北京市2019版高考化学 专题十四 碳、硅及其化合物课件.ppt

专题十四碳 硅及其化合物 高考化学 北京市专用 考点碳 硅及其化合物A组自主命题 北京卷题组1 2017北京理综 6 6分 古丝绸之路贸易中的下列商品 主要成分属于无机物的是 五年高考 答案A瓷器的主要成分是硅酸盐 属于无机物 丝绸的主要成分是蛋白质 属于有机物 茶叶 中草药的主要成分是有机物 试题评析试题除了具备科学性 体现学科特点外 还要与时俱进 知识归纳棉花的主要成分是纤维素 蚕丝的主要成分是蛋白质 光导纤维的主要成分是SiO2 合成纤维是有机高分子化合物 2 2017北京理综 26 13分 TiCl4是由钛精矿 主要成分为TiO2 制备钛 Ti 的重要中间产物 制备纯TiCl4的流程示意图如下 钛精矿粗TiCl4纯TiCl4资料 TiCl4及所含杂质氯化物的性质 1 氯化过程 TiO2与Cl2难以直接反应 加碳生成CO和CO2可使反应得以进行 已知 TiO2 s 2Cl2 g TiCl4 g O2 g H1 175 4kJ mol 12C s O2 g 2CO g H2 220 9kJ mol 1 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4 g 和CO g 的热化学方程式 氯化过程中CO和CO2可以相互转化 根据下图判断 CO2生成CO反应的 H0 填 或 判断依据 氯化反应的尾气须处理后排放 尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸 FeCl3溶液 则尾气的 吸收液依次是 氯化产物冷却至室温 经过滤得到粗TiCl4混合液 则滤渣中含有 2 精制过程 粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4 示意图如下 物质a是 T2应控制在 答案 13分 1 TiO2 s 2Cl2 g 2C s TiCl4 g 2CO g H 45 5kJ mol 1 随温度升高 CO含量增大 说明生成CO的反应是吸热反应 H2O FeCl2溶液 NaOH溶液 MgCl2 AlCl3 FeCl3 2 SiCl4高于136 低于181 解析 1 将已知的两个热化学方程式相加 即可得出答案 观察图像可知 随着温度的升高 CO的含量增大 说明平衡向生成CO的方向移动 所以生成CO的反应是吸热反应 H 0 在室温下 TiCl4 SiCl4为液态 AlCl3 FeCl3 MgCl2为固态且在TiCl4中微溶或难溶 所以滤渣中应含有AlCl3 FeCl3 MgCl2 但AlCl3 FeCl3在TiCl4中微溶 故粗TiCl4混合液中仍然会存在少量的AlCl3 FeCl3 2 TiCl4在蒸馏塔二中被蒸出 说明物质a应是一种沸点比TiCl4低的物质 结合题给资料可知a是SiCl4 T2应控制在136 以上 181 以下 确保TiCl4被蒸出 同时AlCl3等杂质不能被蒸出 审题方法认真读题 捕捉到题目中的所有信息 依据相关知识进行分析 3 2015北京理综 27 14分 研究CO2在海洋中的转移和归宿 是当今海洋科学研究的前沿领域 1 溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在 其中HC占95 写出CO2溶于水产生HC的方程式 2 在海洋碳循环中 通过如图所示的途径固碳 写出钙化作用的离子方程式 同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O 用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下 将其补充完整 CH2O x x18O2 xH2O 3 海水中溶解无机碳占海水总碳的95 以上 其准确测量是研究海洋碳循环的基础 测量溶解无机碳 可采用如下方法 气提 吸收CO2 用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收 装置示意图如下 将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂 滴定 将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3 再用xmol L 1HCl溶液滴定 消耗ymLHCl溶液 海水中溶解无机碳的浓度 mol L 1 4 利用下图所示装置从海水中提取CO2 有利于减少环境温室气体含量 结合方程式简述提取CO2的原理 用该装置产生的物质处理b室排出的海水 