2014高考化学必备专题——碳族元素与无机非金属材料解析

1、12014高考化学必备专题碳族元素与无机非金属材料【考纲解读】1.了解碳和硅元素的单质及其化合物物的性质和应用，掌握碳族元素在元素周期表中的位置及其性质的 关系。2.了解碳的氧化物对大气的污染及其防治3.了解硅元素单质及其化合物与无机非金属材料的关系4.碳与硅单质及化合物知识的综合应用【高考预测】1.碳族元素的递变规律，碳、二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐的性质及制法2.晶体硅及金刚石，二氧化碳与二氧化硅在晶体类型、熔沸点高低上的判断，硅和硅酸盐的化学性质及 重要用途3.利用碳和硅单质及其化合物的性质及其转化关系进行综合实验和实验探究、物质推断和相互计算；二氧化碳分别与二氧化硅、二氧化硫的性质比较及

2、综合拓展。4.碳、硅的结构及其在周期表中位置在元素推断题中常考。一、碳单质及其性质1碳的同素异形体碳的同素异形体有金刚石（原子晶体）、石墨（过渡型晶体）、C60（分子晶体）、无定形炭（如木炭、活性炭等）。不同的同素异形体，具有不同的物理性质。同素异形体的比较同素异形体金刚石石墨C6o晶体结构正四面体，空间网状的原子晶体平面层状正六边形结构，层间以范德华力相结合笼状结构，型似足球，分 子间以范德华力结合成分子 晶体主要性质熔点和沸点较咼，硬度大，难溶于溶剂，不能 导电熔点很高，质软有滑腻感，是电的良导体易与金属掺杂形成超导体主要用途钻具、装饰品润滑剂、电极、铅笔芯、耐火材料高温润滑剂、耐热防火材

3、 料误区警示同素异形体与同位素这两个概念容易混淆，区分的关键是要分清物质类别：同素异形体指 的是单质，而同位素是原子。22.续的ft学性质碳在常温下性质比较稳定，很难被氧化，旦在点燃或加热的条件下也能跟其它物质发生化学反应，在低于710qC下，碳一般生咸CO.高于1000cC,一般生跪CO.2可燼性C-K)=2C0;2C-K) )i=2C0【特别提醒】当儼与氧气的质童比大于3 : S而小于3：4时，既有一氧化碳生成又有二氧化磯生成A.若甲为焦炭，则丁可能是O2B.若甲为SQ,则丁可能是氨水C.若甲为Fe,则丁可能是盐酸D.若甲为NaQH溶液，则丁可能是CQ【参考答案】B氧化碳和二氧化碳的比较C

4、OCO2氧化物类不成盐氧化物酸性氧化物型物理性质无色、无味、有毒气体，比空无色、无味气体，比空气重，常温气轻、难溶于水下1体积H2O溶解1体积CO化酸碱不反应来-来与盐Ca(ClO)2、NaSiO3、NaAIQ、学 性I1| .来 源:来源:GHONa类可燃性2CO + O2二也22CO不能燃烧，一般情况下不助燃型氧化有还原性3CO+ Fe2O2Fe +无还原性，有弱氧化性CQ +还原性3CO2COCO + H20(g)间恤CO+ H2CO+ 2Mg也22MgO + C实验室制法CaCO+ 2HCI = CaCI2+ H2O + CO2T工业制C + H20(g)咼溫CO + H2CaCL C

5、aO + CQf例1:（2013江苏化学6）甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相冋的某种兀素，它们之间具有如下转化关系:甲丁 乙亠丙甲F列有关物质的推断不正确的是1还庾性C + 2CuO=2Cu + CO；f3C + 2Fe4Fe + 3C0i t C +C02点燃2C0C + HQ (g)直鱼0 + FL C + 4HN0：(浓)t + 4N0；t + 2IL03法检验方点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯,无水雾使澄清的石灰水变浑法出现，罩沾有澄清的石灰水的烧杯，出现浑浊浊主要用燃料、还原剂、化工火火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、尿素等途原料作用【规律方法】除杂方法：（1）CO中混有CQ

6、，通过盛有澄清石灰水的洗气瓶。（2）CQ中混有CQ通过硬质玻璃管中灼热的CuQ.（3）CC2中混有SQ、HCI，通过盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶三、二氧化碳实验室制法：在实验室里，常用稀盐酸跟大理石（或石灰石）反应来制得二氧化碳，这个反应在常温时就能进行，因而不需要酒精灯等加热装置。反应物大理石是固体，可装在锥形瓶或平底烧瓶里；盐酸是液体，可由长颈漏斗加入。如下表所示：药品碳酸钙和稀盐酸反应原理CaCQ+ 2HCI =CaCI2+缶0 + CQzf实验装置发生装置：与制H2的发生装置相同收集装置：一般只能用向上排空气法收集检验用澄清石灰水验满用燃着的木条伸到瓶口，若木条熄灭，则收集已满【特别提醒

