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(共37张PPT)
第35讲
碳硅铅及其化合物
2025：基于主题教学的高考化学专题复习系列讲座
2025
2024全国甲卷-11题 结构综合题考查：化学键类型、元素电负性、原子杂化轨道类型、
分子间作用力
2024河北卷-13题 可充电 电池电极反应式书写、电子转移数目计算
2024甘肃卷-17题 反应原理综合题：盖斯定律、反应速率求算与化学平衡移动
2024湖南卷-18题 电化学考查：Sn作阴极，用电解的方法可制得
2024北京卷-15题 结构综合题考查：Sn的化合物 模型、轨道杂化方式、Sn的制备
2024浙江卷-19题 原理综合题考查、电极反应式书写、ΔH的计算、平衡转化率计算
2024湖北卷-13题 原理综合题的考查：溶液中离子浓度大小比较、物料守恒
2024浙江卷-14题 的性质综合考查
2024年——四大平衡常数考向考点统计
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知识重构
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元素化合物转化关系图
【知识重构】 碳、硅单质及其氧化物
1．碳、硅的存在形态、物理性质和用途
碳 硅
存在形态 游离态和化合态 化合态
单质结构 金刚石：正四面体空间网状结构石墨：层状结构C60：足球形分子 晶体硅：正四面体空间网状结构
物理性质 金刚石：熔点高、硬度大石墨：硬度小、电的良导体 晶体硅：灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性
用途 金刚石用于制造切割刀具；石墨用于制造电极、铅笔芯 半导体材料和合金材料
2．碳、硅单质的化学性质
(1)碳单质的化学性质——还原性
a．能与水蒸气反应：
b．能与浓硫酸反应：
(2)硅单质的化学性质——还原性
①能与O2反应：
②能与氢氟酸反应：
③能与NaOH溶液反应：
3．硅的制备
(1)原料：二氧化硅、焦炭。
(2)原理：
(3)提纯：
4．碳和硅的氧化物
(1)一氧化碳：无色无味的有毒气体，不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的还原剂。
(2)二氧化碳和二氧化硅
硅酸、硅酸盐和无机非金属材料
1．硅酸
(1)弱酸性：H2SiO3难溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与强碱(如NaOH)反应，化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
(2)硅酸的制备及硅胶
①制备原理：可溶性硅酸盐(如Na2SiO3)与较强的酸(如盐酸)反应，化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。
②硅胶：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后即得硅胶，常用作干燥剂和催化剂的载体。
2．硅酸盐
(1)硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。
(2)硅酸盐组成的表示方法
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：
①氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。
②各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。
如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2
3．无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料(如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料)
水泥 玻璃 陶瓷
生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英砂 黏土
主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑
玻璃生产中的两个重要反应：
Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2↑。
(2)新型无机非金属材料：如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。
铅单质
铅是密度很大、熔点很低的软金属，Pb与稀盐酸可以缓慢反应，但因生成难溶的PbCl2覆盖反应物而使反应终止：Pb+2HCl=PbCl2↓+H2↑，由于此种特性，工厂或实验室常用它做耐酸反应器的衬里和制存或输送酸液的管道设备
铅的氧化物
①PbO俗称“密陀僧”，难溶于水，两性偏碱，既能溶于酸又能溶于碱
②Pb3O4又名铅丹，可以认为是铅酸铅Pb2(Ⅱ)Pb(Ⅳ)O4
③PbO2是一种溶于水的两性氧化物，其酸性强于碱性；具有强氧化性，可与浓盐酸反应生氯气
铅的其他化合物
①Pb(CH3COO)2有甜味，俗称“铅糖”，易溶于水，难离解，毒性大。它是共价化合物，在溶液中以分子状态存在
②硫酸铅可用于制造蓄电池，不溶于水
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1、（2024安徽卷)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化。且甲和水可以直接生成乙的是
【答案】D
【详解】A．Cl2与水反应生成HClO和HCl，无法直接生成NaClO，A错误；
B．SO2与水反应生成亚硫酸而不是硫酸，B错误；
C．氧化铁与水不反应，不能生成氢氧化铁沉淀，C错误；
D．CO2与水反应生成碳酸，碳酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙受热分解生成二氧化碳气体，D正确；
选项 甲 乙 丙
A Cl2 NaClO NaCl
B SO2 H2SO4 CaSO4
C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3
D CO2 H2CO3 Ca(HCO3)2
2、(2024浙江卷). 根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化，下列推测不合理的是
【答案】B
【详解】A．较低的碳含量赋予材料更好的延展性和可塑性，A正确；
B．晶体硅和金刚石、碳化硅均为共价晶体，且硅为半导体材料，金刚石态的碳不具有导电性，故碳的导电性比硅差，导电能力会下降，B错误；
C．淀粉、纤维素的主链上再接上带有强亲水基团的支链(如丙烯酸钠)，在交联剂作用下形成网状结构可以提高吸水能力，C正确；
D．在橡胶中加入硫化剂和促进剂等交联助剂，在一定的温度、压力条件下，使线型大分子转变为三维网状结构，网状结构相对线性结构具有更大的强度，D正确；

4、(2023湖北卷)工业制备高纯硅的主要过程如下：
下列说法错误的是（ ）
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi含Si-Si键的数目约为4×6.02×1023
C．原料气HCl和应充分去除水和氧气
D．生成 的反应为熵减过程
【答案】B
【详解】A. 和在高温下发生反应生成和，因此，制备粗硅的反应方程式为 ，A说法正确；
B. 在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键， 1mol Si含Si-Si键的数目约为，B说法错误；
C. HCl易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl氧化；在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，其与在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl和应充分去除水和氧气 ，C说法正确；
D. ，该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成的反应为熵减过程，D说法正确；
5、（2022江苏卷，节选).我国古代就掌握了青铜(铜-锡合金)的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜器；PB．是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列物质性质与用途具有对应关系的是
A．石墨能导电，可用作润滑剂
B．单晶硅熔点高，可用作半导体材料
C．青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑
D．含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料
【答案】C
