碳族方面试题的解题方法与技巧(共59页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上碳族方面试题的解题方法与技巧 金点子: 碳族元素,作为元素化合物部分的重点内容,在近几年的高考试卷中,巳波及到新型无机非金属材料及锗、锡、铅三种元素的内容。此类试题中的常规题,其解法有过量分析、守恒分析、方程式的合并分析等。此类试题中的信息题,其解法有迁移类比、现象剖析、效用比较等。经典题: 例题1 :(1996年上海高考)某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物跟足量盐酸反应,消耗H+和产生CO2的物质的量之比为6:5, 该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为 ( )A1:1B1:2C1:3D1:4方法:利用假想法。将消耗H+和产生CO2的物质的量之比为6:5 假想成
2、消耗6molH+和产生5molCO2,然后再行分析求算。捷径:设二价金属碳酸盐为RCO3,碳酸氢盐为R(HCO3)2,其物质的量分别为x和y。根据题意有:2x + 2y = 6mol ,x + 2y = 5mol 。解得x = 1mol ,y = 2mol 。混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为1:2,选B。总结:部分考生在解题时,将混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比理解成CO32-和HCO3,而出现错选D选项的较多。例题2 :(1996年全国高考)将1体积选项中的一种气体与10体积O2混和后,依次通过盛有足量浓NaOH溶液的洗气瓶和盛有足量灼热铜屑的管子(假设反应都进行完全,最后得到
3、的尾气可以是 ()ACl2 BCO CCO2 DN2方法:找对气体来源,分析好气体去路。通过剖析来龙去脉求解。捷径:ACl2与O2混合后,通过NaOH,Cl2全部被吸收,再通过热铜屑,O2被全部吸收,最后得不到尾气。BCO与O2混合后,通过NaOH溶液,都不能被吸收,再通过热铜屑,发生反应:2Cu+O22CuO,CuO+COCu+CO2最后得到的尾气是CO2,故C选项为最后得到的尾气。CCO2与O2混合后,通过NaOH溶液,CO2被吸收,再通过热铜屑,O2被全部吸收,最后得不到尾气。DN2与O2混合后,通过NaOH溶液,都没有被吸收,再通过热铜屑,O2被吸收,最后得到尾气N2,所以D选项也为最
4、后得到的尾气。故本题答案为CD。总结:本题的难点是对题意的理解。有学生误认为选项中的某种气体混入氧气后,再按题意依次反应后的尾气仍然是原选项中的气体。这是对题意的片面理解。正确的理解是,尾气可以是原选项,也可以是其他选项。对于这种设问尽管比较少见。但只要认真阅读,题中的设问是可以理解明白的。例题3 :(2000年全国高考)向下列溶液中通入过量CO2,最终出现浑浊的是( )A氢氧化钙饱和溶液 B苯酚钠饱和溶液C醋酸钠饱和溶液 D氯化钙饱和溶液方法:分别分析,逐步淘汰。捷径:分析A选项:把CO2气体通入氢氧化钙饱和溶液,发生反应为Ca(OH)2+CO2(少量)= CaCO3+H2O,CaCO3+C
5、O2(足量)+H2O=Ca(HCO3)2沉淀溶解,最终不能出现浑浊。分析B选项:把CO2气体通入苯酚钠饱和溶液,发生反应为 +H2O+CO2(足量) + NaHCO3,由于苯酚在常温时溶解度小,最终出现苯酚浑浊。分析C、D选项:把CO2气体通入醋酸钠溶液和氯化钙溶液不发生反应(因为较弱的酸不能制取较强的酸)。以此得答案为B。总结:此题中四种溶液均为饱和溶液,部分考生因忽视这一点而出现错误。例题4:(1998年全国高考)已有BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料,曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验,它是锗酸铋的简称。若知:在GBO中,锗处于其最高价态 在GBO中,铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物
