2024届高三化学高考备考一轮总复习——氧族与碳族及其应用
一、选择题
1．向含有水分的蔗糖中缓慢注入浓硫酸，不能显示浓硫酸的（ ）
A．酸性 B．吸水性 C．脱水性 D．氧化性
2．正确回收和利用物质能节约资源、保护环境。下列处理垃圾的方法正确的是（ ）
A．回收废油脂制取食用油 B．从阳极泥中回收金、银等金属
C．回收医用塑料制取玩具 D．工业废水直接灌溉农田
3．今年五一假期，人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就，具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是（ ）
选项 A B C D
文物
名称 铸客大铜鼎 河姆渡出土陶灶 兽首玛瑙杯 角形玉杯
A．A B．B C．C D．D
4．中国是世界著名的陶瓷古国。下列国宝级文物主要由陶瓷制成的是（ ）
选项 A B C D
文物
名称 东汉铜车马 舞马衔杯纹银壶 萧何月下追韩信梅瓶 雪景寒林图
A．A B．B C．C D．D
5．2019年7月1日起，上海、西安等地纷纷开始实行垃圾分类。这体现了我国保护环境的决心，而环境保护与化学知识息息相关，下列有关说法正确的是（ ）
A．废旧电池中含有镍、镉等重金属，不可用填埋法处理，属于有害垃圾
B．各种玻璃制品的主要成分是硅酸盐，不可回收利用，属于其他(干)垃圾
C．废弃的聚乙烯塑料属于可回收垃圾，不易降解，能使溴水褪色
D．含棉、麻、丝、毛及合成纤维的废旧衣物燃烧处理时都只生成 CO2和H2O
6．将蘸有浓硫酸的温度计置于空气中，片刻后，温度计读数升高，说明浓硫酸具有（ ）
A．吸水性 B．脱水性 C．强酸性 D．氧化性
7．下列物质性质和用途都正确且相关的是（ ）
选项 性质 用途
A FeCl3溶液显酸性 用于刻蚀电路板
B SO2具有氧化性 SO2常用于漂白秸秆、织物
C HF溶液具有酸性 HF溶液能在玻璃上刻图案
D CH3CH2OH完全燃烧生成二氧化碳和水并放出大量热量 乙醇常作清洁能源
A．A B．B C．C D．D
8．浓硫酸分别和三种钠盐反应,下列分析正确的是（ ）
A．对比①和②可以说明还原性Br->Cl-
B．①和③相比可说明氧化性Br2>SO2
C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性H2SO4>HCl
D．③中浓H2SO4被还原成SO2
9．光导纤维是高纯度二氧化硅。描述SiO2错误的是（ ）
A．熔点高 B．原子晶体
C．存在极性键 D．极性分子
10．向H2S溶液中加入或通入少量下列物质，溶液pH上升且c(S2-)降低的是（ ）
A．NaOH B．CuSO4 C．Cl2 D．SO2
11．载人航天器中的物质和能量资源都十分宝贵，我国科学家进行了如图所示的氧循环研究，实现了空间站中氧气的再生。下列说法错误的是
A．用于循环的氢原子利用率为100%
B．太阳能可作为反应①和②的能量来源
C．反应①为
D．等物质的量的和含有的电子数相同
12．很多元素都有同素异形体，下列不属于碳元素的同素异形体的是（ ）
A．C60 B．12C C．金刚石 D．石墨
二、非选择题
13．按图连接好装置，如下表清单分别放入不同药品，做多次实验，回答下列问题。
A B C D E
实验1 70%的H2SO4溶液 Na2SO3固体 Br2的CCl4溶液 BaCl2溶液 碱石灰
实验2 浓盐酸 浓H2SO4 CCl4 淀粉-KI溶液 碱石灰
实验3 饱和氯化钠溶液 电石 ？ Br2的苯溶液 碱石灰
实验4 ？ ？ CCl4 FeCl2和KSCN混合溶液 碱石灰
实验5 苯和溴的混合物 还原铁粉 CCl4 AgNO3溶液 碱石灰
实验6 浓氨水 CaO Br2的CCl4溶液 水 ———
（1）实验1中，试管内的现象为：溶液C褪色，溶液D中出现白色沉淀 (写化学式)。
（2）实验2中，试管内的现象为： 。
（3）实验3中，溶液C应该为： ，则D中溶液褪色，证明有乙炔生成。
（4）实验4中，溶液D变为红色，则A和B分别为： 。
（5）实验5中，同学们观察到溶液D中出现淡黄色沉淀，据此推断出圆底烧瓶内发生了取代反应，请问这个推断是否合理，并说明理由； 。
（6）实验6中，溶液C褪色，并出现白色沉淀，请写出在溶液C中发生的化学反应方程式： 。
