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滚动检测三　化学基本概念、元素化合物　物质结构与性质
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.(2024·石家庄模拟预测)《茶经》被誉为“茶叶百科全书”，是世界上最早关于茶文化的史料。下列关于《茶经》的说法错误的是(　　)
A.“晴采之(即采茶)，蒸之，捣之，拍之，焙之，……”，其中涉及化学变化
B.“鍑(即茶锅)，以生铁为之”，其主要成分为铁碳合金
C.“啜苦咽甘”，其致苦的多酚类物质儿茶素(C15H14O6)与苯酚互为同系物
D.“以汤沃焉，谓之痷茶(即泡茶)”，其中涉及固液萃取
答案　C
解析　同系物指结构相似、分子组成相差1个或多个CH2原子团的有机化合物，苯酚分子式为C6H6O，而儿茶素分子式为C15H14O6，二者不互为同系物，C错误；“以汤沃焉，谓之痷茶(即泡茶)”即用沸水泡茶，使茶叶中的部分物质溶解于水中，即固液萃取，D正确。
2.(2024·广西南宁模拟预测)实验室制备少量氮气的反应为NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O。下列与该反应有关的化学用语表述错误的是(　　)
A.基态N原子的价层电子轨道表示式为
B.N2的电子式为N≡
C.NaCl的形成过程可表示为
D.H2O的VSEPR模型为
答案　B
解析　N元素的原子序数为7，基态N原子的价层电子排布式为2s22p3，轨道表示式为，A正确；N2的电子式为N ，B错误；氯化钠是离子化合物，用电子式表示NaCl的形成过程为，C正确；H2O的中心原子O原子的价层电子对数为2＋×(6-2×1)＝4，VSEPR模型为四面体形，D正确。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.1 mol金刚石晶体中含有C—C的数目为2NA
B.标准状况下，2.24 L SO2与1.12 L O2充分反应，生成SO3分子的数目为0.1NA
C.1.8 g D2O中含有的电子数为NA
D.1 mol环戊烯()中含有σ键的数目为5NA
答案　A
解析　该反应为可逆反应，不能进行完全，故生成SO3分子的数目应该小于0.1NA，B错误；D2O的摩尔质量为20 g·mol-1，1.8 g D2O的物质的量为0.09 mol，1个D2O的电子数为10，因此1.8 g D2O的电子数为0.9NA，C错误；σ键包括碳碳单键和碳氢键，因此1 mol 环戊烯中含有σ键的数目为13NA，D错误。
4.(2025·山西高三模拟)下列实验中选用仪器不合理的是(　　)
A.测量CCl4的沸点：③⑤
B.配制0.1 mol·L-1Na2CO3溶液：①②⑥
C.从溴水中萃取Br2：①②
D.用标准KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液：④⑦
答案　B
解析　测量沸点时需要使用温度计、蒸馏烧瓶，A项正确；配制一定物质的量浓度的溶液不需要使用分液漏斗，即不需要②，B项错误；从溴水中萃取溴需要使用分液漏斗、烧杯，C项正确；用标准KMnO4溶液滴定Na2SO3，需要使用酸式滴定管、锥形瓶，D项正确。
5.(2024·石家庄模拟预测)BeCl2属于共价化合物，可以单体分子、二聚体分子(图a)和多聚体分子(图b)等形式存在。下列说法错误的是(　　)
A.Be的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能
B.单体BeCl2分子的空间结构为直线形
C.二聚体分子中Be的杂化轨道类型为sp3
D.多聚体分子中存在配位键
答案　C
解析　Be的价层电子排布为2s2，为全满状态，故Be的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，A正确；BeCl2的成键电子对数为2，孤电子对数为0，故分子的空间结构为直线形，B正确；二聚体分子中，Be周围有三个成键电子对，孤电子对为0，Be的杂化轨道类型为sp2，C错误；多聚体分子中氯提供孤电子对，Be提供空轨道，形成配位键，D正确。
6.金属Na可以与液氨反应制取一种强碱性物质NaNH2；金属Mg可以在高温条件下还原TiCl4制备熔点较高的金属Ti，金属Ti是一种重要的航空材料，其性质稳定，常温下不与稀盐酸反应；金属Al可以用来作电池的负极材料，一种Al 空气电池在碱性电解质中的总反应为4Al＋3O2＋6H2O＋4OH-===4。下列化学反应表示正确的是(　　)
A.Na与液氨反应：Na＋NH3===NaNH2＋H2↑
B.MgCl2的水解反应：Mg2＋＋2H2O===Mg(OH)2↓＋2H＋
C.Al溶于氢氧化钠溶液中：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
D.该Al 空气电池的负极反应式：Al＋4OH-＋3e-===
答案　C
解析　Na与液氨反应的化学方程式为2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑，A错误；MgCl2的水解反应是可逆的：Mg2＋＋2H2OMg(OH)2＋2H＋，B错误；该Al 空气电池的负极失电子，其电极反应式为Al＋4OH--3e-===，D错误。
