高考化学大一轮复习 第4章 常见非金属及其化合物 第1讲 碳、硅及无机非金属材料课时规范训练.doc

碳、硅及无机非金属材料单独成册1下列物质：氢氟酸；浓h2so4；烧碱溶液；na2co3固体；氧化钙；浓hno3。其中在一定条件下能与sio2反应的有()abc d全部解析：选c。sio2不溶于除hf之外的任何酸，因此sio2与浓h2so4、浓hno3不反应。2硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是()a氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为si3n4b碳化硅(sic)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承c光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为sio2d二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键的个数之比为12解析：选d。二氧化硅晶体中，一个硅原子可形成4个硅氧单键，故硅原子和硅氧单键的个数之比为14，故d错误。3下列叙述正确的是()a高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸(h2sio3)的酸性比碳酸强b陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸c石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同d玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳解析：选d。二氧化硅在高温下能与碳酸钠反应：na2co3sio2na2sio3co2，但不能说明硅酸的酸性比碳酸强，上述反应之所以能进行，是因为co2不断逸出，而促使了反应向右进行；玻璃、陶瓷、水泥中均含有sio2，会与氢氟酸反应；石灰抺墙的硬化过程是因为发生了反应co2ca(oh)2=caco3h2o，而水泥砌墙是水泥与水作用发生一系列变化而凝固变硬。4下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是()a硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中b反应na2sio3h2oco2=na2co3h2sio3，反应na2co3sio2na2sio3co2，两反应是相互矛盾的，不可能都能发生c普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料d祖母绿的主要成分为be3al2si6o18，用氧化物形式表示为3beoal2o36sio2解析：选d。a项，硅酸钠溶液本身是一种黏合剂，易造成磨口玻璃塞与瓶口粘结；b项，两反应条件不同，反应是在溶液中进行，强酸可以制弱酸，而高温条件下，co2是气体，逸出反应体系，能促使反应发生；c项，石英玻璃的成分为sio2，sio2是氧化物不是盐；d项正确。5硅烷(sih4)在空气中易自燃或爆炸，可作橡胶等产品的偶联剂，硅烷的制备方法为mg2si4hcl=2mgcl2sih4。下列说法不正确的是()a制备硅烷的反应属于复分解反应b硅烷自燃反应中的氧化剂是sih4c硅烷自燃产生sio2和h2od制备硅烷时应隔绝氧气解析：选b。硅烷自燃反应中的氧化剂是o2，b错误。6青石棉(crocidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一，青石棉的化学式为na2fe5si8o22(oh)2，青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有no，下列说法中正确的是()a青石棉是一种易燃品，且易溶于水b青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：na2o3feofe2o38sio2h2oc1 mol na2fe5si8o22(oh)2与足量的硝酸作用，至少需消耗8.5 l 2 moll1 hno3溶液d1 mol na2fe5si8o22(oh)2与足量氢氟酸作用，至少需消耗7 l 2 moll1 hf溶液解析：选b。青石棉既不能燃烧，也不溶于水；将na2fe5si8o22(oh)2改写成氧化物的形式，即为na2o3feofe2o38sio2h2o，其中的na2o、feo、fe2o3、sio2均能与氢氟酸发生复分解反应，而na2o、fe2o3可与硝酸发生复分解反应，feo与硝酸发生氧化还原反应：3feo10hno3=3fe(no3)3no5h2o，sio2与硝酸不反应，根据1 mol青石棉中各氧化物与hf、hno3反应的情况及反应时的物质的量之比可判断c、d错误。7寿山石主要成分为叶蜡石，叶蜡石组成为al2o34sio2h2o，下列观点不正确的是()a寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触b寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物c潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质d置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质解析：选c。根据寿山石的主要成分，可知其能与酸或碱发生反应，a对；寿山石中含有不同形态的al2o3，造成其色彩丰富，b对；其中的氧化物al2o3和sio2不溶于水也不和水反应，不会溶解变质，c错；久置于干燥空气中，会造成其中的结晶水失去而变质，d对。8二氧化硅(sio2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料(见下图)，下列说法正确的是()asio2既能与hf反应，又能与naoh反应，属于两性氧化物bsio2和si都是光导纤维材料c在硅胶中加入cocl2可显示硅胶吸水是否失效d图中所示转化反应都是非氧化还原反应解析：选c。两性氧化物的定义为与酸和碱反应均只生成盐和水的氧化物，sio2与hf反应得到的sif4不属于盐类，a项错误；sio2是光导纤维材料，si为半导体材料，b项错误；cocl2在吸水和失水状态下显示不同的颜色，c项正确；制取si的过程中涉及了氧化还原反应，d项错误；9在含2 mol naoh、1 mol na2sio3的溶液中滴加稀盐酸至过量，下列关于沉淀质量(m)与盐酸体积(v)之间关系的图像正确的是()解析：选c。在氢氧化钠、硅酸钠的混合溶液中滴加稀盐酸，氢氧化钠优先反应，因为硅酸能和氢氧化钠反应。naohhcl=naclh2o，na2sio32hcl=2naclh2sio3。硅酸不溶于盐酸，2 mol naoh与2 mol hcl完全反应，1 mol na2sio3与2 mol hcl完全反应，本题选c。10将足量co2气体通入水玻璃(na2sio3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是()ana2sio3 bna2co3、na2sio3cna2co3、sio2 dsio2解析：选a。将足量co2气体通入水玻璃中，发生反应：2co2na2sio32h2o=h2sio32nahco3；加热蒸干，高温灼烧时发生反应：h2sio3h2osio2；2nahco3na2co3co2h2o；na2co3sio2na2sio3co2，所以最后所得固体物质是na2sio3，故选a项。11用足量的co还原13.7 g某铅氧化物，把生成的co2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0 g，则此铅氧化物的化学式是()apbo bpb2o3cpb3o4 dpbo2解析：选c。