3年高考高考化学 第10讲 无机非金属材料的主角 碳和硅精品试题.docVIP

第10讲无机非金属材料的主角碳和硅 碳及其化合物1.(2014课标,7,6分)下列过程没有发生化学反应的是()a.用活性炭去除冰箱中的异味b.用热碱水清除炊具上残留的油污c.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果d.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装2.(2013浙江理综,7,6分)下列说法不正确的是()a.多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料b.ph计不能用于酸碱中和滴定终点的判断c.科学家发现一种新细菌的dna链中有砷(as)元素,该as元素最有可能取代了普通dna链中的p元素d.和co2反应生成可降解聚合物,该反应符合绿色化学的原则3.(2013江苏单科,6,2分)甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系:甲乙丙。下列有关物质的推断不正确的是()a.若甲为焦炭,则丁可能是o2b.若甲为so2,则丁可能是氨水c.若甲为fe,则丁可能是盐酸d.若甲为naoh溶液,则丁可能是co24.(2014课标,27,15分)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及x射线防护材料等。回答下列问题:(1)铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第周期、第族;pbo2的酸性比co2的酸性(填“强”或“弱”)。(2)pbo2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为。(3)pbo2可由pbo与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为;pbo2也可以通过石墨为电极,pb(no3)2和cu(no3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为,阴极上观察到的现象是;若电解液中不加入cu(no3)2,阴极发生的电极反应式为,这样做的主要缺点是。(4)pbo2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即100%)的残留固体。若a点固体组成表示为pbox或mpbo2npbo,列式计算x值和mn值。5.(2013浙江理综,27,14分)捕碳技术(主要指捕获co2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前nh3和(nh4)2co3已经被用作工业捕碳剂,它们与co2可发生如下可逆反应:反应:2nh3(l)+h2o(l)+co2(g) (nh4)2co3(aq)h1反应:nh3(l)+h2o(l)+co2(g) nh4hco3(aq)h2反应:(nh4)2co3(aq)+h2o(l)+co2(g) 2nh4hco3(aq)h3请回答下列问题:(1)h3与h1、h2之间的关系是:h3=。(2)为研究温度对(nh4)2co3捕获co2效率的影响,在某温度t1下,将一定量的(nh4)2co3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的co2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中co2气体的浓度。然后分别在温度为t2、t3、t4、t5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得co2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:h30(填、=或)。在t1-t2及t4-t5二个温度区间,容器内co2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是 。反应在温度为t1时,溶液ph随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到t2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的ph变化总趋势曲线。(3)利用反应捕获co2,在(nh4)2co3初始浓度和体积确定的情况下,提高co2吸收量的措施有(写出2个)。 (4)下列物质中也可能作为co2捕获剂的是。a.nh4cl b.na2co3c.hoch2ch2oh d.hoch2ch2nh26.(2013海南单科,20-,14分)硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:(1)1810年瑞典化学家贝采列乌斯在加热石英砂、木炭和铁时,得到一种“金属”。这种“金属”可能是。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中,生产普通玻璃的主要原料有。