化学—选修3：物质结构与性质ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其

更新 2025-07-30
科目化学
题型解答题
难度中等
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[化学—选修3：物质结构与性质]

ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题：

（1）该族元素基态原子核外未成对电子数为_____，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为_____。

（2） $Ca C_{2}$ 俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为_____（填标号）。

a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键

（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是_____，硅原子的杂化轨道类型为_____。

（4）早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因：_____。

（5）结晶型 $PbS$ 可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中 $Pb$ 的配位数为_____。设 $N_{A}$ 为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为_____ $g \cdot c m^{- 3}$ （列出计算式）。

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二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：

（1）二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：

$C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) = C H_{3} OH (g) + H_{2} O (g)$

该反应一般认为通过如下步骤来实现：

① $C O_{2} (g) + H_{2} (g) = CO (g) + H_{2} O (g) Δ H_{1} = + 41 kJ \cdot mo l^{- 1}$

② $CO (g) + 2 H_{2} (g) = C H_{3} OH (g) Δ H_{2} = - 90 kJ \cdot mol$

总反应的 $ΔH =$ _______ $kJ \cdot mo l^{- 1}$ ；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是________（填标号），判断的理由是_______。

（2）合成总反应在起始物 $n (H_{2}) / n (C O_{2}) = 3$ 时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为 $x (C H_{3} OH)$ ，在 $t = 250$ ℃下的 $x (C H_{3} OH) \sim p$ 、在 $p = 5 \times 1 0^{5} Pa$ 下的 $x (C H_{3} OH) ~ t$ 如图所示。

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式 $K_{p} =$ ________；

②图中对应等压过程的曲线是________，判断的理由是_________；

③当 $x (C H_{3} OH) = 0.10$ 时， $C O_{2}$ 的平衡转化率 $α =$ __________，反应条件可能为________或_______。

题型：未知
难度：未知

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胆矾（ $CuS O_{4} \cdot 5 H_{2} O$ ）易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的 $CuO$ （杂质为氧化铁及泥沙）为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：

（1）制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有________（填标号）。

A．

烧杯

B．

容量瓶

C．

蒸发皿

D．

移液管

（2）将 $CuO$ 加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为___________，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是_________。

（3）待 $CuO$ 完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量 $H_{2} O_{2}$ ，冷却后用 $N H_{3} \cdot H_{2} O$ 调 $pH$ 为3.5～4，再煮沸 $10 \min$ ，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、________、乙醇洗涤、________，得到胆矾。其中，控制溶液 $pH$ 为3.5～4的目的是_________，煮沸 $10 \min$ 的作用是_________。

（4）结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为 $m_{1}$ ，加入胆矾后总质量为 $m_{2}$ ，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为 $m_{3}$ 。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为_________（写表达式）。

（5）下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是________（填标号）。

A．	①胆矾未充分干燥
B．	②坩埚未置于干燥器中冷却
C．	③加热时有少胆矾迸溅出来

题型：未知
难度：未知

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碘（紫黑色固体，微溶于水）及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：

（1） $I_{2}$ 的一种制备方法如下图所示：

$净化除氯后含 I 海水 \overset{}{\to} \overset{\underset{↓}{AgN O_{3}}}{富集} \overset{}{\to} 悬浊液 \overset{}{\to} \overset{\underset{\underset{↓}{Fe 粉}}{\overset{↓}{沉淀}}}{转化} \overset{}{\to} \overset{\underset{↓}{C l_{2}}}{氧化} \overset{}{\to} I_{2}$

①加入 $Fe$ 粉进行转化反应的离子方程式为_________，生成的沉淀与硝酸反应，生成________后可循环使用。

②通入 $C l_{2}$ 的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为__________；若反应物用量比 $n (C l_{2}) / n (Fe I_{2}) = 1.5$ 时，氧化产物为_________；当 $n (C l_{2}) / n (Fe I_{2}) > 1.5$ ，单质碘的收率会降低，原因是___________。

（2）以 $NaI O_{3}$ 为原料制备 $I_{2}$ 的方法是：先向 $NaI O_{3}$ 溶液中加入计量的 $NaHS O_{3}$ ，生成碘化物；再向混合溶液中加入 $NaI O_{3}$ 溶液，反应得到 $I_{2}$ ，上述制备 $I_{2}$ 的总反应的离子方程式为__________。

（3） $KI$ 溶液和 $CuS O_{4}$ 溶液混合可生成 $CuI$ 沉淀和 $I_{2}$ ，若生成 $1 mol I_{2}$ ，消耗的 $KI$ 至少为_______ $mol$ 。 $I_{2}$ 在 $KI$ 溶液中可发生反应： $I_{2} + I^{-} \overset{}{⇇} {I^{-}}_{3}$ 。实验室中使用过量的 $KI$ 与 $CuS O_{4}$ 溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量 $KI$ 的原因是________。