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2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題十 碳、硅及其化合物無機(jī)非金屬材料專題演練 1.(xx江蘇化學(xué)，4)在CO2中，Mg燃燒生成MgO和C。下列說法正確的是(　　) A．元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體 B．Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑：r(Mg2＋)＞r(Mg) C．在該反應(yīng)條件下，Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性 D．該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能 2．(xx安徽理綜，9)下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．在酒精燈加熱條件下，Na2CO3、NaHCO3固體都能發(fā)生分解 B．Fe(OH)3膠體無色、透明，能發(fā)生丁達(dá)爾現(xiàn)象 C．H2、SO2、CO2三種氣體都可用濃硫酸干燥 D．SiO2既能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)又能和氫氟酸反應(yīng)，所以是兩性氧化物 3．(xx課標(biāo)全國Ⅱ，7)下列過程沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是(　　) A．用活性炭去除冰箱中的異味 B．用熱堿水清除炊具上殘留的油污 C．用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土保鮮水果 D．用含硅膠、鐵粉的透氣小袋與食品一起密封包裝 4．(xx福建理綜，9)常溫下，下列各組物質(zhì)中，Y既能與X反應(yīng)又能與Z反應(yīng)的是(　　) X Y Z ① NaOH溶液 Al(OH)3 稀硫酸 ② KOH溶液 SiO2 濃鹽酸 ③ O2 N2 H2 ④ FeCl3溶液 Cu 濃硝酸 5．(xx海南化學(xué)，14)單質(zhì)Z是一種常見的半導(dǎo)體材料，可由X通過如下圖所示的路線制備。其中X為Z的氧化物；Y為氫化物，分子結(jié)構(gòu)與甲烷相似?；卮鹣铝袉栴}： (1)能與X發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是________；由X制備Mg2Z的化學(xué)方程式為_____________________________________________。 (2)由Mg2Z生成Y的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， Y分子的電子式為________________________________________。 (3)Z、X中共價鍵的類型分別是________、________。 6．(xx課標(biāo)全國Ⅱ，27)鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設(shè)備及X射線防護(hù)材料等?；卮鹣铝袉栴}： (1)鉛是碳的同族元素，比碳多4個電子層。鉛在元素周期表的位置為第________周期、第________族；PbO2的酸性比CO2的酸性________(填“強(qiáng)”或“弱”)。 (2)PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 (3)PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________； PbO2也可以通過石墨為電極，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________，陰極上觀察到的現(xiàn)象是________________；若電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________，這樣做的主要缺點(diǎn)是________________。 (4)PbO2在加熱過程發(fā)生分解的失重曲線如下圖所示，已知失重曲線上的a點(diǎn)為樣品失重4.0%(即100%)的殘留固體。若a點(diǎn)固體組成表示為PbOx或mPbO2nPbO，列式計(jì)算x值和m∶n值______________________________________ ________________________________________________________________________。 7．(xx重慶理綜，8)月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素，是人類未來的資源寶庫。 (1)3He是高效核能原料，其原子核內(nèi)中子數(shù)為________。 (2)Na的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________，Na在氧氣中完全燃燒所得產(chǎn)物的電子式為________。 (3)MgCl2在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，可由MgO制備。 ①M(fèi)gO的熔點(diǎn)比BaO的熔點(diǎn)________(填“高”或“低”) ②月球上某礦石經(jīng)處理得到的MgO中含有少量SiO2，除去SiO2的離子方程式為______________________________________________；SiO2的晶體類型為________。 ③MgO與碳粉和氯氣在一定條件下反應(yīng)可制備MgCl2。若尾氣可用足量NaOH溶液完全吸收，則生成的鹽為________(寫化學(xué)式)。 (4)月壤中含有豐富的3He，從月壤中提煉1 kg 3He，同時可得6 000 kg H2和700 kg N2, 若以所得H2和N2為原料經(jīng)一系列反應(yīng)最多可生產(chǎn)碳酸氫銨________kg。  考點(diǎn)專練10　碳、硅及其化合物無機(jī)非金屬材料 一年模擬試題精練 1.(xx蘭州診斷，2)下列說法錯誤的是(　　) A．硅酸鈉可制備木材防火劑，也可用于制備硅酸膠體 B．二氧化硅能與石灰石反應(yīng) C．二氧化硅不可能一步轉(zhuǎn)化為硅酸，但硅酸可受熱分解生成SiO2 D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2 2．(xx山東青島期末，4)某短周期非金屬元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半，該元素(　　) A．在自然界中只以化合態(tài)的形式存在 B．單質(zhì)常用作半導(dǎo)體材料和光導(dǎo)纖維 C．最高價氧化物不與任何酸反應(yīng) D．氣態(tài)氫化物比甲烷穩(wěn)定 3．(xx河南鄭州調(diào)研，6)壽山石的主要成分為葉臘石，其組成為Al2O34SiO2H2O，可以表示為Al2Si4Ox(OH)y。其中x、y的數(shù)值分別是(　　) A．10、2 B．6、4 C．8、2 D．2、8 4．(xx合肥模擬，7)下列敘述正確的是(　　) A．因?yàn)镹a2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng) B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似 C．二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸，所以二氧化硅是兩性氧化物 D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能與水反應(yīng)生成硅酸 5．(xx杭州一次質(zhì)檢) 二氧化硅(SiO2)又稱硅石，是制備硅及其化合物的重要原料(見下圖)。下列說法正確的是(　　) A．SiO2既能與HF反應(yīng)，又能與NaOH反應(yīng)，屬于兩性氧化物 B．SiO2和Si都是光導(dǎo)纖維材料 C．在硅膠中加入CoCl2可顯示硅膠吸水是否失效 D．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng) 6．(xx西安診斷，7)在常溫下Y既能與X反應(yīng)，又能與Z反應(yīng)且都是非氧化還原反應(yīng)的是(可以在水溶液中) 選項(xiàng) X Y Z A SiO2 HF Si B C CO2 Na2CO3 C Ca(HCO3)2 Na2CO3 HNO3 D NaOH CO Na2O2 7.(xx南京調(diào)研，15)在含2 mol NaOH、1 mol Na2SiO3的溶液中滴加稀鹽酸至過量，下列關(guān)于沉淀質(zhì)量(m)與鹽酸體積(V)之間關(guān)系的圖像正確的是(　　) 8．(xx河北衡水質(zhì)檢，10)將適量純硅粉與純鈉按一定比例混合溶于足量水中，恰好完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.8061023。硅與鈉的質(zhì)量比為X，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到的氣體為V L。下列推斷正確的是(　　) A B C D X 14∶23 1∶2 2∶1 14∶23 V 6.72 4.48 4.48 3.36 9.(xx山東青島期末，17)工業(yè)上，用二氧化硅與焦炭在高溫下反應(yīng)制Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑，副反應(yīng)為Si＋CSiC(金剛砂)。 請回答下列問題： (1)工業(yè)上，冶煉粗硅時焦炭的作用是________。(填序號) ①氧化劑 ②還原劑 ③燃料 ④催化劑 若粗硅中含有較多的碳化硅，主要原因是_____________________ ________________________________________________________________________。 (2)碳化硅俗名金剛砂，它具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性，應(yīng)用廣泛。 