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.
A. | NH4+、AlO2-、Cl-、Na+ | B. | K+、Fe2+、Cl-、NO3- | ||
C. | Na+、SO 42-、Cl-、Al3+ | D. | Na+、NO3-、K+、SO42- |
A. | H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致 | |
B. | 原子晶体中只存在非极性共价键 | |
C. | 氨、水是极性分子 | |
D. | 金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物 |
A. | 淀粉的分子式是C12H22O11 | |
B. | 淀粉可以发生银镜反应 | |
C. | 淀粉可以直接检验食盐中是否含有碘元素 | |
D. | 淀粉是天然高分子化合物 |
A. | 1×10-4mol/L | B. | 1×10-7mol/L | C. | 1×10-10mol/L | D. | 1×10-11mol/L |
(一)科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体的晶格能数据如下表:
晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/(kJ•mol-1) | 786 | 715 | 3401 |
(二)科学家通过X射线推测胆矾中微粒间的作用力,胆矾的结构示意图1可简单表示如下:
(1)胆矾晶体中含有ABC(填字母代号)
A.配位键 B.离子键 C.极性共价键
D.金属键 E.氢 键 F.非极性共价键
(2)Cu2+还能与NH3、Cl-等形成配位数为4的配合物,已知[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为平面正方形.
(3)图2金属铜采用下列C(填字母代号)堆积方式.
(4)图3是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,该晶体的密度为a g/cm3,设阿伏伽德罗常数的值为NA,则该晶胞的体积为$\frac{320}{aN{\;}_{A}}$cm3