全国通用 高考化学复习 9碳硅及其化合物28
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考法： 1、碳及其重要化合物的性质 2、硅及其重要化合物的性质 3、碳、硅及其重要化合物转化关系
考情： 一、碳、硅及其化合物的考查 是高考中的重点。 二、高考中一般不会考查单一 元素,往往会分散到不同题型中 考查。主要考查非金属元素化 合物与生产、生活的联系及工 业生产的工艺原理,不同价态的 非金属元素化合物之间的相互 转化等。常和化学反应原理、 化学实验等一起考查。
二、硅的化 A.SiO2中含有Al2O3杂质,可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去 B.CO2中含有CO杂质,可以通过盛有灼热CuO的玻璃管 C.CO2中含有HCl杂质,可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶 D.Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质,可以通入足量的CO2,然后过滤
一、碳单质的性质
二、碳的氧化物的性质
化学式 碳的化合价
类别
CO ＋2 不成盐氧化物
主要化 学性质
还原性：CuO ＋ CO 点燃2CO2 Fe2O3＋3CO 高温 3CO2 + 2Fe 可燃性：2CO＋O2 点燃 CO2
制取方法
实验室： H2C2O4 浓硫酸CO↑+CO2↑+H2O
工业上： C＋H2O(g) 高温 CO＋H2
例2、我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程 。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是( ) A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂 C.①→②放出能量并形成了C—C键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
答案：D
综合训练
1、下列有关说法正确的是( )
①二氧化硅可与NaOH溶液反应,因此可用NaOH溶液雕刻玻璃;
②明矾溶于水可水解生成Al(OH)3胶体,因此可以用明矾对自来水进行杀菌消毒; ③可用蒸馏法、电渗析法、离子交换法等对海水进行淡化;
④从海带中提取碘只需用到蒸馏水、H2O2溶液和四氯化碳三种试剂; ⑤地沟油可用来制肥皂、提取甘油或者生产生物柴油; ⑥石英玻璃、Na2O·CaO·6SiO2、淀粉、氨水的物质类别依次为纯净物、氧化物、混 合物、弱电解质。
答案： D 解析： 本题考查能量变化、催化剂催化机理等知识。催化剂只影响化学反应速率, 不会使化学平衡发生移动,故不会提高反应物的平衡转化率,D不正确。
一、硅单质的性质
①与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ②与NaOH溶液反应： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑； ③与F2反应：2F2＋Si===SiF4； ④与O2反应：Si＋O2 △ SiO2； ⑤与Cl2反应：Si＋2Cl2 △ SiCl4。 工业制法： 用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅,反应的化学方程式为 SiO2＋2C 高温 Si＋2CO↑。
答案：D
例1、下列变化,不能通过一步反应直接完成的是( ) A.Al→NaAlO2 B.NaHCO3→Na2CO3 C.SiO2→H2SiO3 D.Fe(OH)2→Fe(OH)3 答案 ：C 解析：Al与NaOH溶液发生反应生成Al ,可一步反应生成,A不选;NaHCO3加热分解为碳 酸钠、二氧化碳和水,可一步反应生成,B不选;SiO2不溶于水,也不与水反应,因此SiO2 先与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠溶液,然后再加入稀硫酸可以得到硅酸,故选 C;Fe(OH)2可与H2O、O2发生化合反应生成Fe(OH)3,D不选。
选项 A
操作及现象 通入CO2,溶液变浑浊
溶液 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
答案： B 解析： A项,SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应;C项,应通过盛有饱和NaHCO3溶 液的洗气瓶;D项,引入了NaHCO3杂质。
例2、下列说法正确的是( ) A.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在 B.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液 于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴即可 C.在粗硅的制取中,2C+SiO2 Si+2CO↑硅被还原,所以硅的非金属性比碳强 D.用SiO2制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后通CO2
CO2 ＋4 酸性氧化物
酸性氧化物的通性： CO2＋Ca(OH)2 ＝CaCO3 +H2O
CO2＋H2O＝H2CO3 氧化性：CO2＋C＝2CO CO2＋2Mg 点燃C+ 2MgO
实验室：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋ 工业上：CCaOCO2↑3 ＋高温 HC2OaO＋CO2↑
例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( )
例2、为解决口益加剧的温室效应等问题,科学家研究建立如图所示的二氧论杂循环体系: 下列说法正确的是( ) ①化学变化中元素种类是守恒的; ②燃烧时化学能可以转化为热能和光能; ③光能可以转化为化学能; ④无机物和有机物可以相互转化; ⑤二氧化碳是一种重要的资源。 A.①②③ B.①②④⑤ C.①④⑤ D.①②③④⑤
澄清石灰水
答案：选B 解析：由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度,Na2CO3＋CO2＋ H2O===2NaHCO3,因而会析出NaHCO3晶体,A项正确；B项,CO2＋Na2SiO3＋ H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓,CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3,H2SiO3与CO2不反应, 浑浊不会消失；C项,CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO,溶液变浑浊后加入 品红溶液,被HClO氧化褪色；D项,首先CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O,继续通 CO2,生成可溶于水的Ca(HCO3)2,再加入足量的NaOH,则：2NaOH＋ Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O,溶液又变浑浊。
