高中化学碳族元素简介试题

X、Y、Z、Q、M为常见的短周期元素，其原子序数依次增大。有关信息如下表:

X	动植物生长不可缺少的元素，是蛋白质的重要成分
Y	地壳中含量居第一位
Z	短周期中其原子半径最大
Q	生活中大量使用其合金制品，工业上可用电解其氧化物的方法制备
M	海水中大量富集的元素之一，其最高正化合价与负价的代数和为6

 
（1）X的气态氢化物的大量生产曾经解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题，请写出该气态氢化物的电子式____________。
（2）已知₃₇Rb和₅₃I都位于第五周期，分别与Z和M同一主族。下列有关说法正确的是____________（填序号）。
A．原子半径：  Rb>I                   
B．RbM中含有共价键
C．气态氢化物热稳定性：M>I
D．Rb、Q、M的最高价氧化物对应的水化物可以两两发生反应
（3）化合物QX导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。有关化合物QX的制备及化学性质如下（所有热量数据均已折合为25℃、101.3 kPa条件下的数值）
可用Q和X的单质在800 ~ 1000℃制得，每生成1 mol QX，吸收a kJ的热量。
可用Q的氧化物、焦炭和X的单质在1600 ~ 1750℃生成QX，每生成1 mol QX，消耗18 g碳，吸收b kJ的热量。
请根据上述信息写出在理论上Q的氧化物跟焦炭反应生成Q单质和CO的热化学方程式________________。
（4）X、Y组成的一种无色气体遇空气变为红棕色。将标准状况下40 Ｌ该无色气体与15 Ｌ氧气通入一定浓度的NaOH溶液中，恰好被完全吸收，同时生成两种盐。请写出该反应的离子方程式                 。

短周期元素X、Y、Z原子序数依次递增。X、Y、Z的最外层电子数之和为13，Y是所在周期中金属性最强的，X、Z在同一主族。
（1）Z元素在周期表中的位置是          。
（2）Y₂ZX₃溶液显         性，能证明该溶液中存在水解平衡的事实是          （填序号）。
a．滴入酚酞溶液变红，再加入稀H₂SO₄红色退去
b．滴入酚酞溶液变红，再加入氯水红色退去
c．滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl₂溶液产生沉淀且红色退去
（3）化合物Cu₂X和Cu₂Z可发生如下转化（其中D是纤维素水解的最终产物）：

① D的化学式是          ；
② Cu₂X与浓硝酸反应有红棕色气体生成，则化学反应方程式是          。
（4）某温度下，在一个5L的密闭容器中充入0.2 mol ZX₂和0.1 mol X₂，20 s后达到平衡，测得容器中含有0.18 mol ZX₃，则用X₂表示该反应的平均速率是v(X₂) =         ，此温度下该反应的化学平衡常数K=         。

物质A、B、C、D、E、F、G、H、I、J有如图所示的转化关系。

图中所有物质均由短周期元素组成，且每个小三角形内的三种物质均至少含有第三周期中的一种相同元素。其它信息见下表：

编号	信 息
1	D为地壳中含量最高的元素组成的单质
2	E为酸性气态氧化物
3	F的浓溶液常做干燥剂
4	H为淡黄色固体化合物
5	电解饱和J溶液是工业重要反应
6	C为离子化合物，阴、阳离子均含有金属元素

 
（1）写出G的化学式：           ，指出H中化学键的类型：        。
（2）常温下测得一定浓度的C溶液的pH=10，用离子方程式表示其原因           。
（3）写出与H相对分子质量相同，且它们的阴离子所含的电子数、电荷数也均相同的化合物的化学式           。
（4）写出C溶液中通入过量CO₂的化学方程式：                             。   

（5）通入一定浓度的苛性钾溶液中，两者恰好完全反应（已知反应过程放热），生成物中三种含Y元素的离子，其中两种离子物质的量（n）与反应时间（t）的变化示意图如上图所示，写出该反应的离子方程式是        ，该苛性钾溶液中KOH的质量是            g。

过氧化钙晶体[CaO₂·8H₂O]较稳定，呈白色，微溶于水，能溶于酸性溶液。广泛应用于环境杀菌、消毒等领域。
★过氧化钙晶体的制备
工业上生产CaO₂·8H₂O的主要流程如下：

