1、专题十四 碳、硅及其化合物,高考化学 (北京市专用),考点 碳、硅及其化合物 A组 自主命题北京卷题组 1.(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 ( ),五年高考,答案 A 瓷器的主要成分是硅酸盐,属于无机物;丝绸的主要成分是蛋白质,属于有机物;茶 叶、中草药的主要成分是有机物。,试题评析 试题除了具备科学性,体现学科特点外,还要与时俱进。,知识归纳 棉花的主要成分是纤维素,蚕丝的主要成分是蛋白质,光导纤维的主要成分是SiO2, 合成纤维是有机高分子化合物。,2.(2017北京理综,26,13分)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti
2、)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,(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) H1=+175.4 kJmol-1 2C(s)+O2(g) 2CO(g) H2=-220.9 kJmol-1 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式: 。 氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据下图判断:CO2生成CO反应的H 0(填“” “”或“=”),判断依据: 。氯化反应的尾气须处
3、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 。 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)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g) H=-45.5 kJmol-1 随温度升高,CO含量增大,说明生成CO的反应是吸热反应 H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液 MgCl2、AlCl3、FeCl3 (2)SiCl4 高于136 ,低于181 ,解析 (1)将已知的两个热化学方程
4、式相加,即可得出答案。观察图像可知,随着温度的升 高,CO的含量增大,说明平衡向生成CO的方向移动,所以生成CO的反应是吸热反应,H0。 在室温下,TiCl4、SiCl4为液态,AlCl3、FeCl3、MgCl2为固态且在TiCl4中微溶或难溶,所以滤渣 中应含有AlCl3、FeCl3、MgCl2;但AlCl3、FeCl3在TiCl4中微溶,故粗TiCl4混合液中仍然会存在 少量的AlCl3、FeCl3。 (2)TiCl4在蒸馏塔二中被蒸出,说明物质a应是一种沸点比TiCl4低的物质,结合题给资料可知a是 SiCl4。T2应控制在136 以上,181 以下,确保TiCl4被蒸出,同时AlCl3
5、等杂质不能被蒸出。,审题方法 认真读题,捕捉到题目中的所有信息,依据相关知识进行分析。,3.(2015北京理综,27,14分)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。 (1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HC 占95%。写出CO2溶于水产生HC 的方程式: 。 (2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式: 。 同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合作用的化学 方程式如下,将其补充完整:+ (CH2O)x+x18O2+xH2O,(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳
6、循环的基础。测量溶 解无机碳,可采用如下方法: 气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚 线框中的装置补充完整并标出所用试剂。滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用x molL-1 HCl溶液滴定,消耗y mL HCl溶 液。海水中溶解无机碳的浓度= molL-1。,(4)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理: 。 用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是 。,答案 (1)CO2+H2O H2CO3、H2CO3 H+HC (2)2HC +Ca2+