合格后排回大海 处理至合格的方法是 答案 1 CO2 H2OH2CO3 H2CO3H HC 2 2HC Ca2 CaCO3 CO2 H2O xCO22xO 3 4 a室 2H2O 4e 4H O2 H 通过阳离子膜进入b室 发生反应 H HCCO2 H2O c室的反应 2H2O 2e 2OH H2 用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH 解析 3 向盛有海水的装置中通入N2应长进短出 酸化海水应用难挥发的H2SO4 由NaHCO3 HClNaCl CO2 H2O可以看出 n NaHCO3 n HCl c C mol L 1 4 a室为阳极室 H2O放电生成的H 可通过阳离子膜进入b室与HC反应产生CO2 c室为阴极室 H2O放电生成OH 使c室溶液呈碱性 故用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH后 再将其排回大海 审题技巧认真读题 看懂图示 正确分析反应的原理 思路分析 4 在电解池中 依据电源的正负极判断出a室为阳极室 水在a室失去电子生成氧气 同时产生H H 通过阳离子膜进入b室与HC反应生成CO2 c室是阴极室 水在c室得到电子生成氢气 同时产生OH 评析本题以研究CO2在海洋中的转移和归宿为载体 考查了方程式的书写 物质的分离与提取 电化学 化学计算等 综合性较强 有难度但不失基础 4 2018江苏单科 1 2分 CO2是自然界碳循环中的重要物质 下列过程会引起大气中CO2含量上升的是 A 光合作用B 自然降雨C 化石燃料的燃烧D 碳酸盐的沉积 B组统一命题 省 区 市 卷题组 答案C本题考查CO2排放对环境影响的相关知识 A项 光合作用会吸收CO2放出O2 B项 自然降雨对大气中的CO2含量影响不大 D项 碳酸盐的沉积对大气中的CO2含量影响不大 知识拓展植物的光合作用吸收CO2 植物的呼吸作用会释放CO2 5 2016课标 7 6分 下列有关燃料的说法错误的是 A 燃料燃烧产物CO2是温室气体之一B 化石燃料完全燃烧不会造成大气污染C 以液化石油气代替燃油可减少大气污染D 燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一 答案B化石燃料包括煤 石油 天然气等 完全燃烧也会产生SO2等污染性气体 故B项错误 解题关键化石燃料燃烧可以产生二氧化硫等气体 会污染空气 易形成硫酸型酸雨 易错警示化石燃料中不仅含C H元素 还含有少量的N S等元素 6 2015课标 7 6分 食品干燥剂应无毒 无味 无腐蚀性及环境友好 下列说法错误的是 A 硅胶可用作食品干燥剂B P2O5不可用作食品干燥剂C 六水氯化钙可用作食品干燥剂D 加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂 答案CCaCl2 6H2O为结晶水合物 不能继续吸水 故不可用作食品干燥剂 C项错误 硅胶 加工后具有吸水性的植物纤维均可用作食品干燥剂 A D项正确 P2O5吸水生成的磷酸有一定的毒性 故不可用作食品干燥剂 B项正确 思路分析干燥剂能除去潮湿物质中的部分或全部水分 一般具有较强的吸水性 知识拓展常用的酸性干燥剂 浓硫酸 P2O5 中性干燥剂 无水氯化钙 碱性干燥剂 碱石灰 7 2014课标 7 6分 下列过程没有发生化学反应的是 A 用活性炭去除冰箱中的异味B 用热碱水清除炊具上残留的油污C 用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果D 用含硅胶 铁粉的透气小袋与食品一起密封包装 答案AA项 用活性炭去除冰箱中的异味利用了吸附原理 没有发生化学反应 B项 热碱水使得油脂发生水解反应而变得易清除 C项 KMnO4能吸收成熟水果释放的乙烯 从而起到保鲜水果的目的 D项 硅胶起干燥作用 而铁粉是脱氧剂 会与O2发生化学反应 8 2014四川理综 1 6分 化学与生活密切相关 下列说法不正确的是 A 乙烯可作水果的催熟剂B 硅胶可作袋装食品的干燥剂C 福尔马林可作食品的保鲜剂D 氢氧化铝可作胃酸的中和剂 答案C福尔马林是甲醛的水溶液 可防腐 有毒 不可用作食品的保鲜剂 C项错误 9 2014课标 8 6分 化学与社会 生活密切相关 对下列现象或事实的解释正确的是 答案C生活中常用热的纯碱溶液洗去油污 其原因不是Na2CO3与油污直接发生反应 而是纯碱水解使溶液呈碱性 油污在碱性条件下水解生成可溶于水的高级脂肪酸盐和甘油 A错误 漂白粉在空气中久置变质 是因为发生了反应 Ca ClO 