碳硅(有答案)

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名称 碳硅(有答案)
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资源类型 教案
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科目 化学
更新时间 2012-08-09 16:36:35

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文档简介

1. 物质A是一种高熔点化合物,不溶于硫酸,硝酸等强酸。A与纯碱熔融反应,生成化合物B,同时放出气体C;把气体C通过B的溶液中,则得到化合物D;D在干燥空气中转变为化合物E;将E加热又得到化合物A。试写出A、B、C、D、E的化学式:A____、B____、C____、D____、E____。
2.下图所示为常见气体制备、分离、干爆和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去),请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用,必要时可重复选择,a、b为活塞)。
(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体,E内放置CuO,选择装置获得纯净干燥的CO,并验证其还原性及氧化产物,所选装置的连接顺序为 (填代号)。能验证CO氧化产物的现象是 。
(2)停止CO和CO2混合气体的通入,E内放置Na2O2,按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2,并用O2氧化乙醇。此时,活塞a应 ,活塞b应 。需要加热的仪器装置有 (填代号),m中反应的化学方程式为 。
(3)若气体入口改通空气,分液漏斗内改改加浓氨水,圆地烧瓶内改加 NaOH 固体,E内装有铂铹合金网,按A→G→E→D装置程序制取干燥氧气,并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有: 。
②实验中观察到E内有红棕色气体现出,证明氨气具有 性。
3.实验室有一份混有少量碳酸钙杂质的碳酸钡样品。分离并提纯碳酸钡的实验步骤如下,请根据要求填空(右图为Ba(OH)2和Ca(OH)2的溶解度曲线):
(1)高温灼烧碳酸钡和碳酸钙的混合物,直至分解分解。
所需仪器除坩埚、泥三角、玻璃棒、三脚架外还有

(2)将灼烧后的固体混合物置于80℃的热水中,制成氢氧化钡的热饱和溶液。为减少Ba(OH)2的损失并除去不溶物应进行的操作是 ;
(3)将“⑵”中滤液 并过滤,得到的Ba(OH)2固体溶于水制成溶液。
(4)向制得的Ba(OH)2溶液中滴加 (填一种试剂名称),再通入二氧化碳。当观察到 时,即可停止通二氧化碳。
(5)滤出碳酸钡沉淀,经洗涤、干燥后即得到纯净的碳酸钡。
4.锗是ⅣA族元素,它的单质晶体是一种良好的半导体材料,广泛用于电子工业,锗可以从燃烧的烟道灰中提取,其过程如下:
INCLUDEPICTURE "http://172.31.28.6/webbook/gao/2/2018/text/Image7382.gif" \* MERGEFORMATINET
  试写出上述过程中①、③、④步反应的化学方程式。
  ①_________________;
  ③_________________;
④_________________;
5.让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面,故又称“分子筛”。“分子筛”在表面化学中有重要作用,是重要的催化剂和催化剂载体。以高岭土(主要成分:Al2Si2O7·2H2O)、石灰石、海水为原料生产“分子筛”的工艺流程如下:
回答下列问题
(1)操作a的作用是 ,副产品A是 ;
(2)气体通入滤液中发生反应的离子方程式为 、 ;
(3)NaOH和不溶物在适当温度下发生的化学反应方程式为 、

(4)高岭土主要成分的化学式可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O,则分子筛的化学式也可表示为 。
6.有A、B、C三种非金属元素,A原子与B原子的核外电子总数恰好等于C原子的一半,B原子与C原子的最外层电子数相同,它们各自的质子数与中子数均相等,1 mol C溶于苛性钠溶液中产生2 mol气体。
(1)它们的名称分别是:A_____________,B_____________,C_____________。
(2)写出1 mol C溶于苛性钠溶液中产生2 mol气体的化学反应方程式:_________________。
(3)B、C的最高价氧化物对应水化物中酸性较强的是_________________(写酸的化学式),在自然界中能稳定存在的A的同位素原子名称为__________________________。
(4)C的氧化物与B反应生成C单质的化学反应方程式为____________________________,C的氧化物与纯碱在一定条件下反应的化学方程式为________________________________。
7.过碳酸钠(Na2CO4)和稀硫酸反应的化学方程式为:2Na2CO4 +2H2SO42Na2SO4+O2↑+2H2O+2CO2↑
某过碳酸钠样品中含有少量Na2O2,甲、乙两位同学各称质量为mg的该样品,选用下图所示的仪器组合成测定样品的纯度的装置。仪器的连接顺序,甲是①⑦③⑥④;乙是①②。
(1)甲同学想通过实验测得的数据是 。他连接装置的顺序存在错误,调整的方法是 。
(2)乙同学想通过实验测得的数据是 。按他测得的数据计算出来的实验结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”),理由是 。
(3)为了测得准确的实验数据,请你将乙同学的实验装置进行改进,写出各接口的连接顺序: 。
(4)按你改进的实验装置进行实验,若测得实验前后装置②的质量分别是W1g和W2g,则样品中过碳酸钠的质量分数为 。
8.四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期,已知它们的核电荷数
依次增加,且核电荷数之和为51;Y原子的L层p轨道中有2个电子;Z与Y原子的价层电子数相同;W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4:1,其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5:1。