（7）在实验1、2、6中，溶液C还有一个共同的作用： 。
14．用SiHCl3在加热条件下与过量H2反应制备纯硅的装置如图（热源及夹持装置略去）：
已知：SiHCl3沸点为33℃，能与和H2O强烈反应，在空气中易自燃；
请问答：
（1）依次连接的合理顺序为 。
（2）操作时应先打开装置 （选填“C”或“D”）中分液漏斗的旋塞，理由是 。
15．碳酸锶(SrCO3)被广泛应用于电子工业、彩色显像管、陶瓷等行业，工业上以天青石矿(SrSO4)为原料制备碳酸锶的操作流程如下图：
已知：①碳粉在高温下的产物为CO
②浸取液中主要含有硫化锶(SrS)。
回答下列问题：
（1）矿石粉碎的目的是 。
（2）写出焙烧反应的化学方程式 。
（3）操作a的名称是 ，滤渣主要含有 (填物质名称)。
（4）向浸取液中通入CO2，还会产生一种有毒气体，该气体是 (填化学式)，写出该反应的化学方程式 。
（5）由于此法产率较低，且产生有毒气体，近年来以复分解法生产成为了研究热点，该法以碳酸铵与矿粉共煮，一定条件下即可生成碳酸锶()，试从平衡移动的角度分析其中的原理 (已知，)。
16．硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久。高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：
（1）工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃生成粗硅的化学方程式为 。
（2）在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl 等，粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式_ 。
（3）有关物质的熔沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_ ；
SiHCl3极易水解且生成某种可燃性气体，其完全水解的产物为_ 。
物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4
熔点/℃ 1410 -70.4 -126.5 -122 -118 -114.2 -185
沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9
（4）还原炉中发生的化学反应为： 。.
（5）上述工艺生产中循环使用的物质除Si、SiHCl3外， 还有_ 。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】浓硫酸和含有水分的蔗糖作用，被脱水后生成了黑色的炭(碳化)，并会产生二氧化硫。反应过程分两步，浓硫酸吸收水，蔗糖(C12H22O11)在浓硫酸作用下脱水，生成碳和水(实验后蔗糖会变黑，黑的就是碳颗粒)，这一过程表现了浓硫酸的吸水性和脱水性；第二步，脱水反应产生的大量热让浓硫酸和C发生反应生成二氧化碳和二氧化硫，这一过程表现了浓硫酸的强氧化性，故没有体现酸性，A符合题意。
故答案为：A
【分析】 浓硫酸和蔗糖反应，会使蔗糖碳化，体现脱水性；会产生SO2气体，体现浓硫酸的强氧化性；另外还可以吸收水分，体现吸水性。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．废油脂是地沟油，不能食用，不能用于制取食用油，故A不符合题意；
B．不参与放电的金银等以阳极泥的形式沉积在阳极附近，故B符合题意；
C．医用塑料属于有害垃圾，应该集中处理，不能用于制取玩具，会有害儿童的健康，故C不符合题意；
D．工业废水含有重金属离子，会造成水体和土壤污染，不能直接灌溉农田，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】A、废油脂中含有致癌物质，不能用于制作食用油；
B、阳极泥中含有金、银等金属；
C、医用塑料属于有害垃圾，不能用于制取玩具；
D、工业废水中含有大量重金属离子，不能直接用于灌溉；
3．【答案】A
【解析】【解答】A.铜鼎主要是由铜和其他金属融合而成的，属于合金材料制成的，A符合题意；
B.陶灶的主要成分是陶瓷，陶瓷不属于合金材料，B不符合题意；