设此铅氧化物的化学式为pbxoy，pbxoyyoycoyco2ycaco3 16y 100y m(o)1.28 g 8.0 g所以m(pb)13.7 g1.28 g12.42 gxy34。12将含有0.1 mol sio2的铝、硅混合物分别与足量naoh溶液、盐酸混合，充分反应后前者可得到11.2 l气体(标准状况)，后者可得到6.72 l气体(标准状况)，则参加反应的n(hcl)与n(naoh)之比为()a11b12c21 d31解析：选a。混合物与足量naoh溶液反应生成的n(h2)1 0.5 mol，混合物与足量盐酸反应生成的n(h2)20.3 mol，混合物中只有铝能与盐酸反应，由此可求出n(al)n(h2)0.2 mol，硅、铝均能与naoh溶液反应且铝与naoh溶液反应放出的氢气也是0.3 mol，故硅与naoh溶液反应放出的氢气是0.2 mol，由此可求出n(si)0.1 mol。铝完全反应消耗0.6 mol hcl，三种物质与naoh溶液反应，消耗0.6 mol naoh，故n(hcl)n(naoh)11。13含a元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含 a元素的一种化合物c可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，c与烧碱反应生成含a元素的化合物d。(1)在元素周期表中，a位于 族，与a同族但相对原子质量比a小的元素b的原子结构示意图为 ，a与b在原子的电子层结构上的相同点是 。(2)易与c发生化学反应的酸是 (写名称)，反应的化学方程式是 。(3)将c与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成d，同时还生成b的最高价氧化物e；将全部的e与全部的d在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含a的化合物f。写出生成d和f的化学反应方程式： 。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是 。a普通玻璃坩埚 b石英玻璃坩埚c氧化铝坩埚 d铁坩埚(4)100 g c与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 l,100 g混合物中石灰石的质量分数是 。解析：(1)a元素单质可作半导体材料，含a元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知a为硅元素，c为sio2，d为na2sio3。比硅相对原子质量小的同族元素b为碳。(2)c为sio2，能与sio2反应的酸只有氢氟酸。(3)sio2与na2co3高温下反应生成na2sio3和co2，含sio2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及al2o3等都能与na2co3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融na2co3。(4)若sio2恰好完全反应或过量，与caco3反应的化学方程式只有一个，即caco3sio2casio3co2。若caco3过量，除发生上述反应外，还会发生反应：caco3caoco2。总之，caco3的多少决定了co2的产量，可通过以下关系列式求解：caco3 co2100 g 22.4 lm(caco3) 11.2 lm(caco3)50 g混合物中caco3的质量分数：100%50%。答案：(1)a 最外层均有4个电子，最内层均有2个电子(2)氢氟酸sio24hf=sif42h2o(3)sio2na2co3na2sio3co2，na2sio3co2h2o=na2co3h2sio3d(4)50%14晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。以下是工业上制取纯硅的一种方法。请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示)：(1)在上述生产过程中，属于置换反应的有 (填反应代号)。(2)写出反应的化学方程式 。(3)化合物w的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 3731 623 k反应，生成化合物w，其化学方程式是 。(4)a、b、c三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是 (填化学式)；分别通入w溶液中能得到白色沉淀的气体是 (填化学式)。(5)工业上合成氨的原料h2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气，再提纯水煤气得到纯净的h2，提纯水煤气得到纯净的h2的化学方程式为 。解析：反应为石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反应：sio22csi2co，属于置换反应；反应是si3hclsihcl3h2，属于置换反应；反应是sihcl3h2si3hcl，属于置换反应；反应为特定条件下的反应：coh2o(g)h2co2，不属于置换反应。a、b、c分别为co、co2、hcl，其中co2是温室气体，是节能减排的目标气体，co2和hcl通入w(硅酸钠)溶液中能够生成白色沉淀(硅酸)。答案：(1)(2)sihcl3h2si3hcl(3)sio2na2co3na2sio3co2(4)co2co2和hcl(5)coh2o(g)co2h2、co2ca(oh)2=caco3h2o15硅是带来人类文明的重要元素之一，在传统材料发展到信息材料的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的作用下，使sicl4与n2反应生成si3n4沉积在石墨表面，该反应的化学方程式为 。(2)一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及化合物)和氮气(含少量氧气)合成氮化硅的工艺主要流程如下：已知硅的熔点是1 420 ，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。n2净化时，铜屑的作用是： ；硅胶的作用是 。在氮化炉中反应为3si(s)2n2(g)=si3n4(s)h727.5 kj/mol，开始时须严格控制氮气的流速以控制温度的原因是 。x可能是 (选填“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”或“氢氟酸”)。(3)工业上可以通过如下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，该反应的化学方程式为 。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)工业上采用化学气相沉淀法制备si3n4的反应中，反应物是h2、sicl4和n2，根据质量守恒，除了si3n4外，还有hcl气体生成，从而写出该反应的化学方程式。(2)氮气中含有少量氧气及水蒸气，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀产品si3n4，因此需将氮气净化，用cu除去氧气，硅胶除去水蒸气。氮化炉温度为1 2001 400 ，硅的熔点为1 420 ，该反应是放热反应，严格控制氮气流速，以控制温度为1 2001 400 ，防止硅熔化成团，阻碍硅与氮气充分接触。si3n4与氢氟酸反应，而硝酸不反应，且稀硝酸可将硅块中的fe、cu杂质溶解而除去。(3)sihcl3与h2o反应生成h2sio3、盐酸和h2。制取1 mol纯硅第一轮次：反应si3hclsihcl3h2， 1 mol