高中化学-第1节-碳族元素解析-人教版.doc

第七章 第一节第1节 碳族元素解析 人教版

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一、选择题
1．下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是
(　　)
A．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应
B．单质在加热时都能与氧气反应
C．氧化物都能溶于水生成相应的酸
D．碳和硅两种元素都有能导电的单质
【答案】　C
2．向0.1 mol·L－1NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是
(　　)
A．Na＋、CO　　　　　　　　B．Na＋、HCO
C．HCO、CO D．Na＋、OH－
【答案】　B
3．如下图所示的直型石英玻璃封管中充有CO气体，左端放置不纯的镍(Ni)粉。在一定条件下，Ni可以与CO(g)发生如下反应：
Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，但Ni粉中的杂质不与CO(g)发生反应。玻璃管内左右两端的温度分别稳定在350 K和470 K，经过足够长时间后，右端的主要物质是(　　)

A．纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)
B．纯Ni(s)和CO(g)
C．不纯Ni(s)和CO(g)
D．不纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)
【解析】　左端350 K条件下Ni(s)＋4CO(g)===Ni(CO)4(g)，反应混合气CO、Ni(CO)4扩散至右端时470 K条件下Ni(CO)4(g)===Ni(s)＋4CO(g)由于杂质不反应，所以右端主要物质是纯Ni(s)和CO(g)。
【答案】　B
4．大理石可以用做墙面、地面和厨房桌面，其主要成分是碳酸钙。食醋不慎滴在大理石桌面上，会使其失去光泽，变得粗糙。下列能正确解释此现象的是
(　　)
A．食醋中的水使碳酸钙溶解
B．食醋中的醋酸将碳酸钙氧化
C．食醋中醋酸与碳酸钙反应并放出大量的二氧化碳气体
D．食醋中的醋酸与碳酸钙发生了复分解反应
【解析】　醋酸是酸性比碳酸强的弱酸，能与碳酸钙发生复分解反应生成易溶物醋酸钙，但反应并不剧烈。
【答案】　D
5．航天科学技术测得，三氧化二碳(C2O3)是金星大气层的成分之一。下列有关C2O3的说法正确的是
(　　)
A．C2O3和CO2是同素异形体
B．C2O3和CO燃烧产物都是CO2
C．C2O3和CO都是酸性氧化物
D．C2O3和CO2都是碳酸的酸酐
【解析】　C2O3和CO组成元素相同，且碳均未达到最高价，故可以燃烧生成CO2。同素异形体是研究同种元素形成的不同单质问题。CO不能和酸或碱反应生成盐，故属于不成盐氧化物。酸和相应酸酐中的中心元素应保持价态相同，故C2O3不是碳酸的酸酐。
【答案】　B
6．下列除去杂质的方法，正确的是
(　　)
A．除去N2中的少量O2：通过灼热的CuO粉末，收集气体
B．除去CO2中的少量HCl：通入Na2CO3溶液，收集气体
C．除去KCl溶液中的少量MgCl2：加入适量NaOH溶液，过滤
D．除去FeCl2溶液中的少量FeCl3：加入足量铁屑，充分反应后过滤
【解析】　A项中O2不能和CuO反应。B项中Na2CO3既能吸收HCl，又能吸收CO2。C项中加NaOH溶液虽然除去了Mg2＋，却引入了Na＋。
【答案】　D
7．将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2的体积(V)的关系正确的是
(　　)

