高三化学碳族元素人教版知识精讲

高三化学碳族元素高三化学碳族元素人教版人教版 【同步教育信息同步教育信息】 一. 本周教学内容： 碳族元素 二. 重点、难点： 1. 掌握碳族元素的原子结构特点和性质递变规律。 2. 认识硅及其重要化合物的性质和用途，初步了解硅和二氧化硅的晶体结构以及与性质 的关系。 3. 了解水泥、玻璃的主要成分和简单生产原理。 三. 具体内容： 1. 碳族元素性质的相似性和递变性： （1）相似性 碳族元素原子结构最外层都为 4 个电子，C、Si 为非金属元素，Ge、Sn、Pb 为金属 元素。 最高正价为+4，负价为-4。 非金属元素可形成气态氢化物 RH4 非金属元素最高价氧化物对应的水化物为 H2RO3，其水溶液呈酸性；金属元素低价 氧化物对应水化物为，具两性或两性偏碱性 2 )(OHR （2）递变性： 周期表中从上到下，原子半径逐渐增大，CSi 的非金属性逐渐减弱，即非金属性 CSi，而 GeSnPb 金属性逐渐增强，即金属性 GeSnPb。 非金属与 H2化合能力逐渐减弱，生成的气态氢化物稳定性逐渐减弱，即稳定性 CH4SiH4。 最高价氧化物对应的水化物，其溶液酸性逐渐减弱，而碱性逐渐增强，即酸性 H2CO3H2SiO3、为两性、具两性偏碱性。 2 )(OHGe 2 )(OHSn 2 )(OHPb 2. 碳单质（C） 碳元素价态变化及重要物质： 碳的同素异形体有金刚石和石墨两种。 （1）金刚石和石墨的晶体结构： 金刚石晶体里，每个碳原子都处于四个碳原子的中心，以共价键跟四个碳原子结合成 正四面体结构，正四面体结构向空间发展，构成一个空间网状晶体，为原子晶体。 石墨晶体是层状结构，每层内的碳原子排列成六边形，一个个六边形排列成平面网状 结构，同一层内，相邻的碳原子以非极性共价键结合，层与层以范德华力相结合，因层与 层之间易滑动，质软。石墨晶体为层状晶体（看作混合型晶体）。 （2）物理性质： 金刚石和石墨物理性质有较大差异。 （3）化学性质：碳单质常温下性质很稳定，碳的性质随温度升高，活性增大。碳的同 素异形体化学性质相似。 可燃性：在充足空气中燃烧 C+O2（足）CO2；空气不足时，则生成 CO，2C+O2（不足）2CO 高温下，与氢、硫、硅等发生化合反应： C2SCS2（C 表现还原性） CSiSiC（C 表现弱氧化性） C2H2CH4（C 表现弱氧化性） 高温下，与钙、铁、铝、硅的氧化物发生反应，生成碳化物或还原出金属单质。 CaO3CCaC2CO（电石） CuOCCuCO SiO22CSi2CO Fe2O33C2Fe3CO 高温下，与水蒸汽发生反应， 与氧化性酸发生反应： C+4HNO3（浓）CO2+4NO2+2H2O C2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2O 3. 二氧化碳（CO2） 属于酸性氧化物，即为碳酸酸酐。 （1）分子组成和结构：二氧化碳分子是由两个氧原子和一个碳原子通过极性共价键结 合成直线型的非极性分子；固态时为分子晶体。 （2）物理性质：二氧化碳是无色、无嗅的气体，密度比空气大，加压和降温下变为雪 状固体叫干冰，若在压强为 101 帕，温度时，干冰可升华成气体；CO2可溶于水 5 . 78 （通常状况下 1:1）。CO2无毒，但它是一种窒息性气体（10%即窒息），可灭火。 （3）化学性质： 溶于水，与水发生反应： CO2H2OH2CO3H+HCO3-溶液呈弱酸性，H2CO3为弱电解质，而 CO2为非电 解质。 具有酸性氧化物的通性：与碱、与碱性氧化物、与盐等物质发生反应。 CO2CaO CaCO3 CO2Ca（OH）2=CaCO3+H2O CaCO3CO2H2O=Ca（HCO3）2 与还原性物质发生反应，CO2表现弱氧化性。 CO2C2CO 与某些活泼金属反应，CO2表现氧化性 CO22Mg2MgOC，生成黑色（C）和白色（MgO）两种粉末。 （4）制法： 实验室制法：CaCO32HCl=CaCl2+H2OCO2 工业制法：CaCO3 CaOCO2 （石灰石） （生石灰） （5）用途：用于灭火、制造纯碱、小苏打、碳铵化肥，干冰作致冷剂等。 4. 一氧化碳（CO） （1）物理性质：一氧化碳是无色、无嗅、难溶于水、可燃烧、有毒的气体。 （2）化学性质：CO 不能直接与酸、碱反应生成盐，所以 CO 为不成盐氧化物。 可燃性：燃烧时放出大量热，2CO+O22CO2（蓝色火焰） 还原性： CuOCOCuCO2 Fe2O33CO2Fe3CO2（高炉中反应） 合成有机物： 温 催 OHCHHCO 32 2 （3）制法： 工业制法： 碳还原 CO2：CCO22CO 水煤气法：C+H2O（气）CO+H2 （4）用途：气体燃烧、冶金工业的还原剂及有机合成原料。 5. 碳酸及其盐 （1）碳酸（H2CO3） 二元弱酸，分步电离： H2CO3H+HCO3、HCO3 H+CO32 酸性：H2CO3HCO3 CO2通入水中得到碳酸溶液，CO2H2OH2CO3，碳酸只存在于溶液中。 碳酸是不稳定酸，易分解。 H2CO3=H2OCO2 碳酸具有酸的通性，与指示剂、与碱、与碱性氧化物、与活泼金属、与盐等物质发 生反应。 2NaOHCO2Na2CO3H2O Na2OCO2Na2CO3 CO2H2OCaCO3+2HClO 2 )(ClOCa （2）碳酸盐：包括正盐和酸式盐两种盐 溶解性： 碳酸盐除 K+、Na+、NH4+盐易溶于水，Mg2+微溶于水外，剩余都难溶于水。阳离子相同 的碳酸盐，通常，正盐溶解性酸式盐，如：CaCO3（难溶）（可溶）、 23) (HCOCa MgCO3（微溶）（可溶），也有例外，如：Na2CO3溶解性NaHCO3溶解性。 23) (HCOMg 热稳定性：通常正盐酸式盐，如： Na2CO3 不分解 2NaHCO3 Na2CO3CO2+ H2O 正盐与酸式盐相互转化： Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3 Na2CO3HClNaHCO3NaCl NaHCO3NaOHNa2CO3H2O 2NaHCO3 Na2CO3CO2+H2O CO32检验：溶液中加入盐酸，产生无色、无嗅气体（气泡），将气体通入澄清石 灰水中，使之变浑浊。该气体通入红色品红试液中，品红不褪色。 6. 硅单质（Si） （1）组成和结构：硅单质中 Si 原子和 Si 原子之间通过非极性共价键结合成正四面体 空间网状结构，为原子晶体。 （2）物理性质： 为灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔、沸点高，是良好的半导体材料。 （3）化学性质： 与非金属氧气、氯气等发生反应： SiO2SiO2、Si2Cl2SiCl4 与某些金属氧化物发生反应： Si2FeO2FeSiO2 高温下，与 H2化合： Si2H2SiH4(SiH4很不稳定，在空气中自燃) 与碱溶液发生反应： Si2NaOH+H2O=Na2SiO32H2 （4）制法和用途 制法：用碳或镁还原二氧化硅而制得。 SiO22CSi2CO、SiO22MgSi2MgO 用途：超纯硅是良好半导体材料，用于集成电路，晶体管等制造；含 4的硅钢有导 磁件，可作变压器铁芯；含 15的硅钢有耐酸性，可作耐酸设备等。 7. 二氧化硅（SiO2） （1）组成和结构：二氧化硅晶体是由 Si 原子和 O 原子通过极性共价键结合成立体空 间网状结构的原子晶体。晶体里 Si 原子与 O 原子个数之比为 1:2（1 摩 SiO2里含 4 摩 Si O 极性键）。 （2）物理性质：纯 SiO2是无色透明晶体，熔点很高，硬度也很大，不溶于水；纯 SiO2称之为水晶，石英砂中的主要成分为 SiO2。 （3）化学性质：SiO2属于酸性氧化物，为硅酸酐。 具有酸性氧化物的通性（但不与水反应）与碱、与碱性氧化物、与盐等物质发生反 应。 SiO2+CaOCaSiO3 SiO22NaOHNa2SiO3H2O SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2 与氢氟酸（HF）发生反应 SiO24HFSiF42H2O （HF 制取：CaF2H2SO4（浓）CaSO42HF） 与碳还原剂发生反应 SiO23CSiC2CO SiO22CSi2CO （4）制法和用途 制法：天然存在，如硅石、石英、水晶等；可由偏硅酸热分解，制得 SiO2 H2SiO3SiO2H2O 用途：石英制耐火材料、石英玻璃等。