专题4 分子空间结构与物质性质 测试卷（含解析）2023-2024学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

专题4《分子空间结构与物质性质》测试卷
一、单选题
1．下列说法或解释错误的是
A．一定温度下，能自发进行，说明该反应的
B．可燃冰中甲烷分子与水分子间不会形成氢键
C．漂白粉溶液在空气中失效：
D．铜片在稀硫酸混合液中溶解：
2．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．最简单气态氢化物分子的键角：②>⑥
D．Na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g cm
3．缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共用电子使其价电子数达到8、H原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的类化合物。下列说法错误的是
A．、、中只有是缺电子化合物
B．、的中心原子的杂化方式分别为、
C．是非极性分子
D．的键角小于
4．X、Y、Z为同一周期的短周期非金属元素，由X、Y、Z及碳、氢元素组成的离子液体能很好地溶解纤维素，其结构如图所示。下列说法正确的是
A．原子半径：X>Y>Z
B．简单氢化物的键角：X>Y
C．该离子液体能溶解纤维素与氢键有关
D．同周期中第一电离能大于Y的元素有5种
5．用分子结构知识推测下列说法正确的是
A．SO2与BeCl2分子均呈V形
B．HClO中的中心原子采取sp3杂化
C．BF3与PCl3的VSEPR模型均呈正四面体形
D．C2H4与NH3分子中均含有π键，均能发生加成反应
6．短周期主族元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，Z的基态原子的2p轨道半充满，M的最高正价与最低负价的绝对值之差为4，由这4种元素组成的一种分子的结构如图所示。下列说法正确的是
A．电负性：ZB．该分子中含有的σ键和π键的数目之比为10∶1
C．第一电离能：Y>>Z
D．X分别与Y、Z、M形成的最简单化合物中，X与Z形成的熔点最高
7．有机物Z是合成药物的中间体，Z的合成路线如下。下列说法正确的是
A．最多能与反应 B．Y不存在顺反异构体
C．Z分子中含有2个手性碳原子 D．可以用溶液鉴别化合物Y和Z
8．硼元素的某种氢化物能与NH3作用得到化合物M，M是一种新的储氢材料，加热M会缓慢释放出H2，并转化为化合物N，M、N分别与乙烷、乙烯的结构相似。下列有关说法正确的是
A．基态11B原子中，核外存在2对自旋相反的电子，有5种不同空间运动状态的电子
B．M分子中存在配位键，B原子的杂化类型为sp2杂化
C．M分子能与水分子之间形成氢键
D．N分子中的π键和σ键数目之比为5：1
9．下列说法不正确的是
A．HCl、HBr、HI的沸点依次升高与分子间作用力大小有关
B．晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高与共价键键能大小有关
C．的热稳定性大于与分子间存在氢键有关
D．在水中的溶解度大于在水中的溶解度与分子的极性有关
10．葫芦脲是超分子领域近年来发展迅速的环状分子之一，具有疏水的纳米空腔，其结构如图所示。对位取代的苯的衍生物恰好可以进入葫芦[6]脲的空腔。下列叙述正确的是

A．葫芦[6]脲是超分子且能发生丁达尔效应
B．葫芦[6]脲中C N C键角为
C．可装入对甲基苯甲酸体现了超分子的“分子识别”功能
D．葫芦[6]脲形成的超分子中分子间存在范德华力、氢键、共价键等作用
11．由短周期主族元素组成的化合物M的结构如图所示。该物质具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列说法错误的是
A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键