7.(2024·湖南郴州高三一模)类推的思维方法可解决不少化学问题，但类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论中，你认为正确的是(　　)
A.沸点：Cl2B.金属性：Fe>Cu，则氧化性：Fe3＋C.Fe3O4 可表示为 FeO·Fe2O3，则 Pb3O4 可表示为 PbO·Pb2O3
D.CO2 与 Na2O2 反应只生成 Na2CO3 和 O2，故SO2 与 Na2O2 反应也只生成 Na2SO3 和 O2
答案　A
解析　溶液中的铁离子与铜反应生成亚铁离子和铜离子，由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知，铁离子的氧化性强于铜离子，故B错误；铅元素的常见化合价为＋2、＋4，由原子个数比不变可知，四氧化三铅可表示为2PbO·PbO2，故C错误；二氧化硫具有还原性，与过氧化钠反应生成硫酸钠，故D错误。
8.利用冠醚可实现水溶液中锂、镁的分离，其制备与分离过程如图。下列说法错误的是(　　)
A.使用(C2H5)3N促进甲→乙反应正向进行
B.丙中Li＋通过化学键与O原子结合
C.甲、乙、丙中仅有一种物质属于超分子
D.通过空间结构和作用力协同实现锂、镁分离
答案　B
解析　甲→乙的反应中还有HBr生成，(C2H5)3N为三乙胺，呈碱性，能与HBr反应，促进甲→乙反应正向进行，A正确；由超分子的概念可知，丙是超分子，C正确；冠醚有不同大小的空腔，适配不同大小的碱金属离子，体现了超分子的分子识别特征，可用于协同实现锂、镁分离，D正确。
9.(2024·山东潍坊检测)硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx)，将烟气与H2混合通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A.转化过程的实质为NOx被H2还原
B.处理过程中，混合溶液中Ce4＋起催化作用
C.过程Ⅰ发生反应的离子方程式为H2＋Ce4＋===2H＋＋Ce3＋
D.x＝2时，过程Ⅱ中还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶1
答案　C
解析　根据图示，H2和NOx在催化剂作用下反应生成N2和H2O，因此转化过程的实质为NOx被H2还原，A正确；过程Ⅰ中，H2和Ce4＋反应生成H＋和Ce3＋，过程Ⅱ中，H＋、Ce3＋和NOx反应生成N2、H2O和Ce4＋，因此混合液中Ce4＋起催化作用，B正确；过程Ⅰ发生反应的离子方程式为H2＋2Ce4＋===2H＋＋2Ce3＋，C错误。
10.(2024·大连高三上学期大联考)利用如图所示装置进行实验(忽略④中试剂选择)，所选试剂能达到相应实验目的的是(　　)
选项 ① ② ③ 实验目的
A H2O2 MnO2 水 制备并收集O2
B 浓盐酸 KMnO4 含HCl的淀粉碘化钾溶液 验证Cl2的氧化性
C 浓硫酸 Cu 品红溶液 验证SO2的漂白性
D 稀盐酸 CaCO3 澄清石灰水 比较Cl和C的非金属性
答案　B
解析　排水收集法收集O2时导管需要短进长出，A不合题意；向KMnO4固体中滴加浓盐酸可制得Cl2，反应原理为2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，将生成的Cl2通入含HCl的淀粉碘化钾溶液，可观察到溶液变蓝色，说明Cl2将I-氧化生成了I2，证明Cl2具有氧化性，B符合题意；Cu与浓硫酸需在加热的条件下才能反应生成SO2，C不合题意；稀盐酸滴加到CaCO3表面观察到有大量气泡产生，通入澄清石灰水，溶液变浑浊，说明发生了反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，则酸性：HCl>H2CO3，由于HCl不是Cl的最高价氧化物对应的水化物，故无法比较C和Cl的非金属性强弱，D不合题意。
11.某无色溶液Y可能含有Na＋、Fe3＋、Ba2＋、N、Cl-、S、HC、HS中的几种离子，溶液中阳离子浓度相同。为了确定其组成，某同学进行了如下实验(假设气体均全部逸出，忽略H2O2的分解)。下列说法不正确的是(　　)
A.溶液Y中一定不存在Fe3＋、S
B.溶液Y中一定含有Cl-，且n(Cl-)＝0.01 mol
C.溶液Y中肯定存在HC、HS、Ba2＋、N
D.溶液Y中可能存在Na＋，为确定其是否存在，可取溶液1通过焰色试验验证
答案　B
解析　无色溶液Y中一定不存在Fe3＋；Y和足量盐酸酸化的双氧水反应生成气体1，说明溶液中存在HC，根据C元素守恒可知n(HC)＝n(CO2)＝＝0.01 mol；同时得到溶液1和沉淀，沉淀一定是BaSO4，则溶液中一定含有Ba2＋，一定不存在S，一定存在HS，HS被双氧水氧化生成S，进而生成BaSO4，根据元素守恒可知n(Ba2＋)＝n(HS)＝n(BaSO4)＝＝0.01 mol；向溶液1中加入氢氧化钡生成气体2和溶液2，则气体2一定是NH3，因此一定含有N，其物质的量为n(N)＝n(NH3)＝＝0.01 mol，根据电荷守恒可知溶液中还一定存在Cl-，可能含有Na＋。由分析可知，A正确；由分析可知，溶液Y中一定含有Ba2＋、N、HC、HS、Cl-，可能含有Na＋，且Ba2＋、N、HC、HS的物质的量都为0.01 mol，由于溶液中阳离子浓度相同，并根据电荷守恒可知，若溶液Y中含有Na＋，n(Na＋)＝0.01 mol，n(Cl-)＝0.02 mol，若溶液Y不含Na＋，n(Cl-)＝0.01 mol，B错误；由分析可知，溶液Y中可能存在Na＋，为确定其是否存在，可取溶液1通过焰色试验验证，若溶液1的焰色呈黄色，则说明溶液Y中含有Na＋，D正确。
