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- 2021-07-02 发布
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2020年3月湖湘名校高三线上自主联合检测化学
一、选择题:本题共6个小题,每小题6分,共42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.化学在生活中有着广泛的应用,下列说法不正确的是
A. 防哂霜能够防止强紫外线引起皮肤中蛋白质的变性
B. 煤的脱硫、汽车尾气实行国Ⅵ标准排放都是为了提高空气质量
C. 纳米级的铁粉能通过吸附作用除去水体中的Cu2+、Hg2+ 等重金属离子
D. 利用肥皂水处理蚊虫叮咬,主要是利用肥皂水的弱碱性
【答案】C
【解析】
【详解】A. 紫外线能使蛋白质变性,应注意防晒,故A正确;
B. 采用燃料脱硫技术可以减少二氧化硫的产生,从而防止出现酸雨,NOx的催化转化生成无污染的氮气也能减少酸雨,所以煤的脱硫、汽车尾气实行国VI标准排放都是为了提高空气质量,故B正确;
C. Fe和Pb2+、Cu2+、Hg2+发生置换反应生成金属单质而治理污染,与吸附性无关,故C错误;
D. 肥皂水(弱碱性)可与酸性物质反应,可减轻蚊虫叮咬引起的痛痒症状,故D正确;
故答案为C。
2.设阿伏加德罗常数的数值为NA,下列说法正确的是
A. 1L 1 mol·L-1 的NaHCO3溶液中含有的离子数为3NA
B. 22.4 L的CO2与过量Na2O2充分反应转移的电子数为NA
C. 常温下,2.7 g铝片投入足量的浓硫酸中,铝失去的电子数为0.3NA
D. 常温常压下,14g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.HCO3-不能完全电离,部分发生水解,因此1L、1 mol·L-1的NaHCO3溶液中含有的离子数小于3NA,故A错误;
B.未注明气体的状况,无法确定气体的物质的量,故B错误;
C.铝片遇到冷的浓硫酸会钝化,铝失去的电子数小于0.3NA,故C错误;
D.氮气和一氧化碳的摩尔质量都是28g/mol,都是双原子分子,14g由N2
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与CO组成的混合气体的物质的量为:=0.5mol,含有1mol原子,含有的原子数目为NA,故D正确;
故答案为D。
3.根据下面实验或实验操作和现象,所得结论正确的是
实验或实验操作
现象
实验结论
A
用大理石和稀盐酸反应制取CO2气体,立即通入一定浓度的苯酚钠溶液中
出现白色沉淀
H2CO3的酸性比苯酚的酸性强
B
向某溶液先滴加硝酸酸化,再滴加BaC12溶液
有白色沉淀生成
原溶液中含有SO42-,SO32-,HSO3-中的一种或几种
C
向蔗糖溶液中加入稀硫酸并水浴加热,一段时间后再向混合液中加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热
无红色沉淀
蔗糖未水解
D
将浸透了石蜡油的石棉放置在试管底部,加入少量的碎瓷片,并加强热,将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液
溶液褪色
石蜡油分解产物中含有不饱和烃
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.也可能是挥发出的HCl与苯酚钠反应,无法得出题中实验结论,故A错误;
B.原溶液中也可能含有Ag+,故B错误;
C.蔗糖在酸性条件下水解,水解液显酸性,加入Cu(OH)2悬浊液之前要中和稀硫酸使溶液呈碱性,所以操作错误无法得到结论,故C错误;
D.石蜡为多种烃的混合物,产生的气体能使酸性高猛酸钾褪色,说明含有能被酸性高猛酸钾氧化的不饱和烃,故D正确;
故答案为D。
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4.某有机物结构简式如图,下列对该物质的叙述中正确的是
A. 该有机物易溶于苯及水
B. 该有机物苯环上的一氯代物共有4种
C. 该有机物可以与溴的四氯化碳溶液发生加成反应使之褪色
D. 1mol该有机物最多可与1mol NaOH发生反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 该有机物烃基较大,不溶于水(亲水基较少,憎水基较多),所以易溶于苯但不溶于水,故A错误;
B. 该有机物苯环上的一氯代物与苯环上另一取代基有邻间对3种位置,共有3种,故B错误;
C. 该有机物没有碳碳双键或碳碳叁键不能与Br2的CCl4溶液发生加成反应,故C错误;
D. 该有机物只有一个普通酯基可与1molNaOH发生反应,故D正确;
故答案为D。
5.a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,工业上采用液态空气分馏方法来生产供医疗急救用的b的单质,c与b同族,d与c形成的一种化合物可以溶解硫。下列有关说法正确的是
A. 原子半径:a>b>c>d
B. 元素非金属性的顺序为b>c>d
C. a与b形成的化合物只有离子键
D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:d>c
【答案】B
【解析】
【分析】