【解析】石墨是过渡型晶体，质软，可用作润滑剂，A错误；单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关，与熔点高无关，B错误；青铜是铜合金，比纯铜熔点低、硬度大，易于锻造，古代用青铜铸剑，C正确；含铅化合物可在正极得到电子发生还原反应，所以可用作电极材料，与含铅化合物颜色丰富无关，D错误。
6、【2022年全国乙卷】生活中处处有化学，下列叙述正确的是
A．HB铅笔芯的成分为二氧化铅
B．碳酸氢钠可做食品膨松剂
C．青铜和黄铜是不同结构的单质铜
D．焰火中红色来源于钠盐灼烧．焰火中红色来源于钠盐灼烧
【答案】B
【解析】铅笔芯的主要成分为石墨，不含二氧化铅，A错误；碳酸氢钠不稳定，受热易分解产生二氧化碳，能使面团松软，可做食品膨松剂，B正确 ；青铜是在纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金，黄铜为是由铜和锌所组成的合金，两者均属于混合物，不是铜单质，C错误；钠元素灼烧显黄色，D错误。
7、【2022年广东卷】我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是 ( )
A.淀粉是多糖,在一定条件下能水解成葡萄糖
B.葡萄糖与果糖互为同分异构体,都属于烃类
C.1 mol CO 中含有 6.02×1024 个电子
D.22.4 L CO2 被还原生成 1 mol CO

【答案】A
【解析】淀粉是多糖,在稀硫酸作催化剂并加热条件下可以水解为葡萄糖，A 正确；葡萄糖和果糖分子中均含有氧元素，二者均不属于烃类，B 错误；C 原子有 6 个电子，O 原子有 8 个电子，1 mol CO 含有 14×6.02×1023 个电子，C 错误；未说明标准状况，无法根据体积确定二氧化碳的物质的量，D 错误。
8、【2022年浙江卷】关于反应4CO2+ SiH4 = 4CO + 2H2O + SiO2，下列说法正确的是（ ）
A. CO 是氧化产物 B. SiH4 发生还原反应
C. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶4 D. 生成 1molSiO2 时，转移 8mol 电子

【答案】D
【解析】根据反应方程式，碳元素的化合价由+4 价降为+2 价，故 CO 为还原产物，A 错误；硅元素化合价由-4 价升为+4 价，故 SiH4 发生氧化反应，B 错误；反应中氧化剂为二氧化碳，还原剂为 SiH4，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 4:1，C 错误；根据反应方程式可知，Si 元素的化合价由-4 价升高至+4 价，因此生成 1molSiO2 时，转移 8mol 电子，D 正确。
9、【2022年江苏卷】周期表中IVA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有很大的燃烧热（890.3KJ.mol-1)，是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面SiO2能与氢氟酸（HF，弱酸）反应生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全电离为H+和SiF62-)；1885年德国化学家将硫化锗（GeS2)与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅——锗；下列化学反应表示正确的是
A.SiO2与HF溶液反应：SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2O
B.高温下H2还原GeS2+H2=Ge+2H2S
C.铅蓄电池放电时的正极反应：Pb-2e-+SO42-=PbSO4
D.甲烷的燃烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=890.3kJ.mol-1
【答案】A
【解析】由题意可知，二氧化硅与氢氟酸溶液反应生成强酸H2SiF6和水，反应的离子方程式为SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2O，A正确；硫化锗与氢气共热反应时，氢气与硫化锗反应生成锗和硫化氢，硫化氢高温下分解生成硫和氢气，则反应的总方程式为B错误；铅蓄电池放电时，二氧化铅为正极，酸性条件下在硫酸根离子作用下二氧化铅得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为正极反应PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O，C错误；由题意可知，1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为890.3kJ，反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ.mol-1，D错误。
10、（24全国甲卷）11. ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）该族元素基态原子核外未成对电子数为_____，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为_____。
（2） CaC2 俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为_____(填标号)。
a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键
（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷 其中电负性最大的元素是____，硅原子的杂化轨道类型为_____。
11、（2023年浙江）硅材料在生活中占有重要地位。请回答：
(1 ) Si(NH2)4 分子的空间结构(以Si为中心)名称为_________ ，分子中氮原子的杂化轨道类型是_______ 。受热分解生成Si3N4和NH3，其受热不稳定的原因是__________
3）Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图可知，原子间通过共价键形成的空间网状结构，形成共价晶体；根据均摊法可知，一个晶胞中含有 个Si，8个P，故该化合物的化学式为SiP2。
12、【2022全国乙卷】废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO 和Pb,还有少量 Ba、Fe、Al 的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的 pH 如下表:
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的 pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的 pH 3.2 8.3 4.6 9.1
(1) 在“脱硫”中 PbSO4 转化反应的离子方程式为 。
饱和溶液中存在平衡当加入碳酸钠溶液时，因为
所以可生成沉淀从而使上述平衡右移，该反应的平衡常数 ，所以几乎可以完全转化
【2022全国乙卷】废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO 和Pb,还有少量 Ba、Fe、Al 的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的 pH 如下表:
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的 pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的 pH 3.2 8.3 4.6 9.1
(1) 用沉淀溶解平衡原理解释选择 Na2CO3 的原因 。
饱和溶液中存在平衡当加入碳酸钠溶液时，因为
所以可生成沉淀从而使上述平衡右移，该反应的平衡常数 ，所以几乎可以完全转化
该反应能够发生的原因是难溶物易转化为更难溶的物质，因为平衡常数，所以几乎可以完全转化。题目要求用沉淀溶解平衡原理解释，因此基于的平衡移动分析以及根据化学平衡常数进一步分析移动的程度。
【2022全国乙卷】废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO 和Pb,还有少量 Ba、Fe、Al 的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的 pH 如下表:
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的 pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的 pH 3.2 8.3 4.6 9.1
(2) 在“脱硫”中,加入 Na2CO3 不能使铅膏中 BaSO4 完全转化,原因是 。
的平衡常数平衡常数 ，远小于，因此该反应进行的程度较小，不能使完全转化
根据第（1）小题的解题思路，仍然根据题给溶度积常数分析，与（1）不同的是，转化为的平衡常数非常小，因此反应程度较小。
【2022全国乙卷】废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO 和Pb,还有少量 Ba、Fe、Al 的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
