天津市2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題十四 碳、硅及其化合物教師用書(shū).docx

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專題十四　碳、硅及其化合物 挖命題 【考情探究】 考點(diǎn) 內(nèi)容解讀 5年考情 預(yù)測(cè)熱度 考題示例 難度 關(guān)聯(lián)考點(diǎn) 碳、硅及其化合物 1.根據(jù)研究物質(zhì)的思路和方法,掌握碳、硅及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。 2.CO、CO2等對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。 2018天津理綜,7(3) 2018天津理綜,10(3) 2017天津理綜,3 中 化學(xué)與生活 ★☆☆ 分析解讀　　高考對(duì)本專題內(nèi)容的考查主要以碳、硅單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)和應(yīng)用為主,預(yù)計(jì)今后高考題型延續(xù)選擇題或非選擇題的形式,中等難度。主要考查學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)。 【真題典例】 破考點(diǎn) 【考點(diǎn)集訓(xùn)】 考點(diǎn)　碳、硅及其化合物 1.用四種溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是(　　) 選項(xiàng) 操作及現(xiàn)象 溶液 A 通入CO2,溶液變渾濁 飽和Na2CO3溶液 B 通入CO2,溶液變渾濁,繼續(xù)通CO2至過(guò)量,渾濁消失 Na2SiO3溶液 C 通入CO2,溶液變渾濁,再加入品紅溶液,紅色褪去 Ca(ClO)2溶液 D 通入CO2,溶液變渾濁,繼續(xù)通CO2至過(guò)量,渾濁消失,再加入足量NaOH溶液,又變渾濁 澄清石灰水 答案　B 2.將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合液中,生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2的體積(V)的關(guān)系正確的是(　　) 答案　D 3.二氧化硅廣泛存在于自然界中,在日常生活、生產(chǎn)、科研及新型材料等方面有著重要的用途。a~e是對(duì)①~⑤反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用進(jìn)行的判斷,其中正確的是(　　) ①SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O ②SiO2+2C Si+2CO↑ ③SiO2+4HF SiF4↑+2H2O ④Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ ⑤SiO2+3C SiC+2CO↑ a.反應(yīng)①中SiO2作為玻璃的成分被消耗,用于刻蝕玻璃 b.反應(yīng)②中SiO2表現(xiàn)出氧化性 c.反應(yīng)③中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性 d.反應(yīng)④符合用難揮發(fā)性的酸酐制取易揮發(fā)性酸酐的原理 e.反應(yīng)⑤中SiO2未參加氧化還原反應(yīng) A.ace B.bde C.cde D.ab 答案　B 過(guò)專題 【五年高考】 考點(diǎn)　碳、硅及其化合物 統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 1.(2016江蘇單科,1,2分)大氣中CO2含量的增加會(huì)加劇“溫室效應(yīng)”。下列活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致大氣中CO2含量增加的是(　　) A.燃燒煤炭供熱 B.利用風(fēng)力發(fā)電 C.增加植被面積 D.節(jié)約用水用電 答案　A 2.(2016四川理綜,2,6分)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是(　　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)操作 現(xiàn)象 結(jié)論 A 將某溶液與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水 石灰水變渾濁 該溶液中一定含有CO32- B 常溫下,將鐵片浸入足量濃硫酸中 鐵片不溶解 常溫下,鐵與濃硫酸一定沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng) C 向某食鹽溶液中滴加淀粉溶液 溶液顏色不變 該食鹽中一定沒(méi)有添加KIO3 D 向苯酚鈉溶液中滴加乙酸溶液 溶液變渾濁 相同條件下,乙酸的酸性一定比苯酚強(qiáng) 答案　D 3.(2015江蘇單科,4,2分)在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體 B.Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2+)>r(Mg) C.在該反應(yīng)條件下,Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性 D.該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能 答案　C 4.(2014課標(biāo)Ⅱ,7,6分)下列過(guò)程沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是(　　) A.用活性炭去除冰箱中的異味 B.用熱堿水清除炊具上殘留的油污 C.用浸泡過(guò)高錳酸鉀溶液的硅藻土保鮮水果 D.