C.玛瑙的主要成分是二氧化硅，不属于合金材料，C不符合题意；
D.玉杯是由玉石制成的，不属于合金材料，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】合金是指由金属与金属（或非金属）融合而成的具有金属特性的混合物；据此结合选项文物的组成成分进行分析即可。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．东汉铜车马为青铜器，属于合金，A不符合题意；
B．舞马衔杯纹银壶为金属制品，B不符合题意；
C．萧何月下追韩信梅瓶为瓷器，由陶瓷制成，C符合题意；
D．雪景寒林图为书画，由纤维素制成，D不符合题意；
故答案为C。
【分析】瓷器是由陶瓷制得
5．【答案】A
【解析】【解答】A．废旧电池中含有重金属镍、镉等，填埋会造成土壤污染，属于有害垃圾，A项符合题意；
B．普通玻璃的主要成分是硅酸盐，属于可回收物，B项不符合题意；
C．聚乙烯结构中不含碳碳双键，无法使溴水褪色，C项不符合题意；
D．棉麻的主要成分是纤维素，其燃烧后产物只有CO2和H2O；但丝毛的主要成分是蛋白质，其中还含有氮元素，燃烧产物不止CO2和H2O；合成纤维成分复杂，所以燃烧产物也不止CO2和H2O，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】B.玻璃是可以循环利用的材料；
C.聚乙烯是乙烯通过聚合反应得到的高分子化合物分子中都是单键，不能与溴水发生反应；
D.蛋白质中可能含有的元素除了C、H以外，可能还含有N、S等元素，因此燃烧产生的物质可能不只是CO2和H2O 。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．浓硫酸具有吸水性，浓硫酸吸水放热。温度计读数升高，说明浓硫酸吸收空气中的水蒸气放热，证明浓硫酸具有吸水性，故选A；
B．浓硫酸脱水性指的是把有机物当中的氢和氧按2：1的比例脱出来，将蘸有浓硫酸的温度计置于空气中，不可能体现脱水性，故不选B；
C．浓硫酸遇碱性物质表现强酸性，将蘸有浓硫酸的温度计置于空气中，没有遇到碱性物质，不可能体现强酸性，故不选C；
D．浓硫酸遇还原性物质表现强氧化性，将蘸有浓硫酸的温度计置于空气中，没有遇到还原性物质，不可能体现强氧化性，故不选D；
故答案为：A。
【分析】温度计读数升高，说明浓硫酸吸收水蒸气放出热量。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．FeCl3溶液能够与铜发生氧化还原反应，可用于刻蚀电路板，体现了铁离子的氧化性，A不符合题意；
B．SO2具有漂白性，所以SO2常用于漂白秸秆、织物，B不符合题意；
C．氢氟酸与二氧化硅反应，是特性反应，与酸性无关，C不符合题意；
D．CH3CH2OH完全燃烧生成二氧化碳和水并放出大量热量，无污染，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.氯化铁刻蚀电路板体现的是氧化性；
B.SO2用于漂白秸秆、织物是利用其漂白性；
C.氢氟酸能够与玻璃中二氧化硅反应生成四氟化硅和水。
8．【答案】A
【解析】【解答】A．反应①生成棕色气体是溴蒸气，反应②白雾是氯化氢，说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质，而不能将氯离子氧化成氯气，与同一种氧化剂在相同条件下反应，溴离子被氧化成溴单质，而氯离子不能被氧化，说明还原性Br-＞Cl-，故A符合题意；
B．反应③生成是二氧化硫气体，非氧化还原反应，而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型，所以不能比较Br2、SO2的氧化性，故B不符合题意；
C．白雾说明氯化氢易挥发，说明挥发性H2SO4＜HCl，无法比较两者的酸性，故C不符合题意；
D．反应③生成是二氧化硫气体，非氧化还原反应，而是体现了强酸制弱酸规律，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】反应①生成棕色气体是溴蒸气，反应②白雾是氯化氢，说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质，而不能将氯离子氧化成氯气；反应③生成是二氧化硫气体，非氧化还原反应。
