第四章 第1讲 无机非金属材料的主角——硅.ppt

第四章常见的非金属及其化合物 第1讲无机非金属材料的主角 硅 基础盘点 一 碳 硅自我诊断1 有科学家提出硅是 21世纪的能源 未来的石油 的观点 假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用 关于其有利因素的下列说法中 你认为不妥的是 A 硅便于运输 贮存 从安全角度考虑 硅是最佳的燃料B 自然界中存在大量的单质硅C 硅燃烧放出的热量多 且燃烧产物对环境污染程度低 容易有效控制D 自然界的硅易开采 且可再生解析硅在自然界中主要是以化合物的形式存在 硅的含量在地壳中之所以多 是因为沙石的主要成分是二氧化硅 答案B 基础回归1 C Si单质的存在形态 物理性质及用途 1 碳在自然界既有态又有态 碳的同素异形体有 无定形碳 等 2 硅在地壳中的含量占第位 仅次于 全部以态存在 是一种亲元素 单质硅有和形两种 晶体硅是良好的材料 在计算机等电子工业 可用作 大规模等 硅是人类将能转化为能的常用材料 所以硅还用于制造 游离 化合 金刚石 石墨 C60 二 氧 化合 氧 晶体 无定 半导体 半导体芯片 集成电路 太阳 电 光电池 2 C Si的化学性质 1 碳单质的化学性质常温下 填 不 或 很 活泼 在高温条件下有强性 可燃性 2C O22CO C O2CO2 还原性a 与Fe2O3反应的化学方程式 3C 2Fe2O34Fe 3CO2 b 与CO2反应的化学方程式 C CO22CO c 与水蒸气反应的化学方程式 C H2O g CO H2 d 与浓H2SO4反应的化学方程式 C 2H2SO4 浓 CO2 2SO2 2H2O 不 还原 2 硅单质的化学性质常温下化学性质不活泼 但能与 反应 与氢氟酸反应的化学方程式 Si 4HFSiF4 2H2 与烧碱反应的离子方程式 Si 2OH H2OSiO 2H2 加热时与O2 Cl2等非金属单质反应 其化学方程式为 F2 HF 强碱 Si O2SiO2 Si 2Cl2SiCl4 二 碳 硅的氧化物自我诊断2 下列关于SiO2和CO2的叙述中 不正确的是 A 都是共价化合物B 都是酸性氧化物 都能与强碱溶液反应 但不能与任何酸反应C 都能溶于水且与水反应生成相应的酸D SiO2可用于制光导纤维 干冰可用于人工降雨E CO2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸F 根据反应SiO2 CaCO3CaSiO3 CO2 可推知硅酸酸性比碳酸强 BCF 基础回归1 碳的氧化物比较 非极性 酸性 C H2O g CO H2 CaCO3CaO CO2 2CO O22CO2 3CO Fe2O3 2Fe 3CO2 2Na2O2 2CO22Na2CO3 O2 2Mg CO22MgO C 剧 温室 2 二氧化硅与二氧化碳的性质比较二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物 其结构和主要性质可比较如下 大 高 不 低 微 CO2 H2OH2CO3 SiF4 2H2O SiO2 2NaOHNa2SiO3 H2O 橡胶 CO2 2NaOHNa2CO3 H2O CO2 NaOHNaHCO3 或 Na2SiO3 CO2 难挥发 CaCO3 2HClO 2NaHCO3 CaSiO3 CaCO3 三 硅酸 硅酸盐自我诊断3 从下面所给的四个词中选出一个与陶瓷 玻璃 水泥同类的是 A 光导纤维B 有机玻璃C 人造纤维D 砖瓦解析从题干所给的信息 陶瓷属于硅酸盐 也属于传统无机非金属材料 玻璃和水泥属于硅酸盐 很明显 另一物质必须属于硅酸盐才能使其归纳在一起 由此不难得出选项D是正确的 A的主要成分SiO2 不属于硅酸盐 有机玻璃和人造纤维都属于有机物 不符合题意 砖瓦是陶瓷器中的土器 属于硅酸盐 D 4 北京2008年奥运金牌 金镶玉 环形玉壁由昆仑玉制成 昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22 OH 2 则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为 