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2019-2020年高考化學分類匯編 考點13 碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物 一、選擇題 1.(xx江蘇高考4)下列物質(zhì)性質(zhì)與應用對應關系正確的是　(　　) A.晶體硅熔點高硬度大,可用于制作半導體材料 B.氫氧化鋁具有弱堿性,可用于制胃酸中和劑 C.漂白粉在空氣中不穩(wěn)定,可用于漂白紙張 D.氧化鐵能與酸反應,可用于制作紅色涂料 【解題指南】解答本題時應注意以下兩點: (1)知道性質(zhì)決定用途這一重要觀念; (2)本題一定要注意是否存在“因果”關系。 【解析】選B。硅是原子晶體,熔點高、硬度大,硅可用作半導體材料,但二者沒有因果關系,A錯誤;Al(OH)3具有弱堿性,能中和胃酸(主要成分為HCl),可作胃酸中和劑,B正確;漂白粉中的Ca(ClO)2能與空氣中的二氧化碳和水反應生成HClO,HClO見光分解,所以漂白粉在空氣中不穩(wěn)定,但漂白粉一般不用于漂白紙張,C錯誤;Fe2O3是堿性氧化物,能與酸反應,它可作紅色涂料,但二者沒有因果關系,D錯誤。 二、非選擇題 2.(xx廣東高考32)石墨在材料領域有重要應用。某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì),設計的提純與綜合利用工藝如下: (注:SiCl4的沸點為57.6℃,金屬氯化物的沸點均高于150℃) (1) 向反應器中通入Cl2前,需通一段時間N2,主要目的是 　 。 (2)高溫反應后,石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳穆然?。氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為　　　　　　　　　,由氣體Ⅱ中某物質(zhì)得到水玻璃的化學反應方程式為 　。 (3)步驟①為:攪拌、　　　　。所得溶液Ⅳ中的陰離子有　　　　　　　。 (4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的總反應的離子方程式為　 。 100 kg初級石墨最多可獲得Ⅴ的質(zhì)量為　　　　kg。 (5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學防腐,完成如下防腐示意圖,并作相應標注。 【解題指南】解答本題時應注意,判斷氣體Ⅱ時,應運用信息“SiCl4的沸點為57.6℃,金屬氯化物的沸點均高于150℃”及“80℃冷凝”。 【解析】(1)向反應器中通入Cl2前,需通一段時間N2,主要目的是排除容器內(nèi)空氣,防止空氣中的氧氣影響雜質(zhì)的氯化。 (2)由SiO2+2CSi+2CO↑,氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為CO;氣體Ⅰ的成分有SiCl4、AlCl3、FeCl3、MgCl2,根據(jù)SiCl4的沸點為57.6℃,金屬氯化物的沸點均高于150℃,在80℃冷凝,得氣體Ⅱ含SiCl4,得到水玻璃的化學反應方程式為SiCl4+6NaOHNa2SiO3+4NaCl+3H2O。 (3)固體Ⅲ中含AlCl3、FeCl3、MgCl2,步驟①為攪拌、靜置、過濾,目的是除去FeCl3、MgCl2[與NaOH生成Fe(OH)3和Mg(OH)2],并生成含NaAlO2的溶液,溶液Ⅳ顯堿性,加入乙酸乙酯后水解生成醋酸,故溶液Ⅳ中的陰離子有CH3COO-、Cl-、OH-。 (4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的總反應的離子方程式為Al+CH3COOCH2CH3+2H2OAl(OH)3↓+CH3COO-+CH3CH2OH,由鋁元素守恒,278=7.8(kg)。 (5)防腐示意圖為 答案:(1)排除容器內(nèi)空氣,防止空氣中的氧氣影響雜質(zhì)的氯化 (2)CO　SiCl4+6NaOHNa2SiO3+4NaCl+3H2O (3)靜置、過濾　CH3COO-、Cl-、OH- (4)Al+CH3COOCH2CH3+2H2OAl(OH)3↓+CH3COO-+CH3CH2OH　7.8 (5) 【誤區(qū)提醒】電化學防腐包括利用原電池原理防腐和利用電解池原理防腐。利用原電池原理防腐時,被保護的物體作原電池的正極,即與活潑電極組成原電池;利用電解池原理防腐時,被保護的物體作電解池的陰極,不活潑的電極作電解池的陽極。 3.(xx新課標全國卷Ⅱ27)鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設備及X射線防護材料等。回答下列問題: (1)鉛是碳的同族元素,比碳多4個電子層。鉛在元素周期表的位置為第　　　周期、第　　　　族;PbO2的酸性比CO2的酸性　　　　　　(填“強”或“弱”)。 (2)PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體,反應的化學方程式為　 。 (3)PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應制得,反應的離子方程式為　 ; PbO2也可以通過石墨為電極,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應式為　　　　　　　　　　　　,陰極上觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　;若電解液中不加入Cu(NO3)2,陰極發(fā)生的電極反應式為　　　　　　　　　　　　　　　,這樣做的主要缺點是　　　　　　　　　　　　　。 (4)PbO2在加熱過程發(fā)生分解的失重曲線如下圖所示,已知失重曲線上的a點為樣品失重4.0%(即100%)的殘留固體。若a點固體組成表示為PbOx或mPbO2nPbO,列式計算x值和m∶n值　　　　　。 【解題指南】解答本題要注意以下兩點: (1)根據(jù)同主族性質(zhì)相似的特點推導不熟悉物質(zhì)的性質(zhì); (2)氧化還原反應方程式的書寫應注意利用得失電子守恒配平。 【解析】(1)根據(jù)題給信息知,鉛是碳的同族元素,比碳多4個電子層,碳位于第2周期,則鉛在元素周期表的位置為第6周期、第ⅣA族;根據(jù)同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律判斷,PbO2的酸性比CO2的酸性弱。(2)根據(jù)題意知,PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體氯氣,遷移二氧化錳與濃鹽酸的反應知,反應的化學方程式為PbO2+4HCl(濃)PbCl2+Cl2↑+2H2O。(3)根據(jù)題給信息知,PbO與次氯酸鈉溶液反應生成PbO2和氯化鈉,反應的離子方程式為PbO+ClO-PbO2+Cl-;根據(jù)題給信息知,電解池陽極發(fā)生氧化反應,即Pb2+失電子被氧化生成PbO2,電極反應式為Pb2++2H2O-2e-PbO2+4H+,陰極上發(fā)生還原反應,電極反應式為Cu2++2e-Cu,觀察到的現(xiàn)象是石墨上包上銅鍍層;若電解液中不加入Cu(NO3)2,陰極發(fā)生的電極反應式為Pb2++2e-Pb,這樣做的主要缺點是不能有效利用Pb2+。(4)根據(jù)題給信息知,PbO2在加熱過程發(fā)生的反應為PbO2PbOx+()O2↑,則有()32=2394.0%,x=1.4,根據(jù)mPbO2nPbO,=1.4,m∶n=2∶3。 答案:(1)6　ⅣA　弱 (2)PbO2+4HCl(濃)PbCl2+Cl2↑+2H2O (3)PbO+ClO-PbO2+Cl- Pb2++2H2O-2e-PbO2+4H+ 石墨上包上銅鍍層　Pb2++2e-Pb 不能有效利用Pb2+ (4)根據(jù)PbO2PbOx+()O2↑,有()32=2394.0%,x=1.4,根據(jù)mPbO2nPbO,=1.4,m∶n=2∶3