2 CO2 H2OCaCO3 2HClO 2HClO2HCl O2 B错误 K2CO3与NH4Cl混合使用 因发生相互促进的水解反应生成NH3而降低肥效 C正确 FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作的反应原理是2FeCl3 Cu2FeCl2 CuCl2 D错误 10 2018天津理综 7节选 下图中反应 是制备SiH4的一种方法 其副产物MgCl2 6NH3是优质的镁资源 回答下列问题 1 MgCl2 6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序 H 除外 Mg在元素周期表中的位置 Mg OH 2的电子式 2 A2B的化学式为 反应 的必备条件是 上图中可以循环使用的物质有 3 在一定条件下 由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 写化学式 4 为实现燃煤脱硫 向煤中加入浆状Mg OH 2 使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物 写出该反应的化学方程式 答案 1 r H r Mg2 r N3 r Cl 第三周期 A族 2 Mg2Si熔融 电解NH3 NH4Cl 3 SiC 4 2Mg OH 2 2SO2 O22MgSO4 2H2O 解析 1 H 只有原子核 N3 Mg2 有两个电子层 当电子层结构相同时 原子序数越大离子半径越小 Cl 有三个电子层 故离子半径 r H r Mg2 r N3 r Cl Mg OH 2是离子化合物 其电子式为 2 由反应 产物逆推可知A2B由Mg Si组成 故化学式为Mg2Si 电解熔融MgCl2可制取Mg 反应的化学方程式为MgCl2 熔融 Mg Cl2 反应过程中生成的NH3 NH4Cl可以是反应 的反应物 故二者可以循环使用 3 依据原子守恒可知SiH4与CH4反应生成H2和SiC SiC俗称金刚砂 是一种固体耐磨材料 4 SO2转化为MgSO4 反应的化学方程式为2Mg OH 2 2SO2 O22MgSO4 2H2O 11 2017课标 26 14分 水泥是重要的建筑材料 水泥熟料的主要成分为CaO SiO2 并含有一定量的铁 铝和镁等金属的氧化物 实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示 回答下列问题 1 在分解水泥样品过程中 以盐酸为溶剂 氯化铵为助溶剂 还需加入几滴硝酸 加入硝酸的目的是 还可使用代替硝酸 2 沉淀A的主要成分是 其不溶于强酸但可与一种弱酸反应 该反应的化学方程式为 3 加氨水过程中加热的目的是 沉淀B的主要成分为 写化学式 4 草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后 用KMnO4标准溶液滴定 通过测定草酸的量可间接获知钙的含量 滴定反应为 Mn H H2C2O4Mn2 CO2 H2O 实验中称取0 400g水泥样品 滴定时 消耗了0 0500mol L 1的KMnO4溶液36 00mL 则该水泥样品中钙的质量分数为 答案 1 将样品中可能存在的Fe2 氧化为Fe3 H2O2 2 SiO2 或H2SiO3 SiO2 4HFSiF4 2H2O 或H2SiO3 4HFSiF4 3H2O 3 防止胶体生成 易沉淀分离Al OH 3Fe OH 3 4 45 0 解析 1 水泥样品中可能含有Fe2 酸溶时加入几滴硝酸可将Fe2 氧化为Fe3 将Fe2 氧化为Fe3 的氧化剂还可以选择H2O2 该氧化剂的还原产物为H2O 不会引入其他杂质 2 SiO2不溶于盐酸 硝酸等强酸 但可溶于氢氟酸 3 Fe3 Al3 在沉淀的过程中容易形成胶体而无法沉淀分离 采取加热的方法可加速微粒凝聚形成Fe OH 3 Al OH 3沉淀 从而易于分离 pH为4 5时Al3 Fe3 可完全沉淀 而Mg2 Ca2 不沉淀 故沉淀B的主要成分为Al OH 3 Fe OH 3 4 配平方程式可得对应关系式 2KMnO4 5H2C2O4 5CaC2O4 5Ca2 2mol5 40g0 0500 36 00 10 3molm Ca2 m Ca2 0 180g故 Ca2 100 45 0 12 2016江苏单科 1 2分 大气中CO2含量的增加会加剧 温室效应 下列活动会导致大气中CO2含量增加的是 A 燃烧煤炭供热B 利用风力发电C 增加植被面积D 节约用水用电 C组教师专用题组 答案A煤炭燃烧供热时会产生CO2 13 2014广东理综 32 