A CaO MgO SiO2 H2OB 2CaO 5MgO 8SiO2 H2OC 2CaO MgO SiO2 2H2OD 5CaO 2MgO 8SiO2 H2O解析根据硅酸盐改写成氧化物的要求和元素守恒 昆仑玉的氧化物形式为2CaO 5MgO 8SiO2 H2O B 基础回归1 硅酸 1 硅酸的性质硅酸溶于水 其酸性比碳酸 硅酸 填 能 或 不能 使紫色石蕊试液变红色 硅酸不稳定 受热易分解 硅酸能与碱溶液反应 如与NaOH溶液反应的化学方程式为 硅酸在水中易聚合形成胶体 硅胶吸附水分能力强 常用作 不 弱 不能 H2SiO3SiO2 H2O H2SiO3 2NaOHNa2SiO3 2H2O 干燥剂 2 硅酸钠 1 物理性质白色 可溶于水的粉末状固体 其水溶液俗称 有黏性 2 化学性质 水解显性 与酸性较硅酸强的酸反应 化学方程式分别为 与盐酸反应 与CO2水溶液反应 3 用途 黏合剂 矿物胶 耐火阻燃材料 水玻璃 碱 Na2SiO3 2HCl2NaCl H2SiO3 Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 3 硅酸盐 1 概念 的总称 是构成地壳岩石的主要成分 2 表示方法硅酸盐矿物的成分复杂 多用氧化物的形式表示它们的组成 如硅酸钠 Na2SiO3 写成 钾云母 KH2Al3Si3O12 写成 由硅 氧和金属元素组成的化合物 Na2O SiO2 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 4 传统无机非金属材料 1 普通玻璃 主要原料 主要成分 纯碱 石灰石 石英 Na2SiO3CaSiO3SiO2 2 普通硅酸盐水泥 主要原料 主要成分 写出名称和化学式 石灰石 黏土 硅酸三钙 3CaO SiO2 硅酸二钙 2CaO SiO2 铝酸三钙 3CaO Al2O3 要点一碳 硅及其化合物的特性及应用1 碳 硅元素单质及其化合物的特性 1 一般情况 非金属元素单质熔 沸点低 硬度小 但硅 金刚石熔 沸点高 硬度大 其中金刚石为硬度最大的物质 2 一般情况 非金属元素单质为绝缘体 但硅为半导体 石墨为电的良导体 3 一般情况 较强氧化剂 较强还原剂较弱氧化剂 较弱还原剂 而碳却还原出比它更强的还原剂 SiO2 2CSi 2CO FeO CFe CO 要点精讲 4 非金属单质与碱反应一般是非金属既作氧化剂又作还原剂 而Si与碱溶液反应却只作还原剂 Si 2NaOH H2ONa2SiO3 2H2 5 一般情况 较活泼金属 酸盐 氢气 然而Si是非金属 却能与氢氟酸发生反应 Si 4HFSiF4 2H2 6 一般情况 碱性氧化物 酸盐 水 SiO2是酸性氧化物却能与氢氟酸反应 SiO2 4HFSiF4 2H2O SiF4也不属于盐 7 无机酸一般能溶于水 而H2SiO3及H4SiO4却难溶于水 8 H2CO3的酸性大于H2SiO3 所以有Na2SiO3 CO2 H2OH2SiO3 Na2CO3 但高温下 Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 也能发生 CO2离开反应体系 9 一般情况 非常活泼金属 Na K等 才能够置换出水中的氢 但C H2O g CO H2 10 一般情况 非金属氧化物与水反应生成相应的酸 如CO2 H2OH2CO3 但SiO2不溶于水 不与水反应 2 硅与铝的相似性及区别 1 与强碱溶液反应时相似 Si Al均与NaOH溶液反应生成盐和H2 SiO2 Al2O3 H2SiO3 H3AlO3 Al OH 3 均与NaOH溶液反应生成盐和水 Na2SiO3 NaAlO2溶液通入过量CO2均生成白色沉淀 2 区别 除氢氟酸外 Si SiO2 H2SiO3不与其它酸反应 Al2O3 Al OH 3属两性化合物 Na2SiO3溶液 NaAlO2溶液与过量盐酸反应时现象不同 典例导析1 晶体硅是一种重要的非金属材料 制备纯硅的主要步骤如下 高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3 