（1）用上述方法制取CaO₂·8H₂O的化学方程式是                   。
（2）沉淀时常用冰水控制温度在10℃以下和通入过量的NH₃，其可能原因分别是
①                   ；②                   。
★过氧化钙晶体含量的测定
准确称取0.3000g产品于锥形瓶中，加入30 mL蒸馏水和10 mL 2.000 mol·L^－1 H₂SO₄，用0.0200 mol·L^—1KMnO₄标准溶液滴定至终点。重复上述操作两次。H₂O₂和KMnO₄反应的离子方程式为2MnO₄^－＋5 H₂O₂＋6H⁺ ＝2Mn²⁺＋5O₂↑＋8H₂O
（3）滴定终点观察到的现象为          。
（4）根据表1数据，计算产品中CaO₂·8H₂O的质量分数（写出计算过程）

滴定次数	样品的质量/g	KMnO4溶液的体积/mL
滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	0.3000	1.02	24.04
2	0.3000	2.00	25.03
3	0.3000	0.20	23.24

表1. KMnO₄标准溶液滴定数据

A、B、C、D、E为五种元素的单质，其余为化合物。其中只有E为金属元素，五种元素的原子序数按B、D、C、A、E顺序依次增大，D、C元素在周期表中位置相邻，在一定条件下，B可以分别和A、C、D化合生成甲、乙、丙化合物，C和D化合可得丁。已知乙、丙每个分子中均含有10个电子，下图为相互转化关系：

请回答下列问题：
（1）下面是周期表的一部分，请将A、C、E用元素符号填在相应的位置上。

（2）写出实验室制取A反应的离子方程式_______________。
（3）戊的分子式为_______。B与D形成的原子个数比为2：1的化合物中，D原子最外层为8电子结构，请写出该化合物的电子式______。
（4）A与丙常温下发生反应生成甲与单质D，该反应的化学方程式_________。
（5）8gE在A中燃烧放出热量QkJ，写出该反应热化学方程式________(热量是常温下测定的）。
（6）实验室配制庚溶液的实验方法是________。

下表为长式周期表的一部分，其中的序号代表对应的元素。

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

（1）上表中元素⑨对应的二价阳离子未成对电子数目为______________。
（2）由元素③形成的一种不导电单质晶体，其名称为__________，该单质晶体类型为_________________，    
在该晶体中，元素③的原子个数与形成的共价键键数之比为             。
(3)元素⑦与①⑤形成的化合物的化学键类型有_________ __________；根据对角线规则，元素②与⑧形成的物质为___________（填“离子化合物”或“共价化合物”）。
（4）元素④与元素①形成的X分子的空间构型为__________，用氢键表示式写出X分子间存在的氢键
_________________________。
（5）在测定元素①与⑥形成化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是__________________________________________________。
（6）④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时，元素④被还原到最低价，该反应的化学方程式为__________________________________________。
（7）元素⑩的蓝色硫酸盐溶液显______性，用离子方程式表示其原因____________。

已知A、B、C、D是中学化学的常见物质，它们在一定条件下有如下转
化关系：

（1)若A为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，C为红棕色气体。则A的空间构型为    ，A转化为B反应的化学方程式为         。
(2)若A、B、C均为氧化物，A为砖红色固体，且A中金属元素为+1价，D是一种黑色固态非金属单质，则A的化学式为          ，B的电子式为         。
(3)若D为氯碱工业的主要产品，B为高中常见的一种具有两性的物质，则C溶液中除氢氧根外还存在的阴离子的化学式为        。氯碱工业中阴极的电极反应式为      。

(9分)某非金属单质A经如下图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸，请回答下列问题：

（1）若A常温下为淡黄色固体，B是有刺激性气味的无色气体。
①A、D的化学式分别为：A             D         
②工业生产中大量排放的B气体被雨水吸收后形成          而污染环境。
③写出B→C反应的化学方程式：                                         
（2）若A在常温下为气体，C是红棕色气体。
①A的电子式为          ，C的化学式为         
②写出C→D反应的化学方程式：                                          

欲探究某矿石可能是由FeCO₃、SiO₂、Al₂O₃中的一种或几种组成，探究过程如下图所示。（已知：碳酸不能溶解Al(OH)₃沉淀）

（1）用滤渣制备粗硅的化学反应方程式为                                                 
（2）下列说法正确的是             
a．酸性：H₂CO₃＞H₂SiO₃                             b．结合质子的能力：CO> AlO₂^－>HCO₃^－
c．稳定性：H₂O＞CH₄＞SiH₄                        d．离子半径：O^2－＜Al³⁺
（3）滤渣和NaOH溶液反应的离子方程式是                                                 
通过                                          现象说明此矿山中不含Al₂O₃
（4）该矿石和稀HNO₃发生氧化还原反应的离子方程式为                                        
（5）工业上依据上述实验原理处理该矿石，将反应池逸出的气体与一定量的O₂混合循环通入反应池中，主要两个目的是                                  ，                                ；
若处理该矿石2.36×10³ kg，得到滤渣1.2×10³ kg ，理论上至少需要1 mol L^－1 HNO₃的体积为      L。