12.(2024·山西晋城高三上期末)短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次递增，Y、Z、W位于同周期，基态M原子的价层电子数是基态X、Y、Z、W原子的未成对电子数之和的一半，上述部分元素组成物质存在如图所示转化关系，下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能：W>X>Y
B.M在自然界中主要以单质形式存在
C.简单氢化物的沸点：W>Z
D.转化关系中Y原子的杂化方式有sp2、sp3
答案　B
解析　短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次增大，Y、Z、W位于同周期，X形成1个共价键，X为氢；Y形成4个共价键，为碳；W形成2个共价键，为氧，则Z为氮；基态M原子的价层电子数是X、Y、Z、W各基态原子的未成对电子数之和的一半，则M的价层电子数为4，M为硅，据此回答。M为硅元素，在自然界中主要以化合态形式存在，B错误；水分子间和氨分子间均存在氢键，且水分子间氢键个数多，所以沸点：H2O>NH3，C正确；结合Y的成键方式可知转化关系中Y原子的杂化方式有sp2、sp3，D正确。
13.弱碱性条件下，利用含砷氧化铜矿(含CuO、As2O3及少量不溶性杂质)制备Cu2(OH)2SO4的工艺流程如图。
下列说法不正确的是(　　)
A.“氨浸”时，As2O3发生反应的离子方程式：As2O3＋6NH3＋3H2O===6N＋2As
B.“氨浸”时，CuO转化为[Cu(NH3)4]2＋
C.“氧化”除As时，每生成1 mol FeAsO4转移的电子数目为3×6.02×1023
D.“蒸氨”后滤液中主要存在的离子为N、S2
答案　D
解析　利用含砷氧化铜矿(含CuO、As2O3及少量不溶性杂质)制备Cu2(OH)2SO4，氨浸时，含铜化合物转化为[Cu(NH3)4]SO4溶液，As2O3转化为As，再加入(NH4)2S2O8和FeSO4，氧化除As，得到FeAsO4沉淀，过滤除去，得到的溶液中溶质主要为(NH4)2SO4和[Cu(NH3)4]SO4，通过蒸氨、过滤、洗涤得到产品Cu2(OH)2SO4，以此来解答。根据分析可知，As2O3在“氨浸”时生成As，发生反应的离子方程式为As2O3＋6NH3＋3H2O===6N＋2As，A正确；“氧化”除As时As元素化合价由＋3价升高为＋5价，Fe由＋2价升高为＋3价，则生成l mol FeAsO4，转移3 mol电子，故转移的电子数目是3×6.02×1023，C正确；“蒸氨”过程中发生的反应为2[Cu(NH3)4]SO4＋2H2OCu2(OH)2SO4↓＋6NH3↑＋(NH4)2SO4，所以“蒸氨”后的滤液中含有(NH4)2SO4，故溶液中主要存在的离子为N、S，D错误。
14.非金属的卤化物水解可以分为亲电水解和亲核水解，实例及部分机理如图。发生亲电水解的条件是中心原子显负电性且带有孤电子对，能接受H2O的H＋的进攻，如：
发生亲核水解的条件是中心原子显正电性且有空的价层轨道，空轨道用以容纳H2O的配位电子，如：
下列说法错误的是(　　)
A.基态Si原子核外有5种能量不同的电子
B.NCl3和SiCl4水解过程中中心原子的杂化方式不变
C.推测CCl4比SiCl4难发生亲核水解
D.已知AsCl3的水解产物为H3AsO3和HCl，推测其水解类型为亲核水解
答案　B
解析　不同能级中电子能量不同，同一能级中的电子能量相同，基态Si原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，则核外有5种能量不同的电子，A正确；NCl3水解过程中，中心原子的杂化方式为sp3杂化，SiCl4中中心原子Si的杂化方式 为sp3杂化，图示过程是亲核水解，中心原子Si第一步产物中Si原子的杂化方式为sp3d杂化，杂化方式发生改变，B错误；C原子最外层为L层，没有空的价层轨道接受水分子中的孤电子对，可以推测CCl4比SiCl4难发生亲核水解，C正确；AsCl3中心原子As具有正电性(δ＋)和空的价层轨道，接受H2O的孤电子对进攻，且水解产物为H3AsO3和HCl，根据亲核水解机理示意图，可知其水解类型为亲核水解，D正确。
15.硫化汞的立方晶系β型晶胞如图所示，晶胞参数为a nm，P原子的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值用NA表示。下列说法正确的是(　　)
A.基态S原子核外有4个未成对电子
B.M原子的分数坐标为(，，)
C.晶体密度ρ＝×1021 g·cm-3
D.S与Hg之间的最短距离为a nm
答案　D