考情： 一、碳、硅及其化合物的考查 是高考中的重点。 二、高考中一般不会考查单一 元素,往往会分散到不同题型中 考查。主要考查非金属元素化 合物与生产、生活的联系及工 业生产的工艺原理,不同价态的 非金属元素化合物之间的相互 转化等。常和化学反应原理、 化学实验等一起考查。
二、硅的化 A.SiO2中含有Al2O3杂质,可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去 B.CO2中含有CO杂质,可以通过盛有灼热CuO的玻璃管 C.CO2中含有HCl杂质,可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶 D.Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质,可以通入足量的CO2,然后过滤
一、碳单质的性质
二、碳的氧化物的性质
化学式 碳的化合价
类别
CO ＋2 不成盐氧化物
主要化 学性质
还原性：CuO ＋ CO 点燃2CO2 Fe2O3＋3CO 高温 3CO2 + 2Fe 可燃性：2CO＋O2 点燃 CO2
制取方法
实验室： H2C2O4 浓硫酸CO↑+CO2↑+H2O
工业上： C＋H2O(g) 高温 CO＋H2
例2、我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程 。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是( ) A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂 C.①→②放出能量并形成了C—C键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
答案：D
综合训练
1、下列有关说法正确的是( )
①二氧化硅可与NaOH溶液反应,因此可用NaOH溶液雕刻玻璃;
②明矾溶于水可水解生成Al(OH)3胶体,因此可以用明矾对自来水进行杀菌消毒; ③可用蒸馏法、电渗析法、离子交换法等对海水进行淡化;
④从海带中提取碘只需用到蒸馏水、H2O2溶液和四氯化碳三种试剂; ⑤地沟油可用来制肥皂、提取甘油或者生产生物柴油; ⑥石英玻璃、Na2O·CaO·6SiO2、淀粉、氨水的物质类别依次为纯净物、氧化物、混 合物、弱电解质。
答案： D 解析： 本题考查能量变化、催化剂催化机理等知识。催化剂只影响化学反应速率, 不会使化学平衡发生移动,故不会提高反应物的平衡转化率,D不正确。
一、硅单质的性质
①与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ②与NaOH溶液反应： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑； ③与F2反应：2F2＋Si===SiF4； ④与O2反应：Si＋O2 △ SiO2； ⑤与Cl2反应：Si＋2Cl2 △ SiCl4。 工业制法： 用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅,反应的化学方程式为 SiO2＋2C 高温 Si＋2CO↑。
答案：D
例1、下列变化,不能通过一步反应直接完成的是( ) A.Al→NaAlO2 B.NaHCO3→Na2CO3 C.SiO2→H2SiO3 D.Fe(OH)2→Fe(OH)3 答案 ：C 解析：Al与NaOH溶液发生反应生成Al ,可一步反应生成,A不选;NaHCO3加热分解为碳 酸钠、二氧化碳和水,可一步反应生成,B不选;SiO2不溶于水,也不与水反应,因此SiO2 先与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠溶液,然后再加入稀硫酸可以得到硅酸,故选 C;Fe(OH)2可与H2O、O2发生化合反应生成Fe(OH)3,D不选。
选项 A
操作及现象 通入CO2,溶液变浑浊
溶液 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
答案： B 解析： A项,SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应;C项,应通过盛有饱和NaHCO3溶 液的洗气瓶;D项,引入了NaHCO3杂质。
例2、下列说法正确的是( ) A.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在 B.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液 于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴即可 C.在粗硅的制取中,2C+SiO2 Si+2CO↑硅被还原,所以硅的非金属性比碳强 D.用SiO2制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后通CO2
CO2 ＋4 酸性氧化物
酸性氧化物的通性： CO2＋Ca(OH)2 ＝CaCO3 +H2O
CO2＋H2O＝H2CO3 氧化性：CO2＋C＝2CO CO2＋2Mg 点燃C+ 2MgO
实验室：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋ 工业上：CCaOCO2↑3 ＋高温 HC2OaO＋CO2↑
例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( )
例2、为解决口益加剧的温室效应等问题,科学家研究建立如图所示的二氧论杂循环体系: 下列说法正确的是( ) ①化学变化中元素种类是守恒的; ②燃烧时化学能可以转化为热能和光能; ③光能可以转化为化学能; ④无机物和有机物可以相互转化; ⑤二氧化碳是一种重要的资源。 A.①②③ B.①②④⑤ C.①④⑤ D.①②③④⑤
澄清石灰水
答案：选B 解析：由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度,Na2CO3＋CO2＋ H2O===2NaHCO3,因而会析出NaHCO3晶体,A项正确；B项,CO2＋Na2SiO3＋ H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓,CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3,H2SiO3与CO2不反应, 浑浊不会消失；C项,CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO,溶液变浑浊后加入 品红溶液,被HClO氧化褪色；D项,首先CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O,继续通 CO2,生成可溶于水的Ca(HCO3)2,再加入足量的NaOH,则：2NaOH＋ Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O,溶液又变浑浊。