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碳族元素高考试题

2004年——2008年碳族元素高考试题

1.（2004年北京卷）近期《美国化学会志》报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470℃、80MPa下合成出金刚石，具有深远意义。

下列说法不正确的是

A.由二氧化碳合成金刚石是化学变化

B.金刚石是碳的一种同位素

C.钠被氧化最终生成碳酸钠

D.金刚石中只含有非极性共价键

2．玻璃的主要成分之一是二氧化碳，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是（）。

A．烧碱B．纯碱C．氢氟酸D．盐酸

3．大理石可以用作墙面、地面和厨房桌面，其主要成份是碳酸钙、食醋不慎滴在大理石桌面上，会使其失去光泽，变得粗糙，下列能正确解释此现象的是（）。

A．食醋中的水使碳酸钙溶解B．食醋中的醋酸将碳酸钙氧化

C．食醋中的醋酸与碳酸钙反应并放出大量的二氧化碳气体

D．食醋中的醋酸与碳酸钙发生了复分解反应

4、（2008年广东卷文科基础）对于下列常见化学的认识错误的是（）

A.明矾可用作净水剂

B.干冰能用于人工降雨

C.碳酸钙是文物陶瓷的主要成分

D.小苏打是一种膨松剂，可用于制作馒头和面包

5．（2004年全国）有一种白色粉末由等质量的两种物质混合而成，分别取适量该白色粉末置于三支试管中进行实验。

（1）逐滴加入6mol·L-1盐酸，同时不断振荡试管，有气泡产生，反应结束后得到无色透明溶液

（2）加热试管中的白色粉末，试管口有水滴凝结

（3）逐滴加入6mol·L-1硫酸，同时不断振荡试管，有气泡产生，反应结束后试管口还有白色溶物下列混合物中符合以上实验现象的是（）

A．NaHCO3、AgNO3B．BaCl2、MgCO3C．NH4HCO3、MgCl2D．CaCl2·6H2O、Na2CO3

6．（2004年全国）血液中血红蛋白结合的一种有毒气体是（）

A．氯气　　　　　B．氮气　　　　C．一氧化碳　　D．甲烷

7．（2006年广东卷）下列表述正确的是

①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅

②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐

③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料

④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛

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．①②③B．②④C．③④⑤D．③⑤

8．（08全国Ⅱ卷）对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是（）

A．SiO2和CO2中Si和O，C和O之间都是共价键

B．C、Si、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8

C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应

D．该族元素的主要化合价是－4和＋2

9.（广东文科基础66）、对于下列常见化学的认识错误的是（）

A.明矾可用作净水剂

B.干冰能用于人工降雨

C.碳酸钙是文物陶瓷的主要成分

D.小苏打是一种膨松剂，可用于制作馒头和面包

10.（广东理科基础34）．根据陈述的知识，类推得出的结论正确的是

A．镁条在空气中燃烧生成的氧化物是MgO，则钠在空气中燃烧生成的氧化物是Na2O

B．乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则丙烯也可以使其褪色

C．CO2与SiO2化学式相似，则CO2与SiO2的物理性质也相似

D．金刚石的硬度大，则C60的硬度也大

11.（2004上海卷）将Ag块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示，在相同的条件下，将Bg（A）B）粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线（图中虚线所示）正确的是C

12.（2004年北京卷）（12分）有三种不同质量比的氧化铜与炭粉的混合物样品①、②、③。

甲、乙、丙三同学各取一种样品，加强热充分反应，测定各样品中氧化铜的量。

（1）甲取样品①强热，若所得固体为金属铜，将其置于足量的稀硝酸中微热，产生1.12L气体（标准状况），则样品①中氧化铜的质量为________g。

（2）乙取样品②ag强热，生成的气体不能使澄清的石灰水变浑浊。

再将反应后的固体与足量的稀硝酸微热，充分反应后，有bg固体剩余，该剩余固体的化学式为________。

样品②中氧化铜质量为_________g（以含a、b的代数式表示）。

（3）丙称量样品③强热后剩余的固体，质量比原样品减小了cg，若该固体为金属铜，则样品③中氧化铜物质的量（n）的取值范围为_________________________________。

