2022年高三总复习必备专题碳硅及其化合物.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载一、学问点一、碳、硅及其化合物1碳碳在常温下特别稳固,但在高温条件下活动性增强,主要表现为仍原性1 与单质反应2C+O22CO C+OCO2 与某些氧化物反应C+CO2CO C+H 2OgCO+H2C+SiO2Si+2COC+2CuO2Cu+CO 23 与氧化性酸反应C+2H2SO4 浓 CO2 +2SO2 +2H2O C+4HNO 3 浓 CO2 +4NO2 +2H2O 2碳的氧化物1CO 物理性质：无色无味、难溶于水,有剧毒的气体；具有可燃性和仍原性；化学性质：2CO+O 2CO23CO+Fe 2O3 2Fe+3CO2CO+H 2O CO2+H22CO2物理性质：无色无味,能溶于水 化学性质：1 1 的气体；密度比空气大,易液化；氧化性： CO2+C 2CO 酸性氧化物的通性名师归纳总结 CO2+H2OH2CO3第 1 页,共 10 页CO2+CaOH2=CaCO 3 +H2O CO2+H2O+CaCO 3=CaHCO 3 2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2CO2+CaOH2=CaHCO 3 2学习必备欢迎下载CO2+CaO CaCO3碳酸盐1 溶解性正盐中只有碱金属的碳酸盐和铵盐溶于水,全部酸式盐均溶于水；一般酸式盐比相应正盐易溶,但碱金属的碳酸氢盐比正盐溶解度小；2 热稳固性一般规律：可溶性碳酸正盐不溶性碳酸正盐酸式碳酸盐；Na2CO3 CaCO 3NaHCO3 正盐与酸式盐的相互转化4硅1 与单质反应Si+2Cl 2SiCl4 无色液体 Si+O2SiO22 硅的制取：SiO2+2C2Si+2CO 得到粗硅 Si+4HCl 精制： Si+2ClSiCl 4 SiCl 4+2H25二氧化硅1 酸性氧化物的通性SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOH=Na 2SiO3+H2O 2 氧化性SiO2+2C Si+2CO3 和 HF反应： SiO2+4HF=SiF4 +2H2O 6硅酸和硅酸盐名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1 硅酸是不溶于水的白色固体,酸性比碳酸仍弱；设计试验验证硅酸酸性比碳酸仍弱：Na2SiO3+2 HCl= H 2SiO3（胶体） +2 NaCl Na2SiO3+ CO2+H2O= H2SiO3（胶体） + Na 2CO32 硅酸盐硅酸盐种类繁多,结构复杂,是构成地壳岩石的主要成分；常用示它的组成；如黏土：Al2O3·2SiO2 ·2H2O 7硅酸盐工业SiO2和金属氧化物表水泥玻璃陶瓷 黏土原料黏土、 CaCO 3、石膏纯碱、石灰石、石英反应原理复杂反应原理Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2水泥的主要成分：3CaO· SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3一般玻璃的主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO28碳及其化合物转化关系9硅及其化合物转化关系名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载二、典型例题例 1. 工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl 4g+2H 2g=Sis+4HClg; molQ0 某温度、压强下,将肯定量反应物通入密闭容器进行以上反应 此条件下为可逆反应 ,以下表达正确选项（）；A. 反应过程中,如增大压强能提高 SiCl 4 的转化率B. 如反应开头时 SiCl 4 为 1 mol, 就达平稳时,吸取热量为 Q kJ C.反应至 4 min 时,如 HCl 浓度为 0.12 mol/L, 就 H2 的反应速率为 0.03 mol/L . min D.