高中化学碳族元素简介试题

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行以下探究活动：
【探究一】
（1）将已除去表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是____________________________。
（2）另取铁钉放入一定量浓硫酸中加热，充分反应后得到溶液X并收集到干燥气体Y。
①甲同学认为X中可能含有Fe³⁺和Fe²⁺。若要确认其中的Fe²⁺，应选用__________（填序号）。
a．KSCN溶液    b．铁氰化钾溶液    c．盐酸
②乙同学取448mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应的离子方程式为___          _，充分反应后，加入足量BaC1₂溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g。可推知气体Y中SO₂的体积分数为__________。
【探究二】
据探究一所测SO₂的体积分数，丙同学认为气体Y中可能还含有CO₂和Q气体，因此设计了下列实验装置（图中夹持仪器省略，实验前已将装置中空气排尽）进一步探究。
（3）装置A中的现象是              ，其作用是________________。

（4）为判断CO₂是否存在，需将装置M添加在______________（填序号）；
a．A之前    b．A～B之间    c．B-C之间    d．C～D之间
若存在CO₂，则产生CO₂气体的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
（5）若C中固体变红，D中固体变蓝，则Q是___________（填化学式），产生该气体的原因是__________。
（6）若某气体可能由CO₂、SO₂、H₂中的一种或多种组成，经测定其中氧的质量分数为50%，则该气体的组成可能为__________（填序号）。
a．SO₂    b．H₂、SO₂   c．H₂、 CO₂    d．CO₂、SO₂    e．CO₂、SO₂、H₂

某结晶水合物A含有两种阳离子和一种阴离子。将溶有90.60gA的水溶液分成两等份，向第一份逐滴加入NaOH溶液，溶液先出现白色沉淀后完全溶解，此过程中产生2.24 L（标准状况）刺激性气味的气体。向第二份加入过量的Ba(OH)₂溶液，过滤，用稀硝酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体46.60 g。
请回答以下问题：
（1）A的摩尔质量为                    。
（2）试通过计算确定该结晶水合物的化学式为                  。
（3）若第二份加入75.00 mL2.00 mol·L^－1的Ba(OH)₂溶液，则得到的沉淀质量为                   。

某研究小组以CaCl₂和H₂为原料，试图制备 +1价Ca的化合物，结果发现产物中只有两种化合物（甲和乙）。元素组成分析表明化合物甲中钙、氯元素的质量分数分别为52.36%、46.33%；化合物乙的水溶液显酸性。请回答下列问题：
（1）生成甲的化学反应方程式为
（2）甲与水反应可得H₂，其化学方程式是                           。
（3）在加热条件下，乙的水溶液（浓）与MnO₂反应的离子方程式是               ；乙的水溶液与Fe反应所得的溶液不稳定，保存该溶液的措施是               。
（4）请写出一个你认为可能得到CaCl的化学方程式（以CaCl₂为原料）                  。

向炭粉、Cu和Fe₂O₃组成的混合粉末中加入一定量的稀硫酸，充分反应后过滤，得到溶液A，将沉淀物洗涤、干燥，得到固体B。
（1）碳的原子结构示意图为            ，氧元素在周期中的位置是                   
（2）加入稀硫酸后，发生反应的离子方程式                    ，溶液A中一定存在的金属阳离子是               。
（3）关于固体B的成分，下列选项中可能的有             。
A．炭粉
B．炭粉和Cu
C．炭粉和Fe₂O₃
D．Cu和Fe₂O₃
E．炭粉、Cu和Fe₂O₃

硫酸工业中废渣的成分为SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。

已知：阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2
pH	3．4	5．2	12.4

一水合氨电离常数K_b=1.8×10^－5，其饱和溶液中c(OH^－)约为1×10^-3mol·L^-1。
请回答：
（1）写出A与氢氟酸反应的化学方程式：                  。
（2）上述流程中两次使用试剂X，推测试剂X是      （填以下字母编号）
A．水    B．氧化铝    C．氨水    D．氢氧化钠
（3）溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13，如果pH过小，可能导致的后果是          。（任写2点）
（4）写出F→H的反应离子方程式：             。
（5）证明H溶液的主要阴离子（Cl^－除外）的方法是                        。

