高考化学 必备经典例题 （易错指津+典型例题评析） 碳族.doc

2013高考化学 必备经典例题 （易错指津+典型例题评析） 碳族co2h2sio3h+、co2+h2onaohcnaohhcl、fecl3、sio2mgo2hno3、h2so4、o2、cuo、o2fe2o3cco2+ h2ocaco3h2oh2ocac2ca(oh)2caoca(hco3)2na2co3、ccaococo2na2co3cacl2ca(oh)2na2o、naohch4高温sisio2na2sio3sicl4h4sio4sico2、feocaco3sio2sio2h2cl2h2osif4hf【知识网络】【易错指津】 1co2通入naoh溶液的判别错误。co2通入naoh溶液的反应与co2气体通入量有关。当co2通入少量时生成na2co3，当co2通入过量时生成nahco3，co2通入量介于两者之间，既有na2co3又有nahco3。因此推断产物时一定要注意co2与naoh间量的关系。2na2co3溶液中滴加盐酸过程不清楚。在na2co3溶液中滴加hcl，co32-先转化为hco3-，再滴加盐酸hco3-转化为h2co3，不稳定分解为co2。如：在10ml0.01mol/l纯碱溶液中，不断搅拌并逐滴加入1.2ml0.05mol/l盐酸，完全反应后在标准状况下生成二氧化碳的体积为（1998年上海高考题）a.1.334ml b.2.240ml c.0.672ml d.0ml思路分析：反应过程为：co32-hco3-co2。盐酸溶液中n(hcl)=0.00006mol，纯碱溶液中n(na2co3)=0.0001molco32- + h+ = hco3- 0.0001mol 0.0001mol 现盐酸不足，故无气体产生。答案：d3co2通入cacl2溶液中是否有沉淀的分析错误。可用反证法：如能产生沉淀，则反应的化学方程式为：co2+cacl2+h2o=caco3+2hcl。因caco3溶于盐酸，故反应不能发生。因为co2只有通入中性或碱性溶液才能产生co32-，并同时产生部分h+，若原溶液无法消耗这部分h+，则不利于co2转化为co32-，也就无法与ca2+形成沉淀。若要使cacl2与co2反应生成沉淀，就必须加入部分碱溶液中和co2与h2o反应而产生的h+。同理，该思维方式适用于co2、so2通入cacl2或bacl2溶液。4不要把na2co3+sio2na2sio3+co2与na2sio3+co2+h2o=na2co3+h2sio3相混。前者是工业制玻璃的反应式之一，是在高温条件下发生的反应，而后者是在水溶液中发生的反应。若交换条件，两者均不发生反应。【典型例题评析】例1 已知天然气的主要成份ch4是一种会产生温室效应的气体,等物质的量的ch4和co2产生的温室效应，前者大。下面是有关天然气的几种叙述:天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源;等质量的ch4和co2产生的温室效应也是前者大;燃烧天然气也是酸雨的成因之一.其中正确的是a.是 b.只有 c.是和 d.只有思路分析：大气中的ch4和co2为红外线吸收体，它们吸收太阳和地球的长波辐射，并将其中一部分反射回地球。因此，大气中ch4和co2浓度增加，则阳光被吸收得多，反射到太空的部分减少,地表温度将上升。天然气燃烧产物为co2和水，而煤和柴油燃烧产物会造成污染。对等质量的ch4和co2，ch4的物质的量比co2多，由题意知等质量的ch4和co2产生的温室效应ch4大，但co2不是形成酸雨的物质。答案：c方法要领：co2导致“温室效应”是人们所熟知的常识，但本题告诫人们，ch4也是一种会产生“温室效应”的气体，且等物质的量的ch4产生“温室效应”比co2还要大。