水晶用于制光学仪器和工艺品。 8. 硅酸及硅酸盐 （1）硅酸（H2SiO3）和原硅酸（H4SiO4） 硅酸（H2SiO3）是一种难溶于水的弱酸，其酸性比碳酸还弱；通过硅酸钠溶液和盐酸 反应不同操作方法，可制得硅酸溶胶或凝胶，甚至可得到白色胶状沉淀物， Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl，硅酸凝胶经过处理后用 CoCl2溶液浸泡、烘干，制得一种 变色硅胶（SiO2xH2O），吸水前为蓝色，吸水后为粉红色，是一种很好的干燥剂。 硅酸还能和碱发生反应；H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O。 原硅酸 H4SiO4是一种很不稳定、难溶于水的弱酸。 （2）硅酸钠（Na2SiO3）： Na2SiO3水溶液称之为水玻璃或泡花碱。 发生水解反应，水溶液呈碱性： SiO32+2H2OH2SiO32OH 与酸发生反应： Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3 Na2SiO32HCl=H2SiO3（胶体）2NaCl 向 Na2SiO3溶液中滴加盐酸，边加边强力振荡，得到硅酸溶胶，继续滴加盐酸，得到 硅酸凝胶。 9. 硅酸盐工业 （1）玻璃工业 制普通玻璃的主要原料：纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）和石英（SiO2）；若制 有色玻璃或特种玻璃还要加入一些其它有色的物质。 生产玻璃的主要反应和主要设备。 Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2 CaCO3SiO2CaSiO3CO2，玻璃窑中进行。 玻璃成分：玻璃不是晶体，称作玻璃态物质，它没有固定熔点，而是在某一温度范 围内逐渐软化。软化状态时，可制成任何形状制品。 普通玻璃：是 Na2SiO3、CaSiO3和 SiO2熔化在一起的物质，可写成 Na2OCaO6SiO2。 有色玻璃：在普通玻璃中加入氧化钴（Co2O3）呈蓝色，加入氧化亚铜（Cu2O）呈红色等， 有色玻璃为固溶胶。 钢化玻璃：普通玻璃加热软化，急速冷却得到钢化玻璃，即成分与普通玻璃相同，因 热处理方法不同，而结构、物性不同。 （2）水泥工业： 制水泥原料：石灰石、粘土和适量石膏（熟料中加入适量石膏，为的是调节水泥硬 化速度）。 制水泥主要设备：水泥回转窑。 水泥成分：主要成分是： 硅酸三钙：3CaOSiO2 硅酸二钙：2CaOSiO2 铝酸三钙：3CaOAl2O3 即水泥为混合物 水泥性能和用途 水泥的组成和结晶形态的不同直接影响到它的主要性能。 水泥具有水硬性。水泥和水拌和后，发生作用，生成不同的水合物，同时放出一定热 量，生成的水合物逐步形成胶状物，并开始凝聚，最后有些胶状物转变为晶体，使胶状物 和晶体交错地结合成强度很大的固体，以上过程叫水泥的硬化。 水泥不仅是一般建筑材料，而且是水下工程必不可少的建筑材料。水泥、砂子和碎石 按一定比率混合后，制得混凝土，常用来造桥，建厂房。若建筑物用钢筋作结构，再浇注 混凝土，即钢筋混凝土，使建筑物更加坚固。 10. 碳族元素及其单质的物理性质和化学性质比较。 【典型例题典型例题】 例 1下列关于硅的说法不正确的是（ ） A. 硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B. 硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C. 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应 D. 当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应 解析：解析：常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应，加热和高温条件下，硅能与氧 气、氢气起反应。 答案：答案：C 例 2 下列关于碳族元素的说法中，错误的是（ ） A. 