新疆维吾尔自治区届高三下学期三诊理综化学试题解析版.docx

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新疆维吾尔自治区届高三下学期三诊理综化学试题解析版

2021年新疆高考化学三诊试卷（问卷）

一、选择题

1.新材料的发展充分体现了“中国技术”“中国制造”和“中国力量”。

下列成果所涉及的材料为金属材料的是

A.“天问一号”火星探测器太阳翼的材料——石墨纤维复合聚酰胺薄膜

B.“太阳能路灯计划”使用的太阳能电池的材料——砷化镓

C.“领雁”AG50飞机主体结构的复合材料——玻璃纤维复合材料

D.“天宫二号”航天器使用的质量轻、强度高的材料——钛合金

【1题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．石墨纤维是碳元素组成的一种单质，是无机非金属材料，聚酰胺薄膜是有机高分子合成材料，不是金属材料，A项不符合题意

B．砷化镓是一种半导体材料，不是金属材料，B项不符合题意；

C．玻璃纤维是由熔融玻璃快速抽拉而成的细丝，不是金属材料，C项不符合题意；

D．钛合金是合金材料，属于金属材料，D项符合题意；

综上所述，答案为D。

2.下列关于有机物

说法正确的是

A.2—甲基丁烷也称为异丁烷

B.C8H10共有3种含有苯环的同分异构体

C.乙烯、氯乙烯、聚乙烯均可使酸性高锰酸钾溶液褪色

D.乙酸与乙醇可以发生酯化反应，又均可与金属钠发生反应

【2题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．2-甲基丁烷中含有5个碳原子，2-甲基丁烷也称为异戊烷，故A错误；

B．C8H10含有苯环的同分异构体中可能含有1个支链，取代基为-CH2CH3，有1种结构；可能含有2个支链，取代基为2个-CH3，两个甲基可能位于邻位、间位、对位，所以符合条件的同分异构体有4种，故B错误；

C．乙烯和氯乙烯中含有碳碳双键而能使酸性高锰酸钾溶液褪色，聚乙烯中不含碳碳双键，所以聚乙烯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C错误；

D．羧酸和醇在一定条件下能发生酯化反应，-COOH、-OH都能和Na反应，所以乙酸和乙醇可以发生酯化反应且二者都能和Na反应生成氢气，故D正确；

答案选D。

3.下列实验现象的描述正确的是

A.如图甲所示实验：

制胶体时产生红褐色沉淀

B.如图乙所示实验：

溶液颜色变红

C.如图丙所示实验：

产生大量气泡

D.如图丁所示实验：

先产生白色沉淀，后溶解

【3题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．饱和氯化铁溶液滴入沸水中加热到红褐色，得到氢氧化铁胶体，不是红褐色沉淀，故A错误；

B．煤油隔绝了氧气，氯化亚铁不被氧气氧化为氯化铁，故KSCN溶液滴入氯化亚铁溶液中无现象，故B错误；

C．氢氧化钠溶液滴入试管中和铝发生反应生成偏铝酸钠和氢气，产生大量气泡，故C正确；

D．氨水滴入氯化铝溶液中生成氢氧化铝白色沉淀，继续滴加氨水，沉淀不溶解，故D错误；

故选：

C。

4.如图表示甲、乙、丙三个过程的能量变化（其中H2、Br2、HBr均为气态）。

下列有关说法正确的是

A.H原子形成1molH2吸收436kJ的能量

B.反应H2（g）＋Br2（g）＝2HBr（l）△H＝－103kJ·mol－1

C.已知条件不充分，无法计算乙过程的能量变化

D.Br2分子的化学性质比Br原子的活泼

【4题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A.2molH原子形成1molH2放出436kJ的能量，A不正确；