7、CaCO3+CO2+H2O xCO2 2x O (3) (4)a室:2H2O-4e- 4H+O2,H+通过阳离子膜进入b室,发生反应:H+HC CO2+ H2O c室的反应:2H2O+2e- 2OH-+H2,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装 置入口海水的pH,解析 (3)向盛有海水的装置中通入N2应长进短出,酸化海水应用难挥发的H2SO4。 由NaHCO3+HCl NaCl+CO2+H2O可以看出,n(NaHCO3)=n(HCl),c(C)= = molL-1。 (4)a室为阳极室,H2O放电生成的H+可通过阳离子膜进入b室与HC 反应产生CO2;c室为阴极 室,H2O放电生成
8、OH-使c室溶液呈碱性,故用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近 装置入口海水的pH后,再将其排回大海。,审题技巧 认真读题,看懂图示,正确分析反应的原理。,思路分析 (4)在电解池中,依据电源的正负极判断出a室为阳极室,水在a室失去电子生成氧气, 同时产生H+;H+通过阳离子膜进入b室与HC 反应生成CO2;c室是阴极室,水在c室得到电子生 成氢气,同时产生OH-。,评析 本题以研究CO2在海洋中的转移和归宿为载体,考查了方程式的书写、物质的分离与 提取、电化学、化学计算等,综合性较强,有难度但不失基础。,4.(2018江苏单科,1,2分)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会
9、引起大气中CO2含量 上升的是 ( ) A.光合作用 B.自然降雨 C.化石燃料的燃烧 D.碳酸盐的沉积,B组 统一命题、省(区、市)卷题组,答案 C 本题考查CO2排放对环境影响的相关知识。A项,光合作用会吸收CO2放出O2;B项, 自然降雨对大气中的CO2含量影响不大;D项,碳酸盐的沉积对大气中的CO2含量影响不大。,知识拓展 植物的光合作用吸收CO2,植物的呼吸作用会释放CO2。,5.(2016课标,7,6分)下列有关燃料的说法错误的是 ( ) A.燃料燃烧产物CO2是温室气体之一 B.化石燃料完全燃烧不会造成大气污染 C.以液化石油气代替燃油可减少大气污染 D.燃料不完全燃烧排放的CO
10、是大气污染物之一,答案 B 化石燃料包括煤、石油、天然气等,完全燃烧也会产生SO2等污染性气体,故B项错 误。,解题关键 化石燃料燃烧可以产生二氧化硫等气体,会污染空气,易形成硫酸型酸雨。,易错警示 化石燃料中不仅含C、H元素,还含有少量的N、S等元素。,6.(2015课标,7,6分)食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。下列说法错误的是 ( ) A.硅胶可用作食品干燥剂 B.P2O5不可用作食品干燥剂 C.六水氯化钙可用作食品干燥剂 D.加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂,答案 C CaCl26H2O为结晶水合物,不能继续吸水,故不可用作食品干燥剂,C项错误;硅胶、 加工后具有
11、吸水性的植物纤维均可用作食品干燥剂,A、D项正确;P2O5吸水生成的磷酸有一定 的毒性,故不可用作食品干燥剂,B项正确。,思路分析 干燥剂能除去潮湿物质中的部分或全部水分,一般具有较强的吸水性。,知识拓展 常用的酸性干燥剂:浓硫酸、P2O5;中性干燥剂:无水氯化钙;碱性干燥剂:碱石灰。,7.(2014课标,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 A项,用活性炭去除冰箱中的异味利用了吸附原理,没有发生化学反应;B项,热碱水 使
12、得油脂发生水解反应而变得易清除;C项,KMnO4能吸收成熟水果释放的乙烯,从而起到保鲜 水果的目的;D项,硅胶起干燥作用,而铁粉是脱氧剂,会与O2发生化学反应。,8.(2014四川理综,1,6分)化学与生活密切相关。下列说法不正确的是 ( ) A.乙烯可作水果的催熟剂 B.硅胶可作袋装食品的干燥剂 C.福尔马林可作食品的保鲜剂 D.氢氧化铝可作胃酸的中和剂,答案 C 福尔马林是甲醛的水溶液,可防腐,有毒,不可用作食品的保鲜剂,C项错误。,9.(2014课标,8,6分)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是 ( ),答案 C 生活中常用热的纯碱溶液洗去油污,其原因不是Na2CO
13、3与油污直接发生反应,而是 纯碱水解使溶液呈碱性,油污在碱性条件下水解生成可溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,A错误; 漂白粉在空气中久置变质,是因为发生了反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO, 2HClO 2HCl+O2,B错误;K2CO3与NH4Cl混合使用,因发生相互促进的水解反应生成NH3而 降低肥效,C正确;FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作的反应原理是2FeCl3+Cu 2FeCl2+ CuCl2,D错误。,10.(2018天津理综,7节选)下图中反应是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl26NH3是优质的 镁资源。回答下列问题:(1)MgCl26NH3