当反应吸取热量为 0.025Q kJ 时,生成的 HCl 通入 100 mL 1 mol/L 的 NaOH溶液恰好反应【解析】此题以制取高纯硅工业生产原理为背景,主要学问内容有可逆反应的概念、反应热和热化学方程式、化学反应速率、化学平稳的移动和有关基本运算,学问掩盖面较大；此题侧重于考查考生能否灵敏、精确地吸取试题所给信息并进行思维转换,对化学平稳等原理和概念懂得的整体性和严密性、思维的敏捷性和应变性有肯定要求；此题题干情形新,虽然设问角度比较常规,仍能较好地考查考生对有关学问的把握程度及观看才能和思维才能；此题为较简单题；审题时要认真、全面,抓住要点,即该反应的可逆性、产物Si 为固态及正反应为气体体积增大的吸热反应等；增大体系压强会使化学平稳向缩小气体体积的方向移动,即该反应向逆向移动,必定会降低 SiCl 4的转化率；从反应的热化学方程式可以看出,1mol SiCl 4 完全参与反应吸取热量为 Q kJ ,但反应是可逆的,1mol SiCl 4 没有全部转化,吸取的热量应小于 Q kJ；HCl 的反应速率为 0.03 mol/ L·min ,化学方程式中 H2与 HCl 的化学计量数之比为 12,H2的反应速率为 0.015 mol/ L·min ；当反应有 4 mol HCl 生成时吸取热量为 Q kJ,现吸取 0.025Q kJ 热量,必定有 0.1mol HCl 生成, 100 mL 1mol/L NaOH 溶液中NaOH 的物质的量为0.1mol ,可与生成的HCl 恰好反应；【答案】 D 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 2将足量学习必备欢迎下载n）和CO2通人 KOH和 Ca（ OH） 2的混合稀溶液中,生成沉淀的物质的量（通入 CO2体积（ y）的关系正确选项A B C D 【解析】 解答此题的关键是把握碳酸正盐和酸式盐的转化关系及条件；起始时反应的离子方程式为： CO22OHCa CaCO 3 H2O,当 Ca 2完全沉淀时,溶液中仍剩余 OH,2再通 CO2,反应的离子方程式为：CO22OH CO3 2H2O,连续通 CO2,反应式为： CO32CO2H2O 2HCO,再通 CO2,反应式为： CaCO 3CO2H2O Ca（HCO 3） 2；反映在图象上即为 D；【答案】 D 【例 3】 向以下物质的浓溶液中缓慢地通入过量CO2 气体,整个过程中无明显现象的是A水玻璃 B 苯酚钠 C 漂白粉 D 饱和碳酸钠 E 氯化钙 答案 ：E；规律总结：此题易出错的地方有三个：CO 2通入氯化钙溶液无明显现象；题干中CO2 是过量的；碳酸氢钠因溶解度小而结晶析出；例 409 年广东理基 ·22以下关于硅单质及其化合物的说法正确选项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ABCD答案： C 三、课时作业1、从石英砂制取并获得高纯硅的主要化学反应如 下： SiO2 2C Si （粗） 2CO Si （粗） 2Cl2 SiCl4 SiCl42H2Si （纯） 4HCl 名师归纳总结 关于上述反应的分析不正确选项（）第 5 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载A、是置换反应,是化合反应 B高温下,焦炭与氢气的仍原性均强于硅C任一反应中,每消耗或生成28 g 硅,均转移4 mol 电子D高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按肯定比例混合可得高纯硅 2、现有以下五个转化,其中不行能通过一步反应实现的是SiO2Na2SiO3CuSO 4CuCl2SiO2H2SiO3CuOCu OH 2 Ca3PO4 2CaH2PO4 2 C D A B 3、以下关于硅单质及其化合物的说法正确选项 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 B； C D4 、. 能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是（）A. 二氧化碳溶于水生成碳酸,二氧化硅不溶于水也不跟水直接反应生成硅酸 B. 在高温条件下,二氧化硅跟碳酸钠反应,生成硅酸钠和二氧化碳 C. 二氧化硅的熔点比二氧化碳高 D. 二氧化碳通入 Na 2SiO 3 的稀溶液中,生成白色胶状沉淀5、将足量 CO2气体通入以下溶液中,始终没有沉淀生成的是（）ACaCl2 溶 液 B 石灰水 C饱和 Na2CO 3 溶 液 D硅酸钠溶液名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载6、晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤为：高温下用碳仍原二氧化硅制得粗硅；粗硅与干燥的 HCl 气体反应制得 SiHCl 3： Si+3HCl SiHCl 3+H 2；SiHCl 3 与过量的氢气在 1000 1100 时反应制得纯硅；已知 SiHCl 3 能与水猛烈反应,且在空气中易自燃；请回答以下问题：（1 ）第步制备粗硅的化学方程式为 _；（2 ）粗硅与 HCl 反应完全后, 经冷凝得到的 SiHCl 3（沸点为 33.0 ）中含有少量的 SiCl 4（沸点 57.6 ）和 HCl （沸点 -84.7 ）,提纯 SiHCl 3 常用的方法为 _；（3 ）用 SiHCl 3 与过量的氢气反应制备纯硅的装置如下图所示（热源及夹持装置略去）；装置 B 中的试剂是 _,装置 C 中的烧瓶需要加热,其目的是 _；反应一段时间后,装置 D 中观看到的现象是 _,装置 D 不能采纳一般玻璃管的缘由是 _,装置 D 中发生反应的化学方程式为 _ _；为保证制备纯硅试验的胜利,操作的关键是检验试验装置的气密性,掌握好反应温度以及_；为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需加入的试剂是_（填写字母代号） ；a. 