它们从上到下的非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显 B. 碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱 C. 碳族元素原子的最外层都有 4 个电子 D. 主要化合价有+2 价和+4 价，大多数+2 价化合物稳定 解析：解析：由碳族元素主要化合价及有关物质性质递变规律，A、B、C 说法正确，D 不正确。 因为 C、Si、Ge、 Sn 的+4 价化合物都是稳定的，而只有铅的+2 价化合物是稳定的。 答案：答案：D 例 3 对于碳族元素，下列说法不正确的是（ ） A. 随着元素原子序数的增加，其单质的熔点逐渐升高 B. 它是由非金属性向金属性过渡十分明显的元素族 C. 只能形成共价化合物，不能形成离子化合物 D. 除铅外，碳族元素均以+4 价化合物较为稳定 解析：解析：物质熔点的高低，与其晶体结构密切相关。碳和硅的晶体（如金刚石、晶体硅） 属于原子晶体，在晶体内原子间彼此以共价键相连接，十分牢固，要断开该共价键需要足 够大的能量，所以它们的熔点都比较高。其中，CC 键锭长比 SiSi 键键长稍短一些， CC 键键能比 SiSi 键键能大，所以碳（金刚石）比硅（晶体硅）的熔点更高一些。而 锡、铅具有较明显的金属性质，它们的晶体属于金属晶体，键能相对比上述原子晶体小， 这样，其熔点相对要低一些。由此可见，A 说法是不正确的。B 与 D 两种说法，从上面“知 识点精析”中有关内容可知是正确的。而对于 C，应当说是不正确的。即使是碳元素，在 特定条件下，也可以形成离子化合物（如 CaC2便是一例），更何况碳还可以形成某些属于 离子化合物的盐（如 Na2CO3、CaCO3等）。 答案：答案：A、C。 例 4 待发现的原子序数为 114 的元素 X，其下列性质推断正确的是（ ） A. 它的金属活动性比铅强 B. 有稳定的气态氢化物 XH4 C. 它稳定的化合价是+4 价 D. 最高价氧化物为 XO2 解析：解析：要预言该元素可能具有的主要性质，必须推知它在元素周期表中的位置。推算 元素在周期表中的位置，一般有两种方法： 1. 根据相邻周期同主族元素的原子序数差值，等于各周期可容纳的元素数目，结合每个 周期零族元素的原子序数进行推算，确定元素所处的位置。 2. 根据原子核外电子排布的基本规律来确定元素所处的位置。 由上述推算元素在周期表中的位置，常用的第一种方法结合周期表的知识可知，第一 周期到第七周期各周期可容纳的元素种类分别为 2、8、8、18、18、32、32 种，因此第一 周期到第七周期各零族元素的原子序数分别为 2、10、18、36、54、86、118。而该元素原 子序数为 114 号，其原子序数比第七周期零族元素 118 号少 4，则可以推知该元素应是第 七周期A 族，处于第六周期铅元素的下面，具有相似于铅的性质，是金属元素，且金属 性比铅强，它无气态氢化物存在。其主要化合价为+2，+4 价，它的+2 价化合物是稳定的， +4 价化合物具有较强的氧化性，其最高价态氧化物化学式为 XO2。因此，正确答案为 A、D。 答案：答案：A、D。 例 5 将过量的 CO2分别通入 CaCl2溶液； Na2SiO3溶液； 溶液； 2 )(ClOCa 饱和 Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是（ ） A. B. C. D. 解析：解析：CO2溶于水：CO2+H2OH2CO3，H2CO3的酸性比盐酸弱，而比硅酸、次氯酸强。 根据酸与盐反应的规律，CO2通入 CaCl2溶液无明显现象（弱酸不能制强酸）；过量 CO2通 入 Ni2SiO3溶液中有白色沉淀 H2SiO3生成；CO2通入溶液至过量， 2 )(ClOCa +CO2+H2OCaCO3+2HClO，CaCO3+H2O+CO2，最终生成 2 )(ClOCa 23) (HCOCa 而无沉淀产生。过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中。 23) (HCOCa Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3生成的 NaHCO3溶解度比 Na2CO3溶解度小而结晶析出。 