14、所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。 (2)A2B的化学式为 。反应的必备条件是 。上图中可以循环使用 的物质有 。 (3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。,(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出 该反应的化学方程式: 。,答案 (1)r(H+)r(Mg2+)r(N3-)r(Cl-) 第三周期A族 (2)Mg2Si 熔融,电解 NH3,NH4Cl (3)SiC (4)2Mg(OH)2+2SO2+O2 2MgSO4+
15、2H2O,解析 (1)H+只有原子核;N3-、Mg2+有两个电子层,当电子层结构相同时,原子序数越大离子半 径越小;Cl-有三个电子层,故离子半径:r(H+)r(Mg2+)r(N3-)r(Cl-)。Mg(OH)2是离子化合物,其 电子式为 。 (2)由反应产物逆推可知A2B由Mg、Si组成,故化学式为Mg2Si。电解熔融MgCl2可制取Mg, 反应的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2。反应过程中生成的NH3、NH4Cl可以是反 应的反应物,故二者可以循环使用。 (3)依据原子守恒可知SiH4与CH4反应生成H2和SiC,SiC俗称金刚砂,是一种固体耐磨材料。 (4)SO2转化为MgS
16、O4,反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O2 2MgSO4+2H2O。,11.(2017课标,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
17、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:Mn +H+H2C2O4 Mn2+CO2+H2O。实验中称取0.400 g水泥样品,滴定时,消耗了0.050 0 molL-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+4HF SiF4+3H2O) (3)防止胶体生成,易沉淀分离 Al(OH)3 Fe(OH)3 (4)45.0%,解析 (1)水泥样品中可能含有Fe2+,酸溶时加入几滴硝酸可将Fe2
18、+氧化为Fe3+;将Fe2+氧化为Fe3+ 的氧化剂还可以选择H2O2,该氧化剂的还原产物为H2O,不会引入其他杂质。 (2)SiO2不溶于盐酸、硝酸等强酸,但可溶于氢氟酸。 (3)Fe3+、Al3+在沉淀的过程中容易形成胶体而无法沉淀分离,采取加热的方法可加速微粒凝聚 形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,从而易于分离;pH为45时Al3+、Fe3+可完全沉淀,而Mg2+、Ca2+不 沉淀,故沉淀B的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3。 (4)配平方程式可得对应关系式: 2KMnO45H2C2O45CaC2O45Ca2+ 2 mol 540 g 0.050 036.0010-3 mo
19、l m(Ca2+) m(Ca2+)=0.180 g 故(Ca2+)= 100%=45.0%。,12.(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,C组 教师专用题组,答案 A 煤炭燃烧供热时会产生CO2。,13.(2014广东理综,32,16分)石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3 (5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯与综合利用工艺如下:(注:SiCl4的沸点为57.6 ,金
20、属氯化物的沸点均高于150 ) (1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是 。,(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,气体中的碳氧化物主要为 。由气体中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为 。 (3)步骤为:搅拌、 。所得溶液中的阴离子有 。 (4)由溶液生成沉淀的总反应的离子方程式为 。100 kg 初级石墨最多可获得的质量为 kg。 (5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成下图防腐示意图,并作相应标注。,答案 (1)排出空气,减少C的损失 (2)CO SiCl4+6NaOH Na2SiO3+4NaCl+3H2O (3)过滤 Al (或Al(OH)4-