B．X的最高价氧化物对应的水化物为强酸
C．Z的单质可与甲醇反应
D．Y的氟化物YF3中，其中心原子杂化方式为sp3杂化
12．有关晶体的下列说法中错误的是
A．氯化钠熔化时破坏了离子键 B．水汽化时主要破坏了分子间作用力
C．原子晶体中共价键越强，熔点越高 D．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
13．下列关于丙烯(CH2=CH-CH3)的说法正确的是
A．1个丙烯分子中有2个σ键和1个π键
B．丙烯分子中不存在极性共价键
C．丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化
D．丙烯分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者
14．西安交大研究人员实现了用掺杂Mn、Cu的TiO2催化剂光催化CO2转化为甲醇，并利用产生的电能进一步电解制备新型高效净水剂Na2FeO4。原理如图所示。下列说法正确的是

A．基态Mn原子的价层电子排布式为4s2
B．CO2、CH3OH均为含有极性键的非极性分子
C．的VSEPR模型为三角锥形
D．该装置实现了光能→电能→化学能的转化
15．电镀污泥(包含Ni2+、Ca2+、Fe3+、Al3+等金属阳离子)对环境污染极大，是典型危险废弃物。如图是从电镀污泥中提取镍的工艺流程。下列说法正确的是
A．“氨浸”时，为提高浸取速率，需在加热条件下进行
B．“浸出液”水层中主要成分是含铝微粒
C．加入盐酸的步骤为反萃取，该过程是物理变化
D．加入沉淀剂后获得水层可以经过滤、洗涤、干燥、灼烧后进行“还原”
二、填空题
16．按要求回答下列问题。
(1)与互为等电子体的一种阴离子为_______(填离子符号)。
(2)根据等电子体原理，羰基硫()分子的结构式应为_______。
(3)与互为等电子体的一种只含一种元素的阴离子为_______(填化学式)。
(4)与互为等电子体的一种分子为_______(填化学式)。
(5)与互为等电子体的分子为_______(填化学式)。
(6)与互为等电子体的分子为_______(填化学式)。
(7)与互为等电子体的一种分子为_______(填化学式)。
(8)与互为等电子体的二价阴离子为_______。
(9)与分子互为等电子体的阴离子为_______。
(10)阴离子与互为等电子体且内含共价键和氢键，则的化学式为_______。
17．稀有气体为什么不能形成双原子分子 _____？
三、实验题
18．水杨醛亚胺的钴配合物可吸收形成氧载体，用于燃料油的氧化脱疏。
(1)制备钴配合物。向烧瓶中加入水杨醛亚胺(A)、无水乙醇，水浴加热条件下迅速加入醋酸钴溶液。生成的沉淀冷却至室温后，抽滤，重结晶，干燥，得到水杨醛亚胺的钻配合物(B)。
①配合物B中的配位原子是_______。
②可供选择的实验装置如图所示，应选_______(填序号)用于制备，理由有_______。
③为避免反应过程中生成的钴配合物(B)吸收，可采用的方法为_______。
(2)制备醋酸钴溶液。利用废钴镍电池的金属电极芯(主要成分Co、Ni，还含少量Fe)可生产醋酸钴溶液。已知：可将氧化：氧化性极强，在水溶液中不存在；在实验条件下，部分阳离子沉淀时溶液如下表。
沉淀物
开始沉淀 2.2 7.4 7.6 0.1 7.6
完全沉淀 3.2 8.9 9.4 1.1 9.2
①酸性溶液中加入可将氧化为，其离子方程式为_______。
②请补充完整实验方案：取一定量已粉碎的电极芯，加入稀充分溶解后过滤，所得滤液中含、、，_______，加入，溶液生成沉淀，用溶解得到醋酸钴溶液(实验中须使用的试剂：溶液、稀、溶液、溶液)。
19．三氯化六氨合钴()是一种橙黄色晶体，实验室制备过程如下：
Ⅰ．将研细的晶体和固体加入锥形瓶中，加水，加热溶解，冷却；
Ⅱ．加入13.5mL浓氨水，用活性炭作催化剂，混合均匀后逐滴滴加13.5mL5%溶液，水浴加热至50~60℃，保持20min。用冰浴冷却，过滤，得粗产品；