答案：答案：B 点评：此题易出错的地方有三个： CO2通入 CaCl2溶液无明显现象； CaCO3可溶 于饱和 CO2水溶液； NaHCO3因溶解度小而结晶析出。 例 6 实验室里保存下列试剂，其保存的方法和理由都正确的是（ ） 编 号 试剂保存方法理由 A 固体氢 氧化钠 存放在带橡皮塞的广口瓶中 防止与空气接触被氧化和与水蒸 气、二氧化碳接触而变质 B 碳酸钠 晶体 存放在干燥密封的广口瓶中防止风化而碎裂成粉末 C 液溴 存放在带橡皮塞的细口瓶中，并 用水封 防止挥发 D 过氧化 钠粉末 存放在带玻璃塞的试剂瓶中防止吸收水分而变质 解析：解析：选项 A，贮存固体氢氧化钠的试剂瓶，不能用玻璃塞，因为玻璃中含有的 SiO2 会缓慢地发生 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 反应，生成的 Na2SiO3使瓶颈与玻璃塞粘连在一起， 无法打开，所以题意所述的保存方法无误。但所述的理由有误，因为氢氧化钠不会被空气 中的氧气氧化。选项 B，碳酸钠晶体（Na2CO310H2O）应保存在干燥密封的广口瓶中，如 若敞口，碳酸钠晶体要发生风化，失去结晶水而变成粉末。所以选项 B 的保存方法及理由 均无误。选项 C，由于橡胶中成分能与液溴挥发出的溴蒸气缓慢地发生化学反应，所以保 存时不能用橡皮塞。水封的操作是正确的，目的是防止液溴挥发，本选项的保存方法有误。 选项 D，保存 Na2O2粉末时，要注意防止接触水分（2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2）和二氧化碳 （2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2）而变质。另外应保存在带橡皮塞的广口瓶中。 答案：答案：B 点评：点评：化学试剂的保存是化学实验中的重要部分，对常见易变质、危险试剂的保存方 法及理由必须掌握。 例 7 如下图，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_。 解析：解析：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。比如，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： SiO2+2CSi+2CO 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：C+H2OCO+H2 反应为：2H2+O22H2O 反应为：2F2+2H2O 4HF+O2 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。 答案：答案：（1）CO（一氧化碳） （2）HF（氟化氢） （3）2H2+O2 2H2O （4）2F2+2H2O4HF+O2 点评：点评：常见化合物的典型特性是推断题常考内容，也是答题的“切入点”，因此，在 学习中应重点掌握。 例 8 最近，科学家们研制得到了一种新的分子、它具有空心类似足球状结构，分子式为 C60，下列说法正确的是（ ） A. C60是一种新型的化合物 B. C60和石墨都是碳的同素异形体 C. C60中含离子键 D. C60的相对分子质量是 720 答案：答案：B、D 解析：解析：C60是由碳元素组成的分子，是单质，不是化合物。在 C60中不存在离子键。 C60的相对分子质量1260720，C60与石墨都是碳的同素异形体。 例 9 将 SO2气体徐徐通入悬浮着棕色 PbO2的沸水中，一段时间后，将发生的现象是（ ） A. 悬浮物消失，溶液无色 B. 悬浮物由棕色变为白色 C. 有臭鸡蛋气味的气体逸出 D. 析出浅黄色沉淀 答案：答案：B 解析：解析：铅的+2 价化合物稳定，故 PbO2具有强氧化性，易得电子发生变化 PbO2Pb2+；SO2具有还原性，（在水溶液中）易失去电子发生变化 SO2SO42，然后发生 化学反应：Pb2+SO42-=PbSO4（白色）。故选 B 例 10下列叙述正确的是（ ） A. 