用含硅膠、鐵粉的透氣小袋與食品一起密封包裝 答案　A 5.(2017北京理綜,6,6分)古絲綢之路貿(mào)易中的下列商品,主要成分屬于無(wú)機(jī)物的是(　　) A.瓷器 B.絲綢 C.茶葉 D.中草藥 答案　A 6.(2015江蘇單科,8,2分)在給定條件下,下列選項(xiàng)中所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能一步實(shí)現(xiàn)的是(　　) A.粗硅SiCl4Si B.Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg C.Fe2O3FeCl3(aq)無(wú)水FeCl3 D.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(aq)Ag 答案　A 7.(2014重慶理綜,1,6分)下列物質(zhì)的使用不涉及化學(xué)變化的是　(　　) A.明礬用作凈水劑 B.液氨用作制冷劑 C.氫氟酸刻蝕玻璃 D.生石灰作干燥劑 答案　B 8.(2014福建理綜,9,6分)常溫下,下列各組物質(zhì)中,Y既能與X反應(yīng)又能與Z反應(yīng)的是(　　) X Y Z ① NaOH溶液 Al(OH)3 稀硫酸 ② KOH溶液 SiO2 濃鹽酸 ③ O2 N2 H2 ④ FeCl3溶液 Cu 濃硝酸 A.①③ B.①④ C.②④ D.②③ 答案　B 9.(2017課標(biāo)Ⅱ,26,14分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示: 回答下列問(wèn)題: (1)在分解水泥樣品過(guò)程中,以鹽酸為溶劑,氯化銨為助溶劑,還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,還可使用　　　　代替硝酸。 (2)沉淀A的主要成分是　　　　,其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　。 (3)加氨水過(guò)程中加熱的目的是　　　　　　　　　　　　　。沉淀B的主要成分為　　　　　、　　　　(寫(xiě)化學(xué)式)。 (4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過(guò)測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量,滴定反應(yīng)為:MnO4-+H++H2C2O4Mn2++CO2+H2O。實(shí)驗(yàn)中稱取0.400 g水泥樣品,滴定時(shí)消耗了0.050 0 molL-1的KMnO4溶液36.00 mL,則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　　。 答案　(1)將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+　H2O2 (2)SiO2(或H2SiO3)　SiO2+4HF SiF4↑+2H2O(或H2SiO3+4HFSiF4↑+3H2O) (3)防止膠體生成,易沉淀分離　Al(OH)3　Fe(OH)3 (4)45.0% 10.(2017北京理綜,26,13分)TiCl4是由鈦精礦(主要成分為T(mén)iO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物,制備純TiCl4的流程示意圖如下: 鈦精礦粗TiCl4純TiCl4 資料:TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì) 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸點(diǎn)/℃ 58 136 181(升華) 316 1 412 熔點(diǎn)/℃ -69 -25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 —— 微溶 難溶 (1)氯化過(guò)程:TiO2與Cl2難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。 已知:TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g)　ΔH1=+175.4 kJmol-1 2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH2=-220.9 kJmol-1 ①沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式: 　　　　　　　　　　　　。 ②氯化過(guò)程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)右圖判斷:CO2生成CO反應(yīng)的ΔH　　0(填“>”“<”或“=”),判斷依據(jù):　　　　 　　。 ③氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放,尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,則尾氣的吸收液依次是　　　　　　　　　　　　　　　。 ④氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過(guò)濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有　　　　　　　。 (2)精制過(guò)程:粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4。示意圖如下: 物質(zhì)a是　　　,T2應(yīng)控制在　 。 答案　(13分) (1)①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g) ΔH=-45.5 kJmol-1 ②>　隨溫度升高,CO物質(zhì)的量增大,說(shuō)明生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng) ③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液 ④MgCl2、AlCl3、FeCl3 (2)SiCl4　高于136 ℃,低于181 ℃ 11.