由短周期元素组成的中学常见无机物A、B、C、D、E、X存在如图转化关系（部分生成物和反应条件略去）下列推断错误的是（  ）

A. 若A的单质，B和D的反应是OH^－＋HCO₃^－="=" H₂O＋CO₃^2－，则E是一种清洁的能源
B. 若D为CO，C能和E反应，则A一定为Na₂O₂，其电子式是
C． 若D为白色沉淀，与A摩尔质量相等，则X一定是铝盐
D．若X是Na₂CO₃，C为含极性键的分子，则A一定是氯气，且D和E能发生反应

右图中横坐标为加入反应物的物质的量，纵坐标为产生沉淀的物质的量。下列反应对应的曲线错误的是（  ）

A．向NaAlO2溶液中滴入HCl至过量

B．向澄清石灰水中通入CO2至过量

C．向含有盐酸的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量

D．向含有等物质的量的Ca(OH)2、KOH的混合溶液中通入CO2至沉淀消失

研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
（1）硫离子的结构示意图为______________ ,加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为___________________________________________________
（2）(NH₄)₂SO₄是常用的化肥和化工原料，受热易分解，某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH₄)₂SO₄在260℃~400℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用如图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)

实验1：连接装置A→B→C→D，检查气密性。按图示加入试剂(装置B盛0.5000mol／L盐酸70.00mL)通入N₂排尽空气后，于260℃加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N₂。品红溶液不褪色。取下装置B，加入指示利。用0．2000mol／L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25．00mL．经检验滴定后的溶液中无SO₄^2-。
①仪器X的名称是________________
②装置B内溶液吸收气体的物质的量是_______mol。
实验2：连接装置A→D→B，检查气密性。按图示重新加入试剂；通入N₂排尽空气后，于400℃加热装置A至(NH₄)₂SO₄完全分解无残留物。停止加热，冷却。停止通入N₂，观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO₃^2-，无SO₄^2-。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。
③检查装置D内溶液中有SO₃^2-无SO₄^2-的实验操作和现象是__________________________________
④装置B内溶液吸收的气体是__________________
⑤(NH₄)₂SO₄在400℃分解的化学方程式是___________________________

以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。

（1）除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-离子，加入下列沉淀剂的顺序是（填字母）            。
a．Na₂CO₃         b．NaOH        c．BaCl₂
（2）将滤液的pH调至酸性除去的离子是             。
（3）电解饱和食盐水可得到H₂和另外两种产物，这两种物质相互反应的离子方程式为              ，欲从饱和食盐水中获得食盐晶体，可采用的实验方法是              。
（4）气体X可增大饱和食盐水吸收CO₂的量，有利于NaHCO₃晶体的生成和析出，X的化学式是          。
（5）下列有关NaHCO₃和纯碱的说法正确的是          (填字母)

A．NaHCO3属于盐类，纯碱属于碱

B．分别往同浓度的NaHCO3溶液和纯碱溶液中滴加稀盐酸，产生气泡的速率相同

C．常温下在水中的溶解度，NaHCO3大于纯碱

D．除去NaHCO3溶液中的纯碱，应往溶液中通入足量的CO2

1．76克铜镁合金完全溶解于50mL、密度为1．40g/cm³、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO₂气体1792mL （标准状况），向反应后的溶液中加入适量的1．0mol/LNaOH溶液，恰使溶液中的金属离子全部沉淀。下列说法不正确的是

A．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14．0mol/L

B．加入NaOH溶液的体积是50mL

C．浓硝酸在与合金反应中起了酸性和氧化性的双重作用，且起氧化性的硝酸的物质的量为0．08mol

D．得到的金属氢氧化物的沉淀为3．12克

镁铁混合物13．8g溶解在足量某浓度的稀硝酸中，完全反应，其还原产物只有一氧化氮（0．3mol），则向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，可生成的沉淀质量为