石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同 B. 石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同 C. 玻璃、陶瓷、水泥容器均不能贮存氢氟酸 D. 酸均不能与酸性氧化物反应 答案：答案：A、C 解析：解析：石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分均为 CO2，因此，A 项正确；石灰抹墙发 生的反应为 CO2+CaCO3+H2O，其硬化是由于生成难溶的碳酸钙和水分的蒸发， 2 )(OHCa 水泥的硬化过程是水泥配上适当的水后调成浆，经过相当时间，凝固成块，最后变硬，固 此 B 项不正确；玻璃、陶瓷、水泥容器均含有 SiO2，可与氢氟酸反应，因而不能贮存氢氟 酸，C 项正确；因为酸性氧化物 SiO2可以与氢氟酸反应，所以 D 项不正确。 例 11 高岭土又叫瓷土，主要由高岭石的微小晶体组成，因盛产于我国江西景德镇的高 岭而得名，是制造瓷器的优良原料，其组成可表示为 Al2Si2Ox（OH）y，其中的 x、y 的数 值分别是（ ） A. 7，2 B. 5，4 C. 6，3 D. 3，6 答案：答案：B 解析：解析：此题涉及两个未知数 x、y，但由化合价规则只能列出一个方程；需用代入验证 法。 根据化合价规则，A1 为3 价，Si 为4 价，O 为2 价，OH 为1 价，有 0) 1()2()4(2)3(2yx 化简得 2x+y14，将 AD 各项中，x、y 值代入验证，只有 B 符合方程。 另解：根据硅酸盐的另一种表示组成的方法氧化物的形式，可将 Al2Si2Ox（OH） y，改写成 OH y SiOOAl 2232 2 2 )(1 2 223氧元素守恒yx y 化简可得 2x+y14，以下同前解。 例 12 三硅酸镁被用来治疗胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用 持久。把三硅酸镁 Mg2Si3O8nH2O 改写成氧化物形式为_，写出它中和胃酸 （HCl）的化学方程式_。 答案：答案：（1）2MgO3SiO2nH2O （2）2MgO3SiO2nH2O+4HCl=2MgCl2+3SiO2+（n+2）H2O 解析：解析：本题主要考查硅酸盐的书写方式和性质，其氧化物形式的书写关键在于化合价， 该物质中 Mg 为+2 价，Si 为+4 价，其氧化物分子式分别为 MgO，SiO2，故三硅酸镁的氧化 物形式为：2MgO3SiO2nH2O，与盐酸反应的方程式（只有 MgO 能反应）为： 2MgO3SiO2nH2O+4HCl2MgC12+3SiO2+（n+2）H2O 例 13（1）将下列硅酸盐改写成氧化物的形式： 镁橄揽石（Mg2SiO4）：_。 高岭石：_。 4522 )(OHOSiAl （2）许多含氧酸及其盐类均可以类似地改写为氧化物形式，请继续改写以下物质： HNO3_，HCOOH_，_。OHSOKAl 224 12)( 通过以上改写可知，HNO3的酸酐为_，HCOOH 与浓 H2SO4反应可制_气体。 （3）已知在一定条件下，Fe 在 Cl2中燃烧可以生成 Fe3Cl8，它可以看作是 FeCl22FeCl3，类似地，碘与 Fe 在一定条件下可得到 Fe3I8，则它可以看作是 _。 答案：答案：（1） 2MgOSiO2 Al2O32SiO22H2O （2）N2O5H2O，COH2O， ，N2O5，COOHSOOAlOK 23322 122 2 1 2 1 （3）3FeI2I2 例 14 钇（Y）是激光材料和超导材料中的重要元素。某钇矿石成分是 YxFeBe2Si2O10。该 矿石与过量 NaOH 共熔后，加水溶解，所得沉淀物有 Fe2O3和。上述反应中，Fe 由 3 )(OHY +2 价变为+3 价，而 Y 的化合价不变，则可推算此钇矿石的化学式中 x_。若用 氧化物表示其组成，则化学式可写成_。 答案：答案： x=2 Y2O3FeO2BeO2SiO2 解析：解析：依题意在钇矿石中 Y 元素的化合价为+3 价，铁元素为+2 价，Be 元素只有+2 价， Si 元素为十 4 价，氧元素为2 价，由化合物中元素的正价总数与负价总数的绝对值相等， 可知 x2。 