专题3元素及其化合物元素及其化合物质量检测.doc

一、选择题(本题包括7个小题，每小题6分，共42分)
1．下列表述正确的是(　　)
① 四氧化三铁是红棕色粉末，俗称铁红
②“加碘食盐”“含氟牙膏”“富硒营养品”“高钙牛奶”“加铁酱油”等等，这里的碘、氟、硒指的是分子，钙、铁则分别是钙离子和铁离子
③化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是二氧化硅
④工艺师利用盐酸刻蚀石英玻璃制作艺术品
⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A．①②③　　　　　　　　　　　B．②④
C．③④⑤ D．③⑤
解析：三氧化二铁是红棕色粉末，俗称铁红；所含的碘、氟、硒指的是元素不是单质分子；利用氢氟酸刻蚀石英玻璃制作艺术品。
答案：D
2．开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是(　　)
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
⑤氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
⑥C60是碳的一种同位素
⑦纤维素乙酸酯属于天然高分子材料
A．①②⑦ B．②③⑥
C．①④⑤ D．①③④
解析：水晶的主要成分是SiO2，而非硅酸盐，②错；光导纤维的主要成分是SiO2，而非单质Si，③错；C60属于碳的一种同素异形体，⑥错；纤维素乙酸酯不是天然高分子材料，⑦错。
答案：C
3．[双选题]“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。

下列有关该方法的叙述中正确的是(　　)
A．能耗大是该方法的一大缺点
B．整个过程中，只有一种物质可以循环利用
C．“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D．该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
解析：由题可知基本过程中有两个反应：①二氧化碳与氢氧化钠反应，②碳酸钙的高温分解。A选项正确，循环利用的应该有CaO和NaOH两种物质，B选项错误；“反应分离”过程中分离物质的操作应该是过滤，C选项错误；甲醇工业上可用CO2制备。
答案：C
4．下列各组物质依次表示为a、b、c、d，图中箭头表示一步转化。满足如图所示转化关系的是(　　)

A．Na　Na2O2　NaOH　Na2CO3
B．S　SO2　H2SO3　NaHSO3
C．Cu　CuO　Cu(OH)2　CuSO4
D．Si　SiO2　H2SiO3　Na2SiO3
解析：选项A中NaOH、Na2CO3不能一步转化为Na2O2；选项C中CuO不能一步转化为Cu(OH)2；选项D中SiO2不能直接转化为硅酸，硅酸钠也不能直接转化为二氧化硅。
答案：B
5．有a、b、c、d、e五种气体，进行下列实验：
实验步骤
实验现象
(1)a和b混合
气体变红棕色
(2)c和d混合
产生白烟
(3)c和e分别通入少量溴水中
溴水都变成
无色透明的液体

(4)b和e分别通氢硫酸中
都产生淡黄色浑浊

a、b、c、d、e依次可能是(　　)
A．O2、NO、HCl、NH3、CO2
B．O2、NO、NH3、HCl、SO2
C．NO、O2、NH3、HCl、SO2
D．HCl、CO2、NH3、H2S、CH4
解析：a、b混合后气体变成红棕色，说明a、b分别为NO、O2中的一种，且b通入氢硫酸中能产生淡黄色浑浊，故b为O2、a为NO；c、d混合产生白烟，故c、d为HCl或NH3，且c能使溴水褪色，故c为NH3，d为HCl。
答案：C
6．[双选题]下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的是(　　)

A
B
C
D
X
FeCl2溶液
FeCl3溶液
Fe
Na2SO4溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Fe
Fe
NaOH溶液
BaCl2溶液

解析：A项，加铁粉，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，正确；B项，若只加Fe，则会引入Fe2＋，所以应再通入Cl2，错误；C项，Al能溶于NaOH溶液，而Fe与NaOH溶液不反应，正确；D项，BaCl2与Na2SO4也反应，应加入硫酸，错误。
答案：AC
7．将51.2 g Cu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.9 mol，这些气体恰好能被500 mL 2 mol/L NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液，其中NaNO3的物质的量为(　　)
A．0.2 mol B．0.4 mol
C．0.8 mol D．0.9 mol
解析：纵观反应始终，容易看出只有两种元素的价态有变化，其一是Cu到Cu(NO3)2，每个Cu升2价，失2个电子；另一个是HNO3到NaNO2，每个N降2价，得2个电子，所以51.2 g Cu共失电子0.8 mol×2＝1.6 mol，HNO3到NaNO2共得到电子1.6 mol，故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol，又由N、Na守恒，可知，另一种产物NaNO3为0.2 mol。
答案：A
二、非选择题(本题包括4小题，共58分)
8．(12分)A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱溶液反应生成含A元素的化合物D.
(1)在元素周期表中，A位于__________族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为________，A与B在原子的电子层结构上的相同点是__________________________．
(2)易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是________________________________．
(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D.同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F.
①写出生成D和F的化学方程式：________________________________________________________________________
_____
②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是________．
A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩锅 D．铁坩锅
解析：(1)由A元素单质可做半导体材料，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料可知，A为硅元素，比硅相对原子质量小的同族元素为碳。
(2)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。
(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，含SiO2的材料、普通玻璃、石英玻璃以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。
答案：(1)ⅣA　
最外层均有4个电子，最内层均有2个电子
(2)氢氟酸　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(3)①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓
②ABC　

