高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 39 碳族方面试题的解题方法与技巧.docx
- 文档编号:30772735
- 上传时间:2023-08-23
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:312.52KB
高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 39 碳族方面试题的解题方法与技巧.docx
《高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 39 碳族方面试题的解题方法与技巧.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 39 碳族方面试题的解题方法与技巧.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高考化学备考艺体生百日突围系列专题39碳族方面试题的解题方法与技巧
专题3.9碳族
考试方向
随着新能源,新材料,新工艺的发展应用,硅及其化合物的性质和应用有逐渐增多的趋势。
高考将对硅及其化合物的性质和有关实验进行重点考查,以选择题为基础题型,以化工综合应用题为提高题型,将有多种考查方式出现。
常见考查方式:
关于硅单质及其化合物的实验探究;有关硅单质及其化合物的物质推断;硅的单质和化合物的综合利用及有关工艺流程。
内容要点
一、硅及其化合物:
注意
1、不要混淆二氧化硅和硅的用途:
用于制作光导纤维的是SiO2,用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。
2、水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2;珍珠的主要成分是CaCO3;钻石是金刚石;宝石的主要成分是Al2O3。
方法技巧:
1、三种“反常”
(1)还原性强弱规律反常:
SiO2+2C
Si+2CO↑,该反应中C作还原剂,SiO2中硅原子得电子,而失电子的能力Si>C。
这反常情况可从化学平衡的角度理解,由于产物CO为气体,能及时离开反应体系降低了生成物的浓度,促使反应向正反应方向进行。
(2)强酸制弱酸规律反常:
Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑、CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑。
一般情况下,因为碳酸的酸性比硅酸强,溶液中可发生反应Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3,即符合“较强酸制较弱酸”的复分解反应规律。
而上述反应之所以能进行,是因为该反应是在高温干态条件下进行的,可从化学平衡角度理解,高温时,SiO2这种高沸点、难挥发的固体制得了低沸点、易挥发的CO2气体,因CO2生成后离开反应体系,使反应向右进行到底。
(3)氧化物的反应规律反常:
一般情况,碱性氧化物+酸―→盐+水,SiO2是酸性氧化物却能与氢氟酸反应:
SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O(SiF4不属于盐)。
2、五种溶液:
通入过量CO2后溶液仍浑浊,符合条件的五种溶液是:
①Na2SiO3溶液;②NaAlO2溶液;③苯酚钠溶液;④饱和的Na2CO3溶液;⑤饱和NaCl的氨溶液(侯氏制碱原理)。
3、八个反应:
常见非金属置换出非金属的反应:
2H2+SiCl4
Si+4HCl、C+H2O(g)
CO+H2、2C+SiO2
Si+2CO↑、O2+2H2S
2S↓+2H2O、2F2+2H2O===4HF+O2、Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。
内容要点
二、碳、硅的氧化物
1、一氧化碳:
(1)物理性质:
无色气体,有毒,难溶于水。
(2)化学性质:
①燃烧:
CO燃烧产生淡蓝色火焰,2CO+O2
2CO2。
②还原CuO:
Cu+CO
Cu+CO2(冶炼金属)。
2、二氧化硅和二氧化碳:
物质
二氧化硅
二氧化碳
结构
空间立体网状结构,不存在单个分子
存在单个CO2分子,其结构为直线型
主要物理性质
硬度大,熔、沸点高,常温下为固体,不溶于水
熔、沸点低,常温下为气体,微溶于水
化
学
性
质
①与水反应
不反应
CO2+H2O
H2CO3
②与酸反应
只与氢氟酸反应:
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
不反应
③与碱液反应(NaOH)
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞)
CO2少量:
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;CO2过量:
CO2+NaOH=NaHCO3
④与盐反应
如与Na2CO3反应:
SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑
如与Na2SiO3反应:
Na2SiO3+H2O+CO2(不足)=H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+H2O+2CO2(足量)=H2SiO3↓+2NaHCO3
⑤与碱性氧化物反应
如与CaO反应:
SiO2+CaO
CaSiO3
如与Na2O反应:
