第七章《碳族元素、新型无机非金属材料》.doc

本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 第七章 碳族元素、新型无机非金属材料 高考说明1了解碳元素的单质及某些氧化物、氢化物、碳酸盐的性质。2了解碳的氧化物对大气的污染及其防治；初步了解粉尘对环境及人类健康的影响。3掌握碳族元素在周期表中的位置及与其性质的关系。4了解硅酸盐工业及新型无机非金属材料的性质与应用。考纲解读1.Si和SiO2的结构和性质，CO2和SiO2物理性质差异的主要原因。2.C、CO、CO2的性质及主要用途，粉尘对环境的影响。3.碳酸盐、碳酸氢盐的性质，碳酸根离子的检验4.硅酸及常见硅酸盐的性质5.常见的硅酸盐产品的特性与应用命题预测本专题知识涉及面广，实际应用性强，命题方向比较灵活，今后高考命题的方向是：与基本理论、其他元素化合物知识糅合在一起，进行学科知识的综合考查。碳单质及其化合物在生活及高科技的发展中起着重要作用，其应用点较多，在以后的高考中将会有所体现。当今人们对材料技术的关注，超过了以往任何一个时期、反映新材料、新技术的知识将被移植到命题范围内，考查学生接受新信息的能力，这将是命题的趋势一、知识网络1.碳及其化合物的知识网络CCO2 CaCO3 CaC2C2H2 CO有机物NH4HCO3 CH4 H2CO3 Na2CO3 NaHCO3 O2 SiC 、CCl4不完全燃烧O2(不足)O2 (不足)O2 CuO 炽热的碳NH3H2O O2 (点燃)H2O CaO Si、Cl2 ()Mg (点燃)O2 (点)CuO ()C、CO Na2O2NaOH H2O NaOH H Ca(OH)2 高温H+ Ca2 CO2 、H2O Ca(OH)2 CO2 (水)OH 加热 Ca(HCO3)2 2.硅及其化合物的知识网络Na2SiO3 CO2,H2O NaOH H2SiO3 SiH4Si SiO2 CaSiO3 SiF4 H4SiO4 SiC SiCl4O2 (自燃)H2 O2()FeO (高温)F2 HF Cl2 (高温)H2(高温)C(高温)C(高温)足量Na2CO3 (高温)NaOH(溶液)CaO()CaCO3 ()Ca2 -H2O C(适量) 二、基础知识1.碳族元素碳族元素的特征：碳族元素原子最外层电子数为4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。碳族元素的化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4，其中铅+2价稳定，其余元素+4价稳定。碳族元素的递变规律：从上到下电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子的能力增强，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。其中碳是非金属，锡、铅是金属，硅、锗是半导体材料。碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有游离态和化合态两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅2.碳在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。燃烧反应与某些氧化物的反应：CCO22CO；C2CuOCO22Cu；CH2OCOH2O（CO、H2的混合气体叫水煤气）；2C+SiO2Si+2CO与氧化性酸反应：C2H2SO4（浓）CO22SO22H2O；C4HNO3（浓）CO24NO22H2O3.CO不溶于水，有毒(CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O2结合，而使细胞缺氧引起中毒)，但由于CO无色无味因此具有更大的危险性。可燃性还原性：CO+CuOCO2Cu，CO+H2O(g)CO2+H2O4.CO2直线型（OCO）非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。固态CO2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。实验室制法：CaCO32HClCaCl2CO2H2O。酸性氧化物一酸酐Ca(OH)2CO2CaCO3H2O(用于检验CO2)氧化性：CO2C2CO；2MgCO22MgOC5.碳酸盐溶解性：Ca(HCO3)2CaCO3；Na2CO3NaHCO3。热稳定性：Na2CO3CaCO3；碱金属正盐碱金属酸式盐: Na2CO3NaHCO3。相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用) 6.硅硅在地壳中只有化合态，没有游离态。其含量在地壳中居第二，仅次于氧，是构成矿物和岩石的主要成分。晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。硅的化学性质不活泼，常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应:Si+2F2SiF4、Si+4HFSiF4+2H2、Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2；在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：SiO2SiO2。