2021高考化学(苏教版)一轮复习考点突破：3-3含硅矿物与信息材料.docx

重 点 突 破
锁定高考热点　探究规律方法
考点1
碳、硅元素单质及其化合物的特征
1.一般状况，非金属元素单质熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。
2．一般状况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
3．一般状况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却能还原出比它更强的还原剂：SiO2＋2CSi＋2CO↑，FeO＋CFe＋CO↑。
4．硅为非金属，却可以和强碱溶液反应，放出氢气：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
5．一般状况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
6．一般状况，碱性氧化物＋酸===盐＋水，SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
7．一般状况，较强酸＋弱酸盐===较弱酸＋较强酸盐。虽然酸性：H2CO3＞H2SiO3，却能发生如下反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑。
8．一般状况，格外活泼金属(Na、K等)才能够置换出水中的氢，但C＋H2O(g)CO＋H2。
9．一般状况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如SO3＋H2O===H2SO4，但SiO2不溶于水，不与水反应。
题组训练
1．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素(　　)
A．在自然界中只以化合态的形式存在
B．单质常用作半导体材料和光导纤维
C．最高价氧化物不与酸反应
D．气态氢化物比甲烷稳定
解析　该短周期非金属元素为Si，硅在自然界中只以化合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，B项错误；Si的最高价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金属性Si物的转化见下图。下列说法中正确的是(　　)

A．SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物
B．SiO2和Si都是光导纤维材料
C．在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效
D．图中所示转化反应都是非氧化还原反应
解析　两性氧化物的定义为：与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物，SiO2与HF反应得到的SiF4不属于盐类，A项错误；SiO2是光导纤维材料，Si为半导体材料，B项错误；CoCl2在吸水和失水状态下显示不同的颜色，C项正确；制取Si的过程中涉及了氧化还原反应，D项错误。
答案　C
3．(2022·辽宁月考)青石棉(cricidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一。青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有NO。下列说法中正确的是(　　)
A．青石棉是一种易燃品且易溶于水
B．青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：
Na2O·FeO·2Fe2O3·8SiO2·H2O
C．1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用，至少需消耗6 L 3 mol·L－1 HNO3溶液
D．1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用，至少需消耗5.5 L 2 mol·L－1HF溶液
解析　依据青石棉的组成可知，该物质属于硅酸盐，不是一种易燃品且难溶于水，A项不正确；依据氧原子守恒可知应当是Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，B项不正确；依据组成可知和硝酸作用生成2 mol硝酸钠、5 mol硝酸铁和1 mol NO，因此需要硝酸的物质的量是18 mol，选项C项正确；和氢氟酸反应生成SiF4、NaF，物质的量分别是8 mol和2 mol，所以需要HF的物质的量是34 mol，D项不正确，答案选C项。
答案　C
考点2
CO2与强碱、盐溶液反应产物的推断方法

题组训练
4.(2022·安徽合肥模拟)用4种溶液进行试验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是(　　)
选项
操作及现象
溶液
A
通入CO2，溶液不变浑浊。先通入氨气再通入CO2，溶液变浑浊
CaCl2
溶液
B
通入CO2，溶液变浑浊。连续通CO2至过量，浑浊消逝
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。连续通CO2至过量，浑浊消逝。再加入足量NaOH溶液，又变浑浊
Ca(OH)2
溶液
解析　A项，先通入NH3生成NH3·H2O使CO2变为CO，产生CaCO3沉淀；B项，发生反应Na2SiO3＋2CO2(过量)＋2H2O===2NaHCO3＋H2SiO3↓，但H2SiO3不溶于过量CO2的水溶液；C项，发生反应CO2＋H2O＋Ca(ClO)2===CaCO3↓＋2HClO，HClO能使品红溶液褪色；D项，依次发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2＋2NaOH===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。
答案　B
5．(2022·湖南六校联考)将CO2气体缓缓地通入到含KOH、Ba(OH)2和KAlO2的混合溶液中直到过量，生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是(　　)

A．O～a段反应的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O
B．b～c段反应的离子方程式是2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO
C．a～b段与c～d段所发生的反应相同
D．d～e段沉淀的削减是碳酸钡固体的消逝所致
解析　依据化学反应原理和图象可知，O～a段发生反应的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O，反应一开头就有沉淀产生；a～b段发生反应的化学方程式是2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O，沉淀的物质的量没有增加；b～c段发生反应的离子方程式是2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO，沉淀的物质的量连续增加，达到最大量；c～d段发生反应的离子方程式是CO＋CO2＋H2O===2HCO，沉淀的物质的量没有发生变化；d～e段发生反应的化学方程式是BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2，沉淀的削减是碳酸钡固体转化为可溶性的碳酸氢钡所致，综上所述，A、B、D项正确，C项错误。
答案　C
6．向含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2，当通入气体为8.96 L(标况下)时马上停止，则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入CO2的体积关系图象正确的是(气体的溶解和离子的水解忽视不计)(　　)

解析　本题涉及的化学反应方程式：
Ba(OH)2＋CO2==BaCO3↓＋H2O①
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O②
Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3③
BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2④
当未通入CO2时，溶液中离子的物质的量为0.2 mol Na＋、0.1 mol Ba2＋、0.4 mol OH－；当通入2.24 L CO2时，发生反应①，此时溶液中离子的物质的量为0.2 mol Na＋、0.2 mol OH－；当通入4.48 L CO2时，发生反应②，此时溶液中离子的物质的量为0.2 mol Na＋、0.1 mol CO；当通入6.72 L CO2时，发生反应③，此时溶液中离子的物质的量为0.2 mol Na＋、0.2 mol HCO；当通入8.96 L CO2时，发生反应④，此时溶液中离子的物质的量为0.2 mol Na＋、0.1 mol Ba2＋、0.4 mol HCO。对比图象可知选项C正确。
答案　C
归纳总结
反应挨次的推断
　当有多种组分与一种物质反应时，推断反应挨次的方法：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误。
如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假设CO2先与KOH反应，则生成的K2CO3会与Ba(OH)2连续反应生成BaCO3，故假设错误，应当是CO2先与Ba(OH)2反应。
名 师 究 错
易错追根溯源　挑战高考满分
【典例】　(2022·泰州模拟)将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最终得到的固体物质是(　　)
A．Na2SiO3　　　　　　　 B．Na2CO3、Na2SiO3
C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2
【错因分析】　没有意识到高温下充分灼烧时，Na2CO3和SiO2还能够连续反应生成Na2SiO3，从而造成错选C。
【解析】　将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3；加热蒸干高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2O＋SiO2,2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，各反应物存在如下关系，H2SiO3～2NaHCO3，H2SiO3～SiO2,2NaHCO3～Na2CO3～SiO2，由上述关系可知，最终所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。
【答案】　A
纠错训练
(2022·安庆月考)金刚砂(SiC)可由SiO2和碳在肯定条件下反应制得，反应方程式为SiO2＋3CSiC＋2CO↑，下列有关制造金刚砂的说法中正确的是(　　)
A．该反应中的氧化剂是SiO2，还原剂为C
B．该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2
C．该反应中转移的电子数为12e－
D．该反应中的还原产物是SiC、氧化产物是CO，其物质的量之比为1:2
解析　反应产物SiC中Si、C的化合价分别为＋4、－4价，所以SiO2既不是氧化剂，又不是还原剂；碳元素从0价转变成－4价(SiC)和＋2价(CO)，CO是氧化产物，SiC是还原产物，两者的物质的量之比为2:1；依据化学方程式，电子转移数目为4e－。
答案　D