第30练 碳族元素《无机化学》（化学工业出版社 第四版）一课一练（原卷版+解析版）

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了《无机化学》（化学工业出版社 第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的进一步提升奠定坚实基础。 本卷是《无机化学》（化学工业出版社 第四版）一课一练的第30练，内容涵盖第八章 铝和碳、硅、锡、铅的第二节 碳族元素。 《无机化学》（化学工业出版社 第四版）第30练 第八章 铝和碳、硅、锡、铅 第二节. 碳族元素 一、单选题 1.碳族元素（第 ⅣA 族）的价电子构型为（ ） A. ns2np1 B. ns2np2 C. ns2np3 D. ns2np4 【答案】B 【解析】碳族为第 ⅣA 族，最外层有 4 个价电子，价电子构型固定为ns2np2；A 为 ⅢA 族、C 为 ⅤA 族、D 为 ⅥA 族构型。 2. 下列关于碳族元素性质递变规律的说法，正确的是（ ） A. 从上到下，单质的熔沸点逐渐降低（碳、硅除外） B. 从上到下，原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大 C. 从上到下，元素的非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱 D. 从上到下，元素的最高氧化态从 + 4 逐渐变为 + 2，无 + 4 氧化态 【答案】A 【解析】A对，C、Si 为原子晶体，熔沸点极高，Ge 为金属晶体，Sn、Pb 为金属晶体，从上到下金属晶体熔沸点逐渐降低。B 错，原子半径逐渐增大，电负性逐渐减小；D 错，碳族最高氧化态均为 + 4，仅铅 + 2 比 + 4 稳定，并非无 + 4 氧化态；C 错，从上到下原子半径增大，非金属性减弱、金属性增强。 3. 相同条件下，下列碳酸盐的热稳定性最强的是（ ） A. Na2CO3​ B. CaCO3​ C. MgCO3​ D. NH4HCO3​ 【答案】A 【解析】碳酸盐热稳定性规律为碱金属正盐 > 碱土金属碳酸盐 > 碳酸氢盐 / 铵盐；Na2CO3是碱金属正盐，CaCO3、MgCO3为碱土金属碳酸盐，NH4HCO3为碳酸氢铵，因此Na2CO3热稳定性最强。 4. 硅是典型的亲氧元素，下列现象不能体现硅的亲氧性的是（ ） A. 硅在自然界中仅以含氧化合物（硅酸盐、二氧化硅等）形式存在 B. 硅与氧气在加热条件下易反应生成SiO2，且反应放出大量热 C. 硅能与氢氟酸反应生成SiF4和H2​ D. 硅酸盐是地壳中含量最高的矿物形式 【答案】C 【解析】亲氧性核心是硅与氧结合能力极强，易形成稳定含氧化合物，A、B、D 均体现该特征；C 为硅的特性反应，仅与 HF 发生氧化还原反应，与硅和氧的结合能力无关，无法体现亲氧性。 2、 判断题 5. 碳族元素的最高氧化态均为 + 4，最低氧化态均为 - 4，且所有元素都能形成 - 4 价化合物。（ ）（ ） 【答案】× 【解析】碳族最高氧化态均为 + 4，但最低氧化态并非均为 - 4，且仅 C、Si 能形成稳定的 - 4 价化合物（如CH4、SiH4），Ge、Sn、Pb 为金属 / 准金属，难以得到电子，无法形成 - 4 价化合物，铅无 - 4 价，表述错误。 6. 二氧化硅为酸性氧化物，能与所有的酸、碱发生反应生成盐和水。（ ） 【答案】× 【解析】SiO2为酸性氧化物，能与强碱反应生成硅酸盐和水，但酸性氧化物的通性是 “与酸不反应”，SiO2​仅能与HF发生特殊反应（SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O），与其他酸均不反应，因此 “能与所有酸反应” 表述错误。 7. 实验室可用可溶性硅酸盐与盐酸反应制得硅酸凝胶，将其干燥脱水可得到硅胶；变色硅胶的颜色变化源于氯化钴吸水后形成水合离子[Co(H2O)6]2+，无水时粉红吸水后蓝色；硅酸钠水溶液因SiO32−强烈水解呈碱性，其浓溶液俗称水玻璃。（） 【答案】× 【解析】 前半句 “可溶性硅酸盐与盐酸反应制硅酸凝胶、凝胶干燥脱水得硅胶”，以及 “硅酸钠水溶液因SiO32−水解显碱性、浓溶液称水玻璃” 的表述均正确；错误点为变色硅胶的显色规律，无水CoCl2​使硅胶呈蓝色，吸水形成水合离子[Co(H2O)6]2+后呈粉红色，题干中颜色与吸水状态的对应关系颠倒。 8. 配制SnCl2溶液时加浓盐酸抑制水解即可，无需额外加其他试剂；向含Pb2+的溶液中滴加K2CrO4溶液生成的黄色PbCrO4沉淀，既不溶于稀硝酸也不溶于强碱溶液。