- 非金属及其化合物
- 共31702题
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________________________________。
正确答案
(1)氢 碳 硅
(2)Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑
(3)H2CO3 氕
(4)SiO2+2CSi+2CO↑
SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
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。
(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________________。
正确答案
(1)①2MgO·SiO2
②Al2O3·2SiO2·2H2O
(2)N2O5·H2O CO·H2O K2O·Al2O3·4SO3·24H2O N2O5 CO
(3)3FeI2·I2
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。
矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的。此处的风化作用是说矿物与H2O和CO2同时作用的过程。案例如钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土〔Al2Si2O5(OH)4〕,此反应的离子方程式是:2KAlSi3O8+11H2O+2CO22K++2+ 4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4,这个反应能发生的原因是_____________。Al2Si2O5(OH)4改写成氧化物的形式为__________________________。
正确答案
因为碳酸的酸性比原硅酸酸性强,由较强的酸可制得较弱的酸 Al2O3·2SiO2·2H2O
分析反应前后的酸的酸性强弱,正反映了由较强的酸制取较弱的酸这一普遍规律。在用氧化物表示硅酸盐时要注意书写的一般顺序:先是金属氧化物,再是SiO2,最后是写H2O。
将12.4g碱石灰制成溶液,加入13.7g Na2CO3和NaHCO3,反应后得沉淀15g,经测定,反应后溶液中不含Ca2+、CO32+、HCO3-。求
(1) CaO和NaOH各多少g? (2)Na2CO3和NaHCO3各多少g?
正确答案
(1) CaO8.4g ,NaOH 0.15mol(2)Na2CO3 5.3g ,NaHCO38.4g
运用守恒法解题既可避免书写繁琐的化学方程式,提高解题的速度,又可避免在纷纭复杂的解题背景中寻找关系式,提高解题的准确度。
据题意CaO和Na2CO3、NaHCO3均全部转化为CaCO3沉淀,据Ca原子和C原子两种原子的守恒关系,便可列出关系式:
nCaO=nCa(OH)2=nCaCO3=nNa2CO3+nNaHCO3
可得关系式:
CaO ~ CaCO3 ~ (Na2CO3+NaHCO3)
56g 100g 1mol
x 15g y
解得 x="8.4g" y=0.15mol
所以mNaOH=12.4g-8.4g=4g
设Na2CO3物质的量为a,则NaHCO3物质的量为0.15mol-a
106g/mol a+84g/mol×(0.15mol-a)=13.7g
解得a=0.05mol
所以mNa2CO3=0.05mol×106g/mol="5.3g" mNaHCO3=13.7g-5.3g=8.4g。
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 。
正确答案
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+6SiO2Na2O·CaO·6SiO2+2CO2↑(分两个方程式写也可以)
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。
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)。
正确答案
(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
(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。
氮化硅(Si3N4)是一种优良的高温结构陶瓷,在工业生产和科技领域有重要用途。
I.工业上有多种方法来制备氮氦化硅,常见的方法有:
方法一 直接氦化法:在1300~1400℃时,高纯粉状硅与纯氦气化合,其反应方程式为
方法二 化学气相沉积法:在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氦气、氢气反应生成氦化硅和HCl,与方法一相比,用此法制得的氦化硅纯度较高,其原因是 。
方法三 Si(NH2)4热分解法:先用四氯化硅与氨气反应生成Si(NH2)4和一种气体
(填分子式);然后使Si(NH2)4受热分解,分解后的另一种产物的分子式为 。
II.(1)氨化硅抗腐蚀能力很强,但易被氢氟酸腐蚀,氨化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐,此盐中存在的化学键类型有 。
(2)已知:25℃,101kPa条件下的热化学方程式:
3Si(s)+2N2(g)==Si3N4(s) △H=—750.2kJ/mol
Si(s)+2Cl2(g)==SiCl4(g) △H=—609.6kJ/mol
H2(g)+
Cl2(g)==HCl(g) △H=—92.3kJ/mol
请写出四氯化硅气体与氮气、氢气反应的热化学方程式:
。
III.工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下:
已知:X,高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应,Y与X在光照或点燃条件下可反应,Z的焰色呈黄色。
(1)原料B的主要成分是 。
(2)写出焦炭与原料B中的主要成分反应的化学方程式: 。
(3)上述生产流程中电解A的水溶液时,阳极材料能否用Cu? (填“能”或“不能”)。
写出Cu为阳极电解A的水溶液开始一段时间阴阳极的电极方程式:
阳极: ;阴极: 。
正确答案
略
在标准状况下,将质量为相同状况下同体积氢气质量16倍的CO2和CO的混合气体,充满盛有Na2O2且容积为2.24 L的密闭容器中(假设固体的体积忽略不计),用间断发生的电火花引发反应,使可能发生的反应充分进行。试完成下列问题:
(1)反应前充入容器中的CO2和CO的物质的量各是多少?
(2)最后容器中的生成物有哪些?其质量各是多少?