解析　S为16号元素，基态S原子的价层电子排布为3s23p4，核外未成对电子数为2，A错误；由P原子的分数坐标为(0，0，0)，结合投影图知，晶胞中M原子分数坐标为(，，)，B错误；由晶胞图知，Hg位于顶点和面心，共有8×＋6×＝4个，S位于晶胞内，共有4个，则晶体密度为ρ＝ g·cm-3＝×1021 g·cm-3，C错误；由图知，S与Hg之间的最短距离为体对角线长的四分之一，即a nm，D正确。
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16.(15分)(2024·北京大兴区第一中学高三月考)硅烷广泛应用在现代高科技领域。制备硅烷的反应为SiF4＋NaAlH4===SiH4＋NaAlF4。
(1)①基态硅原子的价层电子轨道表示式为　　　　，基态硅原子的电子有　　　　种空间运动状态。
②SiF4中，硅的化合价为＋4价。硅显正化合价的原因是　　　　　　　。
③下列说法正确的是　　　　(填字母)。
a.SiH4的稳定性比CH4的差
b.SiH4中4个Si—H的键长相同，H—Si—H的键角为90°
c.SiH4中硅原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个Si—H σ键
④SiF4的沸点(-86 ℃)高于SiH4的沸点(-112 ℃)，原因是　　　　　　　。
⑤键角：SiF4　　　　(填“>”“<”或“＝”)SiH4，原因是　　　　　　　　。
(2)NaAlH4的晶胞结构如图所示，晶胞的体积为a2b×10-21cm3。
①的VSEPR模型名称为　　　　。
②用NA表示阿伏加德罗常数的值。NaAlH4晶体密度为　　　　g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。
答案　(1)①　8　②SiF4中氟和硅以共价键相连，F原子吸电子能力强，共用电子对偏向F原子，因此Si显正价　③ac　④SiF4和SiH4均为分子晶体，且结构相似，SiF4的相对分子质量大，则分子间范德华力强，沸点更高　⑤＝　SiF4和SiH4均为正四面体结构，键角均为109°28'　(2)①正四面体形　②
解析　(1)③Si元素和C元素在同一主族，C的非金属性比Si元素强，则SiH4的热稳定性比CH4的差，故a正确；SiH4中4个Si—H的键长相同，SiH4分子为正四面体结构，H—Si—H的键角为109°28'，故b错误；SiH4分子中硅原子杂化方式为sp3杂化，Si原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个Si—H σ键，故c正确。(2)①的中心原子价层电子对数为4＋＝4，则的VSEPR模型为正四面体形。②根据“均摊法”，NaAlH4晶体中含有Na的数目：4×＋6×＝4，的数目：4×＋8×＋1＝4，则晶胞的密度ρ＝g·cm-3＝ g·cm-3。
17.(15分)碳酸锰是生产金属锰的重要原料。工业以软锰矿(主要成分为MnO2，含有少量PbO、FeO、Fe2O3、SiO2)为原料制备碳酸锰(MnCO3)的工艺流程如图：
(1)Mn在元素周期表中位于第　　　周期第　　　族。
(2)“酸浸”过程中SO2的作用为　　　　；滤渣1的主要成分是　　　。
(3)请写出“氧化”步骤的化学方程式：　　　　　　　。
(4)请写出“沉锰”步骤的离子方程式：　　　　　　　。
(5)“一系列操作”中，确认MnCO3沉淀洗涤干净的操作是　　　　　　　。
(6)MnCO3纯度测定
步骤一：称取b g产品，加酸溶解并配制成100.00 mL溶液；取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入少量催化剂和过量(NH4)2S2O8溶液，加热，充分反应后，煮沸溶液使过量的(NH4)2S2O8分解。
步骤二：加入指示剂，用c mol·L-1 (NH4)2Fe溶液滴定。滴定至终点时消耗(NH4)2Fe溶液的体积为d mL。
已知：S2＋Mn2＋―→Mn＋S(未配平)。
则MnCO3的质量分数为　　　　　。
(7)二氧化锰的正交晶胞(晶胞的六个面均为长方形)如图，已知该晶体的密度为ρ g·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，MnO2的相对分子质量为M，Mn和O原子半径分别为x和y(单位：pm)，则该晶胞中原子的空间利用率为　　　(列出计算式)。(空间利用率＝×100%)
答案　(1)四　ⅦB
(2)将MnO2还原为Mn2＋　SiO2、PbSO4
(3)2H2SO4＋2FeSO4＋MnO2===Fe2＋MnSO4＋2H2O
(4)Mn2＋＋2HC===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O
(5)取少许最后一次洗涤液于试管中，先加稀盐酸再加BaCl2溶液，无白色沉淀产生，则洗涤干净
(6)%
(7)%