(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b,它们的分子式分别是_____、_______; 杂化轨道分别是________、_________;a分子的立体结构是____________。
(2)Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是_______晶体、_______晶体:
(3)X的氧化物与Y的氧化物中,分子极性较小的是(填分子式)__________;
(4)Y与Z比较,电负性较大的____________, 其+2价离子的核外电子排布式是_________
9.(1)钟乳石和石笋的主要成分是碳酸钙,其形成过程如右图所示。随着旅游人数的增加,潮湿溶洞中的钟乳石和石笋受到二氧化碳侵蚀,其化学方程式为:__________________________________。
(2)某学生提出一个修复溶洞底部受损石笋的研究方案,由以下五步组成,正确的实验步骤依次是__________。
①将盛有碱溶液的容器置于石笋的上部 ②配制一定浓度的碱溶液 ③选择合适的碱 ④调节碱溶液下滴的速度 ⑤观察石笋表面复原情况
10.有三种透明且不溶于水的坚硬固体,A固体在氧气中完全燃烧只能得到一种无色气体,此气体能使澄清石灰水变浑浊,标准状况时测得此气体密度为氧气密度的1.375倍。B固体能溶于苛性钠溶液,再往该溶液中加入过量盐酸时,析出白色胶状沉淀,此沉淀干燥后,得到不溶于水的白色粉末,它是一种比碳酸还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后,能得到C,C在高温时软化,无固定熔点。
根据上述事实,判断A、B、C各为何物。
A ;B ;C 。
写出有关反应的化学方程式 。
11.GaAs(砷化镓)是仅次于硅的一种新型化合物半导体材料,其性能比硅更优越。Ga位于周期表的第ⅢA族,As位于周期表的第ⅤA族。
(1)Ga和As的最外层电子数分别是:Ga________、As________。
(2)GaAs中Ga和As的化合价分别是:Ga________价、As________价。
(3)第ⅣA族的C和Si也可以形成类似的化合物半导体材料,该化合物半导体材料的化学式可表示为________。
12.在灾难性事故中,骨折时有发生,通常用石膏来固定骨折部位。石膏可分为熟石膏(CaSO4·1/2H2O,一种白色粉末)和生石膏(CaSO4·2H2O,一种坚硬的固体)两种,医生使用的石膏是 (填化学式或名称)。石膏定型时发生的化学反应方程式: 。
13.氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 ℃反应获得。
(1)写出N原子结构示意图:_______,根据元素周期律知识,请写出氮化硅的化学式:_______。
(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式:______________。
(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为______________。
14.1986年,在瑞士苏黎世工作的两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物超导体,使超导工作取得突破性进展,为此两位科学家获得1987年的诺贝尔物理学奖。这种超导材料的晶体结构如右图所示,其化学式为YBa2Cu3O7。
(1)已知该化合物中各元素的化合价为、、和。试计算Cu在化合物中的平均化合价为______________,两种价态Cu的原子个数之比为____________。
(2)用氧化物的形式表示该化合物的组成:____________________________________。
15.纳米材料的表面粒子占总粒子数比例极大,这是它有许多特殊性质的主要原因。假设某纳米颗粒的大小和结构恰好与氯化钠晶胞(如下图所示)相同,则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数的比值为 。
16.GaAs是仅次于硅的一种新型化合物半导体材料,其性能比硅更优越。Ga位于周期表的第ⅢA族,As位于周期表的第ⅤA族。
(1)Ga和As的最外层电子数分别是 。
(2)GaAs中Ga和As的化合价分别是 。
(3)第ⅣA族的C和Si也可以形成类似的化合物半导体材料,该化合物半导体材料的化学式可表示为 。
17.(1)将下列硅酸盐改写成氧化物的形式(改写时注意金属氧化物在前,非金属氧化物在后,低价在前,高价在后,H2O一般写在最后):
①镁橄榄石(Mg2SiO4):___________________________________________________________;
②高岭石〔Al2(Si2O5)(OH)4〕:_____________________________________________________。
(2)许多含氧酸及其盐类均可以类似地改写为氧化物形式,请继续改写以下物质:
HNO3____________;HCOOH_________________;
KAl(SO4)2·12H2O____________________________。
通过以上改写可知,HNO3的酸酐为__________,HCOOH与H2SO4反应可制________气体。
(3)已知在一定条件下,Fe在Cl2中燃烧可以生成Fe3Cl8,它可以看作是FeCl2·2FeCl3。类似地,碘与Fe在一定条件下可得到Fe3I8,则它可以看作是________________。
18.在电弧作用下使石墨蒸发,在真空中冷凝,得到空心球状分子,其相对分子质量分别为720和840,写出这两种分子的化学式:____________和___________。它们与石墨的关系是_____________;其中一种分子可与金属钾形成超导化合物,该物质的相对分子质量为837,则此化合物的化学式为______________。
19.框图中,A、B、C是单质,甲、乙、丙等是化合物;物质中所包含的元素都是短周期元素。
试完成下列问题:
(1)写出A、B、C的化学式:__________、__________、__________。
(2)写出甲、丙、己的化学式:__________、__________、__________。
(3)框图所列单质和化合物中,含有碳元素的是_________(写字母代号或汉字代号)。?
