碳族方面试题的解题方法与技巧.doc

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　碳族方面试题的解题方法与技巧

金点子：

碳族元素，作为元素化合物部分的重点内容，在近几年的高考试卷中，巳波及到新型无机非金属材料及锗、锡、铅三种元素的内容。

此类试题中的常规题，其解法有过量分析、守恒分析、方程式的合并分析等。

此类试题中的信息题，其解法有迁移类比、现象剖析、效用比较等。

经典题：

例题1：

（1996年上海高考）某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物跟足量盐酸反应,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

方法：

利用假想法。

将消耗H+和产生CO2的物质的量之比为6:

5假想成消耗6molH+和产生5molCO2，然后再行分析求算。

捷径：

设二价金属碳酸盐为RCO3，碳酸氢盐为R（HCO3）2，其物质的量分别为x和y。

根据题意有：

2x+2y=6mol，x+2y=5mol。

解得x=1mol，y=2mol。

混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为1：

2，选B。

总结：

部分考生在解题时，将混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比理解成CO32-和HCO3－，而出现错选D选项的较多。

例题2：

（1996年全国高考）将1体积选项中的一种气体与10体积O2混和后,依次通过盛有足量浓NaOH溶液的洗气瓶和盛有足量灼热铜屑的管子（假设反应都进行完全，最后得到的尾气可以是（　　）

A．Cl2　　　　　B．CO 　　　C．CO2 　　　　D．N2

方法：

找对气体来源，分析好气体去路。

通过剖析来龙去脉求解。

捷径：

A．Cl2与O2混合后，通过NaOH，Cl2全部被吸收，再通过热铜屑，O2被全部吸收，最后得不到尾气。

B．CO与O2混合后，通过NaOH溶液，都不能被吸收，再通过热铜屑，发生反应：

2Cu+O2　　　　　2CuO，CuO+CO　　　Cu+CO2最后得到的尾气是CO2，故C选项为最后得到的尾气。

C．CO2与O2混合后，通过NaOH溶液，CO2被吸收，再通过热铜屑，O2被全部吸收，最后得不到尾气。

D．N2与O2混合后，通过NaOH溶液，都没有被吸收，再通过热铜屑，O2被吸收，最后得到尾气N2，所以D选项也为最后得到的尾气。

故本题答案为CD。

总结：

本题的难点是对题意的理解。

有学生误认为选项中的某种气体混入氧气后，再按题意依次反应后的尾气仍然是原选项中的气体。

这是对题意的片面理解。

正确的理解是，尾气可以是原选项，也可以是其他选项。

对于这种设问尽管比较少见。

但只要认真阅读，题中的设问是可以理解明白的。

例题3：

（2000年全国高考）向下列溶液中通入过量CO2，最终出现浑浊的是（）

　　A．氢氧化钙饱和溶液　　　　　　　B．苯酚钠饱和溶液

　　C．醋酸钠饱和溶液　　　　　　　　D．氯化钙饱和溶液

　　方法：

分别分析，逐步淘汰。

捷径：

分析A选项：

把CO2气体通入氢氧化钙饱和溶液，发生反应为Ca（OH）2+CO2（少量）=CaCO3↓+H2O，CaCO3+CO2（足量）+H2O=Ca（HCO3）2沉淀溶解，最终不能出现浑浊。

分析B选项：

把CO2气体通入苯酚钠饱和溶液，发生反应为+H2O+CO2

（足量）→+NaHCO3，由于苯酚在常温时溶解度小，最终出现苯酚浑浊。

分析C、D选项：

把CO2气体通入醋酸钠溶液和氯化钙溶液不发生反应（因为较弱的酸不能制取较强的酸）。

以此得答案为B。

总结：

此题中四种溶液均为饱和溶液，部分考生因忽视这一点而出现错误。

例题4：

（1998年全国高考）已有BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验，它是锗酸铋的简称。

若知：

①在GBO中，锗处于其最高价态②在GBO中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8电子稳定结构③GBO可看作是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在GBO晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。

请填空：

（1）锗和铋的元素符号分别是和。

（2）GBO晶体的化学式是。

（3）GBO晶体中所含铋氧化物的化学式是。

方法：

价态分析法。

捷径：

由条件①可知Ge为+4价。

因为锗处于元素周期表的第四主族，最高正价为+4价。

铋处于第五主族，其正价有+3、+5价。

根据条件②，铋应为+3价。

因为BiCl3中Bi具有最外层8电子稳定结构。

由条件③可知该化合物可写成mBi2O3·nGeO2，由于两种氧化物中含氧的总质量相等，所以m︰n=2︰3。

锗酸铋写成2Bi2O3·3GeO2，也可写成盐的形式Bi4（GeO4）3，其中锗酸根为—4价。

以此得答案为：

（1）Ge、Bi

（2）Bi4Ge3O12或2Bi2O3·3GeO2或Bi4（GeO4）3（3）Bi2O3

总结：

该题解答的关键是对Ge、Bi两元素价态的确定。

例题5：

（1995年全国高考）图（Ⅰ）中瓶a放入20mL6mol·L－1盐酸，b是未充气的气球，里边放有4g碳酸钙粉末，将它紧套在瓶a口上，胶管c套在瓶的侧口，并用弹簧夹d夹紧（瓶口与侧口不漏气）。

将图（Ⅰ）的装置在托盘天平上称量，质量为Ｗ1　g。

根据实验现象填写下列空白：

（1）把气球b中的碳酸钙粉末小心倒入瓶中，立即产生许多气泡，气球逐渐胀大（图II），反应结束后，再将其称量，质量为Ｗ2ｇ，则Ｗ1与Ｗ2的关系是。

（2）取25mL6mol·L－1NaOH溶液，先用滴管取少量NaOH溶液，滴管插入胶管c口（为便于操作，可以适当倾斜瓶a，注意防止漏气），打开d，将溶液挤入瓶中，立即夹紧d，可看到瓶内产生少量白色沉淀，轻轻摇动瓶a,沉淀随即消失。

