2012届高考化学碳硅及其化合物复习

1、第 16 讲 碳、硅及其化合物,第三单元,元素及化合物,考点 1,碳和硅,2,A,A,3,2C+O2 2CO,C+O2 CO2,3C+Fe2O3,2Fe+3CO,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4+2H2 ,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,Si+O2 SiO2,Si+2H2 SiH4,SiO2+2C,Si+2CO,半导体材料,计算机芯片,太阳能电池,1碳和硅在自然界存在形态是什么？ 答：碳在自然界的存在形态有单质和化合态，单质如石墨、 金刚石等，化合态有 CO2、碳酸盐、有机物等；硅在自然界的 存在形态只有化合态，主要以硅酸盐形式存在。 2硅既能与酸反应，也能与碱

2、反应，是否为两性元素？ 答：硅不是两性元素，因只能与氢氟酸反应。能与碱反应 是硅的特性。,_。,CH2O,H2CO,3工业生产水煤气的原理用化学方程式表示为_,1(2010 年广东广州检测)有些科学家提出硅是“21 世纪的 能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程,中具有重要的作用。下列关于硅的说法不正确的是(,),A高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片 B硅可由二氧化硅还原制得 C常温时硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应 D自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅 解析：自然界的硅存在形态为化合态，通常与氧元素、金 属元素等构成硅酸盐。 答案：D,2在 SiO23C,

3、SiC2CO反应中，氧化剂和还原剂,),B6036 D12,的质量比为( A3630 C21,答案：D,考点 2,碳和硅的氧化物,1一氧化碳 (1)物理性质 通常情况下，CO 是无色无味的气体，难溶于水。 (2)化学性质 CO 的化学性质主要表现为可燃性和还原性。 CO 燃烧时的火焰呈_，干燥小烧杯罩于火焰之 上，无水雾，沾有澄清石灰水的烧杯罩上时出现浑浊，此法可,以检验 CO。,淡蓝色,3COFe2O3,3CO22Fe,作为还原剂时，主要应用于高炉炼铁，主要反应为 _。 此外 CO 是有毒气体，吸入过量会导致血红蛋白与 CO 结合 而阻碍输氧功能。,2二氧化碳和二氧化硅,酸性,酸性,CO2+

4、H2O H2CO3,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+NaOH=NaHCO3,SiO2+Na2CO3,Na2SiO3+CO2,SiO2+CaCO3,CaSiO3+CO2,Ca(ClO)2+CO2+H2O=,CaCO3+2HClO,CO2+Na2CO3+H2O=,2NaHCO3,答：不能，SiO2 易与碱液反应生成 Na2SiO3，Na2SiO3 水溶 液是一种矿物胶，有很强的黏合性。 3能否用 SiO2 与水作用制备 H2SiO3? 答：SiO2 不溶于水，不能直接将它与水作用制备 H2SiO3

5、。 4怎样除去 CO2 中的杂质气体 CO? 答：将气体通过灼热的 CuO 粉末。,1哪些物质的主要成分是 SiO2，试写出这些物质的名称。 答：石英、水晶、硅石、硅藻土、 光纤。,2盛碱性溶液的瓶子能否用玻璃塞(或中和滴定时所用标,准碱液能否用酸式滴定管来盛装)?,A B C D,解析：SiO2 为酸性氧化物，不与 HNO3、盐酸等酸发生反应， 但能与氢氟酸发生反应；SiO2 不溶于水，也不与水反应，但能 与强碱溶液反应。 答案：C,液中，能与二氧化硅起化学反应的是(,),3在浓硝酸、水、王水、氢氟酸、氢氧化钾溶,根据反应 SiO2CaCO3,CaSiO3CO2可推知硅酸酸,性比碳酸强 二氧

6、化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 二氧化硅常被用来制造光导纤维,A B C D,解析：SiO2 可与 HF 反应，反应是由于 CO2 在高温下逸 出反应体系，并不能说明硅酸酸性比碳酸酸性强。 答案：C,4下列说法正确的是(,),二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任 何酸反应,考点 3,硅酸及硅酸盐,1硅酸,不溶于水,强,H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O,H2SiO3 SiO2+H2O,2.硅酸盐,水玻璃,粘合剂,耐火材料,(1)硅酸钠：其水溶液(浓)俗名_，无色粘稠液体，可,防腐剂,做_、_、_。 (2)硅酸盐工业：玻璃和水泥的比较,向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体

7、(适量或过量)，有沉淀,析出,Na2SiO3 CO2 H2O=H2SiO3Na2CO3( 适量),Na2SiO3 2CO2H2O=H2SiO32NaHCO3(过量),2普通的硅酸盐材料称为传统无机非金属材料。 新型无,机非金属材料是什么？试举例两种材料。,答：具有特殊结构和特殊性能的无机非金属材料称作新型无机非金属材料。如陶瓷、水泥、玻璃等属于传统无机非金属材；高温结构陶瓷、生物陶瓷、透明陶瓷等属于新型无机非金属材料。,1如何制备硅酸，写出相应的化学方程式。,答：向硅酸钠溶液中滴入盐酸，有沉淀析出 Na2SiO3HCl=H2SiO32NaCl,5化学与科学发展、生产、生活密切相关。下列有关说法

8、,中错误的是(,),A卫生部公布的首批非法食品添加剂中的三聚氰胺是一种 含氮量很高的蛋白质 B“神七”飞船返回舱的绝热层所使用的是耐高温、抗氧 化的新型材料 C“碳纳米泡沫”被称为第五形态的单质碳，与石墨互为 同素异形体 D陶瓷、玻璃、水泥是使用量最大的无机非金属材料，都 属于硅酸盐产品,解析：蛋白质是天然有机高分子化合物，三聚氰胺不是蛋 白质。 答案：A,6下列材料的特性及用途叙述不正确的是(,),A氧化铝陶瓷具有两性，可用来制造人造牙齿 B氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用来制造柴油机 C光导纤维传导光的性能很强，是非常好的通讯材料 D人造刚玉硬度高，用于制造刚玉球磨机,解析：根据不同材料的

9、特性及相应用途来判断。氧化铝陶 瓷对人体无毒，不溶于水，强度高，耐磨损、耐酸碱腐蚀，对 人体组织的适应性好，所以可用来制人造牙齿，但不具有两性。 答案：A,热点 1,CO2 与强碱反应,反应原理： NaOH,Na2CO3,NaHCO3,反应后溶质成分的判断也可用数轴表示： 图 3161,D低温蒸干溶液，所得固体的质量为原溶液中 NaOH 的,质量4.4 g,解析 ：根据 n(NaOH) 0.15 mol ， n(CO2) 0.1 mol ， n(CO2)n(NaOH)23，可确定溶质为 Na2CO3、NaHCO3。 低温蒸干溶液过程， 所得固体的质量(原溶液中NaOH的,质量4.4 g)，会有

10、水的生成。,答案：AC,【典例1】(双选)向 0.50 L 0.3 mol/L 的 NaOH 溶液中缓慢通,),入 CO2 气体至溶液增重 4.4 g，下列说法正确的是( A增重的 4.4 g 为参加反应的 CO2 的质量 B溶质为 Na2CO3 C溶质为 Na2CO3、NaHCO3,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)(,),1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 CO2 气体，当通入气体为 8.96 L(0 ，1.01105 Pa) 时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入 CO2,解析：当未通

11、入 CO2 气体时，溶液中离子的物质的量为0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol OH；当通入2.24 L CO2 气体时，发生反应Ba2CO22OH=BaCO3H2O， 此时溶液中离子的物质的量为 0.2 mol Na、0.2 mol OH；当,通入 4.48 L CO2 时，发生反应2OHCO2=CO32H2O， 此时溶液中离子的物质的量为 0.2 mol Na、0.1 mol CO32；当 通入 6.72 L CO2 时，发生反应CO32CO2H2O=2HCO3，,此时溶液中离子的物质的量为 0.2 mol Na、0.2 mol HCO3； 当通入 8.96 L C

12、O2时，发生反应BaCO3CO2H2O,=Ba(HCO3)2，此时溶液中离子的物质的量为 0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol HCO3。对比图象可知选项 C 正确。,答案：C,热点 2,HCO3 、CO32 的检验,(1)CO32 的检验 原理：CO32Ca2=CaCO3 方法：向待检验溶液中滴加一定量的 Ca2或 Ba2的可 溶性盐溶液，有白色沉淀生成。再加入适量的盐酸白色沉淀 溶解且生成无色，无味的气体，则待检溶液中有 CO32。 (2)HCO3 的检验 原理：HCO3H=H2OCO2 检验方法：向待检验溶液中滴加足量的 Ca2或 Ba2可 溶性盐溶液无明显现象，

13、再向溶液中加入足量的酸。若溶液中 有无色、无味的气体生成，则待检溶液中有 HCO3。,【典例 2】可以肯定溶液中大量存在 CO32 的理由是(,),A加入 AgNO3 溶液，有大量白色沉淀产生 B加入酸，有无色无味气体产生 C加入 BaCl2 溶液时有白色沉淀产生，再加稀盐酸沉淀溶 解，产生可使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体 D加入 Ba(OH)2 溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸如 C所述,2H=Ba2CO2H2O，其现象与 CO32反应现象 相同，D 错误。 答案：C,解析：溶液中含有 Cl、SO32 时，可与 AgNO3 溶液反 应产生白色沉淀，A 错误；HCO3与酸反应会产生无色无味

14、气体 CO2，B 错误；向含有 HCO3的溶液中加入 Ba(OH)2 时： HCO3 OHBa2=BaCO3H2O，再加盐酸，BaCO3,(,),A若加入 AgNO3 溶液，可生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀 不消失，则可确定该溶液中一定含有 Cl离子 B若加入 Ba(NO3)2 溶液，能生成白色沉淀，加稀盐酸沉 淀不消失，可确定溶液中一定含有 SO42离子,2关于某无色溶液中所含离子的鉴定，下列判断正确的是,C若通入 Cl2 后，溶液变为黄色，加入淀粉溶液后变蓝色，,可确定溶液中含有 I离子,D若加入盐酸，生成无色无味的气体且能使澄清的石灰水,变浑浊，则原溶液中一定含有大量的 CO32离子,盐酸沉

15、淀不消失，A错误；Ba(NO3)2溶液中含有NO3 时，加,入H+时会形成强氧化性的硝酸，能将SO2-3氧化为SO42，,解析：若硫酸根加入 AgNO3 溶液，可生成白色沉淀，加稀,所以无法判断 SO42 来自反应生成的还是原来的 SO42，B,错误；生成无色无味的气体且能使澄清的石灰水变浑浊是,CO2 ，但是可以是 CO32 或 HCO3与盐酸反应得到，D 错误。,答案：C,硅是制造太阳能电池和光导纤维的主要原料 减少 CO2 排放，可遏制全球气候变暖 纯铁比碳素钢易生锈,A C,B D,解析：太阳能电池板的材料是硅，而光导纤维材料则是二 氧化硅；碳素钢内碳和铁可以形成原电池，加速生锈。 答

16、案：D,),1(2011 年广东深圳调研)下列叙述中，正确的是( 汽车尾气中的氮氧化物与光化学烟雾的形成有关 大量燃烧含硫燃料是形成酸雨的主要原因,合而成，下列叙述正确的是(,),2(2010 年广东佛山模拟)我国研制的新型“连续纤维增 韧”航空材料宇航服，其主要成分由碳化硅、陶瓷和碳纤维复,A它耐高温，抗氧化 B它比钢铁轻、硬，但质地较脆 C它有固定的熔、沸点 D它是一种新型有机高分子材料 解析：宇航服是混合物，且有很好的韧性，所用材料均耐 高温、不易氧化，故选 A。 答案：A,素是(,),单质,氧化物,酸或碱,盐,A硅,B硫,C铜,D铁,3(2010 年广东佛山模拟)能实现下列物质间直接转

17、化的元,解析：二氧化硅、氧化铜、氧化铁或四氧化三铁都不与水 反应，而二氧化硫或三氧化硫与水反应生成对应的酸，故选 B。 答案：B,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 C,B D,4(2009 年广东理基)下列关于硅单质及其化合物的说法正,解析：中的水泥和玻璃是硅酸盐制品，而水晶的主要成 分是二氧化硅，是氧化物，不属于硅酸盐；制造光导纤维的是 二氧化硅而不是单质硅，故错误。 答案：C,5(2010 年广东广州调研)华裔科学家高锟因“在光纤传输 信息领域中的突破性成就”获得

18、2009 年诺贝尔物理学奖，下列,有关硅材料的说法正确的是(,),A光纤的主要成分是高纯度的单质硅 B金刚砂的主要成分是二氧化硅 C28 g 硅含有 6.021023 个电子 D28Si、29Si、30Si 是不同的核素,解析：光纤的主要成分为高纯度的二氧化硅，A 错；金刚 砂的主要成分为碳化硅，B 错；1 个硅原子中含有 14 个电子，,因此 28 g 硅含有电子的数目为,28 g 28 g/mol,146.021023 mol1,8.4281024，C 错。 答案：D,6(2011 年广东东莞调研)高岭土化学组成为 Al2O3(25% 34%)、SiO2(40%50%)、Fe2O3(0.5