(3) 在“酸浸”中,除加入醋酸(CH3COOH),还要加入 H2O2。
(ⅰ)能被 H2O2 氧化的离子是 ;
(ⅱ)H2O2 促进了金属 Pb 在醋酸中转化为(CH3COO)2Pb,其化学方程式为 ;
(ⅲ)H2O2 也能使 PbO2 转化为(CH3COO)2Pb,H2O2 的作用是 。
（3） (ⅰ)有较强的氧化性,是工业生产中较为优良的氧化剂,由铅膏中含有的杂质元素可知，该步反应氧化的离子应为(ⅱ)由题给信息促进了金属在醋酸中转化为由此可写出该反应的化学方程式：。
(ⅲ)的的化合价为+4价，中的的化合价为+2价，中的的化合价降低作氧化剂，因此该反应中作还原剂。
作还原剂
【2022全国乙卷】废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO 和Pb,还有少量 Ba、Fe、Al 的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的 pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的 pH 3.2 8.3 4.6 9.1
(4) “酸浸”后溶液的 pH 约为 4.9,滤渣的主要成分是 。
(5) “沉铅”的滤液中,金属离子有 。
（4）由题给金属氨氧化物沉淀时的 PH可知，
（5）杂质，因此沉铅后滤液中的金属离子为
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知识重构
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知识重构
构建知识网络，灵活运用提升能力
1.主动构建知识网络
复习的目的是将所学的知识系统化，化学知识自身有着一定的内在规律和联系，将这些规律和联系内化成自己能够掌握并能随时调用的有效信息，构建一个有序的知识体系是必不可少的。
（1）利用知识主线
知识主线让原本杂乱无章的化学知识在复习中变得富有条理性，有利于提升考生的思维拓展能力。根据知识主线，从教材入手，熟记教材中重要的化学方程式、物质的性质、实验条件、实验现象及操作细节等，然后从某一种物质开始发散，并进行一一比较，寻找它们之间的内在联系，就能得到比较具体的知识网络。这是复习化学知识的有效方法。
(2)使用思维导图
思维导图呈现的是一个辐射线形的思维表达过程。借助思维导图能发散思维，弄清知识和思维的脉络，并可供自己回顾整个思维过程。利用思维导图能帮助自己反思学习过程与知识结构，从而巩固已学知识。
2.活用学科核心素养
化学学科核心素养是高中化学知识的精髓，高三考生已经比较完整地掌握了一些理论知识，具备了一定的学科素养，复习中要学会运用化学理论知识解释一些事实和现象，通过分析物质组成和结构预测其性质和化学反应的趋势。化学学科核心素养能使考生在考试中做到举一反三、触类旁通。
总之，考生要根据复习的实际情况并结合自身特点，通过科学的方法将知识系统化、深入化，注重知识之间的相互联系，发挥自身的学科素养，灵活应用，不断提高逻辑思维能力和解题能力。第35讲-碳硅铅及其化合物习题
选择题
1．“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是
A．九霄环佩木古琴 B．裴李岗文化骨笛 C．商朝后期陶埙 D．曾侯乙青铜编钟
2．建设美丽乡村，守护中华家园，衣食住行皆化学。下列说法正确的是
A．千家万户通光纤，光纤的主要材质为
B．乡村公路铺沥青，沥青属于天然无机材料
C．美容扮靓迎佳节，化妆品中的甘油难溶于水
D．均衡膳食助健康，主食中的淀粉可水解为葡萄糖
3.陈述Ⅰ和Ⅱ均正确但不具有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 用焦炭和石英砂制取粗硅 SiO2可制作光导纤维
B 利用海水制取溴和镁单质 Br-可被氧化，Mg2+可被还原
C 石油裂解气能使溴的CCl4溶液褪色 石油裂解可得到乙烯等不饱和烃
D FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体 FeCl3可用作净水剂
4.陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是
A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
5.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A．NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂
B．SiO2熔点高硬度大，可用于制光导纤维
C．Al2O3是两性氧化物，可用作耐高温材料
D．CaO能与水反应，可用作食品干燥剂
6.是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是( )
A．可发生反应：
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与SiO2，反应生成新盐
D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2
7下列有关物质性质的应用正确的是（ ）
A．液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂
B．二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸
C．生石灰能与水反应，可用来干燥氯气
D．氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝
8.古丝绸之路贸易中的下列商品，主要成分属于无机物的是
A．瓷器 B．丝绸 C．茶叶 D．中草药
9.铅蓄电池是常见的二次电池，其原理图如图所示。铅蓄电池的工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+ 2H2O。下列判断错误的是（）
A．铅蓄电池的结构中O2的作用可提高电池的工作效率
B．铅蓄电池放电时Pb电极的电极反应为：Pb-2e-=Pb2+
C．电池工作时，H+移向PbO2板
D．实验室用铅蓄电池作电源，用惰性电极电解CuSO4溶液，当阴极析出2.4g铜时，铅蓄电池内消耗H2SO4物质的量至少是0.075mol
二、非选择题
1. ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）该族元素基态原子核外未成对电子数为_____，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为_____。
（2）俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为_____(填标号)。
a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键
（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是____，硅原子的杂化轨道类型为_____。
（4）早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因：_____。
物质
熔点/ 442 29 143
（5）结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中配位数为_____。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为_____(列出计算式)。
2.金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用。完成下列填空：
（1）铝原子核外电子云有______种不同的伸展方向，有_____种不同运动状态的电子。
（2）镓（Ga）与铝同族。写出镓的氯化物和氨水反应的化学方程式_____。
（3）硅与铝同周期。SiO2是硅酸盐玻璃（Na2CaSi6O14）的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式_______________。长石是铝硅盐酸，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为________。
（4）用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如：2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3。常温下Al的金属性比Ba的金属性______________（选填“强”“弱”）。利用上述方法可制取Ba的主要原因是__________。
a．高温时Al的活泼性大于Ba b．高温有利于BaO分解
c．高温时BaO·Al2O3比Al2O3稳定 d．Ba的沸点比Al的低
3.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过程中若混入O2，可能引起的后果是_____。