Si 3HClSiHCl3 H2 SiHCl3与过量H2在1000 1100 反应制得纯硅已知SiHCl3能与H2O强烈反应 在空气中易自燃 请回答下列问题 1 第 步制备粗硅的化学反应方程式为 2 粗硅与HCl反应完全后 经冷凝得到的SiHCl3 沸点33 0 中含有少量SiCl4 沸点57 6 和HCl 沸点 84 7 提纯SiHCl3采用的方法为 3 用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下 热源及夹持装置略去 装置B中的试剂是 装置C中的烧瓶需要加热 其目的是 反应一段时间后 装置D中观察到的现象是 装置D不能采用普通玻璃管的原因是 装置D中发生反应的化学方程式为 为保证制备纯硅实验的成功 操作的关键是检查实验装置的气密性 控制好反应温度以及 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质 将试样用稀盐酸溶解 取上层清液后需再加入的试剂 填写字母代号 是 a 碘水b 氯水c NaOH溶液d KSCN溶液e Na2SO3溶液 解析 1 根据题给信息 粗硅可以用碳还原二氧化硅的办法来制得 故反应方程式为SiO2 2CSi 2CO 2 因HCl易溶于水 而SiHCl3与H2O强烈反应 故提纯SiHCl3的方法只能在无水的条件下利用它们的沸点不同 采用分馏的方法进行 3 因SiHCl3与水强烈反应 故A中产生的H2必须干燥 故B中的液体一定为浓H2SO4 且C中烧瓶需加热 其目的是使SiHCl3气化 加快与H2的反应 根据题给信息石英管中产生的物质应为硅 故D中现象为有固体产生 由题给信息 制纯硅的反应条件为1000 1100 此温度下普通玻璃容易软化 因高温下H2与O2容易反 应而爆炸 故还应排尽装置中的空气 铁与盐酸反应产生Fe2 其检验方法常常采用先将Fe2 氧化为Fe3 然后再加入KSCN溶液看是否变红来检验 答案 1 SiO2 2CSi 2CO 2 分馏 或蒸馏 3 浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3气化 有固体物质生成在反应温度下 普通玻璃会软化SiHCl3 H2Si 3HCl 排尽装置中的空气 bd 迁移应用1下列说法正确的是 A 因SiO2不溶于水 故SiO2不是H2SiO3的酸酐B CO2通入水玻璃可以得到原硅酸C CO2通入饱和氯化钙溶液中能生成白色沉淀D 水晶项链是硅酸盐制品解析SiO2 硅酸 H2SiO3 原硅酸 H4SiO4 中硅均为 4价 故SiO2是H2SiO3和H4SiO4的酸酐 A错误 CO2通入水玻璃可生成原硅酸 习惯上写生成硅酸H2SiO3 B正确 CO2通入CaCl2溶液不会生成CaCO3沉淀 C错误 水晶项链的成分是SiO2而不是硅酸盐 B 迁移应用2已知A是一种不溶于水的酸酐 根据图示转化关系 回答 1 A是 B是 D是 2 写出 各步反应的化学方程式 如是离子反应请改写成离子方程式 答案 1 SiO2Na2SiO3H2SiO3 2 SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2 SiO CO2 H2OH2SiO3 CO SiO2 2OH SiO H2O SiO 2H H2SiO3 H2SiO3SiO2 H2O 要点二无机非金属材料的使用无机非金属材料在日常生活中有广泛的用途 这些知识大多数属于识记知识 典例导析2 下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是 A 传统无机非金属材料是指玻璃 水泥 陶瓷等硅酸盐材料B 新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点 但强度比较差C 高温结构材料具有耐高温 耐酸碱腐蚀 硬度大 耐磨损 密度小等优点D 传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分不同 解析无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类 