2019年高考化學藝體生百日突圍系列專題3.9碳族方面試題

1、專題 3.9 碳族方面試題的解題方法與技巧隨著新能源，新材料，新工藝的發(fā)展應用，硅及其化合物的性質和應用有逐漸增多的趨勢。高考將對硅及其化合物的性質和有關實驗進行重點考查，以選擇題為基礎題型，以化工綜合應用題為提高題型，將有多種考查方式出現(xiàn)。常見考查方式：關于硅單質及其化合物的實驗探究；有關硅單質及其化合物的物質推斷；硅的單質和化合物的綜合利用及有關工藝流程。預計 2019 年高考在注重對非金屬元素單質及其化合物性質及轉化關系考查的同時，將會更加突出對物質組成、性質和反應原理的探究，考查學生分析解決問題的能力和對知識的應用能力，并同時強化化學知識與生活、社會實際問題的聯(lián)系。一、硅及其化合物：注

2、意1、不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光導纖維的是SiO2，用于制作半導體材料、計算機芯片的是晶體硅。2、水晶、石英、瑪瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；鉆石是金剛石； 寶石的主要成分是Al 2O3。方法技巧：1、三種“反常”1 / 10（ 1）還原性強弱規(guī)律反常：SiO 2C高溫C 作還原劑， SiO 中硅原子得電子，Si 2CO，該反應中22而失電子的能力Si C。這反常情況可從化學平衡的角度理解，由于產(chǎn)物CO為氣體，能及時離開反應體系降低了生成物的濃度，促使反應向正反應方向進行。（ 2）強酸制弱酸規(guī)律反常： Na2CO3 SiO2高溫高溫Na2SiO3 CO2、 C

3、aCO3 SiO2CaSiO3 CO2。一般情況下，因為碳酸的酸性比硅酸強，溶液中可發(fā)生反應Na2SiO3 CO2 H2O=H2SiO3 Na2CO3，即符合“較強酸制較弱酸”的復分解反應規(guī)律。而上述反應之所以能進行，是因為該反應是在高溫干態(tài)條件下進行的，可從化學平衡角度理解，高溫時，SiO2 這種高沸點、難揮發(fā)的固體制得了低沸點、易揮發(fā)的 CO2 氣體，因CO2生成后離開反應體系，使反應向右進行到底。（ 3）氧化物的反應規(guī)律反常：一般情況，堿性氧化物酸鹽水，SiO2 是酸性氧化物卻能與氫氟酸反應： SiO24HF SiF 4 2H2O(SiF 4 不屬于鹽 ) 。2、五種溶液：通入過量CO2

4、 后溶液仍渾濁，符合條件的五種溶液是：Na2SiO3溶液； NaAlO2 溶液；苯酚鈉溶液；飽和的Na2 CO溶液；飽和NaCl 的氨溶 液 ( 侯氏制堿原理 ) 。33、八個反應：常見非金屬置換出非金屬的反應：2H SiCl高溫高溫4Si 4HCl、C H O(g)CO H 、2C22 SiO2高溫點燃2S 2H2O、2F2 2H2O=4HF O2、 Cl 2 2NaBr=2NaCl Br 2。Si 2CO、 O2 2H2S二、碳、硅的氧化物1、一氧化碳：（ 1）物理性質：無色氣體，有毒，難溶于水。（ 2）化學性質：點燃2CO。燃燒： CO燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰， 2CO O2Cu CO（冶煉金

5、屬） 。還原 CuO： Cu CO22、二氧化硅和二氧化碳：物質二氧化硅二氧化碳結構空間立體網(wǎng)狀結構，不存在單個分子存在單個 CO分子，其結構為直線型2硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，主要物理性質熔、沸點低，常溫下為氣體，微溶于水不溶于水化與水反應不反應CO2 H2OH2CO3學與酸反應只與氫氟酸反應： SiO2 4HFSiF 4不反應2 / 10性 2H2O質與堿液反應SiO 2NaOH Na SiO H O ( 盛堿液CO少量： CO2NaOH NaCO HO； CO2232222322(NaOH)的試劑瓶不能用玻璃塞)過量： CO2NaOH NaHCO3如與 Na2SiO3 反應： N

