高考化学总复习 第4章 非金属及其化合物 跟踪检测（十二）碳、硅及无机非金属材料 新人教版.doc

跟踪检测（十二） 碳、硅及无机非金属材料1硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角，下面几种物质中含有硅单质的是()解析：选ca玛瑙的主要成分是二氧化硅，错误；b.光导纤维的主要成分是二氧化硅，错误；c.太阳能电池板的主要成分是硅单质，正确；d.水晶的主要成分是二氧化硅，错误。2材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()选项材料主要化学成分a刚玉、金刚石三氧化二铝b大理石、石灰石碳酸钙c普通水泥、普通玻璃硅酸盐d沙子、石英二氧化硅解析：选a金刚石的化学成分是碳，a项错误。3据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是()a它耐高温抗氧化b它比钢铁轻、硬，但质地较脆c它没有固定的熔点d它是一种新型无机非金属材料解析：选b由航空材料的成分组成知其质轻、具有耐高温抗氧化等性质，由于这种材料能增加韧性，故质地不会较脆，故b错，a正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，由碳化硅、高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料均属于新型无机非金属材料，c、d正确。4下列有关硅的叙述中，正确的是()a工业上通常以sio2为原料，用氧化剂与其反应制备单质硅b硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位c硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在d硅在电子工业中，是重要的半导体材料解析：选da项，工业上制单质si的反应为sio22csi2co，c为还原剂，错误；b项，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位，错误；c项，硅在自然界中都以化合态存在，错误。5下列说法正确的是()a在粗硅的制取中发生2csio22cosi，硅被还原，所以碳的还原性大于硅的还原性b硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中c用sio2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入co2d由na2co3sio2co2na2sio3可知硅酸的酸性大于碳酸解析：选c依据元素周期律可知，硅的还原性大于碳，上述反应能发生是因为产物中有co气体生成，使平衡向右移动，a错误；硅酸钠是一种黏合剂，不能保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中，b错误；d项中的反应不是在水溶液中进行的，且产物中有气体生成，与硅酸和碳酸的酸性强弱无关，d错误。6水玻璃(na2sio3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(sio2：65%70%、c：30%35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是()a原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值b操作a与操作b完全相同c该流程中硅元素的化合价发生改变d反应器中发生的复分解反应为sio22naoh=na2sio3h2o解析：选aa项，稻壳灰来源广泛、价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；b项，操作a为过滤，操作b为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；c项，二氧化硅中硅元素的化合价是4价，硅酸钠中硅元素的化合价是4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；d项，由复分解反应的概念可知，sio22naoh=na2sio3h2o不属于复分解反应，错误。7下列说法中正确的是()a单质氧化物酸或碱盐，硅单质可以按上述关系进行转化b若a、b、c分别为si、sio2、h2sio3，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系c二氧化碳和二氧化硅都可溶解在naoh溶液中d青花瓷胎体的原料为高岭土al2si2o5(oh)4，若以氧化物形式可表示为al2o3sio2h2o解析：选ca项，si与o2反应生成sio2，sio2不与h2o反应，“氧化物酸或碱”不能实现，错误；b项， bc，ca均不能通过一步反应实现，错误；c项，二氧化碳和二氧化硅都属于酸性氧化物，都能与naoh溶液反应生成盐和水，正确；d项，硅酸盐可以用盐的形式或氧化物的形式，al2si2o5(oh)4可表示为al2o32sio22h2o，错误。8青石棉(crocidolite)是一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一，其化学式为na2fe5si8o22(oh)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有no，下列说法不正确的是()a青石棉是一种硅酸盐产品b青石棉中含有一定量的石英晶体c青石棉的化学组成可表示为na2o3feofe2o38sio2h2od1 mol青石棉能使1 mol hno3被还原解析：选b硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称，故青石棉是一种硅酸盐产品；青石棉是一种纯净物，不可能含有一定量的石英晶体；1 mol na2o3feofe2o38sio2h2o跟足量硝酸反应时，失去3 mol电子，而还原产物只有no，故能使1 mol hno3被还原。