正确答案
(1)n(CO2)="0.025" mol,n(CO)="0.075" mol
(2)生成物为Na2CO3和O2;其中Na2CO3为10.6 g, O2为0.4 g。
由题意知混合气体的平均相对分子质量为16×2=32,
=
,故n(CO2)=
×0.1 mol="0.025" mol,n(CO)="0.075" mol,又因:2CO2+2Na2O2====2Na2CO3+O2,2CO+O2
2CO2,可看作按CO+Na2O2====Na2CO3和2CO2+2Na2O2====2Na2CO3+O2两反应进行,CO完全消耗掉,生成的O2可由CO2与Na2O2的反应求得,故由C原子守恒知:生成Na2CO3为0.1 mol,产生O2共0.025 mol×
="0.012" 5 mol。
(5分)请按要求回答下列问题:
(1)盛放烧碱液的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止发生 反应(用化学方程式表示),而使瓶塞与瓶口粘在一起;
(2)铝热反应在工业生产中的重要用途之一是 ;
(3)“ 硅材料”又被称为信息材料。其中广泛用于光导纤维的材料是 (填化学式,下同);广泛用于制造集成电路的材料是 ;
正确答案
(1)SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O(2分)
(2)焊接钢轨(或冶炼难熔金属或定向爆破或其它合理答案)(1分)
(3)SiO2 (1分) Si (1分)
略
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) 。
正确答案
NH3+H+
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+ 。
大气中二氧化碳含量增多引起温室效应,使地球表面温度升高,有人认为地球上部分地区干旱就是温室效应的后果。
(1)空气中二氧化碳的主要来源是____________________________________________。
(2)自然界消耗二氧化碳的主要过程有__________________________________________。
(3)你认为要防止温室效应的发生,可采取的措施是什么?
(4)二氧化碳是一种重要的无机物,请列举二氧化碳在工业生产和社会生活方面的重要用途。(不少于4种)
正确答案
(1)绿色植物的光合作用及江河、海洋的溶解等
(2)生物的呼吸作用,燃料的燃烧、岩石的风化等
(3)一是通过开发绿色能源替代含碳燃料,二是通过植树造林、种草绿化,加强光合作用吸收二氧化碳的功能。
(4)比如,用干冰进行人工降雨,用干冰作制冷剂,用二氧化碳作碳酸饮料,用二氧化碳作保护气、灭火等
正常情况下空气中二氧化碳的含量相对稳定,因为绿色植物的光合作用及江河、海洋的溶解消耗空气中的二氧化碳,生物的呼吸作用以及燃料的燃烧、岩石的风化等产生二氧化碳,这两个过程相对平衡时,空气中的二氧化碳保持相对稳定。现在由于工业、交通业的发展,新的绿色能源的欠缺,绝大多数能量靠燃烧含碳燃料提供。因此造成空气中二氧化碳的含量剧增,破坏了原有的平衡,产生了温室效应,造成全球性气温升高。解决的办法一是通过开发绿色能源替代含碳燃料,二是通过植树造林、种草绿化,增强光合作用吸收二氧化碳的能力。
二氧化碳在工业生产和日常生活中具有重要的作用。比如,用干冰进行人工降雨,用干冰作制冷剂,用二氧化碳作碳酸饮料,用二氧化碳作保护气、灭火等。
下图为一定量饱和Ca(OH)2溶液中通入二氧化碳气体后,产生CaCO3白色沉淀的质量与二氧化碳体积之间的关系曲线。试完成下列问题:
OA段曲线和AB段曲线所表示的反应方程式是
OA:_________________________________________________________________________;
AB:_________________________________________________________________________。
A点时已参加反应的CO2和Ca(OH)2的物质的量之比为_______________。
B处溶液中存在的浓度较大的两种离子是_____________和_____________(填离子符号)。
将B处生成的溶液煮沸,可见到的现象是______________________________。
正确答案
Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2
1∶1 Ca2+ 有白色沉淀生成
这是一道涉及碳酸正盐和碳酸氢盐互变规律的试题。如果能把握住下述规律,解题就会变得轻而易举。
(1)碳酸的正盐与过量的CO2反应时生成碳酸氢盐。
(2)碳酸氢盐与碱反应时生成碳酸的正盐和水。
(3)碳酸氢盐在加热条件下生成碳酸正盐、水和CO2。
OA段曲线表示在Ca(OH)2饱和溶液中,随着CO2通入量的增加,生成的CaCO3沉淀逐渐增多。其发生的化学反应为:
Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O ①
AB段曲线表示CaCO3沉淀不断地与CO2发生化学反应,生成了易溶于水的碳酸氢盐。其发生的化学反应为:
CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2 ②
由①式可知,在A点的物质体系中只有CaCO3和水,参加反应的CO2和Ca(OH)2的物质的量比为1∶1。
由②式可知,在B处的物质体系中是Ca(HCO3)2溶液,其中浓度较大的两种离子是Ca2+和。
如果将B处的溶液煮沸,则会有白色沉淀生成:
Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑
(4分)制造光导纤维的原料名称是 ,水泥、玻璃、陶瓷属于 工业,日本福岛核电站释放的137Cs和134Cs彼此互称为 ,白磷和红磷互称为 。
正确答案
(4分)二氧化硅,硅酸盐、同位素,同素异形体。(各1分)
略
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________________________________。
正确答案
(1)金刚石晶体 二氧化硅晶体 玻璃
(2)C+O2CO2 SiO2+2NaOH
Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
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。
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______________。
正确答案
(1) Si3N4
(2)Si3N4+12HF3SiF4↑+4NH3↑
(3)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl
(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。
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