（） 【答案】× 【解析】 配制SnCl2溶液时，仅加浓盐酸只能抑制Sn2+水解，Sn2+具有强还原性，易被空气中的O2氧化为Sn4+，因此还需加入锡粒防止其被氧化；PbCrO4黄色沉淀不溶于稀硝酸，但可与强碱反应生成可溶性的铅酸盐，因此能溶于过量强碱溶液，题干中 “不溶于强碱” 的表述错误。 3、 简答题 9. 碳和硅同属第 ⅣA 族，且均能形成 + 4 价共价化合物，但碳能形成种类繁多的有机化合物，而硅的化合物种类远少于碳，试从原子结构角度分析其原因。 【答案】核心原因是C、Si 原子半径差异导致成键能力不同：①C 原子半径极小，C−C键键能大，能形成稳定的单键、双键、三键，且能形成长链、支链、环状等多种共价骨架，还能形成同分异构体，是有机化合物种类繁多的基础；②Si 原子半径比 C 大，Si−Si键键能远小于C−C键，难以形成稳定的长链和多重键（双键、三键），成键方式单一，无法形成多样的共价骨架；此外，Si 为亲氧元素，易与氧结合形成硅酸盐，难以形成类似有机物的氢化物 / 共价化合物，进一步导致其化合物种类少。 10. 简述碳族元素（C、Si、Ge、Sn、Pb）从上到下氧化态的稳定性递变规律，并说明铅的 + 2 氧化态比 + 4 氧化态稳定的原因。 【答案】递变规律：碳族元素价电子构型为ns2np2，最高氧化态为 + 4，最低氧化态为 - 4（Ge、Sn、Pb 难形成）；从上到下 + 4 氧化态的稳定性逐渐减弱，+2 氧化态的稳定性逐渐增强；C、Si、Ge 的 + 4 氧化态稳定，Sn 的 + 4 氧化态比 + 2 稳定，Pb 的 + 2 氧化态比 + 4 稳定。原因：Pb 为第六周期元素，受惰性电子对效应影响，6s² 电子受原子核的吸引作用显著，难以失去，仅易失去 6p² 轨道上的 2 个电子形成 + 2 价；而 + 4 价 Pb 需要失去 6s² 和 6p² 全部 4 个电子，形成的Pb4+具有强氧化性，易被还原为Pb2+，因此 + 2 氧化态更稳定。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了《无机化学》（化学工业出版社 第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的进一步提升奠定坚实基础。 本卷是《无机化学》（化学工业出版社 第四版）一课一练的第30练，内容涵盖第八章 铝和碳、硅、锡、铅的第二节 碳族元素。 《无机化学》（化学工业出版社 第四版）第30练 第八章 铝和碳、硅、锡、铅 第二节. 碳族元素 一、单选题 1.碳族元素（第 ⅣA 族）的价电子构型为（ ） A. ns2np1 B. ns2np2 C. ns2np3 D. ns2np4 2. 下列关于碳族元素性质递变规律的说法，正确的是（ ） A. 从上到下，单质的熔沸点逐渐降低（碳、硅除外） B. 从上到下，原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大 C. 从上到下，元素的非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱 D. 从上到下，元素的最高氧化态从 + 4 逐渐变为 + 2，无 + 4 氧化态 3. 相同条件下，下列碳酸盐的热稳定性最强的是（ ） A. Na2CO3​ B. CaCO3​ C. MgCO3​ D. NH4HCO3​ 4. 硅是典型的亲氧元素，下列现象不能体现硅的亲氧性的是（ ） A. 硅在自然界中仅以含氧化合物（硅酸盐、二氧化硅等）形式存在 B. 硅与氧气在加热条件下易反应生成SiO2，且反应放出大量热 C. 硅能与氢氟酸反应生成SiF4和H2​ D. 硅酸盐是地壳中含量最高的矿物形式 2、 判断题 5. 碳族元素的最高氧化态均为 + 4，最低氧化态均为 - 4，且所有元素都能形成 - 4 价化合物。（ ）（ ） 6. 二氧化硅为酸性氧化物，能与所有的酸、碱发生反应生成盐和水。（ ） 7. 实验室可用可溶性硅酸盐与盐酸反应制得硅酸凝胶，将其干燥脱水可得到硅胶；变色硅胶的颜色变化源于氯化钴吸水后形成水合离子[Co(H2O)6]2+，无水时粉红吸水后蓝色；硅酸钠水溶液因SiO32−强烈水解呈碱性，其浓溶液俗称水玻璃。（） 8. 配制SnCl2溶液时加浓盐酸抑制水解即可，无需额外加其他试剂；向含Pb2+的溶液中滴加K2CrO4溶液生成的黄色PbCrO4沉淀，既不溶于稀硝酸也不溶于强碱溶液。（） 3、 简答题 9. 碳和硅同属第 ⅣA 族，且均能形成 + 4 价共价化合物，但碳能形成种类繁多的有机化合物，而硅的化合物种类远少于碳，试从原子结构角度分析其原因。 10. 简述碳族元素（C、Si、Ge、Sn、Pb）从上到下氧化态的稳定性递变规律，并说明铅的 + 2 氧化态比 + 4 氧化态稳定的原因。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $