2007-2009年高考化学试题分类汇编-碳族元素及其化合物

2007-2009年高考化学试题分类汇编——碳族元素及其化合物
．（08年全国理综Ⅱ·8）对于IVA族元素，下列叙述中不正确的是B
A．SiO2和CO2中，Si和O，C和O之间都是共价键
B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8
C．CO2 和 SiO2 都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应
D．该族元素的主要化合价式－4和＋2
．（08年山东理综·9）下列叙述合理的是D
A．金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体
B．棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O
C．水电站把机械能转化为电能，而核电站把化学能转化成电能
D．我国规定自2008年6月1日起，商家不得无偿提供塑料袋，目的是减少“白色污染”
．（08年山东理综·10）下列由事实得出的结论错误的是D
A．维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限
B．门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律，表明科学研究既要继承又要创新
C．C60是英国和美国化学键共同发现的，体现了国际科技合作的重要性
D．科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的学科
．（08年江苏化学·4）下列现象或事实可用同一原理解释的是D
A．浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低
B．氯水和活性炭使红墨水褪色
C．漂白粉和水玻璃长期暴露在空气中变质
D．乙炔和乙烯使溴的四氯化炭溶液褪色
．（08年上海化学·22）在石灰窑中烧制生石灰，1 molCaCO3完全分解所需要的能量，可燃烧0.453 mol碳来提供。设空气中O2体积分数为0.21，N2为0.79，则石灰窑产生的气体中CO2的体积分数可能是AB
A．0.43 B．0.46 C．0.49 D．0.52
．(07年理综北京卷·11)用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是B
选项 操作及现象 溶液
A 通入CO2，溶液变浑浊。再升温至65 ℃以上，溶液变澄清 C6H5ONa溶液
B 通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失 Na2SiO3溶液
C 通入CO2，溶液变浑浊。再加入品红溶液，红色褪去。 Ca(ClO)2溶液
D 通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊。 Ca(OH)2溶液
．(07年高考理综上海卷·53)目前，关于二氧化碳是否为大气污染有不同的观点。认为“二氧化碳不是大气污染物”的理由是B
①二氧化碳是重要的化工原料；②二氧化碳是植物光合作用的必需原料；③二氧化碳是无色、无味、无毒的气体；④除二氧化碳外，甲烷、一氧化二氮也是温室气体
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
．(2007年高考广东化学卷·6)下列说法正确的是A
A．硅材料广泛应用于光纤通讯
B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
．(2007年高考海南化学卷，硅)下列物质中，不含有硅酸盐的是B
A．水玻璃 B．硅芯片 C．黏土 D．普通水泥
．（08年全国理综I·27）V、W、X、Y、Z 是由周期表1～20号部分元素组成的5种化合物，其中V、W、X、Z均为两种元素组成。上述5种化合物涉及的所有元素的原子序数之和等于35它们之间的反应关系如下图：
（1）5 种化合物分别是 V 、W 、 X 、Y 、Z ；（填化学式）
（2）由上述五种化合物中的某 2 种化合物反应可生成一种新化合物，它包含了 5 种化合物的所有元素，生成该化合物的化学方程式是 。
（3）V的电子式是 。
【答案】
（1）CaC2 CaO CO2 Ca(OH)2 C2H2
（2）Ca(OH)2＋2CO2=Ca(HCO3)2 （3）
．（11分）（08年广东化学·19）
碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠（钝度约98％）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42－等杂质，提纯工艺路线如下：
已知碳酸钠的溶解度（s）随温度变化的曲线如下图所示：
回答下列问题：
（1）滤渣的主要成分为　　　　　　　。
（2）“趁热过滤”的原因是　　　　　　　。
（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是 （写出1种）。
（4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是　　　　　　　。
（5）已知：
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g) ΔH1=+532.36 kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g) ΔH1=+473.63 kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式　　　　　　　。
【答案】（1）Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
（2）使析出的晶体为Na2CO3·H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长
（3）用已预热的布氏漏斗趁热抽滤
（4）溶解时有大量沉淀生成，使Na2CO3损耗且产物Na2CO3混有杂质 其原因："母液"中，含有的离子有Ca2＋，Na＋，Cl－，SO42－，OH－，CO32－，当多次循环后，使用离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO4，Ca(OH)2，CaCO3等沉淀
（5）Na2CO3·H2O（s）=== Na2CO3（s） + H2O（g）△H= +58.73kJ·mol－1
．（11分）（08年广东化学·23）
硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式 ；H2还原SiHCl3过程中若混O2，可能引起的后果是 。
（2）下列有头硅材料的说法正确的是 （填字母）。
A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥
B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承
C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维
D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释　　　　。
【答案】
（1）①SiHCl3+H2Si+3HCl
②3SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+H2↑+3HCl 高温下，H2遇O2发生爆炸。
（2）BC
（3）生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；解释：SiO32－与NH4＋发生双水解反应，SiO32－ + 2 NH4＋ + 2H2O ===2NH3·H2O + H2SiO3↓
．（10分）（08年江苏化学·18）“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。
（1）下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有： 。（填字母）
a．减少化石燃料的使用 b．植树造林，增大植被面积
c．采用节能技术 d．利用太阳能、风能
（2）将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如：
a．6CO2 + 6H2OC6H12O6+6O2 b．CO2 + 3H2CH3OH +H2O
c．CO2 + CH4CH3COOH d．2CO2 + 6H2CH2==CH2 + 4H2O
以上反应中，最节能的是 ，原子利用率最高的是 。
（3）文献报道某课题组利用CO2催化氢化制甲烷的研究过程如下：
反应结束后，气体中检测到CH4和H2，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如下图所示（仅改变镍粉用量，其他条件不变）：
研究人员根据实验结果得出结论：
HCOOH是CO2转化为CH4的中间体，即：CO2HCOOHCH4
①写出产生H2的反应方程式 。
②由图可知，镍粉是 。（填字母）
a．反应Ⅰ的催化剂 b．反应Ⅱ的催化剂
c．反应Ⅰ、Ⅱ的催化剂 d．不是催化剂
③当镍粉用量从1 mmol增加到10 mmol，反应速率的变化情况是 。（填字母）
a．反应Ⅰ的速率增加，反应Ⅱ的速率不变
b．反应Ⅰ的速率不变，反应Ⅱ的速率增加
c．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均不变
d．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅰ的速率增加得快
e．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅱ的速率增加得快
f．反应Ⅰ的速率减小，反应Ⅱ的速率增加
【答案】（10分）（1）abcd （2）a c
（3）①3Fe+4H2OFe3O4+2H2 ②c ③e
．(07年高考理综上海卷·五) (本题共14分)二氧化碳的过量排放，严重影响人类的自下而上环境，处理和利用二氧化碳是全球关注的重大问题。回答以下48～53题。
（1）大气中二氧化碳增加的原因有____________________、__________________________等。
（2）大气中二氧化碳增加，影响植物的生长，例如水果越来越大。这提示我们：随着大气中二氧化碳含量升高，( )
A．植物中的有机物含量降低 B．植物的生长速率降低
C．植物光合作用减弱 D．植物光合作用增强
（3）钟乳石和石笋的主要成分是碳酸钙。随着旅游人数的增加，潮湿溶洞中的钟乳石和石笋受到二氧化碳侵蚀，其化学方程式为：______________________________________。
（4）某学生提出一个修复溶洞底部受损石笋的研究方案，由以下五步组成，正确的实验步骤依次是______________。
①将盛有碱溶液的容器置于石笋的上部； ②配制一定浓度的碱溶液； ③选择合适的碱；④调节碱溶液下滴的速度； ⑤观察石笋表面复原情况
【答案】（1）绿色植物减少、汽车排放尾气、森林大火、工厂排放大量二氧化碳。
（2）D（3）CaCO3＋CO2＋H2O = Ca(HCO3)2（4）③②①⑤④
．(2007年高考理综上海卷·52)合理利用二氧化碳，可以提请生活质量，促进工业发展。
(1)在常压下，－78℃时，二氧化碳气体凝结成固态二氧化碳，俗称干冰。某学生买回一盒冰淇淋月饼，盒里有很多作为致冷剂的碎干冰。下列关于干冰处理的正确做法是( )
A．将干冰放入冰箱 B．让干冰在通风处自然升华
C．直接将干冰倒入下水道 D．用手取干冰扔入废物箱
(2)在采煤工业上，把干冰与炸药放在一起，既能增强爆炸威力，又能防止火灾。能增强爆炸威力的原因是____________________________________________________________；能防止火灾的原因是__________________________________________________________。
(3)使用传统催化剂，使二氧化碳与某些有机物反应可以生成塑料，但反应时间长。目前诞生的纳米级催化剂增加了催化剂的表面积，提高了_________________。使用这种塑料能减少白色污染，因为它在微生物作用下，可以实现100%的___________________。
［答案］(1)B。 (2)炸药爆炸时干冰立即气化，产生大量的二氧化碳气体，气体膨胀，增强爆炸威力； 大量二氧化碳气体隔绝空气，阻止煤或煤层中可燃性气体的燃烧。 (3)反应速率； 降解或分解。
2009年高考化学试题分类汇编——碳族元素及其化合物
1．（09江苏卷3）下列所列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是
a b c
A Al AlCl3 Al（OH）3
B HNO3 NO NO2
C Si SiO2 H2SiO3
D CH2=CH2 CH3CH2OH CH3CHO
2．（09广东理科基础22）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m ①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
3．(09全国卷Ⅰ29）（15分）已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：
（1）W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是 ；
（2）Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是 ；
（3）R和Y形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物的化学式是 ；
（4）这5个元素的氢化物分子中，①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是（填化学式） ，其原因是
；
②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是
；
（5）W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCL气体；W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式（各物质用化学式表示）是
。
4．（09浙江卷28）（15分）单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硫、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450-500°C），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：
a.四氯化硅遇水极易水解；
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c.有关物质的物理常数见下表：
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式 。
（2）装置A中g管的作用是 ；装置C中的试剂是 ；装置E中的h瓶需要冷却理由是 。
（3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是 （填写元素符号）。
（4）为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，是铁元素还原成Fe2+ ，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：
①滴定前是否要滴加指示剂？ （填“是”或“否”），请说明理由 。
②某同学称取5.000g残留物，预处理后在容量瓶中配制成100ml溶液，移取25.00ml，试样溶液，用1.000×10-2mol· L-1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是 。
1．答案：B
解析：
A项：
(或者，
()，（），的转化必须经过（反应方程式为：）和（）这两步，所以A项不选；
B项：()，（），（），（），所以B项正确；
C项：()，必须经过两步（、），
D项：（），（），（），就必须经过两步（和）
2．答案：A
解析：
光导纤维的成分是SiO2，③错；陶瓷的成分是SiO2，而不属于硅酸盐，④错。故A项正确。
3．答案：
（1）原子晶体。
（2）NO2和N2O4
（3）As2S5。
（4）①NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同，分子间作用力不同；
②电子数相同的有SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体，三角锥和V形。（5）SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl，3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4
解析：
本题可结合问题作答。W的氯化物为正四体型，则应为SiCl4或CCl4，又W与Q形成高温陶瓷，故可推断W为Si。
（1）SiO2为原子晶体。
（2）高温陶瓷可联想到Si3N4,Q为N，则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。
（3）Y的最高价氧化的的水化物为强酸，且与Si、N等相邻，则只能是S。R为As，所以R的最高价化合物应为As2S5。
（4）显然x为P元素。①氢化物沸点顺序为NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键后两者构型相同，分子间作用力不同。②SiH4、PH3和H2S的电子数均为18。，结构分别为正四面体，三角锥和V形。
（5）由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质，然后配平即可。
4．答案：
(1)MnO2 + 4H＋ + 2Cl－Mn2＋ + Cl2↑ + 2H2Owww.ks5.u.com
(2)平衡压强 浓硫酸 使SiCl4 冷凝
(3)Al、P、Cl
(4)①否；KMnO4溶液自身可作指示剂；
②4.480%
解析：
制备四氯化硅的原料为Cl2和Si。A装置为Cl2的制备装置，B、C装置为除杂装置。先用B除去HCl，再用C（浓H2SO4）除去H2O蒸气。Cl2通入粗硅中反应，用冷水将产生SiCl4冷凝即可。
（1）制取氯气用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应。
（2）g管是将分液漏斗与烧瓶相连，则它们中的压强是相待的，这样便于盐酸能顺利滴下。SiCl4的沸点很低，只有57.7℃，而反应的温度达几百度，故需要冷凝收集。
（3）从物质的物理性质表可发现，AlCl3,FeCl3和PCl5均易升华，故还应还有Al、P、Cl元素。
（4）由于高锰酸钾本身是紫红色的，与Fe2＋反应时，可以褪色，故而可以作为指示剂。根据方程式可以找出关系，5Fe2＋~MnO4－ ,n(Fe)= 10-2×20×10-3×5×100/25 =4×10-3mol。W (Fe)= 4×10-3×56/5 ×100% =4.48%。
V(固体)
O2
Δ
W(白色固体)
+
X(无色无味气体)
H2O
Y(白色固体)
+
Z(无色气体)
O2
Δ
X + H2O
H2O
Ca
2+
2－
C
C
1357℃
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