【解析】　解本题的关键是要注意反应的先后顺序，通入CO2应先与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀，再通入CO2时，应先与KOH反应，所以此时沉淀不会溶解，图象应是一条水平线，因此应选D。
【答案】　D
8．某无色混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的某几种气体组成。在恒温恒压条件下，将此混合气体通过浓H2SO4时，总体积基本不变；通过过量的澄清石灰水，未见变浑浊，但混合气体的总体积减少，把剩余气体导出后，在O2中能够点燃，燃烧产物不能使CuSO4粉末变色。则原混合气体的成分是
(　　)
A．CH4和NH3 B．HCl、H2和CO
C．HCl和CO D．HCl、CO和CO2
【解析】　混合气通过浓H2SO4时，体积不变说明一定没有NH3；通过过量的澄清石灰水，未见变浑浊，但混合气体体积减少，说明一定没有CO2，一定有HCl，把剩余气体导出后，在O2中能够点燃，燃烧产物不使CuSO4粉末变蓝，说明混合气中没有CH4、H2，则可燃性气体只能是CO，所以混合气的成分是HCl和CO。
【答案】　C
9．如右图所示，下列说法中正确的是
(　　)

A．若碳酸钠和碳酸氢钠均过量，加入的盐酸的浓度和体积相等，则图Ⅰ中加入碳酸钠，图Ⅱ中加入碳酸氢钠
B．若碳酸钠和碳酸氢钠均过量，加入的盐酸的浓度和体积相等，则图Ⅰ中加入的是碳酸氢钠，图Ⅱ中加入的是碳酸钠
C．若盐酸的浓度和体积相等，加入碳酸钠和碳酸氢钠的质量相等且都完全反应，则图Ⅰ中加入的是碳酸钠，图Ⅱ中加入的是碳酸氢钠D．不论酸与碳酸钠、碳酸氢钠的用量关系如何，都是图Ⅰ中加入碳酸钠，图Ⅱ中加入碳酸氢钠
【解析】　由Ⅰ球比Ⅱ球大说明Ⅰ中放出的CO2多。当Na2CO3与NaHCO3均过量时，盛放NaHCO3的试管放出的CO2多；当完全反应时且Na2CO3与NaHCO3等质量时，NaHCO3放出的CO2多。
【答案】　B
10．化合物A、B、C、D各由两种元素组成，甲、乙、丙是三种单质。这些常见的化合物与单质之间存在如下图所示的关系(已知化合物C是一种有机物)，以下结论不正确的是
(　　)

A．上图所示的五个转化关系中，有三个是化合反应
B．上述转化关系所涉及的化合物中有一种是电解质
C．甲、乙、丙三种单质的晶体均是分子晶体
D．上图所示的五个转化关系中，均为放热反应
【解析】　由化合物C和单质甲反应生成A、B可知甲是O2，A、B是CO2和H2O，甲和乙反应生成A，A和乙反应生成D，可知乙为C，A为CO2，D为CO，则B为H2O，丙为H2。碳的单质不一定是分子晶体，C不正确；C和CO2反应是吸热反应，D不正确。
【答案】　CD
二、非选择题
11．某校化学实验兴趣小组为“证明某水煤气中CO2、CO、H2、H2O(气)共同存在”。经讨论从如下图所示提供的仪器和药品中设计组合成一套装置(假设其他杂质气体对本实验无干扰)。

(1)该小组证明CO2存在应选用________装置，现象是__________________。证明H2O气的存在应选用________装置，现象是________________________________________________________________________。
(2)若某些仪器可重复使用，某些仪器可不使用，B中反应完全进行，连接的玻璃导管、胶管忽略。按气流从左到右，用上述字母把各装置连接组合起来，正确的连接次序是：混合气体—(　　)—(　　)—(B)—(　　)—(　　)—(　　)
(3)此实验的操作步骤中还有一欠缺之处，应如何改进？
________________________________________________________________________。
【解析】　检验H2O(g)的存在时用无水CuSO4，但必须放在装有NaOH溶液的洗气瓶之前。由此可提示我们，要证明各种成分的存在需排除其他物质的干扰，设计实验把干扰物除去才可。
【答案】　(1)C　(石灰水)变浑浊　F　(无水硫酸铜)由白色变蓝色　(2)混合气体F—C—AFC (3)尾气中可能含CO而没有处理，将尾气通过导管引出用酒精灯火焰将CO燃烧掉
12．(2008年全国Ⅰ理综)V、W、X、Y、Z是由周期表中1～20号部分元素组成的5种化合物，其中V、W、X、Z均为两种元素组成。上述5种化合物涉及的所有元素的原子序数之和等于35。它们之间的反应关系如下图：

