高中化学碳族元素简介填空题

X，Y，Z，Q，R是五种短周期元素，原子序数依次增大．X，Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z，R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素．请回答下列问题：
（1）上述元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)              
（2）X，Y，Z能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质是(写名称)              
该物质能使酸性高锰酸钾溶液褪色同时生成一种生活中常见有机物，此过程的离子方程式为
                                                                                     
（3）由以上某些元素组成的化合物A，B，C，D有如下转化关系

其中C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体．
写出C的结构式                          ；
①如果A，B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则由A转化为B的离子方程式              
②如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A，B溶液均显碱性．用离子方程式表示A溶液显碱性的原因               ． A，B浓度均为0．1mol/L的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是                 ；常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有         

CO是常见的化学物质，有关其性质和应用的研究如下。
（1）有同学认为CO可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为CO₂，请你设计实验验证该同学的猜想是否正确。请在下列流程图方框内填上所需药品的名称或化学式，从而补齐你的设计，方框不够可以补，也可以不填满。

（2）CO和铁粉在一定条件下可以合成五羰基合铁[Fe(CO)₅]，该物质可用作无铅汽油的防爆剂，是一种浅黄色液体，熔点—20.5℃，沸点103℃，易溶于苯等有机溶剂，不溶于水，密度1.46～1.52g/cm³，有毒，光照时生成Fe₂(CO)₉，60℃发生自燃。五羰基合铁的制备原理如下：
Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)₅(g)
①下列说法正确的是       。

A．利用上述反应原理可制备高纯铁

B．制备Fe(CO)5应在隔绝空气的条件下进行

C．反应Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g)的平衡常数表达式为

D．Fe(CO)5应密封、阴凉、避光并加少量蒸馏水液封贮存

②五羰基合铁能与氢氧化钠溶液反应生成Na₂Fe(CO)₄和另两种常见无机物，该反应的化学方程式为：                                                        .
③今将一定量的Fe(CO)₅的苯溶液，用紫外线照射片刻。取照射后的溶液完全燃烧，得到30.58gCO₂、
5.4gH₂O及1.6g红棕色粉末。红棕色粉末的化学式为              ，照射后的溶液中Fe(CO)₅和Fe₂ (CO)₉的物质的量之比为             .

已知：通常状况下甲、乙、丙、丁为气体单质，A、B、C、D、E、F、G、H等为化合物，其中A、B、E、G均为气体，C为常见液体。反应①、②、③是工业制H的重要化工反应，反应④是重要的实验室制取气体的反应。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去）。请回答下列问题：

（1）反应④的化学方程式为                                             。
（2）B和E在一定条件下可发生反应，该反应具有实际意义，可消除E对环境的污染，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为                  。
（3）在恒温恒压容器中加入一定量B，催化条件下发生反应B乙+丁（未配平），达平衡后再加少量B，则平衡       移动（填“正向”、 “逆向”或“不”），重新平衡后与原平衡相比，B的转化率       （填“增大”、 “减小”或“不变”）。
（4）常温下，物质的量浓度相同的A、B、D三者的水溶液，由水电离出的c(OH^－)大小顺序是（用A、B、D表示）                                            。
（5）惰性电极电解A和D的混合溶液，可生成丁单质和一种二元化合物M（与甲、乙所含元素相同），M为三角锥形分子，该反应的方程式为                      。在碱性溶液中M与NaClO₂（亚氯酸钠）按物质的量之比1∶6恰好反应可生成化合物B和消毒剂ClO₂气体，该反应的离子方程式为                                   。
（6）将Fe、FeO、Fe₃O₄的混合物二等分，其中一份加入1mol/L的A溶液100 mL，恰好使混合物全部溶解，且放出336mL（标况下)的气体，向所得溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红；另一份混合物加入1 mol/ L 的H溶液，也恰好使混合物全部溶解，且向所得溶液中加入KSCN溶液，溶液也不变红，则所加入的H溶液的体积是        mL。

下图是中学化学某些物质之间在一定条件下的相互转化关系，已知A是一种常见的液态化合物,C、D、G、H、K是单质，其它为化合物，G、K是普通钢中的两种重要元素，其中K含量少，E、F对应溶液的酸碱性相反，F的焰色反应为黄色，请按要求作答：