16分 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 100kg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 完成下图防腐示意图 并作相应标注 答案 1 排出空气 减少C的损失 2 COSiCl4 6NaOHNa2SiO3 4NaCl 3H2O 3 过滤Al 或 Al OH 4 Cl OH 4 Al CH3COOCH2CH3 2H2OCH3COO CH3CH2OH Al OH 3 或 Al OH 4 CH3COOCH2CH3CH3COO CH3CH2OH Al OH 3 7 8 5 解析 1 因为高温条件下 C和O2能发生反应 所以需排出空气 防止干扰实验 2 2C SiO2Si 2CO 所以气体 中的碳氧化物主要为CO 水玻璃为Na2SiO3的水溶液 则气体 及气体 中含Si元素的成分只能是SiCl4 因此可得SiCl4 6NaOHNa2SiO3 4NaCl 3H2O 3 固体 中主要成分为AlCl3 FeCl3 MgCl2 加过量NaOH后生成NaAlO2 NaCl Fe OH 3 Mg OH 2 Fe OH 3 Mg OH 2皆难溶 所以必须过滤才能得到溶液 溶液 中的阴离子有OH Al Cl 4 溶液 中含Na OH Al Cl 加入乙酸乙酯 加热后 能生成沉淀的只能是Al 反应条件是加热不是灼烧 所以沉淀应为Al OH 3而不是Al2O3 离子方程式为Al 2H2OAl OH 3 OH 初级石墨中含Al2O35 1 依据铝原子守恒可知100kg初级石墨最多可获得沉淀 的质量为 2 78g mol 1 7 8kg 5 用石墨作电极防止铜件的电化学腐蚀 应采用外加电流的阴极保护法 铜件作阴极 石墨作阳极 14 2014安徽理综 27 14分 LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质 某工厂用LiF PCl5为原料 低温反应制备LiPF6 其流程如下 已知 HCl的沸点是 85 0 HF的沸点是19 5 1 第 步反应中无水HF的作用是 反应设备不能用玻璃材质的原因是 用化学方程式表示 无水HF有腐蚀性和毒性 工厂安全手册提示 如果不小心将HF沾到皮肤上 可立即用2 的溶液冲洗 2 该流程需在无水条件下进行 第 步反应中PF5极易水解 其产物为两种酸 写出PF5水解的化学方程式 3 第 步分离采用的方法是 第 步分离尾气中HF HCl采用的方法是 4 LiPF6产品中通常混有少量LiF 取样品wg 测得Li的物质的量为nmol 则该样品中LiPF6的物质的量为mol 用含w n的代数式表示 答案 1 反应物溶剂SiO2 4HFSiF4 2H2ONaHCO3 2 PF5 4H2OH3PO4 5HF 3 过滤冷凝 4 本题部分小题属于开放试题 合理答案均给分 解析 1 由流程知 LiF是固体 无水HF是液体 二者混合得LiHF2饱和溶液 所以HF的作用是 一为反应物 二为溶剂 玻璃中有SiO2 而HF能与SiO2反应 化学方程式为SiO2 4HFSiF4 2H2O 因为无水HF有腐蚀性和毒性且HF水溶液显酸性 所以HF沾到皮肤上 可用2 呈弱碱性的NaHCO3溶液冲洗 2 PF5极易水解 产物为两种酸 分析PF5和H2O的元素组成知 产物为HF和H3PO4 所以反应的化学方程式为 PF5 4H2OH3PO4 5HF 3 第 步是把LiPF6 s 和HF l 分离 所以采用的方法是过滤 HCl和HF的沸点相差较大 二者都是气体 所以可以采用冷凝的方法分离 4 设LiPF6的物质的量为amol LiF的物质的量为bmol 则有 解得 a 15 2013课标 27 15分 锂离子电池的应用很广 其正极材料可再生利用 某锂离子电池正极材料有钴酸锂 LiCoO2 导电剂乙炔黑和铝箔等 充电时 该锂离子电池负极发生的反应为6C xLi xe LixC6 现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源 部分条件未给出 回答下列问题 1 LiCoO2中 Co元素的化合价为 2 写出 正极碱浸 中发生反应的离子方程式 3 酸浸 一般在80 下进行 写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液 但缺点是 4 写出 沉钴 过程中发生反应的化学方程式 5 充放电过程中 发生LiCoO2与Li1 xCoO2之间的转化 写出放电时电池反应方程式 6 上述工艺中 放电处理 有利于锂在正极的回收 