2020届天津高考化学一轮复习　碳、硅及其化合物学案

2020届天津高考化学一轮复习　碳、硅及其化合物学案

专题十四　碳、硅及其化合物 挖命题 ‎【考情探究】‎ 考点 内容解读 ‎5年考情 预测热度 考题示例 难度 关联考点 碳、硅及其化合物 ‎1.根据研究物质的思路和方法,掌握碳、硅及其重要化合物的主要性质和应用。‎ ‎2.CO、CO2等对环境质量的影响。‎ ‎2018天津理综,7(3)‎ ‎2018天津理综,10(3)‎ ‎2017天津理综,3‎ 中 化学与生活 ‎★☆☆‎ 分析解读　　高考对本专题内容的考查主要以碳、硅单质及其重要化合物的性质和应用为主,预计今后高考题型延续选择题或非选择题的形式,中等难度。主要考查学生的科学态度与社会责任素养。‎ ‎【真题典例】‎ 破考点 ‎【考点集训】‎ 考点　碳、硅及其化合物 ‎1.用四种溶液进行实验,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 饱和Na2CO3溶液 B 通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,浑浊消失 Na2SiO3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 澄清石灰水 答案　B ‎2.将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合液中,生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2的体积(V)的关系正确的是(　　)‎ 答案　D ‎3.二氧化硅广泛存在于自然界中,在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a~e是对①~⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断,其中正确的是(　　)‎ ‎①SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O ‎②SiO2+2C Si+2CO↑‎ ‎③SiO2+4HF SiF4↑+2H2O ‎④Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑‎ ‎⑤SiO2+3C SiC+2CO↑‎ a.反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗,用于刻蚀玻璃 b.反应②中SiO2表现出氧化性 c.反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性 d.反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的原理 e.反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应 A.ace B.bde C.cde D.ab 答案　B 过专题 ‎【五年高考】‎ 考点　碳、硅及其化合物 统一命题、省(区、市)卷题组 ‎1.(2016江苏单科,1,2分)大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是(　　)‎ A.燃烧煤炭供热 B.利用风力发电 C.增加植被面积 D.节约用水用电 答案　A ‎2.(2016四川理综,2,6分)根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是(　　)‎ 选项 实验操作 现象 结论 A 将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水 石灰水变浑浊 该溶液中一定含有CO‎3‎‎2-‎ B 常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中 铁片不溶解 常温下,铁与浓硫酸一定没有发生化学反应 C 向某食盐溶液中滴加淀粉溶液 溶液颜色不变 该食盐中一定没有添加KIO3‎ D 向苯酚钠溶液中滴加乙酸溶液 溶液变浑浊 相同条件下,乙酸的酸性一定比苯酚强 答案　D ‎3.(2015江苏单科,4,2分)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是(　　)‎ A.元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体 B.Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r(Mg2+)>r(Mg)‎ C.在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性 D.该反应中化学能全部转化为热能 答案　C ‎4.(2014课标Ⅱ,7,6分)下列过程没有‎··‎发生化学反应的是(　　)‎ A.用活性炭去除冰箱中的异味 B.用热碱水清除炊具上残留的油污 C.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果 D.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装 答案　A ‎5.(2017北京理综,6,6分)古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于无机物的是(　　)‎ A.瓷器 B.丝绸 C.茶叶 D.中草药 答案　A ‎6.