纵观当今世界范围内都在呼吁控制co2的排放量以遏制“温室效应”的加剧，同时又在为保护环境号召多使用清洁能源天然气。殊不知，事物都是一分为二的，就像天然气，既有有利的一面，也有有害的一面。本题让人们意识到利用天然气作燃料的同时，一定要防止其泄漏。例2 下列物质不属于“城市空气质量日报”报道的是a.二氧化硫 b.氮氧化物 c.二氧化碳 d.悬浮颗粒思路分析：二氧化硫、氮氧化物和悬浮颗粒均为大气污染物，只有二氧化碳不需报道。答案：c方法要领：so2主要来自含硫煤燃烧时的排放。其危害一方面是由于本身的刺激性会影响人的呼吸系统和眼睛，另一方面还由于能与空气中的其它污染物相互影响，产生所谓的“协同效应”，可导致更为严重的后果。氮氧化物中造成空气污染的主要是no和no2，习惯上可用nox来表示。氮氧化物主要来自汽车尾气排放，汽车内燃机运转时，高温和电火花条件使缸内n2和o2反应生成氮氧化物。两种氮氧化物中，二氧化氮的毒性要比no高45倍，人吸入no2后，首先对呼吸道产生刺激作用，浸入肺部后，又与细胞中的水分结合而生成硝酸和亚硝酸，造成肺水肿。no2吸收紫外光后被分解：no2no+o，生成的o非常活泼，再继续发生一系列化学反应，最后导致光化学烟雾，这是no2造成的另一危害。大气中悬浮的大小在10微米以内的颗粒，因鼻腔无法将其阻挡，可进入人体的呼吸道和肺部，被称为可吸入颗粒。这些颗粒不仅仅是尘土，还在表面吸附了其它污染物，因此吸入后可能引起多种病变。例3 向下列溶液中通入过量co2，最终出现浑浊的是a.氢氧化钙饱和溶液 b.苯酚钠饱和溶液c.醋酸钠饱和溶液 d.氯化钙饱和溶液思路分析：当足量co2通入ca(oh)2饱和溶液时，由于其为二元酸，故可生成溶于水的酸式盐ca(hco3)2而“最终”无浑浊。而当遇苯酚钠时，由于碳酸的酸性较苯酚的酸性强，故可生成苯酚。又由于苯酚在常温下的溶解度不大，故最终出现浑浊。而c、d两选项中，由于醋酸、盐酸的酸性较碳酸强，故co2与其均不可反应。a中先有沉淀后又溶解；b中出现浑浊；c和d中无反应发生。答案：b来源:方法要领：本题原理不难，但由于考生审题不严及粗心，很易错选。本题的“题眼”在“过量co2”。如：若看不到“最终”或“足量co2”，很易因为氢氧化钙能与二氧化碳反应而错选。故提醒考生，答好选择题的关键是审题，正确应用好关键字句，避免疏忽错误。例4 将co2气体通入cacl2溶液，若要有白色沉淀产生，可加入的试剂是a.硫酸氢钾溶液 b.碳酸氢钙溶液 c.氯水 d.氢氧化钠溶液思路分析：在cacl2溶液中：cacl2=ca2+2cl-；co2通入溶液中存在如下平衡：co2+h2o h2co3、h2co3 h+hco3-、hco3- h+co32-。在co2和cacl2的混合溶液中，加入的各物质电离为：a中：khso4=k+h+so42-；b中：ca(hco3)2=ca2+2hco3-；c中：cl2+h2o=h+cl-+hclo；d中：naoh=na+oh-要产生沉淀，必须使h2co3的电离平衡右移，以增加co32-，方能有caco3沉淀生成，纵观选项中四种物质，只有d中的naoh电离的oh-离子可中和h+使电离平衡右移，使co32-浓度增加至足以与ca2+结合为caco3沉淀。答案：d方法要领：当co2通入碱溶液中，才能生成co32-，此时与ca2+结合形成caco3沉淀。而a、c显酸性，不可能形成co32-。碳酸氢钙中虽然有大量的ca2+和hco3-，但co32-的量仍然很少，所以无法形成caco3沉淀。阴阳离子要结合生成难溶于水的沉淀物，必须使阴阳离子的量都达到一定的数值。如只有阳离子无阴离子或阴离子极少，是不能形成沉淀的。反过来只有阴离子无阳离子或阳离子极少也是不能形成沉淀的。运用电离平衡的知识解决化学反应现象。