北京市2019版高考化学专题十四碳硅及其化合物课件.ppt

专题十四碳、硅及其化合物,高考化学(北京市专用),考点碳、硅及其化合物A组自主命题北京卷题组1.(2017北京理综,6,6分)古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于无机物的是(),五年高考,答案A瓷器的主要成分是硅酸盐,属于无机物;丝绸的主要成分是蛋白质,属于有机物;茶叶、中草药的主要成分是有机物。,试题评析试题除了具备科学性,体现学科特点外,还要与时俱进。,知识归纳棉花的主要成分是纤维素,蚕丝的主要成分是蛋白质,光导纤维的主要成分是SiO2,合成纤维是有机高分子化合物。,2.(2017北京理综,26,13分)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:钛精矿粗TiCl4纯TiCl4资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质,(1)氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)H1=+175.4kJmol-12C(s)+O2(g)2CO(g)H2=-220.9kJmol-1沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式:。氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据下图判断:CO2生成CO反应的H0(填“”“随温度升高,CO含量增大,说明生成CO的反应是吸热反应H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液MgCl2、AlCl3、FeCl3(2)SiCl4高于136,低于181,解析(1)将已知的两个热化学方程式相加,即可得出答案。观察图像可知,随着温度的升高,CO的含量增大,说明平衡向生成CO的方向移动,所以生成CO的反应是吸热反应,H0。在室温下,TiCl4、SiCl4为液态,AlCl3、FeCl3、MgCl2为固态且在TiCl4中微溶或难溶,所以滤渣中应含有AlCl3、FeCl3、MgCl2;但AlCl3、FeCl3在TiCl4中微溶,故粗TiCl4混合液中仍然会存在少量的AlCl3、FeCl3。(2)TiCl4在蒸馏塔二中被蒸出,说明物质a应是一种沸点比TiCl4低的物质,结合题给资料可知a是SiCl4。T2应控制在136以上,181以下,确保TiCl4被蒸出,同时AlCl3等杂质不能被蒸出。,审题方法认真读题,捕捉到题目中的所有信息,依据相关知识进行分析。,3.(2015北京理综,27,14分)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HC占95%。写出CO2溶于水产生HC的方程式:。(2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式:。同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:+(CH2O)x+x18O2+xH2O,(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳,可采用如下方法:气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用xmolL-1HCl溶液滴定,消耗ymLHCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度=molL-1。,(4)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理:。用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是。,答案(1)CO2+H2OH2CO3、H2CO3H+HC(2)2HC+Ca2+CaCO3+CO2+H2OxCO22xO(3)(4)a室:2H2O-4e-4H+O2,H+通过阳离子膜进入b室,发生反应:H+HCCO2+H2Oc室的反应:2H2O+2e-2OH-+H2,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH,解析(3)向盛有海水的装置中通入N2应长进短出,酸化海水应用难挥发的H2SO4。由NaHCO3+HClNaCl+CO2+H2O可以看出,n(NaHCO3)=n(HCl),c(C)=molL-1。(4)a室为阳极室,H2O放电生成的H+可通过阳离子膜进入b室与HC反应产生CO2;c室为阴极室,H2O放电生成OH-使c室溶液呈碱性,故用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH后,再将其排回大海。