专题4 第20讲 无机非金属材料与环境保护(基础课)(教参)-【名师导航】2024年高考化学一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

第20讲　无机非金属材料与环境保护(基础课) 　1．了解碳、硅及其重要化合物的性质及应用。　2．了解硅的工业制备。　3．了解无机非金属材料的性质及用途。　4．了解环境污染及保护与绿色化学。　5．了解“碳达峰”和“碳中和”。 　碳的单质与氧化物 1．碳单质 (1)结构类型与物理性质 存在形式有金刚石、石墨、C60(足球烯)、C70等，它们互为同素异形体。 ① ② ③ (2)重要化学性质(用化学方程式表示) 2．碳的氧化物 (1)一氧化碳的性质及应用 ①物理性质：无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒。中毒的原因是与人体内血红蛋白易结合难分离，使人因缺氧而中毒。 ②化学性质及应用(写出有关化学方程式) a．可燃性：2CO＋O22CO2，可作燃料。 b．还原性：CO还原Fe2O3的反应为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，可用于冶炼金属。 (2)CO2的制备、性质、用途及检验 ①实验室制备：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。 ②化学性质 ③用途：制饮料、碳酸盐，作灭火剂，干冰用作制冷剂，也可用于人工降雨。 ④检验 检验CO2中CO是否存在的实验装置 确定混合气体中含有CO的实验现象是D中的物质由黑色变成红色，B中无明显现象，F中的澄清石灰水变浑浊。 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质。(　　) (2)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应。(　　) (3)C、CO均可以与MgO反应生成Mg。(　　) (4)水煤气的制备利用了C的还原性，C还原H2O生成H2和CO。(　　) (5)CO2可以用大理石与稀H2SO4反应来制备。(　　) (6)向CaCl2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失。(　　) (7)CO2可以作任何物质燃烧的灭火剂。(　　) (8)能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2。(　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　 (6)×　(7)×　(8)× 　碳及其氧化物的性质与应用 1．石墨烯是用微机械剥离法从石墨中分离出的单层石墨(结构如图)。下列说法错误的是(　　) A．石墨烯是一种单质 B．石墨烯的化学性质与C60几乎相同 C．石墨烯与金刚石、石墨互为同素异形体 D．石墨烯能导电，所以石墨烯是电解质 D　[A.石墨烯是碳元素组成的纯净物，属于碳单质，故A正确；B.石墨烯和C60都是由碳原子构成，化学性质几乎相同，故B正确；C.石墨烯与金刚石、石墨均为碳元素形成的单质，互为同素异形体，故C正确；D.电解质必须是化合物，石墨烯是单质，既不是电解质也不是非电解质，故D错误。] 2．通过资源化利用的方式将CO2转化为具有工业应用价值的产品(如图所示)，是一种较为理想的减排方式，下列说法中正确的是(　　) A．CO2经催化分解为C、CO、O2的反应为放热反应 B．除去Na2CO3固体中少量NaHCO3可用热分解的方法 C．过氧化尿素和SO2都能使品红溶液褪色，其原理相同 D．由CO2和H2合成甲醇，原子利用率达100% B　[该反应为吸热反应，A错误；碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，因此除去Na2CO3固体中少量NaHCO3可用热分解的方法，B正确；过氧化尿素使品红溶液褪色是利用它的强氧化性，而二氧化硫使品红溶液褪色是利用它与品红化合生成不稳定的无色物质，原理不相同，C错误；由碳氧原子个数比可知，二氧化碳与氢气合成甲醇的原子利用率不是100%，D错误。] 　“碳达峰”与“碳中和” 3．“碳中和”是指一定时间内排放的碳总量与吸收的碳总量相互抵消，实现碳“零排放”，下列有关碳循环、碳中和的说法，不正确的是(　　) A．每个人都在参与碳循环，碳循环中的“碳”是指碳单质 B．开发太阳能、风能等资源及植树造林，均有助于控制二氧化碳排放量 C．高选择性氧化铟基催化剂将CO2和H2转化为CH3OH，涉及氧化还原反应 D．碳中和能有效维持碳循环的相对稳定，控制日趋严重的温室效应 A　[A.碳循环中的“碳”是指碳元素，A不正确；B.开发太阳能、风能等资源，可减少含碳燃料的使用，植树造林可减少大气中二氧化碳的含量，两项措施均有助于控制二氧化碳排放量，B正确；C.将CO2和H2转化为CH3OH，属于有单质参加的化合反应，有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，C正确；D.“碳中和”即一定时间内排放的碳总量与吸收的碳总量相互抵消，所以能有效维持碳循环的相对稳定，从而控制温室效应，D正确。] 4．我国科学家成功利用CO2人工合成淀粉，使淀粉生产方式从农业种植转为工业制造成为可能，其原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．甲醇可用于燃料电池的正极活性物质 B．化妆品中添加二羟基丙酮的主要作用为保湿 C