Ⅲ．将粗产品溶于50mL热的稀盐酸中，___________，向滤液中缓慢加入6.7mL浓盐酸，有大量橙黄色晶体析出，冰浴冷却后过滤；
Ⅳ．先用冷的溶液洗涤晶体，再用少许乙醇洗涤，干燥，得产品。
(1)中Co的化合价是___________，中心离子的核外电子排布式为___________，不考虑空间构型，配合物离子的结构可用示意图表示为___________。
(2)遇浓氨水生成沉淀，加入浓氨水前先加入可避免沉淀生成，原因是___________。
(3)溶液中、和浓氨水混合后，与溶液反应生成的化学方程式是___________。
(4)Ⅲ中的操作是___________(填“趁热过滤”或“冷却过滤”)，加入浓盐酸的作用是___________。
(5)沉淀滴定法测定制备的产品中的质量分数：
ⅰ．准确称取agⅣ中的产品，配制成100mL溶液，移取25mL溶液于锥形瓶中；
ⅱ．滴加少量溶液作为指示剂，用溶液滴定至终点；
ⅲ．平行测定三次，消耗溶液的体积的平均值为vmL，计算晶体中的质量分数。
已知：溶解度： ，(砖红色)
①ⅱ中，滴定至终点的现象是___________。
②制备的晶体中的质量分数是_____(列计算式，相对原子质量：Cl 35.5)。
四、计算题
20．(1)在如图反应中，反应前后钒的氧化数和配位数各是多少____ N- N键长如何变化____
(2)单晶衍射实验证实，配合物[ Cr3O( CH3CO2)6(H2O)3]Cl·8H2O中，3个铬原子的化学环境完全相同，乙酸根为桥连配体，水分子为单齿配体。画出该配合物中阳离子的结构示意图_____。
21．铜是重要的过渡元素，其单质及化合物具有广泛用途。回答下列问题：
(1)铜元素基态原子的价电子排布式为_______。
(2)成多种配合物，如与乙二胺可形成如图所示配离子。
①与乙二胺所形成的配离子内部粒子间的作用力类型有_______。
A．配位键 B．极性键 C．离子键 D．非极性键 F.氢键 F.金属键
②乙二胺分子中氮原子的杂化轨道类型为_______，C、N、H三种元素的电负性由大到小顺序是_______。
(3)乙二胺和三甲胺 []均属于胺，乙二胺的沸点比三甲胺高很多，原因是_______。在水溶液中以形式存在，向含的溶液中加入足量氨水，可生成更稳定的，其原因是_______。
(4)Cu和S形成某种晶体的晶胞如图所示。
①该晶胞原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(1，0，0)。则C原子的坐标参数为_______
②已知该晶体的密度为，和的半径分别为和，阿伏加德罗常数值为_______。列式表示该晶体中原子的空间利用率_______。
试卷第2页，共8页
参考答案：
1．C
【详解】A．该反应的△S<0，在一定条件下能自发进行，△H应小于0，故A正确；
B．甲烷分子与水分子之间不能形成氢键，故B正确；
C．漂白粉溶液在空气中失效的离子方程式为，故C错误；
D．铜片在稀硫酸混合液中溶解实质是铜在酸性条件下被硝酸根氧化，故离子方程式为，故D正确；
故选C。
2．B
【详解】A．虚线箭头方向为同主族元素，同主族元素随核电荷数的递增，元素单质还原性增强，故A说法正确；
B．根据图1，分析出①为O，②为N，④为F，同周期从左向右第一电离能逐渐增大，但ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA，因此三种元素第一电离能大小顺序是F＞N＞O，故B说法错误；
C．⑥为S，N的简单氢化物为NH3，S的简单氢化物为H2S，NH3中N有1个孤电子对，H2S中S有2个孤电子对，一般来说孤电子对数越多，键角越小，因此NH3的键角大于H2S，故C说法正确；
D．黑球位于晶胞的顶角和面心，个数为=4，则晶胞的质量为，晶胞的体积为(a×10-8)3cm3，晶胞的密度为g/cm3=g/cm3，故D说法正确；
答案为B。
3．D
