高考化学必备专题复习碳 无机非金属材料Word文档下载推荐.docx
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C.若甲为Fe,则丁可能是盐酸D.若甲为NaOH溶液,则丁可能是CO2
【参考答案】B
二、一氧化碳和二氧化碳的比较
CO
CO2
氧化物类型
不成盐氧化物
酸性氧化物
物理性质
无色、无味
、有毒气体,比空气轻、难溶于水
无色、无味气体,比空气重,常温下1体积H2O溶解1体积CO2
化学类型
酸碱性
不反应
与盐[Ca(ClO)2、Na2SiO3、NaAlO2、C6H5ONa]
可燃性
2CO+O2
22CO2
不能燃烧,一般情况下不助燃
氧化还原性
有还原性3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
CO+H2O
(g)
CO2+H2
无还原性,有弱氧化性CO2+C
2CO
CO2+2Mg
22MgO+C
④实验室制法
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
⑤工业制法
C+H2O(g)
CO+H2
CaCO
CaO+CO2↑
⑥检验方法
点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯,无水雾出现,罩沾有澄清的石灰水的烧杯,出现浑浊
使澄清的石灰水变浑浊
⑦主要用途
燃料、还原剂、化工原料
灭火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、尿素等作用
【规律方法】除杂方法:
CO中混有CO2,通过盛有澄清石灰水的洗气瓶。
CO2中混有CO,通过硬质玻璃管中灼热的CuO.
CO2中混有SO2、HCl,通过盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
三、二氧化碳实验室制法:
在实验室里,常用稀盐酸跟大理石(或石灰石)反应来制得二氧化碳,这个反应在常温时就能进行,因而不需要酒精灯等加热装置。
反应物大理石是固体,可装在锥形瓶或平底烧瓶里;
盐酸是液体,可由长颈漏斗加入。
如下表所示:
药品
碳酸钙和稀盐酸
反应原理
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
实验装置
发生装置:
与制H2的发生装置相同
收集装置:
一般只能用向上排空气法收集
检验
用澄清石灰水
验满
用燃着的木条伸到瓶口,若木条熄灭,则收集已满
【特别提醒】
实验室制取CO2不能用稀硫酸代替稀盐酸,因为CaCO3与H2SO4反
应生成的CaSO4是
一种微溶于水的物质,它覆盖在CaCO3表面,阻止了反应的进一步进行。
②也不要用Na2CO3和稀盐酸反应,因为它们的反应速度太快,不利于控制反应的进行。
③不可用浓盐酸,浓盐酸易挥发出HCl气体,使CO2不纯。
④实验室制得的C
O2往往含有少量的HCl气体,如果把这种CO2气体通入石灰水中,将看不到变浑浊的现象,因为HCl溶于水,使CO2与石灰水反应产生的C
aCO3溶解而生成可溶性的CaCl2,
例2:
上海化学·
21)一定条件下,将0.1LCO、0.2LCO2、0.1LNO、0.2LNO2和0.2LNH3混合,然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶(洗气瓶排列顺序不确定)。
假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应则尾气(已干燥)
A.可能是单一气体B.不可能含有一氧化碳
C.可能存在原气体中的两种气体D.成分和洗气瓶的排列顺序无关
【答案】AC
四、碳酸盐及碳酸氢盐的性质分析
1.碳酸盐及碳酸氢盐的性质
①溶解性:
碱金属及NH4+的碳酸盐易溶于水,其余的碳酸盐难溶于水;
碳酸氢盐都易溶于水。
②与酸反应放出CO2。
③受热易分解:
难溶的碳酸盐受热易分解(如CaCO3),可溶的碳酸盐受热不易分解(如Na2CO3)。
碳酸氢盐受热都易分解为碳酸盐:
Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2↑+H2O
⑤相互转化:
2.碳酸钠与.碳酸氢钠性质比较
比较项目
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
苏打
小苏打
物理
性质
色态
白色固体
溶解性(在水中)
易溶
较易溶
化学性质
与盐酸反应
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+2H2O
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
与氢氧化钠反应
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
与氯化钙反应
Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl
稳定性
稳定
受热易分解
转化
Na2CO3
NaHCO3
用途
玻璃、造纸、发酵粉、治胃病
[特别提醒]:
一般的,在相同温度下酸式盐的溶解度比相应正盐的大,但是碳酸钠与碳酸氢钠例外:
溶解度碳酸钠>碳酸氢钠。
例3:
广东理综·
10)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是
答案:
D
五、硅及其化合物的性质、用途
1.单质硅的性质、用途
硅常温下性质稳定,高温时性质活泼,主要表现为还原性。
硅
灰黑色固体,有金属光泽,硬而脆,熔沸点高,是良好的半导体材料
还原性
与单质反应
Si+O2
SiO2
Si+2F2
SiF4
与酸反应
Si+4HF
SiF4↑+2H2↑
与碱溶液反应