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a的M电子层有1个电子,则A为Na;工业上采用液态空气分馏方法来生产供医疗急救用的b的单质,则b为O;c与b同族且为短周期元素,则c为S;d与c形成的一种化合物可以溶解硫,该物质为CS2,则d为C。
【详解】A. 同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小,同一主族,从上到下,原子半径增大,因此原子半径Na>S>C>O,即a>c>d>b,故A错误;
B. 同一主族:从上到下,元素的非金属性减弱,元素非金属性的顺序为O>S>C,即b>c>d,故B正确;
C. a与b形成的过氧化钠中既含有离子键,又含有共价键,故C错误;
D. S的非金属性大于C,所以最高价氧化物对应水化物的酸性:d小于c,故D错误;
故答案为B。
6.锂—铜空气燃料电池(如图)容量高、成本低,该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为:2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-,下列说法错误的是
A. 放电时,当电路中通过0.2mol电子的电量时,有0.2mol Li+透过固体电解质向Cu极移动,有标准状况下1.12L氧气参与反应
B. 通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O
C. 放电时,正极的电极反应式为:Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-
D. 整个反应过程,空气中的O2起了催化剂的作用
【答案】D
【解析】
【分析】
放电时,锂失电子作负极,Cu上O2得电子作正极,负极上电极反应式为Li-e-═Li+,正极上电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,电解质溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,据此分析解答。
【详解】A.放电时,电解质中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,当电路中通过0.2 mol电子的电量时,根据4Cu+O2===2Cu2O,O2+4e-+2H2O=4OH-,正极上参与反应的氧气为0.05mol,在标准状况下的体积为0.05mol×22 .4L/mol=1.12L,故A正确;
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B.该电池通过一种复杂的铜腐蚀而产生电力,由方程式可知铜电极上并非是氧气直接放电,正极反应为Cu2O+H2O+2e-=Cu+2OH-,因此通入空气的目的是让氧气与铜反应生成Cu2O,故B正确;
C.该电池通过一种复杂的铜腐蚀而产生电力,由方程式可知铜电极上并非是氧气直接放电,正极反应为Cu2O+H2O+2e-=Cu+2OH-,故C正确;
D.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,放电时Cu2O转化为Cu,则整个反应过程中,铜相当于催化剂,氧化剂为O2,故D错误;
故答案为D。
7.常温下,向20mL、浓度均为0.1mol·L-1的氢氧化钠溶液、氨水中分别滴加0.1mol·L-1盐酸,溶液导电性如图所示(已知:溶液导电性与离子浓度相关)。下列说法正确的是
A. a点溶液pH=11
B. 曲线1中c与e之间某点溶液呈中性
C. c点溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(N3H·H2O)
D. 在a、b、c、d、e中,水电离程度最大的点是d
【答案】C
【解析】
【分析】
氢氧化钠为强电解质,一水合氨为弱电解质,所以体积、浓度相同的氢氧化钠溶液的导电性要比一水合氨的导电性要强,故曲线2为氢氧化钠溶液,曲线1氨水。
【详解】A. 曲线2为氢氧化钠溶液,氢氧化钠是一元强碱,c(OH-)=0.1mol/L, 则c(H+)=1×10-13 mol/L,所以 pH=-lgc(H+)=13,故A错误;
B.在氨水中滴加盐酸,溶液由碱性变中性,再变成酸性,滴定前氨水呈碱性,而c点对应的溶液溶质为氯化铵,呈酸性,说明中性点在c点向b点间的某点,c点到e点溶液的酸性越来越强,故B错误;
C. c点表示溶质是氯化铵,溶液中存在质子守恒式:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O),故C正确;
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D. 由图像知, 曲线1导电性较弱,说明曲线1对应的溶液为弱电解质溶液,即曲线1代表氨水,曲线2代表氢氧化钠溶液,c点表示氨水与盐酸恰好完全反应生成氯化铵,水解程度最大,故此点对应的溶液中水的电离程度最大,故D错误;
故选C。
【点睛】正确判断曲线1、曲线2代表的溶质为解答关键,然后根据横坐标加入HCl的量可以判断各点相应的溶质情况,根据溶质分析溶液的酸碱性、水的电离程度。
8.亚硝酸钠(NaNO2)是一种肉制品生产中常见的食品添加剂,使用时必须严格控制其用量。在漂白、电镀等方面应用也很广泛。某兴趣小组设计了如下图所示的装置制备NaNO2(A中加热装置已略去)。
已知:室温下,①2NO+Na2O2===2NaNO2