（1）写出化合物的电子式：_________________________。
（2）①写出A与J反应的离子方程式：_______________________________________。
②将少量的H通入F的溶液中，反应的总离子方程式为：_________________________。
（3）B与足量稀硝酸反应，当参加反应的硝酸为4mol，转移电子的物质的量为_________mol（保留2位有效数字）。
（4）已知在200℃，101Kpa下，0．12g单质K与A完全反应生成C与I，吸收了1316J的能量，写出此反应的热化学方程式：_________________________________________。
（5）①以Pt为电极，由I、D以及F的溶液组成原电池，则正极的电极反应为：___________。
②若用此电池电解300mL5mol／L的氯化钠溶液一段时间，两极均收集到标准状况下3．36L气体，此时溶液的pH为_________（假设电解前后溶液体积不变化）。
③若往该电解后所得溶液中通入二氧化碳气体4．48L（标准状况），此时溶液中所有离子浓度的关系由大到小的顺序为：_______________________________________。

（一）、某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2．5（直径小于等于2．5um的悬浮颗粒物）其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2．5、SO₂、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）对PM2．5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2-	NO3^-	Cl^-
浓度/mol．L	4x10ˉ^6	6x 10ˉ^6	2x10ˉ^5	4x10ˉ^5	3x10ˉ^5	2x10ˉ^5

根据表中数据判断PM2．5为        ， (填“酸性”、“中性”或“碱性”)
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。已知：
H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g) H₌ -241．8KJ/mol   C(s)+1/2O₂(g)=CO(g) H₌ -110．5KJ/mol
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式                                
(3)洗涤含SO₂的烟气，以下物质可作洗涤剂的是       （填编号）
a．Ca(OH)₂     b．Na₂CO₃      c．CaCl₂      d．NaHSO₃
（二）A、B、C、D、E五种短周期元素（A、B、C、D、E分别代表元素符号），它们的原子序数依次增大；A是元素周期表中原子半径最小的元素；B元素最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐X；D与A同主族，且与E同周期；E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的=3/4倍；C与E同主族。
请回答下列问题：
（1）X的化学式______
（2）下列各项中，能说明元素C比E非金属性强的事实有______（填序号）。
①氢化物H₂E的酸性比H₂C强
②氢化物H₂C的热稳定性比H₂E强
③氢化物H₂E的水溶液放置在空气中会变浑浊
④C与E组成化合物，C显负价
（3） 将由BC和BC₂组成的混合气体通入下图所示装置中，用来验证浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强。

已知（ⅰ）浓硝酸能将气体BC氧化成BC₂，而稀硝酸不能氧化BC。
（ⅱ）NaOH溶液与BC₂反应的化学方程式为：
2NaOH+2BC₂=NaBC₂+NaBC+H₂O
NaOH溶液与BC气体不反应装置②、③中盛放的药品依次是______、______。
（4）通入混合气体之前，应先通入一段时间某另外一种气体，试推测先通入的该气体可以是______（填一种气体的化学式）。

短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如下图所示，B是形成化合物种类最多的元素。

请回答下列问题：
（1）描述D在元素周期表中的位置：_____________________
（2）比较A、C、D元素简单离子半径的大小：______＞______＞______(填微粒符号)
（3）E的氢化物与其最高价氧化物的水化物的钾盐共热能发生反应，生成一种气体单质，反应的化学反应方程式为_______________________________________________.
（4）F与D同主族且相邻，请说出D的氢化物比F的氢化物稳定的根本原因：______________；
用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种具有较强的氧化性的阳离子，试写出阳离子的电子式：________，写出该阳离子与F氢化物的水溶液反应的离子方程式：__________________________________________________________。
（5）在Fe和Cu 的混合物中加入一定量的C的最高价氧化物的水化物稀溶液，充分反应后剩余金属m₁g,再向其中加入一定量的稀硫酸，充分反应后，剩余金属m₂g。下列说法正确的是（       ）
A．加入稀硫酸前，加入稀硫酸后的溶液中肯定都有Cu²⁺
B．加入稀硫酸前，加入稀硫酸后的溶液中肯定都有Fe²⁺
C．m₁一定大于m₂
D．剩余固体m₁g中一定有单质铜，剩余固体m₂g中一定没有单质铜

甲、乙、丙、丁、X是由短周期元素组成的纯净物，其中X为单质。上述物质转化关   系如下图所示（某些产物略去）。

请回答下列问题：
（1）若丁是一元强酸，甲→丁是工业生产丁的主要途径。
①写出反应I的化学方程式：                          。
②常温下，1 mol丙发生反应III放出46kJ热量，该反应的热化学方程式为：                  。
③在常温下，向V₁L pH= 11的甲溶液中加入V₂L pH=3的盐酸，若反应后溶液的pH<7，则V₁和V₂的关系为V₁              V₂（选填“＞”、“＜”或“＝”），所得溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序可能是：                                  （写一种即可）。
（2）若丁是二元弱酸，丙是温室气体。
在容积为2L的容积固定的密闭容器中，将乙(g)和H₂O(g)按下表用量分别进行反应：乙(g)+H₂O(g) 丙(g) + H₂(g)，得到如下数据：

①该反应的正反应为        （填“吸热”或“放热”）反应。
②900℃时，上述反应按如下起始量分别加入该容器：

则此时反应的v（正）        v（逆）（填“＞”、“＜”或“＝”）。
③实验3跟实验2相比，改变的条件可能是                          。

下表为元素周期表的一部分，请参照元素①－⑨在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

族 周期	IA		0
1	①	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA
2				②	③	④
3	⑤		⑥	⑦		⑧	⑨

 
（1）④、⑤、⑥简单离子半径由大到小的顺序为_________________________。
（2）⑦、⑧、⑨的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是_________________________。
（3）由表中①④元素的原子按1：1组成的化合物的稀溶液易被催化分解，通常使用的催化剂为（填序号）____________________。
a.MnO₂      b.FeCl₃       c.Na₂SO₃         d.KMnO₄
（4）下图中 A～F是由部分上表中元素组成的单质或化合物，其中A、B、C为单质，转化关系如下：

I.若B为黄色固体，A为原子半径最小的原子组成的单质，C为双原子分子组成的单质，E能使品红溶液褪色。
①F的电子式为     。
②实验测得起始参加反应的B和最后生成的B质量相等，则起始参加反应的A和C的物质的量之比是     。
II.若D为淡黄色固体，焰色反应为黄色，组成C的元素的原子最外层电子数是内层电子数的2倍。
①下列关于D的说法正确的是     （填字母）。
a.能与水发生化合反应
b.既有氧化性，又有还原性
c.既含离子键，又含非极性共价键
d.是一种碱性氧化物
②用惰性电极将F的饱和溶液进行电解，则阳极反应式是     。

氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。为生成氮化硅膜，可以用NH₃和SiH₄（硅烷）在一定条件下反应并在600℃的加热基板上生成氮化硅膜：
3 SiH₄+4NH₃Si₃N₄+12H₂
（1）以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下：
反应原理：4NH₄Cl+Mg₂Si4NH₃↑+SiH₄↑+2MgCl₂（△H < 0）

①NH₄Cl的化学键类型有____________，SiH₄电子式为_______________。
②上述生产硅烷的过程中液氨的作用是________________________。
③氨气也是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式_______，实验室可利用如图所示装置完成该反应。 

在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，白烟的主要成分是_____________。
（2）三硅酸镁（Mg₂Si₃O₈∙nH₂O）难溶于水，在医药上可做抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余酸之外，生成的H₂SiO₃还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为_______________________________。将0.184 g三硅酸镁加到50 mL 0.1 mol/L盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，以甲基橙为指示剂，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30 mL，则Mg₂Si₃O₈∙nH₂O的n值为_________。（注：Mg₂Si₃O₈的摩尔质量为260 g/mol）

一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co₂O₃·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。
从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：

（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为               。
（2）过程II中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根）               。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_______________。
（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)₃，碳酸钠溶液在产生Al(OH)₃时起重要作用，请写出该反应的离子方程式____________________。
（4）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是__________。
（5）在Na₂CO₃溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是______（填序号）。

A．c(Na^+) = 2c(CO3^2-)

B．c(Na^+) > c(CO3^2-) > c(HCO3^-)

C．c(OH^-) > c(HCO3^-) > c(H^+)

D．c(OH^-) - c(H^+) = c(HCO3^-) + 2c(H2CO3)

（6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl₂溶液。CoCl₂含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl₂吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl₂·6H₂O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是______。

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=         。

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

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      。

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。