改写成氧化物的形式为：Y2O3FeO2BeO2SiO2 例 15 自 YBa2Cu3O7超导氧化物发现以后，许多新型超导材料不断问世。汞系超导氧化 物就是一类典型的代表物。1993 年 Putilin 等合成了第一个汞系超导氧化物 HgBa2CuO4+（Hg1201 相 Tc94K），紧接着 HgBa2CaCu2O6+（Hg1212 相 Tc127K） 和 HgBa2Ca2Cu3O8+（Hg1223 相 Tc134K）也相继合成出来。该类化合物可用通式表示 为_。 答案：答案： HgBa2Can1CunO2n+2+（其中人 n 为大于或等于 1 的正整数） 解析：解析：对这几种汞系超导氧化物中各元素的原子个数进行分析，分析过程如下表： Hg 数Ba 数Ca 数Cu 数 O HgBa2CuO4+12014+ HgBa2 CaCu2O6+12126+ HgBa2 Ca2Cu3O8+12238+ 12n1n2n+2+ 从上表可得出：该类化合物的通式为： HgBa2Can1CunO2n+2+。 【模拟试题模拟试题】（答题时间：60 分钟） 一. 选择题（本题共 20 小题，每小题 3 分，共 60 分。每小题有只有一个选项符合题意） 1. 用于汽车或火车车窗上的玻璃是（ ） A. 普通硬质玻璃 B. 铅玻璃 C. 钢化玻璃 D. 玻璃钢 2. 石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损 坏。这是由于石墨（ ） A. 有放射性 B. 易燃、易爆 C. 能导电 D. 有剧毒（MCE00） 3. 下列气体不会造成大气污染的是（ ） A. NO2 B. SO2 C. CO2 D. Cl2 4. 下列化合物中最容易脱水的是（ ） A. NaOH B. C. D. H4SiO4 2 )(OHMg 3 )(OHAl 5. 在人类已知的化合物中，品种最多的是（ ） A. 过渡元素的化合物 B. 第二主族元素的化合物 C. 第三主族元素的化合物 D. 第四主族元素的化合物 6. 为防止吸入氯气而引起中毒，可用浸透某种物质溶液的毛巾捂着口鼻， 这种物质可 能是（ ） A. Na2CO3 B. KI C. SO2 D. 浓氨水 7. 在制玻璃、制皂、造纸、纺织等工业生产中都需要的物质是（ ） A. 氧化钙 B. 纯碱 C. 石灰石 D. 氯化钠 8. 将二氧化碳通入下列溶液中，不能发生反应的是（ ） A. CaCl2 B. Na2CO3 C. Na2SiO3 D. NaAlO2 9. 光纤通信是一种现代化的通信手段，制造光导纤维的主要原料是（ ） A. CaCO3 B. CaO C. SiO2 D. Na2CO3 10. 欲制备干燥的 CO2，所需的药品是（ ） A. 碳酸钙、盐酸、浓硫酸 B. 碳酸钙、浓硝酸、生石灰 C. 碳酸钙、浓硫酸、氢氧化钠（固体） D. 碳酸钙、盐酸、碱石灰 11. 下列各组物质混合后能发生反应，但无明显现象的是（ ） A. Na2SO3溶液与盐酸 B. 过量 CO2与石灰水 C. NaOH 溶液与 NaAlO2溶液 D. NaOH 溶液与 NaHCO3溶液 12. 石灰在工农业生产和建筑业上有着重要用途。用于生产石灰的主要原料是石灰石 （用表示），在石灰窑中加热焙烧石灰石得到生石灰（用表示）并放出气体（用表 示）。生石灰在建筑业上主要用作粘合剂，一般先使它“熟化”变成熟石灰（用表示）， 熟石灰与砂子混合成灰泥用于砌筑砖墙。经过一段时间后灰泥中的熟石灰变成另一固体物 质（用表示）。用下列化学式表示这 5 种物质都正确的是（ ） A. ， CaO， SO3，CaSO4， CaSO4（MCE01） 2 )(OHCa B. CaO， CO，CaCO3， CaSiO3 2 )(OHCa C. CaCO3， CaO， CO2， ， CaCO3 2 )(OHCa D. CaCO3， CaO， SO2， CaSiO3， 2 )(OHCa 13. 关于二氧化硅，下列叙述中不正确的是（ ） A. 二氧化硅晶体是一种原子晶体 B. 二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸 C. 