②酸性条件下,NO 或NO2-都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+
(1)A中发生反应的化学方程式为_________________________________。
(2)检查完该装置的气密性,装入药品后,实验开始前通入一段时间N2,然后关闭弹簧夹,再滴加浓硝酸,加热。通入N 2的作用是______________。
(3)装置B中观察到的主要现象为_________________
(4)①为保证制得的亚硝酸钠的纯度,C装置中盛放的试剂可能是___________(填字母序号)。
A.P2O5 B.无水CaCl2 C.碱石灰 D.浓硫酸
②如果取消C装置,D中固体产物除NaNO2外,可能含有的副产物有________ 写化学式)。
(5)E中发生反应的离子方程式为____________。
(6)将1.56g Na2O2完全转化为NaNO2,理论上至少需要木炭__________g。
【答案】 (1). C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O (2). 排尽空气,防止生成的NO被氧气氧化 (3). 红棕色气体消失,铜片溶解,溶液变蓝,导管口有无色气泡冒出 (4). C (5). Na2CO3、NaOH (6). 5NO+3MnO4⁻+4H+=5NO3⁻+3 Mn2++2H2O (7). 0.24g
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【解析】
【分析】
A装置为C与HNO3 (浓)反应生成二氧化碳与二氧化氮,二氧化氮在B中与水反应生成硝酸,硝酸与Cu反应生成NO, D装置中制备NaNO2,由于二氧化碳、水蒸气与过氧化钠反应的得到碳酸钠、氢氧化钠,故需要除去二氧化碳,并干燥NO气体,所以C中放了碱石灰,反应开始需要排尽装置中的空气,防止氧气将NO氧化,利用酸性高锰酸钾溶液溶液氧化未反应的NO,可以防止污染空气。
【详解】(1)A装置为C与HNO3 (浓)反应生成二氧化碳与二氧化氮,反应方程式为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(2)实验开始前通入一段时间N2,可排尽装置中的空气,防止氧气将NO氧化;
(3)二氧化氮在B中与水反应生成硝酸,硝酸与Cu反应生成NO,所以看到的现象为:红棕色气体消失,铜片溶解,溶液变蓝,导管口有无色气泡冒出;
(4)①根据分析可知,C装置中可能盛放的试剂是碱石灰;
②结合分析可知,二氧化碳、水蒸气与过氧化钠反应的得到副产物碳酸钠、氢氧化钠;
(5)根据题目提供信息可知酸性条件下,NO能与MnO4⁻反应生成NO3⁻和Mn2+,方程式为:5NO+3MnO4⁻+4H+=5NO3⁻+3 Mn2++2H2O;
(6)n(Na2O2)==0.02mol,根据元素守恒可知1.56g Na2O2完全转化为NaNO2,需要n(NO)=0.04mol。设参加反应的碳为x mol,根据方程式C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O可知生成n(NO2)=4x mol,根据方程式3 NO2+H2O=2HNO3+ NO,可知4x mol NO2与水反应生成x mol硝酸和x molNO;根据3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可知硝酸与铜反应生成的NO为x mol,所以有x mol+x mol=2x mol=0.04mol,解得x=0.02mol,则需要的碳的质量为12g/mol×0.02mol=0.24g。
【点睛】本题易错点为第(3)小题的现象描述,在描述实验现象要全面,一般包括有无气体的产生、溶液颜色是否有变化、固体是否溶解、是否有沉淀生成、体系的颜色变化。
9.绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想,可用化学实现“化废为宝”。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、铁的氧化物等)生产碱式硫酸铁
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(是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂)工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液pH见下表:
回答下列问题:
(1)用稀硫酸浸废铁屑后溶液中主要的金属阳离子有______________。
(2)写出酸浸过程中Fe3O4发生的离子反应方程式:___________________________。
(3)加入少量NaHCO3的目的是调节pH在________________范围内。
(4)已知室温下,Al(OH)3 的Ksp=1.3×10-33,在pH=5时,溶液中的c(Al3+)=________。
(5)反应Ⅱ中入NaNO2的目的是氧化亚铁离子,写出该反应的离子方程式为 _____。
(6)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,该水解反应的离子方程式为__________________________。
(7)为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:准确量取20.00 mL溶液于带 塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<2,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后, 再用0.1000 mol·L-1Na2S2O3 标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00 mL。已知:2Fe3++2I-=2Fe3++I2,I2+2S2O32-=2I-+S4O62-则溶液中铁元素的总含量为__________g·L-1。
【答案】 (1). Fe2+、Al3+ (2). Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O (3). 4.4≤pH<7.5 (4). 1.3×10-6 (5). 2H++Fe2++NO2-===Fe3++NO↑+H2O (6). 2Fe(OH)2++2H2O⇋ Fe2(OH)42++2H+ (7). 5.6
【解析】
分析】
废铁屑中含少量氧化铝、铁的氧化物等,将过量废铁屑加入稀硫酸中,氧化铝反应生成硫酸铝,铁的氧化物反应生成硫酸铁和硫酸亚铁,过量的铁屑与三价铁离子反应生成亚铁离子,若还有铁屑剩余则与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,然后加入NaHCO3并搅拌,调节溶液的pH,将铝离子沉淀,所以滤渣中成分是Al(OH)3
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,过滤得到硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2,酸性条件下,NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO,将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁,据此分析解答。
【详解】(1)根据分析可知用稀硫酸浸废铁屑后溶液中主要的金属阳离子有Fe2+、Al3+;
(2)Fe3O4与氢离子反应生成三价铁离子、亚铁离子和水,离子方程式为:Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O;
(3)制备硫酸亚铁,应与硫酸铝分离,应调节溶液pH生成Al(OH)3,要避免生成应Fe(OH)2沉淀,根据氢氧化物沉淀需要的pH知,在pH在4.4-7.5之间将铝离子转化为Al(OH)3沉淀,而亚铁离子不能生成沉淀,所以控制pH在4.4~7.5之间;
(4)Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)·c(OH⁻)3=1.3×10-33,pH=5时,c(OH⁻)=1×10-9mol/L,所以c(Al3+)==1.3×10-6mol/L;
(5)酸性条件下,亚硝酸钠具有氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原生成NO,所以反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+,发生反应的离子方程式为 2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O;
(6)Fe(OH)2+离子可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为:2Fe(OH)2++2 H2O⇋ Fe2(OH)42++2H+;
(7)根据所给反应可得关系式Fe3+~S2O3⁻,所以n(Fe3+)=n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×0.020 L=0.0020 mol,溶液中铁元素的总含量为=5.6 g/L。
10.当今环境问题越来越受到人们的重视。汽车尾气中含有较多的NO和CO,两种气体均会使人体中毒。处理大气中的污染物,打响“蓝天白云”保卫战是当前的重要课题。请回答下列问题
(1)用还原法将NO转化为无污染的物质。已知:
2C(s)+O2(g)2CO △H1=-221.0KJ/mol
N2(g)+O2(g)2NO △H2=+180.5KJ/mol
2NO+C(s)CO2(g)+N2(g) △H3=-573.75KJ/mol
请写出CO与NO生成无污染气体CO2与N2的热化学方程式_______________________。
(2)在一定温度下,向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的焦炭,反应过程中测得各容器中c(NO)(mol/L)随时间(s)的变化如下表。
已知:三个容器反应温度分别为T甲= 500℃、T乙= 500℃、T丙= a℃
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甲容器中,该反应的平衡常数K=_______。丙容器的反应温度a _______500℃(填“˃”、“<”或“=”),理由是_______________________________。
(3)某研究性小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。
