2023年高考化学第一轮复习讲与练二十五碳族元素[旧人教]doc高中化学.docx

第40讲 碳族元素 一、要点精讲 1、碳族元素的组成和结构 ①碳族元素包括：碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（ Pb）5种元素，位于元素周期表的ⅣA族。 ②碳族元素原子最外层有4个电子，其最高正价为+4价，最高价氧化物及其水化物的化学式分别表示为RO2、H2RO3或H4RO4或R(OH)4，气态氢化物的化学式表示为RH4。随着原子序数的增大，碳族元素的原子半径依次增大。 ③碳族元素由于位于活泼的金属向活泼的非金属过渡的中间位置，故在化学反响中不易得到或失去电子，易形成共价键，难形成离子键。碳元素形成的单质（金刚石）硬度最大；碳元素形成的种类最多；在所有非金属形成的气态氢化物中，甲烷中氢元素的质量分数最大；硅在地壳中的含量仅次于氧，其单质的晶体是一种良好的半导体材料。 2、碳族元素性质的递变规律 随着原子序数的增大，碳族元素由非金属元素逐渐转变为金属元素，即金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，最高价含氧酸的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强；气态氢化物的稳定性逐渐减弱，复原性逐渐增强。 3、碳族元素的特殊性 ①碳族元素的主要化合价有+2和+4，其中碳和硅有负价。碳族元素在化合物中多以+4 价稳定，而铅在化合物中那么以+2价稳定。铅的+4价化合物在化学反响中易得到电子，具 △ 有强氧化性，PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2↑+2H2O。而+2价锡的化合物具有较强的复原性，例实验室保存的SnCl2溶液易被空气氧化，故制时常参加金属锡。 ②单质铅的颜色为蓝白色，其熔点比锡高。铅的金属性比锡强，但铅的金属活动性比 锡弱。这两者本质上没有矛盾，因金属活动性顺序表中，金属的活泼性是指金属从酸或水中置换H+的能力，因此单质锡的活泼性比单质铅强，说明锡从酸或水中置换出氢气的能力比铅强；而锡元素的金属性比铅弱是指锡元素的原子失去电子的能力比铅元素的原子弱。 二、典例解析 【例1】科学家预测，原子序数为114的元素具有相当稳定的同位素，它的位置在第7周期ⅣA族，称为类铅。关于它的性质，预测错误的选项是 A． 它的最外层电子数为4 B． 它具有+2、+3、+4价 C． 它的金属性比铅强 D． 将铜放到114号元素的硝酸盐溶液后，会得到114号元素单质 【例2】根据锡、铅的主要化合价及其稳定性，完成以下填空： （1）锡的+2价化合物应具有较强的_______性，铅的+4价化合物应具有较强的_______性。（2）Sn2+的复原性比Fe2+的复原性强，PbO2的氧化性比Cl2的氧化性强。试写出以下反响的化学方程式：①氯气与锡共热_______________________________；②氯气与铅共热____________________________；③PbO2与浓盐酸共热______________________________；④把棕色的PbO2投入亚硫酸溶液中充分反响，可观察到棕色PbO2逐渐变成白色固体物质______________________________。 三、当堂反响 1．以下关于SiO2和CO2的表达中不正确的选项是 A．晶体熔化时均需破坏化学键 B．均是酸性氧化物，均能与强碱溶液反响 C．均能与固体Na2CO3及焦炭反响 D．SiO2用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨 2．某些保健品中含有的锗元素（Ge）位于周期表的第四周期ⅣA族，有关锗的表达中正确的选项是 A．锗的原子序数为34 B．锗的金属性比锡强 C．Ge可形成Na2GeO3的盐 D．单质锗是半导体材料 3．在120℃、101.3 kPa条件下，有2 L H2O 、2 LCO、1 L CO2、0.5 L O2 和1 L H2 组成的混合气体。将混合气体通过 分别放有足量Cu粉、C粉和CuO粉的三个灼热的反响管。假设气体通过每个反响管都能充分反响，且不管三个反响管以何种顺序排列，问： （1） 尾气是否有可能是单一气体？答：________（填“可能〞或“不可能〞）。假设可能，该气体是__________。 （2） 原气体中是否有几种（或一种）不可能再存在于尾气之中？答：（填“有〞或“没有〞）。假设有，它们（或它）是__________。 （3） 原气体中是否有几种（或一种）肯定存在于尾气中？答：（填“有〞或“没有〞）。假设有，它们（或它）是__________。 4．（2022年北京理综，29）有三种不同质量比的氧化铜与炭粉的混合物样品①②③。甲、乙、丙三同学各取一种样品，加强热充分反响，测定各样品中氧化铜的量。 （1）甲取样品①强热，假设所得固体为金属铜，将其置于足量的稀硝酸中微热，产生1.12L气体（标准状况），那么样品①中氧化铜的质量为________________。 （2）乙取样品②a g 强热，生成的气体不能使澄清的石灰水变浑浊。再将反响后的固体与足量的稀硝酸微热，充分反响后，有b g固体剩余，该剩余固体的化学式为_______。样品②中氧化铜的质量为_________g（以含a、b的代数式表示）。 （3）丙称量样品③强热后剩余的固体，质量比原样品减小了c g，假设该固体为金属铜，那么样品③中氧化铜物质的量（n）的取值范围为________________。 第40讲 碳族元素 1．对于碳族元素，以下说法不正确的选项是 A． 随着元素原子序数的增加，其单质的熔点逐渐升高 B． 它是由非金属性向金属性过渡十清楚显的元素族 C． 只能形成共价化合物，不能形成离子化合物 D． 除铅外，碳族元素均以+4价化合物较为稳定 2．某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物跟足量盐酸反响，消耗H+和产生CO2的物质的量之比为6:5 ，该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为 A．1:1 B．1:2 C．1:3 D．1:4 3．某元素位于周期表中的ⅣA族，它是良好的半导体材料，其金属性比非金属性强，所以通常认为它是金属，此元素可能是 A．Si B．Ge C．Sn D．Pb 4．以下各组物质的比较中，不正确的选项是 A．热稳定性：SiH4<PH3<NH3<H2O B.酸性：H2CO3<H3PO4<H2SO4<HClO4 C. 微粒半径：Pb2+<Sn4+<Ge4+<Ge D.单质熔点：C(石墨)>Si>Ce>Pb>K 5．（2022年全国，4）石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨 A．有放射性 B．易燃、易爆 C．能导电 D．有剧毒 6．在高温下，碳与以下物质进行反响时，碳既作氧化剂 又作复原剂的是 A．H2O B．CuO C．CO2 D．CaO 7．最近科学家研制得出一种新分子，它具有空心的类似足球结构，分子式为C60。以下说法正确的选项是 A．C60是一种新型的化合物 B．C60和石墨都是碳的同素异形体 C．C60中含离子键 D．C60的相对分子质量是720 8．（2022 。全国高考）取2.8 g某元素的单质X在一定条件下与氧气充分作用，得到6 g化合物XO2 。该元素在周期表中的位置属于 A．第三周期 B．第二周期 C．第Ⅳ主族 D．第Ⅴ主族 9．迄今为止，以下各族元素中形成化合物种类最多的是 A．ⅡA B．ⅢA C．ⅣA D．ⅤA 10．以下关于碳族元素性质的描述中不正确的选项是 A． 常见的原子晶体主要由碳族元素组成 B． 常温下，RO和RO2（除CO2外）均不能与水反响 C． RH4的沸点从碳到铅逐渐降低 D． RH4的稳定性随原子序数的增大而增强 11．大多数碳的化合物都是共价化合物，其原因是 A．碳原子最外层电子数为4 B．碳元素是非金属元素 C．碳有多种同素异形体 D．碳元素有三种同位素 12．根据碳族元素的相似性能和递变性、一般性和特殊性的知识，判断以下说法中正确的选项是 A． CO2为弱氧化剂而PbO2为强氧化剂 B． CO2和PbO2都是弱氧化剂，CO和PbO都是复原剂 C． Sn (OH)4可与NaOH反响但不与盐酸反响 D． Ge单质的熔点介于Si与Pb之间，是半导体材料 13．将4.14 g Pb充分氧化，得到氧化物的质量为4.46 g ，那么生成的氧化物的化学式为 A．PbO2 B．Pb3O4 C．PbO D．Pb2O5 14．铅的氧化物较多，其中Pb3O4是铅的最高价氧化物和最低价氧化物形成的复杂氧化物， 在Pb3O4中铅的最高价氧化物与最低价氧化物的物质的量之比为 A．1:1 B．1:2 C．2:1 D．无法确定 15．我国古代炼丹中经常使用到红丹，俗称铅丹。在一定条件下，铅丹（用X表示）与硝酸能发生如下反响：X+4HNO3 = PbO2+2Pb (NO3)2+2H2O 。 （1） 铅丹的化学式为___________，此铅丹中铅的化合价为______。 （2） 由此反响可推测PbO是_______性氧化物，PbO2是_______性氧化物。 16．锗（Ge）可以从燃烧的烟道灰中提取，其过程如下，试写出①、②、③、④各步反响的化学方程式。 烟道灰中所含的 锗的 锗 纯洁的锗 锗的高价氧化物 盐酸 氯化物 水解 酸 分解 的氧化物 氢气 锗 ① ② △③ △④ ①________________________________,②_____________________________； ③________________________________,④_____________________________。 17．Fe3O4假设看作“混合氧化物〞时可以写成FeO 。Fe2O3 ，假设看作一种盐时又可写成 Fe (FeO2)2 。根据化合价规那么和这种书写方法，Pb3O4可以分别写成______和_______。等物质的量的Fe3O4和Pb3O4分别和浓盐酸反响量，所消耗的HCl的物质的量相等，不同的是，高价的铅能将盐酸氧化而放出氯气。试写出Fe3O4和Pb3O4分别和浓盐酸反响的化学方程式：____________________________、___________________________________。 18．（200年全国春季，32）第Ⅳ主族元素R，在它的化合物R(OH)n中，其质量分数为0.778，在它的另一种化合物R(OH)m中，其质量分数为0.636。 （1）试求n和m的值：n= ，m= ； （2）试求R的相对原子质量a：a= 。 19．常温下，两种常