(2014重慶理綜,8,15分)月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素,是人類未來(lái)的資源寶庫(kù)。 (1)3He是高效核能原料,其原子核內(nèi)中子數(shù)為　　　　。 (2)Na的原子結(jié)構(gòu)示意圖為　　　　,Na在氧氣中完全燃燒所得產(chǎn)物的電子式為　　　　　　　　　　。 (3)MgCl2在工業(yè)上應(yīng)用廣泛,可由MgO制備。 ①M(fèi)gO的熔點(diǎn)比BaO的熔點(diǎn)　　　　(填“高”或“低”)。 ②月球上某礦石經(jīng)處理得到的MgO中含有少量SiO2,除去SiO2的離子方程式為　　　　　　　　　　　　;SiO2的晶體類型為　　　　　　　。 ③MgO與碳粉和氯氣在一定條件下反應(yīng)可制備MgCl2。若尾氣可用足量NaOH溶液完全吸收,則生成的鹽為　　　　　　　　　　　　　　　　(寫(xiě)化學(xué)式)。 (4)月壤中含有豐富的3He,從月壤中提煉1 kg 3He,同時(shí)可得6 000 kg H2和700 kg N2,若以所得H2和N2為原料經(jīng)一系列反應(yīng)最多可生產(chǎn)碳酸氫銨　　　　kg。 答案　(1)1　(2)　Na+[:O:O:]2-Na+ (3)①高 ②SiO2+2OH- SiO32-+H2O　原子晶體 ③NaCl,NaClO,Na2CO3 (4)3 950 教師專用題組 12.(2014安徽理綜,27,14分)LiPF6是鋰離子電池中廣泛應(yīng)用的電解質(zhì)。某工廠用LiF、PCl5為原料,低溫反應(yīng)制備LiPF6,其流程如下: 已知:HCl的沸點(diǎn)是-85.0 ℃,HF的沸點(diǎn)是19.5 ℃。 (1)第①步反應(yīng)中無(wú)水HF的作用是　　　　、　　　　。反應(yīng)設(shè)備不能用玻璃材質(zhì)的原因是　　　　　　　　　　　　(用化學(xué)方程式表示)。無(wú)水HF有腐蝕性和毒性,工廠安全手冊(cè)提示:如果不小心將HF沾到皮膚上,可立即用2%的　　　　溶液沖洗。 (2)該流程需在無(wú)水條件下進(jìn)行,第③步反應(yīng)中PF5極易水解,其產(chǎn)物為兩種酸,寫(xiě)出PF5水解的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)第④步分離采用的方法是　　　　　;第⑤步分離尾氣中HF、HCl采用的方法是　　　　　。 (4)LiPF6產(chǎn)品中通?；煊猩倭縇iF。取樣品w g,測(cè)得Li的物質(zhì)的量為n mol,則該樣品中LiPF6的物質(zhì)的量為　　　　mol(用含w、n的代數(shù)式表示)。 答案　(1)反應(yīng)物　溶劑　SiO2+4HF SiF4↑+2H2O　NaHCO3 (2)PF5+4H2O H3PO4+5HF (3)過(guò)濾　冷凝 (4)w-26n126 (本題部分小題屬于開(kāi)放試題,合理答案均給分) 【三年模擬】 一、選擇題(每題6分,共48分) 1.(2017天津河西三模,1)下列化學(xué)藥品的保存方法合理的是(　　) A.金屬鉀保存在乙醇中 B.常溫下濃硫酸可存放在鐵質(zhì)容器中 C.NaOH溶液保存在帶玻璃塞的試劑瓶中 D.FeCl3溶液中加入少量還原鐵粉存放 答案　B 2.(2018天津南開(kāi)中學(xué)高三第五次月考,1)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)或應(yīng)用的說(shuō)法不正確的是(　　) A.二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料 B.水玻璃可用于生產(chǎn)硅膠和木材防火劑 C.鹽析可提純蛋白質(zhì)并保持其生理活性 D.石油分餾可獲得乙烯、丙烯和丁二烯 答案　D 3.(2018天津紅橋二模,10)利用下圖裝置可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? X中試劑 Y中試劑 A 用MnO2和濃鹽酸制取并收集純凈干燥的Cl2 飽和食鹽水 濃硫酸 B 用Cu與稀硝酸制取并收集純凈干燥的NO 水 濃硫酸 C 用CaCO3和稀鹽酸制取并收集純凈干燥的CO2 飽和NaHCO3溶液 濃硫酸 D 驗(yàn)證電石與飽和食鹽水反應(yīng)生成的氣體的性質(zhì)并收集 CuSO4溶液 酸性KMnO4溶液 答案　C 4.(2018天津高三模擬,1)下列說(shuō)法中正確的有幾個(gè)(　　) ①KMnO4、C2H5OH、H2O2等常見(jiàn)化學(xué)物質(zhì)都可作醫(yī)用殺菌、消毒劑 ②用K2FeO4代替Cl2處理飲用水,有殺菌消毒作用,但與Cl2不同的是不產(chǎn)生有機(jī)氯 ③面粉中禁止添加CaO2、過(guò)氧化苯甲酰等增白劑,CaO2屬于堿性氧化物,也屬于離子化合物,其陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1∶1 ④?chē)?guó)產(chǎn)大飛機(jī)——C919使用的碳纖維是一種新型的無(wú)機(jī)非金屬材料 ⑤“浮梁巧燒瓷,顏色比瓊玖”,描述的是我國(guó)馳名于世的陶瓷,陶瓷是一種硅酸鹽產(chǎn)品 ⑥“青蒿一握,以水二升漬,絞取汁”,該過(guò)程屬于物理變化⑦使用含鈣離子濃度較大的地下水洗衣服,肥皂去污能力減弱 A.4個(gè) B.5個(gè) C.6個(gè) D.7個(gè) 答案　C 5.(2018天津耀華中學(xué)高三第二次月考,16)水溶液X中只可能含有K+、Mg2+、Al3+、AlO2-、SiO32-、CO32-、SO32-、SO42-中的若干種離子。某同學(xué)對(duì)該溶液進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn): 下列判斷正確的是(　　) A.氣體甲一定是純凈物 B.