B.反应H2（g）＋Br2（g）＝2HBr（g）△H＝－103kJ·mol－1，B不正确；

C.图中没有提供断裂H-Br所需的能量，无法计算乙过程的能量变化，C正确；

D.Br2分子的能量比Br原子低，所以Br2分子的活泼性比Br差，D不正确。

故选C。

5.A、W、X、Y、Z是原子序数依次增加的短周期主族元素，最外层电子数满足2Y=X-W，W存在5原子核10电子的氢化物分子，X 的最外层电子数是电子层数的3倍，常温下，0.01mol∙L-1YAZX4溶液的pH为2。

下列说法正确的是

A.简单离子半径：

W>X>Y>Z>AB.氢化物的沸点：

X>W

C.YAZX4是共价化合物，水溶液显酸性D.最高价含氧酸的酸性：

Z>W

【5题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】W存在5原子核10电子的氢化物分子，则W为C；X 的最外层电子数是电子层数的3倍，则电子层数为2，X为O；常温下，0.01mol∙L-1YAZX4溶液的pH为2，YAZX4可完全电离出氢离子，则A为H，YAZX4为硫酸氢钠，Y为Na，Z为S。

【详解】A．A、W、X、Y、Z分别为H、C、O、Na、S，则简单离子半径：

S2-＞C4-＞O2-＞Na+＞H+，A说法错误；

B．水分子间存在氢键，导致沸点升高，则氢化物的沸点：

H2O＞H2S，B说法错误；

C．YAZX4是硫酸氢钠，为离子化合物，水溶液显酸性，C说法错误；

D．S的非金属性大于C，则最高价含氧酸的酸性：

S＞C，D说法正确；

答案为D。

6.将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S，其转化如图所示（CuS不溶于水）。

下列说法错误的是

A.过程①发生复分解反应，由弱酸反应得到强酸

B.过程②中，发生反应的离子方程式为：

S2-＋2Fe3＋=S＋2Fe2＋

C.过程③中，标准状况下11.2LO2参加反应转移2mol电子

D.在②中Fe3＋作氧化剂，在③中Fe3＋是氧化产物

【6题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．过程①发生的反应

是复分解反应，由硫化氢生成氯化氢，由弱酸生成强酸，A不选；

B．过程②中，Fe3＋转化为Fe2＋，硫化铜是沉淀，不能拆成离子的形式，正确的离子方程式是

，故B选；

C．过程③中，标准状况下11.2LO2参加反应其物质的量是

=0.5mol，转移0.5mol×2×2=2mol电子，故C不选；

D．过程②中，Fe3＋转化为Fe2＋，Fe3＋作氧化剂，在③中，Fe2＋转化为Fe3＋，Fe3＋是氧化产物，故D不选；

故选：

B。

7.如图是利用一种微生物将废水中的有机物（如淀粉）和废气NO的化学能直接转化为电能，下列说法中一定正确的是

A.质子透过阳离子交换膜由右向左移动

B.与X相连接是用电器标有“＋”的接线柱

C.M电极反应式：

（C6H10O5）n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋

D.当M电极微生物将废水中16.2g淀粉转化掉时，N电极产生134.4LN2（标况下）

【7题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】根据题给信息知，该装置是将化学能转化为电能的原电池，由图可知，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，

A．M是负极，N是正极，质子透过离子交换膜由左M极移向右N极，故A错误；B．电子从M极（负极）流出，与X相连接处是电子流入端，则与X相连接是用电器标有“—”的接线柱，故B错误；C．若有机废水中含有葡萄糖，葡萄糖属于燃料，在负极M上失电子发生氧化反应，电极反应式为：

（C6H10O5）n+7nH2O-24ne-═6nCO2↑+24nH+，故C正确；D．每转化掉16.2g淀粉（即0.1nmol）时，转移电子数为2.4mol，N电极产生0.6mol氮气，在标准状况下的体积为13.44L，故D错误．答案选C。

点睛：

电化学内容考查时，从图中元素价态变化，确定得失电子，确定正、负（或阴阳极），或从反应方程式出发，用双线桥法确定两个半反应，写出半反应式，由半反应式确定电解质中离子迁移方向、电子转移数目（守恒法）计算等。

二、解答题

8.甘氨酸亚铁是一种新型的铁营养强化剂，广泛用于缺铁性贫血的预防和治疗。

已知：

甘氨酸亚铁的化学式为[（H2NCH2COO）2Fe，摩尔质量204g•mol-1]。

实验室模拟其合成方法如图1所示：

已知：

甘氨酸（H2NCH2COOH）

异抗坏血酸

甘氨酸亚铁

FeSO4•7H2O.