6、a2SiO3H2O CO2( 不如與 Na2CO3 反應： SiO2與鹽反應足) H SiO Na CO或 Na SiO H O高溫2323232Na2SiO3 CO2Na2CO32CO( 足量 ) H2SiO3 2NaHCO3與堿性氧化如與 CaO反應：如與 Na2O反應： Na2O CO2 Na2CO3高溫物反應SiO2 CaOCaSiO3與碳反應高溫高溫SiO 2CSi 2COCO C2CO22注意玻璃中含有SiO2，SiO2 能夠與堿液緩慢反應，帶玻璃塞的玻璃試劑瓶一般都是磨砂口的，接觸非常嚴密，接觸堿液時間長了會生成具有黏合性很強的Na2SiO3 水溶液，從而使瓶塞與瓶頸黏在一起，不

7、易分開。方法技巧：1、熟記可用CO2制取的弱酸： 碳酸酸性比硅酸、 次氯酸、偏鋁酸等強， 將 CO2 氣體通入 Na2SiO3、NaClO、NaAlO2鹽溶液中，均能發(fā)生反應而生成相應的弱酸和碳酸( 氫 ) 鹽，這是“強酸制弱酸”原理的應用。2、反應順序的判斷：當有多種組分與一種物質反應時，判斷反應順序的方法：先假設與其中的一種組分反應，若產(chǎn)物還能與另一種組分反應，則假設錯誤。如將CO2 通入 KOH、 Ba(OH)2 混合溶液中，假設CO2先與 KOH反應，則生成的K2CO3 會與 Ba(OH)2 繼續(xù)反應生成BaCO3，故假設錯誤，應該是CO2先與 Ba(OH)2反應。3、CO2與堿反應產(chǎn)

8、物的定量判斷：以 CO2 與 NaOH溶液反應為例： CO2 2NaOHNa2CO3 H2O、CO2 NaOH NaHCO3，當 n(OH ) n(CO2) 的值不同時產(chǎn)物如下：3 / 10三、硅酸鹽及其無機非金屬材料1、由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，是構成地殼巖石的主要成分。硅酸鹽的表示方法：硅酸鹽的種類很多，結構復雜，其組成的表示方法有兩種：D、該反應為高溫固體之間的反應，不能判斷非金屬性強弱；【詳解】【點睛】本題考查非金屬元素在周期表中的位置及性質遞變規(guī)律和酸性比較等知識，解題關鍵：理解元素的金屬性和非金屬性的概念和比較方法，易錯點 A，用氧化性和還原性比較元素的金屬性和非金屬性時，

9、注意物質的氧化性和還原性受溫度等外界條件影響。4 / 101下列我國古代優(yōu)秀藝術作品中，所用材料不屬于無機非金屬材料的是B. 新石器時代人面魚紋彩C. 明永樂青花竹石芭蕉紋A. 商代后母戊鼎D. 三國青瓷羊形燭臺陶盆梅瓶A AB BC CD D【答案】 A【解析】【分析】商代后母戊鼎是青銅器，所用材料屬于金屬材料，陶瓷屬于硅酸鹽產(chǎn)品，所用原料屬于無機非金屬材料?！驹斀狻? / 10【點睛】本題考查了無機非金屬材料，難度不大，無機非金屬材是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質組成的材料，注意基礎知識的積累。2要將 NaOH高溫熔化，下列坩