(2015江苏单科,8,2分)在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是(　　)‎ A.粗硅SiCl4Si B.Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg C.Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3‎ D.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(aq)Ag 答案　A ‎7.(2014重庆理综,1,6分)下列物质的使用不涉及‎···‎化学变化的是　(　　)‎ A.明矾用作净水剂 B.液氨用作制冷剂 C.氢氟酸刻蚀玻璃 D.生石灰作干燥剂 答案　B ‎8.(2014福建理综,9,6分)常温下,下列各组物质中,Y既能与X反应又能与Z反应的是(　　)‎ X Y Z ‎①‎ NaOH溶液 Al(OH)3‎ 稀硫酸 ‎②‎ KOH溶液 SiO2‎ 浓盐酸 ‎③‎ O2‎ N2‎ H2‎ ‎④‎ FeCl3溶液 Cu 浓硝酸 A.①③ B.①④ C.②④ D.②③‎ 答案　B ‎9.(2017课标Ⅱ,26,14分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,还可使用　　　　代替硝酸。 ‎ ‎(2)沉淀A的主要成分是　　　　,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)加氨水过程中加热的目的是　　　　　　　　　　　　　。沉淀B的主要成分为　　　　　、　　　　(写化学式)。 ‎ ‎(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为:MnO‎4‎‎-‎+H++H2C2O4Mn2++CO2+H2O。实验中称取0.400 g水泥样品,滴定时消耗了0.050 0 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为　　　　。 ‎ 答案　(1)将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+　H2O2‎ ‎(2)SiO2(或H2SiO3)　SiO2+4HF SiF4↑+2H2O(或H2SiO3+4HFSiF4↑+3H2O)‎ ‎(3)防止胶体生成,易沉淀分离　Al(OH)3　Fe(OH)3‎ ‎(4)45.0%‎ ‎10.(2017北京理综,26,13分)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:‎ 钛精矿粗TiCl4纯TiCl4‎ 资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质 化合物 SiCl4‎ TiCl4‎ AlCl3‎ FeCl3‎ MgCl2‎ 沸点/℃‎ ‎58‎ ‎136‎ ‎181(升华)‎ ‎316‎ ‎1 412‎ 熔点/℃‎ ‎-69‎ ‎-25‎ ‎193‎ ‎304‎ ‎714‎ 在TiCl4中的溶解性 互溶 ‎——‎ 微溶 难溶 ‎ (1)氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。‎ 已知:TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g)　ΔH1=+175.4 kJ·mol-1‎ ‎2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH2=-220.9 kJ·mol-1‎ ‎①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式: ‎ ‎　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据右图判断:CO2生成CO反应的ΔH　　0(填“>”“<”或“=”),判断依据:　　　　 　　。 ‎ ‎③氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液,则尾气的吸收液依次是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎④氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有　　　　　　　。 ‎ ‎(2)精制过程:粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下:‎ 物质a是　　　,T2应控制在　 。 ‎ 答案　(13分)‎ ‎(1)①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g)‎ ΔH=-45.5 kJ·mol-1‎ ‎②>　随温度升高,CO物质的量增大,说明生成CO的反应是吸热反应 ‎③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液 ‎④MgCl2、AlCl3、FeCl3‎ ‎(2)SiCl4　高于136 ℃,低于181 ℃‎ ‎11.(2014重庆理综,8,15分)月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素,是人类未来的资源宝库。‎ ‎(1)3He是高效核能原料,其原子核内中子数为　　　　。 ‎ ‎(2)Na的原子结构示意图为　　　　,Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备。