FeCl2•4H2O

易溶于水，微溶于乙醇

易溶于水和乙醇有弱酸性和强还原性

易溶于水，难溶于乙醇

易溶于水，难溶于乙醇

易溶于水，易溶于乙醇

请回答：

（1）如图2所示合成装置中仪器b的名称是____。

（2）步骤Ⅱ加热的方法可采用____；为了防止Fe2+被氧化，本实验设计的步骤中，采取的措施有____。

（3）下列说法正确的是____。

A.滴入液体前，应先打开滴液漏斗a的上口玻璃塞

B.根据题中所给信息，亚铁盐应选用FeSO4•7H2O

C.步骤Ⅲ中的分离方法是过滤。

D.步骤Ⅳ，提纯操作中的干燥过程最好选用真空干燥

（4）写出合成甘氨酸亚铁的化学方程式是____。

合成过程需控制pH=5.5，试说明理由____。

（5）步骤Ⅲ加入无水乙醇的目的是____。

（6）若甘氨酸的投料量为20.0g，得到纯品23.2g，则产品的产率为____%。

（保留一位小数）

【8题答案】

【答案】

（1）三颈烧瓶

（2）①.水浴加热②.通入氮气，加入异抗坏血酸（3）CD

（4）①.FeCl2•4H2O+2H2NCH2COOH+2NaOH=（H2NCH2COO）2Fe+2NaCl+6H2O②.pH过低使产率下降的原因是H+会与H2NCH2COOH中的氨基反应；pH过高会生产沉淀

（5）降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度，促使其结晶析出；除去杂质，提高产率

（6）85.3

【解析】

【分析】本题实验目的是制备甘氨酸亚铁，实验原理是FeCl2•4H2O+2H2NCH2COOH+2NaOH=（H2NCH2COO）2Fe+2NaCl+6H2O，把握题中所给信息，同时制备过程中不能引入新的杂质，据此分析；

【小问1详解】

根据图示，合成装置中仪器b为三颈烧瓶，故答案为：

三颈烧瓶；

【小问2详解】

步骤Ⅱ加热

温度为50℃，可采取水浴加热的方法，甘氨酸饱和溶液中通入氮气，气流通过溶液，能起搅拌溶液的作用，搅拌可以加快化学反应速率，同时除去溶液中溶解的氧气，加入异抗坏血酸，异抗坏血酸介于弱酸性和强还原性，都能防止亚铁离子被氧气氧化，故答案为：

水浴加热；通入氮气，加入异抗坏血酸；

【小问3详解】

A．装置中使用的是恒压滴液漏斗，滴入液体前，无需打开滴液漏斗a的上口玻璃塞，故A错误；

B．FeSO4•7H2O易溶于水，难溶于乙醇，在加入乙醇析出甘氨酸亚铁时会混入杂质，而FeCl2•4H2O易溶于乙醇，不会引入杂质，因此亚铁盐应选用FeCl2•4H2O，故B错误；

C．加入乙醇析出甘氨酸亚铁，步骤Ⅲ为分离液体和固体的操作，分离方法是过滤，故C正确；

D．步骤Ⅳ中，用蒸馏水洗涤除去乙醇，得到纯净的甘氨酸亚铁，甘氨酸亚铁容易被氧化，因此干燥过程最好选用真空干燥，故D正确；

故答案为：

CD；

【小问4详解】

合成合成甘氨酸亚铁的反应物是H2NCH2COOH、氢氧化钠和FeCl2•4H2O，化学方程式为FeCl2•4H2O+2H2NCH2COOH+2NaOH=（H2NCH2COO）2Fe+2NaCl+6H2O，pH过低，H+会与H2NCH2COOH中的氨基反应，使产率下降，pH过高会生成氢氧化亚铁沉淀，因此合成过程需控制pH=5.5，故答案为：