碘水 b. 氯水 c.NaOH 溶液 d.KSCN 溶液 e.Na 2SO 3 溶液四、课后作业1、以下物质的溶液中,通入过量的CO 2 溶液仍为浑浊的是（） CNa2SiO3 CaOH2CaCl2NaAlO2苯酚钠CaClO2A B D）碳2、在肯定条件下,以下物质不能与二氧化硅反应的是（焦炭纯碱碳酸钙氢氟酸硝酸氢氧化钠酸钙名师归纳总结 A C B 第 7 页,共 10 页 D- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载3、向以下溶液中滴加稀硫酸,生成白色沉淀,连续滴加稀硫酸,沉淀溶解的是 A Na2SiO3 B BaCl2 CFeCl3 DNaAlO24 、以下反应中说明硅具有弱氧化性的是（）；A.2Mg+SiO22MgO+Si B.Si+2F2SiF 4C.Si+4HF=SiF4 +2H2 D.3C+SiO22CO +SiC5 、以下关于二氧化硅的表达正确选项（）A. 二氧化硅是由二氧化硅分子组成的,它的熔点高,硬度大B. 二氧化硅用于制造晶体管、集成电路C. 二氧化硅用于制造石英钟表的压电材料和光导纤维D. 二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸7、A、B、C、D是在中学化学中常见的四种化合物,它们各由两种元素组成,甲、乙是两种单质,这些化合物和单质之间存在下图关系：（ 1）化合物 C中肯定含 填“ 甲元素” 或“ 乙元素” ；（ 2）单质甲的化学式是,化合物 A 的化学式为；（ 3）写出化合物 B和化合物 D在高温下发生化学反应并有化合物 A 产生的化学方程式：；名师归纳总结 17、如下图所示的物质的转化关系中,A是一种固体单质,E是一种白色沉淀；据图填写：第 8 页,共 10 页（1） B 的化学式是 _,目前 B 已被用作 _的主要原料；（2） B 和 a 溶液反应的离子方程式是_ ；（3） A 和 a 溶液反应的化学方程式是_ ；（4） C 和过量盐酸反应的离子方程式是_ ；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载答案： 1、D 2、B 3 、C 4、D 5、A 6、B 7 、D 8 、D 9 、A 10、C 15、（1）SiO 2 +2CSi+2CO（2 ）蒸馏（分馏）（3 ）浓硫酸；使 SiHCl 3 汽化 有固体生成；在高温下一般玻璃会软化； SiHCl 3+H 2 Si+3HCl 排尽装置内的空气 bd【试题分析】（1 ）制备粗硅的化学方程式为 SiO 2+2C Si+2CO ；（2）SiHCl 3、 SiCl4和 HCl是沸点相差较大的三种液体,其分别的方法为蒸馏（或分馏）,在 33.0 接收到的馏分就是SiHCl 3；（3 ）用锌和稀硫酸反应制得的氢气,含杂质水蒸气,又由于 SiHCl 3 能与水发生猛烈反应,所以水蒸气必需事先除去,装置B 中所盛的试剂应为浓硫酸,用于除去氢气中的水蒸气；装置 C 加热的目的是使SiHCl 3 变为蒸气,进入到装置D 中与氢气在高温下反应；在 D 中 SiHCl 3 蒸气与过量的氢气反应制得纯硅,生成 HCl 气体,现象为有固体物质生成；由于装置 D 中的反应是在 1000 1100 的高温下进行,而在高温下一般玻璃会软化,因此需用石英玻璃, 它耐高温；D 中发生的反应为 SiHCl 3+H 2 Si+3HCl；由于 SiHCl 3 易在空气中发生自燃,因此仍必需排尽装置内的空气；如硅中含有铁单质,加稀盐酸溶解之后,硅不溶解,铁单质与盐酸反应变成 Fe 2+ ,检验 Fe 2+ 的存在,可先加入氯水,发生反应：Cl 2+2Fe 2+ =2Fe 3+ +2Cl-,氯水把 Fe 2+ 氧化成 Fe 3+ ,再加入 KSCN 后溶液显血红色,可以检验铁单质的存在名师归纳总结 16、（1） 乙（2） O2；CO2（3）COH2OCO 2H2；第 9 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 17、（1）SiO2光导纤维学习必备欢迎下载（2）SiO2 + 2OH- = SiO3 2- + H2O 名师归纳总结 （3）Si + 2Na2SiO3 + H 2O = Na 2SiO3 + 2H 2（4）SiO3 2- + 2H+ = H 2SiO3第 10 页,共 10 页- - - - - - -