21、)、Cl-、OH- (4)Al +CH3COOCH2CH3+2H2O CH3COO-+CH3CH2OH+Al(OH)3或Al(OH)4-+ CH3COOCH2CH3 CH3COO-+CH3CH2OH+Al(OH)3 7.8 (5),解析 (1)因为高温条件下,C和O2能发生反应,所以需排出空气,防止干扰实验。 (2)2C+SiO2 Si+2CO,所以气体中的碳氧化物主要为CO;水玻璃为Na2SiO3的水溶液,则 气体及气体中含Si元素的成分只能是SiCl4,因此可得SiCl4+6NaOH Na2SiO3+4NaCl+ 3H2O。 (3)固体中主要成分为AlCl3、FeCl3、MgCl2,加过量
22、NaOH后生成NaAlO2、NaCl、Fe(OH)3、 Mg(OH)2,Fe(OH)3、Mg(OH)2皆难溶,所以必须过滤才能得到溶液;溶液中的阴离子有OH-、 Al 、Cl-。 (4)溶液中含Na+、OH-、Al 、Cl-,加入乙酸乙酯,加热后,能生成沉淀的只能是Al ;反应条 件是加热不是灼烧,所以沉淀应为Al(OH)3而不是Al2O3,离子方程式为Al +2H2O Al(OH)3 +OH-。初级石墨中含Al2O3 5.1%,依据铝原子守恒可知100 kg初级石墨最多可获得沉淀的 质量为 278 gmol-1=7.8 kg。 (5)用石墨作电极防止铜件的电化学腐蚀,应采用外加电流的阴极保护
23、法,铜件作阴极,石墨作 阳极。,14.(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)第步分离采用的方法是 ;第步分离尾气中HF、H
24、Cl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) (本题部分小题属于开放试题,合理答案均给分),解析 (1)由流程知,LiF是固体,无水HF是液体,二者混合得LiHF2饱和溶液,所以HF的作用是: 一为反应物,二为溶剂;玻璃中有SiO2,而HF能与SiO2反应,化学方程式为SiO2+4HF SiF4+ 2H2O;因为无
25、水HF有腐蚀性和毒性且HF水溶液显酸性,所以HF沾到皮肤上,可用2%呈弱碱性 的NaHCO3溶液冲洗。 (2)PF5极易水解,产物为两种酸,分析PF5和H2O的元素组成知,产物为HF和H3PO4,所以反应的化 学方程式为:PF5+4H2O H3PO4+5HF。 (3)第步是把LiPF6(s)和HF(l)分离,所以采用的方法是过滤;HCl和HF的沸点相差较大,二者都 是气体,所以可以采用冷凝的方法分离。 (4)设LiPF6的物质的量为a mol,LiF的物质的量为b mol,则有 ,解得:a=。,15.(2013课标,27,15分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极 材
26、料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6 C+xLi+xe- LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未 给出)。回答下列问题: (1)LiCoO2中,Co元素的化合价为 。 (2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 。,(3)“酸浸”一般在80 下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 ;可用盐酸代替H2SO4 和H2O2的混合液,但缺点是 。 (4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 。 (5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式 。 (6)
27、上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是 。在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有 (填化学式)。,答案 (1)+3 (2)2Al+2OH-+6H2O 2Al(OH +3H2 (3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O、2H2O2 2H2O+O2 有氯气 生成,污染较大 (4)CoSO4+2NH4HCO3 CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2 (5)Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+6C (6)Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4,解析 (1)LiC
