高考化学 热点题型和提分秘籍 专题4.1 碳、硅及无机非金属材料（含解析）.doc

专题4.1 碳、硅及无机非金属材料【高频考点解读】1.了解碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。2.了解碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。3.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。【热点题型】题型一 碳、硅及其重要化合物的性质例1下列关于碳和硅的叙述中，正确的是()。a其氧化物都能与naoh溶液反应b其单质在加热时都能跟o2反应c其氧化物都能溶于水生成相应的酸d碳和硅两种元素共有两种单质答案b【提分秘籍】 1.碳、硅单质的化学性质(1)碳(2)硅与f2反应：si2f2=sif4。与氢氟酸反应：si4hf=sif42h2。与naoh溶液反应：si2naohh2o=na2sio32h2。与o2反应：sio2sio2。与cl2反应：si2cl2sicl4。2二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构空间立体网状结构，不存在单个分子存在单个分子主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应co2h2oh2co3与酸反应只与氢氟酸反应：sio24hf=sif42h2o不反应与碱反应sio22naoh=na2sio3h2o(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)co2少量：co22naoh=na2co3h2o、co2过量：co2naoh=nahco3与盐反应如与na2co3反应：sio2na2co3na2sio3co2如与na2sio3反应：na2sio3h2oco2(不足)=h2sio3na2co3或na2sio32h2o2co2(足量)=h2sio32nahco3与碱性氧化物反应如与cao反应：sio2caocasio3如与na2o反应：na2oco2=na2co3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐【举一反三】 2下列物质间的转化不能通过一步反应完成的是()。asio2sibco2ccsio2h2sio3dsina2sio3解析a项，sio22csi2co；b项，co22mg2mgoc；c项，sio2不能与水反应生成h2sio3，也无法与其他物质通过一步反应生成h2sio3；d项，si2naohh2o=na2sio32h2。答案c题型二 硅酸盐及无机非金属材料例2、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答案d【提分秘籍】 1硅酸硅酸难溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。(1)硅酸不稳定，受热易分解，其化学方程式为：h2sio3sio2h2o。(2)硅酸能与碱溶液反应，如与naoh溶液反应的化学方程式为h2sio32naoh=na2sio32h2o。(3)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅胶有很强的吸水能力，常用作干燥剂。2硅酸盐(1)概念：由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，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，常用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(na2sio3)写成na2osio2，钾云母(kh2al3si3o12)写成k2o3al2o36sio22h2o。(3)硅酸钠(na2sio3)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。它能与较强的酸反应，如与盐酸反应的化学方程式为：na2sio32hcl=2naclh2sio3；与co2水溶液反应的化学方程式为：na2sio3co2h2o=h2sio3na2co3。用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。3无机非金属材料(1)传统无机非金属材料三种硅酸盐工业生产的比较：水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石和石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑主要成分3caosio22caosio23caoal2o3na2sio3casio3sio2硅酸盐生产条件高温主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是主要建筑材料，也广泛应用于生活中。(2)新型无机非金属材料高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。压电陶瓷：具有压电效应。【举一反三】 下列物质性质与用途对应关系正确的是()。性质用途a硅酸钠化学性质稳定用作木材防火剂b硅胶具有吸附水分的能力硅用作半导体材料c二氧化硅硬度大、熔点高用氢氟酸在玻璃上刻花纹d焦炭具有可燃性焦炭还原二氧化硅冶炼粗硅解析硅胶吸附水，与硅用作半导体材料无关，b错误；二氧化硅硬度大，与氢氟酸和玻璃反应无关，c错误；焦炭具有可燃性，与焦炭还原二氧化硅无关，d错误。答案a【高考风向标】 1【2015新课标卷理综化学】食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。下列说法错误的是（ ）a硅胶可用作食品干燥剂bp2o5不可用作食品干燥剂c六水合氯化钙可用作食品干燥剂d加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂【答案】c2【2015安徽理综化学】下列有关说法正确的是（ ）a在酒精灯加热条件下，na2co3、nahco3固体都能发生分解bfe(oh)3胶体无色、透明，能发生丁达尔现象ch2、so2、co2三种气体都可用浓硫酸干燥dsio2既能和氢氧化钠溶液反应也能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物【答案】c【解析】a、na2co3固体受热不易分解，故a错误；b、fe(oh)3胶体是红褐色，故b错误；c、以上三种气体都不与浓硫酸反应，能用浓硫酸干燥，故c正确；d、sio2和氢氟酸反应，没有生成盐和水，不是两性氧化物，故d错误；此题选c。