传统无机非金属材料是指我们常说的硅酸盐材料 包括玻璃 水泥 砖瓦 陶瓷等 新型无机非金属材料是指一些新型的具有特殊结构和特殊功能的非硅酸盐型材料 新型无机非金属材料与传统无机非金属材料相比 具有许多优良性能 如耐高温 耐磨损 耐酸碱腐蚀 具有压电效应 具有生物功能等 答案B 迁移应用3下列表述正确的是 人造刚玉的熔点很高 可用作高级耐火材料 主要成分是二氧化硅 化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成 玛瑙的主要成分是硅酸盐 提前建成的三峡大坝使用了大量水泥 水泥是硅酸盐材料 夏天到了 游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛 太阳能电池可采用硅材料制作 其应用有利于环保 节能A B C D 解析本题主要考查学生对身边常见的化学制品的了解情况 侧重考查学生应用化学知识解释和解决身边化学问题的能力 人造刚玉主要成分为Al2O3 错 玛瑙的主要成分是SiO2 错 变色眼镜镜片应是在普通硼酸盐玻璃中加入光敏物质AgBr等 并加入极少光敏化剂如CuO等制成 故 错 答案D 要点三置换反应问题探究有关置换反应题是高考的热点 在高考试题中多次出现 通过对下列高考案例的探究 希望能弄清该类题的命题特点 掌握解题规律 置换反应的类型 1 金属金属如Zn Cu2 Zn2 Cu 2Al Fe2O3Al2O3 2Fe 2 金属非金属 固态金属气态非金属如Zn 2H Zn2 H2 2Na 2H2O2NaOH H2 3Fe 4H2O g Fe3O4 4H2 固态金属固态非金属如2Mg CO22MgO C 3 非金属非金属 固态非金属固态非金属如2C SiO2Si 2CO 固态非金属气态非金属如C H2O g CO H2 气态非金属固态非金属如Cl2 2KI2KCl I2 O2 2H2S2S 2H2O 气态非金属气态非金属如2F2 2H2O4HF O2 气态非金属液态非金属如Cl2 2KBr2KCl Br2 4 非金属金属如C 2CuO2Cu CO2 3H2 Fe2O32Fe 3H2O 典例导析3 置换反应的通式可以表示为 单质 1 化合物 1 化合物 2 单质 2 请写出满足以下要求的3个置换反应的化学方程式 所涉及的元素的原子序数都小于20 6种单质分属6个不同的主族 解析根据题意 方程式所涉及的元素的原子序数都小于20 且所涉及的6种单质应分属6个不同的主族 所以满足要求的置换反应的化学方程式为 2Mg CO22MgO C 2Al 6HCl2AlCl3 3H2 2F2 2H2O4HF O2 或Cl2 H2S2HCl S 答案2Mg CO22MgO C2Al 6HCl2AlCl3 3H2 2F2 2H2O4HF O2 或Cl2 H2S2HCl S 迁移应用4X Y为由短周期元素组成的单质 X Y的组成元素为同主族元素 U V为它们的化合物 这些物质之间的转化关系如图所示 其中反应条件和某些反应物和产物已经略去 1 若V是水 则X是 U是 2 若U V均为氧化物 则反应 的化学反应方程式为 答案 1 O2H2S 2 SiO2 2CSi 2CO 题组一碳族元素性质的相似性和递变性1 下列关于碳族元素的说法中 错误的是 A 它们从上到下非金属性向金属性递变的趋势比卤素明显B 碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱C 碳族元素原子的最外层都有4个电子D 主要化合价有 2价和 4价 大多数 2价化合物稳定解析碳族元素的C Si Ge Sn的 4价稳定 Pb的 2价稳定 对点训练 D 2 根据碳族元素的相似性与递变性 一般性与特殊性的知识 判断下列说法正确的是 A CO2 PbO2都是强氧化剂B CO2和PbO2都是弱氧化剂 CO和PbO都是还原剂C Sn OH 4可与NaOH反应 但不与盐酸反应D Ge Si是半导体材料解析碳族元素中 C Si Ge Sn的 4价化合物稳定 而Pb的 2价化合物稳定 4价不稳定的元素表现强氧化性 2价不稳定的元素则表现强还原性 故A B都错 