【详解】A．中N价电子数是8个电子，H价电子数是2个电子，中B、F价电子数都是8个电子，中B价电子数是6个电子，H价电子数是2个电子，因此是缺电子化合物，故A正确；
B．、的中心原子价层电子对数分别为3+0=3、4+0=4，因此、的中心原子的杂化方式分别为、，故B正确；
C．是平面正三角形结构，是非极性分子，故C正确；
D．是正四面体结构，是三角锥形结构，因此的键角大于，故D错误。
综上所述，答案为D。
4．C
【分析】X、Y、Z为同一周期的短周期非金属元素，由结构图可知，Y得一个电子后能形成4个共价键，Y为B；X能形成3个共价键，失去一个电子后能形成4个共价键，X为N；Z能形成一个共价键，Z为F。
【详解】A．同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小，因此原子半径：Y>X>Z，A错误；
B．X为N，氢化物为NH3，键角约为107.3°，Y为B，氢化物为BH3，键角为120°，简单氢化物的键角：Y>X，B错误；
C．纤维素的分子式为(C6H10O5)n，分子中含羟基，N、O、F的电负性强，该离子液体能溶解纤维素与氢键有关，C正确；
D．同一周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势，第IIA族和第VA族最外层电子处于全满和半满状态，较稳定，第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大，因此同周期中第一电离能大于B的元素有Be、C、N、O、F、Ne，共6种，D错误；
答案选C。
5．B
【详解】A．BeCl2分子中，中心Be原子发生sp杂化，分子呈直线形，故A错误；
B．HClO的中心O原子价电子对数为4，采取sp3杂化，故B正确；
C．BF3的中心B原子价电子对数为3，VSEPR模型呈平面三角形，PCl3的中心P原子价电子对数为4，有一对孤电子对，VSEPR模型呈三角锥形，故C错误；
D．C2H4的中心C原子形成3个σ键(sp2杂化轨道)和1个π键(轨道未参与杂化)，NH3分子中心原子形成3个σ键(sp3杂化轨道)，另有1对参与杂化的孤对电子，无π键，故D错误；
故选B。
6．D
【详解】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，Z的基态原子2p轨道半充满，可知Z的核外电子排布式为：1s22s22p3，Z的电子数为2+2+3=7，则Z为N元素；M的最高正价与最低负价绝对值之差为4，结合主族元素化合价的一般规律，最高正价与最低负价绝对值之和为8，可知M的最高价为+6价、最低价为-2价，则M为S元素；结合由这4种元素组成的一种分子的结构可知，X形成1个共价键，且X的原子序数小于Z(N元素)，则X为H元素；Y均形成4个共价键，且原子序数小于Z(N元素)，则Y为C元素；
由上述分析可知，X为H元素、Y为C元素、Z为N元素、M为S元素；
A．在相同的周期中，元素从左到右的电负性递增，相同的主族元素自上而下地递减，N电负性是3.04，S的电负性是2.58，电负性：N>S，A错误；
B．根据该物质的分子结构可知含有的σ键和π键的数目之比为11：1，B错误；
C．同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第VA族元素大于第VIA族元素的第一电离能，C和N都属于第2周期，同周期N第一电离能N大于C，C错误；
D．H分别与C、N、O形成的最简单化合物分别为CH4、NH3、H2O，分子晶体：分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，反之越低；水、氨气、甲烷都是分子晶体，但前两种都含有氢键，分子间作用力更大，甲烷沸点最低；水常温下为液态，熔点最高；故熔点：H2O>NH3>CH4，D正确；
故选D。
7．A
【详解】A．X中酯基水解生成的羧基和酚羟基能和NaOH以1 : 1反应，醇羟基和NaOH不反应，X水解生成1个羧基和1个酚羟基，所以1mol X最多消耗2molNaOH，选项A正确；