9用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系正确的是()选项操作及现象溶液a通入co2，溶液变浑浊，继续通入co2至过量，浑浊消失饱和na2co3溶液b通入co2，溶液变浑浊，继续通入co2至过量，浑浊消失na2sio3溶液c通入co2，溶液变浑浊，继续通入co2至过量，浑浊不消失，再加入品红溶液，红色褪去ca(clo)2溶液d通入co2，溶液变浑浊，继续通入co2至过量，浑浊消失，再加入足量naoh溶液，又变浑浊ca(oh)2溶液解析：选da项， 向饱和na2co3溶液中通入co2，会发生反应生成nahco3，nahco3的溶解度小于na2co3，所以会析出nahco3晶体，继续通入co2气体，浑浊不消失，错误；b项，向na2sio3溶液中通入co2，会产生硅酸，硅酸是不溶于水的白色沉淀，继续通入co2至过量，浑浊不消失，错误；c项，向ca(clo)2溶液中通入co2，会生成caco3和hclo，caco3与过量co2反应会转化为ca(hco3)2，浑浊消失，hclo具有强氧化性，可使品红溶液褪色，错误；d项，ca(oh)2溶液中通入co2会生成caco3沉淀，继续通入co2气体，caco3转化为ca(hco3)2，加入naoh后，ca(hco3)2和naoh反应会生成caco3，正确。10(2017九江模拟)蛇纹石由mgo、al2o3、sio2、fe2o3组成。现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，在所得的沉淀x和溶液y中分别加入naoh溶液至过量。下列叙述不正确的是()a沉淀x的成分是sio2b将蛇纹石试样直接溶于过量的naoh溶液后过滤，可得到红色颜料fe2o3c在溶液y中加入过量的naoh溶液，过滤得到的沉淀的主要成分是fe(oh)3和mg(oh)2d溶液y中的阳离子主要是mg2、al3、fe3、h解析：选b向蛇纹石试样中加入过量的盐酸，其中的mgo、al2o3、fe2o3溶解形成含mg2、al3、fe3和h的溶液y，而sio2不溶解形成沉淀x，溶液y中加入过量naoh溶液，将得到fe(oh)3和mg(oh)2沉淀，a、c、d正确；将蛇纹石试样直接溶于过量的naoh溶液，其中的al2o3和sio2溶解形成alo和sio，而mgo和fe2o3不溶解形成沉淀，b错误。11硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。(1)新型陶瓷si3n4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法，在h2的保护下，使sicl4与n2反应生成的si3n4沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式：_。(2)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：整个制备过程必须严格控制无水无氧。sihcl3遇水剧烈反应生成h2sio3、hcl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：_。假设每一轮次制备1 mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应中hcl的利用率为90%，反应中h2的利用率为93.75%。则在第二轮次的生产中，补充投入hcl和h2的物质的量之比是_。解析：(1)根据原子守恒可写出化学方程式3sicl42n26h2=si3n412hcl。(2)sihcl3遇水剧烈反应生成h2sio3、hcl和h2：sihcl33h2o=h2sio33hclh2；由题中条件可知，si(粗)3hclsihcl3h21 mol 3 mol 1 mol 1 molsihcl3h2si(纯)3hcl1 mol 1 mol 3 mol由以上数据，循环生产中只能产生3 mol hcl，但hcl的利用率为90%，因此需要增加mol hcl，循环生产中只产生1 mol h2，但h2的利用率为93.75%，因此需要增加mol h2，因此，补充投入hcl和h2的物质的量之比是51。答案：(1)3sicl42n26h2=si3n412hcl(2)sihcl33h2o=h2sio33hclh25112某矿石含碳酸镁和石英，制备高纯硅和硅胶的工艺流程如下：(1)“硅胶”常用作_，也可以用作_的载体。a的结构式为_。(2)制备粗硅的方程式为_。(3)操作为_，操作为_。(4)操作，需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是_。(5)溶液g用e酸化的方程式为_。解析：(1)“硅胶”多孔，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。二氧化碳的结构式为o=c=o。(2)工业制取纯硅的工艺流程为sio2粗硅sicl4纯硅，用焦炭还原sio2，产物是co而不是co2。(3)操作为过滤，操作为蒸发结晶。(4)mgcl26h2o加热脱水制得mgcl2，要在氯化氢气流中进行，氯化氢氛围是防止镁离子水解。(5)na2sio3与hcl反应，生成nacl和h2sio3。答案：(1)干燥剂催化剂o=c=o(2)sio22csi2co(3)过滤蒸发结晶或蒸发浓缩、冷却结晶(4)防止镁离子水解(5)na2sio32hcl=2naclh2sio313(2016上海高考)半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是h2、co、co2、n2和h2o(g)。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。完成下列填空：(1)半水煤气在铜催化下实现co变换：coh2oco2h2若半水煤气中v(h2)v(co)v(n2)382822，经co变换后的气体中：v(h2)v(n2)_。(2)碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一。已知：na2co3k2co320 碱液最高浓度/(moll1)2.08.0碱的价格(元/kg)1.259.80若选择na2co3碱液作吸收液，其优点是_；缺点是_。如果选择k2co3碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？_；写出这种方法涉及的化学反应方程式_。(3)以下是测定半水煤气中h2以及co的体积分数的实验方案。取一定体积(标准状况)的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中h2以及co的体积分数。选用合适的无机试剂分别填入、方框中。该实验方案中，步骤、的目的是：_。该实验方案中，步骤_(选填“”或“”)可以确定半水煤气中h2的体积分数。解析：(1)经co变换后co转化为氢气，则根据化学方程式可知，所得的气体中：v(h2)v(n2)(3828)2231。(2)根据表中数据可知若选择na2co3碱液作吸收液，其优点是价廉，缺点是吸收co2的能力差。由于生成的碳酸氢钾受热