10、堝中可選用的是A普通玻璃坩堝B石英玻璃坩堝C氧化鋁坩堝D鐵坩堝【答案】 D【解析】【詳解】A. 玻璃中含有二氧化硅 , 二氧化硅能和氫氧化鈉反應 , 故 A錯誤 ; B. 石英中含有二氧化硅, 二氧化硅能和氫氧化鈉反應 , 故 B 錯誤 ;C. 三氧化二鋁能和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉, 故 C錯誤 ;D. 鐵坩堝含有鐵 ,鐵與氫氧化鈉不反應 , 所以 D 選項是正確的。答案： D。7用四種溶液進行實驗，表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應關系錯誤的是選項操作及現(xiàn)象溶液A通入 CO，溶液不變渾濁BaCl溶液22B通入 CO，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO至過量，渾濁消失Na SiO溶液2223C通入 CO2

11、，溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO) 2 溶液通入 CO，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO至過量，渾濁消失，再22D加入足量的 NaOH溶液，又變渾濁Ca(OH)2 溶液A AB BC CD D【答案】 B6 / 10【解析】【詳解】8下列關于硅的說法不正確的是A硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體B硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料C硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質發(fā)生反應D加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬單質反應【答案】 C【解析】【分析】硅的化學性質不活潑，但常溫下仍能與氟氣、氫氟酸、NaOH溶液等發(fā)生反應，加熱至一定溫度時，硅能與氯氣、

12、氧氣等發(fā)生反應?！驹斀狻? / 10【點睛】本題考查了硅的物理性質、化學性質等知識點，難度不大，注意硅常溫下、加熱條件下能夠發(fā)生的反應是解題關鍵。9下列物質性質與用途對應關系正確的是性質用途A硅酸鈉化學性質穩(wěn)定制備木材防火劑B硅酸溶膠具有吸附水分的能力硅作半導體的材料C二氧化硅硬度大、熔點高氫氟酸在玻璃上刻花紋D焦炭具有可燃性焦炭還原二氧化硅冶煉粗硅A A B B C C D D【答案】 A【解析】【詳解】8 / 10A、硅酸鈉的化學性質很穩(wěn)定，不燃不爆，是制備木材防火劑的原料，選項A 正確；B、硅膠吸附水，與硅作半導體的材料無關，選項B 錯誤；C、二氧化硅硬度大，與氫氟酸和玻璃反應無關，選項

13、C錯誤；D、焦炭具有可燃性，與焦炭還原二氧化硅無關，選項D錯誤。答案選 A。10硅是最理想的太陽能電池材料，高性能晶硅電池是建立在高質量晶硅材料基礎上的。工業(yè)上可以用如圖所示的流程制取高純硅。（ 1 ）硅在周期表中的位置是_ ，反應1 中氧化劑與還原劑的物質的量之比為：_（ 2）粗硅與 HCl 反應完全后 , 經(jīng)冷凝得到的SiHCl 3 ( 沸點 31.8 ) 中含有少量 SiCl 4( 沸點 57.6 ) 和SiHCl2( 沸點 8.2 ) 、 SiH Cl( 沸點 -30.4 ) 提純 SiHCl3采用的方法為 _，整個過程中可以循23環(huán)利用的物質 X 是： _ （填化學式）（ 3）提純粗

14、硅的過程中必須嚴格控制無水無氧，原因之一是硅的鹵化物極易水解，寫出SiCl 4 遇水劇烈反應的化學方程式 _（ 4）硅在有 HNO3存在的條件下， 可以與 HF生成 H2SiF 6，同時有不溶于水的氣體生成，該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，硅單質發(fā)生的化學方程式為_（ 5）某工廠用 100 噸純度為75%的石英砂為原料經(jīng)第一步反應制得的粗硅中含硅28 噸，則該過程中硅的產(chǎn)率是： _ （精確到小數(shù)點后兩位）【 答 案 】第 三 周 期 第IVA 族1:2蒸 餾 或 分 餾HClSiCl +3H O=HSiO +4HCl 或42233Si Cl 4+4H2O=H3SiO4+4HCl 3Si+4HNO 3+18HF=3H2SiF 6+4NO+8H2O 0.80或 80.00%【解析】 (1)硅是 14 號 元素，在周期表中位于第三周期