B．Y分子中碳碳双键两端的碳原子连接2个不同原子或原子团，所以存在顺反异构，选项B错误；
C．连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，Z中连接苯环的饱和碳原子为手性碳原子，只有1个，选项C错误；
D．Y和Z都含有羧基，都可与碳酸氢钠溶液反应，则不能用碳酸氢钠溶液鉴别，选项D错误；
答案选A。
8．C
【详解】A．基态11B原子电子排布为1s22s22p1，核外存在2对自旋相反的电子。有3种不同空间运动状态的电子，A项错误；
B．M与乙烷结构相似，则B为采取sp3杂化，B项错误；
C．M中N原子与H2O中的H-O形成N…H—O氢键，C项正确；
D．N分子与乙烯结构相似，的π键和σ键数目之比为1:5，D项错误；
故选C。
9．C
【详解】A．HCl、HBr、HI是组成和结构相似的分子，分子间作用力越大，相应的物质的熔沸点越高，故A项正确；
B．晶体硅、碳化硅、金刚石都属于原子晶体，原子晶体熔沸点与共价键能大小有关。金刚石C-C的键能大于碳化硅C-Si的键能大于晶体硅Si-Si的键能，因此晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高，故B项正确；
C．H2O的热稳定性大于是因为O的非金属性大于S，其对应的简单氢化物热稳定性：H2O＞，氢键影响的是熔沸点的高低。故C项错误；
D．NH3分子是极性分子，与水分极性接近，根据相似相溶的原理，溶解度大。而甲烷分子是非极性分子，溶解度小，因此在水中的溶解度大于在水中的溶解度与分子的极性有关，故D项正确；
故答案选C。
10．C
【详解】A．葫芦[6]脲是超分子，是纯净物，不能发生丁达尔效应，故A错误；
B．葫芦[6]脲中每个氮有一对孤对电子，孤对电子对成对电子的排斥力大于成对电子对成对电子的排斥力，则C N C键角小于，故B错误；
C．对位取代的苯的衍生物恰好可以进入葫芦[6]脲的空腔，则体现了超分子的“分子识别”功能，故C正确；
D．氢键是电负性大的原子与氢形成共价键，这个氢与另外电负性大的原子形成，葫芦[6]脲形成的超分子不存在氢键，故D错误。
综上所述，答案为C。
11．B
【分析】Z的原子序数最大，且形成+1价阳离子，则Z为Na；Y形成3个共价键，其原子序数小于Na，则Y为N；W形成1个共价键，其原子序数小于N，则W为H；W、X、Y、Z的原子序数总和为24，X的原子序数为24-1-7-11=5，则X为B，以此来解答。
【详解】由上述分析可知，W为H、X为B、Y为N、Z为Na，
A．由图示化合物结构可知，该化合物中H、B、N之间形成的化学键均为共价键，故A正确；
B．X为B，最高化合价氧化物的水化物为H3BO3，硼酸为弱酸，故B错误；
C．金属钠活泼性较强，既能与水反应，也可与甲醇反应，故C正确；
D．NF3分子中心N原子孤电子对数==1，价层电子对数=3+1=4，故N原子采取sp3杂化，故D正确；
故选：B。
12．D
【详解】A．氯化钠是离子晶体，熔化时破坏了离子键，故A不选；
B．水汽化时主要破坏了分子间作用力，故B不选；
C．原子晶体中共价键越强，熔点越高，故C不选；
D．组成和结构相似的分子晶体，分子间作用力越大，熔沸点越高 ，故D选；
故选：D。
13．D
【详解】A．有机物分子中单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则丙烯分子有8个δ键和1个π键，故A错误；
B．丙烯分子中含有的碳氢键为极性共价键，故B错误；
C．丙烯分子中甲基上的碳原子为sp3杂化，碳碳双键上的2个碳原子都是sp2杂化，故C错误；
D．丙烯分子中含有σ键和π键，π键的活性强于σ键，是化学反应的积极参与者，故D正确；
故选D。
14．D
【分析】从图中可以看出，在电极c上，CO2转化为CH3OH，则碳元素价态降低，此电极为正极，在电极d上，H2O失电子生成O2，此电极为负极。则Fe电极为阳极，Cu电极为阴极。在Fe电极上，Fe-6e-+8OH-=+4H2O；在Cu电极上，2H2O+2e-=2OH-+H2↑。则在两个离子交换膜之间的溶液中，Na+向左侧移动，OH-向右侧移动，所以n为阳离子交换膜，m为阴离子交换膜。