(1)5种化合物分别是V________、W________、X________、Y________、Z________；(填化学式)
(2)由上述5种化合物中的某2种化合物反应可生成一种新化合物，它包含了5种化合物中的所有元素，生成该化合物的化学方程式是____________________________；
(3)V的电子式是________________。
【解析】　本题是元素和物质推断相结合的一道综合试题。解决问题的关键是V(固体)与水反应产生白色固体Y和无色可燃性Z，由此可推出V是CaC2，W、X、Y、Z分别为CaO、CO2、Ca(OH)2、C2H2，方程式和V的电子式也迎刃而解了。V和O2的反应也可大胆写出：2CaC2＋5O22CaO＋4CO2【答案】　(1)CaC2　CaO　CO2　Ca(OH)2　C2H2
(2)Ca(OH)2＋2CO2===Ca(HCO3)2
(3)Ca2＋2－
13．(2009年宁夏理综)下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质(一般是黑色粉末)，C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。(反应条件图中已省略)

(1)A、B、C、D代表的物质分别为________、________、________、________(填化学式)；
(2)反应①中的C、D均过量，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)反应②中，若B与F物质的量之比为4∶3，G、H分别是________、__________(填化学式)；
(4)反应③产物中K的化学式为________；
(5)反应④的离子方程式为________________________________________________________________________。
【解析】　(1)由C是常见无色无味液体，推知为H2O；D是淡黄色固体化合物，推知D为Na2O2，C、D反应后生成NaOH，并且又能和常见金属单质A反应，可知A为Al；由B为黑色非金属单质，猜测为碳。
(2)分步书写，减少错误。先写出Na2O2与H2O的反应，生成的NaOH再与Al发生反应。
(3)根据C和O2反应的物质的量，两者比值为4∶4时产物为CO2，比值为4∶2时，产物为CO，现在比值为4∶3，所以产物为CO2和CO的混合物。
(4)反应③Na2O2和CO2反应生成Na2CO3和O2。
(5)反应④溶液甲的成分为NaOH和NaAlO2，通入CO2后，CO2可以和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3沉淀，同时CO2又和NaOH反应生成Na2CO3，两者相加，即得总方程式，然后再拆为离子方程式。
【答案】　(1)Al　C　H2O　Na2O2
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(3)CO2　CO　(4)Na2CO3
(5)CO2＋AlO＋OH－＋H2O===CO＋Al(OH)3↓
14．正常情况下，大气中含有约78%的N2、21%的O2，还含有少量的CO2、水蒸气以及稀有气体和杂质。如果大气中CO2的含量明显增加，就会引起“温室效应”，导致全球变暖。
(1)CO2是共价化合物，它的电子式可表示为________________________________________________________________________。
(2)实验室中检验CO2气体最方便的方法是将CO2气体通入饱和的澄清石灰水中，产生的实验现象是______________，相应的反应方程式为________________________________________________________________________。
(3)在宇宙飞船和太空站上工作的宇航员，在密闭的工作舱内需要吸入O2，呼出CO2，飞船内可以使用一种物质，它能吸收CO2并产生O2，该物质是________，其反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　本题主要考查了CO2的分子结构和性质。CO2作为化学与生物学相互联系的重要物质，在今后的综合测试中应引起重视。第(1)题根据CO2为共价化合物，及C、O的原子结构可以写出电子式。第(2)题中CO2通入澄清石灰水会使其变浑浊。第(3)题中Na2O2和CO2反应会放出O2，可以供给宇航员呼吸。
【答案】　(1) C　(2)变浑浊
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(3)Na2O2　2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
5
用心 爱心 专心