FeCl2•4H2O+2H2NCH2COOH+2NaOH=（H2NCH2COO）2Fe+2NaCl+6H2O；pH过低使产率下降的原因是H+会与H2NCH2COOH中的氨基反应：

pH过高会生产沉淀；

【小问5详解】

甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，步骤Ⅲ加入无水乙醇，降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度，促使其结晶析出；同时除去杂质，提高甘氨酸亚铁的产率和纯度，故答案为：

降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度，促使其结晶析出；除去杂质，提高产率；

【小问6详解】

甘氨酸的投料量为20g，甘氨酸的物质的量n=

=

mol，生成n[（NH2CH2COO）2Fe]=

mol，理论的产量为

mol×204g/mol=27.2g，产率为

×100%=

×100%≈85.3%，故答案为：

85.3。

10.钼（Mo）广泛应用于钢铁、石油、化工、电气和电子技术、医药和农业等领域。

某化学兴趣小组利用废钼催化剂（主要成分

MoS2，含少量Cu2S，FeS2）回收Mo并制备钼酸钠晶体，其主要流程如图1所示：

回答下列问题：

（1）空气焙烧

过程中采用如图2所示的“多层逆流焙烧”，其焙烧的优点是____（任答一点）。

（2）气体1主要成分为____，工业上常用____吸收。

操作1为____。

（3）结合图3，判断固体1的成分主要有____，CuO、Fe2O3。

（4）钼酸钠是一种新型水处理剂，可以和重金属盐沉淀，则与硫酸铜反应的离子方程式____。

（5）还原法制备钼，若利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为____。

（6）已知Na2MoO4溶液中c（MoO

）=0.48mol•L-1，c（CO

）=0.040mol•L-1。

钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时，需加入Ba（OH）2固体以除去CO

，当BaMoO4开始沉淀时，CO

的去除率为95.0%，则Ksp（BaMoO4）=____。

（已知Ksp（BaCO3）=1.0×10-10，过程中溶液体积变化忽略不计）

（7）钼酸盐的氧化性很弱，只有用强还原剂才能还原，如：

在浓盐酸溶液中，用锌做还原剂和钼酸盐溶液反应，最后生成棕色难溶物MoCl3，写出该反应的离子方程式____。

【10题答案】

【答案】

（1）增大接触面积，提高反应速率

（2）①.二氧化硫②.氨水或者石灰乳③.过滤

（3）MoO3（4）MoO

+Cu2+=CuMoO4↓

（5）3:

3:

2（6）2.4×10-8

（7）2MoO

+3Zn+16H++6Cl-=2MoCl3+3Zn2++8H2O

【解析】

【分析】主要成分是MoS2，含少量的CuS2、FeS2的废钼催化剂，在空气中采用多层逆流焙烧，第1-6层，硫化钼转化为MoO2、MoO3，第6-12层，MoO2转化为MoO3，焙烧过程中有二氧化硫气体生成，焙烧后得到MoO3、CuO、Fe2O3等固体混合物，固体混合物经碳酸钠溶液处理后，得到钼酸钠溶液和不溶性固体2，经过过滤后，得到钼酸钠溶液，钼酸钠溶液经过结晶，得到钼酸钠晶体，或者加盐酸把钼酸钠溶液转变为钼酸，经高温分解得到MoO3，然后用热还原法制备钼，以此分析解题。

