高中化学碳族元素简介试题

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。

A～J分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出)，且已知G为主族元素的固态氧化物，A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。

请填写下列空白：
（1）A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素在周期表中的位置_________。
（2）写出反应①、⑤、⑥的化学方程式和反应④的离子方程式。
反应①：________________。
反应⑤：________________。
反应⑥：________________。
反应④：________________。
（3）从能量变化的角度看，①、②、③反应中，ΔH＜0的是_______(填序号)。

图中X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，回答下列问题：

（1）M中存在的化学键类型为_______________________；
（2）一定条件下，Z与H₂反应转化为ZH₄，ZH₄的电子式为_______________；
（3）已知A与1molAl反应转化为X时(所有物质均为固体)的热效应为akJ，则该反应的热化学方程式为_______________；
（4）A与过量D的稀溶液反应生成G的离子方程式为_______________；
（5）向含4molD的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量．假设生成的气体只有一种，请在坐标系图乙中画出n(X²⁺)随n(X)变化的示意图，并标出n(X²⁺)的最大值。

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_____________________.

某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材（必修加选修）中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知，Al、Al₂O₃、Fe、Fe₂O₃熔点、沸点数据如下：

物质	Al	Al2O3	Fe	Fe2O3
熔点/℃	660	2054	1535	1462
沸点/℃	2467	2980	2750	-

I.（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？答：_________________(填“合理”或“不合理)
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是______________,反应的离子方程式为_________________________________。
（3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是____________(填序号)。
A．浓硫酸       B．稀硫酸      C．稀硝酸     D．氢氧化钠溶液
II．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol·L^－１的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题：
（1）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为________________。
（2）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式_______________    ；
上述现象说明溶液中_________________结合OH^－的能力比_______强（填离子符号）。
（3） B与A的差值为_________mol。B点对应的沉淀的物质的量为________mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为___________mL

已知下列各物质都是由短周期元素组成，它们之间的关系如下图所示：

常温下，A、F为金属单质，F既能与L溶液反应，又能与N溶液反应。C、H、M为气体单质，其中H呈黄绿色，A、B、I、K、L、R焰色反应均为黄色。请回答：
（1）P的结构式为       ,B的电子式为        。
（2）R的水溶液呈碱性的原因可用离子方程式表示为   。
（3）还有一种物质能与B反应生成C，写出这个反应的化学方程式        。
（4）还有一种单质能与J反应生成C，写出这个反应的化学方程式         。
（5）某气体Q具有漂白作用，将Q与H等物质的量通入水中所得溶液没有漂白作用，写出该过程中发生反应的离子方程式______________。

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

如图中A到F是化合物，且A、B、E、F均含钠元素，G是单质．

（1）写出A、B、E、F的化学式：A ________，B________，E________，F________.
（2）写出反应①②③的化学方程式：
①______________________________________；
②______________________________________；
③______________________________________。

(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