其原因是 在整个回收工艺中 可回收到的金属化合物有 填化学式 答案 1 3 2 2Al 2OH 6H2O2Al OH 3H2 3 2LiCoO2 3H2SO4 H2O2Li2SO4 2CoSO4 O2 4H2O 2H2O22H2O O2 有氯气生成 污染较大 4 CoSO4 2NH4HCO3CoCO3 NH4 2SO4 H2O CO2 5 Li1 xCoO2 LixC6LiCoO2 6C 6 Li 从负极中脱出 经由电解质向正极移动并进入正极材料中Al OH 3 CoCO3 Li2SO4 解析 1 LiCoO2中 Li为 1价 O为 2价 根据化合价代数和为零可计算出Co的化合价为 3价 2 正极碱浸 时 其中的铝箔可与NaOH溶液反应 离子方程式为2Al 2OH 6H2O2Al OH 3H2 或2Al 2OH 2H2O2Al 3H2 3 从工艺流程图知 酸浸 后LiCoO2中 3价的Co转化为CoSO4 化合价降低 可推知H2O2中氧元素化合价升高 转化为O2 故可写出反应的化学方程式为2LiCoO2 3H2SO4 H2O2Li2SO4 2CoSO4 O2 4H2O H2O2不稳定 会发生分解反应 2H2O22H2O O2 LiCoO2能将H2O2氧化生成O2 说明LiCoO2的氧化性比H2O2强 故用盐酸代替混合液时 LiCoO2会将HCl中 1价的氯氧化生成Cl2 污染空气 4 观察工艺流程图可写出 沉钴 过程中反应的化学方程式 CoSO4 2NH4HCO3CoCO3 NH4 2SO4 CO2 H2O 5 依题意可写出充电时 电池正极的电极反应式为LiCoO2 xe Li1 xCoO2 xLi 与题给负极反应式相加即得充电时总反应 LiCoO2 6CLixC6 Li1 xCoO2 其逆反应就是电池放电的总反应 6 电池放电时 Li 从负极中脱出 经由电解质向正极移动生成正极材料LiCoO2 故 放电处理 有利于锂在正极的回收 观察整个回收工艺流程图 可知可回收到的金属化合物有Al OH 3 CoCO3和Li2SO4 A组2016 2018年高考模拟 基础题组 三年模拟 考点碳 硅及其化合物1 2018北京朝阳一模 6 吉州窑黑釉木叶纹盏是中华名瓷 传统制作过程如下 其中以化学反应为主的是 答案D踩泥 拉坯 上釉均为物理变化 烧制过程以化学反应为主 2 2018北京海淀一模 6 平昌冬奥会 北京8分钟 主创团队用石墨烯制作了 20 能发热4h的智能服饰 用铝合金管材和碳纤维制作了高2 35m 重量仅为10kg的熊猫木偶 向世界展现了新时代的中国形象 下列说法中不正确的是 A 石墨烯是能导热的金属材料B 铝合金是密度较低的金属材料C 碳纤维是耐低温的无机非金属材料 D 新型材料种类多 用途广 答案A石墨烯属于新型无机非金属材料 3 2018北京丰台期末 3 下列变化中 发生氧化还原反应的是 A 用晶体Si制作半导体B 煅烧石灰石制备生石灰C 用Na2O2作呼吸面具供氧剂D 用可溶性铝盐处理水中悬浮物 答案CA项 用晶体Si制作半导体 没有生成新物质 不是化学变化 B项 煅烧石灰石制备生石灰 没有元素化合价变化 不属于氧化还原反应 C项 用Na2O2作呼吸面具供氧剂 1价的氧元素部分升高为0价 部分降低为 2价 属于氧化还原反应 D项 用可溶性铝盐处理水中悬浮物 利用的是铝离子水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性 没有元素化合价变化 不属于氧化还原反应 4 2018北京密云阶段测试 5 下列关于硅及其化合物的说法不正确的是 A 水玻璃可用作木材防火剂B 硅是制造光导纤维的材料C 硅是制造太阳能电池的常用材料D 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 答案BB项 二氧化硅是制造光导纤维的材料 5 2018北京海淀期中 3 下列关于硅及其化合物的说法不正确的是 A 高纯硅具有良好的半导体性能 可制成硅芯片 光电池 光导纤维等B 二氧化硅能与氢氟酸反应 可用氢氟酸刻蚀玻璃C 向硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有不溶物生成 实验室可用该方法制备硅酸D 硅胶 由硅酸凝胶经干燥 脱水制得 常用作食品 药品等的干燥剂 答案AA项 制备硅芯片和光电池的主要原料为高纯硅 光导纤维的主要成分是二氧化硅 6 2017北京东城期末 1 材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础 下列物品所用材料的主要成分是有机高分子化合物的是 