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件,还可制成太阳能电池,制变压器铁芯,制耐酸设备。
2.二氧化硅的性质、用途
二氧化硅
存在
岩石
、硅石、石英等
纯净的二氧化硅是无色晶体,质硬而难溶于水。
与水
不能与水反应
与酸
除HF外不反应
与NaOH溶液
SiO2+2NaOH
Na2SiO3+2H2O
与CaO
SiO2+CaO
CaSiO3
与Na2CO3固体
SiO2+Na2CO3
CO2↑+Na2SiO3
用于光纤通信、光学仪器、钟表、电子部件
例4:
4)下列有关物质性质的应用正确的是
A.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂
B.二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸
C.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气
D.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝
【参考答案】A
1.Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:
2C+SiO2
2.非金属单质跟碱液作用一般无H2放出,但Si却放出H2:
Si+2Na2OH+H2O=
3.非金属单质一般不跟非氧化性酸作
用,但Si能与HF作用:
Si+4HF=
4.非金属单质一般为非导体,但Si为。
5.SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接将它与水作用制备H2SiO3。
6.非金属氧化物的熔沸点一般较低,但SiO2的熔沸点却。
7.酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用:
SiO2+4HF=
8.无机酸一般易溶于水,H2SiO3却难溶于水。
9.因碳酸的酸性强于硅酸,所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应:
Na2SiO3
+CO2+H2O=,但在高温下2Na2CO3+SiO2
也能发生。
10.Na2SiO3的水溶液称水玻璃,但它与玻璃的成分大不相同,硅酸钠水溶液(即水玻璃)俗称,但它却是的溶液,并不是溶液。
11.要特别注意硅和二氧化硅的用途。
例如:
硅是良好的半导体材料,用来制造计算机的芯片,二氧化硅是制取光导纤维的主要原料。
六、硅及二氧化硅的结构
1.硅与二氧化硅都是原子晶体,其结构模型可由金刚石的结构类推,如果将金刚石结构中的碳原子全部用硅原子替换,则为硅晶体。
在硅晶体中,每两个硅原子之间加一个氧原子,即为二氧化硅晶体(如图所示)。
2.它们的基本结构单元均为正四面体,向空间发展为立体网状结构。
3.在它们的结构中含有很强的作用共价键,因此它们均属于高熔沸点、高硬度的物质。
【误区警示】要注意金刚石、硅、二氧化硅中原子个数与共价键数的关系。
在金刚石和硅晶体中原子个数与共价键数的比值为1
:
2而不是1:
4;
在二氧化硅中硅原子个数与共价键数的比值为1:
4,氧原子个数与共价键数的比值为1:
2。
七、无机非金属材料
1.传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的比较
传统硅酸盐材料
新型无机非金属材料
重要材料
水泥、玻璃、陶瓷等
高温结构陶瓷、光导纤维等
优点
抗腐蚀、耐高温
缺点
质脆经不起热冲击
特性
耐高温、强度高、具有电学特性、具有光学特性、具有生物功能。
2.玻璃小结:
普通玻璃熔化后急剧冷却得钢化玻璃;
熔化后加入氧化铅得光学玻璃;
熔化后加入氧化亚铜得红玻璃;
熔化后加入氧化钴得蓝玻璃;
有机玻璃属于塑料。
例5:
北京理综·
6)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是
【答案】D
记牢硅酸盐产品的成分、原料。
熟悉新型无机非金属材料在高新尖技术中的重要作用,在考试中常以信息题的形式考查。
【考点精析】考点1碳族元素
[例1](2013年山东曲阜模拟)下图所示为常见气体制备、分离、干爆和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去),请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用,必要时可重复选择,a、b为活塞)。
(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体,E内放置CuO,选择装置获得纯净干燥的CO,并验证其还原性及氧化产物,所选装置的连接顺序为(填代号)。
能验证CO氧化产物的现象是。
(2)停止CO和CO2混合气体的通入,E内放置Na2O2,按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2,并用O2氧化乙醇。
此时,活塞a应,活塞b应。
需要加热的仪器装置有(填代号),m中反应的化学方程式为。
(3)若气体入口改通空气,分液漏斗内改改加浓氨水,圆地烧瓶内改加NaOH固体,E内装有铂铹合金网,按A→G→E→D装置程序制取干燥氧气,并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有:
。
②实
验中观察到E内有红棕色气体现出,证明氨气具有性。
【答案】
(1)ACBECFAB之间的C装置中溶液保持澄清,EF之同的C装置中溶液变浑浊
(2)关闭打开km2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O
(3)①氢氧化钠溶于水放出大量热,温度升高,使氨的溶解度减小而放出;