Sn是典型金属 所以其最高价氧化物对应的水化物Sn OH 4与HCl易反应 D的说法正确 D 3 根据锡 铅的主要化合价及其稳定性 完成下列填空 1 锡的 2价化合物应具有较强的性 铅的 4价化合物应具有较强的性 2 已知Sn2 的还原性比Fe2 的还原性强 PbO2的氧化性比Cl2的氧化性强 试写出下列反应的化学方程式 氯气与锡共热 氯气与铅共热 PbO2与浓盐酸共热 答案 1 还原氧化 2 Sn 2Cl2SnCl4 Pb Cl2PbCl2 PbO2 4HCl 浓 PbCl2 Cl2 2H2O 解析 题组二硅 无机非金属材料4 硅及其化合物在材料领域中应用广泛 下列叙述不正确的是 A 硅单质可用来制造太阳能电池B 二氧化硅是制造光导纤维的材料C 二氧化硅是制造玻璃的主要原料D 硅酸盐可用来制作水晶 玛瑙等工艺品解析光导纤维的材料是SiO2 B项对 制造玻璃的主要原料有SiO2 Na2CO3 CaCO3 故C项对 制作水晶 玛瑙的材料主要成分是SiO2 并非是硅酸盐 故D项错 D 5 世界著名的科技史专家 英国剑桥大学的李约瑟博士考证说 中国至少在距今3000年以前 就已经使用玻璃了 下列有关玻璃的说法不正确的是 A 制普通玻璃的原料主要是纯碱 石灰石和石英B 普通玻璃的主要成分之一是二氧化硅C 普通玻璃有固定的熔点D 盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起 解析制造普通玻璃是由纯碱 石灰石和石英砂在玻璃熔炉中发生反应 Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 CaCO3 SiO2CaSiO3 CO2 所以普通玻璃的成分是Na2SiO3 CaSiO3 SiO2的混合物 没有固定的熔点 答案C 6 青石棉 cricidolite 是一种致癌物质 其化学式为Na2Fe5Si8O22 OH 2 化学组成可表示为Na2O 3FeO Fe2O3 8SiO2 H2O 青石棉用稀硝酸溶液处理时 还原产物只有NO 下列说法正确的是 A 青石棉不属于硅酸盐原料B 青石棉中含有一定量的石英晶体C 青石棉属于新型无机非金属材料D 1mol青石棉能使1mol稀硝酸被还原 解析由3FeO 10HNO33Fe NO3 3 NO 5H2O得关系式 Na2Fe5Si8O22 OH 2 3FeO HNO31mol1mol答案D 7 对于化学方程式SiO2 3CSiC 2CO 有关叙述正确的是 A 反应中SiO2是氧化剂 C是还原剂B 硅元素被还原了 碳元素被氧化了C 在反应中C是氧化剂D 在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1 2解析双线桥法表示反应中电子转移的方向及数目如下 反应中只有C元素化合价改变 因此碳在反应中既是氧化剂 又是还原剂 且n 氧化剂 n 还原剂 1 2 D 8 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 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 下列坩埚中不可选用的是 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 100gC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 2L 100g混合物中石灰石的质量分数是 解析 1 A的单质可作半导体材料 可知A为Si 位于 A族 与之同族且相对原子质量较小的是碳元素 二者共同点是最外层均有4个电子 2 C为SiO2 易与氢氟酸反应生成SiF4和H2O 3 SiO2与纯碱高温反应生成Na2SiO3 D 和CO2 E 4 不论CaCO3过量与否 生成CO2由CaCO3决定 由关系式CaCO3 CO2得 解得m CaCO3 50g混合物中石灰石的质量分数为 50 答案 1 A最外层均有4个电子 2 氢氟酸SiO2 4HFSiF4 2H2O 3 SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2 