答案DA项 青铜器是合金 属于金属材料 B项 瓷器是陶瓷 属于硅酸盐材料 C项 钢化玻璃是复合材料 D项 涤纶属于有机高分子化合物 7 2016北京海淀二模 7 海洋中的珊瑚虫经如下反应形成石灰石外壳 进而形成珊瑚 Ca2 2HCCaCO3 H2O CO2 与珊瑚虫共生的藻类会消耗海洋中的CO2 气候变暖 温室效应的加剧干扰了珊瑚虫的生长 甚至致其死亡 下列说法不合理的是 A 共生藻类消耗CO2 有利于珊瑚的形成B 海洋中CO2浓度升高 抑制了珊瑚的形成C 温度升高会增大CO2在海水中的溶解度 抑制了珊瑚的形成D 将CO2转化为甲醇等化工原料 有助于缓解温室效应 答案C温度升高 气体溶解度减小 海洋中二氧化碳减少 平衡Ca2 2HCCaCO3 H2O CO2正向移动 有利于形成珊瑚 8 2017北京朝阳一模 26 我国每年产生的废旧铅蓄电池约330万吨 从含铅废料 PbSO4 PbO2 PbO等 中回收铅 实现铅的再生 意义重大 一种回收铅的工艺流程如下 1 铅蓄电池放电时 PbO2作极 2 过程 已知 PbSO4 PbCO3的溶解度 20 曲线见图1 Na2SO4 Na2CO3的溶解度曲线见图2 根据图1写出过程 的离子方程式 生产过程中的温度应保持在40 若温度降低 PbSO4的转化速率下降 根据图2 解释原因 温度降低 反应速率降低 请你提出一种合理解释 若生产过程中温度低于40 所得固体中含有较多Na2SO4杂质 原因是 3 过程 发生反应2PbO2 H2C2O42PbO H2O2 2CO2 实验中检测到有大量O2放出 推测PbO2氧化了H2O2 通过实验证实了这一推测 实验方案是 已知 PbO2为棕黑色固体 PbO为橙黄色固体 4 过程 将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中 得到含Na2PbCl4的电解液 电解Na2PbCl4溶液 生成Pb 如图3 图3 阴极的电极反应式是 电解一段时间后 Na2PbCl4浓度极大下降 为了恢复其浓度且实现物质的循环利用 阴极区采取的方法是 答案 1 正 2 PbSO4 s C aq PbCO3 s S aq 温度降低 Na2CO3溶解度降低 使溶液中c C 降低 反应速率降低 温度低于40 时 温度降低 平衡 Na2SO4 s 2Na aq S aq 逆向移动 产生较多Na2SO4固体杂质 3 取少量PbO2于试管中 向其中滴加H2O2溶液 产生可使带火星木条复燃的气体 同时棕黑色固体变为橙黄色 证实推测正确 4 PbC 2e Pb 4Cl 向阴极区电解液中加入适量的PbO粗品 解析 1 铅蓄电池放电时 PbO2得电子 作正极 2 由图1可知 PbCO3比PbSO4更难溶 所以PbSO4可转化为PbCO3 温度降低时 Na2CO3的溶解度减小 则溶液中c C 降低 所以反应速率降低 由图2可知 温度低于40 时 Na2SO4的溶解度较小 所以所得固体中会含有较多Na2SO4杂质 4 由题目信息可知 阴极上PbC放电生成Pb 电极反应式为PbC 2e Pb 4Cl 电解一段时间后 阴极区电解液中含有HCl和NaCl 要恢复PbC的浓度 向阴极区电解液中加入适量PbO粗品即可 1 2018北京丰台一模 6 化学与人类社会的生产 生活有着密切联系 下列叙述中不正确的是 B组2016 2018年高考模拟 综合题组时间 30分钟分值 65分 一 选择题 每题5分 共10分 答案BA项 氧化铁为红色 俗称铁红 难溶于水 常用作红色油漆和涂料 B项 钙钛矿太阳能电池可把太阳能转化为电能 C项 SiO2超分子纳米管属于无机非金属材料 D项 石墨烯发热服有电热转化性能 易错警示太阳能电池能把太阳能直接转化为电能 原电池是把化学能转化为电能的装置 2 2018北京海淀零模 7 下列反应中 CO2作氧化剂的是 A CO2被过氧化钠固体吸收 有氧气生成B 镁条在CO2中燃烧 有黑色固体生成C 将足量CO2通入氨水中 有碳酸氢铵生成D 将CO2通入苯酚钠溶液中 有白色浑浊物生成 答案BA项 CO2被过氧化钠固体吸收 反应中CO2既不是氧化剂又不是还原剂 B项 镁条在CO2中燃烧生成碳和氧化镁 其中CO2是氧化剂 镁是还原剂 C项 将足量CO2通入氨水中 生成碳酸氢铵 没有发生氧化还原反应 D项 将CO2通入苯酚钠溶液中 有白色浑浊物苯酚生成 没有发生氧化还原反应 思路分析写出各个反应的化学方程式 标出变价元素的化合价 按照氧化还原反应的基本概念判断 3 2018北京东城一模 27 13分 氢气作为清洁能源有着广阔的应用前景 含硫天然气制备氢气的流程如下 请回答下列问题 