【详解】A．Mn为25号元素，则基态Mn原子的价层电子排布式为3d54s2，A不正确；
B．CO2为含有极性键的非极性分子，CH3OH为含有极性键的极性分子，B不正确；
C．中，Fe发生d3s杂化，VSEPR模型为四面体，C不正确；
D．该装置中，通过光催化反应，将光能转化为电解，再进行电解，将电能转化为化学能，从而实现了光能→电能→化学能的转化，D正确；
故选D。
15．D
【分析】电镀污泥(包含Ni2+、Ca2+、Fe3+、Al3+等金属阳离子)中加入碳酸铵、氨水进行氨浸，Ca2+、Fe3+、Al3+都转化为沉淀；浸出液中加入丁二酮肟，将镍转化为配合物，再加氯仿进行萃取，含镍配合物进入氯仿层，氯仿层加入盐酸进行反萃取，生成NiCl2进行水层；加入沉淀剂，经过滤、洗涤、干燥、灼烧、还原，可得到粗镍。
【详解】A．“氨浸”时，由于氨水易挥发，所以不能在加热条件下进行，A不正确；
B．加入碳酸铵、氨水进行氨浸，Al3+转化为沉淀，则“浸出液”水层中不含铝微粒，B不正确；
C．由分析可知，加入盐酸的步骤为反萃取，含镍配合物转化为NiCl2，该过程发生化学变化，C不正确；
D．在含Ni2+的水层中加入沉淀剂，镍转化为沉淀，经过滤、洗涤、干燥、灼烧后进行“还原”，便可获得粗镍，D正确；
故选D。
16．(1)
(2)
(3)
(4)
(5)或
(6)
(7)或
(8)
(9)
(10)
【详解】（1）等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，与互为等电子体的一种阴离子为；
（2）等电子体化学键和构型类似；与二氧化碳分子为等电子体，则羰基硫()分子的结构式应为；
（3）与互为等电子体的一种只含一种元素的阴离子为；
（4）与互为等电子体的一种分子为；
（5）与互为等电子体的分子为或。
（6）与互为等电子体的分子为。
（7）与互为等电子体的一种分子为或。
（8）与互为等电子体的二价阴离子为。
（9）与分子互为等电子体的阴离子为。
（10）电负性较大的氮、氧、氟原子能形成氢键；阴离子与互为等电子体且内含共价键和氢键，则的化学式为。
17．稀有气体元素的原子最外层有8个电子（氦为2个），都已达到稳定状态，即原子结构已很稳定，因此，稀有气体是单原子分子，不能形成双原子分子
【分析】非金属元素所形成的分子中的原子数由其最外层电子数决定，其形成分子后通常都可以达到相对的稳定结构，稀有气体元素的原子结构已达到稳定状态。
【详解】稀有气体元素的原子最外层有8个电子（氦为2个），都已达到稳定状态，即原子结构已很稳定，因此，稀有气体是单原子分子，不能形成双原子分子或多原子分子。
【点睛】原子形成分子的过程，就是由不稳定状态变为相对稳定的状态的过程，故大多数非金属元素均可以形成双原子分子或多原子分子。而稀有气体的原子结构已达稳定状态，故其不能形成双原子分子或多原子分子。
18．(1) N、O Ⅰ 装置Ⅰ与外界气压相同且有冷凝回流作用，装置Ⅱ密闭体系不利于实验安全 向装置中通入一定量N2(排出装置中的空气)、干燥过程中保持真空等
(2) 2Co2++ClO-+5H2O=Cl-+2Co(OH)3↓+4H+ 向滤液中加入足量H2O2溶液，充分反应后加入NaOH溶液调节pH略大于3.2，过滤；向所得滤液中加足量NaClO溶液，并用NaOH溶液调节1.1≤pH＜7.6，过滤；向所得沉淀中加入稀H2SO4和H2O2溶液至完全溶解
【解析】(1)
①A中N和O原子有孤电子对，配合物B中的配位原子是N、O；
②结合装置分析，装置Ⅰ与外界气压相同且有冷凝回流作用，装置Ⅱ密闭体系不利于实验安全，因此应选装置Ⅰ用于制备；
③可采用向装置中通入一定量N2(排出装置中的空气)、干燥过程中保持真空等方法排除装置中空气，避免反应过程中生成的钴配合物(B)吸收；
(2)