制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO22CSi2CO，将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：Si十2C12SiCl4、 SiCl4+2H2Si+4HCl。硅在高新技术中的应用：高纯硅可作半导体材料 7.SiO2SiO2为原子晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。而CO2通常状况下是气体，固体熔点很低。其差别在于晶体类型不同。CO2是分子晶体，故熔点很低。二氧化硅的化学性质很稳定，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。由于它是一种酸性氧化物，所以能跟碱性氧化物或强碱反应SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中)二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物a酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得：首先让SiO2和NaOH（或Na2CO3）在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠：SiO22NaOHNa2SiO3H2O，SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，然后用酸与硅酸钠作用制得硅酸：Na2SiO3+2HCl =H2SiO3+2NaCl。b酸性氧化物一般不跟酸作用，但二氧化硅却能跟氢氟酸起反应：SiO2+4HFSiF4+2H2O(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。光导纤维 石英、水晶 石英的主要成分是SiO2,可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色。纯 净的SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。 8硅酸和硅胶硅酸：硅酸有多种形式，如H4SiO4、H2SiO3、H2Si2O5等。一般用通式xSiO2yH2O表示，由于“H2SiO3”分子式最简单，习惯采用H2SiO3作为硅酸的代表。硅酸酸性比碳酸还弱，由下列反应可证明：Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3硅胶：刚制得的硅酸是单个小分子，能溶于水，在存放过程中，它会逐渐失水聚合，形成各种多硅酸，接着就形成不溶于水，但又暂不从水中沉淀出来的“硅溶胶”。如果向硅溶胶中加入电解质，则它会失水转为“硅凝胶”。把硅凝胶烘干可得到“硅胶”。烘干的硅胶是一种多孔性物质，具有良好的吸水性。而且吸水后还能烘干重复使用，所以在实验室中常把硅胶作为作为干燥剂。9.硅及其化合物的“反常”Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO22CSi2CO非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si却放出H2：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si+4HFSiF4+2H2非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3。酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2+4HFSiF4+2H2O无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通人CO2能发生下列反应：Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3，但在高温下SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2也能发生。Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液(即水玻璃)称泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液 10.硅酸盐硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，其结构复杂，组成可用氧化物的形式表示。例如：硅酸钠Na2SiO3(Na2OSiO2)；镁橄榄石Mg2SiO4(2MgOSiO2)；高岭石Al2(Si2O5)(OH)4(A12O32SiO22H2O)云母、滑石、石棉、高岭石等，它们都属于天然的硅酸盐。人造硅酸盐：主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，难溶于水，有很广泛的用途。最简单硅酸盐是硅酸钠，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，可作粘合剂，防腐剂。11.