20.材料科学是近年来与化学有关的科学研究的重点,某新型无机非金属材料K由两种非金属元素组成,它是一种超硬物质,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化等特性,它是以中学化学中的常见物质为原料来生产的。下图所示为其生产过程,其中虚线框内转化是为探究C的组成而设。已知A、B均为非金属单质,G、F、H均难溶于水且为白色粉末;图中除M、K(均含A元素)外均为中学化学常见物质:
请完成下列问题。
(1)指出K可能所属的晶体类型_________。
(2)写出化学式:单质B_________;化合物F_________。
(3)写出下列反应的离子方程式:
反应③___________________________;
反应⑤___________________________。
(4)写出反应④的化学方程式___________________________。
21.铁氧体磁性材料在微波领域中有着重要作用,有一种铁、氧、钇三种元素组成的磁性材料,经测定该材料中钇、铁原子数之比为3∶5,氧的质量分数约为26.0%,则该材料的化学式为 ,钇、铁的化合价分别为 。
22.新型离子化合物[HC60]+[CB11H60Cl60]-是一种功能材料。它可以用超酸H(CB11H60Cl60)和C60反应,使C60得到质子来制取。该反应类型跟中学课本中的一个化学反应类似,课本中的这个反应是(写一个离子方程式) 。
23.某型号的水泥主要成分有Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3Al2Oz,则x= ,y= ,z= 。
水泥具有水硬性,跟水掺和搅拌后很容易 ,水泥要 保存。
普通水泥以 和 为主要原料,煅烧后再加入适量 ,用以调节硬化速度。
24.钇(Y)是激光材料、超导材料和磁性材料中的重要元素,在激光诊断、激光治疗领域、超导发电机、超导磁悬浮列车、微波领域中有着重要作用。
(1)有一种铁、氧、钇三种元素组成的磁性材料,经测定该材料中钇、铁的原子个数之比为3∶5,氧的质量分数约为26.0%,则该材料的化学式为___________,钇、铁的化合价分别为___________。
(2)某钇矿石的主要成分是Be2YxFeSi2O10,该矿石与过量氢氧化钠共熔后,加水溶解,所得沉淀物中有Y(OH)3和Fe2O3(反应时Y的化合价不变,Fe由+2价转变为+3价)。试推算:此钇矿石的化学式中x=___________。若改用氧化物的形式表示其组成,则化学式为___________。
25.有A、B、C三种透明、不溶于水的坚硬固体。A在O2中完全燃烧只得到一种无色气体,此气体的密度为O2密度的1.375倍(标准状况)。B能溶于热烧碱溶液中,再往该溶液中加入过量盐酸时,析出白色胶状沉淀,它是一种比碳酸还弱的酸,分离出此沉淀物,经干燥后得到不溶于水的白色粉末,将B与石灰石、纯碱按一定比例混合高温烧熔、冷却得C,C在高温下软化,无固定熔点。根据以上事实,推断:
(1)A是________,B是________,C是________。
(2)写出有关反应的化学方程式________________________________。
26.根据下图所示的物质之间的转化关系,其中A为单质,回答下列有关问题。
(1)写出A、B、C、D各物质的名称:
A ,B ,
C ,D 。
(2)写出下列变化的化学方程式:
D→A ;
B→C ;
D→B 。
27.用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O,并含有少量CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)。其步骤如下:将土样和纯碱混合均匀,加热熔融,冷却后加盐酸分别得到沉淀和溶液,溶液即为净水剂。
(1)写出熔融时主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3与强碱反应相似) 。
(2)最后的沉淀是 ,生成沉淀的离子方程式是 。
(3)实验室中常用的有瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚,本实验应选用 坩埚。
28.在氮化硅中添加氧化铝,用氧原子取代一部分氮,用铝原子取代一部分硅,通过常压烧结即成为新一代无机非金属材料,叫氧氮化硅铝,即赛伦(Sialon),化学通式为Si6-xAlxOxNy(x:2~4)。
(1)判断赛伦属于 晶体类型,并且有 等特性(至少写出三种)。
(2)化学通式里y值为 (用含x的表达式或某一具体数值表示)。
29.在右图中填上元素周期表中与硅上下相邻、左右相邻的元素符号,并完成下列问题:
(1)其中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素是_________,酸的化学式为______________。
(2)硅酸的酸性比_____________、_____________强,比_____________、____________弱。
30.2005年10月12日“神舟六号”载人飞船成功发射,是我国航天史上又一座新的里程碑,标志着我国在攀登世界科技高峰的征程上,又迈出了具有重大历史意义的一步。
(1)“神舟六号”飞船表面贴有特制的陶瓷片,其主要目的是_____________________。
(2)航天员采用的补氧剂有Na2O2、KO2两种选择,写出反应原理____________________。
(3)1 kg Na2O2与1 kg KO2分别与CO2反应,生成O2的体积(同温、同压)之比为_______。
(4)你认为选用_______作补氧剂更为合适,理由是:
31.A、B、C、D是按原子序数由小到大排列的第2、3周期的元素的单质。B、E均为组成空气的成分。F的焰色反应呈黄色。在G中,非金属元素与金属元素的原子个数比为1∶2。在一定条件下,各物质之间的相互转化关系如下(图中部分产物未列出):
请填写下列空白:
(1)A是______________________,C是______________________。
(2)H与盐酸反应生成E的化学方程式是______________________________________。
(3)E与F反应的化学方程式是______________________________________________。
(4)F与G的水溶液反应生成I和D的离子方程式是____________________________。
32.(5分)已知A是灰黑色硬而脆的固体,B是气态物质,根据下图所示关系确定各字母所代表的物质的名称:
A________,B________,C________,D________,E________。
33.1)构成分子晶体的粒子是__________,这类粒子间的作用力一定有__________,还可能有__________。如果分子间作用力只是__________,若以一个分子为中心,其周围通常可以有__________个紧邻的分子,分子晶体的这一特征称为__________。干冰中CO2分子采取的就是这样的堆积方式。若分子内存在吸引电子能力较强、半径较小的__________原子与H原子所形成的共价键,则会形成氢键,氢键不仅具有饱和性,也具有__________。能形成氢键的物质较多,如______________________________等。在冰中,每个水分子与相邻的__________个水分子形成氢键,呈__________立体结构。
(2)在原子晶体中,所有原子都以__________键结合,整个原子晶体是一个三维的__________结构。在金刚石中,C原子采取__________杂化方式,每个C原子与另外__________个C原子以共价键相结合,键角为__________,晶体中最小碳环由__________个C原子构成,且不在同一个平面内。晶体硅的结构与金刚石类似,SiO2的晶体结构可以看作是在晶体硅的Si—Si键之间插入__________原子而形成的,在12 g SiO2晶体中含有化学键的物质的量为 __________mol。
34.(13分)能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。
(1)太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层,写出基态镍原子的核外电子排布式 。
(2)富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能,在太阳能电池的应用上具 有非常光明的前途。富勒烯(C60)的结构如图,分子中碳原子轨道的杂化类型为 ;1mol C60分子中σ键的数目为 。
(3)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓、硫化镉、硫化锌及铜锢硒薄膜电池等。
①第一电离能:As Se(填“>”、“<”或“=”)。
②硫化锌的晶胞中(结构如图所示),硫离子的配位数是 。
③二氧化硒分子的空间构型为 。
(4)金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用,一种金属镁酞菁配合物的结构如下图,请在下图中用箭头表示出配位键。
参考答案
1.A:SiO2、B:Na2SiO3、C:CO2、D:H4SiO4、E:H2SiO3