6、时所呈的价态相同,在此氯化物中铋具有最外层8电子稳定结构 GBO可看作是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物,且在GBO晶体的化学式中,这两种氧化物所含氧的总质量相同。请填空:(1)锗和铋的元素符号分别是 和 。(2)GBO晶体的化学式是 。(3)GBO晶体中所含铋氧化物的化学式是 。方法:价态分析法。捷径:由条件可知Ge为+4价。因为锗处于元素周期表的第四主族,最高正价为+4价。铋处于第五主族,其正价有+3、+5价。根据条件,铋应为+3价。因为BiCl3中Bi具有最外层8电子稳定结构。由条件可知该化合物可写成mBi2O3nGeO2,由于两种氧化物中含氧的总质量相等,所以mn=23。锗酸
7、铋写成2Bi2O33GeO2,也可写成盐的形式Bi4(GeO4)3,其中锗酸根为4价。以此得答案为:(1)Ge、Bi (2)Bi4Ge3O12或2Bi2O33GeO2或Bi4(GeO4)3 (3)Bi2O3总结:该题解答的关键是对Ge、Bi两元素价态的确定。例题5 :(1995年全国高考)图()中瓶a放入20 mL 6 molL1盐酸,b是未充气的气球,里边放有4 g碳酸钙粉末,将它紧套在瓶a口上,胶管c套在瓶的侧口,并用弹簧夹d夹紧(瓶口与侧口不漏气)。将图()的装置在托盘天平上称量,质量为1g。根据实验现象填写下列空白:(1)把气球b中的碳酸钙粉末小心倒入瓶中,立即产生许多气泡,气球逐渐胀
8、大(图II),反应结束后,再将其称量,质量为2 ,则1与2的关系是 。(2)取25 mL 6 molL1 NaOH溶液,先用滴管取少量NaOH溶液,滴管插入胶管c口(为便于操作,可以适当倾斜瓶a,注意防止漏气),打开d,将溶液挤入瓶中,立即夹紧d,可看到瓶内产生少量白色沉淀,轻轻摇动瓶a,沉淀随即消失。用同样的方法再加入少量NaOH溶液,又产生白色沉淀,轻摇,沉淀又消失,使沉淀消失的反应的化学方程式是 (3)将全部NaOH溶液很快加入瓶中,夹紧d,瓶内产生大量白色沉淀,不再溶解,此时瓶内温度 (填“不变”“降低”或“升高”)(4)继续轻摇瓶a,气球逐渐缩小,直至恢复反应前的下垂状,写出此时发生
9、反应的化学方程式 。方法:对现象与反应进行综合分析。解题时,必须先弄清题中反应的实质,然后再解答。捷径:(1)由题意可知:整个装置气密性完好,当 CaCO3与HCl反应时,产生的气体虽然使气球膨胀,但并没有气体逸出,根据质量守恒定律,反应前质量1与反应后的质量2应该相等。(2)在第一步中,CaCO3与HCl反应,两者的量是已知的,生成多少CO2气体要考虑其量的多少:HCl为0.02 L 6molL10.12 mol,CaCO3为= 0.04 mol。由CaCO32HCl = CaCl2CO2H2O反应可知:盐酸过量 0.04 mol,生成CaCl2和CO2均为 0.04 mol。当加入0.02
10、5 L6 molL10.15 mol NaOH后,先中和剩余的盐酸,过量的0.11 mol NaOH与CaCl2发生反应:CaCl22NaOH = Ca(OH)22NaCl,生成0.04 mol微溶于水的 Ca(OH)2 ,还剩余0.03 mol NaOH。在第三步反应中是0.04 mol CO2跟Ca(OH)2和NaOH混合物的反应,碱过量,故生成碳酸盐而不是酸式碳酸盐。(3)明白了上述反应原理后,该题中的(2)、(3)、(4)问就不难解决了。第(2)问:当从侧口加入少量NaOH时,出现少量白色沉淀,这是因为局部NaOH过量,CaCl22NaOH = Ca(OH)22NaCl,轻摇瓶a时,白
11、色沉淀消失,是溶液中剩余的盐酸将Ca(OH)2溶解了: Ca(OH)22HCl = CaCl2H2O;第(3)问:由于酸碱中和反应是放热的,故瓶内温度升高;第(4)问:由上述解析(2)可知,摇瓶a时,在碱性条件下CO2被吸收,气球逐渐变小,直至恢复反应前的下垂状,方程式为:2NaOHCO2= Na2CO3H2O, Ca(OH)2CO2 = CaCO3H2O。以此得答案为:(1)12 (2)Ca(OH)22HCl = CaCl22H2O (3)升高 (4)2NaOHCO2 = Na2CO3H2O;Ca(OH)2CO2 = CaCO3H2O总结:该题文字量大,涉及化学反应多,内涵丰富,思考容量大,
12、要求考生在较短时间里,通过阅读题干,准确理解题意,迅速捕捉有用的关键信息,通过加工处理,找出解答问题的正确途径。例题6 :(2000年上海高考)某天然碱可看着由CO2和NaOH反应后的产物所组成。称取天然碱样品四份,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30mL,产生CO2体积(标准状况)如下表:盐酸溶液的体积(mL)30303030样品(g)3.324.155.187.47二氧化碳的体积(mL)672840896672(1)由第组数据中的CO2体积与样品质量之比,可以推测用2.49g样品进行同样的实验时,产生CO2 mL(标准状况)。(2)另取3.32g天然碱样品于300加热分解至完全(3
13、00时Na2CO3不分解),产生112mL(标准状况)和水0.45g,计算并确定该天然碱的化学式。(3)已知Na2CO3和HCl(aq)的反应分下列两步进行:Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3NaHCO3+HCl NaCl+CO2+H2O由上表中第组数据可以确定所用的HCl(aq)的浓度为 mol/L。(4)依据上表所列数据以及天然碱的化学式,讨论并确定上述实验中CO2(标准状况)体积V(mL)与样品质量W(g)之间的关系式。方法:充分依靠表中和题中数据,将反应隔离分割后,再综合分析。捷径:(1)3.32672=2.49V(CO2), V(CO2)=504(mL) (2)由题意天然碱
14、样品于300加热能分解可知:天然碱含NaHCO3、Na2CO3 。2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O 2mol 22.4L 18g x 0.112L yx = 0.01 mol y = 0.09 gn(Na2CO3)= 0.01 = 0.02 (mol)n(H2O)= = 0.02 (mol)天然碱组成:2Na2CO3NaHCO32H2O(3)30 mL HCl(aq)中所含HCl物质的量:n(HCl)= 2 + = 0.075 (mol) c(HCl) = = 2.5 (mol/L)(4)样品和30 mL HCl(aq)完全反应生成CO2的样品质量: 332= 4.98(g)样品中
15、Na2CO3和盐酸反应完全生成NaHCO3时(没有CO2放出时),样品的质量为: 332 = 12.45(g)。当0 W 4.98 时,V(CO2)= 3 22400 = 202.4W(mL)。当4.98 W12.45时,盐酸首先和Na2CO3反应生成NaHCO3,剩余的盐酸再和NaHCO3反应放出CO2气体,即V(CO2)=0.075 2 22400 = 1680 134.9W (mL) 当12.45W 时,V(CO2)= 0总结:Na2CO3和HCl(aq)的反应分两步进行,是解答该题的关键。在解题时可先找出完全反应的点,再根据完全反应的点确定范围。金钥匙: 例题1 :把xmol CO2通
16、入含ymol Ca(OH)2的石灰水中,充分反应后,下列叙述不正确的是 ( )A当xy时,生成100xg沉淀 B当xy时,生成100yg沉淀C当yx2y时,生成100(2y-x)g沉淀 D当2yx时,无沉淀生成方法:该题要求在CO2通入石灰水中发生反应:Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3+ H2O, CaCO3 + CO2 +H2O = Ca(HCO3)2 的基础上,运用过量问题进行求解。捷径:如果xy, 则Ca(OH)2过量或恰好完全反应,此时生成的沉淀由CO2决定,质量为100 xg。如果yx2y, 则过量的CO2使部分CaCO3溶解,剩余的沉淀为沉淀总量减去沉淀的溶解量,即100