水泥、玻璃、陶瓷普通水泥的主要成分是硅酸三钙（3CaOSiO2）、硅酸二钙（2CaOSiO2）和铝酸三钙（3CaOAl2O3），水泥具有水硬性，水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，主要反应是：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2、SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2，玻璃是无固定熔点的混合物。加入氧化钴后的玻璃呈蓝色，加入氧化亚铜后的玻璃呈红色，普通玻璃一般呈淡绿色，这是因为原料中混有二价铁的缘故。制造陶瓷的主要原料是黏土，黏土的主要成分：Al2O32SiO22H2O。12.无机非金属材料无机非金属材料包含除传统陶瓷外的各种性能优异的精细陶瓷：耐高温的二氧化锆（ZrO2）陶瓷、高熔点的氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）陶瓷；透明的氧化铝、砷化镓（GaAs）、硫化锌（ZnS）、硒化锌（ZnSe）、氟化镁（MgF2）、氟化钙（CaF2）等氧化物或非氧化物陶瓷；生物陶瓷；超细微粉体粒子制造的纳米陶瓷等。击破考点一：有关碳族元素的考查 例1：下列关于碳族元素的说法正确的是（ ） A.单质都是无色晶体 B.单质中硅单质熔点最高 C.碳族元素形成的化合物种类最 D.在化合物中最稳定的化合价都是4价答案：C解析：在碳族元素所形成的单质中，只有金刚石为无色晶体，故A是错的；在碳族元素形成的单质中，金刚石、晶体硅为原子晶体，金刚石的熔点比晶体硅高。本族单质的熔点与卤族元素单质熔点递变趋势不同，卤族单质熔点从F2I2依次升高，碳族元素单质由CPb熔点呈降低趋势，故B项是错误的；碳族元素位于周期表中部，易形成共价化合物特别是碳元素是构成种类繁多的有机物的最重要元素；Pb的稳定价态为2，故选项D也是错误的点评：本题考察碳族元素性质递变规律【变式训练1】如果发现114号新元素（位于第7周期IVA族），下列有关X可能具有的性质合理的是 （ ） AX是非金属元素BX的+2价化合物比+4价化合物稳定CXO2具有强氧化性DX有稳定的气态氢化物答案：BC分析：根据碳族元素性质递变规律，可推知114号元素的金属性比铅还强，一定是金属元素。它的稳定价态应与铅相同，即为+2价，所以XO比XO2稳定。X4+离子另得电子变成X2+，所以XO2具有强氧化性。X是金属元素，不可能存在稳定的气态氢化物。【变式训练2】根据碳族元素的相似性与递变性、一般性与特殊性的知识，判断下列说法正确的是 （ ） A. CO2、PbO2都是强氧化剂 B. CO2和PbO2都是弱氧化剂，CO和PbO都是还原剂 C. Sn(OH)4可与NaOH反应，但不与盐酸反应 D. Ge单质的熔点介于Si、Pb之间，是半导体材料答案：D解析：碳族元素中，C、Si、Ge、Sn的4价化合物稳定，而Pb的2价化合物稳定，4价不稳定的元素表现强氧化性，2价不稳定的元素则表现强还原性，故A、B都错。Sn是典型金属，所以其最高价氧化物对应的水化物Sn(OH)4和HCl易反应，碳族元素单质的熔沸点由上而下逐渐降低击破考点二：有关硅、二氧化硅的考查例1：如图，已知： 单质E可作为半导体材料；化合物F是不能生成盐的氧化物；化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应。据此，请填空： （1）化合物F是 （2）化合物I是 。 （3）反应的化学方程式是 。 （4）反应的化学方程式是 答案：（1）CO（一氧化碳） （2）HF（氟化氢） （3）2H2O2 2H2O （4）2F22H2O 4HFO2解析：本题一开始就指出单质E和化合物F分别是半导体材料和不形成盐的氧化物，因而它们的首选答案可考虑各为Si和CO，于是，反应的化学方程式应为： SiO22C Si2CO氧化物A是SiO2，它除了跟氢氟酸反应外不跟任何酸起反应，由此判断化合物I为HF。需作进一步检验，此时要对所有参与反应的各种物质加以考虑。现试写出其余3个反应的化学方程式如下： 反应为：CH2O COH2 反应为：2H2O2 2H2O 反应为：2F22H2O 4HFO2 经逐个物质核对，均符合题意，解毕。显然，本题的“切入点”，可以认为是Si和CO，而HF和F2则是本题的难点和重点之所在。点评：本题考查元素及其化合物的性质，属常规“方框图”题型。在全面系统掌握元素及其化合物性质的基础上，要善于抓住某些元素的特殊性质作为“切入点”，找到解题的突破口。【变式训练3】下列说法不正确的是A因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应的酸或者SiO2不是H2SiO3的酸酐BCO2通入水玻璃，可以得到硅酸沉淀CSiO2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高，硬度大D氢氟酸能够腐蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来装氢氟酸答案：A【变式训练4】目前科学家拟合成一种“二重构造”的球形分子，即把足球型的C60分子熔进Si60的分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合，下列说法正确的是A.它是一种高聚物 B.它是一种新型化合物C.它是一种硅酸盐 D.