①酸性溶液中加入将氧化为，转化为Cl-，其离子方程式为2Co2++ClO-+5H2O=Cl-+2Co(OH)3↓+4H+；
②已知：可将氧化：氧化性极强，在水溶液中不存在；取一定量已粉碎的电极芯，加入稀充分溶解后过滤，所得滤液中含、、，向滤液中加入足量H2O2溶液，充分反应后加入NaOH溶液调节pH略大于3.2，生成，过滤，除去铁元素；可将氧化为，向所得滤液中加足量NaClO溶液，并用NaOH溶液调节1.1≤pH＜7.6，过滤；向所得沉淀中加入稀H2SO4和H2O2溶液至完全溶解，再加入，溶液生成沉淀，用溶解得到醋酸钴溶液。
19．(1) +3价 1s22s22p63s23p63d6
(2)NH抑制NH3·H2O的电离，使溶液中的c(OH－)降低，避免生成Co(OH)2沉淀
(3)2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O
(4) 趁热过滤 降低[Co(NH3)6]Cl3的溶解度，便于晶体的析出
(5) 溶液中出现砖红色沉淀，半分钟内不消失 ×100%
【分析】由题意可知，以活性炭为催化剂，在氯化铵存在条件下，双氧水与浓氨水、氯化亚钴溶液在50~60℃水浴加热条件下反应制备三氯化六氨合钴，制得的三氯化六氨合钴粗品溶于50 mL热的稀盐酸中，趁热过滤，向滤液中缓慢加入6.7 mL浓盐酸，有大量橙黄色三氯化六氨合钴晶体析出，冰浴冷却后过滤、先用冷的2 mol·L 1 盐酸洗涤晶体，再用少许乙醇洗涤、干燥得到三氯化六氨合钴晶体。
【详解】（1）三氯化六氨合钴中氯离子为外界，六氨合钴离子为内界，配离子中三价钴离子为中心离子，氨分子为配位体，配离子的结构示意图为；钴元素的原子序数为27，三价钴离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故答案为：+3价；1s22s22p63s23p63d6；；
（2）加入浓氨水前先加入氯化铵可避免沉淀生成的原因是向氯化铵溶液中加入浓氨水，溶液中的铵根离子能抑制氨水的电离，使溶液中的氢氧根离子浓度减小，从而避免氯化亚钴遇浓氨水生成氢氧化亚钴沉淀，故答案为：NH抑制NH3·H2O的电离，使溶液中的c(OH－)降低，避免生成Co(OH)2沉淀；
（3）由题意可知，生成三氯化六氨合钴的反应为以活性炭为催化剂，在氯化铵存在条件下，双氧水与浓氨水、氯化亚钴溶液在50~60℃的水浴加热条件下反应生成三氯化六氨合钴和水，反应的化学方程式为2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O，故答案为：2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O；
（4）由分析可知，Ⅲ中的操作为趁热过滤；加入浓盐酸的作用是增大溶液中的氯离子浓度，降低三氯化六氨合钴的溶解度，便于三氯化六氨合钴晶体的析出，故答案为：趁热过滤；降低[Co(NH3)6]Cl3的溶解度，便于晶体的析出；
（5）①由题意可知，ⅱ中银离子和氯离子完全反应后，滴入最后一滴硝酸银溶液，溶液中出现砖红色沉淀，且半分钟内不消失说明滴定达到滴定终点，故答案为：溶液中出现砖红色沉淀，半分钟内不消失；
②由题意可知，滴定消耗vmL cmol/L硝酸银溶液，则ag晶体中氯离子的质量分数为×100%，故答案为：×100%。
20． +3和+1；7和6 增长
【详解】此题有一定难度，主要考查参赛者对配位化学基础知识的掌握和根据对称性及一些其他条件绘出分子结构的推演能力。
7-1这一小题重点考查参赛者对配位化学基础知识的掌握程度。
氧化数：在反应前的分子中，胺和膦都是中性配体，氯和环戊二烯是-1价配体，所以反应前钒的氧氧化数：在反应前的分子中，胺和膦都是中性配体，氯和环戊二烯是-1价配体，所以反应前钒的氧化数为：1+1+1=+3；在反应产物中，炔烃也是中性配体，只有环戊二烯是-1价配体，所以金属的氧化数为+1。