（2）下列有关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
4.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，四氧化三铁可写成FeO·Fe2O3 的形式，如果将Pb3O4也写成相对应的形式应为：。
（2）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为：。PbO2可有PbO与次氯酸钠溶液反应制得，其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，阴极观察到的现象是；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式，这样做的主要缺点是。
（3）PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（即）的残留固体，若a点固体组成表示为PbO2或mPbO2 ·nPbO,计算x值和m：n ，。
5.铅精矿可用于冶炼金属铅，其主要成分为PbS。
I．火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧，生成PbO和SO2。
（1）用铅精矿火法炼铅的反应的化学方程式为_____________________________。
（2）火法炼铅的废气中含低浓度SO2，可将废气通入过量氨水中进行处理，反应的离子方程式为：______________。
II．湿法炼铅在制备金属铅的同时，还可制得硫磺，相对于火法炼铅更为环保。湿法炼铅的工艺流程如下：
已知：①不同温度下PbCl2的溶解度如下表所示。
温度/℃ 20 40 60 80 100
溶解度/g 1.00 1.42 1.94 2.88 3.20
② PbCl2为能溶于水的弱电解质，在Cl—浓度较大的溶液中，存在平衡：
PbCl2（aq）+2Cl—（aq）PbCl42—（aq）
（3）浸取液中FeCl3的作用是________________________。
（4）结合信息判断，操作a为________________________，以利于PbCl2的析出。
（5）将溶液3和滤液2分别置于如图所示电解装置的两个极室中，可制取金属铅并使浸取液中的FeCl3再生。
①溶液3应置于______（填“阴极室”或“阳极室”）中。
②简述滤液2电解后再生为FeCl3的可能原理：____________________________________。
③若铅精矿的质量为a g，铅浸出率为b，当电解池中通过c mol电子时，金属铅全部析出，铅精矿中PbS的质量分数的计算式为_______________________________。
6.三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O，其相对分子质量为990)简称“三盐”，不溶于水及有机溶剂。主要适用于不透明的聚氯乙烯硬质管、注射成型制品，也可用于人造革等软质制品。以铅泥 (主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示。
已知：KSP(PbSO4)=1.82×10-8，KSP(PbCO3)=1.46×10-13
请回答下列问题：
（1）写出步骤①“转化”的离子方程式__________________。
（2）根据如图溶解度曲线(g/100g水)，由滤液I得到Na2SO4固体的操作为：将“滤液1” _________、_________、用乙醇洗涤后干燥。
（3）步骤③“酸溶”，为提高酸溶速率，可采取的措施是________________(任意写出两条)
（4）“滤液2”中可循环利用的溶质为_______(填化学式)。若步骤④“沉铅”后的滤液中铅离子沉淀完全，则此时c(SO42-)=________mol·L-1。
（5）步骤⑥“合成”三盐的化学方程式为____________________。
（6）若消耗100.0t铅泥，最终得到纯净干燥的三盐49.5t，假设铅泥中的铅元素有50％转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为___________。
答案解析
一、选择题
1、【详解】A．九霄环佩木古琴主要构成是木材，动物筋制得，A错误；
B．裴李岗文化骨笛由动物骨骼构成，B错误；
C．商朝后期陶埙属于陶瓷，由硅酸盐制成，C正确；
D．曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成，D错误；
故选C。
2、【答案】D
【详解】A．光纤的主要材质为二氧化硅，A错误；
B．沥青属于有机材料，B错误；
C．甘油溶于水，C错误；
D．淀粉水解的最终产物为葡萄糖，D正确；
3、A【解析】焦炭具有还原性，工业上常利用焦炭与石英砂（SiO2）在高温条件下制备粗硅，这与SiO2是否做光导纤维无因果关系，A符合题意；海水中存在溴离子，可向其中通入氯气等氧化剂将其氧化为溴单质，再经过萃取蒸馏物理操作分离提纯溴单质，另外，通过富集海水中的镁离子，经过沉淀、溶解等操作得到无水氯化镁，随后电解熔融氯化镁可制备得到镁单质，陈述I和陈述II均正确，且具有因果关系，B不符合题意；石油在催化剂加热条件下进行裂解可得到乙烯等不饱和烃，从而使溴的CCl4溶液褪色，陈述I和陈述II均正确，且具有因果关系，C不符合题意；FeCl3溶液中铁离子可发生水解，生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，从而可用作净水剂，陈述I和陈述II均正确，且具有因果关系，D不符合题意。
4.A【解析】陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。陶瓷的传统概念是指所有以黏土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。氧化铁为棕红色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，A错误；秦兵马俑是陶制品，陶制品是由粘土或含有粘土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的，B正确；陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物，陶瓷的主要成分是硅酸盐，与水泥、玻璃等同属硅酸盐产品，C正确；陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐的化学性质不活泼，具有不与酸或碱反应、抗氧化的特点，D正确。
5.D【解析】NaHCO3能与HCl反应，NaHCO3用于制胃酸中和剂，NaHCO3用于制胃酸中和剂与NaHCO3受热易分解没有对应关系；SiO2传导光的能力非常强，用于制光导纤维，SiO2用于制光导纤维与SiO2熔点高硬度大没有对应关系；Al2O3的熔点很高，用作耐高温材料，Al2O3用作耐高温材料与Al2O3是两性氧化物没有对应关系；CaO能与水反应，用于食品干燥剂，CaO用于食品干燥剂与CaO与水反应有对应关系；答案选D。
6 .D【解析】将Ca3SiO5改写为氧化物形式后的化学式为：3CaO·SiO2，性质也可与Na2SiO3相比较，据此解答。Ca3SiO5与NH4Cl反应的方程式为：
Ca3SiO5+4NH4Cl CaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O，A正确；CaO能与水反应，所以需要密封保存，B正确；亚硫酸的酸性比硅酸强，当二氧化硫通入到Ca3SiO5溶液时，发生反应：3SO2+H2O+ Ca3SiO5=3 CaSO3+H2SiO3，C正确；盐酸的酸性比硅酸强，当盐酸与Ca3SiO5反应时，发生反应：6HCl+ Ca3SiO5=3CaCl2+H2SiO3+2H2O，D不正确。
7.A【解析】液氨汽化时要吸收大量的热，，从而可以使环境的温度降低，因此可用作制冷剂，A正确；二氧化硅不与强酸反应，但是可以与氢氟酸发生反应，而石英器皿中的含义大量的二氧化硅，因此不可用石英器皿盛放氢氟酸，B错误；生石灰能与水反应，也可以与Cl2发生反应，因此不可用来干燥氯气，C错误；氯化铝是一种电解质，但是由于该物质是分子晶体，无离子，因此不能用于电解制铝，D错误。
8.A【解析】瓷器是硅酸盐产品，不含碳元素，不是有机物，是无机物，A正确；丝绸的主要成分是蛋白质，是有机物，B错误；茶叶的主要成分是纤维素，是有机物，C错误；D、中草药的主要成分是纤维素，是有机物，D错误。
9.B【解析】铅蓄电池的结构中正极产生的O2，可以快速通过隔板通道传送到负极还原为水，同时能够抑制负极上氢气的产生，从而可以提高电池的工作效率，A正确；铅蓄电池中Pb电极为负极，放电时负极发生氧化反应，电极反应式为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4，B错误；
铅蓄电池工作时为原电池，原电池中阳离子移向正极，因此H+移向PbO2板，C正确；实验室用铅蓄电池作电源，用惰性电极电解CuSO4溶液，当阴极析出2.4g铜，即=0.0375mol时，转移电子0.0375mol×2=0.075mol，根据Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，铅蓄电池内消耗H2SO4物质的量至少是0.075mol，D正确。
二、非选择题
1、【详解】（1）ⅣA族元素基态原子的价层电子排布为，其核外未成对电子数为2，因最外层电子数均为4，所以在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为+4；
（2）俗称电石，其为离子化合物，由和构成，两种离子间存在离子键，中两个C原子之间存在非极性共价键，因此，该化合物中不存在的化学键类型为极性共价键和配位键，故选bd；
（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，含C、Si、H三种元素，其电负性大小：C>H>Si，则电负性最大的元素是C，硅原子与周围的4个原子形成共价键，没有孤电子对，价层电子对数为4，则硅原子的杂化轨道类型为；
（4）根据表中数据可知，SnF4的熔点均远高于其余三种物质，故SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点升高，故原因为：SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高；
（5）由晶胞结构图可知，该晶胞中有4个和4个，距离每个原子周围最近的原子数均为6，因此的配位数为6。设为阿伏加德罗常数的值，则个晶胞的质量为，个晶胞的体积为，因此该晶体密度为。
2.【答案】（1）4 13 （2）GaCl3＋3NH3+3H2O=3NH4Cl+Ga(OH)3↓ （3）SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O CaAl2Si2O8（4）弱 d
【解析】（1）铝原子核外电子云有s、p，分别有1种、3种，共有4中不同的伸展方向，其核外有13个电子，则有13种不同运动状态；（2）类似氯化铝与氨水反应，则镓的氯化物和氨水反应的化学方程式为GaCl3＋3NH3+3H2O=3NH4Cl+Ga(OH)3↓；（3）盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；由“长石是铝硅酸盐”，结合钠长石的化学式可知钙长石就是将钠长石的中钠更换为钙，铝硅酸阴离子不变，以及化合物中化合价代数和等于0可得钙长石的化学式为CaAl2Si2O8；（4）利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金属活泼性：Al＜Ba；但Al在高温下可将氧化钡中钡置换出来，原因是Ba的沸点低于铝，高温时Ba转化为气体脱离反应体系，使反应正向进行，故答案为：弱；d。
3.【答案】（1）SiHCl3+H2Si+3HCl SiHCl3+3H2O＝H2SiO3↓+3HCl+H2↑ H2与O2反应爆炸，生成的水与SiHCl3反应，生成的Si与O2反应生成SiO2（2）ABCD
【解析】（1）①纯SiHCl3制备高纯硅利用的还原剂是氢气，反应的化学反应方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl。
②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，根据原子守恒可知另一种物质是氢气，反应的化学反应方程式为SiHCl3+3H2O＝H2SiO3↓+3HCl+H2↑；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是H2与O2反应爆炸，生成的水与SiHCl3反应，生成的Si与O2反应生成SiO2。
（2）碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥，A正确；氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承，B正确；高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维，C正确；普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高，D正确盐酸与硅不反应，E错误。
4.【答案】（1）第六周期ⅣA族2PbO·PbO2
（2）PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2+2H2OPbO+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+
（3）1.4 2:3
【解析】（1）碳和铅是同一主族元素，都为第四主族，铅比碳多4个电子层，说明在第六周期，所以铅的位置为第六周期ⅣA族。根据第四主族元素的化合价分析，铅有+2和+4价，所以将Pb3O4写成2PbO·PbO2。（2）二氧化铅与浓盐酸反应生成黄绿色气体，说明产生了氯气，同时生成氯化铅和水，方程式为PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2+2H2O。氧化铅和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠，离子方程式为：PbO+ClO－=PbO2+Cl－。 Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取PbO2。Pb2+发生氧化反应生成PbO2，所以阳极发生的电极反应式Pb2++2H2O－2e－= PbO2↓+ 4H+，阴极反应为，所以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Pb2++2e- =Pb↓，这样做的主要缺点是不能有效利用Pb2+生成PbO2。
（3）若a点固体组成表示PbOx，则根据，（2-x)/2×32=239×4.0% x=1.4 ；若组成为mPbO2 ·nPbO，根据原子守恒，氧原子与铅原子根据铋为（2m+n)/(m+n)=1.4 解m:n=2:3。
5.【答案】
（1）2PbS+3O22PbO+SO2
（2）2NH3 H2O+SO22NH4++SO32-+H2O
（3）使Pb元素从难溶固体PbS转化成溶液中的PbCl42-，S元素转化成单质硫成为滤渣
（4）加水稀释并冷却
（5）①阴极室②阳极的电极反应为：Fe2+－e－Fe3+，使c(Fe3+)升高，同时Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动，使FeCl3再生③×100%
【解析】（1）根据题意，铅精矿在空气中焙烧，与氧气反应生成PbO和SO2，反应方程式为2PbS+3O22PbO+SO2（2）二氧化硫是酸性气体，氨水是弱碱，用过量氨水吸收二氧化硫，得到亚硫酸铵和水，反应的离子方程式为：2NH3 H2O+SO2═2NH4++SO32-+H2O；（3）浸取液中FeCl3增加了氯离子浓度，溶液中存在平衡：PbCl2(aq)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)，当氯离子浓度增大时，平衡正向移动，让铅以PbCl42-的形式存在溶液中，另外三价铁离子具有氧化性，S2-离子具有还原性，能够发生氧化还原反应，使硫元素转化成单质硫
（4）根据表格数据，PbCl2为能溶于水的弱电解质，存在平衡：PbCl2(aq)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)，加水稀释，氯离子的浓度降低，平衡逆向移动，冷却后，温度降低，PbCl2的溶解度降低，从而析出PbCl2固体；（5）①溶液3是含PbCl42-的溶液，要制得单质铅，元素铅的化合价降低，需要得到电子，发生还原反应，根据电解池的工作原理，阴极得到电子，故溶液3应放入阴极室；②阳极室是滤液2，滤液2是氯化亚铁溶液，亚铁离子在阳极失去电子，转化成三价铁离子，溶液中的阴离子氯离子通过阴离子交换膜，到达阳极室，与三价铁离子结合，得到氯化铁溶液，达到再生的目的；③由Pb2+→Pb，1molPb2+，转移2mol电子，当电解池中通过c mol电子时，金属铅全部析出，所以就有c mol的Pb析出，铅浸出率为b，故原液中有铅离子物质的量为mol，故PbS的物质的量也为mol，m(PbS)=M(PbS)×n=(207+32)×=g，铅精矿的质量为a g，铅精矿中PbS的质量分数=×100%=×100%
6.【答案】
（1）CO32-+PbSO4=SO42-+PbCO3
（2）升温结晶趁热过滤
（3）适当升温（或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒径等）
（4）HNO3 1.82×10-3
（5）4PbSO4+6NaOH3PbO PbSO4 H2O+3Na2SO4+2H2O
（6）82.8%
【解析】（1）步骤①向铅泥中加Na2CO3溶液，由表可知PbCO3的溶解度小于PbSO4的溶解度，Na2CO3（aq）+PbSO4（s）=Na2SO4（aq）+PbCO3（s），则可将PbSO4转化成PbCO3，“转化”的离子方程式为CO32-+PbSO4=SO42-+PbCO3；
（2）根据溶解度曲线(g/100g水)可知，在较低温度下硫酸钠结晶析出的是Na2SO4·H2O，在较高温度下析出无水硫酸钠晶体，且在较高温度下，硫酸钠的溶解度随温度升高而减小，硫酸钠在乙醇中的溶解度较小，故由滤液I得到Na2SO4固体的操作为：将“滤液1”升温（蒸发）结晶、趁热过滤、用乙醇洗涤后干燥；