28、oO2中,Li为+1价,O为-2价,根据化合价代数和为零可计算出Co的化合价为+3价。 (2)“正极碱浸”时,其中的铝箔可与NaOH溶液反应,离子方程式为2Al+2OH-+6H2O 2Al(OH +3H2或2Al+2OH-+2H2O 2Al +3H2。(3)从工艺流程图知,“酸浸”后LiCoO2 中+3价的Co转化为CoSO4,化合价降低,可推知H2O2中氧元素化合价升高,转化为O2,故可写出 反应的化学方程式为2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O;H2O2不稳定,会 发生分解反应:2H2O2 2H2O+O2。LiCoO2能将H2O2氧化生成O2,
29、说明LiCoO2的氧化性比 H2O2强,故用盐酸代替混合液时,LiCoO2会将HCl中-1价的氯氧化生成Cl2,污染空气。(4)观察工艺 流程图可写出“沉钴”过程中反应的化学方程式:CoSO4+2NH4HCO3 CoCO3+(NH4)2SO4 +CO2+H2O。(5)依题意可写出充电时,电池正极的电极反应式为LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+ xLi+,与题给负极反应式相加即得充电时总反应:LiCoO2+6C LixC6+Li1-xCoO2,其逆反应就是 电池放电的总反应。(6)电池放电时,Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动生成正极材料 LiCoO2,故“放电处理”有利于锂在正极
30、的回收;观察整个回收工艺流程图,可知可回收到的金 属化合物有Al(OH)3、CoCO3和Li2SO4。,A组 20162018年高考模拟基础题组,三年模拟,考点 碳、硅及其化合物 1.(2018北京朝阳一模,6)吉州窑黑釉木叶纹盏是中华名瓷,传统制作过程如下。其中以化学反 应为主的是 ( ),答案 D 踩泥、拉坯、上釉均为物理变化,烧制过程以化学反应为主。,2.(2018北京海淀一模,6)平昌冬奥会“北京8分钟”主创团队用石墨烯制作了-20 能发热4 h 的智能服饰;用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35 m、重量仅为10 kg的熊猫木偶,向世界展现 了新时代的中国形象。下列说法中不正确的是 (
31、 )A.石墨烯是能导热的金属材料 B.铝合金是密度较低的金属材料 C.碳纤维是耐低温的无机非金属材料,D.新型材料种类多、用途广,答案 A 石墨烯属于新型无机非金属材料。,3.(2018北京丰台期末,3)下列变化中,发生氧化还原反应的是 ( ) A.用晶体Si制作半导体 B.煅烧石灰石制备生石灰 C.用Na2O2作呼吸面具供氧剂 D.用可溶性铝盐处理水中悬浮物,答案 C A项,用晶体Si制作半导体,没有生成新物质,不是化学变化;B项,煅烧石灰石制备生 石灰,没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应;C项,用Na2O2作呼吸面具供氧剂,-1价的氧元 素部分升高为0价,部分降低为-2价,属于氧化还原
32、反应;D项,用可溶性铝盐处理水中悬浮物,利 用的是铝离子水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性,没有元素化合价变化,不属于氧化还原反 应。,4.(2018北京密云阶段测试,5)下列关于硅及其化合物的说法不正确的是 ( ) A.水玻璃可用作木材防火剂 B.硅是制造光导纤维的材料 C.硅是制造太阳能电池的常用材料 D.硅是构成一些岩石和矿物的基本元素,答案 B B项,二氧化硅是制造光导纤维的材料。,5.(2018北京海淀期中,3)下列关于硅及其化合物的说法不正确的是 ( ) A.高纯硅具有良好的半导体性能,可制成硅芯片、光电池、光导纤维等 B.二氧化硅能与氢氟酸反应,可用氢氟酸刻蚀玻璃 C.向硅酸钠溶液中
33、滴加稀盐酸有不溶物生成,实验室可用该方法制备硅酸 D.“硅胶”由硅酸凝胶经干燥、脱水制得,常用作食品、药品等的干燥剂,答案 A A项,制备硅芯片和光电池的主要原料为高纯硅,光导纤维的主要成分是二氧化 硅。,6.(2017北京东城期末,1)材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。下列物品所用材料的 主要成分是有机高分子化合物的是 ( ),答案 D A项,青铜器是合金,属于金属材料;B项,瓷器是陶瓷,属于硅酸盐材料;C项,钢化玻璃 是复合材料;D项,涤纶属于有机高分子化合物。,7.(2016北京海淀二模,7)海洋中的珊瑚虫经如下反应形成石灰石外壳,进而形成珊瑚:Ca2+2HC CaCO3+H2O+