配位数：在反应前的分子中，两个氯和一个氮、磷各提供一对电子和钒配位，还有6个π电子的环戊二烯负离子可以提供其π电子和金属配位，共3对电子，所以总的配位数为： 2+1+1+3 = 7.在反应产物中，炔烃和氮、磷各提供一对电子给金属配位，炔烃提供的是一组π键中的电子去配位，而另一组π键由于对称性不匹配，即无法“头碰头”地去和金属的杂化轨道成键，所以不能成键，因此炔烃只提供一对电子，环戊二烯负离子仍提供3对电子，所以总的配位数为： 1+1+1+3 = 6。
从键级入手判断N-N键长变化：键级增大，键变强，键长缩短；键级减小，键变弱，键长增长。金属钒除了提供空的杂化轨道来和N2形成配位键外，它本身还有d电子处在未杂化的轨道上，它们可以与。N2的反键轨道形成反馈π键来加强金属与配体之间的相互作用，所以N2的反键轨道上部分填充了电子，N-N总键级是降低的，其键长应该增长。
反应产物的结构由X射线衍射确定，如下图所示：
文献表明，配位后的N—N键长为0.1212(8) nm，相比于单纯的N2分子，键长有所增加，同时V-N键长介于单键和双键之间，这些都有力地证明了反馈π键的存在及其对增强金属配体间力的作用。
7-2此题是一道结构绘制题，题目中给了较多的提示，所以难度有所降低。
条件一：3个铬原子的化学环境完全相同→3个铬原子必呈等边三角形分布，，其他配体分布不能破坏这个对称性。
条件二：乙酸根为桥连配体→乙酸根必均分在3个铬中间，注意到分子中共有6个乙酸根，所以每两个铬之间会夹杂两个乙酸根，而且它为桥连配体，所以应该是用羧酸根上的两个氧去把金属连接起来。
条件三：水分子为单齿配体→注意到分子中正好3个水分子，所以每个铬恰好均分一个水分 子。
最后注意到还剩一个氧原子，考虑到前面提到的铬的等价性，氧只有处于上述等边三角形的中心，才能维持这个等价性，所以氧的位置也被确定了下来。
综上，可以绘出下述结构：
评析7-1小题围绕一个 比较新颖的反应展开，综合了氧化还原、配位化学、氮气活化等多个知识点，考查了π配位体的配位数问题和反馈π键问题，对参赛者基本功要求较高。此反应涉及_______些比较前沿的领域，容易引起学生的兴趣。
7-2小题从一个复杂结构的对称性人手，引导学生发现化学中的对称美，通过对称性信息推断分子结构，虽然简单但构思不错。
21．(1)3d10 4s1
(2) ABD sp3 N＞C＞H
(3) 乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键； N 元素电负性更小，更易给出孤对电子形成配位键；
(4) （，，）
【详解】（1）铜元素基态原子中3d、4s能级上电子为其价电子，3d能级上有10个电子、4s能级上有1个电子，其价电子排布式为3d10 4s1；
故答案为3d10 4s1；
（2）①Cu2+与乙二胺所形成的配离子内部粒子间含有C N、C H、N H、C C和N Cu键，C N、C H和N H为极性键，C C非极性键，N Cu之间的化学键是配位键；
故答案为ABD；
②乙二胺分子中氮原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断N原子的杂化轨道类型为 sp3，元素的非金属性越强，其电负性越大，电负性大小顺序是N＞C＞H；
故答案为sp3；N＞C＞H；
（3）乙二胺分子中N原子上连接有氢原子，可形成氢键，而三甲胺分子中氮原子上没有连接氢原子，不能形成氢键，故乙二胺的沸点比三甲胺高很多；向含Cu2＋的溶液中加入足量氨水，可生成更稳定的[Cu(NH3)4]2＋，是因为N 元素电负性更小，更易给出孤对电子形成配位键；
故答案为乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键；N 元素电负性更小，更易给出孤对电子形成配位键；
（4）①C点位于体对角线的处，根据A点和B点的晶胞参数，容易写出C的晶胞参数为（，，）；
故答案为（，，）；
②阿伏加德罗常数值为；该晶胞是面心立方最密堆积，每个面上对角线上的3个Cu原子紧密相连，则晶胞棱长＝， 晶胞体积＝，该晶胞中Cu原子个数＝，S原子个数是4，所有原子体积＝，该晶体中原子的空间利用率＝；
故答案为，