Na2O+CO2=Na2CO3
⑥与碳反应
SiO2+2C
Si+2CO↑
CO2+C
2CO
注意
玻璃中含有SiO2,SiO2能够与碱液缓慢反应,带玻璃塞的玻璃试剂瓶一般都是磨砂口的,接触非常严密,接触碱液时间长了会生成具有黏合性很强的Na2SiO3水溶液,从而使瓶塞与瓶颈黏在一起,不易分开。
方法技巧:
1、熟记可用CO2制取的弱酸:
碳酸酸性比硅酸、次氯酸、偏铝酸等强,将CO2气体通入Na2SiO3、NaClO、NaAlO2盐溶液中,均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐,这是“强酸制弱酸”原理的应用。
如:
CO2—
。
有关反应的方程式为:
CO2+Na2SiO3+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓、(或CO2+Na2SiO3+2H2O=H4SiO4↓+Na2CO3)、CO2+Ca(ClO)2+H2O=CaCO3↓+2HclO、CO2(过量)+NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3、CO2(少量)+2NaAlO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3。
2、反应顺序的判断:
当有多种组分与一种物质反应时,判断反应顺序的方法:
先假设与其中的一种组分反应,若产物还能与另一种组分反应,则假设错误。
如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中,假设CO2先与KOH反应,则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继续反应生成BaCO3,故假设错误,应该是CO2先与Ba(OH)2反应。
3、CO2与碱反应产物的定量判断:
CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与CO2气体的通入量有关,当CO2通入少量时生成碳酸盐,当CO2通入过量时生成碳酸氢盐;当CO2的通入量介于两者之间时,既有正盐又有酸式盐生成,因此推断时一定要注意CO2与碱之间量的关系。
以CO2与NaOH溶液反应为例:
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+NaOH=NaHCO3,当n(OH-)∶n(CO2)的值不同时产物如下:
内容要点
三、硅酸盐及其无机非金属材料
1、由硅、氧和金属组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的主要成分。
硅酸盐的表示方法:
硅酸盐的种类很多,结构复杂,其组成的表示方法有两种:
(1)盐化学式法:
如:
硅酸钠Na2SiO3,硅酸钙CaSiO3等。
此法一般用于表示组成较简单的硅酸盐。
(2)氧化物法:
如黏土:
Al2O3·2SiO2·2H2O;石棉:
CaO·2MgO·4SiO2。
2、无机非金属材料分类
。
方法技巧:
硅酸盐改写成氧化物形式的方法技巧:
(1)氧化物的顺序:
活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
(2)氧化物前系数配置原则:
除氧元素外,其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。
注意事项:
①氧化物之间以“·”隔开;
②系数配置出现分数应化为整数。
如:
黏土:
Al2O3·2SiO2·2H2O;石棉:
CaO·2MgO·4SiO2;云母:
K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O;滑石:
3MgO·4SiO2·H2O;钾长石:
K2O·Al2O3·6SiO2。
经典题例析
【例1】从化学角度分析,下列叙述不正确的是
A.利用太阳能蒸馏海水是海水淡化的方法之一
B.研制乙醇汽油技术,可降低机动车辆尾气中有害气体的排放
C.光缆在信息产业中有广泛应用,制造光缆的主要材料是单质硅
D.绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工农业生产等对环境的污染
【答案】C
【考点定位】本题主要是考查海水淡化、乙醇汽油、硅及其化合物、绿色化学等
【名师点晴】物质的性质不仅取决于物质的组成,还取决于物质的结构,Si与C都处于ⅣA族且二者相邻,性质相似,但其氧化物的某些性质相差很大。
其原因是CO2为独立的小分子,分子之间的作用很小;而SiO2中不存在这样的单个分子,是靠共价键形成的空间立体网状结构,其硬度很大,熔沸点很高。
【例2】【2015海南卷】单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如下图所示的路线制备,其中X为Z的氧化物,Y为氢化物,分子结构与甲烷相似,回答下列问题:
(1)能与X发生化学反应的酸是;由X制备Mg2Z的化学方程式为。
(2)由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为,Y分子的电子式为。
(3)Z、X中共价键的类型分别是。
【答案】
(1)氢氟酸;SiO2+4Mg
2MgO+Mg2Si;
(2)Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑;
;(3)非极性(共价键)、极性(共价键)