9．【答案】D
【解析】【解答】SiO2属于原子晶体，熔点高，硬度大，硅原子和氧原子之间存在极性共价键，二氧化硅是由硅、氧原子以1:2的比例形成的原子晶体，不存在分子，D符合题意；
故答案为：D
【分析】根据SiO2的结构分析。SiO2是由硅原子、氧原子以极性共价键形式构成的原子晶体，具有高熔沸点的性质。
10．【答案】D
【解析】【解答】A.向H2S溶液中加入NaOH，生成硫化钠，溶液酸性减弱，pH上升，但c(S2-)升高，故A不符合题意；
B.CuSO4和H2S反应：CuSO4+H2S=CuS↓+ H2SO4，H2SO4是强电解质，H2S是弱电解质，所以氢离子浓度增大，溶液pH减小，故B不符合题意；
C.Cl2+H2S=S↓+2HCl，氯化氢是强电解质，H2S是弱电解质，所以氢离子浓度增大，溶液pH减小，故C不符合题意；
D.H2S溶液中通入SO2发生反应：SO2+2H2S=3S↓+2H2O，溶液酸性减弱，pH上升，c(S2-)降低，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】加入二氧化硫产生硫单质与水，符合题意。
11．【答案】A
【解析】【解答】A．反应①为，反应②2H2O2H2+O2，氢原子部分进入甲烷，用于循环的氢原子利用率达不到100%，A符合题意；
B．太阳能可作为反应①和②的能量来源，B不符合题意；
C．根据得失电子守恒配平方程，反应①为，C不符合题意；
D．水和甲烷都是常见的10电子微粒，等物质的量的和含有的电子数相同，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．依据产物不只有一种分析；
B．依据图像分析；
C．根据得失电子守恒配平方程；
D．水和甲烷都是常见的10电子微粒。
12．【答案】B
【解析】【解答】同素异形体：同种元素组成的不同的单质，是宏观层面的，而12C是微观层面的
故答案为：B
【分析】只有B属于C元素的一种核素。
13．【答案】（1）BaSO4
（2）没有明显现象。C中有气泡，D中气泡消失
（3）CuSO4溶液 或NaOH溶液
（4）浓HNO3和Cu；H2O2和MnO2；H2O和Na2O2，浓HCl和KMnO4等
（5）不合理，因为溶解于CCl4中的Br2跟AgNO3溶液会接触，因此也会反应生成淡黄色沉淀
（6）
（7）防止倒吸
【解析】【解答】(1)圆底烧瓶中硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2气体，SO2与BaCl2不反应，SO2被Br2氧化后成生硫酸根与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，故答案为：BaSO4；
(2)浓硫酸具有吸水性，促使浓盐酸挥发，氯化氢难溶于四氯化碳溶液，故溶液C中会冒气泡，溢出的氯化氢上升被淀粉-KI溶液吸收，所以D中气泡消失，但不发生反应，没有明显现象，故答案为：没有明显现象。C中有气泡，D中气泡消失；
(3) 电石与水反应制备乙炔：CaC2＋2H2O→C2H2↑＋Ca(OH)2，电石中因含有少量钙的硫化物，致使生成的乙炔中因混有硫化氢等杂质气体，为了得到纯净的乙炔气体，可以先经CuSO4溶液或氢氧化溶液洗气，故答案为：CuSO4溶液 或NaOH溶液；
(4) 溶液D变为红色，说明溶液A与物质B反应得到的气体具有氧化性，可将亚铁离子氧化成三价铁离子，具有氧化性的常见气体可以为：浓HNO3和Cu反应得到的NO2；H2O2和MnO2或H2O和Na2O2反应得到O2；浓HCl和KMnO4反应得到的Cl2等，故答案为：浓HNO3和Cu；H2O2和MnO2；H2O和Na2O2，浓HCl和KMnO4等；
(5)苯和液溴在铁的催化作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢，溴化氢与硝酸银溶液反应生成溴化银黄色沉淀，但因为挥发出来的溴溶解于CCl4中，也会跟AgNO3溶液接触也会反应生成淡黄色沉淀，所以此推断不合理，故答案为：不合理，因为溶解于CCl4中的Br2跟AgNO3溶液会接触，因此也会反应生成淡黄色沉淀；