转化脱硫 将天然气压入吸收塔 30 时 在T F菌作用下 酸性环境中脱硫过程示意图如下 1 过程 中H2S发生了 选填 氧化 或 还原 反应 二 非选择题 共55分 2 过程 的离子方程式是 3 已知 Fe3 在pH 1 9时开始沉淀 pH 3 2时沉淀完全 30 时 在T F菌作用下 不同pH的FeSO4溶液中Fe2 的氧化速率如下表 请结合以上信息 判断工业脱硫应选择的最佳pH范围 并说明原因 蒸气转化 在催化剂的作用下 水蒸气将CH4氧化 结合下图回答问题 4 该过程的热化学方程式是 比较压强p1和p2的大小关系 p1p2 选填 或 CO变换 500 时 CO进一步与水反应生成CO2和H2 H2提纯 将CO2和H2分离得到H2的过程示意图如下 5 吸收池中发生反应的离子方程式是 结合电极反应式 简述K2CO3溶液的再生原理 答案 1 氧化 2 4Fe2 O2 4H 4Fe3 2H2O 3 1 5 pH 5 CO2 H2O C2HC 阴极反应 2H2O 2e H2 2OH OH HCC H2O 使K2CO3溶液得以再生 解析 1 由图示可知 过程 中H2S转化为S S元素的化合价升高 H2S发生了氧化反应 2 由图示可知 过程 是FeSO4和氧气反应生成Fe2 SO4 3 注意此脱硫过程在酸性环境中进行 故过程 的离子方程式是4Fe2 O2 4H 4Fe3 2H2O 3 由已知信息 可知 Fe3 在pH 1 9时开始沉淀 会导致Fe3 浓度降低 则Fe2 浓度也会降低 Fe2 氧化速率降低 故pH应该小于1 9 由已知信息 中的数据可知 pHp2 5 由流程图可知吸收池中用K2CO3溶液吸收CO2 则吸收池中发生反应的离子方程式为C CO2 H2O2HC 惰性电极电解池中的电解质溶液是KHCO3溶液 阴极反应为2H2O 2e H2 2OH 阴极附近c OH 增大 OH 和HC反应生成C 离子方程式为OH HCC H2O K 向阴极迁移 使K2CO3溶液得以再生 思路分析 2 认真分析反应过程示意图 找出反应物和生成物 写出离子方程式 3 仔细阅读已知信息 筛选有用信息 结合所学知识分析推理 4 观察图像 结合平衡移动原理作出判断 4 2017北京朝阳期中 17 13分 硅材料是微电子工业和太阳能发电的基础材料 以二氧化硅为原料制备纯硅的方法主要有热还原法和熔盐电解法等 1 非金属热还原法 工业上以石英砂 含SiO2 焦炭为原料 高温熔炼制得工业硅 流程如下 石英砂粗硅SiCl4纯硅 卤素 X2 都能与Si反应生成SiX4 从原子结构角度解释原因 中事实不能作为 碳的非金属性比硅强 的证据 理由是 2 金属热还原法 实验室中可将金属镁与足量二氧化硅的微细粉末混合加热而制得硅 流程如下 SiO2粗硅纯硅 中发生反应的化学方程式是 已知 Si在常温下很难被氢氟酸腐蚀 MgF2 氟化镁 难溶于水和氢氟酸 请设计 中分离提纯的实验 按上图形式呈现 3 熔盐电解法 采用CaCl2为熔盐体系 由SiO2直接电解制得纯硅 装置图如下 判断N为电源正极的理由是 制得硅的电极反应式为 答案 1 硅原子最外层有4个e 卤素原子最外层有7个e 该反应中C表现还原性 其他答案合理给分 2 SiO2 2Mg2MgO Si 3 石墨电极上O2 失电子生成O2 SiO2 4e Si 2O2 解析 1 卤素原子最外层有7个e 硅原子最外层有4个e 故每个Si原子可以和4个X原子形成共价键 比较元素的非金属性可以利用其单质的氧化性 而在反应 中C表现还原性 2 由转化关系可知Mg与SiO2的反应为置换反应 所得的粗硅中含有Si SiO2 MgO 可以先利用盐酸除去MgO 再在常温下加入氢氟酸除去SiO2 从而得到纯硅 3 O2 在石墨电极上失电子生成O2 则石墨电极为阳极 故N为电源的正极 阴极上SiO2得到电子生成单质Si 电极反应式为SiO2 4e Si 2O2 审题技巧注意题目要求 如 从原子结构角度解释 等 解题关键明确Si SiO2 MgO的性质差异 选用合适的试剂分离提纯是解题的关键 5 2017北京西城二模 26 14分 MnSO4在工业中有重要应用 用软锰矿浆 主要成分为MnO2和水 含有Fe2O3 FeO Al2O3和少量PbO等杂质 浸出制备MnSO4 其过程如下 向软锰矿浆中通入SO2 锰 铁 铝 铅元素以离子形式浸出 测得浸出液的pH 2 向浸出液中加MnO2 充分反应后 加入石灰乳 调溶液pH 4 7 再加入阳离子吸附剂 静置后过滤 滤液蒸发浓缩 冷却结晶 获得MnSO4晶体 资料 部分阳离子形成氢氧化物沉淀的pH 1 中向软锰矿浆中通入SO2生成MnSO4 该反应的化学方程式是 