沉淀甲是硅酸和硅酸鎂的混合物 C.K+、AlO2-、SiO32-一定存在于溶液X中 D.CO32-和SO42-一定不存在于溶液X 中 答案　C 6.(2018天津六校聯(lián)考,1)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)或應(yīng)用的說(shuō)法不正確的是(　　) A.用氫氟酸可以刻蝕玻璃 B.用瓷坩堝熔化各種鈉的化合物 C.二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料 D.水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和木材防火劑 答案　B 7.(2018天津河西第一學(xué)期期末考試,1)化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.用熟石灰可處理廢水中的酸 B.用水玻璃可生產(chǎn)黏合劑和防火劑 C.用食鹽水可清除炊具上殘留的油污 D.用浸泡過(guò)高錳酸鉀溶液的硅藻土保鮮水果 答案　C 8.(2018天津一中高三下學(xué)期第四次月考,4)下列選用的儀器、藥品和實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確的是(　　) A B C D 制取乙烯并驗(yàn)證其還原性 加熱熔融NaOH固體 獲得金屬鈣裝置(熔融CaF2-CaO作電解質(zhì)),并用鈣還原TiO2制備金屬鈦,制備金屬鈦前后裝置中CaO的總量不變 準(zhǔn)確量取一定體積K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液 答案　C 二、非選擇題(共27分) 9.(2018天津部分區(qū)縣一模,7)(14分)KMnO4在生產(chǎn)、生活中用途廣泛。工業(yè)上,通常以軟錳礦(主要成分是MnO2)與KOH的混合物在鐵坩堝中混合均勻,小火加熱至熔融,可得到K2MnO4,再用鎳片(不參與反應(yīng))作陽(yáng)極,鐵片作陰極,電解K2MnO4溶液即可制備KMnO4。上述過(guò)程用流程圖表示如下: (1)制備K2MnO4用鐵坩堝不用瓷坩堝的原因是　　　　　　　　　　　　　　　,電極室陽(yáng)離子的遷移方向是　　　　　　　　(填“左側(cè)向右側(cè)遷移”或“右側(cè)向左側(cè)遷移”),陽(yáng)極室電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　,熔融池中的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　。 (2)如下流程也可以制備KMnO4,調(diào)節(jié)pH用CO2不用HCl的原因是　　　　　　　　　　　　　　,當(dāng)pH為10~11時(shí),停止通入CO2,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(已知,①20 ℃時(shí),溶解度:K2CO3 111 g;KHCO3 33.7 g;KMnO4 6.3 g。②溫度高于120 ℃時(shí)KMnO4會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)) (3)控制烘干溫度不能過(guò)高的主要原因是　　　　　　　　　　　。 (4)制得KMnO4的同時(shí)會(huì)有副產(chǎn)物MnO2生成。副產(chǎn)物MnO2與鋰在鋰離子有機(jī)高聚物中構(gòu)成原電池。每消耗87 g MnO2轉(zhuǎn)移1 mol e-,則反應(yīng)后Mn元素的化合價(jià)為　　　　　。 答案　(1)瓷坩堝含有二氧化硅,能與KOH反應(yīng)　左側(cè)向右側(cè)遷移　MnO42--e- MnO4-　2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O　(2)Cl-具有還原性,可將 KMnO4和 K2MnO4還原　二氧化碳和碳酸鉀反應(yīng)生成碳酸氫鉀,碳酸氫鉀溶解度不高,會(huì)和高錳酸鉀一起析出,產(chǎn)品純度降低　(3)溫度過(guò)高,KMnO4會(huì)受熱分解　(4)+3 10.(2018天津南開(kāi)中學(xué)10月月考,19)(13分)某冶金廠的礦渣中含有較多的Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2,現(xiàn)欲進(jìn)行綜合利用以提取氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵作為工業(yè)原料,其設(shè)計(jì)的工藝流程如下: 已知: ①硅酸的酸性比氫氧化鋁強(qiáng)。 ②飽和氯化銨溶液的pH約為5。 ③氫氧化鎂開(kāi)始沉淀至沉淀完全的pH范圍:9.0~12.0。 ④氫氧化鐵開(kāi)始沉淀至沉淀完全的pH范圍:2.7~4.0。 回答下列問(wèn)題: (1)寫(xiě)出過(guò)程Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　。 (2)過(guò)程Ⅲ的名稱是　　　　　　　　　;產(chǎn)品乙的俗名是　　　　　。 (3)過(guò)程Ⅴ中所用適量的B是一種常見(jiàn)氣體,過(guò)程Ⅴ中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　。 (4)用飽和氯化銨溶液能溶解部分殘?jiān)椎脑蚴恰　　　　　　　　　　　　　　?用離子方程式表示)。 (5)解釋工業(yè)上不用電解產(chǎn)品甲制備相應(yīng)金屬單質(zhì)的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑　SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑　(2)溶解,過(guò)濾　鐵紅 (3)2AlO2-+3H2O+CO2 2Al(OH)3↓+CO32-　(4)MgO+2NH4++H2O Mg2++2NH3H2O　(5)MgO熔點(diǎn)高,電解熔融MgO耗能多,成本高