9．(15分)A～I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下图所示(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六种物质中所含同一种元素在周期表中位置________．
(2)写出①、④、⑥反应的化学方程式：
反应①：_________________________________________________________________，
反应④：________________________________________________________________，
反应⑥_______________________________________________________________。
(3)从能量变化的角度看，①②③反应中，ΔH＜0的是________(填序号)．
解析：G为主族元素的固态氧化物，且能发生电解反应，常见物质为Al2O3。结合反应①②可知I为Al，A为Fe，B为Fe3O4；结合反应⑤⑥可推知：C为FeCl2，E为Fe(OH)2，D为FeCl3、F为Fe(OH)3。再根据题目要求，即可解答。
答案：(1)第四周期、第Ⅷ族
(2)8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe
2Al＋2NaOH＋3H2O===2NaAlO2＋3H2↑
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)①②
10．(15分)A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如下图所示(反应条件未标出)，其中反应①是置换反应，B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色反应③中有水生成，反应②需要放电才能发生，A和D相遇有白烟生成。

(1)反应③的化学方程式为：______________________________________________。
(2)反应①中每生成1 mol C，转移的电子数为_______________________________。
(3)A与D的水溶液恰好完全反应时，其生成物的水溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)，该水溶液中存在着如下关系，用粒子浓度符号填写。
①c(H＋)＋____________＝c(OH－)＋____________；②c(H＋)＝c(OH－)＋_________。

(4)元素X与组成B的元素同周期，X的单质既可与酸反应也可与碱反应且都生成H2，则①X的单质与碱反应的离子方程式______________________________________。
②X、空气、海水可以组成新型海水标志灯的电池。该电池以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使X不断氧化而源源不断产生电流，只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。则该新型电池的正极的电极反应式为
________________________________________________________________________。
解析：B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色，即B为氯气，又因为反应②需要放电才能发生，所以C为N2，F为O2，E为NO，A和D相遇有白烟生成，则A为NH3，D为HCl，(2)反应①中N的化合价由－3价到0价，每生成1 mol N2，转移的电子数为3.612×1024或6NA。(3)A与D的水溶液恰好完全反应时，其生成物的水溶液为氯化铵溶液呈酸性，由电荷守恒知c(H＋)＋c(NH)＝c(OH－)＋c(Cl－)；由质子守恒知c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)。(4)X为Al，与空气、海水组成原电池，正极为氧气参加反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
答案：(1)4NH3＋5O2 4NO＋6H2O

(2)3.612×1024或6NA
(3)酸　①c(NH)　c(Cl－)　②c(NH3·H2O)
(4)①2Al＋2OH－＋2H2O2AlO＋3H2↑
②O2＋2H2O＋4e－===4OH－
11．(16分)不同浓度的硫酸与锌反应时，硫酸可以被还原为SO2，也可被还原为氢气。为了验证这一事实，某同学拟用如图所示装置进行实验(实验时压强为101 kPa，温度为0 ℃)。

(1)若在烧瓶中放入1.30 g锌粒，与c mol/L H2SO4反应，为保证实验结论的可靠，量气
管的适宜规格是______________________________
A．200 mL　　　　　B．400 mL　　　　　C．500 mL
(2)若1.30 g锌粒完全溶解，氢氧化钠洗气瓶增重1.28 g，则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为___________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若烧瓶中投入a g锌且完全反应，氢氧化钠洗气瓶增重b g，量气瓶中收集到V mL气体，则有：a g÷65 g·mol－1＝b g÷64 g·mol－1＋V mL/22400 mL·mol－1，依据的原理是
________________________________________________________________________。
(4)若在烧瓶中投入d g锌，加入一定量的c mol/L浓硫酸V L，充分反应后锌有剩余，测得氢氧化钠洗气瓶增重m g，则整个实验过程产生的气体中，n(H2)/n(SO2)＝________________(用含字母的代数式表示)。若撤走盛有无水氯化钙的U形管，n(H2)/n(SO2)的数值将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)反应结束后，为了准确地测量气体体积，量气管在读数时应注意：
①____________________________________________________________________；
②____________________________________________________________________；
③____________________________________________________________________。
解析：根据实验设计目的，分析问题：
(1)锌与硫酸完全反应生成气体的物质与锌的物质的量相等，即0.02 mol，为448 mL，选择500 mL的量气管为适宜。
(2)若锌完全溶解，增重1.28 g，根据电子转移守恒，气体全为SO2，反应方程式为：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。
(3)分析等式数据，该依据的原理为电子守恒。
(4)n(SO2)＝ mol，
根据硫原子守恒：
n(SO2)＋n(ZnSO4)＝cV mol，
根据得失电子守恒：
n(SO2)＋n(H2)＝n(ZnSO4)，
所以＝。
(5)实验中正确读数时要考虑：①待冷却至室温才开始读数；②读数前使量气管左右液面相平；③眼睛视线与液面最低处相平。
答案：(1)C
(2)Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
(3)得失电子守恒
(4)　 偏小
(5)①待冷却至室温才开始读数
②读数前使量气管左右液面相平
③眼睛视线与液面最低处相平