【解析】Z为半导体单质,则Z是Si元素;Si可与氢氟酸反应;其氧化物为二氧化硅,根据反应的流程图可知,二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si,Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物,则Y的分子式是SiH4,加热分解可得到Si单质。
其余问题可解。
【考点定位】考查以Si为载体的物质的转化的判断。
【名师点睛】将硅及其化合物的性质与化学键的判断、电子式的书写和化学方程式的书写放在一起考查了学生对硅及其化合物的性质掌握的熟练程度,考查学生的阅读材料接收信息的能力、推理能力、规范书写化学用语的能力。
注意把握硅及其化合物的特殊性,灵活运用题给信息是解题的关键。
跟踪训练
1.【2015新课标Ⅱ卷】食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。
下列说法错误的是()
A.硅胶可用作食品干燥剂
B.P2O5不可用作食品干燥剂
C.六水合氯化钙可用作食品干燥剂
D.加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂
【答案】C
【考点定位】考查硅胶、P2O5、氯化钙、新型植物纤维等食品干燥剂中的应用
【名师点晴】本题从知识上考查了常见干燥剂在生活中的应用,考查了学生对知识理解、综合运用能力,对生活中的化学知识的运用情况,熟悉常见干燥剂的性质是答题的关键。
这道高考题为一道中下档题,难度偏低。
2.下列说法中不正确的是()
A.在燃煤中加入石灰石可减少SO2排放,发生的反应为2CaCO3+2SO2+O2
2CO2+2CaSO4
B.C02通入水玻璃可以得到硅酸沉淀
C.硅主要以单质、氧化物、硅酸盐的形式存在于自然界中
D.氢氟酸能够雕刻玻璃,故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸
【答案】C
【解析】
试题分析:
A.SO2能发生反应2CaCO3+2SO2+O2
2CO2+2CaSO4,所以常在燃煤中加入石灰石减少SO2排放,A正确;B.根据“强酸制弱酸”,CO2+Na2SiO3+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓,B正确;C.硅主要以硅酸盐的形式存在于自然界中,C错误;D.氢氟酸能跟玻璃中的SiO2反应,不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸,D正确;答案选C。
考点:
考查常见物质的性质和用途。
3.将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中,生成沉淀的物质的量与所通入CO2的体积关系如图所示。
下列关于整个反应过程中的叙述错误的是( )
A.Oa段反应的化学方程式是Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O
B.bc段与cd段所消耗CO2的体积相同
C.bc段反应的离子方程式是2AlO2-+3H2O+CO2=2Al(OH)3↓+CO32-
D.de段沉淀减少是由于BaCO3固体的消失
【答案】B
【考点定位】考查混合溶液中物质发生反应与反应的现象及物质的量关系的应用的知识。
【名师点睛】向含有多种成分的混合物中通入或加入某一种物质时,物质发生反应有先后,有时加入的物质的物质的量多少不同,反应现象不同,要掌握物质的化学性质、物理性质及物质的量对反应的影响,然后相应的实验现象作出合理的分析与判断。
常见的与物质的量有关的反应如CO2与Ca(OH)2溶液的反应、HCl与Na2CO3溶液的反应、AlCl3与NaOH溶液的反应、AgNO3溶液与氨水的反应、Zn与浓硫酸的反应、Cl2与FeBr2溶液的反应、Cu与浓硝酸的反应等。
4.工业上用无机矿物资源生产部分材料。
下列有关说法不正确的是
A.制取玻璃的同时产生CO2气体,制取粗硅时生成的气体产物为CO
B.生产高纯硅、铝、铜及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应
C.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法
D.黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜时产生的SO2可用于生产硫酸,FeO可用作冶炼铁的原料
【答案】B
【解析】
试题分析:
A.制取玻璃的化学反应为CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑、Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑,制取粗硅的化学反应为SiO2+C=
Si+CO,A正确;B.根据上述化学方程式可知,生产玻璃的过程没有发生氧化还原反应,B错误;C.四氯化硅在常温常压下是液体,所以提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法,C正确;D.工业上,SO2可用于生产硫酸,根据FeO+CO
Fe+CO2,所以FeO可用作冶炼铁的原料,D正确;答案选B。
考点:
考查硅及其化合物的性质,工业生产硫酸
5.下列说法正确的是
A.二氧化硫有漂白性,可用于加工食品使食品增白
B.从海水中提取碘常用过氧化氢做还原剂
C.Na2SiO3是制备硅胶和木材防火剂的原料
D.铝热剂就是指铝和氧化铁的混合物
【答案】C
考点:
考查SO2的性质,海水提碘,Na2SiO3的用途和铝热反应等知识。
6.