氧氧化钠吸水,促使氨放出;
氢氧化钠电离出的OH增大了氨水中OH浓度,促使氨水电离平衡左移,导致氨气放出。
②还原
【方法技巧】本题得分的关键是应明确实验目的:
证明混合气体中有CO和H2。
要想达到目的,只能利用它们的还原性将之转化为CO2和H2O来检验,同时又要防止CO2和水蒸气的干扰,所以,用CO和H2还原CuO之前,必须首先除去CO2和水蒸气。
本题应先解决第(4)问。
考点2碳酸盐性质的一般规律
[例2]
(1)钟乳石和石笋的主要成分是碳酸钙,其形成过程如右图所示。
随着旅游人数的增加,潮湿溶洞中的钟乳石和石笋受到二氧化碳侵蚀,其化学方程式为:
__________________________________。
(2)某学生提出一个修复溶洞底部受损石笋的研究方案,由以下五步组成,正确的实验步骤依次是__________。
①将盛有碱溶液的容器置于石笋的上部②配制一定浓度的碱溶液③选择合适的碱④调节碱溶液下滴的速度⑤观察石笋表面复原情况
(1)CaCO3+CO2+H2O
Ca(HCO3)2
(2)③②①④⑤
【误区警
示】认为应先观察石笋表面复原情况,根据石笋表面复原情况调节碱溶液下滴的速度,易将④和⑤搞反。
考点3硅及其化合物的特性
[例3](2013·
海南化学·
20II)(14分)硅在地壳中的含量较高。
硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。
回答下列问题:
(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时,得到一种“金属”。
这种“金属”可能是。
(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。
其中,生产普通玻璃的主要原料有。
(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。
工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式为;
碳化硅又称,其晶体结构与相似。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和。
物质
Si
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
SiH3Cl
HCl
SiH4
沸点/℃
2355
57.6
31.8
8.2
-30.4
-84.9
-111.9
③SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为。
(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是。
[答案]
(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁)
(2)石英砂、纯碱和石灰石
(3)①SiO2+3C
SiC+2CO↑金刚砂金刚石(或单晶硅)②精馏(或蒸馏)③H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl(4)H2、HCl
考点4无机非金属材料
[例4](2013·
福建理综·
6)化学与社会、生产、生活紧切相关。
下列说法正确的是
A.石英只能用于生产光导纤维
B.从海水提取物质都必须通过化学反应才能实现
C.为了增加食物的营养成分,可以大量使用食品添加剂
D.“地沟油”禁止食用,但可以用来制肥皂
【知识点】化学与生活
【答案】D
【课后精练】一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.(2013·
11)下列措施不合理的是
A.用SO2漂白纸浆和草帽辫B.用硫酸清洗锅炉中的水垢
C.高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅D.用Na2S作沉淀剂,除去废水中Cu2+和Hg2+
2.向一定浓度的下列物质的澄清溶液中通入过量的CO2气体,最后肯定没有沉淀生成的是( )
①Ca(OH)2 ②Na2CO3 ③CaCl2 ④Ca(ClO)2⑤Na2SiO3
A.①③④ B.②③④C.①②③⑤D.①②③④
3.由一气体甲开始,可发生如下四个变化:
甲气体
乙气体
丙气体
丁固体,则甲、乙、丙、丁分别为( )
A.CO2、CO、O2、CaO B.O2、CO、CO2、CaCO3
C.O2、CO2、CO、CaCO3D.CO、CO2、O2、Ca(OH)2
4.(2013皖南模拟)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。
如可利用NaOH溶
液来“捕捉”CO2,其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。
下列有关该方法的叙述中正确的是
A.能耗大是该方法的一大缺点B.整个过程中,只有一种物质可以循环利用
C.“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D.该方法并没有减少CO2,在实际生产中没有意义。
5.下列关于NaHCO3的叙述,不正确的是( )
A.它是一种白色粉末,溶解度小于Na2CO3
B.加热至200℃左右,可完全分解,利用这种性质,可由NaHCO3制取纯碱
C.与Na2CO3相同质量时,分别跟足量盐酸反应后,NaHCO3可得到较多的二氧化碳
D.它是弱电解质,因为HCO
不完全电离
6.如图实验中,①和②分别代表的试剂或操作是( )
A.HCl,加热 B.CO2,加热
C.加热,NaOHD.H2SO4,过滤
7.某同学在家中找到一种白色粉末,溶于水得无色溶液,拿到学校实验室进行实验,实验过程与现象如下。