①若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为_________。
②在n(NO)/n(CO)=1的条件下,为更好的除去NO物质,应控制的最佳温度在_____K左右。
(4)利用电解原理也可以处理NO。下图为工业生产模拟装置。其中A、B为多孔电极(外接电源未画出),则B为___________极(填“正”“负”“阴”或“阳”,),A电极反应式为______________________。
【答案】 (1). 2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)△H=-746.0 kJ/mol (2). (3). > (4). 甲、丙容器中反应物起始量相同,丙容器达平衡的时间比甲容器达平衡的时间短 (5). NO的分解反应是放热反应,升高温度不利于正反应进行 (6). 870K(温度写到800K~900K之间均可) (7). 阴极 (8). SO2-2e⁻+2H2O= SO42⁻ +4H+
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【解析】
【分析】
(1)根据盖斯定律进行分析;
(2)根据三段式,计算出平衡时各物质的浓度,根据平衡常数计算公式K= 进行计算;根据温度对反应速率的影响规律进行分析;
(3)①根据温度对平衡移动的规律进行分析;
②在=1的条件下,根据图像可知,温度在870K左右分解率几乎达到100%;
(4)根据图示,A极SO2失电子发生氧化反应生成SO42⁻,则A为阳极,发生氧化反应。
【详解】(1)已知:①2C(s)+O2(g)2CO △H1=-221.0kJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO △H2=+180.5kJ/mol
③2NO+C(s)CO2(g)+N2(g) △H3=-573.75kJ/mol
CO与NO生成气体CO2与N2的热化学方程式为2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)△H,根据盖斯定律可知2③-(①-②)可得目标反应方程式,所以△H=-573.75kJ/mol×2-(-221.0kJ/mol-180.5kJ/mol)=-746.0 kJ/mol,所以该反应的热化学方程式为:2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)△H=-746.0 kJ/mol;
(2)甲容器中,发生反应2NO(g)+C(s) CO2(g)+ N2(g),根据容器中cNO) (mol/L)随时间(s)的变化,列三段式:
根据平衡常数的定义可知K==;
甲、丙容器中反应物起始量相同,丙容器达平衡的时间比甲容器达平衡的时间短,反应速率更快,故丙容器的反应温度a > 500℃;
(3)①根据图像可知,温度超过775K,升高温度, NO的分解率降低,平衡逆向移动,则NO的分解反应为放热反应;
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②在 =1的条件下,根据图像可知,温度在870K左右分解率几乎达到100%,且再继续升高温度,分解率变化不大;
(4)根据图示,A极SO2失电子发生氧化反应生成SO42-,则A为阳极,电极反应式是SO2-2e⁻+2H2O=SO42-+4H+,则B为阴极。
【点睛】第(2)题中通过比较达到平衡的时间可以判断出a > 500℃,而温度升高后平衡时NO的浓度增大,说明升高温度平衡左移,该反应正反应为放热反应。
11.a、b、c、d、e是元素周期表中前四周期的元素,其原子序数依次增大,a为元素周期表中原子半径最小的元素,b的基态原子中占有电子的3个能级上的电子总数均相等,d与b同族,c与b同周期,且c的所有p轨道上的电子总数与所有s轨道上的电子总数相等,e的次外层电子数是其最外层电子的7倍。回答下列问题:
(1)c、d形成化合物的晶体类型为___________;
(2)b、a c形成的三原子分子中,c原子的杂化方式为___________;
(3)b、c、d三种元素的电负性由小到大的顺序为___________;(用元素符号表示),d元素基态原子价层电子排布式为_________;
(4)金属Mg与a、e形成的化合物是目前人类已发现的体积储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示,其中黑球代表e,深灰色小球代表Mg,浅灰色小球代表a,其中浅灰色小球除在棱上、面上以外,在晶胞内部还有6个。试写出该化合物的化学式:__________________。
(5)b、c、e能形成如图所示三角双锥构型的配合物分子,三种元素的原子分别用大白球、小白球和灰色小球代表。该配合物形成配位键时提供空轨道的原子是___________(填元素符号),该配合物中大白球代表的元素的化合价为___________。
(6)①在水溶液中,水以多种微粒的形式与其他化合物形成水合物。试画出如下微粒的结构图式。H5O2+______________________
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②如图为冰的一种骨架形式,依此为单位向空间延伸该冰中的每个水分子有___________个氢键;如果不考虑晶体和键的类型,哪一物质的空间连接方式与这种冰的连接类似_______
【答案】 (1). 原子晶体 (2). sp3 (3). Si