(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种技术路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下: 高纯硅发生的主要反应电弧炉sio2+2c si+2co流化床反应器si+3hcl sihcl3+h2还原炉sihcl3+h2 si+3hcl用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式为;碳化硅又称,其晶体结构与相似。在流化床反应的产物中,sihcl3大约占85%,还有sicl4、sih2cl2、sih3cl等,有关物质的沸点数据如下表,提纯sihcl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和。物质sisicl4sihcl3sih2cl2sih3clhclsih4沸点/2 35557.631.88.2-30.4-84.9-111.9sihcl3极易水解,其完全水解的产物为。(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是。硅及其化合物无机非金属材料1.(2014重庆理综,1,6分)下列物质的使用不涉及化学变化的是()a.明矾用作净水剂b.液氨用作制冷剂c.氢氟酸刻蚀玻璃d.生石灰作干燥剂2.(2014福建理综,9,6分)常温下,下列各组物质中,y既能与x反应又能与z反应的是()xyznaoh溶液al(oh)3稀硫酸koh溶液sio2浓盐酸o2n2h2fecl3溶液cu浓硝酸a.b.c.d.3.(2013广东理综,11,4分)下列措施不合理的是()a.用so2漂白纸浆和草帽辫b.用硫酸清洗锅炉中的水垢c.高温下用焦炭还原sio2制取粗硅d.用na2s作沉淀剂,除去废水中的cu2+和hg2+4.(2013江苏单科,4,2分)下列有关物质性质的应用正确的是()a.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂b.二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸c.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气d.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝5.(2014重庆理综,8,15分)月球含有h、he、n、na、mg、si等元素,是人类未来的资源宝库。(1)3he是高效核能原料,其原子核内中子数为。(2)na的原子结构示意图为,na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为。(3)mgcl2在工业上应用广泛,可由mgo制备。mgo的熔点比bao的熔点(填“高”或“低”)。月球上某矿石经处理得到的mgo中含有少量sio2,除去sio2的离子方程式为;sio2的晶体类型为。mgo与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备mgcl2。若尾气可用足量naoh溶液完全吸收,则生成的盐为(写化学式)。(4)月壤中含有丰富的3he,从月壤中提炼1 kg 3he,同时可得6 000 kg h2和700 kg n2,若以所得h2和n2为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵kg。6.(2014安徽理综,27,14分)lipf6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用lif、pcl5为原料,低温反应制备lipf6,其流程如下:已知:hcl的沸点是-85.0 ,hf的沸点是19.5 。(1)第步反应中无水hf的作用是、。反应设备不能用玻璃材质的原因是(用化学方程式表示)。无水hf有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:如果不小心将hf沾到皮肤上,可立即用2%的溶液冲洗。(2)该流程需在无水条件下进行,第步反应中pf5极易水解,其产物为两种酸,写出pf5水解的化学方程式:。(3)第步分离采用的方法是;第步分离尾气中hf、hcl采用的方法是。(4)lipf6产品中通常混有少量lif。取样品w g,测得li的物质的量为n mol,则该样品中lipf6的物质的量为mol(用含w、n的代数式表示)。题组一碳及其化合物1.aa项,用活性炭去除冰箱中的异味利用了吸附原理,没有发生化学反应;b项,热碱水使得油脂发生水解反应而变得易清除;c项,kmno4能吸收成熟水果释放的乙烯,从而起到保鲜水果的目的;d项,硅胶起干燥作用,而铁粉是脱氧剂,会与o2发生化学反应。2.b多孔碳具有较强的吸附性,可吸附较多的h2和o2,故可用作氢氧燃料电池的电极材料,a正确;ph计能精确测定溶液的ph,因此可用于酸碱中和滴定终点的判断,且比用指示剂更精确,b错误;p与as在同一主族且上下相邻,as元素取代普通dna链中的p元素完全有可能,c正确;反应+nco2的原子利用率为100%,生成的聚合物可降解,反应过程中消耗了co2,减少了温室气体,符合绿色化学的理念,d正确。3.ca项,c co co2,a项正确;b项,so2 nh4hso3 (nh4)2so3,b项正确;c项,fe fecl2,但fecl2与hcl不反应,c项错误;d项,naoh na2co3 nahco3,d项正确。4.