下列对此粉末成分的判断中正确的是( )
A.该粉末一定是碳酸钙
B.该粉末一定是碳酸氢钠
C.该粉末一定是一种碱
D.该粉末中含有碳酸根离子或碳酸氢根离子
8.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是( )
A.Na2CO3粉末(NaHCO3) 加热
B.NaHCO3溶液(Na2CO3) 应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O) 将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4) 加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
9.鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体,有4位同学分别设计了下列四种方法,其中最合理的是( )
A.分别取样置于两支试管中配成等物质的量浓度的溶液,分别加入1mol/L的盐酸,观察气泡产生的快慢
B.分别取样溶于水后,再测量溶液的pH
C.分别取样配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,观察有无白色沉淀生成
D.先取样配成溶液,然后取溶液做焰色反应实验,观察火焰的颜色
10.(2013·
蚌埠质检)如图是碳循环中的一部分。
下面对该图示的理解不正确的是( )
A.2009年哥本哈根会议讨论的议题主要涉及反应①
B.反应②是在植物体内完成的
C.反应③是造成大气中CO2浓度逐渐升高的主要原因
D.反应④⑥是人为缓解温室效应的措施
11.向0.1mol·
L-1NaOH溶液中通入过量CO2后,溶液中存在的主要离子是( )
A.Na+、CO
B.Na+、HCO
C.HCO
、CO
D.Na+、OH-
12.向含有0.2molNaOH和0.1molBa(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体,当通入气体8.96L(0℃,1.01×
105Pa)时立即停止,则这一过程中,溶
液中离子的总物质的量与通入CO2气体的体积关系图象正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计)( )
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(12分)看图回答问题:
(1)上图中讲到的碱一般用的是______________(填化学式)。
(2)上图D中的化学反应原理用离子方程式可表示为__________________________。
(3)在日常生活中有患胃溃疡并轻度胃穿孔的病人不适合服用NaHCO3来中和胃酸,而是服用胃舒平[其中含Al(OH)3],其原因是:
_______________________________________________,
相应的离子方程式为:
__________________________________________。
14.(13分)A、B、C、D、E、F六种物质有如下变化关系,E是淡黄色粉末,判断:
(1)写出A、B、C、D、E、F的化学式:
A.________________,D.________________。
(2)写出有关反应的化学方程式(是离子反应的直接写离子方程式)
B→C:
_________________________________
_______________________________________,
C→F:
________________________________________________________________________,
F→C:
________________________________________________________________________。
15.(13分)(2012·
济南模拟)为了证明一氧化碳具有还原性,有人设计了下列实验:
(1)装置B中最适宜的试剂是______________________________________________。
(2)装置D中发生反应的化学方程式是_________________________________________________。
(3)必须用装置C吸收除去气体中水蒸气的理由是
________________________________________________________________________
(4)若根据F中石灰水变浑浊的现象也能确定CO具有还原性,应在上图中装置________与________之间连接下列装置中的________(填序号)。
16.(14分)(2013·
九江质检)纯碱、烧碱等是重要的化工原料。
(1)利用上图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。
将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的实验现象是____________________________________________
若其他操作不变,将A与C连接,可观察到的现象是
(2)向NaOH溶液中通入一定量CO2,结晶后得到白色固体,该白色固体的组成可能是
A.NaOH和Na2CO3;
B.______________________________________________;
C.______________;
D.________________。
(3)设计实验确定
(2)中白色固体中存在A项中的阴离子:
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