【解析】此题应根据对实验现象的分析,得出结论。A是不溶于硫酸、硝酸等强酸的高熔点化合物,它能与纯碱熔融反应,而且放出气体C,可初步判断A可能是SiO2,B可能是Na2SiO3,C可能是CO2。若把CO2通过Na2SiO3溶液中,会得到胶状沉淀H4SiO4,H4SiO4在干燥空气中易脱水生成H2SiO3,H2SiO3只有加热才能生成SiO2。这些都是与题目所给出的实验现象相符合,这就证实A确实是SiO2。A判断出来了,其它物质的推断就迎刃而解。
2.(1)ACBECF AB之间的C装置中溶液保持澄清,EF之同的C装置中溶液变浑浊 (2)关闭 打开 k m 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(3)①氢氧化钠溶于水放出大量热,温度升高,使氨的溶解度减小而放出;氧氧化钠吸水,促使氨放出;氢氧化钠电离出的OH增大了氨水中OH浓度,促使氨水电离平衡左移,导致氨气放出。②还原
【解析】(1)根据实验要求,A装置中通入的气体为CO和CO2的混合气,在A中,CO2 被氢氧化钠吸收,若要获得纯净干燥的CO,需要选取装置C,证明CO2 被除尽,然后通过盛有浓硫酸的B除去水蒸气,要验证CO的还原性,需要装有CuO的装置E,验证CO的氧化产物CO2 ,还需要装置C,最后需要F除去为反应的CO。所选装置的连接顺序是ACBECF,能验证CO的氧化产物的实验现象是:AB之间的C装置中溶液保持澄清,EF之间的C装置中溶液变浑浊。
(2)停止通入CO和CO2 的混合气体,需要关闭活塞a,然后打开活塞b,此时稀硫酸与碳酸钠溶液(CO2 与NaOH反应生成的)反应,反应生成的CO2气体进入E中,并与 与Na2O2反应产生氧气,氧气通过D除去可能存在的CO2,通过B除去水蒸气,得到纯净干燥的氧气,氧气氧化乙醇的条件是需要加热且有铜做催化剂,因此需要加热k使乙醇挥发,并且加热m,使氧气与乙醇蒸气反应,反应的化学方程式是:2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O。
(3)氢氧化钠固体易吸水并且在溶于水时放出大量的热,氢氧化钠溶于水后溶液中的OH—的浓度增大,这些因素均能浓氨水中的化学平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH向逆反应方向移动,使浓氨水中的氨气放出。根据常识可以判断出在E中出现的红棕色气体应该是NO2,由氨气和NO2中氮元素的化合价可以判断氨气被氧化生成NO2 氨气体现出的是还原性。
3.(1)坩埚钳、酒精喷灯(答“酒精灯”不对) (2)趁热过滤 (3)冷却结晶 (4)酚酞 红色刚好消失
【解析】(1)高温灼烧需高温加热仪器酒精喷灯,有坩埚,还需夹持仪器坩埚钳。(4)向Ba(OH)2溶液中通入二氧化碳可制得碳酸钡,但二氧化碳过量会生成Ba(HCO3)2,故需加入指示剂。
4.①GeO2+4HCl==GeCl4+2H2O
  ③H4GeO4 INCLUDEPICTURE "http://172.31.28.6/webbook/gao/2/2018/text/Image7383.gif" \* MERGEFORMATINET GeO2+2H20
  (或H2GeO3 INCLUDEPICTURE "http://172.31.28.6/webbook/gao/2/2018/text/Image7383.gif" \* MERGEFORMATINET GeO2+H2O)
  ④GeO2+2H2 INCLUDEPICTURE "http://172.31.28.6/webbook/gao/2/2018/text/Image7383.gif" \* MERGEFORMATINET Ge+2H2O
【解析】Ge为ⅣA族,最高正价为+4价,其氧化物为GeO2,又+4价稳定,与盐酸不发生氧化还原反应,只发生碱性氧化物与酸的反应。锗酸的化学式用硅酸迁移即得:H4GeO4或H2GeO3。
  ①GeO2+4HCl==GeCl4+2H2O
  ③H4GeO4 INCLUDEPICTURE "http://172.31.28.6/webbook/gao/2/2018/text/Image7383.gif" \* MERGEFORMATINET GeO2+2H20
  (或H2GeO3 INCLUDEPICTURE "http://172.31.28.6/webbook/gao/2/2018/text/Image7383.gif" \* MERGEFORMATINET GeO2+H2O)
④GeO2+2H2 INCLUDEPICTURE "http://172.31.28.6/webbook/gao/2/2018/text/Image7383.gif" \* MERGEFORMATINET Ge+2H2O
5.(1)除去精盐中的可溶性杂质 Na2CO3
