2019年高考化學一輪綜合復習第四章非金屬及其化合物練習（打包8套）.zip,2019,年高,化學,一輪,綜合,復習,第四,非金屬,及其,化合物,練習,打包 第14講　碳、硅及無機非金屬材料 考綱要求　1.了解C、Si元素單質及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質及應用。2.了解C、Si元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。 考點一　碳及其重要化合物　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．碳單質 (1)碳單質的存在形式有金剛石、石墨、無定形碳、足球烯，它們互為同素異形體。 (2)結構 金剛石：正四面體空間網(wǎng)狀結構；石墨：平面正六邊形層狀結構。 (3)物理性質：金剛石熔點高、硬度大；石墨熔點高、質軟，有滑膩感。 (4)主要化學性質——還原性 ①可燃性 ②與氧化物反應 ③與強氧化性酸反應 2．一氧化碳 (1)物理性質：無色氣體，有毒，難溶于水。 (2)化學性質——還原性 ①燃燒：2CO＋O22CO2，淡藍色火焰； ②還原CuO：CuO＋COCu＋CO2(冶煉金屬)。 3．二氧化碳(CO2) (1)一種無色、無味的氣體，能溶于水，固態(tài)CO2俗稱干冰。 (2)與H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反應的方程式分別為CO2＋H2O??H2CO3，Na2O＋CO2===Na2CO3，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，2Mg＋CO22MgO＋C。 (3)CO2在自然界中的循環(huán) ①CO2的主要來源：大量含碳燃料的燃燒。 ②自然界消耗CO2的主要反應： a．溶于江水、海水中：CO2＋H2O??H2CO3； b．光合作用將CO2轉化為O2； c．巖石的風化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。 4．碳酸(H2CO3) 弱酸性、不穩(wěn)定性。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中與CO2共存，因此常把CO2＋H2O當碳酸用。 5．碳酸的酸式鹽和正鹽的比較 (1)在水中的溶解性 ①含K＋、Na＋、NH的正鹽易溶于水，其余一般不溶于水；酸式鹽均能溶于水。 ②一般來說，在相同溫度下，難溶性正鹽溶解度小于其酸式鹽溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正鹽溶解度大于其酸式鹽溶解度，如溶解度Na2CO3>NaHCO3。 (2)熱穩(wěn)定性 一般來說，熱穩(wěn)定性順序為正鹽>酸式鹽>碳酸，如穩(wěn)定性Na2CO3>NaHCO3>H2CO3。可溶性正鹽>難溶性正鹽，如CaCO3高溫分解，而K2CO3不易分解。 (3)水溶液酸堿性強弱 物質的量濃度相同時，正鹽溶液的pH大于其酸式鹽溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。 1．碳單質及其氧化物性質用途的判斷 (1)12C、13C、14C是碳的三種同素異形體(×) 解析　12C、13C、14C互稱同位素，碳元素的三種常見的同素異形體為金剛石、石墨和C60。 (2)金剛石和石墨由相同的元素組成，因此它們具有相同的性質(×) (3)石墨轉變?yōu)榻饎偸姆磻獙儆谘趸€原反應(×) (4)向空氣中排放二氧化碳會形成酸雨(×) (5)一氧化碳易與血液中的血紅蛋白結合(√) (6)木炭、一氧化碳在一定條件下都能與氧化銅反應(√) (7)大氣中二氧化碳的消耗途徑主要是綠色植物的光合作用(√) 2．二氧化碳與鹽溶液反應的判斷 (1)向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通入CO2至過量，渾濁消失(×) 解析　H2SiO3不溶于H2CO3。 (2)向Ca(ClO)2溶液中通入CO2氣體，溶液變渾濁，繼續(xù)通入CO2至過量，渾濁消失(√) 解析　開始生成CaCO3沉淀，CO2過量時，CaCO3又與CO2、H2O反應生成Ca(HCO3)2。 (3)向CaCl2溶液中通入CO2，無明顯現(xiàn)象，若先通入NH3再通CO2，溶液會變渾濁(√) (4)向飽和Na2CO3溶液中通入過量的CO2氣體，有晶體析出(√) 解析　NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小。 (5)向NaAlO2溶液中通入CO2氣體，一開始有白色沉淀生成，CO2過量，沉淀溶解(×) 解析　Al(OH)3不能溶于H2CO3。 (6)向飽和NaCl的氨溶液中通入過量CO2氣體，有晶體析出(√) 解析　會析出NaHCO3晶體。 確定混合氣體(CO、CO2)中含有CO氣體的實驗設計方法 按要求回答下列問題 (1)填寫下列指定裝置的作用 A：除去混合氣體中的CO2氣體。 B：檢驗混合氣體中CO2是否除盡。 E：除去尾氣中的CO2氣體。 F：除去尾氣中的CO氣體、防止污染環(huán)境。 (2)寫出C中的化學方程式：CO＋CuOCu＋CO2。 (3)確定混合氣體中含有CO氣體的實驗現(xiàn)象： B中無明顯現(xiàn)象，C中的物質由黑色變成紅色，D中的澄清石灰水變渾濁。 (4)寫出除去下列氣體中混有的雜質(括號內為雜質)可采取的方法： ①CO(CO2)：___________________________________________。 ②CO2(CO)：___________________________________________。 答案?、偻ㄟ^盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶?、谕ㄟ^盛放灼熱CuO的硬質玻璃管 題組一　CO2通入堿溶液中反應產物的定量分析 1．(2018·汕頭模擬)將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質的量(n)和通入CO2體積(V)的關系正確的是(　　) 答案　D 解析　CO2與KOH和Ca(OH)2都會反應，但存在著競爭，如果先與KOH反應，則反應后生成的K2CO3立即會與Ca(OH)2反應生成CaCO3，因此，可以看成CO2先與Ca(OH)2反應，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步還要判斷CO2是先跟KOH反應還是先與生成的CaCO3反應，同樣可以采用假設法判斷，即如果先與CaCO3反應，則生成的Ca(HCO3)2又會與KOH反應，因此是先與KOH反應，此過程生成沉淀的物質的量不變，當KOH反應完全，再與CaCO3反應，直至沉淀完全溶解，故選D。 2．標準狀況下，將3.36LCO2氣體通入200mL1.00mol·L－1NaOH溶液中，充分反應后溶液中c(CO)與c(HCO)的比值為( 不考慮CO、HCO的水解)(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶3 答案　B 解析　n(CO2)＝＝0.150mol，n(NaOH)＝0.200L×1.00mol·L－1＝0.200mol ＝＝，即1＜＜2，反應產物為Na2CO3、NaHCO3，設其物質的量分別為x、y，則，解得，所以＝。 題組二　CO2的綜合利用 3．[2015·北京理綜，27(1)(2)(3)]研究CO2在海洋中的轉移和歸宿，是當今海洋科學研究的前沿領域。 (1)溶于海水的CO2主要以4種無機碳形式存在，其中HCO占95%。寫出CO2溶于水產生HCO的方程式：_______________________________________。 (2)在海洋碳循環(huán)中，通過下圖所示的途徑固碳。 ①寫出鈣化作用的離子方程式：________________________________________________。 ②同位素示蹤法證實光合作用釋放出的O2只來自于H2O。用18O標記物質的光合作用的化學方程式如下，將其補充完整： ________＋________(CH2O)x＋x18O2＋xH2O (3)海水中溶解無機碳占海水總碳的95%以上，其準確測量是研究海洋碳循環(huán)的基礎。測量溶解無機碳，可采用如下方法： ①氣提、吸收CO2。用N2從酸化后的海水中吹出CO2并用堿液吸收(裝置示意圖如下)。將虛線框中的裝置補充完整并標出所用試劑。 ②滴定。將吸收液吸收的無機碳轉化為NaHCO3，再用xmol·L－1HCl溶液滴定，消耗ymLHCl溶液。海水中溶解無機碳的濃度＝________mol·L－1。 答案　(1)CO2＋H2O??H2CO3、H2CO3??H＋＋HCO (2)①2HCO＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O②xCO2　2xH218O (3)①② 解析　(1)CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3電離出H＋和HCO。(2)①根據(jù)鈣化作用的反應物是HCO和Ca2＋，生成物是CaCO3和CO2，故不難寫出反應的離子方程式為2HCO＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。②根據(jù)元素守恒及示蹤原子的標記知，方程式中的空白處為xCO2和2xH218O。(3)①該裝置為洗氣裝置，要注意裝置中長管進、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用試劑為稀硫酸，因HCl易揮發(fā)出來影響后續(xù)的滴定而不能用鹽酸。②根據(jù)該滴定過程得關系式：CO2～HCO～HCl，n(CO2) ＝n(HCl)＝xmol·L－1×y×10－3L＝xy×10－3mol，所以c(CO2)＝＝mol·L－1。 考點二　硅及其化合物　無機非金屬材料 1．硅(Si) (1)硅的存在：硅在自然界中以化合態(tài)存在，在地殼中的含量僅次于氧。 (2)物理性質：灰黑色，硬度大，熔、沸點高，具有金屬光澤。 (3)化學性質：常溫下與F2、HF、NaOH反應；加熱時能與H2化合生成不穩(wěn)定的氫化物SiH4，加熱時還能與Cl2、O2化合分別生成SiCl4、SiO2。涉及的化學方程式如下： ①與非金屬單質反應 ②與氫氟酸反應：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 ③與NaOH溶液反應： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (4)制法：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (5)用途：①良好的半導體材料；②太陽能電池；③計算機芯片。 2．二氧化硅(SiO2) (1)二氧化硅存在于沙子、石英、水晶、瑪瑙(含雜質的石英)等中。