34、CO2。与珊瑚虫共生的藻类会消耗海洋中的CO2。气候变暖、温室效应 的加剧干扰了珊瑚虫的生长,甚至致其死亡。下列说法不合理的是 ( )A.共生藻类消耗CO2,有利于珊瑚的形成 B.海洋中CO2浓度升高,抑制了珊瑚的形成 C.温度升高会增大CO2在海水中的溶解度,抑制了珊瑚的形成 D.将CO2转化为甲醇等化工原料,有助于缓解温室效应,答案 C 温度升高,气体溶解度减小,海洋中二氧化碳减少,平衡Ca2+2HC CaCO3+ H2O+CO2正向移动,有利于形成珊瑚。,8.(2017北京朝阳一模,26)我国每年产生的废旧铅蓄电池约330万吨。从含铅废料(PbSO4、 PbO2、PbO等)中回收铅,实现
35、铅的再生,意义重大。一种回收铅的工艺流程如下:(1)铅蓄电池放电时,PbO2作 极。 (2)过程,已知:PbSO4、PbCO3的溶解度(20 )曲线见图1;Na2SO4、Na2CO3的溶解度曲线见图 2。,根据图1写出过程的离子方程式: 。 生产过程中的温度应保持在40 。若温度降低,PbSO4的转化速率下降。根据图2,解释原 因: .温度降低,反应速率降低; . (请你提出一种合理 解释)。 若生产过程中温度低于40 ,所得固体中含有较多Na2SO4杂质,原因是 。 (3)过程,发生反应2PbO2+H2C2O4 2PbO+H2O2+2CO2。实验中检测到有大量O2放出,推 测PbO2氧化了H
36、2O2,通过实验证实了这一推测。实验方案是 。(已 知:PbO2为棕黑色固体;PbO为橙黄色固体) (4)过程,将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液。电解 Na2PbCl4溶液,生成Pb,如图3。,图3 阴极的电极反应式是 。 电解一段时间后,Na2PbCl4浓度极大下降,为了恢复其浓度且实现物质的循环利用,阴极区采 取的方法是 。,答案 (1)正 (2)PbSO4(s)+C (aq) PbCO3(s)+S (aq) 温度降低,Na2CO3溶解度降低,使溶液中c(C )降低,反应速率降低 温度低于40 时,温度降低,平衡“Na2SO4(s) 2Na+(
37、aq)+S (aq)”逆向移动,产生较多 Na2SO4固体杂质 (3)取少量PbO2于试管中,向其中滴加H2O2溶液,产生可使带火星木条复燃的气体,同时棕黑色 固体变为橙黄色,证实推测正确 (4)PbC +2e- Pb+4Cl- 向阴极区电解液中加入适量的PbO粗品,解析 (1)铅蓄电池放电时,PbO2得电子,作正极; (2)由图1可知,PbCO3比PbSO4更难溶,所以PbSO4 可转化为PbCO3; 温度降低时,Na2CO3的溶解度减小,则溶液中c(C )降低,所以反应速率降低; 由图2可知,温度低于40 时,Na2SO4的溶解度较小,所以所得固体中会含有较多Na2SO4杂质; (4)由题
38、目信息可知,阴极上PbC 放电生成Pb,电极反应式为PbC +2e- Pb+4Cl-; 电解一段时间后,阴极区电解液中含有HCl和NaCl,要恢复PbC 的浓度,向阴极区电解液中 加入适量PbO粗品即可。,1.(2018北京丰台一模,6)化学与人类社会的生产、生活有着密切联系。下列叙述中不正确的 是 ( ),B组 20162018年高考模拟综合题组 时间:30分钟 分值:65分,一、选择题(每题5分,共10分),答案 B A项,氧化铁为红色,俗称铁红,难溶于水,常用作红色油漆和涂料;B项,钙钛矿太阳能 电池可把太阳能转化为电能;C项,SiO2超分子纳米管属于无机非金属材料;D项,石墨烯发热服
39、有电热转化性能。,易错警示 太阳能电池能把太阳能直接转化为电能,原电池是把化学能转化为电能的装置。,2.(2018北京海淀零模,7)下列反应中,CO2作氧化剂的是 ( ) A.CO2被过氧化钠固体吸收,有氧气生成 B.镁条在CO2中燃烧,有黑色固体生成 C.将足量CO2通入氨水中,有碳酸氢铵生成 D.将CO2通入苯酚钠溶液中,有白色浑浊物生成,答案 B A项,CO2被过氧化钠固体吸收,反应中CO2既不是氧化剂又不是还原剂;B项,镁条在 CO2中燃烧生成碳和氧化镁,其中CO2是氧化剂,镁是还原剂;C项,将足量CO2通入氨水中,生成 碳酸氢铵,没有发生氧化还原反应;D项,将CO2通入苯酚钠溶液中,
40、有白色浑浊物苯酚生成,没有 发生氧化还原反应。,思路分析 写出各个反应的化学方程式,标出变价元素的化合价,按照氧化还原反应的基本概 念判断。,3.(2018北京东城一模,27)(13分)氢气作为清洁能源有着广阔的应用前景,含硫天然气制备氢气 的流程如下。 请回答下列问题: .转化脱硫:将天然气压入吸收塔,30 时,在T.F菌作用下,酸性环境中脱硫过程示意图如 下。(1)过程中H2S发生了 (选填“氧化”或“还原”)反应。,二、非选择题(共55分),(2)过程的离子方程式是 。 (3)已知:Fe3+在pH=1.9时开始沉淀,pH=3.2时沉淀完全。 30 时,在T.F菌作用下,不同pH的FeSO