(2)CO2+2AlO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32 CO2+SiO32+H2O=H2SiO3↓+CO32
(3)Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O H2SiO3+2OH=SiO32+2H2O
(4)Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O
【解析】(1)从粗盐经操作a变成纯净NaCl(已经过滤,除去不溶性杂质),故操作a的作用是除去精盐中的可溶性杂质。高岭土(Al2Si2O7·2H2O)经高温得Al2O3和SiO2,溶于NaOH得NaAlO2和Na2SiO3,故滤液的成分是:NaAlO2和Na2SiO3及过量NaOH的混合物,通入CO2,生成的副产品A是Na2CO3。
6.(1)氢 碳 硅
(2)Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑
(3)H2CO3 氕
(4)SiO2+2CSi+2CO↑
SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
【解析】A、B、C都是非金属元素,1 mol C溶于苛性钠溶液中产生2 mol气体,可推知C为硅。再结合A与B的核外电子总数恰好等于C的一半,B与C的最外层电子数相同,它们各自的质子数与中子数均相等,可推知A为氢,B为碳。
7.(1)CO2的质量和O2的体积 ⑦与③交换位置
(2)CO2的质量 偏高 碱石灰吸收了水蒸气
(3)A接H,G接B (4)
【解析】实验的目的是测定Na2CO4样品的纯度,可能含有少量Na2O2。Na2CO4和稀硫酸反应、Na2O2和稀硫酸反应均有O2放出,实验可通过测定CO2的质量来求算Na2CO4的纯度,在用碱石灰吸收CO2之前,需先除去CO2中的水蒸气,否则实验测得的数据会偏高,故甲同学的实验中⑦与③应交换位置,乙同学应增加③浓硫酸。
8.(1)CH4 SiH4 sp3 sp3 正四面体
(2)分子 原子
(3)CO2
(4)C 1s22s2
【解析】由“Y原子的L层p轨道中有2个电子”可知Y原子的电子排布式是1s22s22p2,
为碳元素;由“Z与Y原子的价层电子数相同”可知Z与碳元素同主族,又因Z位于元素周期表的前四周期且核电荷数大于Y,所以Z可能为硅元素(14号)或锗元素(32号),若Z为锗元素,则四种元素的核电荷数之和大于51(因W的核电荷数比Z的还要大),即Z只能为硅元素;由“W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4︰1”可知W的最外层电子数为2,由“d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5︰1”可知d轨道中的电子数为10,所以W原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2,即W为锌元素;又因四种元素的核电荷数之和为51,所以X元素的核电荷数为1,是氢元素。
9.(1)CaCO3+CO2 + H2OCa(HCO3)2 (2)③②①④⑤
【解析】从图可见,石笋受损是由于地表水中溶有CO2,CO2可溶解石笋,生成Ca(HCO3)2,而Ca(HCO3)2在受热的情况下会分解生成CaCO3,形成钟乳石和石笋。修复溶洞底部受损的石笋应用能与Ca(HCO3)2反应的碱。故实验的第一步是选择合适的碱,再配制一定浓度的碱溶液后进行修复操作①④⑤。
10.金刚石 石英 普通玻璃
C+O2 CO2
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+2HCl+H2O H4SiO4↓+2NaCl
H4SiO4 H2SiO3+H2O
CaCO3+Na2CO3+6SiO2 Na2O·CaO·6SiO2+2CO2↑(分两个方程式写也可以)
【解析】固体A燃烧后生成的气体的相对分子质量为32×1.375=44,再结合该气体为无色且能使澄清石灰水变浑浊的性质,可推断此气体为CO2;又因为A为透明不溶于水的坚硬固体,可判断A为金刚石;物质B能与苛性钠溶液反应,且所得溶液与盐酸反应生成一种酸性比碳酸还弱的难溶于水的酸,可推断B为石英;C由石灰石、纯碱、B物质(石英)混合加热而得,结合高温时软化且无固定熔点,可推知C为普通玻璃。
11.硅 四氟化硅 二氧化硅 硅酸钠硅酸
【解析】由硅元素的特征性质推断。
12.熟石膏2(CaSO4·1/2H2O)+3H2O 2(CaSO4·2H2O)
【解析】医生使用的石膏是熟石膏,石膏定型时发生的化学反应为2(CaSO4·1/2H2O)+3H2O 2(CaSO4·2H2O)。
13.