(6)浓氨水与生石灰反应生成干燥的氨气，通入溴的四氯化碳溶液中，溶液褪色，说明氨气与溴发生了氧化还原反应，根据元素守恒、得失电子守恒可判断产物为氮气和溴化铵白色沉淀（溴化铵难溶于四氯化碳），化学方程式为： ，故答案为： ；
(7) 实验1、2、6中圆底烧瓶出来的气体均极易溶于水，易发生倒吸，溶液C均能防止倒吸，故答案为：防止倒吸。
【分析】（1）根据D的物质即可判断产生的沉淀化学式
（2）主要出来的气体是氯化氢气体，根据氯化氢的性质即可判断现象
（3）电石与水反应得到乙炔气体时含有硫化氢和磷化氢气体，干扰乙炔的检验，需要将其除去，一般除去选择的是含有铜离子的溶液或者是碱溶液
（4）D中是 FeCl2和KSCN混合溶液 溶液变为红色，说明亚铁离子变为铁离子，因此流出的气体具有氧化性，可以是二氧化氮或者氧气或者氯气等即可写出A和B的物质
（5）要证明发生的是取代反应需要排除溴单质的干扰
（6）根据A和B作用得到的是氨气，氨气和溴单质发生氧化还原反应即可写出方程式
（7）根据1、2、6三个反应出来的气体即可判断作用
14．【答案】（1）DBCAE或DBCABE
（2）D；SiHCl3在空气中易自燃，实验时先通一段时间氢气排除装置内空气
【解析】【解答】⑴先是氢气发生装置，再是干燥装置，再是将汽化装置，再是反应装置，再是尾气处理装置，也可以先干燥后再处理尾气，因此依次连接的合理顺序为DBCAE或DBCABE；故答案为：DBCAE或DBCABE。⑵由于SiHCl3沸点为33℃，能与和H2O强烈反应，在空气中易自燃，整个装置需要先排除装置内空气，因此操作时应先打开装置D中分液漏斗的旋塞，理由是SiHCl3在空气中易自燃，实验时先通一段时间氢气排除装置内空气；故答案为：D；SiHCl3在空气中易自燃，实验时先通一段时间氢气排除装置内空气。
【分析】A装置主要是SiHCl3与过量H2在加热条件下反应制备纯硅，B主要是干燥气体，C主要是将SiHCl3转变为气体在A中反应，D是氢气发生装置，E尾气处理装置。
15．【答案】（1）增大与碳粉的接触面积，使焙烧更充分
（2）
（3）过滤；碳粉
（4）；
（5）矿粉与碳酸铵共煮时，会生成溶解度更小的，促使的沉淀溶解平衡正向移动，从而转化为产品
【解析】【解答】矿粉粉碎加入足量的碳粉生成硫化锶(SrS)，浸取过滤出未反应完的碳粉，向滤液中通二氧化碳可以生成碳酸锶；
（1）表面积增大矿石粉碎的目的是增大与碳粉的接触面积，使焙烧更充分；
（2）天青石矿(SrSO4)粉中加入碳粉在高温下反应，根据信息可知生成硫化锶(SrS)，反应的方程式为：；
（3）烧渣主要是硫化锶(SrS)，根据信息可知浸取液中主要含有硫化锶(SrS)，故操作a是把固液分离的过程，故操作a为过滤；滤渣主要含有未反应完的碳粉；
（4）浸取液中主要含有硫化锶(SrS)，通入CO2，会生成H2S气体，反应方程式为：；
（5）根据信息可知>硫酸锶可以转化成更难荣的碳酸锶，碳酸铵与矿粉共煮制备碳酸锶，利用来了沉淀的转化，故矿粉与碳酸铵共煮时，会生成溶解度更小的，促使的沉淀溶解平衡正向移动，从而转化为产品；
【分析】（1）粉碎可增大表面积；
（2）依据流程和已知信息分析；
（3）依据物质的性质分析；
（4）依据强制弱分析；
（5）根据溶度积信息，沉淀向更难溶方向转化；
16．【答案】（1）SiO2+ 2C Si + 2CO↑
（2）Si + 3HCl SiHCl3+ H2 (或加热)
（3）蒸馏；H4SiO4 (或H2SiO3). H2、HCl
（4）SiHCl3+ H2 Si+ 3HCl
（5）H2、HCl
【解析】【解答】（1）化学方程式为 SiO2+ 2C Si + 2CO↑
（2）由反应物和生成物可推方程式为 Si + 3HCl SiHCl3+ H2 (或加热)
（3）根据熔沸点可知，操作流程依次为沉降、冷凝、和蒸馏
可燃性气体为氢气， 能生成氢气则说明硅元素的化合价要升高，则产物为硅酸，剩下来的氯就形成HCl
（4）还原炉中是得到纯硅的反应，根据反应物和生成物可推化学方程式为 SiHCl3+ H2 Si+ 3HCl
（5）根据示意图可知，水解过程中产生的氢气和氯化氢也能循环使用
【分析】（1）注意：该条件下C只能变成CO，不能到二氧化碳
（3）可根据熔沸点来选择提纯方法
（5）可根据示意图来找出循环物质。