（3）酸溶时，为提高酸溶速率，可采取的措施是适当升温（或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒径等）；
（4）Pb、PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3)2，Pb(NO3)2中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸，HNO3可循环利用，若步骤④沉铅后铅离子沉淀完全，则滤液中c（Pb2+）<1×10-5mol/L，已知Ksp（PbSO4）=1.82×10-8，则此时c（SO42-）=mol/L=1.82×10-3mol/L；
（5）步骤⑥合成三盐的化学方程式为：4PbSO4+6NaOH3PbO PbSO4 H2O+3Na2SO4+2H2O；
（6）若得到纯净干燥的三盐49.5t，则其中铅元素的质量为：×49.5t=41.4t，设铅泥中铅元素的质量分数为w，则100.0t铅泥中铅元素为100×w，铅泥中的铅元素有50%转化为三盐，有100×w×50%=41.4，解得w =82.8%。第35讲-碳硅铅及其化合物
知识重构
　碳、硅单质及其氧化物
1．碳、硅的存在形态、物理性质和用途
碳 硅
存在形态 游离态和化合态 化合态
单质结构 金刚石：正四面体空间网状结构石墨：层状结构C60：足球形分子 晶体硅：正四面体空间网状结构
物理性质 金刚石：熔点高、硬度大石墨：硬度小、电的良导体 晶体硅：灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性
用途 金刚石用于制造切割刀具；石墨用于制造电极、铅笔芯 半导体材料和合金材料
2．碳、硅单质的化学性质
(1)碳单质的化学性质——还原性
a．能与水蒸气反应：C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤气)；
b．能与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
(2)硅单质的化学性质——还原性
①能与O2反应：Si＋O2SiO2；
②能与氢氟酸反应(用化学方程式表示，下同)：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
③能与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
3．硅的制备
(1)原料：二氧化硅、焦炭。
(2)原理：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑。
(3)提纯：Si(粗)＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl。
4．碳和硅的氧化物
(1)一氧化碳：无色无味的有毒气体，不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的还原剂。
(2)二氧化碳和二氧化硅
二氧化硅 二氧化碳
类别 均为酸性氧化物
结构 由氧、硅原子构成空间网状结构 直线形结构，存在单个CO2分子
物理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水 熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水
化学性质 与水反应 不反应 CO2＋H2OH2CO3
与酸反应 只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 不反应
能与碱(NaOH)反应 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞) CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；CO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3
能与盐反应 如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ 如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3
能与碱性氧化物反应 如与CaO反应：SiO2＋CaOCaSiO3 如与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3
用途 光导纤维、光学仪器、电子部件 制饮料、制碳酸盐
　硅酸、硅酸盐和无机非金属材料
1．硅酸
(1)弱酸性：H2SiO3难溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与强碱(如NaOH)反应，化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
(2)不稳定性：H2SiO3不稳定，受热易分解，化学方程式为H2SiO3SiO2＋H2O。
(3)硅酸的制备及硅胶
①制备原理：可溶性硅酸盐(如Na2SiO3)与较强的酸(如盐酸)反应，化学方程式为：Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。
②硅胶：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后即得硅胶，常用作干燥剂和催化剂的载体。
2．硅酸盐
(1)硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。
(2)硅酸盐组成的表示方法
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：
①氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。
②各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。
如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。
(3)硅酸钠
①物理性质：白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显性。
②化学性质：能与酸性较硅酸强的酸反应
a．与盐酸反应的化学方程式：
Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
b．与少量CO2水溶液反应的化学方程式：
Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。
③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
3．无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料(如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料)
水泥 玻璃 陶瓷
生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英砂 黏土
主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑
玻璃生产中的两个重要反应：
Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。
(2)新型无机非金属材料：如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。
铅单质
铅是密度很大、熔点很低的软金属，Pb与稀盐酸可以缓慢反应，但因生成难溶的PbCl2覆盖反应物而使反应终止：Pb+2HCl=PbCl2↓+H2↑，由于此种特性，工厂或实验室常用它做耐酸反应器的衬里和制存或输送酸液的管道设备
铅的氧化物
①PbO俗称“密陀僧”，难溶于水，两性偏碱，既能溶于酸又能溶于碱
②Pb3O4又名铅丹，可以认为是铅酸铅Pb2(Ⅱ)Pb(Ⅳ)O4
③PbO2是一种溶于水的两性氧化物，其酸性强于碱性；具有强氧化性，可与浓盐酸反应
生成氯气
铅的其他化合物
①Pb(CH3COO)2有甜味，俗称“铅糖”，易溶于水，难离解，毒性大。它是共价化合物，在溶液中以分子状态存在
②硫酸铅可用于制造蓄电池，不溶于水
重温经典
1、（2024安徽卷)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化。且甲和水可以直接生成乙的是
选项 甲 乙 丙
A Cl2 NaClO NaCl
B SO2 H2SO4 CaSO4
C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3
D CO2 H2CO3 Ca(HCO3)2
【答案】D
【详解】A．Cl2与水反应生成HClO和HCl，无法直接生成NaClO，A错误；
B．SO2与水反应生成亚硫酸而不是硫酸，B错误；
C．氧化铁与水不反应，不能生成氢氧化铁沉淀，C错误；
D．CO2与水反应生成碳酸，碳酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙受热分解生成二氧化碳气体，D正确；