若用二氧化硅與焦炭制備金剛砂，產(chǎn)品中混有雜質(zhì)硅和二氧化硅，主要原因是______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)某碳化硅樣品中混有Si、SiO2。將20.0 g該樣品加入到過量的氫氧化鈉溶液中，充分反應(yīng)，收集到2 240 mL氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，過濾得到11.4 g SiC固體，濾液稀釋至500 mL。寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 稀釋后溶液中硅酸鈉的物質(zhì)的量濃度為________。 參考答案 考點(diǎn)專練10　碳、硅及其化合物　無機(jī)非金屬材料 【兩年高考真題演練】 1．C　[A項(xiàng)，碳元素存在金剛石、石墨、C60、C70、石墨烯等多種同素異形體，錯誤；B項(xiàng)，Mg和Mg2＋的質(zhì)子數(shù)相同，但Mg有3個電子層，Mg2＋有2個電子層，所以Mg半徑大于Mg2＋半徑，錯誤；C項(xiàng)，該反應(yīng)中鎂作還原劑，C為還原產(chǎn)物，由氧化還原反應(yīng)的“強(qiáng)弱規(guī)律”可知，Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性，正確；D項(xiàng)，該反應(yīng)中化學(xué)能除轉(zhuǎn)化為熱能外還有部分轉(zhuǎn)化為光能(因?yàn)槿紵龝r發(fā)出光)，錯誤。] 2．C　[A項(xiàng)，Na2CO3固體在酒精燈加熱條件下，不分解，錯誤；B項(xiàng)，F(xiàn)e(OH)3膠體呈紅褐色，錯誤；C項(xiàng)，H2、SO2、CO2三種氣體都可用濃硫酸干燥，正確；D項(xiàng)，由于SiO2與氫氟酸反應(yīng)不能生成鹽，所以SiO2是酸性氧化物而不是堿性氧化物，錯誤。] 3．A　[A項(xiàng)，活性炭吸附冰箱中的異味，屬于物理變化，符合題意；B項(xiàng)，熱堿水能加快油污中油脂的水解，使油污變?yōu)橐兹苡谒奈镔|(zhì)，達(dá)到除去炊具上油污的目的，油脂水解屬于化學(xué)反應(yīng)，不符合題意；C項(xiàng)，KMnO4溶液能將水果釋放出的催熟劑乙烯氧化，有利于水果的保鮮，屬于化學(xué)反應(yīng)，不符合題意；D項(xiàng)，硅膠具有吸水性，可防止食品受潮，屬于物理變化，鐵粉與食品包裝袋中的氧氣反應(yīng)，起還原劑作用，避免O2氧化食品，導(dǎo)致食品變質(zhì)，屬于化學(xué)變化，不符合題意。] 4．B　[①Al(OH)3是兩性氫氧化物，既能跟強(qiáng)酸反應(yīng)又能跟強(qiáng)堿反應(yīng)，②SiO2與濃鹽酸不反應(yīng)，③常溫下，N2既不與O2反應(yīng)，也不與H2反應(yīng)，④常溫下，Cu既與FeCl3溶液反應(yīng)，又與濃硝酸反應(yīng)，故B正確。] 5．解析　根據(jù)題意，單質(zhì)Z為半導(dǎo)體，則Z是Si元素；其氧化物為二氧化硅，SiO2可與氫氟酸反應(yīng)；根據(jù)流程圖可知，二氧化硅與Mg反應(yīng)生成Mg2Si，Mg2Si與鹽酸反應(yīng)生成的Y為氫化物，分子結(jié)構(gòu)與甲烷相似，則Y的分子式是SiH4，加熱分解可得到Si單質(zhì)。 答案　(1)氫氟酸(HF)　SiO2＋2MgO2↑＋Mg2Si (2)Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑ 　 (3)非極性鍵　極性鍵 6．解析　(2)由題意知：該反應(yīng)中，Cl元素的化合價升高，則可推出Pb元素化合價降低，又由于＋2價Pb較穩(wěn)定，因此PbO2還原產(chǎn)物為Pb2＋，其化學(xué)方程式為：PbO2＋4HCl(濃)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (3)由題意知：PbO＋ClO－―→PbO2，鉛元素化合價升高，則Cl元素化合價應(yīng)降低，故有PbO＋ClO－―→PbO2＋Cl－，利用化合價升降法配平，得反應(yīng)的離子方程式為PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－。陽極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，由Pb2＋―→PbO2的過程可知陽極反應(yīng)式為Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，其中Cu2＋放電：Cu2＋＋2e－===Cu，石墨上析出銅，若電解液不加Cu(NO3)2，則陰極Pb2＋放電：Pb2＋＋2e－===Pb，由此可見這樣做的缺點(diǎn)是不能有效地利用Pb2＋。 (4)PbO2分解的化學(xué)方程式：PbO2PbOx＋O2↑，知PbO2失重質(zhì)量即為生成O2的質(zhì)量；取m(PbO2)＝239，則生成m(O2)＝32，根據(jù)題意有32＝2394.0%，解得x，然后根據(jù)PbOx與mPbO2nPbO中O和Pb原子個數(shù)比相等求得m∶n的值。 