【小问1详解】

空气焙烧的过程中采用如图2所示的“多层逆流焙烧"，其焙烧的优点是增大接触面积，提高反应速率，故答案为：

增大接触面积，提高反应速率；

【小问2详解】

气体1主要成分为二氧化硫，工业上常用氨水或者石灰乳吸收，操作1为过滤，故答案为：

①二氧化硫；②氨水或者石灰乳；③过滤；

【小问3详解】

分析流程在结合图3可知，在炉层为12时，MoS2百分之百转化成MoO3，因此焙烧后得到MoO3、CuO和Fe2O3等固体混合物，故答案为：

MoO3；

【小问4详解】

已知钼酸钠可以和重金属盐沉淀，与硫酸铜反应时得到钼酸铜沉淀，则离子方程式为：

，故答案为：

；

【小问5详解】

还原法制备钼，若利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3，按得失电子数守恒，三个氧化还原反应中转移的电子总数相等，每1molH2、CO和Al失去的电子数之比为2:

2:

3，则消耗还原剂的物质的量之比为3:

3:

2，故答案为：

3:

3:

2；

【小问6详解】

已知Ksp（BaCO3）=1.0x10-10，反应后的溶液中

=0.040×（1-95%）mol/L=2.0×10-3mol/L，则BaMO4开始沉淀时溶液中

，则Ksp（BaMoO4）=

，故答案为：

；

【小问7详解】

在浓盐酸溶液中，用锌做还原剂和钼酸盐溶液反应，最后生成棕色难溶物MoCl3，氧化剂为

，还原剂为Zn，还原产物为MoCl3，氧化产物为Zn2+，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，离子方程式为：

，故答案为：

。

12.碳单质及其化合物在生产生活中用途广泛。

回答以下问题：

（1）炭黑可以活化氧分子得到活化氧（O*），活化氧可以快速氧化SO2，从而消除雾霾。

其活化过程中的能量变化如图1所示，则生成活化氧的△H____0（填“＞”“”或“=”），活化过程中有水时的活化能降低了____eV。

（2）已知下列热化学方程式：

Ⅰ.2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-122.6kJ•mol-1

Ⅱ.CH3OCH3（g）+H2O（g）═2CH3OH（g）△H=+23.4kJ•mol-1

则CO2（g）与H2（g）反应合成CH3OH（g）的热化学方程式为____。

将1molCO2和3molH2充入0.5L恒容密闭容器中，在两种不同催化剂作用下发生反应，相同时间内CO2的转化率随温度变化曲线如图2所示：

①T3时，30min反应ⅱ到达a点的平均速率为v（H2）=____。

②随温度的升高，CO2的转化率先增大后减小，理由是____（不考虑催化剂对反应的影响）。

③已知c点时容器内的压强为P，在T5温度下该反应的平衡常数Kp为____（用含P的关系式表示。

Kp为以平衡分压表示的平衡常数；平衡分压=总压×体积分数）。

（3）汽车排气管装有的三元催化装置，可以消除CO、NO等的污染，尾气中生成物浓度随温度的变化关系如图3所示。

330℃以下的低温区发生的主要反应的化学方程式是____。

（4）我国对“可呼吸”的钠/二氧化碳电池的研究取得突破性进展。

该电池的总反应式为：

4Na+3CO2

2Na2CO3+C，其工作原理如图4所示（放电时产生的Na2CO3固体贮存于碳纳米管中）。

①放电时，正极电极反应式为____。

②充电时，碳纳米管连接直流电源的____极。

【12题答案】

【答案】

（1）①.＜②.0.18

（2）①.CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）ΔH=-49.6kJ/mol②.0.12mol/（L•min）③.b点前，反应未达平衡，随温度升高，反应速率加快，CO2转化率增大，b点后，反应已达平衡，随温度升高，平衡左移，CO2转化率降低④.

（3）CO+2NO

CO2+N2O

（4）①.3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C②.正

【解析】

【小问1详解】

由图可知，C+O*具有的能量为-0.29eV，比C+O2具有的能量低0.29eV，则生成活化氧的过程放热、△H＜0；无水时反应的活化能为0.75eV，有水时反应的活化能为0.57eV，则活化过程中有水时的活化能降低了（0.75-0.57）eV=0.18eV，故答案为：