‎ ‎①MgO的熔点比BaO的熔点　　　　(填“高”或“低”)。 ‎ ‎②月球上某矿石经处理得到的MgO中含有少量SiO2,除去SiO2的离子方程式为　　　　　　　　　　　　;SiO2的晶体类型为　　　　　　　。 ‎ ‎③MgO与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收,则生成的盐为　　　　　　　　　　　　　　　　(写化学式)。 ‎ ‎(4)月壤中含有丰富的3He,从月壤中提炼1 kg 3He,同时可得6 000 kg H2和700 kg N2,若以所得H2和N2为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵　　　　kg。 ‎ 答案　(1)1　(2)　Na+[:O‎··‎‎··‎:O‎··‎‎··‎:]2-Na+‎ ‎(3)①高 ‎②SiO2+2OH- SiO‎3‎‎2-‎+H2O　原子晶体 ‎③NaCl,NaClO,Na2CO3‎ ‎(4)3 950‎ 教师专用题组 ‎12.(2014安徽理综,27,14分)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下:‎ 已知:HCl的沸点是-85.0 ℃,HF的沸点是19.5 ℃。‎ ‎(1)第①步反应中无水HF的作用是　　　　、　　　　。反应设备不能用玻璃材质的原因是　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的　　　　溶液冲洗。 ‎ ‎(2)该流程需在无水条件下进行,第③步反应中PF5极易水解,其产物为两种酸,写出PF5水解的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)第④步分离采用的方法是　　　　　;第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是　　　　　。 ‎ ‎(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品w g,测得Li的物质的量为n mol,则该样品中LiPF6的物质的量为　　　　mol(用含w、n的代数式表示)。 ‎ 答案　(1)反应物　溶剂　SiO2+4HF SiF4↑+2H2O　NaHCO3‎ ‎(2)PF5+4H2O H3PO4+5HF ‎(3)过滤　冷凝 ‎(4)‎w-26n‎126‎ ‎(本题部分小题属于开放试题,合理答案均给分)‎ ‎【三年模拟】‎ 一、选择题(每题6分,共48分)‎ ‎1.(2017天津河西三模,1)下列化学药品的保存方法合理的是(　　)‎ A.金属钾保存在乙醇中 B.常温下浓硫酸可存放在铁质容器中 C.NaOH溶液保存在带玻璃塞的试剂瓶中 D.FeCl3溶液中加入少量还原铁粉存放 答案　B ‎2.(2018天津南开中学高三第五次月考,1)下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是(　　)‎ A.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料 B.水玻璃可用于生产硅胶和木材防火剂 C.盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性 D.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯 答案　D ‎3.(2018天津红桥二模,10)利用下图装置可以进行实验并能达到实验目的的是(　　)‎ 选项 实验目的 X中试剂 Y中试剂 A 用MnO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2‎ 饱和食盐水 浓硫酸 B 用Cu与稀硝酸制取并收集纯净干燥的NO 水 浓硫酸 C 用CaCO3和稀盐酸制取并收集纯净干燥的CO2‎ 饱和NaHCO3溶液 浓硫酸 D 验证电石与饱和食盐水反应生成的气体的性质并收集 CuSO4溶液 酸性KMnO4溶液 答案　C ‎4.(2018天津高三模拟,1)下列说法中正确的有几个(　　)‎ ‎①KMnO4、C2H5OH、H2O2等常见化学物质都可作医用杀菌、消毒剂 ‎②用K2FeO4代替Cl2处理饮用水,有杀菌消毒作用,但与Cl2不同的是不产生有机氯 ‎③面粉中禁止添加CaO2、过氧化苯甲酰等增白剂,CaO2属于碱性氧化物,也属于离子化合物,其阴、阳离子个数比为1∶1‎ ‎④国产大飞机——C919使用的碳纤维是一种新型的无机非金属材料 ‎⑤“浮梁巧烧瓷,颜色比琼玖”,描述的是我国驰名于世的陶瓷,陶瓷是一种硅酸盐产品 ‎⑥“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,该过程属于物理变化⑦使用含钙离子浓度较大的地下水洗衣服,肥皂去污能力减弱 A.4个 B.5个 C.6个 D.7个 答案　C ‎5.(2018天津耀华中学高三第二次月考,16)水溶液X中只可能含有K+、Mg2+、Al3+、AlO‎2‎‎-‎、SiO‎3‎‎2-‎、CO‎3‎‎2-‎、SO‎3‎‎2-‎、SO‎4‎‎2-‎中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下实验:‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A.气体甲一定是纯净物 B.沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物 C.K+、AlO‎2‎‎-‎、SiO‎3‎‎2-‎一定存在于溶液X中 D.CO‎3‎‎2-‎和SO‎4‎‎2-‎一定不存在于溶液X 中 答案　C ‎6.(2018天津六校联考,1)下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是(　　)‎ A.用氢氟酸可以刻蚀玻璃 B.用瓷坩埚熔化各种钠的化合物 C.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料 D.水玻璃可用于生产黏合剂和木材防火剂 答案　B ‎7.(2018天津河西第一学期期末考试,1)化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是(　　)‎ A.用熟石灰可处理废水中的酸 B.用水玻璃可生产黏合剂和防火剂 C.用食盐水可清除炊具上残留的油污 D.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果 答案　C ‎8.(2018天津一中高三下学期第四次月考,4)下列选用的仪器、药品和实验结论正确的是(　　)‎ A B C D 制取乙烯并验证其还原性 加热熔融NaOH固体 获得金属钙装置(熔融CaF2-CaO作电解质),并用钙还原TiO2制备金属钛,制备金属钛前后装置中CaO的总量不变 准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液 答案　C 二、非选择题(共27分)‎ ‎9.(2018天津部分区县一模,7)(14分)KMnO4在生产、生活中用途广泛。工业上,通常以软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚中混合均匀,小火加热至熔融,可得到K2MnO4,再用镍片(不参与反应)作阳极,铁片作阴极,电解K2MnO4溶液即可制备KMnO4。上述过程用流程图表示如下:‎ ‎(1)制备K2MnO4用铁坩埚不用瓷坩埚的原因是　　　　　　　　　　　　　　　,电极室阳离子的迁移方向是　　　　　　　　(填“左侧向右侧迁移”或“右侧向左侧迁移”),阳极室电极反应式为　　　　　　　　　,熔融池中的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)如下流程也可以制备KMnO4,调节pH用CO2不用HCl的原因是　　　　　　　　　　　　　　,当pH为10~11时,停止通入CO2,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(已知,①20 ℃时,溶解度:K2CO3 111 g;KHCO3 33.7 g;KMnO4 6.3 g。②温度高于120 ℃时KMnO4会发生分解反应) ‎ ‎(3)控制烘干温度不能过高的主要原因是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)制得KMnO4的同时会有副产物MnO2生成。副产物MnO2与锂在锂离子有机高聚物中构成原电池。每消耗87 g MnO2转移1 mol e-,则反应后Mn元素的化合价为　　　　　。 ‎ 答案　(1)瓷坩埚含有二氧化硅,能与KOH反应　左侧向右侧迁移　MnO‎4‎‎2-‎-e- MnO‎4‎‎-‎　2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O　(2)Cl-具有还原性,可将 KMnO4和 K2MnO4还原　二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾,碳酸氢钾溶解度不高,会和高锰酸钾一起析出,产品纯度降低　(3)温度过高,KMnO4会受热分解　(4)+3‎ ‎10.(2018天津南开中学10月月考,19)(13分)某冶金厂的矿渣中含有较多的Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2,现欲进行综合利用以提取氧化铝、氧化镁、氧化铁作为工业原料,其设计的工艺流程如下:‎ 已知:‎ ‎①硅酸的酸性比氢氧化铝强。‎ ‎②饱和氯化铵溶液的pH约为5。‎ ‎③氢氧化镁开始沉淀至沉淀完全的pH范围:9.0~12.0。‎ ‎④氢氧化铁开始沉淀至沉淀完全的pH范围:2.7~4.0。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)写出过程Ⅱ中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)过程Ⅲ的名称是　　　　　　　　　;产品乙的俗名是　　　　　。 ‎ ‎(3)过程Ⅴ中所用适量的B是一种常见气体,过程Ⅴ中所发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)用饱和氯化铵溶液能溶解部分残渣甲的原因是　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 ‎ ‎(5)解释工业上不用电解产品甲制备相应金属单质的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑　SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑　(2)溶解,过滤　铁红 ‎(3)2AlO‎2‎‎-‎+3H2O+CO2 2Al(OH)3↓+CO‎3‎‎2-‎　(4)MgO+2NH‎4‎‎+‎+H2O Mg2++2NH3·H2O　(5)MgO熔点高,电解熔融MgO耗能多,成本高