题目内容

4.金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性,应用广泛.
(1)碳与短周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物R为非极性分子,Q是O(填元素符号),R的电子式为
(2)一定条件下,Na还原CCl4可制备金刚石,反应方程式为4Na+CCl4$\frac{\underline{\;一定条件下\;}}{\;}$C(金刚石)+4NaCl,反应结束冷却至室温后,回收其中的CCl4的实验操作名称为过滤,除去粗产品中少量钠的试剂为水或乙醇.
(3)碳还原SiO2制SiC,其粗产品中杂质为Si和SiO2.先将20.0g SiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应,收集到0.1mol氢气,过滤得SiC固体11.4g,滤液稀释到1L.生成氢气的离子方程式为Si+2OH-+H2O═SiO32-+2H2↑,稀释后的滤液中硅酸盐的物质的量浓度为0.17mol•L-1
(4)下列叙述正确的有③④(填序号).
①Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应
②金刚石、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同
③Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱
④钠、锂分别在空气中燃烧,生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1:2.

分析 (1)碳与短周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物R为非极性分子,则Q是O2、R是CO2,在二氧化碳分子中每个O原子和C原子之间能形成两对共用电子对;
(2)一定条件下,钠还原四氯化碳可制备金刚石,根据元素守恒知,还生成NaCl;
将不溶性固体和液体分离通常采用的方法是过滤;由于Na可以与水(或乙醇)发生反应;
(3)根据反应的方程式计算生成Na2SiO3的物质的量,进而计算浓度;
(4))①Na还原CCl4的反应属于置换反应,但Cl2与H2O反应生成HCl和HClO;
②金刚石属于原子晶体,而干冰属于分子晶体;
③元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强;
④钠、锂分别在空气中燃烧,生成的氧化物分别为Na2O2、Li2O.

解答 解:(1)由题给信息“碳与Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物R为非极性分子”可推知Q为氧,非极性分子R为CO2,CO2的电子式为,故答案为:O;
(2)一定条件下,钠还原四氯化碳可制备金刚石,根据元素守恒知,还生成NaCl,反应方程式为4Na+CCl4$\frac{\underline{\;一定条件下\;}}{\;}$C(金刚石)+4NaCl,
金刚石是不溶于CCl4的固体,CCl4是液体,将不溶性固体和液体分离通常采用的方法是过滤;由于Na可以与水(或乙醇)发生反应,而金刚石不与水(或乙醇)反应,所以除去粗产品中少量的钠可用水(或乙醇),
故答案为:4Na+CCl4$\frac{\underline{\;一定条件下\;}}{\;}$C(金刚石)+4NaCl;过滤;水(或乙醇);
(3)根据硅与NaOH反应的化学方程式Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑可写出其离子方程式为Si+2OH-+H2O═SiO32-+2H2↑;
计算溶液中硅酸盐的物质的量浓度需要根据化学方程式进行计算:
Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2
28 g         1 mol     2 mol
m(Si)  n1(Na2SiO3) 0.1 mol
m(Si)=$\frac{28g/mol×0.1mol}{2mol}$=1.4g,
n1(Na2SiO3)=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05 mol,
粗产品中SiO2的质量为m(SiO2)=20.0g-11.4g-1.4 g=7.2 g
SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O
60g         1mol
7.2g        n2(Na2SiO3
n2(Na2SiO3)=$\frac{1mol×7.2g}{60g}$=0.12mol,
则n(Na2SiO3)=n1(Na2SiO3)+n2(Na2SiO3)=0.12mol+0.05mol=0.17mol,
硅酸盐的物质的量浓度为$\frac{0.17mol}{1L}$=0.17mol/L,
故答案为:Si+2OH-+H2O═SiO32-+2H2↑;0.17 mol•L-1
(4)①Na还原CCl4的反应属于置换反应,但Cl2与H2O反应生成HCl和HClO,不是置换反应,故①错误;
②金刚石属于原子晶体,而干冰属于分子晶体,熔化时克服粒子间作用力的类型不相同,故②错误;
③Na2SiO3溶液与SO3的反应,说明酸性H2SiO3比H2SO4弱,则可用于推断Si与S的非金属性强弱,故③正确;
④钠、锂分别在空气中燃烧,生成的氧化物分别为Na2O2、Li2O,阴阳离子数目比均为1:2,故④正确.
故答案为:③④.

点评 本题考查物质结构、元素化合物性质及物质的量的有关计算,为高频考点,注意从质量守恒的角度结合反应的化学方程式计算,注意氯气和水的反应不是置换反应、注意过氧化钠构成微粒,为易错点.

练习册系列答案
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15.某小组以CoCl2•6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X.为测定其组成,进行如下实验.

①氨的测定:精确称取wgX,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1mLc1 mol•L-1的盐酸标准溶液吸收.蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 mol•L-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mLNaOH溶液.
②氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色).
回答下列问题:
(1)装置中安全管的作用原理是使A瓶中压强稳定.
(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用碱式滴定管,可使用的指示剂为酚酞或甲基橙.
(3)样品中氨的质量分数表达式为$\frac{(C{\;}_{1}V{\;}_{1}-C{\;}_{2}V{\;}_{2})×10{\;}^{-3}mol×17g/mol}{wg}$×100%.
(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将偏低(填“偏高”或“偏低”).
(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是防止硝酸银见光分解;滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5mol•L-1,c(CrO42-)为2.8×10-3mol•L-1.(已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12
(6)经测定,样品X中钴.氨.氯的物质的量之比为1:6:3,钴的化合价为+3,制备X的化学方程式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3•H2O+H2O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2[Co(NH36]Cl3+12H2O;X的制备过程中温度不能过高的原因是温度越高过氧化氢分解、氨气逸出,都会造成测量结果不准确.

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