19、%3.0%)以及少量杂质和 水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且 一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。聚合氯 化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式 氯化铝Al2(OH)nCl6n。用高岭土制备碱式氯化铝的工艺流程 如图 3162。,根据流程图回答下列问题：,(1)“煅烧”的目的是_,_。,图 3162,(2)实验室用 36.5%的浓盐酸(密度约为 1.2 g/cm3)配制 4.00 mol/L 950 mL 的盐酸，需要用到的仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、 酸式滴定管、_、_等。,(3)“溶解”过程反应的离子方程式有_ _、_。 (4)加适量铝粉的主

20、要作用是_,_。,(5)“蒸发浓缩”需保持温度在 90100 ，可采用的加热,方法是_。,解析：(1)煅烧的过程发生的变化有物理变化和化学变化， 主要是为了使原料利于进行下一步处理。由题给信息知，高岭 土中的氧化铝难溶于酸，所以煅烧是为了改变氧化铝的结构， 使其在下一步反应中能被酸溶解；(2)配制 950 mL 盐酸的浓度是 4.00 mol/L，故应使用 1 000 mL 容量瓶定容，同时还缺少仪器,胶头滴管；(4)溶解过程盐酸过量，产生铁离子，加铝置换除去 铁离子；(5)需要控制加热温度在一定范围时，当加热温度低于 100 时选用水浴，加热温度高于 100 时选用油浴、沙浴等。,(2)1

21、000 mL 容量瓶,胶头滴管,(3)Al2O36H=2Al33H2O Fe2O36H=2Fe33H2O (4)除去溶液中的铁离子 (5)水浴加热,答案：(1)改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸,1(2007 广东)下列说法正确的是(,),A硅材料广泛用于光纤通讯 B工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品 C水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 解析：硅与生活密切相关，B 中刻蚀石英用氢氟酸，C 中 水晶成分为二氧化硅，D 中粗硅与氯气反应再还原成硅是氧化 还原反应。 答案：A,2下列物质属于新型无机非金属材料的是(,),陶瓷,水泥,玻璃,半导体材料,氧化铝高

22、温,陶瓷,氮化硅高温陶瓷,光导纤维,人造宝石,人造,金刚石,人造发光材料,A全部 B C D 答案：D,3德国化学家格哈德埃特尔获得 2007 年度诺贝尔化学奖， 因他在“固体表面化学过程”研究中作出的贡献。表面化学反 应在工农业操作中有着重要作用：金属表面暴露在潮湿的空气 中时生锈；电子工业中，制作半导体元件。下列有关叙述正确,的是(,),A二氧化硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是半导体材料 B二氧化硅制作的光导纤维非常细，导光能力很强 C纯净的硅酸钠晶体俗称“水玻璃” D玻璃在加热熔化时有固定的熔点,解析：A 中二氧化硅是绝缘体，硅的导电性介于导体和绝 缘体之间，是半导体材料；C 中硅酸钠

23、的水溶液俗称“水玻璃”； D 中玻璃是混合物，无固定的熔点。 答案：B,4下列叙述不正确的是(,),A金刚砂的成分是 Al2O3，可用作砂纸、砂轮的磨料 B水晶和玛瑙的主要成分都是 SiO2 C含硅的钢具有良好的导磁性 D利于环保、节能的太阳能电池可用硅材料制作,解析：A 中金刚砂的成分是 SiC。 答案：A,5下列关于碳和硅的叙述中，正确的是(,),A其氧化物都能与 NaOH 溶液反应 B其单质在加热时都能跟 O2 反应 C其氧化物都能溶于水生成相应的酸 D碳和硅两种元素共有两种单质 解析：CO 不能与 NaOH 溶液反应，A 错；SiO2 不能溶于 水，也不生成相应的酸，C 错；碳有金刚石

24、、石墨等同素异形 体，硅有晶体硅和无定形硅，D 错。 答案：B,6有一不纯的铝样品中含有硅和铁两种杂质，现取两份等 质量的样品分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，充分反应 后生成等质量的气体则此不纯的铝样品中含铁和硅的质量之,比为(,),A41,B21,C31,D11,解析：反应的离子方程式：盐酸中 Fe2H=Fe2 H2、2Al6H=2Al33H2；氢氧化钠中 Si2OH H2O=SiO322H2、2Al2OH2H2O=2AlO2 3H2。样品中，由 Al 生成的 H2相等，总气体质量相等，则 由 Fe、Si 生成的 H2 量相等，Fe 和 Si 的物质的量之比为 21， 质量比为(256)2841。 答案：A,7(2008 广东)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