41、4溶液中Fe2+的氧化速率如下表。,请结合以上信息,判断工业脱硫应选择的最佳pH范围,并说明原因: 。 .蒸气转化:在催化剂的作用下,水蒸气将CH4氧化。结合下图回答问题。,(4)该过程的热化学方程式是 。 比较压强p1和p2的大小关系:p1 p2(选填“”“”或“=”)。 .CO变换:500 时,CO进一步与水反应生成CO2和H2。 .H2提纯:将CO2和H2分离得到H2的过程示意图如下:,(5)吸收池中发生反应的离子方程式是 。 结合电极反应式,简述K2CO3溶液的再生原理: 。,答案 (1)氧化 (2)4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O (3)1.5pH (5)CO2+H2O+C
42、 2HC 阴极反应:2H2O+2e- H2+2OH-,OH-+HC C +H2O,使K2CO3溶液得以再生,解析 (1)由图示可知,过程中H2S转化为S,S元素的化合价升高,H2S发生了氧化反应。 (2)由图示可知,过程是FeSO4和氧气反应生成Fe2(SO4)3,注意此脱硫过程在酸性环境中进行, 故过程的离子方程式是4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O。 (3)由已知信息可知,Fe3+在pH=1.9时开始沉淀,会导致Fe3+浓度降低,则Fe2+浓度也会降低,Fe2+ 氧化速率降低,故pH应该小于1.9;由已知信息中的数据可知,pHp2。 (5)由流程图可知吸收池中用K2CO3溶液吸收C
43、O2,则吸收池中发生反应的离子方程式为C +CO2+H2O 2HC 。 惰性电极电解池中的电解质溶液是KHCO3溶液,阴极反应为2H2O+2e- H2+2OH-,阴极 附近c(OH-)增大,OH-和HC 反应生成C ,离子方程式为OH-+HC C +H2O,K+向阴 极迁移,使K2CO3溶液得以再生。,思路分析 (2)认真分析反应过程示意图,找出反应物和生成物,写出离子方程式。 (3)仔细阅读已知信息,筛选有用信息,结合所学知识分析推理。 (4)观察图像,结合平衡移动原理作出判断。,4.(2017北京朝阳期中,17)(13分)硅材料是微电子工业和太阳能发电的基础材料,以二氧化硅为 原料制备纯硅
44、的方法主要有热还原法和熔盐电解法等。 (1)非金属热还原法:工业上以石英砂(含SiO2)、焦炭为原料,高温熔炼制得工业硅。流程如下: 石英砂 粗硅 SiCl4 纯硅 卤素(X2)都能与Si反应生成SiX4 ,从原子结构角度解释原因: 。 中事实不能作为“碳的非金属性比硅强”的证据,理由是 。 (2)金属热还原法:实验室中可将金属镁与足量二氧化硅的微细粉末混合加热而制得硅。流程 如下: SiO2 粗硅 纯硅 中发生反应的化学方程式是 。 已知:.Si在常温下很难被氢氟酸腐蚀。 .MgF2(氟化镁)难溶于水和氢氟酸。 请设计中分离提纯的实验:,(按上图形式呈现)。 (3)熔盐电解法:采用CaCl2
45、为熔盐体系,由SiO2直接电解制得纯硅。装置图如下:判断N为电源正极的理由是 。 制得硅的电极反应式为 。,答案 (1)硅原子最外层有4个e-,卤素原子最外层有7个e- 该反应中C表现还原性(其他答 案合理给分) (2)SiO2+2Mg 2MgO+Si (3)石墨电极上O2-失电子生成O2 SiO2+4e- Si+2O2-,解析 (1)卤素原子最外层有7个e-,硅原子最外层有4个e-,故每个Si原子可以和4个X原子形 成共价键;比较元素的非金属性可以利用其单质的氧化性,而在反应中C表现还原性。 (2)由转化关系可知Mg与SiO2的反应为置换反应;所得的粗硅中含有Si、SiO2、MgO,可以 先
46、利用盐酸除去MgO,再在常温下加入氢氟酸除去SiO2,从而得到纯硅。 (3)O2-在石墨电极上失电子生成O2,则石墨电极为阳极,故N为电源的正极;阴极上SiO2 得 到电子生成单质Si,电极反应式为SiO2+4e- Si+2O2-。,审题技巧 注意题目要求,如“从原子结构角度解释”等。,解题关键 明确Si、SiO2、MgO的性质差异,选用合适的试剂分离提纯是解题的关键。,5.(2017北京西城二模,26)(14分)MnSO4在工业中有重要应用。用软锰矿浆(主要成分为MnO2 和水,含有Fe2O3、FeO、Al2O3和少量PbO等杂质)浸出制备MnSO4,其过程如下: .向软锰矿浆中通入SO2,
47、锰、铁、铝、铅元素以离子形式浸出,测得浸出液的pH2。 .向浸出液中加MnO2,充分反应后,加入石灰乳,调溶液pH=4.7。 .再加入阳离子吸附剂,静置后过滤。 .滤液蒸发浓缩,冷却结晶,获得MnSO4晶体。 【资料】部分阳离子形成氢氧化物沉淀的pH,(1)中向软锰矿浆中通入SO2生成MnSO4,该反应的化学方程式是 。 (2)中加入MnO2的主要目的是 ;调溶液 pH=4.7,生成的沉淀中主要含有 和少量CaSO4。 (3)中加入阳离子吸附剂,主要除去的离子是 。 (4)用惰性电极电解MnSO4溶液,可以制得高活性MnO2。 电解MnSO4溶液的离子方程式是 。 高活性MnO2可用于催化降解甲醛,有关微粒的变化如下图所示,其中X是 ,总 反应的化学方程式是 。,