7、】1、实验室制取CQ不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为CaCQ与H2SC4反应生成的CaSQ是一种微溶于水的物质，它覆盖在CaCQ表面，阻止了反应的进一步进行。2也不要用NQCQ和稀盐酸反应，因为它们的反应速度太快，不利于控制反应的进行。3不可用浓盐酸，浓盐酸易挥发出HCI气体，使CQ不纯。4实验室制得的CQ往往含有少量的HCI气体，如果把这种CQ气体通入石灰水中，将看不到变浑浊的现象，因为HCI溶于水，使CQ与石灰水反应产生的CaCQ溶解而生成可溶性的CaCb,例2: （2013上海化学21） 一定条件下，将0.1LCQ、0.2LCQ2、0.1LNQ、0.2LNQ2和0.2LNH3混合，然后通过分

8、别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶（洗气瓶排列顺序不确定）。假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应则尾气（已干燥）A.可能是单一气体B.不可能含有一氧化碳C.可能存在原气体中的两种气体D.成分和洗气瓶的排列顺序无关【答案】AC四、碳酸盐及碳酸氢盐的性质分析1.碳酸盐及碳酸氢盐的性质41溶解性：碱金属及NH+的碳酸盐易溶于水，其余的碳酸盐难溶于水；碳酸氢盐都易溶于水。2与酸反应放出CQ。3受热易分解：难溶的碳酸盐受热易分解（如CaCQ）,可溶的碳酸盐受热不易分解（如NaCQ）。碳酸氢盐受热都易分解为碳酸盐：Ca(HCQ)2=CaCQ+ CQf+ H2Q55相互转化:2.碳酸

9、钠与.碳酸氢钠性质比较比较项目碳酸钠碳酸氢钠俗名苏打小苏打物理性质色态白色固体白色固体.溶解性（在水中）易溶较易溶化学性质与盐酸反应NazCO+2HCI=2NaCI+CQf+2H2ONaHCC+HCI=NaCI+COf+ H2O与氢氧化钠反应不反应NaHCC+NaOH=NCO+H2O与氯化钙反应Na?CC3+CaCl2=CaC(3+2NaCI不反应稳定性稳定受热易分解转化Na2CO3NaHCQ用途玻璃、造纸、发酵粉、治胃病特别提醒:一般的，在相同温度下酸式盐的溶解度比相应正盐的大，但是碳酸钠与碳酸氢钠例外：溶 解度碳酸钠碳酸氢钠。例3：（2013广东理综10）下列叙述I和H均正确并且有因果关系

10、的是A叙述1叙述IINH4C1为强酸駅碱盐|用加热法除去NaCI中的NHQ时具有籍化性用KSCW落液可以鉴-1 C 洛解度:CaCO3Ca(HCO1)1| 济解度:NfllCO? 乙气体 - 丙气体 - 2气体 - 丁固体，则甲、乙、丙、丁分别为（）A. CO、CO Q、CaOB. Q、CO CC CaCOC. Q、CO、CO CaCOD. CO CO、Q、Ca（OH）24.（2013皖南模拟）“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,其基本过程如下图所示（部分条件及物质未标出）。下列有关该方法的叙述中正确的是A.能耗大是该方

11、法的一大缺点B.整个过程中，只有一种物质可以循环利用C“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤D.该方法并没有减少CO2，在实际生产中没有意义。5.下列关于NaHCO勺叙述，不正确的是（）A.它是一种白色粉末，溶解度小于NaaCOB.加热至200C左右，可完全分解，利用这种性质，可由NaHCO制取纯碱C.与Na2CO相同质量时，分别跟足量盐酸反应后，NaHCO可得到较多的二氧化碳D.它是弱电解质，因为HCO不完全电离6.如图实验中，和分别代表的试剂或操作是（）变红味气体1沉淀A.该粉末一定是碳酸钙B.该粉末一定是碳酸氢钠C.该粉末一定是一种碱D.该粉末中含有碳酸根离子或碳酸氢根离

12、子&为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是（）A. NS2CO3粉末（NaHCG）加热B. NaHCO溶液（NazCO）应通入过量的CO气体C. NaQ粉末（NazO）将混合物在氧气中加热D. NQCO溶液（NazSQ）加入适量Ba（OH）2溶液，过滤9.鉴别&CO和NaHCO两种白色固体，有4位同学分别设计了下列四种方法，其中最合理的是（）A.分别取样置于两支试管中配成等物质的量浓度的溶液，分别加入1 mol/L的盐酸，观察气泡产生的 快慢B.分别取样溶于水后，再测量溶液的pHC.分别取样配成溶液，滴加Ba（OH）2溶液，观察有无白色沉淀生成D.先取样配成溶液，然后

13、取溶液做焰色反应实验，观察火焰的颜色10.（2013蚌埠质检）如图是碳循环中的一部分。下面对该图示的理解不正确的是（）毗石燃料輔类A. 2009年哥本哈根会议讨论的议题主要涉及反应B.反应是在植物体内完成的C.反应是造成大气中CO浓度逐渐升高的主要原因D.反应是人为缓解温室效应的措施一 111.向0.1 mol L NaOH溶液中通入过量CO后，溶液中存在的主要离子是（）15A. Na+CO一B. Na+HC（一C. HCO、CO一D. Na：OH12.向含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba（OH）2的溶液中持续稳定地通入CQ气体，当通入气体8.96 L（0C,1.01x105P