2 中加入MnO2的主要目的是 调溶液pH 4 7 生成的沉淀中主要含有和少量CaSO4 3 中加入阳离子吸附剂 主要除去的离子是 4 用惰性电极电解MnSO4溶液 可以制得高活性MnO2 电解MnSO4溶液的离子方程式是 高活性MnO2可用于催化降解甲醛 有关微粒的变化如下图所示 其中X是 总反应的化学方程式是 答案 1 SO2 MnO2MnSO4 2 将Fe2 氧化为Fe3 Fe OH 3 Al OH 3 3 Pb2 Ca2 4 Mn2 2H2OMnO2 H2 2H HCHCHO O2CO2 H2O 解析 1 MnO2具有氧化性 SO2具有还原性 二者发生氧化还原反应生成MnSO4 化学方程式是SO2 MnO2MnSO4 2 浸出液中含有Fe2 加入MnO2可将Fe2 氧化为Fe3 结合各种阳离子形成氢氧化物沉淀的pH知 调溶液pH 4 7 生成的沉淀中除少量CaSO4外 还含有Fe OH 3 Al OH 3 3 除去Fe3 Al3 后的溶液中含有的阳离子主要有Mn2 Pb2 和Ca2 故加入阳离子吸附剂的目的是除去Pb2 和Ca2 4 用惰性电极电解MnSO4溶液制得高活性MnO2 故Mn2 在阳极失去电子生成MnO2 水在阴极得到电子生成氢气 总反应的离子方程式是Mn2 2H2OMnO2 H2 2H X为 CHO与反应的产物 且与H 反应生成CO2和H2O 故X是HC 观察图像可知 反应物为O2和HCHO 生成物为CO2和H2O 故总反应的化学方程式是HCHO O2CO2 H2O 思路分析注意已知资料的利用 看清图中的箭头指向 弄懂反应的原理 结合所学知识解答 6 2016北京丰台一模 26 15分 碳循环与人类的生存息息相关 如图1 请回答下列问题 图1 1 下列说法正确的是 A CO2过度排放将导致酸雨B 植物的光合作用有利于维持大气中O2和CO2的平衡C 煤和石油的主要成分是有机物 D 碳循环过程中 碳元素均被氧化 2 动物通过呼吸作用将葡萄糖转化为CO2的化学方程式为 3 测定煤或石油的含碳量 将ag样品充分燃烧 测定所得气体 CO2 SO2 NO2 N2 中CO2的含量 实验装置如图2所示 所用试剂均过量 图2 装置A的作用是 实验结束后 还需要向装置中通入N2 其目的是 用xmol L盐酸滴定装置B中过量的Ba OH 2 消耗ymL盐酸 样品 ag 中碳元素的质量分数为 列出计算式 4 将CO2转化为甲醇 既可减少CO2的排放 又可节约能源 转化过程涉及如下反应 反应 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H1 49 1kJ mol反应 CO2 g H2 g CO g H2O g H2反应 CO g 2H2 g CH3OH g H3 90 0kJ mol H2 在图3中画出不同温度下 T1 T2 反应 中CO2的平衡转化率随压强变化的关系图 请在图上标注温度T1 T2 图3 答案 1 BC 2 C6H12O6 6O26CO2 6H2O 3 除去SO2 NO2 防止对Ba OH 2吸收二氧化碳产生干扰 将装置A中的气体赶入装置B 确保CO2被完全吸收 100 4 40 9kJ mol 解析 1 A项 过度排放CO2会造成温室效应 不会导致酸雨 B项 绿色植物通过光合作用吸收CO2 释放O2 有利于维持大气中O2和CO2的平衡 C项 煤和石油的主要成分均为有机物 D项 如光合作用中碳元素被还原 2 动物通过呼吸作用将葡萄糖转化为CO2的化学方程式为C6H12O6 6O26CO2 6H2O 3 装置A的作用是除去SO2 NO2 防止对Ba OH 2吸收二氧化碳产生干扰 实验结束后 向装置中通入N2的目的是 将装置A中的气体赶入装置B 确保CO2被完全吸收 用来吸收二氧化碳的氢氧化钡的物质的量为bmol xy 10 3mol 由CO2 Ba OH 2BaCO3 H2O可得 二氧化碳的物质的量为bmol xy 10 3mol 则样品 ag 中碳元素的质量分数为 100 100 4 反应 反应 反应 则 H2 H1 H3 40 9kJ mol CO2 g H2 g CO g H2O g 为反应前后气体体积不变的吸热反应 改变压强 平衡不移动 二氧化碳的平衡转化率不变 升高温度 平衡正向移动 二氧化碳的平衡转化率增大 据此可画出图像 考查点本题考查碳及其化合物的相关知识 涉及CO2含量的测定 盖斯定律的应用及化学平衡等内容 思路分析 3 测定煤或石油含碳量的关键是使燃烧产生的二氧化碳能够被充分吸收 且要排除杂质气体的影响 故先用装置A把SO2和NO2吸收 实验结束后通入氮气将装置A中的二氧化碳赶入装置B中