2、(2024浙江卷). 根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化，下列推测不合理的是
【答案】B
【详解】A．较低的碳含量赋予材料更好的延展性和可塑性，A正确；
B．晶体硅和金刚石、碳化硅均为共价晶体，且硅为半导体材料，金刚石态的碳不具有导电性，故碳的导电性比硅差，导电能力会下降，B错误；
C．淀粉、纤维素的主链上再接上带有强亲水基团的支链(如丙烯酸钠)，在交联剂作用下形成网状结构可以提高吸水能力，C正确；
D．在橡胶中加入硫化剂和促进剂等交联助剂，在一定的温度、压力条件下，使线型大分子转变为三维网状结构，网状结构相对线性结构具有更大的强度，D正确；
3、(2024浙江卷) 中的原子均通过杂化轨道成键，与溶液反应元素均转化成。下列说法不正确的是
A. 分子结构可能是 B. 与水反应可生成一种强酸
C. 与溶液反应会产生 D. 沸点低于相同结构的
【详解】A．该结构中，如图所示的两个Cl，Cl最外层有7个电子，形成了两个共价键，因此其中1个应为配位键，而Si不具备空轨道来接受孤电子对，因此结构是错误的，故A错误；
B．与水反应可生成HCl，HCl是一种强酸，故B正确；
C．与溶液反应元素均转化成，Si的化合价升高，根据得失电子守恒可知，H元素的化合价降低，会有H2生成，故C正确；
D．的相对分子质量大于，因此的范德华力更大，沸点更高，D正确；4、(2023湖北卷节选)工业制备高纯硅的主要过程如下：
下列说法错误的是（ ）
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi含Si-Si键的数目约为4×6.02×1023
C．原料气HCl和应充分去除水和氧气
D．生成 的反应为熵减过程
【答案】B
【详解】A. 和在高温下发生反应生成和，因此，制备粗硅的反应方程式为，A说法正确；
B. 在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键， 1mol Si含Si-Si键的数目约为，B说法错误；
C. HCl易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl氧化；在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，其与在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl和应充分去除水和氧气 ，C说法正确；
D. 该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成的反应为熵减过程，D说法正确；
5、【2022年江苏卷】我国古代就掌握了青铜(铜-锡合金)的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜器；PB．是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列物质性质与用途具有对应关系的是
A．石墨能导电，可用作润滑剂
B．单晶硅熔点高，可用作半导体材料
C．青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑
D．含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料
【答案】C
【解析】石墨是过渡型晶体，质软，可用作润滑剂，A错误；单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关，与熔点高无关，B错误；青铜是铜合金，比纯铜熔点低、硬度大，易于锻造，古代用青铜铸剑，C正确；含铅化合物可在正极得到电子发生还原反应，所以可用作电极材料，与含铅化合物颜色丰富无关，D错误。
6、【2022年全国乙卷】生活中处处有化学，下列叙述正确的是
A．HB铅笔芯的成分为二氧化铅
B．碳酸氢钠可做食品膨松剂
C．青铜和黄铜是不同结构的单质铜
D．焰火中红色来源于钠盐灼烧．焰火中红色来源于钠盐灼烧
【答案】B
【解析】铅笔芯的主要成分为石墨，不含二氧化铅，A错误；碳酸氢钠不稳定，受热易分解产生二氧化碳，能使面团松软，可做食品膨松剂，B正确 ；青铜是在纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金，黄铜为是由铜和锌所组成的合金，两者均属于混合物，不是铜单质，C错误；钠元素灼烧显黄色，D错误。
7、【2022广东卷】我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是 ( )
A.淀粉是多糖,在一定条件下能水解成葡萄糖B.葡萄糖与果糖互为同分异构体,都属于烃类C.1 mol CO 中含有 6.02×1024 个电子D.22.4 L CO2 被还原生成 1 mol CO
【答案】A
【解析】淀粉是多糖,在稀硫酸作催化剂并加热条件下可以水解为葡萄糖,A 正确;葡萄糖和果糖分子中均含有氧元素,二者均不属于烃类,B 错误;C 原子有 6 个电子,O 原子有 8 个电子,1 mol CO 含有 14×6.02×1023 个电子,C 错误;未说明标准状况,无法根据体积确定二氧化碳的物质的量,D 错误。
8、【2022浙江卷】关于反应 4CO2 + SiH4 ==== 4CO + 2H2O + SiO2，下列说法正确的是（ ）
A. CO 是氧化产物 B. SiH4 发生还原反应
C. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶4 D. 生成 1molSiO2 时，转移 8mol 电子
【答案】D
【解析】根据反应方程式，碳元素的化合价由+4 价降为+2 价，故 CO 为还原产物，A 错误；硅元素化合价由-4 价升为+4 价，故 SiH4 发生氧化反应，B 错误；反应中氧化剂为二氧化碳，还原剂为 SiH4，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 4:1，C 错误；根据反应方程式可知，Si 元素的化合价由-4 价升高至+4 价，因此生成 1mol SiO2 时，转移 8 mol 电子，D 正确。
9、【2022年江苏卷】周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热，是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成(在水中完全电离为和)；1885年德国化学家将硫化锗与共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗；下列化学反应表示正确的是
A．与HF溶液反应：
B．高温下还原：
C．铅蓄电池放电时的正极反应：
D．甲烷的燃烧：
【答案】A
【解析】由题意可知，二氧化硅与氢氟酸溶液反应生成强酸和水，反应的离子方程式为，A正确；硫化锗与氢气共热反应时，氢气与硫化锗反应生成锗和硫化氢，硫化氢高温下分解生成硫和氢气，则反应的总方程式为，B错误；铅蓄电池放电时，二氧化铅为正极，酸性条件下在硫酸根离子作用下二氧化铅得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为正极反应，C错误；由题意可知，1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为890.3kJ，反应的热化学方程式为，D错误。
10、（24全国甲卷）11. ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）该族元素基态原子核外未成对电子数为_____，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为_____。
（2） CaC2 俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为_____(填标号)。
a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键
（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷 其中电负性最大的元素是____，硅原子杂化轨道类型为_____。
【详解】（1）ⅣA族元素基态原子的价层电子排布为，其核外未成对电子数为2，因最外层电子数均为4，所以在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为+4；
（2）俗称电石，其为离子化合物，由和构成，两种离子间存在离子键，中两个C原子之间存在非极性共价键，因此，该化合物中不存在的化学键类型为极性共价键和配位键，故选bd；
（3）
一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，含C、Si、H三种元素，其电负性大小：C>H>Si，则电负性最大的元素是C，硅原子与周围的4个原子形成共价键，没有孤电子对，价层电子对数为4，则硅原子的杂化轨道类型为；
（4）根据表中数据可知，SnF4的熔点均远高于其余三种物质，故SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点升高，故原因为：SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高；