它是由两种单质组成的混合物答案：B击破考点三：碳及其化合物的性质【例3】将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（V）的关系正确的是 （ ）答案：D解析：CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合溶液中，首先发生反应：CO2Ca(OH)2 CaCO3H2O，此段时间内，随着CO2的不断通入，沉淀量逐渐增加；等Ca(OH)2反应完，即发生反应为：CO22KOH K2CO32H2O，此段时间内，随着CO2的不断通入，沉淀量保持不变；等KOH反应完，即发生反应为：CO2CaCO3H2O Ca(HCO3)2，沉淀量逐渐减少，一直到沉淀完全溶解。D图像符合题意。实际上这里还有一个定量关系：完全生成碳酸钙沉淀所需的二氧化碳的体积和使碳酸钙沉淀完全溶解所需的二氧化碳的体积相等。即下图中的OABC点评：二氧化碳与碱反应的相关计算，要考虑反应的先后顺序及反应物的量。【变式训练5】V、W、X、Y、Z 是由周期表120号部分元素组成的5种化合物，其中V、W、X、Z均为两种元素组成。上述5种化合物涉及的所有元素的原子序数之和等于35它们之间的反应关系如下图：V(固体)O2 W(白色固体)+X(无色无味气体)H2O Y(白色固体)+Z(无色气体)O2 X + H2O H2O （1）5 种化合物分别是 V 、W 、 X 、Y 、Z ；（填化学式）（2）由上述五种化合物中的某 2 种化合物反应可生成一种新化合物，它包含了 5 种化合物的所有元素，生成该化合物的化学方程式是 。（3）V的电子式是 。 （1）CaC2 CaO CO2 Ca(OH)2 C2H2 （2）Ca(OH)22CO2=Ca(HCO3)2 （3）Ca 2+2CC 击破考点四：硅酸盐产品、硅酸盐在生产中的应用例4：熔融氢氧化钠反应选用的器皿是（ ）A陶瓷坩埚 B.石英坩埚C.普通玻璃坩埚 D.生铁坩埚答案：D分析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高温下可以跟NaOH发生如下反应：SiO2+2NaOHNa2SiO3所以A、B、C的器皿都不能选用，只能用生铁坩埚。【变式训练6】下面叙述正确的是A.石英玻璃属于原子晶体B.盐酸与水玻璃相遇一定有硅酸或原硅酸沉淀呈白色胶状物析出C.水玻璃又称泡花碱呈碱性，它掺在水泥里能提高水泥的耐酸性D.生产水泥，普通玻璃都要用到主要原料是石灰石答案：C、D【变式训练7】下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是 （ ）A.硅酸盐溶液 B.氢氟酸C.氢氧化钠溶液 D.氯化钠溶液答案：AC分析：玻璃的主要成分之一二氧化硅，它能跟氢氟酸迅速反应，所以，氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中，只能保存在铅皿或塑料瓶中。氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后，生成的硅酸钠是一种矿物胶，使瓶塞与瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞。硅酸钠溶液可以用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞（原因同氢氧化钠溶液）。氯化钠溶液不跟玻璃中各种成分反应击破考点五：碳族元素综合题21世纪教育网例5：有A、B、C三种不溶于水的固体。A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点。根据以上事实，判断A为哪种元素的单质？B、C各是什么物质？写出有关反应的化学方程式。答案：A为碳元素的一种单质。C+O2CO2B为SiO2SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2ONa2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3C为普通玻璃Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2解析：先求出A燃烧后生成的气体的相对分子质量，根据该气体的相对分子质量及其反应现象可推出单质A；再根据B的有关反应现象可推出B；最后根据制取C的方法及C的性质可推出C。A物质燃烧后生成的气体的相对分子质量为：321.375=44该气体能使澄清石灰水变浑浊，所以该气体为二氧化碳，A为碳元素的一种单质。根据B物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，可推出B物质为二氧化硅。C物质由石灰石、纯碱、B物质（二氧化硅）混合加热而得，结合C物质在高温时软化且无固定熔点，可推知C物质为普通玻璃。【变式训练8】硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式 ；H2还原SiHCl3过程中若混O2，可能引起的后果是 。21世纪教育网（2）下列有头硅材料的详法正确的是 （填字母）。A碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维D普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释。（1）SiHCl3+H21357 Si+3HCl3SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2+3HCl 高温下，H2遇O2发生爆炸。