co2气体通入cacl2溶液中，是不能产生沉淀的，这是由于碳酸是弱酸，不能与强酸盐反应生成强酸：hcl。大家熟知的“弱酸不能制强酸”的实质，仍然离不开电离平衡移动原理的解释。运用“强酸制弱酸”原理时需注意如下两点：强酸制弱酸原理是指强酸可与弱酸盐发生复分解反应的原理；这一规律也有例外，如h2s+cuso4=cus+h2so4，这是因为生成的cus极难溶于水的缘故。例5 已知酸性强弱顺序为h2co3hco，下列化学方程式正确的是思路分析：已知酸性h2co3c6h5ohhco3-，即碱性co32-c6h5o-hco3-，根据较强的酸可以制取较弱的酸，较强碱可制取较弱的碱的原理，a、d是错误的。答案：b、c 方法要领：“强酸制弱酸”的实质是电离能力强的物质可生成电离能力弱的物质。例6 cac2和znc2、al4c3、mg2c3、li2c2等都同属离子型碳化物，判断下列反应产物正确的是a.znc2水解生成乙烷（c2h6） b.al4c3水解生成丙炔（c3h4）c.mg2c3水解生成丙炔（c3h4） d.li2c2水解生成乙烯（c2h4）思路分析：由cac2+2h2oca (oh)2+c2h2，借用其规律作模仿，可以从各种角度考虑。考虑方法（1）：假定钙、氢、氧的化合价在反应前后都没有变化，从cac2来看，钙是+2价、c22-是-2价，相当是-2价的烃，所以产物是乙炔（c2h2）。类比可知，znc2水解也应该是乙炔（c2h2）；al4c3水解的c3应该表现-12价，只能是3个甲烷（ch4）；mg2c3水解的c34-应该表现-4价，产物为c3h4；li2c2水解的c22-是-2价，还是乙炔。检查选项只有c对。答案：c 一题多解：考虑方法（2）：假定碳化物中的金属元素都水解成为氢氧化物，那么，每用去一个氢氧根都会多出一个氢原子，这些氢原子与反应物中的碳原子分配。因此，cac2产物是ca(oh)2、c2h2，znc2、li2c2也都得到c2h2，al4c3得到“c3h12”，只能是3ch4，mg2c3应得到c3h4。方法要领：本题新颖，希望考生用已有的一个代表性的化合物的性质摸索其规律，再用这个规律去解决新问题。所用方法没有常规，题海中也没有。考查了思维能力，创造能力。解题中根据水解原理写出化学方程式或用电荷守恒原理，把金属阳离子所带的总电荷数用等量的h+替代，即得产物的分子式。作为第a族、第二周期的碳，一般情况下难以形成离子，通常在化合物中以共价键的形式存在。但当其与某些较活泼的金属在高温下形成无机化合物时，也可以以阴离子的形式存在。这些金属碳化物与水极易发生彻底的水解，生成对应的碱和某些烃类化合物。例7 纯净的ca(hco3)2试样在高温下分解，当剩余固体是原试样质量的一半时，它的分解率为a.50% b.75% c.92.5% d.100%思路分析：若ca(hco3)2按下式完全分解： ca(hco3)2=caco3+co2+h2o 162 100剩余固体质量为原试样的100/162，大于1/2，故伴随着发生进一步分解： caco3=cao+co2答案：d方法要领：掌握碳酸盐的分解规律：一般来说，热稳定性大小的顺序为：正盐酸式盐（成盐离子相同）。考虑问题要周密，防止只考虑第一步反应，而忽略了第二步分解反应。例8 某k2co3样品中含有na2co3、kno3和ba(no3)2三种杂质中的一种或二种。现将13.8克样品加入足量水,样品全部溶解。再加入过量的cacl2溶液,得到9克沉淀，对样品所含杂质的正确判断是a.肯定有kno3 b.肯定有kno3,可能还含有na2co3c.肯定没有ba(no3)2,可能有kno3 d.肯定没有na2co3和ba(no3)2思路分析：根据“加足量水，样品全部溶解”这一种条件，可确定不可能含有ba(no3)2杂质，否则会与k2co3生成baco3沉淀。