二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸发生反应 D. 二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别 14. 有一种固体混合物，把它溶于水时没有沉淀产生，加入浓度为 50的硫酸，有无色、 无臭的气体产生。把该固体加热，在试管壁上有液滴产生。则此固体混合物的组成是（ ） A. NaHCO3、MgSO4 B. NaHSO3、NaCl C. Na2CO310H2O、CaCl2 D. Na2SO3、MgCl2 15. 关于一氧化碳的叙述，不正确的是（ ） A. 一氧化碳能跟人体血液里的血红蛋白化合，故有剧毒 B. 一氧化碳可夺取氧化铜的氧，故具有氧化性 C. 一氧化碳可在炼钢反应中产生，因为 CFeOCOFe D. 一氧化碳可由二氧化碳还原制得 16. 在糕点类食品的制作过程中，常需加入一定条件下能放出气体从而使糕点疏松的 “膨化剂”。下列物质中，适宜用作糕点“膨化剂”的是（ ） A. CaCO3 B. C. NaHCO3 D. NH4Cl 324) (CONH 17. 质量相等的两份气体样品，一份是 CO，另一份是 CO2，这两份气体样品中，CO 与 CO2所含氧原子的原子个数之比是（ ） A. 1:2 B. 1:4 C. 11:14 D. 11:28（MCE01 春） 18. 当今化学界关注的热点之一的 C60，它可以看成是金刚石的（ ） A. 同素异形体 B. 同分异构体 C. 同位素 D. 同系物 19. 当空气与 CO2按 5:1 体积比混合的气体与足量灼热的焦炭充分反应后，若反应的生 成物全部是 CO，则 CO 占反应后气体总体积的百分数最接近的是（气体体积均在同温同压 下测定）（ ） A. B. C. D. 1 2 1 3 2 3 4 5 20. 据报导，国外有科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用 射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。据称这种化合物可能比金 刚石更坚硬。其原因可能是（ ） A. 碳、氮原子构成网状结构的晶体 B 碳氮键比金刚石中的碳碳键更强 C. 氮原子最外层电子数比碳原子最外层电子数多 D. 碳、氮的单质化学性质均不活泼 二. 填空题（本题包括 7 小题，共 30 分） 21.（4 分）盐碱地（含较多 NaCl、Na2CO3）不利于作物生长，其产生碱性的原因是（用 离子方程式表示）_；施加适量石膏可降低盐碱地的碱性，表示其反 应原理的离子方程式是_。 22.（8 分）称取一定质量的含不同杂质的纯碱溶于水后与适量盐酸反应，跟同质量不含 杂质的纯碱相比（填多或少） （1）若纯碱中含小苏打，则盐酸用量_，产生气体的量_； （2）若纯碱中含碳酸钾，则盐酸用量_，产生气体的量_； （3）若纯碱中含氯化钠，则盐酸用量_，产生气体的量_； （4）若纯碱中含碳酸氢钙，则盐酸用量_，产生气体的量_。 23.（3 分）将 50 mL 0.1 mol / L 的氢氧化钠溶液和 5 mL 0.5 mol / L 的乙酸溶液混 合蒸干并强热，最终得到的固体是_，得到此固体的最后化学方程式是： _。 24.（7 分）物质 A 是一种高熔点化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸；C 是一种 气体；D 是白色胶状沉淀；E 是白色固体。A、B、C、D、E 间的转化如右图，根据图示关系 回答： 分子式 A_，B_，C_，D_，E_； （2）请写出变化中的有关化学方程式： B+C D：_； E A：_。 25.（4 分）向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，直到不再生成 CO2气体为止。则在此 过程中碳酸氢根离子浓度变化趋势可能是：（A）逐渐减少，（B）逐渐增大，（C）先逐渐 增大，而后减小，（D）先逐渐减小，而后增大。你的选择是_（填正确选项的标号） 。试用化学方程式和