（2）BC（3）生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；解释：与发生双水解反应， + 2 + 2H2O =2NH3H2O + H2SiO31. (2007年高考理综上海卷，碳族)二氧化碳的过量排放，严重影响人类的自下而上环境，处理和利用二氧化碳是全球关注的重大问题。回答以下（1）（6）题。（1）大气中二氧化碳增加的原因有_、_等。答案 ：绿色植物减少、汽车排放尾气、森林大火、工厂排放大量二氧化碳。（2）大气中二氧化碳增加，影响植物的生长，例如水果越来越大。这提示我们：随着大气中二氧化碳含量升高 ( )A.植物中的有机物含量降低 B.植物的生长速率降低C.植物光合作用减弱 D.植物光合作用增强答案：D （3）钟乳石和石笋的主要成分是碳酸钙。随着旅游人数的增加，潮湿溶洞中的钟乳石和石笋受到二氧化碳侵蚀，其化学方程式为：_。答案：CaCO3CO2H2O = Ca(HCO3)2；（4）某学生提出一个修复溶洞底部受损石笋的研究方案，由以下五步组成，正确的实验步骤依次是_。将盛有碱溶液的容器置于石笋的上部； 配制一定浓度的碱溶液； 选择合适的碱；调节碱溶液下滴的速度； 观察石笋表面复原情况答案：。（5）合理利用二氧化碳，可以提请生活质量，促进工业发展。(1)在常压下，78时，二氧化碳气体凝结成固态二氧化碳，俗称干冰。某学生买回一盒冰淇淋月饼，盒里有很多作为致冷剂的碎干冰。下列关于干冰处理的正确做法是 ( )A.将干冰放入冰箱 B.让干冰在通风处自然升华C.直接将干冰倒入下水道 D.用手取干冰扔入废物箱(2)在采煤工业上，把干冰与炸药放在一起，既能增强爆炸威力，又能防止火灾。能增强爆炸威力的原因是_；能防止火灾的原因是_。(3)使用传统催化剂，使二氧化碳与某些有机物反应可以生成塑料，但反应时间长。目前诞生的纳米级催化剂增加了催化剂的表面积，提高了_。使用这种塑料能减少白色污染，因为它在微生物作用下，可以实现100%的_。答案:(1)B。 (2)炸药爆炸时干冰立即气化，产生大量的二氧化碳气体，气体膨胀，增强爆炸威力； 大量二氧化碳气体隔绝空气，阻止煤或煤层中可燃性气体的燃烧。 (3)反应速率； 降解或分解。（6）目前，关于二氧化碳是否为大气污染有不同的观点。认为“二氧化碳不是大气污染物”的理由是 ( )二氧化碳是重要的化工原料；二氧化碳是植物光合作用的必需原料；二氧化碳是无色、无味、无毒的气体；除二氧化碳外，甲烷、一氧化二氮也是温室气体A. B. C. D.答案:B。2. (2007年高考海南化学卷，硅)下列物质中，不含有硅酸盐的是 ( )A.水玻璃 B.硅芯片 C.黏土 D.普通水泥答案:B。3.（08年上海化学22）在石灰窑中烧制生石灰，1 molCaCO3完全分解所需要的能量，可燃烧0.453 mol碳来提供。设空气中O2体积分数为0.21，N2为0.79，则石灰窑产生的气体中CO2的体积分数可能是 ( )A0.43B0.46C0.49D0.52答案：AB4. (09广东理科基础22）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 （ ） 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A B C D答案 A 解析 光导纤维的成分是SiO2，错；陶瓷的成分是SiO2，而不属于硅酸盐，错。故A项正确。5.（09安徽理科基础22）石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（结构示意图如下），可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是 （ ） A.石墨烯与石墨互为同位素B.0.12g石墨烯中含有6.02*1022个碳原子C.石墨烯是一种有机物D.石墨烯中的碳原子间以共价键结合答案 D解析 同位素的研究对象是原子，A选项错误；0.12g石墨烯的物质的量为0.01mol，所含碳原子个数为0.01NA，B选项错误；有机物一般含有碳、氢元素，C选项错误；由图示可知，石墨烯中碳原子间均为共价键结合，D选项正确。 6. （08年江苏化学18）“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。（1）下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有： 。（填字母） a减少化石燃料的使用 b植树造林，增大植被面积c采用节能技术 d利用太阳能、风能（2）将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如： a6CO2 + 6H2OC6H12O6+6O2 bCO2 + 3H2CH3OH +H2OcCO2 + CH4CH3COOH d2CO2 + 6H2CH2=CH2 + 4H2O以上反应中，最节能的是 ，原子利用率最高的是 。（3）文献报道某课题组利用CO2催化氢化制甲烷的研究过程如下：反应结束后，气体中检测到CH4和H2，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如下图所示（仅改变镍粉用量，其他条件不变）：研究人员根据实验结果得出结论：HCOOH是CO2转化为CH4的中间体，即：CO2HCOOHCH4写出产生H2的反应方程式 。由图可知，镍粉是 。