答案(1)六a弱(每空1分,共3分)(2)pbo2+4hcl(浓) pbcl2+cl2+2h2o(2分)(3)pbo+clo- pbo2+cl-pb2+2h2o-2e- pbo2+4h+石墨上包上铜镀层pb2+2e- pb不能有效利用pb2+(1分,2分,1分,1分,1分,共6分)(4)根据pbo2 pbox+o2,有32=2394.0%,x=2-=1.4(2分)根据mpbo2npbo,=1.4,=(2分)解析(1)铅元素位于元素周期表的第六周期第a族。(2)pbo2具有强氧化性,能将浓盐酸氧化产生cl2,反应的化学方程式为pbo2+4hcl(浓) pbcl2+cl2+2h2o。(3)clo-具有强氧化性,能将pbo氧化为pbo2,反应的离子方程式为pbo+clo- pbo2+cl-。用电解pb(no3)2和cu(no3)2的混合溶液的方法制取pbo2时,pb2+转化为pbo2,失电子,在阳极反应,结合溶液呈酸性可知阳极反应式为pb2+2h2o-2e- pbo2+4h+;同时阴极cu2+放电,cu2+2e- cu,石墨电极上包裹上一层红色的铜;若不加入cu(no3)2,则阴极上pb2+放电,pb2+2e- pb,此时溶液中的pb2+不能完全转化为pbo2,原子利用率降低。(4)由题意可写出pbo2受热分解的化学方程式:pbo2 pbox+o2或(m+n)pbo2 mpbo2npbo+o2,由于失重部分就是生成的o2,则有:100%=4.0%或100%=4.0%,解得x=1.4;mn=23。5.答案(共14分)(1)2h2-h1(2)t1-t2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应速率越快,所以co2被捕获的量随温度升高而提高。t4-t5区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于co2捕获(3)降低温度;增加co2浓度(或分压)(4)b、d解析(1)根据盖斯定律可推出h3=2h2-h1。(2)由图2可判断t1前(nh4)2co3的ph大于nh4hco3,t1时反应达到平衡,迅速升温至t2,平衡应向左移动,ph增大。(3)采取的措施应使化学平衡向右移动。(4)作为co2捕获剂的物质应呈碱性,na2co3溶液因c水解呈碱性,hoch2ch2nh2中nh2呈碱性。6.答案(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁)(1分)(2)石英砂、纯碱和石灰石(3分)(3)sio2+3c sic+2co(2分)金刚砂金刚石(或单晶硅)(每空1分,共2分)精馏(或蒸馏)(1分)h4sio4、h2、hcl(3分)(4)h2、hcl(2分)解析(1)在加热石英砂、木炭、fe的混合物时可发生反应:sio2+2c 2co+si,故c、si、fe可熔合在一起形成合金。(3)根据题中各物质的沸点可知常温下si为固态,sicl4、sihcl3为液态,sih3cl、sih2cl2、hcl、sih4为气态,故提纯sihcl3的主要工艺操作为沉降(分离si)、冷凝(分离sih3cl、hcl、sih4、sih2cl2)、精馏(分离sicl4、sihcl3);sihcl3水解方程式为sihcl3+4h2o h4sio4+h2+3hcl。题组二硅及其化合物无机非金属材料1.ba项,明矾净水是由于al3+发生水解反应生成al(oh)3胶体,可吸附水中的悬浮物,a项不符合题意;b项,液氨用作制冷剂是利用了液氨汽化吸热的性质,属于物理变化,b项符合题意;c项,发生化学反应:sio2+4hf sif4+2h2o,c项不符合题意;d项,发生化学反应:cao+h2o ca(oh)2,d项不符合题意。2.b中,al(oh)3是两性氢氧化物,既能与强碱naoh反应又能与强酸h2so4反应;中,sio2与浓盐酸不反应;中,n2与o2、h2在常温下均不能反应;中,cu和fecl3反应生成fecl2和cucl2,cu与浓hno3反应生成cu(no3)2、no2和水。其中、与题意吻合,故选b。3.bso2有漂白性,能漂白纸浆等物质,a项正确;水垢的主要成分是caco3和mg(oh)2,caco3+h2so4 caso4+co2+h2o,caso4是一种微溶物,会覆盖在水垢的表面阻碍反应进一步进行,b项错误;2c+sio2 si+2co是工业上制粗硅的主要反应,c项正确;s2-能与cu2+、hg2+反应生成沉淀,d项正确。4.asio2+4hf sif4+2h2o,b项错误;cl2能与ca(oh)2反应,c项错误;alcl3是共价化合物,熔融的alcl3不导电,若电解alcl3溶液,在阴极是h+放电,而al3+不放电,故电解alcl3溶液得不到al,d项错误;a项正确。5.答案(1)1(2)na+2-na+(3)高sio2+2oh- si+h2o原子晶体nacl,naclo,na2co3(4)3 950解析(1)he元素核内质子数为2,所以3he的核内中子数为3-2=1。(2)na是11号元素,原子结构示意图为,na在o2中完全燃烧生成的是na2o2,电子式为na+2-na+。(3)mgo和bao都是离子化合物,mg2+的半径比ba2+小,所以mgo的熔点比bao的熔点高。由mgo和sio2的性质知,sio2能与强碱溶液反应生成可溶性的盐而被除去,所以除去sio2的离子方程式为sio2+2oh- si+h2o;sio2是原子晶体。mgo与碳粉和氯气反应制mgcl2,根据反应原理和物质的性质知,反应后的尾气中有co2和cl2。所以用足