Ⅰ：某些化学反应可表示为：A+B→C+D+H₂O，请回答下列问题：
（1）若A、C、D均含有氯元素，且A中氯元素的化合价介于C与D之间，该反应离子方程式为                  。
（2）若A为淡黄色固体，C为无色的气体，则该反应的离子方程式为                  。
（3）若A、C、D均是铁的化合物，B是稀硫酸，则A与B反应的化学方程式为            。
Ⅱ：某些化学反应可表示为：A+B+H₂O→C+D。请回答下列问题：
（1）若A为非金属单质，C为非金属单质，写出符合要求的化学反应方程式                                    
（2）若A为金属单质，C为非金属单质，写出符合要求的离子方程式_____________________.

现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（Si0₂) ，现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。其中铜的萃取（铜从水层进人有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进人水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。

已知：①Cu₂O+2H⁺＝Cu²⁺+Cu + H₂O；②当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。回答下列问题：
（1）矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的离子方程式为：Cu₂O+2H⁺＝Cu²⁺+Cu + H₂O、
                       、                               。(写出其中2个)
（2）“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体.若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层l暴露在空气中发生反应的离子方程式                                           。
（3）“循环n”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物，如N－510、N－530等。某肟类化合物A的分子结构中仅含n₁个－CH₃、n₂个－OH和n₃个三种基团，无环状结构，三种基团的数目关系为n₃＝                。若A的相对分子质量为116，上述基团连接时碳原子跟碳原子相连，则A的结构简式是                  。
(4）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式                       。
（5）该工艺最大亮点是它符合下列原理                (填字母，下同)。
A．化学平衡     B．绿色化学     C．质量守恒     D．能量守恒
E．相似相溶     F．酸碱中和     G．氧化还原反应
（6）铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，他设计了如下方案：①铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出；②铁、铜和氯气反应分别生成FeCl₃和CuCl₂；③足量的铁粉和铜粉和浓硫酸反应生成FeSO₄和CuSO₄；④铜片置于FeCl₃溶液中铜片逐渐溶解；⑤把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，交用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生；⑥把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生。以上设计合理的有           。
A．两种方案     B．三种方案     C．四种方案     D．五种方案

(10分)（1）物质的量各为1mol的钠、镁、铝与1mol·L^-1的盐酸100mL反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是______。等物质的量的Na₂CO₃和NaHCO₃与足量的盐酸反应，在相同条件下产生二氧化碳的体积之比是__________。
（2）除去FeCl₂溶液中少量的FeCl₃最好加入_________物质，离子方程式为_____________。
除去SO₂气体中少量的HCl最好加入_________物质，离子方程式为________________。
（3）鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液可选用_________。（填序号）①CaCl₂　②Ca（OH）₂  ③BaCl₂ 
（4）下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是____________。（填序号）
① NaAlO₂   ②（NH₄）₂CO₃    ③Na₂CO₃   ④Al（OH）₃ ⑤Ca(OH)₂   ⑥NaHSO₃

一定条件下，碘单质与砹单质以等物质的量进行反应，可得AtI。它与Zn、NH₃都能发生反应，化学方程式分别如下：
2AtI＋2Zn===ZnI₂＋ZnAt₂      AtI＋2NH₃(l)===NH₄I＋NH₂At。
则下列叙述正确的是

A．ZnI2既是氧化产物，又是还原产物

B．ZnAt2既是氧化产物，又是还原产物

C．AtI与液氨反应，AtI既是氧化剂，又是还原剂

D．AtI与液氨反应，是自身氧化还原反应

食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：氧化性：＞Fe^3＋＞I₂；还原性：＞I^－；3I₂＋6OH^－＋5I^－＋3H₂O； KI＋I₂KI₃
（1）某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有KIO₃、KI、Mg^2＋、Fe^3＋)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl₄萃取，下层溶液显紫
红色；第三份试液中加入适量KIO₃固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。
①加KSCN溶液显红色，该红色物质的化学式是_________；CCl₄中显紫红色的物质的电子式是___________________。
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为_________________________、
______________________________________。
（2）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。
写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：_____________________________。
（3）当把KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，为了提高加碘盐（添加KI）的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是___________________。
A．Na2S₂O₃                B．AlCl₃        C ．NaNO₂
（4）对含Fe^2＋较多的食盐(假设不含Fe^3＋)，可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案检验该加碘盐中的Fe²⁺