解析　以软锰矿(主要成分为MnO2，含有少量PbO、FeO、Fe2O3、SiO2)为主要原料制备碳酸锰(MnCO3)，“酸浸”过程中发生反应：MnO2＋SO2===MnSO4、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、PbO＋2H＋＋S=== PbSO4＋H2O、FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O， SiO2与硫酸不反应，过滤，滤渣1为SiO2和PbSO4，滤液含有Mn2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入二氧化锰氧化亚铁离子，反应为2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋2H2O＋Mn2＋，加入碳酸锰调节pH，沉淀铁离子，过滤，滤渣2为氢氧化铁，向滤液中加入碳酸氢铵溶液，生成MnCO3沉淀，过滤得到的滤渣中主要含有MnCO3，反应为Mn2＋＋2HC===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O，通过一系列操作得到高纯MnCO3，以此解题。(1)Mn是25号元素，在元素周期表中位于第四周期第ⅦB族。(2)由分析可知，软锰矿“酸浸”发生反应：MnO2＋SO2===Mn2＋＋S，S元素化合价升高，SO2的作用为将MnO2还原为Mn2＋，滤渣1的主要成分是SiO2、PbSO4。(5)洗涤MnCO3沉淀的目的是除去表面的(NH4)2SO4，确认MnCO3沉淀洗涤干净只需要检验最后一次洗涤液中是否含有S即可。(6)已知：S2＋Mn2＋―→Mn＋S，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为5S2＋2Mn2＋＋8H2O=== 2Mn＋10S＋16H＋，Mn和Fe2＋反应的离子方程式为Mn＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2+＋5Fe3＋＋4H2O，可得关系式：MnCO3~5Fe2＋，则MnCO3的质量分数为×100%＝%。(7)由ρ＝得V(晶胞)＝ cm3，V(球)＝ πx3×2＋πy3×4＝π(x3＋2y3)pm3，则该晶胞中原子的空间利用率为×100%＝%。
18.(11分)(2024·北京师范大学第二附属中学月考)K3·3H2O是制备某负载型活性铁催化剂的主要原料，具有工业生产价值。某化学小组用如下方法制备K3·3H2O，并测定产品中铁的含量。
Ⅰ.制备晶体
ⅰ.称取5 g莫尔盐，用15 mL水和几滴3 mol·L-1H2SO4溶液充分溶解，再加入25 mL饱和H2C2O4溶液，加热至沸，生成黄色沉淀；
ⅱ.将沉淀洗涤至中性，加入10 mL饱和K2C2O4溶液，水浴加热至40 ℃，边搅拌边缓慢滴加H2O2溶液，沉淀逐渐变为红褐色；
ⅲ.将混合物煮沸30 s，加入8 mL饱和H2C2O4溶液，红褐色沉淀溶解，趁热过滤，滤液冷却后，析出翠绿色晶体，过滤、干燥。
Ⅱ.测定产品中铁的含量
ⅳ.称量x g制得的样品，加水溶解，并加入稀H2SO4酸化，再滴入y mol·L-1KMnO4溶液使其恰好反应；
ⅴ.向ⅳ的溶液中加入过量Zn粉，反应完全后，弃去不溶物，向溶液中加入稀H2SO4酸化，用y mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液z mL。
已知：H2C2O4为二元弱酸，具有较强的还原性。
(1)莫尔盐中铁元素的化合价是　　　　。
(2)步骤ⅰ中黄色沉淀的化学式为FeC2O4·2H2O，生成该沉淀的离子方程式是　　　　　　　。
(3)步骤ⅱ中除了生成红褐色沉淀，另一部分铁元素转化为，将下述反应的离子方程式补充完整：6FeC2O4·2H2O＋　　　　＋　　　 ===4＋2Fe(OH)3↓＋　　　　H2O。
(4)步骤ⅱ中水浴加热的温度不宜过高，原因是　　　　　　　。
(5)步骤ⅳ在铁的含量测定中所起的作用是　　　　　　　。
(6)已知：ⅴ中Zn粉将铁元素全部还原为Fe2＋；反应中Mn转化为Mn2＋。则该样品中铁元素的质量分数是　　　　(用含x、y、z的代数式表示)。
答案　(1)＋2　(2)Fe2＋＋2H2O＋H2C2O4===FeC2O4·2H2O↓＋2H＋　(3)6C2　3H2O2　12　(4)避免过氧化氢分解，防止草酸根离子和Fe3＋更多的水解　(5)将草酸和草酸根离子全部氧化，避免对Fe2＋的测定产生影响　(6)%
解析　(6)由氧化还原反应中得失电子守恒可得关系式：5Fe2＋~KMnO4，则n(Fe2＋)＝5n(KMnO4)＝5×y mol·L-1×z×10-3 L，m(Fe2＋)＝n(Fe2＋)×56 g·mol-1＝0.28yz g，该样品中铁元素的质量分数为×100%＝%。
19.(14分)(2025·河北保定高三模拟)缺铜会造成一系列的严重后果。一种有机补铜剂二甘氨酸合铜[Cu]的制备过程如下：
CuSO4溶液深蓝色溶液 Cu(OH)2沉淀Cu溶液收集滤液冷却结晶干燥
回答下列问题：
(1)已知：二甘氨酸合铜有顺式()和反式()两种结构。则二甘氨酸合铜中铜原子的配位数为　　　　　；顺式二甘氨酸合铜的极性　　　　　(填“大于”或“小于”)反式二甘氨酸合铜。
(2)向硫酸铜溶液中滴加氨水，先出现蓝色沉淀，然后沉淀溶解形成深蓝色的溶液。写出此蓝色沉淀溶解的化学方程式：　　　　　。
(3)为检验Cu(OH)2沉淀已洗涤干净，设计实验方案：　　　　　。
(4)抽滤装置如图所示，抽滤的优点是　　　　　；抽滤完毕需进行下列操作，从实验安全角度考虑，你认为接下来最合理的第一步操作为　　　　　(填序号)。
①取下布氏漏斗　②关闭水泵开关　③打开止水夹K　④拔下抽滤瓶处橡皮管
(5)制备二甘氨酸合铜时加入10 mL 95%乙醇溶液的作用是　　　　　。