,审题技巧认真读题,看懂图示,正确分析反应的原理。,思路分析(4)在电解池中,依据电源的正负极判断出a室为阳极室,水在a室失去电子生成氧气,同时产生H+;H+通过阳离子膜进入b室与HC反应生成CO2;c室是阴极室,水在c室得到电子生成氢气,同时产生OH-。,评析本题以研究CO2在海洋中的转移和归宿为载体,考查了方程式的书写、物质的分离与提取、电化学、化学计算等,综合性较强,有难度但不失基础。,4.(2018江苏单科,1,2分)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是()A.光合作用B.自然降雨C.化石燃料的燃烧D.碳酸盐的沉积,B组统一命题、省(区、市)卷题组,答案C本题考查CO2排放对环境影响的相关知识。A项,光合作用会吸收CO2放出O2;B项,自然降雨对大气中的CO2含量影响不大;D项,碳酸盐的沉积对大气中的CO2含量影响不大。,知识拓展植物的光合作用吸收CO2,植物的呼吸作用会释放CO2。,5.(2016课标,7,6分)下列有关燃料的说法错误的是()A.燃料燃烧产物CO2是温室气体之一B.化石燃料完全燃烧不会造成大气污染C.以液化石油气代替燃油可减少大气污染D.燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一,答案B化石燃料包括煤、石油、天然气等,完全燃烧也会产生SO2等污染性气体,故B项错误。,解题关键化石燃料燃烧可以产生二氧化硫等气体,会污染空气,易形成硫酸型酸雨。,易错警示化石燃料中不仅含C、H元素,还含有少量的N、S等元素。,6.(2015课标,7,6分)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CCaCl26H2O为结晶水合物,不能继续吸水,故不可用作食品干燥剂,C项错误;硅胶、加工后具有吸水性的植物纤维均可用作食品干燥剂,A、D项正确;P2O5吸水生成的磷酸有一定的毒性,故不可用作食品干燥剂,B项正确。,思路分析干燥剂能除去潮湿物质中的部分或全部水分,一般具有较强的吸水性。,知识拓展常用的酸性干燥剂:浓硫酸、P2O5;中性干燥剂:无水氯化钙;碱性干燥剂:碱石灰。,7.(2014课标,7,6分)下列过程没有发生化学反应的是()A.用活性炭去除冰箱中的异味B.用热碱水清除炊具上残留的油污C.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果D.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装,答案AA项,用活性炭去除冰箱中的异味利用了吸附原理,没有发生化学反应;B项,热碱水使得油脂发生水解反应而变得易清除;C项,KMnO4能吸收成熟水果释放的乙烯,从而起到保鲜水果的目的;D项,硅胶起干燥作用,而铁粉是脱氧剂,会与O2发生化学反应。,8.(2014四川理综,1,6分)化学与生活密切相关。下列说法不正确的是()A.乙烯可作水果的催熟剂B.硅胶可作袋装食品的干燥剂C.福尔马林可作食品的保鲜剂D.氢氧化铝可作胃酸的中和剂,答案C福尔马林是甲醛的水溶液,可防腐,有毒,不可用作食品的保鲜剂,C项错误。,9.(2014课标,8,6分)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是(),答案C生活中常用热的纯碱溶液洗去油污,其原因不是Na2CO3与油污直接发生反应,而是纯碱水解使溶液呈碱性,油污在碱性条件下水解生成可溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,A错误;漂白粉在空气中久置变质,是因为发生了反应:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO,2HClO2HCl+O2,B错误;K2CO3与NH4Cl混合使用,因发生相互促进的水解反应生成NH3而降低肥效,C正确;FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作的反应原理是2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,D错误。,10.(2018天津理综,7节选)下图中反应是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl26NH3是优质的镁资源。回答下列问题:(1)MgCl26NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外):,Mg在元素周期表中的位置:,Mg(OH)2的电子式:。(2)A2B的化学式为。反应的必备条件是。上图中可以循环使用的物质有。(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料(写化学式)。