14、a）时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的总物质的量与通入CQ气体的体积关系图象正确的是（气体的溶解和离子的水解忽略不计）（）16、非选择题（本题包括4小题，共52分）13. （12分）看图回答问题:有的人在翼粥曲 点*L感粥时驶能减少觀的时滋農A可足人米中的雄生盘敲 腻破坏，降低营养卅值 a11粥中过肚的啟会中和忖髓.引起悄化不良。c（1）_上图中讲到的碱一般用的是（填化学式）。（2）_上图D中的化学反应原理用离子方程式可表示为 _ 。（3）在日常生活中有患胃溃疡并轻度胃穿孔的病人不适合服用NaHCO来中和胃酸，而是服用胃舒平其中含Al（OH）3，其原因是： _ ，相应的离子方程式为： _。

15、14. （13分）A、B、CD E、F六种物质有如下变化关系，E是淡黄色粉末，判断：（1）写出A B、C、D E、F的化学式：A. _,D._。（2）写出有关反应的化学方程式（是离子反应的直接写离子方程式）BC：_3F：_i C：_ft 2U4.4H6.720224 4.4H 6.72Si.iV/L17灣M7T廉水15. （13分）（2012济南模拟）为了证明一氧化碳具有还原性，有人设计了下列实验：稀AB CD18(1)装置B中最适宜的试齐廿是 _ 。(2)装置D中发生反应的化学方程式是 _(3)必须用装置C吸收除去气体中水蒸气的理由是(4)若根据F中石灰水变浑浊的现象也能确定_CC具有还原性

16、，应在上图中装置与_之间连接下列装置中的 _(填序号)。16.(14分)(2013九江质检)纯碱、烧碱等是重要的化工原料。(1)_利用上图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。将 头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是若其他操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是向NaOH溶液中通入一定量CC,结晶后得到白色固体，该白色固体的组成可能是A. NaOH和NaCO;B._;C. _;D._。(3)设计实验确定(2)中白色固体中存在A项中的阴离子:实验操作实验现象结论(1)取少量白色固体于试管中，加足量水溶解，再加足量BaCb溶液A与B连接，打开止水夹，将胶NaHCO.液NROH 溶槪涨

17、硫醱 咄石灰19(2)答案1.B2.A中生成Ca(HCG)2,中若为饱和NQCG溶液，通入足量CO后析出NaHCO晶体，中CO与CaCh不反应，中最后生成Ca(HCO)2和HCIO,中生成H2SQ3沉淀。3.C以丙气体作为突破口， 丙通过灼热的CuO后生成的乙气体可与石灰水反应生成沉淀，说明乙是CO,丙是CO则甲是Q,丁是CaCO。4.A5.DNaCOCQ106 g 1 molNaHCOCO84 g 1 mol因此等质量的NQCO、NaHCO与足量盐酸反应，NQCO得到的CO要少于NaHCO NaHCO为强电解质，因为其溶于水后可全部电离为Na*和HCO。6.B CaCO与强酸不能生成Ca(H

18、C(3)2；CaC耐CO+H2O=Ca(HC3O2，对Ca(HCOh溶液加热可分解为CaCO。7.D由于白色粉末可溶于水，可排除A项；由于无色无味气体能使澄清石灰水变浑浊，可知该气体为CO;溶液中加入盐酸能产生CO,说明该溶液中至少含有cO、HCO离子中的一种。8.D A项，NaHCO受热分解生成NQCO,从而除去杂质；B项，NaCO与CO、H2O反应生成NaHCO C项，NO与O2反应可生成NQ;D项，NQSQ与Ba(OH)2反应，生成NaOH又引入新的杂质。9.A K2CO与盐酸反应是分步进行 的，先生成碳酸氢钾，盐酸过量时才生成气体，A项合理；B项中，因没有明确两种盐溶液的浓度，故不合理

19、；C项，二者与Ba(OH)2溶液反应都产生BaCO白色沉淀；D项中可直接用固体试样做焰色反应实验而不必先配成溶液。10. C11.B NaOH溶液中通入少量CO时生成NaCO,而通入过量CO时则生成NaHCO2NaOHF CQ(少量)=NaaCO+H2ONaOHF CQ过量)=NaHCO丄2I一12. C当未通入CO气体时， 溶液中的离子为0.2 mol Na、0.1 mol Ba、0.4 mol OH;当通入2.24 L CQ气体时， 发生反应 Ba2+CO+2OH =BaCU+O,此时溶液中的离子为0.2 mol Na*、0.2 mol OH一；当通入4.48 L CO2时，发生反应 2OH+CO=cO一+HO,此时溶液中的离子为0.2 mol Na+0.1 mol CO一；当通入6.72 L CO时，发生反应CO一+CO+HO=2HCO此时溶液中的离子为0.2 mol Na1、0.2 mol HC(一;当通入8.