A．26g

B．29．1g

C．29．5g

D．24g

氢气还原氧化铜反应不完全时，得到的是Cu、Cu₂O、CuO的固体混合物。某化学兴趣小组为了探究某次氢气还原CuO实验最终所得的产物的组成，进行了如下实验：
①取一定质量的均匀的上述固体混合物A，将其分成两等份。
②取其中一份用足量的氢气还原，测得反应后固体的质量减小了3.20g
③另一份加入500mL的稀硝酸，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体2.24L。
请回答以下问题：
（1）A中，所含氧元素的物质的量为_________。
（2）A中，n(Cu)＋n(Cu₂O)=_______________。
（3）所用稀硝酸的物质的量浓度为_______________。

目前，回收溴单质的方法主要有水蒸气蒸馏法和萃取法等。某兴趣小组通过查阅相关资料拟采用如下方案从富马酸废液（含溴0.27%）中回收易挥发的Br₂：

（1）操作X所需要的主要玻璃仪器为               ；反萃取时加入20%的NaOH溶液，其离子方程式为                    。
（2）反萃取所得水相酸化时，需缓慢加入浓硫酸，并采用冰水浴冷却的原因是：          。
（3）溴的传统生产流程为先采用氯气氧化，再用空气水蒸气将Br₂吹出。与传统工艺相比，萃取法的优点是                    。
（4）已知在酸性条件下溴酸盐可发生如下离子反应：
Ⅰ.2BrO＋10Cl^－＋12H^＋===5Cl₂↑＋Br₂＋6H₂O;Ⅱ．6BrO＋5Cl^－＋6H^＋===5ClO＋3Br₂＋3H₂O，现将120 mL 0．4 mol·L^－1KBrO₃溶液和100 mL 0．6 mol·L^－1KCl溶液在稀H₂SO₄中混合，充分反应后，产物KClO₃和Cl₂的物质的量之比为________。

H、C、N、O、Fe、Si、I是中学化学中常见的元素，请根据题意回答与这些元素有关的问题：
（1）根据元素周期律，碳的非金属性强于硅，请用一个化学反应方程式表示___________________。
（2）若FeSO₄和O₂的系数比为2:1，试配平下列方程式：__FeSO₄+__K₂O₂→__K₂FeO₄+__K₂O+__K₂SO₄+__O₂↑
（3）各种氮氧化物（NO、NO₂）是主要的大气污染物之一，治理氮氧化物（NO_X）废气的方法之一是用NaOH溶液进行吸收，其反应原理可表示如下：NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O  2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O
现有一NO与NO₂的混合气体，将其通入50mL 2mol/L的NaOH溶液中，恰好完全吸收，测得溶液中含有NO₃^― 0．02mol。
①所得溶液中NaNO₂的物质的量为     mol；
②混合气体中V(NO)：V(NO₂)=         。
（4）向FeI₂溶液中不断通入Cl₂，溶液中I^－、I₂、IO₃^－、Fe²⁺、Fe³⁺等粒子物质的量随n(Cl₂)/n(FeI₂)的变化可用下图简单表示

①当n(Cl₂)∶n(FeI₂)=6.5时，溶液中n(Cl^－)∶n(IO₃^－)=            。
②当n(Cl₂)∶n(FeI₂)=1.2时，离子方程式可表示为                             。

在1L溶液中含有Fe(NO₃)₃和H₂SO₄两种溶质，其浓度分别为0.2mol/L和1.5mol/L，现向该溶液中加入39.2g铁粉使其充分反应，下列有关说法正确的是

A．反应后溶液中Fe^3+物质的量为0.6mol

B．反应后产生13.44L H2（标准状况）

C．反应后溶液中Fe^2+和Fe^3+物质的量之和为0.8mol

D．由于氧化性Fe^3+＞H^+，故反应中先没有气体产生后产生气体