(1)二氧化硅与碳高温下反应的化学方程式为。
上述反应中生成的单质有什么用途:
(写一条即可)。
卞石是硅酸盐,不同类型的卞石中氧原子的物质的量分数相同,由钠卞石化学式NaAlSi3O8可推知钙卞石的化学式为,请将钠卞石的化学式改写成氧化物的形式:
。
(2)天然气(主要成分甲烷)含有少量含硫化合物,可以用氢氧化钠溶液洗涤除去.羰基硫用氢氧化钠溶液处理的过程如下(部分产物已略去):
COS
Na2S溶液
H2。
羰基硫分子的电子式为。
反应I除生成两种正盐外,还有水生成,其化学方程式为 。
已知反应II的产物X的溶液中硫元素的主要存在形式为S2O32﹣,则II中主要反应的离子方程式为 。
【答案】
(1)SiO2+2C
Si+2CO↑;芯片,半导体材料;CaAl2Si2O8;Na2O·Al2O3·6SiO2
(2)
;COS+4NaOH=Na2S+Na2CO3+2H2O,2S2-+5H2O=S2O32-+4H2↑+2OH-
考点:
硅及硅酸盐,
7.A、B、C、D均为中学化学常见的纯净物,A是单质。
它们之间有如下的反应关系:
(1)若B是淡黄色固体,②③反应均用到同一种液态氢化物。
D物质常用于食品工业。
写出④反应的化学方程式
(2)若B是气态氢化物。
C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染。
写出③反应的化学方程式
(3)若D物质具有两性,②③反应均要用强碱溶液,④反应是通入过量的一种引起温室效应的主要气体。
写出④反应离子方程式
(4)若A是太阳能电池用的光伏材料。
C、D为钠盐,两种物质中钠、氧外的元素为同一主族,且溶液均显碱性。
写出②反应的化学方程式
(5)若A是应用最广泛的金属。
④反应用到A,②⑤反应均用到同一种非金属单质。
写出④反应的离子方程式
【答案】
(1)NaOH+CO2=NaHCO3
(2)4NH3+5O2
4NO+6H2O
(3)AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-(4)Si+2NaOH+2H2O=NaSiO3+2H2↑(5)2Fe3++Fe=3Fe2+
(4)A是太阳能电池用的光伏材料。
C、D为钠盐,两种物质中钠、氧外的元素为同一主族,且溶液均显碱性。
则A为Si、B为SiO2、C为Na2SiO3,D为Na2CO3,反应②为Si与NaOH溶液的反应,化学方程式为:
Si+2NaOH+2H2O=NaSiO3+2H2↑。
(5)若A是应用最广泛的金属。
④反应用到A,②⑤反应均用到同一种非金属单质。
则A为Fe、C为FeCl3、D为FeCl2,反应④为Fe还原Fe3+,离子方程式为:
2Fe3++Fe=3Fe2+。
【考点定位】本题主要是考查元素化合物的性质、物质的推断、化学方程式与离子方程式的书写。
【名师点睛】无机框图推断题,既能检查学生元素化合物基础知识的掌握情况,又能检查学生灵活应用知识的能力,更能考查学生的逻辑推理能力,难度较大,是近年来高考重要题型之一。
解答无机框图推断题,应认真分析题干,找出明显条件和隐蔽条件。
通过结构特征、反应特征、现象特征或其他的一些特征,找出突破口,也就是所谓的“题眼”,通过正推法、逆推法、假设法、猜测法等得出结论。
8.含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料,含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维,C与烧碱反应生成含A元素的化合物D.
(1)与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为 .
(2)C与氢氟酸反应的化学方程式是 .
(3)将C与纯碱混合高温熔融时反应生成D,同时还生成B的最高价氧化物E;将全部的E与全部的D在足量的水中混合后,生成了含A的化合物F.
①生成D和F的化学方程式分别为 、 .
②要将纯碱高温熔化,下列坩埚中可选用的是 .
A.普通玻璃坩埚B.石英玻璃坩埚C.氧化铝坩埚D.铁坩埚.
【答案】(8分)⑴
⑵SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O
⑶①SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑ Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓;②D。
考点:
考查了硅元素的单质及化合物的知识。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 39 碳族方面试题的解题方法与技巧 高考 化学 备考 艺体生 百日 突围 系列 方面 试题 解题 方法 技巧