H2Y2的熔点为-0.43℃,沸点为158℃,而RH3 的熔点为-133℃,沸点为-87.7℃,其主要原因是_________。 (4)X、R元素可形成一种具有立体网状结构的化合物,其晶胞结构如图所示,该化合物的晶体类型是______,化学式为________,X的配位数是________。 【答案】 (1). P>Cu>Na (2). BCl3 (3). 两种物质均是分子晶体,H2O2分子间存在氢键而PCl3分子间不存在氢键 (4). 原子晶体 (5). BP (6). 4 【解析】 【分析】 X、Y、Z、R、M五种元素的原子序数依次增大,基态X原子的2p电子数是2s电子数的一半,原子核外电子排布为1s22s22p1,则X为B元素;由Y、Z元素组成的一种化合物是一种常用的漂白剂、供氧剂,则Y为O元素、Z为Na;Z和R位于同周期且R的基态原子中有3个电子能量最高,外围电子排布使为3s23p3,故R为P元素;M2+与过量氨水作用先得到蓝色沉淀后转化为深蓝色溶液Q,则M为Cu。 (1)元素的非金属性越强,第一电离能越大,金属性越强,第一电离能越小; (2)化合物BCl3的B原子孤电子对数为0,杂化轨道数目为3,为平面正三角形,而PCl3中P原子由1对孤对电子,价层电子对数为4,为三角锥形; (3)H2O2分子之间形成氢键,熔沸点较高; (4) 具有立体网状结构的化合物的晶体类型为原子晶体;根据均摊法计算晶胞中原子数目,确定化学式;R原子配位数为4,晶体中原子配位数与原子数目呈反比。 【详解】根据上述分析可知:X为B元素;Y为O元素、Z为Na元素;R为P元素;M为Cu元素。 (1)Z、R、M三种元素分别是Na、P、Cu,由于元素的非金属性越强,其第一电离能越大,元素的金属性越强,第一电离能越小,所以第一电离能由大到小的顺序为:P>Cu>Na, (2)化合物BCl3的B原子孤电子对数为0,杂化轨道数目为3,B原子采取sp2杂化,为平面正三角形,分子中正负电荷重心重合,属于非金属性分子;而PCl3中P原子有1对孤对电子,价层电子对数为4,为三角锥形,分子中正负电荷重心不重合,属于极性分子; (3)H2O2分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键;而PH3分子之间只存在分子间作用力,不能形成氢键,故H2O2熔沸点较高; (4)X、R元素分别是B、P,二者可形成一种具有立体网状结构的化合物,则该晶体为原子晶体,由其晶胞结构可知,在该晶胞中含有的B原子数为8×=4,晶胞中P原子数目为4,所以该化合物的化学式为BP,R原子配位数为4,晶体中R、X原子数目之比为1:1,故二者配位数相等,则X的配位数是4。 【点睛】本题考查了物质结构与性质,涉及电离能比较、原子杂化轨道与分子极性、氢键、晶胞计算等,注意氢键对物质性质的影响,注意同周期主族元素中第一电离能异常情况。 19.2016年诺贝尔化学奖授予在“分子机器设计和合成”领域有突出成就的4位科学家,其研究对象之一为“分子开关”,即与大环主体分子苯芳烃、硫或氮杂环杯芳烃等有关。回答下列问题: (1)对叔丁基杯[4]芳烃(如图I所示)可用于ⅢB族元素对应的离子萃取,如La2+、Sc2+。写出基态二价钪离子的核外电子排布式____。 (2)对于叔丁基杯[4]芳烃由4个羟基构成杯底,羟基中氧原子的杂化方式为____,羟基间的相互作用力为_____。 (3)已知C60分子结构和C60晶胞示意图如图所示: 则1个C60分子中含有的键个数为_____,与1个C60分子距离最近且相等的C60分子有_____个,C60晶体的密度为_____g•cm3(写出表达式)。 【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d1(或[Ar]3d1) (2). sp3 (3). 氢键 (4). 90 (5). 12 (6). 【解析】 【分析】 (1)Sc为21号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,失去4s能级2个电子形成Sc2+; (2)O原子形成2个σ键,含有2对孤电子对,杂化轨道数目=2+2=4;羟基之间形成氢键; (3)每个碳原子形成3个σ键,每σ键为2个碳原子共有,则平均每个碳原子形成1.5个σ键;C60分子处于晶胞顶点、面心位置,以C60顶点为研究,与之最近的C60分子处于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面为2个晶胞共用,均摊法计算;均摊法计算晶胞中C60分子数目,计算晶胞质量,晶体密度=晶胞质量÷晶胞体积。 【详解】(1)Sc为21号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,失去4s能级2个电子形成Sc2+,Sc2+核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d1; (2)O原子形成2个σ键,含有2对孤电子对,杂化轨道数目=2+2=4,O原子杂化方式为:sp3杂化,羟基之间相互作用为氢键; (3)每个碳原子形成3个σ键,每σ键为2个碳原子共有,则平均每个碳原子形成1.5个σ键,则一个C60分子中含有σ键个数为1.6×60=90,C60分子处于晶胞顶点、面心位置,以C60顶点为研究,与之最近的C60分子处于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面为2个晶胞共用,与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有=12,晶胞中C60分子数目=8×+6×=4,晶胞质量m=g,则晶体密度ρ===1.67 g/cm3。 【点睛】本题考查物质结构与性质的知识,涉及核外电子排布、杂化方式、氢键、等电子体、空间构型、晶胞结构与计算等,掌握均摊法进行晶胞有关计算。 20.乳酸亚铁{[CH3CH(OH)COO]2Fe}是一种很好的食品铁强化剂,易溶于水,吸收效果比无机铁好,可由乳酸与FeCO3反应制得。 I.制备碳酸亚铁:装置如图所示。 (1)B中可观察到的现象是铁粉逐渐溶解,_________________________。 将B中生成的FeCl2溶液压入装置C的操作是______________________。 Ⅱ.制备乳酸亚铁: 将制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75℃下搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸。 (2)加入少量铁粉的作用是___________________,反应后加入适量乳酸的作用是________________。 (3)从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体所需的实验操作是______ _、______、洗涤、干燥。 (4)设计实验证明乳酸亚铁中含Fe2+____________________ _。 【答案】(1)有气泡冒出,溶液变成浅绿色;关闭活塞3,打开活塞2(各2分) (2)防止Fe2+被氧化;除去铁粉(各1分) (3)冷却结晶;过滤(各1分) (4)取少量乳酸亚铁溶液于试管中,先滴加几滴KSCN溶液,溶液不变色,再滴加新制氯水,溶液变成血红色(或其他合理答案)(2分) 【解析】 试题分析:(1)Fe与稀盐酸会发生反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,因此会观察到有气泡冒出,溶液变成浅绿色;将B中生成的FeCl2溶液压入装置C的操作是关闭活塞3,打开活塞2,在氢气压强的作用下,FeCl2溶液被压入装置C;(2)Fe2+具有还原性,容易被装置中的空气氧化产生Fe3+,为防止其变质,要加入还原铁粉;Fe是比较活泼的金属,可以与酸发生反应,所以反应后加入适量乳酸的作用是除去过量的铁粉;(3)乳酸亚铁的溶解度受温度的影响变化较大,从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体所需的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;(4)证明乳酸亚铁中含Fe2+的实验是取少量乳酸亚铁溶液于试管中,先滴加几滴KSCN溶液,溶液不变色,再滴加新制氯水,溶液变成血红色。 考点:考查乳酸亚铁制取方法、化学操作的目的、混合物的分离、离子的检验等知识。 21.以含铜污泥[主要成分为Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Fe(OH)3和SiO2]为原料制备纯净的Cu2(OH)2CO3的工艺流程如下: 回答下列问题: (1)为提高浸取率采取的措施是____(填字母)。 a.增大浸取与含铜污泥的投料比 b.减小氨水的浓度 c.缩短浸取的时间 d.适当提高浸取的温度 (2)合成Cu2(OH)2CO3时发生的离子方程式为__________。 (3)第一次过滤时所得滤渣的成分为________(填化学式)。 (4)经检测,该含铜污泥中铜的含量为32%,且上述工艺流程中铜的损耗率为10%,某工厂以20t这种含钢污泥为原料,经上述工艺流程后,最终可制得Cu2(OH)2CO3____t。 【答案】 (1). ad (2). 2Cu2++2OH-+CO32-=Cu2(OH)2CO3↓ (3). Fe(OH)3、SiO2 (4). 9.99 【解析】 【分析】 向含铜污泥中加入氨水,Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3变为[Cu(NH3)4]2+离子进入溶液,而Fe(OH)3和SiO2不能发生反应,进入滤渣;向滤液中加入NaOH,会将NH3蒸出,然后向其中加入CuO、硫酸,反应产生CuSO4,向其中加入Na2CO3、NaOH,会发生反应产生碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3,利用Cu元素守恒,计算最终可制得Cu2(OH)2CO3的质量。 【详解】(1)a.增大浸取与含铜污泥的投料比,可以使含铜污泥与浸出液充分接触,提高铜的浸取,a正确; b.减小氨水的浓度,会导致含铜污泥中Cu浸取率降低,b错误; c.缩短浸取的时间,会导致含铜污泥中Cu浸取率降低,c错误; d.适当提高浸取的温度,能加快反应速率,提高含铜污泥中Cu浸取率,d正确; 故合理选项是ad; (2)根据流程图可知:在溶液中Cu2+、OH-、CO32-发生反应,产生Cu2(OH)2CO3 ,则生成Cu2(OH)2CO3发生的离子方程式为2Cu2++2OH-+CO32-=Cu2(OH)2CO3↓; (3) 以20t这种含钢污泥为原料,制取Cu2(OH)2CO3,根据Cu元素守恒可得关系式2Cu~Cu2(OH)2CO3,转化的Cu的质量m(Cu)= 20t×32%×(100-10)%=5.76t,根据关系式可知:每2×64=128份的Cu发生反应,产生Cu2(OH)2CO3的质量为222份,则5.76tCu发生上述反应,制取得到的碱式碳酸铜的质量为m[Cu2(OH)2CO3]==9.99t。 【点睛】本题考查了影响化学反应速率的因素、离子方程式的书写及物质转化利用的知识。化学反应原理简单,掌握元素及化合物的知识、化学反应基本原理,同时利用元素守恒即可解答。 查看更多