“物质结构与性质”主观题增分强训(二)（Word练习）-【创新方案】2024年高考化学二轮复习专题辅导与测试（新教材Ⅰ）

“物质结构与性质”主观题增分强训(二) 1．(2023·山东菏泽统考一模)我国在新材料领域研究的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫” 1．铜转炉烟灰的主要成分为含金属元素(主要为Cu、Zn、Pb、Fe)的硫酸盐和氧化物以及SiO2，其有价金属回收工艺流程如下。已知：25 ℃时，Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8，Ksp(PbCO3)＝1.46×10－13。回答下列问题： (1)Se与S同族，基态硒原子价层电子排布式为________。SO的空间结构为__________。 (2)“浸出液①”中所含有的金属阳离子有________________和Fe2＋、Fe3＋。“浸出”中，当硫酸浓度大于1.8 mol·L－1时，金属离子浸出率反而下降，原因是________________________________________________________________________。 (3)“除杂”中，加入ZnO调pH至5.2，用KMnO4溶液氧化后，所得“滤渣”主要成分为Fe(OH)3、MnO2，该氧化过程的离子方程式为__________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)“转化”后，“滤饼”的主要成分是SiO2和______。该工艺中，可循环利用的物质有________。 (5)ZnO的一种晶体结构如图所示。由图可知，Zn原子位于O原子所围成的________空隙中(填“四面体”或“八面体”)，已知晶胞参数为a nm、c nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞密度为______g·cm－3。(列出计算式) 解析：铜转炉烟灰用硫酸“浸出”，得到难溶于硫酸的浸出渣SiO2、PbSO4；浸出液中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁；浸出渣加入碳酸钠溶液中，PbSO4沉淀转化为PbCO3，滤饼用硝酸溶解，PbCO3生成Pb(NO3)2，滤液中加入硫酸生成PbSO4沉淀；“浸出液①”中加入过量铁粉置换出铜、铁把硫酸铁还原为硫酸亚铁，所得滤液①中含有硫酸锌、硫酸亚铁；“除杂”中，加入ZnO调pH至5.2后，用KMnO4溶液把Fe2＋氧化为Fe(OH)3，过滤，所得滤渣主要成分为Fe(OH)3、MnO2，滤液②蒸发浓缩得到ZnSO4·7H2O。 (1)Se与S同族，基态硒原子价层电子指的是最外层即第4层的电子，有6个电子，排布式为4s24p4，SO中心原子S的价层电子对数为4＋(6＋2－4×2)＝4，无孤电子对，它的空间结构为正四面体形。 (2)“浸出液①”中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁；“浸出液①”中所含有的金属阳离子有Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋、Fe3＋；当硫酸浓度大于1.8 mol·L－1时，难溶物PbSO4覆盖在表面，阻碍铜、锌元素的浸出，金属离子浸出率反而下降。 (3)“除杂”中，加入ZnO调pH至5.2后，用KMnO4溶液氧化Fe2＋，氧化产物是Fe(OH)3、还原产物是MnO2，根据得失电子守恒，配平氧化过程的离子方程式为3Fe2＋＋MnO＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋。 (4)“转化”后，PbSO4沉淀转化为PbCO3，滤饼的主要成分是SiO2和PbCO3。该工艺中，“酸浸”是PbCO3和硝酸反应生成硝酸铅，“沉铅”是硝酸铅和硫酸反应生成硫酸铅和硝酸，所以可循环利用的物质有HNO3。 (5)由图可知，Zn原子位于O原子所围成的四面体空隙中，已知一个晶胞中含有的Zn2＋的个数为6×＋4×1＝6，O2－个数为12×＋2×＋3×1＝6，故一个晶胞的质量为 g，一个晶胞的体积为a2c×10－21cm3，则晶胞密度ρ＝＝＝ g·cm－3。 答案：(1)4s24p4　正四面体形 (2)Cu2＋、Zn2＋　难溶物PbSO4覆盖在表面，阻碍铜、锌元素的浸出 (3)3Fe2＋＋MnO＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋ (4)PbCO3　HNO3 (5)四面体　 2．草酸亚铁晶体受热易分解，是一种浅黄色晶体，难溶于水。某化学兴趣小组查文献得出其热分解方程式为FeC2O4·2H2O===FeO＋CO↑＋CO2↑＋2H2O，然后根据文献设计如图装置，探究草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)的分解反应。 (1)实验装置图中间部分为B、C、D、E装置，其正确连接顺序是__________。其中检验并保证除尽CO的装置是__________(填字母)。 (2)设计实验步骤如下： ①检查装置的气密性； ②打开活塞X，通入一段时间的N2； ③先点燃________处(填“A”或“B”)的酒精