用同样的方法再加入少量NaOH溶液，又产生白色沉淀，轻摇，沉淀又消失，使沉淀消失的反应的化学方程式是

（3）将全部NaOH溶液很快加入瓶中，夹紧d，瓶内产生大量白色沉淀，不再溶解，此时瓶内温度（填“不变”“降低”或“升高”）

（4）继续轻摇瓶a，气球逐渐缩小，直至恢复反应前的下垂状，写出此时发生反应的化学方程式。

方法：

对现象与反应进行综合分析。

解题时，必须先弄清题中反应的实质，然后再解答。

捷径：

（1）由题意可知：

整个装置气密性完好，当CaCO3与HCl反应时，产生的气体虽然使气球膨胀，但并没有气体逸出，根据质量守恒定律，反应前质量Ｗ1与反应后的质量Ｗ2应该相等。

（2）在第一步中，CaCO3与HCl反应，两者的量是已知的，生成多少CO2气体要考虑其量的多少：

HCl为0.02L×6　mol·L－1＝0.12mol，CaCO3为=0.04mol。

由CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O反应可知：

盐酸过量0.04mol，生成CaCl2和CO2均为0.04mol。

当加入0.025L×6mol·L－1＝0.15molNaOH后，先中和剩余的盐酸，过量的0.11molNaOH与CaCl2发生反应：

CaCl2＋2NaOH=Ca（OH）2↓＋2NaCl，生成0.04mol微溶于水的Ca（OH）2，还剩余0.03molNaOH。

在第三步反应中是0.04molCO2跟Ca（OH）2和NaOH混合物的反应，碱过量，故生成碳酸盐而不是酸式碳酸盐。

（3）明白了上述反应原理后，该题中的

（2）、（3）、（4）问就不难解决了。

第

（2）问：

当从侧口加入少量NaOH时，出现少量白色沉淀，这是因为局部NaOH过量，CaCl2＋2NaOH=Ca（OH）2↓＋2NaCl，轻摇瓶a时，白色沉淀消失，是溶液中剩余的盐酸将Ca（OH）2溶解了：

Ca（OH）2＋2HCl=CaCl2＋H2O；第（3）问：

由于酸碱中和反应是放热的，故瓶内温度升高；第（4）问：

由上述解析

（2）可知，摇瓶a时，在碱性条件下CO2被吸收，气球逐渐变小，直至恢复反应前的下垂状，方程式为：

2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O，Ca（OH）2＋CO2=CaCO3↓＋H2O。

以此得答案为：

（1）Ｗ1＝Ｗ2

（2）Ca（OH）2＋2HCl=CaCl2＋2H2O（3）升高（4）2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O；Ca（OH）2＋CO2=CaCO3↓＋H2O

总结：

该题文字量大，涉及化学反应多，内涵丰富，思考容量大，要求考生在较短时间里，通过阅读题干，准确理解题意，迅速捕捉有用的关键信息，通过加工处理，找出解答问题的正确途径。

例题6：

（2000年上海高考）某天然碱可看着由CO2和NaOH反应后的产物所组成。

称取天然碱样品四份，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30mL，产生CO2体积（标准状况）如下表：

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

盐酸溶液的体积（mL）

30

30

30

30

样品（g）

3.32

4.15

5.18

7.47

二氧化碳的体积（mL）

672

840

896

672

（1）由第Ⅰ组数据中的CO2体积与样品质量之比，可以推测用2.49g样品进行同样的实验时，产生CO2mL（标准状况）。

（2）另取3.32g天然碱样品于300℃加热分解至完全（300℃时Na2CO3不分解），产生112mL（标准状况）和水0.45g，计算并确定该天然碱的化学式。

（3）已知Na2CO3和HCl（aq）的反应分下列两步进行：

Na2CO3+HCl→NaCl+NaHCO3

NaHCO3+HCl→NaCl+CO2↑+H2O

由上表中第Ⅳ组数据可以确定所用的HCl（aq）的浓度为mol/L。

（4）依据上表所列数据以及天然碱的化学式，讨论并确定上述实验中CO2（标准状况）体积V（mL）与样品质量W（g）之间的关系式。

方法：

充分依靠表中和题中数据，将反应隔离分割后，再综合分析。

捷径：

（1）3.32︰672=2.49︰V（CO2），V（CO2）=504（mL）

（2）由题意天然碱样品于300℃加热能分解可知：

天然碱含NaHCO3、Na2CO3。

△

2NaHCO3==Na2CO3+CO2↑+H2O

2mol22.4L18g

x0.112Ly

x=0.01moly=0.09g

n（Na2CO3）=—0.01=0.02（mol）

n（H2O）==0.02（mol）

∴天然碱组成：

2Na2CO3·NaHCO3·2H2O

（3）30mLHCl（aq）中所含HCl物质的量：

n（HCl）=×2+

=0.075（mol）

c（HCl）==2.5（mol/L）

（4）样品和30mLHCl（aq）完全反应生成CO2的样品质量：

×332=4.98（g）

样品中Na2CO3和盐酸反应完全生成NaHCO3时（没有CO2放出时），样品的质量为：

×332=12.45（g）。

当0﹤W≤4.98时，V（CO2）=×3×22400=202.4W（mL）。

当4.98﹤W﹤12.45时，盐酸首先和Na2CO3反应生成NaHCO3，剩余的盐酸再和

NaHCO3反应放出CO2气体，即V（CO2）=[0.075—×2]×22400=1680—134.9W