17、yg100(xy) g = 100(2y-x)g。当2yx时, CO2过量或恰好使生成的沉淀全部溶解,故此时无沉淀生成。叙述不正确的是B。总结:此题要求考生从一个简单的实验,运用过量问题去判断分析。例题2 :纯净的碳酸氢钙试样可在高温下分解,当剩余的固体物质的质量为原试样质量的一半时,碳酸氢钙的分解率是( )A50% B75% C92.7% D100%方法:根据反应方程式:Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2,CaCO3 CaO + CO2,从定性作出判断。捷径:Ca(HCO3)2 的化学式量为162,CaCO3的化学式量为100,当Ca(HCO3)2 完全分解时,其质量为原
18、试样质量的61.7%,而此时剩余的固体质量为原试样质量的一半,说明巳有部分CaCO3发生了分解,以此碳酸氢钙的分解率为100%。总结:若用差量法进行计算,就会选择75%这个选项,要是没有领会题意的实质,随意进行估算的话,则又会错选50%。唯有熟悉反应本质,从方程式分析方可得到正确结果。例题3 :向100 mL0.3 mol / L的Ca(OH)2溶液中通入CO2气体,当得到1g沉淀时,通入CO2的物质的量是:( )A0.015 mol B0.01 mol C0.025 mol D0.05 mol方法:从过量与不过量两方面去进行分析。此题有多种解法。捷径:解法一:CO2通入石灰水中发生如下反应:
19、Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O过量的CO2与生成物CaCO3继续反应:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,使沉淀又溶解,在100ml 0.3mol/L的石灰水中,通入CO2产生CaCO3的克数与CO2的物质的量关系如右图,当产生1g沉淀时,消耗CO2的量在曲线上有CO2的物质的量有两个交点A、B,即为所求。 Ca(OH)2溶液中含Ca(OH)2的物质的量为:(1)CO2不足,生成的沉淀没有溶解CaCO3CO21001 1xx=0.01(mol)故选B(2)CO2过量,生成的沉淀部分溶解,最后剩余1g沉淀。Ca(OH)2)CO2CaCO3沉淀溶解:11 10.030.03
20、0.030.030.01=0.02(mol)CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)20.02 0.02共用CO2:0.03+0.02=0.05(mol)故选D解法二:设通入CO2为xmol,产生Ca(HCO3)2 yml、H2Ozml方程式中各物质的物质的量变化是由系数比决定的由下列关系式0.03Ca(OH)2+xCO2 = 0.01CaCO3 + yCa(HCO3)2 + zH2O根据原子个数守恒得关系式以此得答案为B、D。 总结:凡是两种反应物之间由于量的不同而得不同产物时,此类题的计算皆可采用此种方法,例如P在Cl2中燃烧可得PCl3和PCl5。H2S在O2中燃烧得S和SO2。例题
21、4 :向某二价金属M的氢氧化物的澄清溶液100mL中加入过量的碳酸氢钠溶液生成MCO3沉淀,过滤,将沉淀置于足量盐酸中,在标准状况下收集到4.48L气体。将滤液加水稀释至250mL,取出25.0mL恰好与20.0mL盐酸完全反应并收集到1.12L(标准状况下)气体。(1)若欲计算M的相对原子质量,你认为还必须提供下列哪组数据 (填代号)AM的氢氧化物溶液的浓度(设为2.00molL1)BMCO3沉淀的质量(设为39.4g)C与MCO3反应的盐酸的浓度(设为1.00molL1)D题设条件充足,不需补充数据(2)根据你的选择,求算M相对原子质量和加入的NaHCO3溶液中含NaHCO3的质量。 方法
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