（填字母）a反应的催化剂 b反应的催化剂c反应、的催化剂 d不是催化剂当镍粉用量从1 mmol增加到10 mmol，反应速率的变化情况是 。（填字母）a反应的速率增加，反应的速率不变b反应的速率不变，反应的速率增加c反应、的速率均不变d反应、的速率均增加，且反应的速率增加得快e反应、的速率均增加，且反应的速率增加得快f反应的速率减小，反应的速率增加答案：（1）abcd （2）a c（3）3Fe+4H2OFe3O4+2H2 c e7. (09全国卷29） 已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：（1）W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是 ；（2）Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是 ；（3）R和Y形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物的化学式是 ；（4）这5个元素的氢化物分子中，立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是（填化学式） ，其原因是 ；电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是 ；（5）W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCL气体；W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式（各物质用化学式表示）是 答案 （1）原子晶体。（2）NO2和N2O4（3）As2S5。（4）NH3 AsH3 PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同，分子间作用力不同；电子数相同的有SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体，三角锥和V形。（5）SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl，3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4解析 本题可结合问题作答。W的氯化物为正四体型，则应为SiCl4或CCl4，又W与Q形成高温陶瓷，故可推断W为Si。（1）SiO2为原子晶体（2）高温陶瓷可联想到Si3N4,Q为N，则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。（3）Y的最高价氧化的的水化物为强酸，且与Si、N等相邻，则只能是S。R为As，所以R的最高价化合物应为As2S5。（4）显然x为P元素。氢化物沸点顺序为NH3 AsH3 PH3,因为前者中含有氢键后两者构型相同，分子间作用力不同。SiH4、PH3和H2S的电子数均为18。，结构分别为正四面体，三角锥和V形（5）由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质，然后配平即可。8（09浙江卷28） 单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硫、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450-500C），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下：a.四氯化硅遇水极易水解；b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c.有关物质的物理常数见下表：请回答下列问题：（1）写出装置A中发生反应的离子方程式 。（2）装置A中g管的作用是 ；装置C中的试剂是 ；装置E中的h瓶需要冷却理由是 。（3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是 （填写元素符号）。（4）为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，是铁元素还原成Fe2+ ，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：滴定前是否要滴加指示剂？ （填“是”或“否”），请说明理由 。某同学称取5.000g残留物，预处理后在容量瓶中配制成100ml溶液，移取25.00ml，试样溶液，用1.00010-2mol L-1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是 。答案 (1)MnO2 + 4H + 2ClMn2 + Cl2 + 2H2O(2)平衡压强 浓硫酸 使SiCl4 冷凝(3)Al、P、Cl(4)否；KMnO4溶液自身可作指示剂；4.480%解析 制备四氯化硅的原料为Cl2和Si。A装置为Cl2的制备装置，B、C装置为除杂装置。先B除去HCl，再用C（浓H2SO4）除去H2O蒸气。Cl2通入粗硅中反应，用冷水将产生SiCl4冷凝即可。（1）制取氯气用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应。