2022年高考化学分类汇编 考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物

2022年高考化学分类汇编 考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物一、选择题1.(xx江苏高考4)下列物质性质与应用对应关系正确的是()A.晶体硅熔点高硬度大,可用于制作半导体材料B.氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂C.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张D.氧化铁能与酸反应,可用于制作红色涂料【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)知道性质决定用途这一重要观念;(2)本题一定要注意是否存在“因果”关系。【解析】选B。硅是原子晶体,熔点高、硬度大,硅可用作半导体材料,但二者没有因果关系,A错误;Al(OH)3具有弱碱性,能中和胃酸(主要成分为HCl),可作胃酸中和剂,B正确;漂白粉中的Ca(ClO)2能与空气中的二氧化碳和水反应生成HClO,HClO见光分解,所以漂白粉在空气中不稳定,但漂白粉一般不用于漂白纸张,C错误;Fe2O3是碱性氧化物,能与酸反应,它可作红色涂料,但二者没有因果关系,D错误。二、非选择题2.(xx广东高考32)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,完成如下防腐示意图,并作相应标注。【解题指南】解答本题时应注意,判断气体时,应运用信息“SiCl4的沸点为57.6,金属氯化物的沸点均高于150”及“80冷凝”。【解析】(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是排除容器内空气,防止空气中的氧气影响杂质的氯化。(2)由SiO2+2CSi+2CO,气体中的碳氧化物主要为CO;气体的成分有SiCl4、AlCl3、FeCl3、MgCl2,根据SiCl4的沸点为57.6,金属氯化物的沸点均高于150,在80冷凝,得气体含SiCl4,得到水玻璃的化学反应方程式为SiCl4+6NaOHNa2SiO3+4NaCl+3H2O。(3)固体中含AlCl3、FeCl3、MgCl2,步骤为搅拌、静置、过滤,目的是除去FeCl3、MgCl2与NaOH生成Fe(OH)3和Mg(OH)2,并生成含NaAlO2的溶液,溶液显碱性,加入乙酸乙酯后水解生成醋酸,故溶液中的阴离子有CH3COO-、Cl-、OH-。(4)由溶液生成沉淀的总反应的离子方程式为Al+CH3COOCH2CH3+2H2OAl(OH)3+CH3COO-+CH3CH2OH,由铝元素守恒,278=7.8(kg)。(5)防腐示意图为答案:(1)排除容器内空气,防止空气中的氧气影响杂质的氯化(2)COSiCl4+6NaOHNa2SiO3+4NaCl+3H2O(3)静置、过滤CH3COO-、Cl-、OH-(4)Al+CH3COOCH2CH3+2H2OAl(OH)3+CH3COO-+CH3CH2OH7.8(5)【误区提醒】电化学防腐包括利用原电池原理防腐和利用电解池原理防腐。利用原电池原理防腐时,被保护的物体作原电池的正极,即与活泼电极组成原电池;利用电解池原理防腐时,被保护的物体作电解池的阴极,不活泼的电极作电解池的阳极。3.(xx新课标全国卷27)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题:(1)铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第周期、第族;PbO2的酸性比CO2的酸性(填“强”或“弱”)。(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为 。(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为 ;PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为,阴极上观察到的现象是;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为,这样做的主要缺点是。(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2nPbO,列式计算x值和mn值。【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)根据同主族性质相似的特点推导不熟悉物质的性质;(2)氧化还原反应方程式的书写应注意利用得失电子守恒配平。【解析】(1)根据题给信息知,铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层,碳位于第2周期,则铅在元素周期表的位置为第6周期、第A族;根据同主族元素性质递变规律判断,PbO2的酸性比CO2的酸性弱。(2)根据题意知,PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体氯气,迁移二氧化锰与浓盐酸的反应知,反应的化学方程式为PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2+2H2O。(3)根据题给信息知,PbO与次氯酸钠溶液反应生成PbO2和氯化钠,反应的离子方程式为PbO+ClO-PbO2+Cl-;根据题给信息知,电解池阳极发生氧化反应,即Pb2+失电子被氧化生成PbO2,电极反应式为Pb2+2H2O-2e-PbO2+4H+,阴极上发生还原反应,电极反应式为Cu2+2e-Cu,观察到的现象是石墨上包上铜镀层;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为Pb2+2e-Pb,这样做的主要缺点是不能有效利用Pb2+。(4)根据题给信息知,PbO2在加热过程发生的反应为PbO2PbOx+()O2,则有()32=2394.0%,x=1.4,根据mPbO2nPbO,=1.4,mn=23。答案:(1)6A弱(2)PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2+2H2O(3)PbO+ClO-PbO2+Cl-Pb2+2H2O-2e-PbO2+4H+石墨上包上铜镀层Pb2+2e-Pb不能有效利用Pb2+(4)根据PbO2PbOx+()O2,有()32=2394.0%,x=1.4,根据mPbO2nPbO,=1.4,mn=23