(1) ?Si3N4
(2)Si3N4+12HF3SiF4↑+4NH3↑
(3)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl
【解析】(1)根据Si元素最高为+4价,氮元素负化合价为-3,化合物中化合价代数和为0,故氮化硅化学式为Si3N4。
(2)根据硅元素的特性之一:与F元素组合成SiF4。
(3)依据质量守恒及-1价氯的稳定性。
14.(1)+ ∶=2∶1
(2)Y2O3·4BaO·4CuO·Cu2O3
【解析】(1)该晶体虽然是一种新型超导材料,但作为一种化合物,它同样满足化学式中“正负化合价代数和为零”的原则,据此计算出Cu的平均化合价为+;因为,则有:a+b=3,2a+3b=7。联立方程解得a=2,b=1。即=2∶1。(2)根据Y、Ba、Cu的化合价,其氧化物的化学式为Y2O3、BaO、CuO、Cu2O3,因Cu的+2、+3两种价态的原子个数之比为2∶1,所以推得n(CuO)∶n(Cu2O3)= 4∶1。即该化合物的组成可表示为Y2O3·4BaO·4CuO·Cu2O3。
15.26∶27
【解析】该纳米颗粒的结构与氯化钠晶胞的结构不同,它是一个完整的颗粒结构,不为其他结构共用。8个顶点、12条棱的中点、6个面的中心共26个粒子,立方体的中心有1个粒子,所以表面粒子数与总粒子数的比值为26∶27。
16.(1)3,5 (2)+3,-3 (3)SiC
【解析】Ga位于周期表的第ⅢA族,As位于周期表的第ⅤA族,因此Ga和As的最外层电子数分别是3和5。Ga是金属元素,As是非金属元素,因此GaAs中Ga和As的化合价分别是+3和-3。第ⅣA族的C和Si两元素,C元素的非金属性强,因此该化合物的化学式为SiC。
17.(1)①2MgO·SiO2
②Al2O3·2SiO2·2H2O
(2)N2O5·H2O CO·H2O K2O·Al2O3·4SO3·24H2O N2O5 CO
(3)3FeI2·I2
【解析】改写时注意中心元素的化合价不变,同时不能出现分数,不够时可在前面加计量数,如HNO3可视为2HNO3写作N2O5·H2O。对(3)因Fe3+与I-不能共存,故不能写成FeI2·2FeI3。
18.C60 C70 同素异形体 C60K3
【解析】此题立意介绍科技新成果,内容高起点,答题低落点。一种分子与钾形成化合物,相对分子质量为837,从数量关系看一定由C60与K形成,K原子数目为(837-720)/39=3,即C60K3。
19.(1)C Si O2
(2)SiO2 Na2SiO3 H2SiO3
(3)A、乙、丁(或C、CO、CO2)
【解析】由“B(单质)+C(单质)甲(化合物)”,可知甲中只含2种元素。由“甲(BnCm)+NaOH(aq)丙”可知甲显酸性,应当为酸性氧化物。由“甲(BnCm)+A(单质)高温B+乙(AxBy)”可联想到下列反应:SiO2+2CSi+2CO↑。
在此基础上可推出:A、B、C单质分别是C、Si、O2;甲、乙、丙、丁、戊、己等分别是SiO2、CO、Na2SiO3(aq)、CO2、H4SiO4、H2SiO3。
20.(1)原子晶体
(2)Cl2 H2SiO3(或H4SiO4)
(3)Cl-+Ag+AgCl↓ SiO2+2OH-+H2O
(4)3Si(NH2)4Si3N4+8NH3↑
【解析】根据化合物M中A可形成四个价键知:A元素为四价元素,由虚线框中上一支推知E中有Cl-,由下一支推知F中含Al元素或Si元素,联系化合价知F中含硅元素(题目中也说明了为非金属元素),故C为SiCl4,由SiCl4+3H2O4HCl+H2SiO3,生成E:HCl,F:H2SiO3。
21.Y3Fe5O12+3、+3
【解析】设氧原子为n个,则可列式:
×100%=26.0%,则n=12,由化学式中各元素的化合价代数和为零,则该材料的化学式为Y3Fe5O12,钇、铁的化合价分别为+3、+3。
22.NH3+H+
【解析】本题以新材料的有关知识为背景,进行合理类比,该反应类似于教材中的化合反应。如NH3能获取质子(H+):NH3+H+ 。
23.4 5 6 凝固变硬 密封 黏土 石灰石 石膏
【解析】由化合价规则可求x、y、z。
Ca2SiOx∶2x=2×2+4 x=4;
Ca3SiOy∶2y=2×3+4 y=5;
Ca3Al2Oz∶2z=2×3+3×2 z=6。
24.(1)Y3Fe5O12 +3、+3
(2)2 2BeO·Y2O3·FeO·2SiO2
【解析】(1)设该物质化学式中钇、铁、氧的原子个数之比为3∶5∶n,则可列式为:
16n/(89×3+56×5+16n)×100%=26.0%
解得n=12,因为各原子的个数之比已为最简比,即其化学式为Y3Fe5O12。由化学式中各元素的化合价代数和为零,可推出钇、铁的化合价分别为+3、+3。
(2)根据化合价规则(化合物中各元素化合价的代数和为0)有:2×2+3x+2+2×4=2×10,解得x=2,即钇矿石的化学式为Be2Y2FeSi2O10。改写成氧化物的形式为2BeO·Y2O3·FeO·2SiO2。