13.（2004上海卷）航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示：

（1）Ⅱ是CO2和H2的反应装置，该反应的化学方程式

（2）从装置Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ可看出，O2的来源是CO2和H2O，宇航员每天消耗28molO2，呼出

23molCO2，则宇航员每天呼出的气体中含H2Omol。

（3）以下是另一种将CO2转化为O2的实验设想

其中，由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置（铁架台、酒精灯已略）如下：

①上图中，装置a由、、双孔塞和导管组成

②循环物质甲的名称是

③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是

④装置b中填充的物质可能是（填入编号）

c.硅胶f.碱石灰g.无水氯化钙h.浓硫酸

⑤设计d装置要注意防止倒吸，请在方框中画出d装置的简图，并要求与装置c的出口处相连（铁架台不必画出）。

14．（2005年江苏）（10分）水垢可以看作由多种物质组成的混合物，为研究含有Ca2+、Mg2+、HCO

的水所形成水垢的化学组成，取干燥的水垢6.32g，加热使其失去结晶水，得到5.78g剩余固体A；高温灼烧A至恒重，残余固体为CaO和MgO，放出的气体用过量的Ba（OH）2溶液吸收，得到11.82g沉淀。

（1）通过计算确定A中是否含有碳酸镁；

（2）5.78g剩余固体A灼烧至恒重时产生的气体完全被碱石灰吸收，碱石灰增重2.82g，通过计算确定A中各成分的物质的量，并计算出水垢中碳酸盐的质量分数。

15．（2005年江苏）（8分）某同学拟用氯化钙固体、碳酸钠溶液和稀硝酸等试剂，先制得碳酸钙，最终制得纯净的硝酸钙晶体。

（1）写出制取过程中反应的离子方程式：

、

（2）请帮助该同学完成下列实验操作步骤（不要求回答使用的仪器）

①用蒸馏水完全溶解CaCl2后，加入。

②将反应后的混合物过滤，并用适量蒸馏水洗涤沉淀至无Cl－。

③加入，使沉淀完全溶解。

④，得到纯净的硝酸钙晶体。

16．（15）下图中每一方框的字母代表一种反应物或生成物：

已知气态烃D（其密度在同温同压下是氢气

密度的13倍）跟物质F反应时产生明

亮而带浓烈黑烟的火焰。

请写出下列字母代

表的物质的化学式（分子式）：

A、

B、E.

17．（2006年广东卷）（6分）地球化学中，通常用热重分析研究矿物在受热时的质量变化以确定其组成。

取66.6mg由高岭石［Al4Si4O10（OH）8］和方解石（CaCO3）组成的矿物，加热，在673K～1123K区间内分解为氧化物，样品总失重13.8mg。

⑴方解石的失重百分比为。

⑵计算矿物中高岭石的质量分数。

18．（2006年广东卷）（8分）水体中重金属铅的污染问题备受关注。

水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb（OH）+、Pb（OH）2、Pb（OH）3-、Pb（OH）42-，各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如图所示：

【1表示Pb2+，2表示Pb（OH）+，3表示Pb（OH）2，4表示Pb（OH）3-，5表示Pb（OH）42-】

⑴Pb（NO3）2溶液中，

2（填“>”、“=”、“<”）；往该溶液中滴入氯化铵溶液后，

增加，可能的原因是。

⑵往Pb（NO3）2溶液中滴稀NaOH溶液，pH=8时溶液中存在的阳离子（Na+除外）有

，pH=9时，主要反应的离子方程式为。

⑶某课题组制备了一种新型脱铅剂，能有效去除水中的痕量铅，实验结果如下表：

离子Pb2+Ca2+Fe3+Mn2+Cl-

处理前浓度/（mg·L-1）0.10029.80.1200.08751.9

处理后浓度/（mg·L-1）0.00422.60.0400.05349.8

上表中除Pb2+外，该脱铅剂对其它离子的去除效果最好的是。

⑷如果该脱铅剂（用EH表示）脱铅过程中主要发生的反应为：

2EH（s）+Pb2+

E2Pb（s）+2H+

则脱铅的最合适pH范围为（填代号）。

A．4～5B．6～7C．9～10D．11～12

19.（19分）晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：

①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅

②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：

Si＋3HCl

SiHCl3＋H2

③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅

已知SiHCl3，能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。

请回答下列问题：

（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为。

（2）粗硅与HCl反映完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点－84.7℃），提纯SiHCl3采用的方法为。

（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：

①装置B中的试剂是。

装置C中的烧瓶需要加热，其目的是。

②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是，装置D不能采用普通玻璃管的原因是，装置D中发生反应的化学方程式为。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂（填写字母代号）是。

a．碘水b．氯水c．NaOH溶液d．KSCN溶液e．Na2SO3溶液

20．（15分）以下一些氧化物和单质之间可发生如右图所示的反应：

其中，氧化物（Ⅰ）是红棕色固体、氧化物（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）在反应条件下都是气体。

（1）氧化物（Ⅰ）的化学式（分子式）是。

氧化物（Ⅱ）的化学式（分子式）是。

（2）反应①的化学方程式是。

反应②的化学方程式是。

反应③的化学方程式是。

21.（2008年全国I）（15分）V、W、X、Y、Z是由周期表中1～20号部分元素组成的5倍化合物，其中V、W、X、Z均为两种元素组成，上述5种化合物涉及的所有元素的原子序数之和等于35。

它们之间的反应关系如下图：

（1）5种化合物分别是V　　　　、W　　　　、X　　　　、Y　　　　、Z　　　　：

（填化学式）

（2）由上述5种化合物中2种化合物反应可生成一种新化合物，它包含了5种化合物中的所有元素，生成该化合物的化学方程式是　　　　　　　　　　　：

（3）V的电子式是　　　　　　　　　　　。

22.（2008年广东卷）（11分）

硅单质及其化合物应用范围很广。

请回答下列问题：

（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。

三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：

①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式　　　　。

②整个制备过程必须严格控制无水无氧。

SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式　　　　；H2还原SihCl3过程中若混02，可能引起的后果是。