（5）由晶胞结构图可知，该晶胞中有4个和4个，距离每个原子周围最近的原子数均为6，因此的配位数为6。设为阿伏加德罗常数的值，则个晶胞的质量为，个晶胞的体积为，因此该晶体密度为。
11、（2023年浙江）硅材料在生活中占有重要地位。请回答：
(1 ) Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为_________ ，分子中氮原子的杂化轨道类型是_______ 。受热分解生成Si3N4和NH3，其受热不稳定的原因是__________
【详解】（1）分子可视为SiH4分子中的4个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的，所以分子中Si原子轨道的杂化类型是sp3，分子的空间结构(以为中心)名称为四面体；
氨基(-NH2)氮原子形成3个σ键，含有1对孤对电子，N原子杂化轨道数目为4，N原子轨道的杂化类型是sp3；
周围的基团体积较大，受热时斥力较强中键能相对较小]；产物中气态分子数显著增多(熵增)，故受热不稳定，容易分解生成和；
（2）电子排布式分别为：①、②、③，可推知分别为基态Si原子、Si+离子、激发态Si原子；
A．激发态Si原子有四层电子，Si+离子失去了一个电子，根据微粒电子层数及各层电子数多少可推知，微粒半径：③>①>②，选项A正确；
B．根据上述分析可知，电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②，选项B正确；
C．激发态Si原子不稳定，容易失去电子；基态Si原子失去一个电子是硅的第一电离能，Si+离子失去一个电子是硅的第二电离能，由于I2>I1，可以得出电离一个电子所需最低能量：②>①>③，选项C错误；
D．由C可知②比①更难失电子，则②比①更容易得电子，即得电子能力：②>①，选项D错误；
答案选AB；
（3）Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图可知，原子间通过共价键形成的空间网状结构，形成共价晶体；根据均摊法可知，一个晶胞中含有个Si，8个P，故该化合物的化学式为。
12、【2022全国乙卷】废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有、、和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
难溶电解质
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的如下表：
金属氢氧化物
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题：
（1）在“脱硫”中转化反应的离子方程式为________，用沉淀溶解平衡原理解释选择的原因________。
（2）在“脱硫”中，加入不能使铅膏中完全转化，原因是________。
（3）在“酸浸”中，除加入醋酸()，还要加入。
(ⅰ)能被氧化的离子是________；
(ⅱ)促进了金属Pb在醋酸中转化为，其化学方程式为________；
(ⅲ)也能使转化为，的作用是________。
（4）“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是________。
（5）“沉铅”的滤液中，金属离子有________。
【答案】（1） ①. PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq) ②. 反应PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K==3.4105>105，PbSO4可以比较彻底的转化为PbCO3
（2）反应BaSO4(s)+CO(aq)= BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K==0.04<<105，反应正向进行的程度有限
（3） ①. Fe2+ ②. Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O ③. 作还原剂
（4）Fe(OH)3、Al(OH)3
（5）Ba2+、Na+
【解析】铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫，硫酸铅转化为碳酸铅，过滤，向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行酸浸，过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁，过滤后，向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅，得到氢氧化铅沉淀，滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子，氢氧化铅再进行处理得到PbO。
(1)“脱硫”中，碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠，反应的离子方程式为：PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq)，由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知，Ksp(PbCO3)=7.410-14，Ksp(PbSO4)=2.510-8，反应PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====≈3.4105>105，说明可以转化的比较彻底，且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中，减少铅的损失。
(2)反应BaSO4(s)+CO(aq)= BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====≈0.04<<105，说明该反应正向进行的程度有限，因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化。
(3)（i）过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，会被过氧化氢氧化为铁离子。
（ii）过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac)2，过氧化氢与Pb、HAc发生氧还原反应生成Pb(Ac)2和H2O，依据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为：Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O。
（iii）过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，铅元素化合价由+4价降低到了+2价，PbO2是氧化剂，则过氧化氢是还原剂。
(4)酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁。
(5)依据分析可知，加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化，铁离子、铝离子转化为了氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅，因此沉铅的滤液中，金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+。
模型构建
名师导学
构建知识网络，灵活运用提升能力
1.主动构建知识网络
复习的目的是将所学的知识系统化，化学知识自身有着一定的内在规律和联系，将这些规律和联系内化成自己能够掌握并能随时调用的有效信息，构建一个有序的知识体系是必不可少的。
（1）利用知识主线
知识主线让原本杂乱无章的化学知识在复习中变得富有条理性，有利于提升考生的思维拓展能力。根据知识主线，从教材入手，熟记教材中重要的化学方程式、物质的性质、实验条件、实验现象及操作细节等，然后从某一种物质开始发散，并进行一一比较，寻找它们之间的内在联系，就能得到比较具体的知识网络。这是复习化学知识的有效方法。
(2)使用思维导图
思维导图呈现的是一个辐射线形的思维表达过程。借助思维导图能发散思维，弄清知识和思维的脉络，并可供自己回顾整个思维过程。利用思维导图能帮助自己反思学习过程与知识结构，从而巩固已学知识。
2.活用学科核心素养
化学学科核心素养是高中化学知识的精髓，高三考生已经比较完整地掌握了一些理论知识，具备了一定的学科素养，复习中要学会运用化学理论知识解释一些事实和现象，通过分析物质组成和结构预测其性质和化学反应的趋势。化学学科核心素养能使考生在考试中做到举一反三、触类旁通。
结语：总之，考生要根据复习的实际情况并结合自身特点，通过科学的方法将知识系统化、深入化，注重知识之间的相互联系，发挥自身的学科素养，灵活应用，不断提高逻辑思维能力和解题能力。

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