25.(1)金刚石晶体 二氧化硅晶体 玻璃
(2)C+O2CO2 SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O
Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
【解析】A完全燃烧所得气体的相对分子质量为:32×1.375=44,即该气体为CO2,A为C元素的单质,依A的性能知A为金刚石,依据B的性质及所发生的一系列反应和反应产物的性质推知B为SiO2晶体,则C为玻璃。
26.(1)硅 硅酸钠 原硅酸(或硅酸) 二氧化硅
(2)SiO2+2C Si+2CO↑
Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3↓+Na2CO3
SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O
【解析】由于A是单质,再根据与B和D的转化关系可判断出A为硅,B为硅酸钠,C为原硅酸(或硅酸),D为二氧化硅。
27.(1)SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑
Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑
(2)H2SiO3 SiO2-3+2H+ H2SiO3↓
(3)铁
【解析】搞清高岭土的主要成分是本题的关键。Al2O3与SiO2能分别与Na2CO3反应得到Na2SiO3和NaAlO2,冷却后加盐酸分别得到H2SiO3沉淀和AlCl3溶液(净水剂)。瓷坩埚、氧化铝坩埚都能与Na2CO3反应,因此本实验应该选用铁坩埚。
28.(1)原子 耐高温、热稳定性好、高强度、超硬度、耐磨损、耐腐蚀(2)8-x
【解析】(1)Si3N4为原子晶体,由于O2-与N3-、Si4+与Al3+半径大小相近,用氧原子取代一部分氮,用铝原子取代一部分硅后,晶体类型不发生变化,因此赛伦为原子晶体。原子晶体具有耐高温、热稳定性好、高强度、超硬度、耐磨损、耐腐蚀等特性。(2)由元素化合价代数和为零知:(6-x)×(+4)+x×(+3)+x×(-2)+y×(-3)=0,解得:y=8-x。
29.
(1)P H3PO4
(2)氢氧化铝 锗酸 碳酸 磷酸
【解析】由元素周期表可知元素分别为
由元素周期律:从左到右最高价氧化物的水化物酸性增强,知P元素对应的最高价氧化物的水化物H3PO4酸性最强,同理可推出答案。
30.(1)耐高温、隔热
(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
4KO2+2CO22K2CO3+3O2
(3)71∶117
(4)KO2消耗等质量补氧剂,KO2产生O2多
【解析】(1)飞船高速飞行,摩擦生热会产生较高温度。
(3)根据反应
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
156g 1mol
1000g mol
4KO2+2CO22K2CO3+3O2
284g 3mol
1000g mol
故产生O2的体积比为∶=71∶117。
31.(1)碳(或C) 钠(或Na)
(2)Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑
(3)2CO2+2Na2O2====2Na2CO3+O2
(4)Na2O2+S2-+2H2O====4OH-+S+2Na+
【解析】空气中的主要成分是N2、O2、CO2。F的焰色反应呈黄色,说明含有钠元素。H能与盐酸反应生成E,可知E为CO2,B为O2,F为Na2O2,H为Na2CO3,C为Na,A为C。金属Na与D反应生成Na2D,且D属于第2、3周期元素的单质,且G能与Na2O2反应,Na2D不可能是Na2O,只可能是Na2S,Na2S中的S2-具有比较强的还原性,能被Na2O2氧化成S:Na2O2+S2-+2H2O====4OH-+S+2Na+。
32.硅 四氟化硅 二氧化硅 硅酸钠硅酸
【解析】由硅元素的特征性质推断。
33.(1)分子 范德华力 氢键 范德华力12 分子密堆积 N、O、F 方向性 HF、NH3、H2O、CH3OH等 4 正四面体
(2)共价 共价网状 sp3 4 109°28′ 6 氧 0.8
【解析】本题考查了分子密堆积和氢键,以及典型的分子晶体和原子晶体的结构。在SiO2晶体中每一个硅原子都与周围的四个氧原子形成了四个硅氧键,并且不存在共用的情况,所以SiO2晶体中化学键的数目为硅原子数目的四倍。12 g SiO2晶体的物质的量是0.2 mol,所以化学键的物质的量为0.8 mol。
34.(13分)
⑴ 1s22s22p63s23p63d84s2
⑵sp2 90NA
⑶①> ②4 ③V型
⑷ (第(4)1分,其他每空各2分)
【解析】
试卷第8页,总9页
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