＜；0.18；

【小问2详解】

根据盖斯定律：

×（Ⅰ+Ⅱ）得CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH=

（-122.6+23.4）kJ/mol=-49.6kJ/mol，故答案为：

CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH=-49.6kJ/mol；

①T3时，30min反应ⅱ到达a点，CO2的转化率为60%，则△n（CO2）=1mol×0.6=0.6mol，则△n（H2）=0.6mol×3=1.8mol，v（H2）=

=0.12mol/（L•min），故答案为：

0.12mol/（L•min）；

②b点前，反应未达平衡，随温度升高，反应速率加快，CO2转化率增大，b点后，反应已达平衡，随温度升高，平衡左移，CO2转化率降低，所以随温度的升高，CO2的转化率先增大后减小，故答案为：

b点前，反应未达平衡，随温度升高，反应速率加快，CO2转化率增大，b点后，反应已达平衡，随温度升高，平衡左移，CO2转化率降低；

③已知c点时容器内的压强为P，二氧化碳的转化率为50%，列化学平衡三段式，

平衡时各物质的物质的量为0.5mol+1.5mol+0.5mol+0.5mol=3mol，Kp=

=

，故答案为：

；

【小问3详解】

由图可知330℃以下的低温区中CO2、N2O含量较高，即为主要生成物，故发生的主要反应的化学方程式是CO+2NO

CO2+N2O，故答案为：

CO+2NO

CO2+N2O；

【小问4详解】

①由4Na+3CO2

2Na2CO3+C可知，放电

原电池反应，Na为负极失去电子，放电时正极发生还原反应生成C，反应为：

3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C，故答案为：

3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C；

②充电为电解池，电解池总反应为2Na2CO3+C=4Na+3CO2，C失去电子生成CO2，即碳纳米管为阳极，与外加电源正极相连，故答案为：

正。

14.金属锂及其重要化合物广泛应用在尖端科技领域及社会生产生活中。

（1）LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。

基态Co3+核外M层电子排布式为____；基态铁原子中，电子占据的最高能层符号为____；基态磷原子核外能量最高的电子云在空间有____个伸展方向。

（2）LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：

焦磷酸钠、三磷酸钠等。

焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示，这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为____（用n代表P原子数）。

（3）Li2O是离子晶体，被广泛用作玻璃的组分，其晶格能可通过如图所示的Bom-Haber循环计算得到。

可知，Li原子的第一电离能为____kJ•mol-1，O═O键键能为____kJ•mol-1，Li2O晶格能为____kJ•mol-1。

（4）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是____。

LiAIH4中存在____（填字母序号）。

A．金属键B．离子键C．σ键D．π键E．氢键

（5）氯化锂可用作助焊剂、干燥剂等。

LiCl•3H2O属正交晶系（长方体形）。

晶胞参数为0.72nm、1.0nm、0.56nm。

以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，记为原子分数坐标。

如图所示为沿z轴投影的晶胞中所有Cl-的分布图和原子分数坐标。

据此推断该晶胞中Cl-的数目为____。

LiCl•3H2O的摩尔质量为Mg•mol-1，设NA为阿伏加德罗常数的值，则LiCl•3H2O晶体的密度为____g•cm-3（列出计算表达式，不必化简）。

【14题答案】

【答案】

（1）①.3s23p63d6②.N③.3

（2）（PnO3n-1）（n+2）-

（3）①.520②.498③.2908

（4）①.正四面体②.BC

（5）①.4②.

g•cm-3

【解析】

【小问1详解】

Co是27号元素，根据构造原理可知基态Co原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2，Co3+核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d6，则基态Co3+核外M层电子排布式为3s23p63d6；Fe是26号元素，根据构造原理可知基态Fe原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，基态铁原子中，电子占据的最高能层为第四层，符号为N；P是15号元素，基态P原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p3，3p能级电子云能量最高，电子云在三维空间中沿着x、y、z轴3个方向延伸；

【小问2详解】

由图可知，2个P原子之间共有1个O原子，则酸根有n个P原子时，与n个PO4相比少了（n-1）个O原子，即O原子数目为4n-（n-1）=3n+1，形成1条P-O键的O原子额外获得1个电子，即离子电