,(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:。,答案(1)r(H+)r(Mg2+)r(N3-)r(Cl-)第三周期A族(2)Mg2Si熔融,电解NH3,NH4Cl(3)SiC(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O,解析(1)H+只有原子核;N3-、Mg2+有两个电子层,当电子层结构相同时,原子序数越大离子半径越小;Cl-有三个电子层,故离子半径:r(H+)r(Mg2+)r(N3-)”“”或“=”)。.CO变换:500时,CO进一步与水反应生成CO2和H2。.H2提纯:将CO2和H2分离得到H2的过程示意图如下:,(5)吸收池中发生反应的离子方程式是。结合电极反应式,简述K2CO3溶液的再生原理:。,答案(1)氧化(2)4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O(3)1.5pH(5)CO2+H2O+C2HC阴极反应:2H2O+2e-H2+2OH-,OH-+HCC+H2O,使K2CO3溶液得以再生,解析(1)由图示可知,过程中H2S转化为S,S元素的化合价升高,H2S发生了氧化反应。(2)由图示可知,过程是FeSO4和氧气反应生成Fe2(SO4)3,注意此脱硫过程在酸性环境中进行,故过程的离子方程式是4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O。(3)由已知信息可知,Fe3+在pH=1.9时开始沉淀,会导致Fe3+浓度降低,则Fe2+浓度也会降低,Fe2+氧化速率降低,故pH应该小于1.9;由已知信息中的数据可知,pHp2。(5)由流程图可知吸收池中用K2CO3溶液吸收CO2,则吸收池中发生反应的离子方程式为C+CO2+H2O2HC。惰性电极电解池中的电解质溶液是KHCO3溶液,阴极反应为2H2O+2e-H2+2OH-,阴极附近c(OH-)增大,OH-和HC反应生成C,离子方程式为OH-+HCC+H2O,K+向阴极迁移,使K2CO3溶液得以再生。,思路分析(2)认真分析反应过程示意图,找出反应物和生成物,写出离子方程式。(3)仔细阅读已知信息,筛选有用信息,结合所学知识分析推理。(4)观察图像,结合平衡移动原理作出判断。,4.(2017北京朝阳期中,17)(13分)硅材料是微电子工业和太阳能发电的基础材料,以二氧化硅为原料制备纯硅的方法主要有热还原法和熔盐电解法等。(1)非金属热还原法:工业上以石英砂(含SiO2)、焦炭为原料,高温熔炼制得工业硅。流程如下:石英砂粗硅SiCl4纯硅卤素(X2)都能与Si反应生成SiX4,从原子结构角度解释原因:。中事实不能作为“碳的非金属性比硅强”的证据,理由是。(2)金属热还原法:实验室中可将金属镁与足量二氧化硅的微细粉末混合加热而制得硅。流程如下:SiO2粗硅纯硅中发生反应的化学方程式是。已知:.Si在常温下很难被氢氟酸腐蚀。.MgF2(氟化镁)难溶于水和氢氟酸。请设计中分离提纯的实验:,(按上图形式呈现)。(3)熔盐电解法:采用CaCl2为熔盐体系,由SiO2直接电解制得纯硅。装置图如下:判断N为电源正极的理由是。制得硅的电极反应式为。,答案(1)硅原子最外层有4个e-,卤素原子最外层有7个e-该反应中C表现还原性(其他答案合理给分)(2)SiO2+2Mg2MgO+Si(3)石墨电极上O2-失电子生成O2SiO2+4e-Si+2O2-,解析(1)卤素原子最外层有7个e-,硅原子最外层有4个e-,故每个Si原子可以和4个X原子形成共价键;比较元素的非金属性可以利用其单质的氧化性,而在反应中C表现还原性。(2)由转化关系可知Mg与SiO2的反应为置换反应;所得的粗硅中含有Si、SiO2、MgO,可以先利用盐酸除去MgO,再在常温下加入氢氟酸除去SiO2,从而得到纯硅。(3)O2-在石墨电极上失电子生成O2,则石墨电极为阳极,故N为电源的正极;阴极上SiO2得到电子生成单质Si,电极反应式为SiO2+4e-Si+2O2-。,审题技巧注意题目要求,如“从原子结构角度解释”等。,解题关键明确Si、SiO2、MgO的性质差异,选用合适的试剂分离提纯是解题的关键。,5.(2017北京西城二模,26)(14分)MnSO4在工业中有重要应用。用软锰矿浆(主要成分为MnO2和水,含有Fe2O3、FeO、Al2O3和少量PbO等杂质)浸出制备MnSO4,其过程如下:.向软锰矿浆中通入SO2,锰、铁、铝、铅元素以离子形式浸出,测得浸出液的pHT2),反应中CO2的平衡转化率随压强变化的关系图(请在图上标注温度T1、T2)。,图3,答案(1)BC(2)C6H12O6+6O26CO2+6H2O(3)除去SO2、NO2,防止对Ba(OH)2吸收二氧化碳产生干扰将装置A中的气体赶入装置B,确保CO2被完全吸收100%(4)+40.9kJ/m