答案　(1)六?、鬉　弱 (2)PbO2＋4HCl(濃)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O (3)PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－ Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋ 石墨上析出銅　Pb2＋＋2e－===Pb　不能有效利用Pb2＋ (4)根據(jù)PbO2PbOx＋O2↑，有32＝2394.0% x＝1.4，根據(jù)mPbO2nPbO，＝1.4，＝。 7．解析　(1)由于質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)，3He的質(zhì)子數(shù)為2，則其中子數(shù)為1。(2)Na為11號元素，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，Na在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物為Na2O2，其電子式為Na＋[∶O,∶O,∶]2－Na＋。(3)①M(fèi)gO與BaO屬同類型的離子化合物，由于r(Mg2＋)SiH4，所以只有A正確。] 3．A　[根據(jù)原子守恒關(guān)系可知?dú)湓訑?shù)為2，進(jìn)而推知x為10。] 4．D　[碳酸酸性比硅酸強(qiáng)，故A項(xiàng)錯誤；CO2和SiO2屬不同類型晶體，在物理性質(zhì)方面有很大差異，故B項(xiàng)錯誤；SiO2能與氫氟酸反應(yīng)生成的SiF4不屬于鹽類，是SiO2的特性，并不能說明它具有兩性，故C項(xiàng)錯誤；SiO2雖屬于酸性氧化物，但不能直接與H2O反應(yīng)生成H2SiO3，D項(xiàng)正確。] 5．C　[ 兩性氧化物的定義為與酸和堿反應(yīng)均生成鹽和水的氧化物，SiO2與HF反應(yīng)得到的SiF4不屬于鹽類，A項(xiàng)錯誤；SiO2是光導(dǎo)纖維材料，Si為半導(dǎo)體材料，B項(xiàng)錯誤；CoCl2在吸水和失水狀態(tài)下顯示不同的顏色，C項(xiàng)正確；制取Si的過程中涉及了氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)錯誤。] 6．C　[A項(xiàng)，氫氟酸與硅的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)；B項(xiàng)，CO2與C的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)；C項(xiàng)，碳酸氫鈣溶液與碳酸鈉溶液反應(yīng)可生成碳酸鈣，碳酸鈉溶液與硝酸反應(yīng)可生成二氧化碳，都是非氧化還原反應(yīng)；D項(xiàng)，CO與氫氧化鈉、過氧化鈉均不反應(yīng)。] 7．C　[在氫氧化鈉、硅酸鈉的混合溶液中滴加稀鹽酸，氫氧化鈉優(yōu)先反應(yīng)，因?yàn)楣杷崮芎蜌溲趸c反應(yīng)。NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。硅酸不溶于鹽酸，2 mol NaOH與2 mol HCl完全反應(yīng)，1 mol Na2SiO3與2 mol HCl完全反應(yīng)，本題選C。] 8．D　[依題意，發(fā)生的反應(yīng)為2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑，恰好完全反應(yīng)，則n(Si)∶n(Na)＝1∶2，m(Si)∶m(Na)＝28∶46＝14∶23。根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，上述反應(yīng)中，只有氫離子得電子，V(H2)＝22.4 Lmol－1＝3.36 L。] 9．解析　(1)在粗硅冶煉中，焦炭作還原劑和燃料，焦炭燃燒提供能量。若焦炭投料較多，部分碳與硅反應(yīng)生成碳化硅。(2)如果制備碳化硅，投入焦炭量較少，二氧化硅、硅會殘留在產(chǎn)品中。 (3)n(H2)＝＝0.1 mol，由Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑知，樣品中硅單質(zhì)的物質(zhì)的量為0.05 mol，質(zhì)量為0.05 mol28 gmol－1＝1.4 g，所以樣品中二氧化硅的質(zhì)量為20.0 g－1.4 g－11.4 g＝7.2 g，物質(zhì)的量為7.2 g60 gmol－1＝0.12 mol，生成的硅酸鈉的物質(zhì)的量為0.05 mol＋0.12 mol＝0.17 mol，溶液體積為0.5 L，故硅酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為0.34 molL－1。 答案　(1)②③　焦炭投料較多 (2)焦炭投料較少 (3)Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑、SiO2＋2OH－===SiO＋H2O　0.34 molL－1