直击碳族元素常考题型

 

碳族元素是元素化合物知识的重点内容，明确考试大纲和基本考点，有利于同学们在学习中有的放矢，以收到事半功倍之效。将碳族元素中常考题型总结如下。

一、考查碳族单质及其同素异形体的性质

例1．在碳族元素中，非金属性最强的元素是________，金属性最强的元素是_________，单质能作半导体的元素是_________，在化合物中+2价最稳定的元素是_________，最稳定的气态氢化物是_________，酸性最强的最高价氧化物对应水化物是__________。

解析：结合对碳、碳族元素之间的相似性、递变性和特殊性能够熟练掌握，便可轻易解答本题。

答案：碳    铅    硅    铅    甲烷    碳酸

例2．科学家发现C₆₀后，近年又合成了许多球形分子(富勒烯)，如C₅₀、C₇₀、C₁₂₀、C₅₄₀等。下列说法正确的是

A.C₆₀是一种新型化合物

B.C₆₀、C₅₀、C₇₀、C₁₂₀、C₅₄₀和石墨都是碳的同素异形体

C.C₆₀在纯氧中充分燃烧只生成唯一产物CO₂

D.C₆₀的摩尔质量为720

解析：C₆₀等均表示由不同个数的C元素原子构成的不同种结果的单质，它们互称为同素异形体，在氧气中充分燃烧均得到唯一产物CO₂，C₆₀的摩尔质量为720g/mol。答案：BC

二、考查碳族元素及其化合物的性质和应用

例3．旅游洞穴一般是指供游人观览的喀斯特洞穴。多姿多彩的石钟乳、石笋、石柱、石花等碳酸钙沉积体是喀斯特洞穴中的主要景观。由于游人呼吸有时会使旅游洞穴中二氧化碳浓度大幅升高，可能造成的后果是

①抑制碳酸钙沉积体的生长②促进碳酸钙沉积体的生长③使游客有憋闷的感觉④使照明灯下的植物大蛋死亡

A．①③           B．②③           C．①④         D．②④

解析:二氧化碳浓度增大，有利于照明灯下的植物进行光合作用，但碳酸钙沉积体会在酸性条件下被溶蚀，也不利于人的呼吸。答案：A

例4．下列说法正确的是

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

解析：该内容属于识记内容。选项A中，光纤的材料为SiO₂，属硅材料，但是说硅单质就错误；B项中，能与玻璃反应（即可用于雕刻）的酸只有HF，HCl错；C项中水晶的材料为SiO₂，瓷盘为硅酸盐产品；D项粗硅的提纯过程中首先把单质硅转化成SiCl₄气化与杂质分离，在重新制的单晶Si，均涉及氧化还原反应。综上所述，答案：A。

三、考查硅的结构和性质

例5．下列分子或晶体均不属于正四面体结构的是（    ）。

①二氧化碳          ②晶体硅              ③金刚石              ④甲烷           ⑤氨气

A．①③               B．②④         C．①⑤               D．③④

解析：此题是对常见物质结构的考查，平时学习中注意对这些内容的理解和记忆，就能轻而易举地得出答案。二氧化碳是直线形分子，晶体硅、甲烷和金刚石是正四面体结构，氨气是三角锥形分子。答案：C

例6．下列关于硅的说法不正确的是（    ）。

A．晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体

B．硅是良好的半导体材料

C．硅的性质很不活泼，常温下不与任何物质反应

D．在加热时，硅能与H₂、O₂等非金属反应

解析：熟练掌握硅的物理性质和化学性质，硅在常温下可与NaOH溶液、氢氟酸等反应。答案：C

四、考查二氧化硅的结构和性质

例7．二氧化硅的熔沸点较高的原因是（    ）。

A．二氧化硅中，硅氧原子个数之比为1：2

B．二氧化硅晶体是立体网状的原子晶体

C．二氧化硅中，Si—O键的键能大

D．二氧化硅晶体中原子以共价键相结合

解析：本题涉及二氧化硅晶体结构的重点知识。二氧化硅的熔沸点较高的原因，是由于其晶体中Si—O键的键能很高，并形成了一种立体网状的原子晶体，熔融SiO₂晶体需消耗较多的能量。答案：BC

例8．物质A是一种高熔点化合物，不溶于硫酸、硝酸等强酸。A与纯碱熔融反应，生成化合物B，同时放出气体C；把气体C通入B的溶液中，则得到化合物D；D在干燥空气中转变为化合物E；将E加热又得到化合物A。试写出A、B、C、D、E的化学式：A__________、B__________、C__________、D__________、E__________。

解析：本题应根据对实验现象的分析，得出结论。A是不溶于硫酸、硝酸等强酸的高熔点化合物，它能与纯碱熔融反应，而且放出气体C，初步判断A可能是SiO₂，B可能是Na₂SiO₃，C可能CO₂。若把CO₂通入Na₂SiO₃溶液中，会得到胶状沉淀H₄SiO₄，H₄SiO₄在干燥空气中易脱水生成H₂SiO₃，H₂SiO₃只有加热才能生成SiO₂。这些都是与题目所给出的实验现象相符合，这就证实A确实是SiO₂，那么其他物质的推断就迎刃而解。

答案：SiO₂    Na₂SiO₃    CO₂    H₄SiO₄    H₂SiO₃

五、考查硅酸盐的性质和表示方法

例9．普通玻璃的主要成分为Na₂CaSi₆O₁₄，以氧化物的形式可表示为___________；钾云母的化学式为K₂H₄Al₆Si₆O₂₄，以氧化物的形式可表示为___________；正长石的化学式为KAlSi₃O_x，x的数值为___________，以氧化物的形式可表示为___________。

解析：硅酸盐以氧化物的形式可表示为活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO₂·H₂O，所以普通玻璃Na₂CaSi₆O₁₄—Na₂O·CaO·6SiO₂；钾云母K₂H₄Al₆Si₆O₂₄—K₂O·3Al₂O₃·6SiO₂·2H₂O；正长石KAlSi₃O_x—K₂O·Al₂O₃·6SiO₂，则x＝8。

六、考查新型无机非金属材料

例10．下列有关材料的说法不正确的是（     ）。
     A．传统的无机材料虽有不少优点，但质脆、经不起热冲击
     B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的缺点，但强度比较差
     C．高温结构材料具有耐高温、耐氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
     D．新型无机非金属材料特性之一具有电学特性
     解析：传统的无机非金属材料缺点为质地较脆，经不起热冲击，所以A选项正确。新型无机非金属材料不但克服了传统的无机非金属材料的缺点还具有若干优点，如能承受高温，强度较高，具有电学性等。所以B选项错误，D选项正确。高温结构材料具有能受高温，不怕氧化耐酸碱腐蚀、硬度高、耐磨损、密度小等优点。答案：B