(6)二甘氨酸合铜产率的测定实验如下：
已知：ⅰ.2Cu2＋＋4I-===2CuI↓＋I2，2S2＋I2===2I-＋S4；
ⅱ.加入适量NH4SCN溶液目的是将CuI转化为CuSCN，释放出CuI吸附的I2。
若进行三次平行实验，平均消耗0.010 00 mol·L-1 Na2S2O3溶液25.00 mL，则产品中二甘氨酸合铜(相对分子质量用M表示)的产率为　　　　　%(用含M的式子表示)。
答案　(1)4　大于
(2)Cu(OH)2＋4NH3·H2O=== [Cu(NH3)4](OH)2＋4H2O
(3)取少量最后一次洗涤液于试管中，先加稀盐酸，再加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，证明已洗涤干净
(4)固液分离速度更快，且产品更干燥　③
(5)减小产品的溶解度，有利于产品结晶析出
(6)0.25M
解析　(1)二甘氨酸合铜中铜原子与2个N、2个O原子形成配位键，配位数为4。(3)Cu(OH)2沉淀表面会吸附S，证明沉淀已洗涤干净的操作为取少量最后一次洗涤液于试管中，先加稀盐酸，再加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，证明已洗涤干净。(4)抽滤的优点是固液分离速度更快，且产品更干燥；抽滤完毕应首先打开止水夹K，抽滤瓶与外界大气相通，使内外压强保持平衡，避免有危险发生，故选③。(5)乙醇的极性小于水，上述步骤中，加入乙醇溶液的作用是减小产品的溶解度，有利于产品结晶析出。
(6)分析可得关系式：2Cu2＋~I2~2S2，则n(Cu2＋)＝n(S2)＝0.010 00 mol·L-1×25.00×10-3 L＝0.000 25 mol，则0.5 g产品中含二甘氨酸合铜的质量为0.000 25 mol×5×M g· mol-1＝0.001 25M g；所以二甘氨酸合铜的产率为×100%＝0.25M%。滚动检测三　化学基本概念、元素化合物　物质结构与性质
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.(2024·石家庄模拟预测)《茶经》被誉为“茶叶百科全书”，是世界上最早关于茶文化的史料。下列关于《茶经》的说法错误的是(　　)
A.“晴采之(即采茶)，蒸之，捣之，拍之，焙之，……”，其中涉及化学变化
B.“鍑(即茶锅)，以生铁为之”，其主要成分为铁碳合金
C.“啜苦咽甘”，其致苦的多酚类物质儿茶素(C15H14O6)与苯酚互为同系物
D.“以汤沃焉，谓之痷茶(即泡茶)”，其中涉及固液萃取
2.(2024·广西南宁模拟预测)实验室制备少量氮气的反应为NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O。下列与该反应有关的化学用语表述错误的是(　　)
A.基态N原子的价层电子轨道表示式为
B.N2的电子式为N≡
C.NaCl的形成过程可表示为
D.H2O的VSEPR模型为
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.1 mol金刚石晶体中含有C—C的数目为2NA
B.标准状况下，2.24 L SO2与1.12 L O2充分反应，生成SO3分子的数目为0.1NA
C.1.8 g D2O中含有的电子数为NA
D.1 mol环戊烯()中含有σ键的数目为5NA
4.(2025·山西高三模拟)下列实验中选用仪器不合理的是(　　)
A.测量CCl4的沸点：③⑤
B.配制0.1 mol·L-1Na2CO3溶液：①②⑥
C.从溴水中萃取Br2：①②
D.用标准KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液：④⑦
5.(2024·石家庄模拟预测)BeCl2属于共价化合物，可以单体分子、二聚体分子(图a)和多聚体分子(图b)等形式存在。下列说法错误的是(　　)
A.Be的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能
B.单体BeCl2分子的空间结构为直线形
C.二聚体分子中Be的杂化轨道类型为sp3
D.多聚体分子中存在配位键
6.金属Na可以与液氨反应制取一种强碱性物质NaNH2；金属Mg可以在高温条件下还原TiCl4制备熔点较高的金属Ti，金属Ti是一种重要的航空材料，其性质稳定，常温下不与稀盐酸反应；金属Al可以用来作电池的负极材料，一种Al 空气电池在碱性电解质中的总反应为4Al＋3O2＋6H2O＋4OH-===4。下列化学反应表示正确的是(　　)
A.Na与液氨反应：Na＋NH3===NaNH2＋H2↑
B.MgCl2的水解反应：Mg2＋＋2H2O===Mg(OH)2↓＋2H＋
C.Al溶于氢氧化钠溶液中：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
D.该Al 空气电池的负极反应式：Al＋4OH-＋3e-===
7.(2024·湖南郴州高三一模)类推的思维方法可解决不少化学问题，但类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论中，你认为正确的是(　　)