（2）g管是将分液漏斗与烧瓶相连，则它们中的压强是相待的，这样便于盐酸能顺利滴下。SiCl4的沸点很低，只有57.7，而反应的温度达几百度，故需要冷凝收集。（3）从物质的物理性质表可发现，AlCl3,FeCl3和PCl5均易升华，故还应还有Al、P、Cl元素。（4）由于高锰酸钾本身是紫红色的，与Fe2反应时，可以褪色，故而可以作为指示剂。根据方程式可以找出关系，5Fe2MnO4 ,n(Fe)= 10-22010-35100/25 =410-3mol。W (Fe)= 410-356/5 100% =4.48%。 1.(2008广东)对于下列常见化学的认识错误的是 （ ）A. 明矾可用作净水剂B. 干冰能用于人工降雨C. 碳酸钙是文物陶瓷的主要成分D. 小苏打是一种膨松剂，可用于制作馒头和面包答案：C2. 根据陈述的知识，类推得出的结论正确的是 （ ）A镁条在空气中燃烧生成的氧化物是MgO，则钠在空气中燃烧生成的氧化物是Na2OB乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则丙烯也可以使其褪色CCO2与SiO2化学式相似，则CO2与SiO2的物理性质也相似D金刚石的硬度大，则C60的硬度也大答案：.B3. 汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚未发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式为BaCuSi2Ox，Cu为2价)，下列有关“汉紫：的说法不正确的是 （ ） A用盐的形式表示为BaSiO3CuSiO3 B用氧化物形式表示为BaOCuOSiO2 C易溶于强酸、强碱 D性质稳定，不易褪色答案：A4. 下列物质久置于空气中(不考虑水分蒸发或吸收空气中的水分)变质，且能析出固体，加入盐酸时固体不溶解的是A澄清石灰水B硅酸钠溶液C氢硫酸 D氯化钙溶液答案：B5. 二氧化硅比二氧化碳熔点高的主要原因是 （ ）A晶体结构不同B二氧化硅分子最大 CSiO键的键能大 D硅原子半径大答案：A6.（2009徐州第三次调研卷）化学与能源、信息、材料密切相关。下列说法错误的是A石油的催化裂化是为了提高从石油得到的汽油等轻质油的产量和质量B开发太阳能、水能、风能等能源，可减少煤、石油等化石燃料的使用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氧化铝常用于制造耐火材料，氧化铁常用于制造红色油漆和涂料答案：A7.（浙江省富阳新中2008（上）高三期中考试）硅被誉为无机非金属材料的主角。下列物品用到硅单质的是A.陶瓷餐具 B.石英钟表 C.计算机芯片 D.光导纤维答案：C8. (09届福州一中期中考试)用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是 选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊。再升高至65以上，溶液变澄清。C6H5ONa溶液B通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失。NaAlO2溶液C通入CO2，溶液变浑浊。再加入品红溶液，红色褪去。Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失。再加入足量NaOH溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液答案：B9. (重庆市五区2009届高三联考)下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是 （ ）A都是共价化合物B都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C都能溶于水且与水反应生成相应的酸DSiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨答案：C10. (江苏省启东中学2009届高三10月调研测试 )向某NaOH溶液中通人CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加人盐酸，产生的气体体积V（CO2）与加入盐酸的体积V（HCl）的关系有下列图示四种情况，且（2）、（3）、（4）图中分别有OAAB，OAAB，OAAB,则下列分析与判断不正确的是（不计CO2的溶解）AM中只有一种溶质的有（1）和（3） BM中有两种溶质的有（2）和（4）C（2）图显示M中c（NaHCO3）c（Na2CO3）D（4）图显示M中c（NaHCO3）c（Na2CO3）答案：CD11. 将一定体积的CO2通入V L NaOH溶液中，已知NaOH完全反应。在反应的溶液中加入足量石灰水，得到m g沉淀。（1） 能否用上述数据确定参加反应的CO2的体积（标准状况）？（“能”或“不能”），若能，列式表示为。若不能，理由是。（2）能否用以上数据确定NaOH溶液的物质的量浓度？（“能”或“不能”）。若在上述CO2和NaOH反应后的溶液不加入石灰水而是加入足量CaCl2溶液，结果得到了沉淀n g。设原NaOH溶液的物质的量浓度为c，则：当nm时，c；当n=0时，c；当nm时，c；答案：（1） 能V（CO2）22.4L（2） 不能mol/L或mol/Lmol/Lmol/L12. (山东省和兴中学2009届高三年级10月月考)氮化硅（Si3N4）是一种新