SiO2是由Si和O按個數(shù)比1∶2直接構成。Si、SiC、Si3N4、BN等也是直接由原子構成的。 (2)二氧化硅的性質及用途 主要物理性質 硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，不溶于水 化 學 性 質 ①與水反應 不反應 ②與酸反應 只與氫氟酸反應：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ③與堿反應(NaOH) SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞) ④與鹽反應 如與Na2CO3反應：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ ⑤與堿性氧化物反應 如與CaO反應：SiO2＋CaOCaSiO3 用途 光導纖維、光學儀器、電子部件 3.硅酸和硅酸鈉 (1)硅酸 硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液變紅色。 ①硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。 ②硅酸能與堿溶液反應。 ③硅酸在水中易聚合形成膠體。硅膠吸附水分能力強，常用作干燥劑。 (2)硅酸鈉(Na2SiO3) ①白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。 ②它能與酸性比硅酸強的酸反應，分別寫出以下化學方程式： 與鹽酸反應：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。 與CO2水溶液反應：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。 ③用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。 (3)硅酸鹽組成的表示：通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成：如硅酸鈉(Na2SiO3)中表示為Na2O·SiO2，石棉(CaMg3Si4O12)可表示為CaO·3MgO·4SiO2。 4．無機非金屬材料 (1)傳統(tǒng)無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。 ①常見硅酸鹽材料比較 水泥 玻璃 陶瓷 生產原料 石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英 黏土 主要設備 水泥回轉窯 玻璃窯 陶瓷窯 ②玻璃生產中的兩個重要反應：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 (2)新型無機非金屬材料，如高溫結構陶瓷、光導纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。 1．關于Si、SiO2的存在、性質及用途的判斷 (1)硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在(√) (2)晶體硅熔點高硬度大，故可用于制作半導體材料(×) (3)Si和SiO2都可用于制造光導纖維(×) 解析　Si可用于制造半導體，SiO2用于制造光導纖維。 (4)非金屬性：C＞Si，則熱穩(wěn)定性：CH4＞SiH4(√) (5)高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅(√) (6)硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質反應(×) (7)SiO2是酸性氧化物，可溶于強堿(NaOH)，不溶于任何酸(×) 解析　SiO2可溶于氫氟酸：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 (8)常溫下，SiO2與氫氟酸、NaOH溶液均可反應，SiO2是兩性氧化物(×) 解析　SiO2是酸性氧化物。 2．硅酸鹽、無機非金屬材料性質及應用判斷 (1)玻璃是一種晶體，有較高的熔點(×) (2)水玻璃是一種特殊的玻璃，泡花堿屬于堿(×) (3)傳統(tǒng)無機非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料(√) (4)光導纖維、碳納米管、氮化硅結構陶瓷等都是新型無機非金屬材料(√) (5)高溫結構材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(√) (6)普通玻璃、石英玻璃、水泥、瑪瑙都屬于硅酸鹽產品(×) (7)反應①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，反應②Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，兩反應是相互矛盾的，不可能都發(fā)生(×) (8)硅膠多孔，吸水能力強，常用作袋裝食品的干燥劑和抗氧化劑(×) (9)用SiO2制取硅酸，將SiO2溶解在水中一段時間后可得到硅酸(×) (10)水玻璃是混合物，可用于生產黏合劑和防火劑(√) (11)硅膠是硅酸鈉的水溶液失去水后形成的凝膠(×) 1．硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質量的90%以上。 (1)用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作________。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應制得，高溫熔融純堿時下列坩堝可選用的是________。 A．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝 C．氧化鋁坩堝 D．鐵坩堝 (2)工業(yè)上常利用反應2C＋SiO2Si＋2CO↑制備硅單質，該反應中所含元素化合價升高的物質是________(填化學式，下同)，氧化劑是________。 答案　(1)防火劑　D　(2)C　SiO2 2．寫出除去下列固體粉末中混有雜質(括號內為雜質)可采取的方法，寫出有關反應的方程式。 (1)CaCO3(SiO2)_____________________________________________________。 (2)SiO2(CaCO3)___________________________________________________________。 (3)SiO2(NH4Cl)________________________________________________________。 答案　(1)在固體混合物中加入足量氫氧化鈉溶液，充分反應后，過濾、洗滌。SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (2)在固體混合物中加入足量稀鹽酸，充分反應后，過濾、洗滌。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O (3)方法一：在固體中加入適量水溶解、過濾。 方法二：將固體混合物在坩堝中充分灼燒，除去NH4Cl。 NH4ClNH3↑＋HCl↑ 解析　(1)可根據(jù)SiO2可溶于NaOH溶液除去。(2)可根據(jù)CaCO3可溶于鹽酸除去。(3)可根據(jù)NH4Cl的熱穩(wěn)定性，或NH4Cl易溶于水的性質除去。 題組一　硅和二氧化硅的特性 1．(2017·甘肅秦安一中第二次檢測)下列敘述正確的是(　　) A．高溫下二氧化硅與碳酸鈉反應放出二氧化碳，說明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸強 B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能貯存氫氟酸 C．石灰抹墻、水泥砌墻的硬化過程原理相同 D．玻璃窯中出來的氣體的主要成分是二氧化碳 答案　D 解析　B項，物質中都含有SiO2，能與氫氟酸反應；C項，石灰硬化的原理是Ca(OH)2與CO2反應生成CaCO3的過程，而水泥硬化過程中發(fā)生復雜的物理變化和化學變化。 2．二氧化硅廣泛存在于自然界中，在日常生活、生產、科研及新型材料等方面有著重要的用途。a～e是對①～⑤反應中SiO2所表現(xiàn)的化學性質或作用進行的判斷，其中正確的是(　　) ①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ②SiO2＋2CSi＋2CO↑ ③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ④Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ ⑤SiO2＋3CSiC＋2CO↑ a．反應①中SiO2作為玻璃的成分被消耗，用于刻蝕玻璃 b．反應②中SiO2表現(xiàn)出氧化性 c．反應③中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性 d．反應④符合用難揮發(fā)性的酸酐制取易揮發(fā)性的酸酐的道理 e．反應⑤中SiO2未參加氧化還原反應 A．aceB．bdeC．cdeD．ab 答案　B 解析　通常用氫氟酸來刻蝕玻璃，與之對應的反應是③，因此a、c判斷錯誤；反應②是一個置換反應，其中二氧化硅被還原，表現(xiàn)出氧化性，b判斷正確；反應④是一個復分解反應，用難揮發(fā)的二氧化硅制取易揮發(fā)的二氧化碳，d判斷正確；反應⑤中碳的化合價由0價變?yōu)椋?和＋2價，硅的化合價和氧的化合價都沒有改變，因此二氧化硅沒有參加氧化還原反應，e判斷也正確。 題組二　高純硅的提取 3．(2017·重慶市巴蜀中學高三月考)從石英砂制取高純硅的主要化學反應如下： ①SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑ ②Si(粗)＋2Cl2SiCl4 ③SiCl4＋2H2Si(純)＋4HCl 關于上述反應的敘述不正確的是(　　) A．①③是置換反應，②是化合反應 B．高溫下，焦炭與氫氣的還原性均強于硅 C．任一反應中，每消耗或生成28g硅，均轉移4mol電子 D．高溫下在爐子里將石英砂、焦炭、氯氣、氫氣按比例混合就能得到高純硅 答案　D 解析　在氧化還原反應中，還原劑的還原性比還原產物的還原性強，B正確；根據(jù)元素化合價的變化，每消耗或生成28g(1mol)硅，均轉移4mol電子，C正確；題中的三個反應是在三個不同的反應器中發(fā)生的，D錯誤。 4．硅單質及其化合物應用范圍很廣。請回答下列問題： (1)制備硅半導體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當前制備高純硅的主要方法，生產過程示意圖如下： ①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學反應方程式：___________________________________ ________________________________________________________________________。 ②整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，寫出并配平該化學反應方程式：______________________________________________； H2還原SiHCl3過程中若混有O2，可能引起的后果是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)化學研究性學習小組在探究硅的制取方法時，從資料查閱到下列信息： Ⅰ.Mg在高溫條件下可與SiO2反應； Ⅱ.金屬硅化物與稀H2SO4反應生成硫酸鹽和SiH4； Ⅲ.SiH4在空氣中自燃。 他們根據(jù)信息進行實驗，當用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步實驗獲得的固體產物時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花；然后過濾、洗滌、干燥；最后稱量、計算，測得其產率只有預期值的63%左右。 ①第Ⅰ步實驗發(fā)生反應的化學方程式是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步實驗獲得固體產物時，產生爆鳴聲和火花的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)①SiHCl3＋H2Si＋3HCl ②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl　高溫下，H2遇O2發(fā)生爆炸 (2)①2Mg＋SiO22MgO＋Si、2Mg＋SiMg2Si ②硅化鎂與稀硫酸反應生成的SiH4可自燃，即發(fā)生反應Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O 解析　(1)在SiHCl3中，把硅考慮為＋4價，則氫為－1價，氯為－1價，SiHCl3水解時，－1價氫還原水中＋1價的氫，生成氫氣。 在設計制備純硅的實驗題中，常遇到的知識點 (1)高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅： SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑ (2)粗硅與干燥HCl氣體反應制得SiHCl3： Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2 (3)粗硅與干燥Cl2反應制得SiCl4： Si(粗)＋2Cl2SiCl4 (4)SiHCl3與過量H2在高溫下反應制得純硅： SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl (5)SiCl4與過量H2在高溫下反應制得純硅： SiCl4＋2H2Si(純)＋4HCl (6)SiO2＋2Mg2MgO＋Si (7)SiHCl3、SiCl4能與水發(fā)生反應： SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑ SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl (8)SiH4在空氣中易自燃： SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O 1．下列有關硅及其化合物的敘述錯誤的是(　　) A．SO2通入Na2SiO3溶液產生膠狀沉淀，證明酸性H2SO3>H2SiO3(2017·北京理綜，10D) B．SiO2硬度大，故可用于制造光導纖維(2017·江蘇，3C) C．HF能與SiO2反應，可用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標記(2016·全國卷Ⅲ，7D) D．石英砂可用于生產單晶硅(2016·海南，4C) 答案　B 解析　A項，依據(jù)強酸制弱酸原理判斷；B項，前后無因果關系。 2．下列說法正確的是(　　) A．硅膠作袋裝食品的干燥劑的過程中沒有發(fā)生化學變化(2016·四川理綜，1B) B．pH＝2的溶液中可能大量存在Na＋、NH、SiO(2016·四川理綜，3B) C．向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸的離子方程式：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋ (2016·江蘇，5D) D．向Na2SiO3溶液中通入過量SO2的離子方程式：SiO＋SO2＋H2O===H2SiO3↓＋SO (2015·山東理綜，12B) 答案　A 解析　B項，酸性條件下，SiO不能大量存在；C項，Na2SiO3是可溶于水的強電解質；D項，應生成HSO。 3．[2017·全國卷Ⅱ，26(1)(2)(3)]水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示： 回答下列問題： (1)在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，還可使用________代替硝酸。 (2)沉淀A的主要成分是________，其不溶于強酸但可與一種弱酸反應，該反應的化學方程式為________________________________________________________________________。 (3)加氨水過程中加熱的目的是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。沉淀B的主要成分為___________________________________________________________________、 ____________________________________________________________________(填化學式)。 答案　(1)將Fe2＋氧化為Fe3＋　雙氧水 (2)SiO2　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (3)防止膠體生成，易沉淀分離　Fe(OH)3　Al(OH)3 解析　(1)Fe3＋容易在pH較小時轉化為沉淀，所以需要將Fe2＋氧化為Fe3＋。雙氧水可以將Fe2＋氧化為Fe3＋且不會引入雜質。(2)二氧化硅不溶于一般酸性溶液，所以沉淀A是二氧化硅。SiO2與HF反應的化學方程式為SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(3)加熱可以促進Fe3＋、Al3＋水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。pH＝4～5時Ca2＋、Mg2＋不沉淀，F(xiàn)e3＋、Al3＋沉淀，所以沉淀B為Fe(OH)3、Al(OH)3。 1．新材料的新秀——石墨烯、氧化石墨烯已成為物理、化學、材料科學研究的國際熱點課題。其結構模型如圖所示。 下列有關說法正確的是(　　) A．石墨烯是一種新型化合物 B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物 C．二者和石墨都是碳的同素異形體 D．氧化石墨烯具有一定的親水性 答案　D 解析　石墨烯是碳的單質，A錯誤；氧化石墨烯因為還含有氫元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素異形體，B、C錯誤；由于氧化石墨烯結構中含有羥基和羧基等親水基團，所以具有一定的親水性，D正確。 2．(2017·湖北八校聯(lián)考)如何解決好碳排放問題是關系到人類可持續(xù)發(fā)展的重大課題之一。目前，采用較多的方法是對二氧化碳進行捕集封存和富集再利用。下列與二氧化碳有關的敘述正確的是(　　) A．CO2是形成酸雨的主要物質 B．CO2導致溫室效應，是一種大氣污染物 C．CO2(g)＋C(s)2CO(g)　ΔH>0，高溫有利于該反應自發(fā)進行 D．實驗室常用大理石與稀鹽酸或稀硫酸反應制取二氧化碳 答案　C 解析　CO2不是大氣污染物，也不能形成酸雨，A、B錯；C項為熵增的吸熱反應，高溫有利于自發(fā)進行。 3．(2018·廣州模擬)硅及其化合物的應用范圍很廣。下列說法正確的是(　　) A．硅是人類將太陽能轉換為電能的常用材料 B．粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應 C．反應Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si為氧化劑 D．硅能與氫氟酸反應，則硅可以與鹽酸反應 答案　A 解析　由粗硅制備單晶硅的過程一般為SiSiCl4Si＋HCl，都是氧化還原反應，B項錯誤；硅不能與鹽酸反應，D項錯誤。 4．(2018·湖北孝感高中月考)鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)與碳、硅兩元素同位于第ⅣA族，其原子序數(shù)按鍺、錫、鉛的順序依次增大，則下列推斷一定不正確的是(　　) A．鉛可形成PbO、PbO2兩種氧化物 B．鍺與鹽酸不反應，錫、鉛能與鹽酸反應 C．鍺、錫、鉛的＋4價氫氧化物的堿性：Ge(OH)4＜Sn(OH)4＜Pb(OH)4 D．鍺、錫、鉛的金屬性依次減弱 答案　D 解析　Pb在第ⅣA族，有＋2、＋4兩種化合價因而可形成PbO、PbO2兩種氧化物，A正確；錫、鉛均排在金屬活動性順序中氫的前面，因而可與鹽酸反應，B正確；同一主族從上到下金屬性依次增強，因而Ge(OH)4、Sn(OH)4、Pb(OH)4的堿性依次增強，C正確、D錯誤。 5．硅是構成無機非金屬材料的一種主要元素，下列有關硅的化合物的敘述錯誤的是(　　) A．氮化硅陶瓷是一種新型無機非金屬材料，其化學式為Si3N4 B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔點高，可用于制作高溫結構陶瓷和軸承 C．光導纖維是一種新型無機非金屬材料，其主要成分為SiO2 D．二氧化硅為立體網(wǎng)狀結構，其晶體中硅原子和硅氧單鍵個數(shù)之比為1∶2 答案　D 解析　A項，在氮化硅中N元素為－3價，Si元素為＋4價，則化學式為Si3N4，正確；D項，在SiO2晶體中，一個硅原子與周圍4個氧原子形成4個硅氧單鍵，錯誤。 6．(2017·廈門第一中學月考)“碳捕捉技術”是指通過一定的方法將工業(yè)生產中產生的CO2分離出來并利用。如可利用NaOH溶液來“捕捉”CO2，其基本過程如下圖所示(部分條件及物質未標出)。 下列有關該方法的敘述中正確的是(　　) ①能耗大是該方法的一大缺點 ②整個過程中，只有一種物質可以循環(huán)利用 ③“反應分離”環(huán)節(jié)中，分離物質的基本操作是蒸發(fā)結晶、過濾 ④該方法可減少碳排放，捕捉到的CO2還可用來制備甲醇等產品 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案　D 解析　該方法中高溫反應爐分離出CO2，需要消耗較多能量，①對；整個過程中NaOH和CaO均可循環(huán)利用，②錯；從捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通過過濾的方法即可分離，③錯；捕捉到的CO2可與H2反應制備甲醇：CO2＋3H2CH3OH＋H2O，④對。 7．化學家Seidel指出Si與NaOH溶液的反應，首先是Si與OH－反應，生成SiO，然后SiO迅速水解生成H4SiO4。下列有關說法正確的是(　　) A．原硅酸鈉(Na4SiO4)能迅速水解，且水解后呈堿性，故Na4SiO4為弱電解質 B．石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均屬于硅酸鹽產品 C．2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl說明Cl的非金屬性強于Si D．半導體工業(yè)所說的“從沙灘到用戶”是指將二氧化硅制成晶體硅 答案　D 解析　原硅酸鈉(Na4SiO4)是強電解質，A項錯誤；石英玻璃的主要成分是SiO2，不屬于硅酸鹽產品，B項錯誤；HCl不是Cl的最高價氧化物對應的水化物，無法通過鹽酸與硅酸鈉的反應比較Cl、Si的非金屬性強弱，C項錯誤。 8．如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是(　　) A．SiO2屬于兩性氧化物 B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶用玻璃塞 C．硅膠吸水后可重復再生 D．圖中所示的轉化都是氧化還原反應 答案　C 解析　SiO2是酸性氧化物，A錯誤；Na2CO3溶液呈堿性，試劑瓶不能用玻璃塞，B錯誤；題圖中有的轉化不是氧化還原反應，例如SiO2與NaOH溶液的反應，D錯誤。 9．(2018·邢臺質檢)將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后得到的固體物質是(　　) A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3 C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2 答案　A 解析　將足量CO2氣體通入水玻璃中，首先CO2與Na2SiO3反應生成H2SiO3和NaHCO3，灼燒時H2SiO3分解生成SiO2，高溫下，SiO2與NaHCO3分解產生的Na2CO3反應，生成Na2SiO3，所以最后所得固體物質是Na2SiO3。 10．用四種溶液進行實驗，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應關系錯誤的是(　　) 選項 操作及現(xiàn)象 溶液 A 通入CO2，溶液變渾濁 飽和Na2CO3溶液 B 通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失 Na2SiO3溶液 C 通入CO2，溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色褪去 Ca(ClO)2溶液 D 通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失，再加入足量NaOH溶液，又變渾濁 澄清石灰水 答案　B 解析　由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，因而會析出NaHCO3晶體，A項正確；B項，H2SiO3與CO2不反應，渾濁不會消失；C項，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，溶液變渾濁后加入品紅溶液，被HClO氧化褪色。 11．(2017·大連一中模擬)將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物質的量與所通入CO2的體積關系如圖所示。下列關于整個反應過程中的敘述不正確的是(　　) A．Oa段反應的化學方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O B．ab段與cd段所發(fā)生的反應相同 C．de段沉淀減少是由于BaCO3固體的消失 D．bc段反應的離子方程式是2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO 答案　B 解析　CO2優(yōu)先與Ba(OH)2反應(圖像中Oa段)，然后與KOH反應(圖像中ab段)，接著與KAlO2反應(圖像中bc段)，再與K2CO3反應(圖像中cd段)，最后與BaCO3反應(圖像中de段)。 12．胃舒平的主要成分是氫氧化鋁，同時含有三硅酸鎂(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。 (1)三硅酸鎂的氧化物形式為______________________________________________________。 (2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是________(填字母)。 a．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固體 b．Al2O3、MgO和SiO2都是金屬氧化物 c．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔點 答案　(1)2MgO·3SiO2·nH2O　(2)c 解析　(1)Mg2Si3O8·nH2O改寫成氧化物的形式為2MgO·3SiO2·nH2O。 (2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔點，故可制耐火材料。 13．在下列物質的轉化關系中，A是一種固體單質，且常作半導體材料，E是一種白色沉淀，F(xiàn)是最輕的氣體單質。 據(jù)此填寫： (1)B的化學式是________，目前在現(xiàn)代通訊方面B已被用作________的主要原料。 (2)B和a溶液反應的離子方程式是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)A和a溶液反應的離子方程式是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)C和過量鹽酸反應的離子方程式是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)SiO2　光導纖維 (2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O (3)Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑ (4)SiO＋2H＋===H2SiO3↓ 14．(2017·渭南二模)晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下： Ⅰ.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅； Ⅱ.粗硅與干燥HCl氣體反應制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2； Ⅲ.SiHCl3與過量H2在1100℃反應制得純硅，已知SiHCl3能與H2O強烈反應，在空氣中易自燃。 請回答下列問題： (1)第Ⅰ步制備粗硅的化學反應方程式為_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)粗硅與HCl反應完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6℃)和HCl(沸點－84.7℃)，提純SiHCl3采用的方法為__________。 (3)用SiHCl3與過量H2反應制備純硅的裝置如圖(熱源及夾持裝置略去)： ①裝置B中的試劑是________，裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是________________ ________________________________________________________________________。 ②反應一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是______________________，裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為____________________________________________________________。 ③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應溫度以及______________。 ④為鑒定產品硅中是否含微量鐵單質，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑是________(填字母)。 a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液 答案　(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑　(2)蒸餾(3)①濃硫酸　使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化 ②有固體物質生成　SiHCl3＋H2Si＋3HCl③排盡裝置中的空氣?、躡d 解析　(1)高溫下，SiO2和C反應生成Si和CO，反應的化學方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (2)沸點不同的液體可以采用蒸餾的方法分離，這幾種物質沸點不同，所以可以采用蒸餾的方法分離。 (3)①為防止SiHCl3與H2O強烈反應，需要干燥劑干燥氫氣，濃硫酸具有吸水性且不和氫氣反應，所以可以作干燥劑；升高溫度能使SiHCl3汽化，從而使SiHCl3和氫氣在D中反應；②D中發(fā)生反應SiHCl3＋H2Si＋3HCl，Si為固態(tài)，所以看到的現(xiàn)象是有固體物質生成；③Si是親氧元素，為防止Si被氧化，需要排盡裝置中的空氣；④向溶液中加入強氧化劑，然后加入KSCN溶液檢驗鐵離子，這幾種物質中氯水具有強氧化性，故選b、d。 - 18 -