A.沸点：Cl2B.金属性：Fe>Cu，则氧化性：Fe3＋C.Fe3O4 可表示为 FeO·Fe2O3，则 Pb3O4 可表示为 PbO·Pb2O3
D.CO2 与 Na2O2 反应只生成 Na2CO3 和 O2，故SO2 与 Na2O2 反应也只生成 Na2SO3 和 O2
8.利用冠醚可实现水溶液中锂、镁的分离，其制备与分离过程如图。下列说法错误的是(　　)
A.使用(C2H5)3N促进甲→乙反应正向进行
B.丙中Li＋通过化学键与O原子结合
C.甲、乙、丙中仅有一种物质属于超分子
D.通过空间结构和作用力协同实现锂、镁分离
9.(2024·山东潍坊检测)硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx)，将烟气与H2混合通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A.转化过程的实质为NOx被H2还原
B.处理过程中，混合溶液中Ce4＋起催化作用
C.过程Ⅰ发生反应的离子方程式为H2＋Ce4＋===2H＋＋Ce3＋
D.x＝2时，过程Ⅱ中还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶1
10.(2024·大连高三上学期大联考)利用如图所示装置进行实验(忽略④中试剂选择)，所选试剂能达到相应实验目的的是(　　)
选项 ① ② ③ 实验目的
A H2O2 MnO2 水 制备并收集O2
B 浓盐酸 KMnO4 含HCl的淀粉碘化钾溶液 验证Cl2的氧化性
C 浓硫酸 Cu 品红溶液 验证SO2的漂白性
D 稀盐酸 CaCO3 澄清石灰水 比较Cl和C的非金属性
11.某无色溶液Y可能含有Na＋、Fe3＋、Ba2＋、N、Cl-、S、HC、HS中的几种离子，溶液中阳离子浓度相同。为了确定其组成，某同学进行了如下实验(假设气体均全部逸出，忽略H2O2的分解)。下列说法不正确的是(　　)
A.溶液Y中一定不存在Fe3＋、S
B.溶液Y中一定含有Cl-，且n(Cl-)＝0.01 mol
C.溶液Y中肯定存在HC、HS、Ba2＋、N
D.溶液Y中可能存在Na＋，为确定其是否存在，可取溶液1通过焰色试验验证
12.(2024·山西晋城高三上期末)短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次递增，Y、Z、W位于同周期，基态M原子的价层电子数是基态X、Y、Z、W原子的未成对电子数之和的一半，上述部分元素组成物质存在如图所示转化关系，下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能：W>X>Y
B.M在自然界中主要以单质形式存在
C.简单氢化物的沸点：W>Z
D.转化关系中Y原子的杂化方式有sp2、sp3
13.弱碱性条件下，利用含砷氧化铜矿(含CuO、As2O3及少量不溶性杂质)制备Cu2(OH)2SO4的工艺流程如图。
下列说法不正确的是(　　)
A.“氨浸”时，As2O3发生反应的离子方程式：As2O3＋6NH3＋3H2O===6N＋2As
B.“氨浸”时，CuO转化为[Cu(NH3)4]2＋
C.“氧化”除As时，每生成1 mol FeAsO4转移的电子数目为3×6.02×1023
D.“蒸氨”后滤液中主要存在的离子为N、S2
14.非金属的卤化物水解可以分为亲电水解和亲核水解，实例及部分机理如图。发生亲电水解的条件是中心原子显负电性且带有孤电子对，能接受H2O的H＋的进攻，如：
发生亲核水解的条件是中心原子显正电性且有空的价层轨道，空轨道用以容纳H2O的配位电子，如：
下列说法错误的是(　　)
A.基态Si原子核外有5种能量不同的电子
B.NCl3和SiCl4水解过程中中心原子的杂化方式不变
C.推测CCl4比SiCl4难发生亲核水解
D.已知AsCl3的水解产物为H3AsO3和HCl，推测其水解类型为亲核水解
15.硫化汞的立方晶系β型晶胞如图所示，晶胞参数为a nm，P原子的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值用NA表示。下列说法正确的是(　　)
A.基态S原子核外有4个未成对电子
B.M原子的分数坐标为(，，)
C.晶体密度ρ＝×1021 g·cm-3
D.S与Hg之间的最短距离为a nm
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16.(15分)(2024·北京大兴区第一中学高三月考)硅烷广泛应用在现代高科技领域。制备硅烷的反应为SiF4＋NaAlH4===SiH4＋NaAlF4。
(1)①基态硅原子的价层电子轨道表示式为　　　　，基态硅原子的电子有　　　　种空间运动状态。
②SiF4中，硅的化合价为＋4价。硅显正化合价的原因是　　　　　　　。
③下列说法正确的是　　　　(填字母)。
a.SiH4的稳定性比CH4的差
b.SiH4中4个Si—H的键长相同，H—Si—H的键角为90°
c.SiH4中硅原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个Si—H σ键
④SiF4的沸点(-86 ℃)高于SiH4的沸点(-112 ℃)，原因是　　　　　　　。
⑤键角：SiF4　　　　(填“>”“<”或“＝”)SiH4，原因是　　　　　　　　。
