Question

碳元素是组成物质的基本元素，“碳循环”也是自然界重要的循环，根据所学完成下题：
（1）碳元素形成的单质除金刚石、石墨外，还有一种物质的分子类似足球状，这种物质的化学式为

 

，它们都属于

 

（选填“有机物”、“无机物”或“单质”）
（2）化石燃料主要包括煤、石油 和天然气，都含有碳元素，其中天然气的主要成分是

 

 （写化学式），其完全燃烧的化学方程式是

 

（3）钛和钛合金被誉为21世纪最有前景的金属材料．地球表面富含钛铁矿石，钛铁矿石的主要成分是FeTiO₃．浓硫酸处理磨碎的钛铁矿（精矿）发生的化学反应：FeTiO₃+3H₂SO₄═Ti（SO₄）₂+X+3H₂O，在反应过程中，元素的化合价都不变．
①X的化学式是

 

；其中FeTiO₃中钛元素的化合价是

 

．
②铁比钛易生锈，请写出用稀盐酸除锈的化学方程式

 

．
（4）CO₂常用于灭火，但镁着火不能用 CO₂灭火，原因是它们能发生反应，请写出该置换反应的化学方程式

 

（5）从Ca、C、K、H、O、N六种元素中选择适当的元素按要求填空．写出符合下列要求的物质的化学式：常用的复合肥

 

；充入食品包装袋中可防腐的单质

 

；一种用作建筑材料的盐

 

．
（6）在440℃和高压条件下，金属钠与二氧化碳反应能生成金刚石（C）和碳酸钠，该反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：碳元素组成的单质,酸的化学性质,化学式的书写及意义,有关元素化合价的计算,质量守恒定律及其应用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,化石燃料及其综合利用

专题：化学与能源,化学用语和质量守恒定律,碳单质与含碳化合物的性质与用途

分析：（1）根据物质的构成写出化学式，根据单质的特点考虑物质分类；（2）根据天然气的成分写出化学式，根据题中给出的反应，写出反应的方程式；（3）①根据质量守恒定律，反应前后原子种类数目均不变推断X的化学式；根据化合价原则求出FeTiO₃中．②根据铁锈的主要成是氧化铁与盐酸的反应，写出反应的化学方程式；（4）根据方程式的书写方法写出化学方程式；（5）首先根据题意确定物质的化学名称，然后根据题目所提供的元素、书写化学式的方法和步骤写出物质的化学式即可；（6）根据方程式的书写方法写出化学方程式．

解答：解：（1）碳元素形成的单质除金刚石、石墨外，还有一种物质的分子类似足球状，它的每一个分子是由60个碳原子构成的，这种物质的化学式为C₆₀，它们都是由碳元素组成的纯净物，属于单质．
（2）天然气的主要成分是CH₄，其完全燃烧生成了二氧化碳和水，反应的化学方程式是：CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O．
（3）①在FeTiO₃+3H₂SO₄═Ti（SO₄）₂+X+3H₂O的左边有铁、钛、氧、氢、硫的个数分别是：1、1、15、6、3，左边有钛、氧、氢、硫的个数分别是：1、11、6、2，由质量守恒定律反应前后原子的种类及数目不变，所以，X的化学式是FeSO₄．由于在反应过程中，元素的化合价都不变，铁显+2价，在FeTiO₃中，氧显-2价，设钛元素的化合价为a，则+2+a+（-2）×3=0．所以．a=+4．
②铁锈的主要成是氧化铁，与盐酸的反应生成了氯化铁和水，反应的方程式是：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（4）CO₂常用于灭火，但镁着火不能用CO₂灭火，原因是它们能发生反应，生成了氧化镁和和碳，该反应的化学方程式是：2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C．
（5）根据提供的元素，硝酸钾含有氮元素和钾元素，属于复合肥，其化学式为：KNO₃；氮气化学性质不活泼，是充入食品包装袋中可防腐的单质，其化学式为：N₂；碳酸钙是一种用作建筑材料的盐，其化学式为：CaCO₃．
（6）反应物是钠和二氧化碳，生成物是碳酸钠和碳，用观察法配平即可，所以方程式是：3CO₂+4Na

440℃  .

高压

2Na₂CO₃+C
故答为：（1）C₆₀；单质；（2）CH₄；CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O；（3）①FeSO₄；+4；②Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；（4）2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C；（5）KNO₃；N₂；CaCO₃；（6）3CO₂+4Na

440℃  .

高压

2Na₂CO₃+C．

点评：本题主要考查化学方程式的书写和化合价的原则，难度稍大．不管是书写什么化学方程式，都要依据质量守恒定律和化学方程式的书写方法．本题中所写化学方程式的条件比平时所学的化学反应的条件复杂，但仍然依据条件的标注方法来书写．