高中化学碳族元素简介填空题

(8分)A、B、C、D均为中学化学常见的、含同种元素的纯净物，A为单质，它们间有如图反应关系。根据要求回答问题：

（1）若A是大气中含量最多的气体，D为红棕色气体。则D转化成C的反应化学方程式为            。
（2）若A、B、C分别为C(s)、CO(g)和CO₂(g)，且通过与O₂(g)反应实现图示的转化。在同温同压且消耗含碳物质均为l mol时，反应①、②、③的焓变依次为△H₁、△H₂、△H₃，则它们之间的关系为        (用含△H₁、△H₂、△H₃3的代数式表示)。
（3）若C为一元强碱且阴、阳离子所含的电子数相同，D为海水中富含的物质，请写出工业上用D制备A的化学方程式                   。
（4）往两份C的溶液中分别滴入硝酸酸化的硝酸银、KSCN溶液，将观察到白色沉淀、显血红色，且反应④为C与A的反应。请简述实验室保存D溶液的方法                   。

I．硝酸铜在1000℃时分解：Cu(NO₃)₂=Cu+2NO₂↑+O₂，用试管收集一试管气体并倒立于盛水的水槽中，观察到的现象是           ，若溶质不扩散，试管内溶液中溶质的物质的量浓度是         （假设在标准状况下）。
II．工业上生产硝酸铜晶体的流程图如下：

①若保温去铁反应生成气体是NO时，则离子方程式是          。
②蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，其目的是        （结合离子方程式说明）。
③如图所示为硝酸铜晶体[Cu(NO₃)₂·nH₂O]的溶解度曲线（温度在30℃前后对应不同的晶体），从图中获取如下信息，不正确的有     （填字母）。

a．C点溶液为Cu(NO₃)₂的不饱和溶液
b．30℃时结晶可析出两种晶体
c．按上述流程最终得到的晶体是Cu(NO₃)₂·3H₂O
d．将A点溶液升温至30℃时，可以析出Cu(NO₃)₂·3H₂O晶体
④某些共价化合物（如H₂O、NH₃、N₂O₄等）在液态时发生了微弱的电离，如：2H₂OOH^—+H₃O⁺， 则液态NH₃电离的方程式是              ，液态N₂O₄电离得到电子数相差18的阴阳离子，因此可用Cu与液态N₂O₄反应制备无水硝酸铜，其反应的化学方程式是                        。

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                             。

溴被称为“海洋元素”，海水中的溴主要以NaBr的形式存在。查阅资料得知：Br₂的沸点为59℃，微溶于水，易溶于有机溶剂。实验室简单模拟从海水（此处以低浓度的NaBr溶液代替）中提取溴单质的流程如图：

（1）写出实验操作的名称，操作①           、操作②           ；
（2）在富集过程中，有如下反应：5NaBr+NaBrO₃+3H₂SO₄=3Br₂+3Na₂SO₄+3H₂O，与该反应在氧化还原反应原理上最相似的是
A．2NaBr+Cl₂ = 2NaCl+Br₂
B．2H₂S+SO₂ = 2H₂O+3S↓
C．AlCl₃+3NaAlO₂+6H₂O = 4Al(OH)₃↓+3NaCl
D．Cl₂ + 2NaOH =" NaCl" +NaClO + H₂O
（3）实验前检测分液漏斗没有问题，但在操作①的步骤中，旋开分液漏斗下端的旋塞，却发现分液漏斗中的液体很难滴下，其原因是                              ；
（4）下列说法正确的是        。
A．操作①中，可以用酒精代替CCl₄
B．操作②中，若发现忘了加碎瓷片，应该趁热补加
C．操作②中，温度计水银球应浸没在蒸馏烧瓶中液体的液面以下，但不能接触瓶底
D．操作②中，冷凝水流向应该是下进上出

海藻中富含碘元素。某小组同学在实验室里用灼烧海藻的灰分提取碘，流程如下图。

（1）写出操作名称：操作①          ，操作③        。
（2）用NaOH浓溶液反萃取后再加稀酸，可以分离I₂和CCl₄。有关化学方程式为：
碱性条件，3I₂+6NaOH=5NaI+NaIO₃+3H₂O，
酸性条件，5NaI+NaIO₃+3H₂SO₄=3Na₂SO₄+3I₂+H₂O。
以下是反萃取过程的操作，请填写相关空格：
①向装有I₂的CCl₄溶液的        （填仪器名称）中加入少量1mol·L^-1 NaOH溶液；
②振荡至溶液的         色消失，静置、分层，则       （填“上”、“下”）层为CCl₄；
③将含碘的碱溶液从仪器的         （填“上”、“下”）口倒入烧杯中；
④边搅拌边加入几滴1 mol·L^-1 H₂SO₄溶液，溶液立即转为棕黄色，并析出碘晶体；
（3）本实验中可以循环利用的物质是                           。

烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（主要含Al₂O₃、SiO₂等）制备碱式硫酸铝[Al₂(SO₄)₃·Al₂O₃]溶液，并用于烟气脱硫研究。

（1）酸浸时反应的化学方程式为   ；滤渣I的主要成分为   （填化学式）。
（2）滤渣Ⅱ的主要成分为    （填化学式）；制备碱式硫酸铝[Al₂(SO₄)₃·Al₂O₃]溶液的化学方程式为               。
（3）吸收烟气中SO₂的化学方程式为Al₂(SO₄)₃·Al₂O₃+3SO₂ = Al(SO₄)₃·Al₂(SO₃)₃。通入空气氧化，发生反应的化学方程式为  ；氧化后循环利用的溶液的pH将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。

(Ⅰ)浓硝酸与浓盐酸混合过程中会产生少量的黄绿色气体单质X、化合物M和无色液体，化合物M中所有原子均达到8电子的稳定结构。2mol M加热分解生成1mol氧化产物X和2mol无色气体Y，Y遇到空气呈现红棕色。
（1）镁与气体X反应产物的电子式          。
（2）浓硝酸与浓盐酸反应的化学方程式为                。
（3）化合物M水解生成两种酸，为非氧化还原反应，该反应的化学方程式为          。
(Ⅱ)石油铁储罐久置未清洗易引发火灾，经分析研究，事故是由罐体内壁附着的氧化物甲与溶于石油中的气态氢化物乙按1︰3反应生成的物质丙自燃引起的。某研究小组将一定量的丙粉末投入足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色固体和气体乙，乙在标准状况下的密度为1.52g·L^-1。过滤后向滤液（假设乙全部逸出）中加入足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，过滤、洗涤、灼烧后的固体质量为24g。已知气体乙可溶于水。请回答下列问题：
（4）甲的化学式为            。
（5）丙在盐酸中反应的化学方程式为                   。
（6）丙与盐酸反应后的滤液暴露在空气中一段时间颜色加深，其原因是（用离子方程式表示）                  。
（7）为消除石油铁储罐的火灾隐患，下列措施可行的是（填编号）         。

A．石油入罐前脱硫	B．定期用酸清洗罐体
C．罐体内壁涂刷油漆	D．罐体中充入氮气

实验室里用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO₄·H₂O），过程如下：

请回答下列问题：
（1）写出过程①中FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式：                  。
（2）将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会腿色的是                     。

A．品红溶液

B．紫色石蕊试液

C．酸性高锰酸钾溶液

D．溴水

（3）过程③中，需要加入的物质是                   （化学式）。
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有                    。
（5）过程⑥中，将溶液Z加热到70～80℃,目的是                               。

已知两种相邻周期、相邻主族的短周期非金属元素X、Y，其最高价氧化物的水化物均为强酸。根据下图转化关系(反应条件及部分产物已略去)，回答下列问题：

（1）若A、B、C、D均为含X元素的化合物，且A和F的分子均为10电子微粒，则：
①F属于____________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
②反应I的化学方程式为____________________________________________。
③将1.92g铜粉与一定量的D的浓溶液反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12L(标准状况)，则反应消耗的D的物质的量为________________mol。
（2）若A、B、C、D均为含Y元素的化合物，其中A由两种元素组成，且A的摩尔质量为34gmol，则：
①将铜粉与D的浓溶液反应所得溶液加热蒸干，得到的白色固体物质为_______(填化学式)。
②将少量Na₂Y溶液滴加到次氯酸钠溶液中发生反应，无沉淀生成，请写出该反应的离子反应方程式_______________________。在该反应中若有74.5 g NaClO被还原，则转移电子的物质的量为_________mol。

金属及其化合物在化学中扮演着重要的角色，同学们应该熟练掌握它们的性质。
（1）钠与水反应时，钠漂浮在水面上。甲同学用刺有小孔的铝箔将4.6g的钠包裹，而后投入到水中，使钠沉入水底与水（足量）反应。该过程中发生反应的离子方程式有___________，充分反应生成的气体体积_________（填“大于”、“小于”或“等于”）2.24L（标准状况下）。
（2）乙同学将足量的铜粉投入到500mL18.4mol/L的浓硫酸中并加热制取SO₂，写出该反应的化学方程式__________，生成的SO₂物质的量小于4.6mol的原因是_____________。
（3）丙同学向MgCl₂、AlCl₃的混合溶液中逐滴滴加2mol/L的NaOH溶液，并绘制出沉淀与NaOH溶液体积的关系图像如图，则a=_________，b=________。

海洋化学资源的研究和合理利用具有广阔前景，从海水中可提取氯、溴、碘等卤族元素。
（1）氯原子结构示意图是               ，碘在元素周期表中的位置是             ，HI的稳定性比HBr         (填写“强”或“弱”)。
（2）向浓缩的海水中通入Cl₂，可将Br^-转化为Br₂。再用“空气吹出法” 将Br₂从浓海水中吹出，并用纯碱浓溶液吸收，生成NaBr、NaBrO₃等。当有1 mol Br₂被纯碱吸收时，转移的电子数为             。
下图是NaClO的发生装置。该装置主要利用了电解饱和食盐水的原理，可实现对海水的消毒和灭藻。

（3）写出装置中产生NaClO的化学方程式            。海水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等杂质离子，处理过程中装置的阴极易产生水垢，其主要成分是Mg(OH) ₂和CaCO₃。 生成CaCO₃的离子方程式是                  。若每隔5-10 min倒换一次电极电性，可有效地解决阴极的结垢问题。试用电极反应式并结合必要的文字进行解释            。
NaOH溶液吸收SO₂得Na₂SO₃，可用Na₂SO₃吸收SO₂。在SO₂被吸收的过程中，pH随n（SO₃^2－）、n（HSO₃^－）变化关系如下：

n（SO3^2^－）：n（HSO3^－）	91：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2

（4）从上表可判断，NaHSO₃溶液呈      （填“酸性”、“碱性”、“中性”），请用平衡原理解释：                   。
（5）当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是          （选填字母）。
a．c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）
b．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）
c．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）
d．c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）

某同学设计了如图所示装置（夹持仪器省略）进行系列实验，实验时将药品A逐滴加入到固体B中，请根据下列实验回答问题：

（1）若A为水，B为过氧化钠，C中盛有稀硫酸和FeCl₂混合溶液，旋开  活塞E后，C中溶液颜色变化为                     ，烧瓶中发生反应的化学方程式为                      。
（2）若A为盐酸、B为大理石(主要成分为CaCO₃粉末)、C中盛有水玻璃，则小试管中的现象是           ，固体的主要成分为(写化学式)_________________。
（3）利用上述装置可以验证SO₂的性质, 若A为浓硫酸，B为亚硫酸钠粉末，那么C中盛有          溶液时可验证其具有漂白性；而C中盛有               溶液时可验证其具有还原性（各填一种物质名称）。

磷化铝是用红磷和铝粉烧制而成。因杀虫效率高、经济方便而应用广泛。可作粮仓熏蒸的磷化铝片，熏蒸每吨粮食只需3～5片（3.20g/片）。
（1）写出磷化铝的化学式：________；举一例红磷的同素异形体，写出其化学式：________。
（2）磷化铝毒性主要为遇水、酸时则迅速分解，放出吸收很快、毒性剧烈的磷化氢气体，写出磷化铝
和水反应的化学方程式：____________________________________________________________。
（3）磷化氢是一种无色、剧毒、易燃的气体，该气体比空气重并有类似臭鱼的味道，其结构和NH₃相似，写出磷化氢的电子式：________；磷化氢具有强的还原性，通入硫酸铜溶液中会生成单质铜和磷酸，写出该反应的离子方程式：___________________________________________。
（4）磷化氢在空气中的最高允许值为0.3ppm，空气中超标的PH₃气体可以用重铬酸钾、活性炭、氢碘酸处理，你认为他们的反应原理是否相同，原因是____________________________________。
（5）磷的含氧酸很多，H₃PO₄是常见的一种，多个磷酸分子通过脱水作用由O原子连接而成为多磷酸，三聚磷酸钠（Na₅P₃O₁₀·6H₂O）是常见的多磷酸盐，该盐373K时，可发生如下反应Na₅P₃O₁₀·6H₂O="==" Na₃HP₂O₇+X+5H₂O，请你推出X的化学式：__________________；并且写出X溶液中离子电荷守恒的等式：___________________________。

W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的位置如图所示，其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数1：1和1：2的化合物。

请回答下列问题。
（1）H₂Y₂的电子式为______________________，Z在周期表中的位置___________________。
（2）在图中，b的pH约为7，且含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，a为H₂Y₂的水溶液，旋开分液漏斗旋钮，观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2molI^-时，共转移3mol电子，该反应的离子方程式是_________________________。
（3）已知：298K时，金属钠与Y₂气体反应，若生成1molNa₂Y固体时，放出热量414kJ；若生成1molNa₂Y₂固体时，放出热量511kJ。则由Na₂Y固体与Y₂气体反应生成Na₂Y₂固体的热化学方程式为_____________。
（4）有人设想利用原电池原理以气体Z₂和氢气制备一种重要的化工原料，同时获取电能。假设这种想法可行，用石墨作电极材料，用稀盐酸作电解溶液，则通入Z₂的电极为原电池的___________极，其电极反应式为____________________。

U、W、X、Y、Z都是短周期元素，且原子序数依次增大。其中U与W可形成三角锥形分子A，U与X可形成常温下呈液态的分子B，A、B均为10电子分子；Y元素原子的K层电子数与M层电子数相同；Z元素的单质、氧化物均为原子晶体。请回答下列问题：
（1）Z元素在周期表中的位置______________ 。W、X、Y、Z四种元素的原子半径由小到大的顺序是______________      （用元素符号表示）。
（2）用电子式表示U与X形成的18电子化合物的形成过程________            。
（3）ZX₂与NaOH溶液反应的离子方程式                   。
（4）一定量的Y单质在足量二氧化碳中充分燃烧的化学方程式是______________，将生成的全部固体与足量的热浓硝酸混合，充分反应后，产物中二氧化碳和二氧化氮共aL（标准状况），则 Y 单质的质量是______________        g（用含a的代数式表示）。