(2)NaAlH4的晶胞结构如图所示，晶胞的体积为a2b×10-21cm3。
①的VSEPR模型名称为　　　　。
②用NA表示阿伏加德罗常数的值。NaAlH4晶体密度为　　　　g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。
17.(15分)碳酸锰是生产金属锰的重要原料。工业以软锰矿(主要成分为MnO2，含有少量PbO、FeO、Fe2O3、SiO2)为原料制备碳酸锰(MnCO3)的工艺流程如图：
(1)Mn在元素周期表中位于第　　　周期第　　　族。
(2)“酸浸”过程中SO2的作用为　　　　；滤渣1的主要成分是　　　。
(3)请写出“氧化”步骤的化学方程式：　　　　　　　。
(4)请写出“沉锰”步骤的离子方程式：　　　　　　　。
(5)“一系列操作”中，确认MnCO3沉淀洗涤干净的操作是　　　　　　　。
(6)MnCO3纯度测定
步骤一：称取b g产品，加酸溶解并配制成100.00 mL溶液；取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入少量催化剂和过量(NH4)2S2O8溶液，加热，充分反应后，煮沸溶液使过量的(NH4)2S2O8分解。
步骤二：加入指示剂，用c mol·L-1 (NH4)2Fe溶液滴定。滴定至终点时消耗(NH4)2Fe溶液的体积为d mL。
已知：S2＋Mn2＋―→Mn＋S(未配平)。
则MnCO3的质量分数为　　　　　。
(7)二氧化锰的正交晶胞(晶胞的六个面均为长方形)如图，已知该晶体的密度为ρ g·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，MnO2的相对分子质量为M，Mn和O原子半径分别为x和y(单位：pm)，则该晶胞中原子的空间利用率为　　　(列出计算式)。(空间利用率＝×100%)
18.(11分)(2024·北京师范大学第二附属中学月考)K3·3H2O是制备某负载型活性铁催化剂的主要原料，具有工业生产价值。某化学小组用如下方法制备K3·3H2O，并测定产品中铁的含量。
Ⅰ.制备晶体
ⅰ.称取5 g莫尔盐，用15 mL水和几滴3 mol·L-1H2SO4溶液充分溶解，再加入25 mL饱和H2C2O4溶液，加热至沸，生成黄色沉淀；
ⅱ.将沉淀洗涤至中性，加入10 mL饱和K2C2O4溶液，水浴加热至40 ℃，边搅拌边缓慢滴加H2O2溶液，沉淀逐渐变为红褐色；
ⅲ.将混合物煮沸30 s，加入8 mL饱和H2C2O4溶液，红褐色沉淀溶解，趁热过滤，滤液冷却后，析出翠绿色晶体，过滤、干燥。
Ⅱ.测定产品中铁的含量
ⅳ.称量x g制得的样品，加水溶解，并加入稀H2SO4酸化，再滴入y mol·L-1KMnO4溶液使其恰好反应；
ⅴ.向ⅳ的溶液中加入过量Zn粉，反应完全后，弃去不溶物，向溶液中加入稀H2SO4酸化，用y mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液z mL。
已知：H2C2O4为二元弱酸，具有较强的还原性。
(1)莫尔盐中铁元素的化合价是　　　　。
(2)步骤ⅰ中黄色沉淀的化学式为FeC2O4·2H2O，生成该沉淀的离子方程式是　　　　　　　。
(3)步骤ⅱ中除了生成红褐色沉淀，另一部分铁元素转化为，将下述反应的离子方程式补充完整：6FeC2O4·2H2O＋　　　　＋　　　 ===4＋2Fe(OH)3↓＋　　　　H2O。
(4)步骤ⅱ中水浴加热的温度不宜过高，原因是　　　　　　　。
(5)步骤ⅳ在铁的含量测定中所起的作用是　　　　　　　。
(6)已知：ⅴ中Zn粉将铁元素全部还原为Fe2＋；反应中Mn转化为Mn2＋。则该样品中铁元素的质量分数是　　　　(用含x、y、z的代数式表示)。
19.(14分)(2025·河北保定高三模拟)缺铜会造成一系列的严重后果。一种有机补铜剂二甘氨酸合铜[Cu]的制备过程如下：
CuSO4溶液深蓝色溶液 Cu(OH)2沉淀Cu溶液收集滤液冷却结晶干燥
回答下列问题：
(1)已知：二甘氨酸合铜有顺式()和反式()两种结构。则二甘氨酸合铜中铜原子的配位数为　　　　　；顺式二甘氨酸合铜的极性　　　　　(填“大于”或“小于”)反式二甘氨酸合铜。
(2)向硫酸铜溶液中滴加氨水，先出现蓝色沉淀，然后沉淀溶解形成深蓝色的溶液。写出此蓝色沉淀溶解的化学方程式：　　　　　。
(3)为检验Cu(OH)2沉淀已洗涤干净，设计实验方案：　　　　　。
(4)抽滤装置如图所示，抽滤的优点是　　　　　；抽滤完毕需进行下列操作，从实验安全角度考虑，你认为接下来最合理的第一步操作为　　　　　(填序号)。
①取下布氏漏斗　②关闭水泵开关　③打开止水夹K　④拔下抽滤瓶处橡皮管
(5)制备二甘氨酸合铜时加入10 mL 95%乙醇溶液的作用是　　　　　。
(6)二甘氨酸合铜产率的测定实验如下：
已知：ⅰ.2Cu2＋＋4I-===2CuI↓＋I2，2S2＋I2===2I-＋S4；
ⅱ.加入适量NH4SCN溶液目的是将CuI转化为CuSCN，释放出CuI吸附的I2。
若进行三次平行实验，平均消耗0.010 00 mol·L-1 Na2S2O3溶液25.00 mL，则产品中二甘氨酸合铜(相对分子质量用M表示)的产率为　　　　　%(用含M的式子表示)。

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