因此对杂质成分的判断集中在kno3和na2co3是否存在这一问题。根据反应的关系，假定13.8g样品全部是k2co3，则n(k2co3)=13.8g/138 g.mol-1=0.1mol。按加入cacl2生成caco3沉淀的量关系，有：k2co3caco30.1mol 0.1mol则应生成caco3质量为0.1mol100g mol-1=10g，现只生成9g沉淀，说明13.8g co32-只有0.09mol，则在nano3、na2co3二种杂质中，必含有不与cacl2反应的kno3存在，c错。肯定存在kno3时，是否可能含有na2co3？由于0.09molk2co3质量为m(k2co3)= 0.09mol138m.mol-1=12.42g，故可能存在k2co3、na2co3共0.09mol，再加入kno3使总质量达到13.8g的可能性，则在存在kno3的前提下，可能有na2co3存在，b对，d错。上述思考过程中，涉及的计算，有些不必精确算出结果，只须估计即可，这样可以节省时间。答案：a、b方法要领：根据实验现象、结合所给数据利用极限思想解题。例9 汽车尾气（含烃类、co、so2与no等物质）是城市空气的污染源。治理方法之一是在汽车排气管上装一个“催化转换器”（用铂、钯合金做催化剂）。它的特点是使co与no反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及so2的转化。（1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式 。（2）“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是 。（3）控制城市空气污染源的方法可以有（ ）a.开发氢能源 b.使用电动车 c.植树造林 d.戴上呼吸面具思路分析：本题涉及的反应产物均隐含在题中，只有认真分析才能得出正确的结论。如no与co反应产物是参与大气循环的无毒气体，排除no2等有毒气体，也排除生成的单质碳，同时也不可能是不常见的气体，只能是空气中存在的n2和co2。又因催化转换器中的铂、钯合金是so2与o2生成so3反应的催化剂，这样就合理解释了空气酸度的增加。控制城市空气污染当然不能靠戴呼吸面具，植树造林虽是环保的重要措施，但不会直接关系到城市污染的控制。答案：（1）2co+2no=2co2+n2；（2）so2转化为so3，产生硫酸酸雾；（3）a、b方法要领：因为“co与no反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体”，所以这气体是co2和n2；（2）so2可被氧化so3，与水蒸气形成硫酸酸雾；（3）在控制城市空气污染的方法中，植树造林这一选项具有一定的迷惑性，植树造林能控制co2量的增加，是改善环境的一种重要手段，而对消除汽车尾气中烃类、co、so2与no等物质没有直接的效果。戴上呼吸面具是一种防止污染的方法，并不能减小污染。例10 下图是石英晶体平面示意图： siosiosi o o o sosiosio o o它实际上是立体的网状结构，其中硅和氧的原子数之比为 。原硅酸根离子sio44-的4- o结构可表示为 osio 二聚硅酸根si2o76-只有硅氧键，它的结构可以表示为 。 o思路分析：从示意图中的结构可以看出每个si原子结合了四个o原子，而每个o只结合了二个si，所以在二氧化硅晶体中硅原子与氧原子的最简个数比为1:(41/2)=1:2，原硅酸（h4sio4） oh的结构可以表示为：hosioh，两个原硅酸分子可发生分子间脱水，生成二聚硅酸 oh（h6si2o7）： oh oh oh oh 6- hosi-oh + h osi-oh hosiosioh + h2ooh oh oh oh o o 二聚硅酸