Na2SiO3 CO2 H2ONa2CO3 H2SiO3 ABC 4 50 9 在下图所示的物质相互转化关系中 A是一种固体单质 E是一种白色不溶于水的物质 据此填空 1 写出各物质的化学式 A B C D E F 2 B与a溶液反应的离子方程式是 3 A与a溶液反应的离子方程式是 解析本题 突破口 是C中加入过量HCl产生不溶于盐酸的白色沉淀 推知E可能是硅酸 A可能是Si 代入题目验证 B为SiO2 能与Si和SiO2反应的溶液可能为HF溶液或NaOH溶液 结合题目知a溶液为NaOH溶液 C为Na2SiO3 D为H2O F为H2 答案 1 SiSiO2Na2SiO3H2OH2SiO3H2 2 SiO2 2OH SiO H2O 3 Si 2OH H2OSiO 2H2 一 选择题 本题包括12小题 每题5分 共60分 1 2009 广东理基 22 下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥 玻璃 水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A B C D 解析硅元素在地壳中的含量仅次于氧 排第二位 是构成岩石和矿物的基本元素 水晶的主要成分为SiO2 错 制作光导纤维的原料是石英 而不是高纯硅 错 定时检测 C 2 2009 重庆理综 6 材料与化学密切相关 表中对应关系错误的是 解析金刚石是一种碳单质 所以A项错 A 3 2009 全国理综 7 将15mL2mol LNa2CO3溶液逐滴加入到40mL0 5mol LMCln盐溶液中 恰好将溶液中的Mn 离子完全沉淀为碳酸盐 则MCln中n值是 A 4B 3C 2D 1解析含有Mn 碳酸盐的化学式为M2 CO3 n 即2Mn nCO2n40mL 0 5mol L15mL 2mol L解得n 3 B 4 2008 上海 22改编 在石灰窑中烧制生石灰 1molCaCO3完全分解所需要的能量 可燃烧0 453mol碳来提供 设空气中O2体积分数为0 21 N2为0 79 则石灰窑产生的气体中CO2的体积分数可能是 A 0 50B 0 46C 0 49D 0 52 解析由反应CaCO3CaO CO2 C O2CO2 若0 453molC与空气中的氧气恰好完全反应生成0 453molCO2 其与1molCaCO3分解生成的CO2的和为1 453mol 空气中的N2的物质的量为n N2 0 79 1 7mol CO2的体积分数为 0 46 因此CO2的体积分数应小于或等于0 46 答案B 5 2008 全国理综 8 对于 A族元素 下列叙述中不正确的是 A SiO2和CO2中 Si和O C和O之间都是共价键B C Si和Ge的最外层电子数都是4 次外层电子数都是8C CO2和SiO2都是酸性氧化物 在一定条件下都能和氧化钙反应D 该族元素的主要化合价是 4和 2解析C的原子序数为6 最外层电子数是4 次外层电子数为2 所以B不正确 CO2和SiO2都是共价化合物 酸性氧化物 因此A C正确 第 A族元素的主要化合价为 4价和 2价 D正确 B 6 2008 北京理综 12 工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下 SiCl4 g 2H2 g Si s 4HCl g H QkJ mol Q 0 某温度 压强下 将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应 此条件下为可逆反应 下列叙述正确的是 A 反应过程中 若增大压强能提高SiCl4的转化率B 若反应开始时SiCl4为1mol 则达到平衡时 吸收热量为QkJC 反应至4min时 若HCl浓度为0 12mol L 则H2的反应速率为0 03mol L min D 当反应吸收热量为0 025QkJ时 生成的HCl通入100mL1mol L的NaOH溶液中恰好反应 解析因反应是气体体积增大的反应 所以加压会减小SiCl4的转化率 A错 因反应为可逆反应 SiCl4不可能反应1mol 故达平衡时吸收热量应小于QkJ B错 列式计算v HCl 0 03mol L min v H2 v HCl 0 015mol L min 1 C错误 据热化学方程式比例关系计算 吸收0 025QkJ能量 则有0 1molHCl生成 可中和0 1molNaOH D正确 答案D 7 下列说法不正确的是 将CO2通入溶有足量氨的BaCl2溶液中 无白色沉淀生成 将盐酸 KSCN溶液和Fe NO3 2溶液三种溶液混合 混合溶液显红色 向某溶液中滴入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀 证明溶液中一定含有SO 将两小块质量相等的金属钠 一块直接投入水中 另一块用铝箔包住 在铝箔上刺些小孔 然后按入水中 两者放出的氢气质量相等A 只有 B C D 解析 中的反应有2NH3 H2O CO2 NH4 2CO3 NH4 2CO3 BaCl2BaCO3 2NH4Cl 故 不正确 可能会生成AgCl白色沉淀 有Ag 的干扰 故 不正确 中2Al 2NaOH 2H2O2NaAlO2 3H2 用铝箔包住的钠块产生的氢气多 故 不正确 答案C 8 金属镁在二氧化碳中燃烧生成MgO和C 将一定量金属镁在含二氧化碳 氧气的混合气体中燃烧后得到的固体 加入足量盐酸中 充分反应后 将溶液蒸干 然后隔绝空气灼烧 得到的固体成分可能是 A MgO和Mg OH 2B MgOC MgCl2和CD Mg OH 2 解析发生的反应依次为 2Mg O22MgO 2Mg CO22MgO C C O2CO2 MgO 2HClMgCl2 H2O MgCl2 2H2OMg OH 2 2HCl 加热使得HCl挥发逸出 促进MgCl2的水解生成Mg OH 2 Mg OH 2MgO H2O 故最终得到的固体成分可能是MgO和C 或是MgO 答案B 9 白云石化学式为CaCO3 xMgCO3 以它为原料 可制取耐火材料MgO等 称取27 6g白云石样品 高温加热到质量不再变化 收集到CO2的体积为6 72L 标准状况 下列说法正确的是 A x 3B x 2C 该样品高温条件下充分反应后剩余固体的质量是14 4gD 该样品高温条件下充分反应后剩余固体中MgO的质量是4 0g 解析CaCO3 xMgCO3CaO xMgO x 1 CO2 100 84x g x 1 mol27 6g0 3mol所以x 1剩余固体的质量为27 6g 0 3mol 44g mol 14 4g 答案C 10 现有下列五个转化 其中不可能通过一步反应实现的是 SiO2 Na2SiO3 CuSO4 CuCl2 SiO2 H2SiO3 CuO Cu OH 2 Na2O2 NaOHA B C D 解析 SiO2 2NaOHNa2SiO3 H2O CuSO4 BaCl2BaSO4 CuCl2 2Na2O2 2H2O4NaOH O2 SiO2和CuO均不溶于水 因此SiO2 CuO不可能通过一步反应分别生成H2SiO3 Cu OH 2 B 11 下列离子方程式书写正确的是 A 往NaOH溶液中通入少量CO2 CO2 OH HCOB 单质Si与氢氟酸反应 Si 4HFH2 SiF4 C 石英砂与烧碱反应制水玻璃 SiO2 2OH SiO H2OD 往水玻璃中通入二氧化碳 Na2SiO3 H2O CO2H2SiO3 2Na CO C 12 汉代器物上的颜料 汉紫 至今尚没有发现其自然存在的记载 20世纪80年代科学家进行超导材料研究时 偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡 化学式 BaCuSi2Ox Cu为 2价 下列有关 汉紫 的说法中不正确的是 A 用盐的形式表示 BaSiO3 CuSiO3B 用氧化物形式表示 BaO CuO 2SiO2C 易溶于强酸 强碱D 性质稳定 不易褪色 解析 汉紫 能稳定存在至今 说明其性质稳定 不易褪色 不易与酸 碱反应 汉紫 中Ba为 2价 Cu为 2价 Si为 4价 则x 6 答案C 二 非选择题 本题包括4小题 共40分 13 14分 2009 全国理综 29 已知周期表中 元素Q R W Y与元素X相邻 Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸 回答下列问题 1 W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料 W的氯化物分子呈正四面体结构 W的氧化物的晶体类型是 2 Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是 3 R和Y形成的二元化合物中 R呈现最高化合价的化合物的化学式是 4 这5种元素的氢化物分子中 立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是 填化学式 其原因是 电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是 5 W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下 W的氯化物与Q的氢化物加热反应 生成化合物W QH2 4和HCl气体 W QH2 4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料 上述相关反应的化学方程式 各物质用化学式表示 是 解析 1 由W与Q可形成一种高温结构陶瓷材料且W的氯化物分子为正四面体结构知W为Si 其氧化物SiO2为原子晶体 2 与Si可形成高温结构陶瓷且相同化合价的氧化物可相互转变的元素Q为N 其氧化物是NO2和N2O4 3 由Y的最高价氧化物的水化物是强酸及5种元素在周期表中的位置关系知Y为S元素 X为P R为As R和Y形成的二元化合物中 R呈现最高化合价的化合物的化学式为As2S5 4 5种元素分别形成的氢化物为 AsH3 PH3 NH3 SiH4 H2S 立体结构相同的氢化物为NH3 PH3 AsH3 由于NH3分子间存在氢键 故NH3沸点最高 对于组成和结构相似的一类物质 相对分子质量越大 沸点越高 故AsH3的沸点高于PH3 电子总数相同的氢化物是SiH4 PH3 H2S 其立体结构分别是正四面体 三角锥 V形 5 由上述已知W为Si Q为N 故SiCl4与NH3的反应方程式为 SiCl4 4NH3Si NH2 4 4HCl Si NH2 4分解生成Si3N4的化学方程式为 3Si NH2 4Si3N4 8NH3 答案 1 原子晶体 2 NO2和N2O4 3 As2S5 4 NH3 AsH3 PH3NH3分子间存在氢键 故沸点最高 相对分子质量AsH3大于PH3 所以分子间作用力AsH3大于PH3 故AsH3沸点高于PH3 SiH4正四面体 PH3三角锥 H2S角形 V形 5 SiCl4 4NH3Si NH2 4 4HCl 3Si NH2 4Si3N4 8NH3 14 8分 2008 广东 23 硅单质及其化合物应用范围很广 请回答下列问题 1 制备硅半导体材料必须先得到高纯硅 三氯甲硅烷 SiHCl3 还原法是当前制备高纯硅的主要方法 生产过程示意图如下 写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 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 写出配平的化学反应方程式 H2还原SiHCl3过程中若混入O2 可能引起的后果是 2 下列有关硅材料的说法正确的是 填字母 A 碳化硅化学性质稳定 可用于生产耐高温水泥B 氮化硅硬度大 熔点高 可用于制作高温陶瓷和轴承C 高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料 光导纤维D 普通玻璃是由纯碱 石灰石和石英砂制成的 其熔点很高E 盐酸可以与硅反应 故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 3 硅酸钠水溶液俗称水玻璃 取少量硅酸钠溶液于试管中 逐滴加入饱和氯化铵溶液 振荡 写出实验现象并给予解释 解析 1 根据原子守恒即质量守恒可以写出SiHCl3与H2反应的化学方程式 SiHCl3和H2O剧烈反应生成H2SiO3 HC