（2）下列有头硅材料的详法正确的是（填字母）。

A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水混

B.氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承

C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂的，其熔点很高

D.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。

取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。

写出实验现象并给予解释　　　　。

23．（08江苏卷）“温室效应”是全球关注的环境问题之一。

CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。

因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。

⑴下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有：

。

（填字母）

a．减少化石燃料的使用b．植树造林，增大植被面积

c．采用节能技术d．利用太阳能、风能

⑵将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。

CO2转化成有机物的例子很多，如：

a．6CO2+6H2O

C6H12O6b．CO2+3H2

CH3OH+H2O

c．CO2+CH4

CH3COOHd．2CO2+6H2

CH2==CH2+4H2O

以上反应中，最节能的是，原子利用率最高的是。

⑶文献报道某课题组利用CO2催化氢化制甲烷的研究过程如下：

反应结束后，气体中检测到CH4和H2，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe3O4。

CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如下图所示（仅改变镍粉用量，其他条件不变）：

研究人员根据实验结果得出结论：

HCOOH是CO2转化为CH4的中间体，

即：

CO2

HCOOH

CH4

①写出产生H2的反应方程式。

②由图可知，镍粉是。

（填字母）

a．反应的催化剂

b．反应的催化剂

c．反应的催化剂

d．不是催化剂

③当镍粉用量从1mmol增加到10mmol，反应速率的变化情况是。

（填字母）

a．反应Ⅰ的速率增加，反应Ⅱ的速率不变

b．反应Ⅰ的速率不变，反应Ⅱ的速率增加

c．反应ⅠⅡ的速率均不变

d．反应ⅠⅡ的速率均增加，且反应Ⅰ的速率增加得快

e．反应ⅠⅡ的速率均增加，且反应Ⅱ的速率增加得快

f．反应Ⅰ的速率减小，反应Ⅱ的速率增加

答案

1、B2、C3、D4、C5、D6、C7、D8、B9、C10、B11、C

12、答案：

（1）6.0

（2）C

（3）

13

14、答案：

（1）根据题意n（CO2）=n（BaCO3）=11.82g÷197g/mol=0.06mol

若CO2全部来自CaCO3的分解，则m（CaCO3）=0.06mol×100g/mol=6.00g＞5.78g

不合题意，所以，A中一定含有MgCO3

（2）m（CO2）=0.06mol×44g/mol=2.64gm（H2O）=2.82g—2.64g=0.18g

n[Mg（OH）2]=n（H2O）=0.18g÷18g/mol=0.01mol

m[Mg（OH）2]=0.01mol×58g/mol=0.58g

n（CaCO3）+n（MgCO3）=0.06mol

n（CaCO3）×100g/mol+n（MgCO3）×84g/mol+0.58g=5.78g

解得：

n（CaCO3）=0.01moln（MgCO3）=0.05mol

15、答案：

（1）Ca2＋＋CO32－＝CaCO3↓（2分）CaCO3＋2H＋＝＝Ca2＋＋CO2↑＋H2O（2分）

（2）①碳酸钠溶液（1分）⑧稀硝酸（1分）④蒸发结晶（各1分）

16、答案：

A．CaC2，B．H2O，D．C2H2，E．CO2，H．Ca（HCO3）2

17、答案：

⑴CaCO3=====CaO+CO2↑方解石的失重百分比为：

⑵解：

设66.6mg矿物中高岭石［Al4Si4O10（OH）8］的质量为xmg,方解石（CaCO3）的质量为ymg.

Al4Si4O10（OH）8=====2Al2O3+4SiO2+4H2OCaCO3=====CaO+CO2↑

516mg72mg100mg44mg

xmg?

ymg?

依题意：

x+y=66.6

72x/516+44y/100=13.8

解得：

x=51.6y=15.0

矿物中高岭石的质量分数w=

答：

⑴方解石的失重百分比为44%。

⑵矿物中高岭石的质量分数为77.5%

18、答案：

⑴>Pb2+与Cl-发生反应，使C（Pb2+）减小。

⑵Pb2+、Pb（OH）+、H+Pb2++2OH-==Pb（OH）2⑶Fe3+⑷A

20、答案：

（1）SiO2＋2C

Si＋2CO↑

（2）分馏（或蒸馏）

（3）①浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3气化

②有固体物质生成在反应温度下，普通玻璃会软化SiHCl3＋H2

Si＋3HCl

③排尽装置中的空气④bd

21、答案：

1）Fe2O3CO

（2）①Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2②CO＋H2O

CO2＋H2

③C＋H2O

CO＋H2

23、

（1）CaC2CaOCO2Ca（OH）2C2H2

（2）Ca（OH）2+2CO2====Ca（HCO3）2

（3）Ca2+[:

C:

:

:

C:

]2-

24，

（1）①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:

SiHCl3+H2==（1357K）==Si+3HCl

②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式3SiHCl3+3H2O===H2SiO3+H2↑+3HCl;H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是：

高温下，H2遇O2发生爆炸。

（2）ABCD

解释：

SiC和Si3N4均为原子晶体，熔点高，性质稳定，AB正确。

光导纤维的材料为SiO2，C正确。

普通玻璃的主要成分为Na2SiO3和CaSiO3，它是以石英砂（SiO2）、石灰石（CaCO3）和纯碱（Na2CO3）为主要原料反应制成的。

Na2CO3+SiO2==（高温）==Na2SiO3+CO2；CaCO3+SiO2==（高温）==CaSiO3+CO2，D正确。

常温下，Si只能与唯一一种酸HF反应不与HCl反应，E错。

（3）写出实验现象并给予解释：

生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；SiO32-与NH4+发生双水解反应，SiO32-+2NH4++2H2O===2NH3·H2O+H2SiO3↓。

25、答案：

⑴abcd⑵ac

⑶①3Fe+4H2O

Fe3O4+2H2②c③e