3【2015江苏化学】给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是( )a粗硅cl2高温sicl4h2高温sibmg(oh)2盐酸mgcl2(aq)电解mgcfe2o3盐酸fecl3(aq)蒸发无水fecl3dagno3(aq)nh3h2oag(nh3)2oh(aq)蔗糖ag【答案】a1（2014海南卷）下列关于物质应用和组成的说法正确的是()ap2o5可用于干燥cl2和nh3b“可燃冰”主要成分是甲烷和水cccl4可用于鉴别溴水和碘水dsi和sio2都用于制造光导纤维【答案】bc【解析】nh3是碱性气体而p2o5是酸性氧化物，a项错误；ccl4可以从溴水和碘水中分别萃取出br2和i2，且二者在ccl4中的颜色不同，c项正确；光导纤维的主要成分是sio2，d项错误。2（2014四川卷） 化学与生活密切相关。下列说法不正确的是()a乙烯可作水果的催熟剂b硅胶可作袋装食品的干燥剂c福尔马林可作食品的保鲜剂d氢氧化铝可作胃酸的中和剂【答案】c【解析】乙烯可以作生物调节剂，催熟果实，a正确；硅胶具有吸水性，可以作干燥剂，b正确；福尔马林中含有的甲醛具有毒性，不能作为食品的保鲜剂，c错误；氢氧化铝具有两性，可以中和胃酸，作胃酸中和剂，d正确。3（2014天津卷）运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是()a某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应bnh4f水溶液中含有hf，因此nh4f溶液不能存放于玻璃试剂瓶中c可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体，因此可存在于海底d增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成h2的速率【答案】d【解析】当hts0时，反应能自发进行，吸热反应的h0，吸热反应能自发，说明s0，a项正确；nh4f溶液中f水解生成hf，hf能与玻璃中的sio2发生反应4hfsio2=sif42h2o，故nh4f溶液不能存放在玻璃试剂瓶中，b项正确；可燃冰需在低温高压下形成，所以可燃冰可存在于海底，c项正确；常温下，浓硫酸使铁发生钝化，d项错误。4（2014福建卷）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.bcd【答案】b【解析】 中y是两性氢氧化物，常温下既能与naoh溶液反应又能与稀硫酸反应；中sio2不能与浓盐酸反应；中n2与o2在高温或者放电的条件下反应生成no；n2与h2在高温高压、催化剂的条件下反应生成nh3；中在常温下，2fecl3cu=2fecl2cucl2，4hno3(浓)cu=cu(no3)22no22h2o，b项正确。（2013广东卷）11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+【答案】b（2013江苏卷）4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【答案】 a【解析】a项正确。b项二氧化硅不与强酸反应，但却与氢氟酸反应，而且是唯一的一种酸，石英器皿的主要成分是二氧化硅，所以不能用石英器皿盛放氢氟酸。c项生石灰的成分是氧化钙，会与氯气反应，所以不能干燥氯气。d项电解铝应该用氧化铝而不是氯化铝。（2013江苏卷）6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：。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o2 b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co2【答案】c【高考押题】 1近几年我国载人飞船多次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流，飞船应用了许多尖端的合成材料。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，强度大，但质地较脆c它没有固定熔点d它是一种新型无机非金属材料解析航空材料具有质轻、高强度、耐高温、抗氧化等性能，又由题中信息可知，该材料具有一定的韧性，故b错，a正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，碳化硅高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料属于新型无机非金属材料，c、d正确。答案b2关于硅及其化合物的叙述中，错误的是()。a硅是良好的半导体材料b二氧化硅能与石灰石反应：sio2caco3casio3co2c可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：sio22csi2cod水泥的主要成分是na2sio3、casio3和sio2解析水泥的主要成分是3caosio2、2caosio2、3caoal2o3；玻璃的主要成分是na2sio3、casio3和sio2。答案d3下列离子方程式书写正确的是()。a往澄清石灰水中通入过量的二氧化碳：ca22ohco2=caco3h2ob往碳酸钠溶液中加入二氧化硅：cosio2=sioco2c二氧化硅与烧碱溶液反应：sio22oh=sioh2d硅酸与烧碱溶液中和：h2sio32oh=sio2h2o答案d4常温下，下列不发生反应的一组物质是()。硅与naoh溶液硅与盐酸硅与氢氟酸二氧化硅与碳酸钠二氧化硅与naoh溶液二氧化硅与浓硝酸abcd解析si2naohh2o=na2sio32h2，si4hf=sif42h2，sio22naoh=na2sio3h2o。答案d5下列、因果描述正确且二者有必然联系的是()。(原因)(结果)a木炭呈黑色木炭常用作能源b一氧化碳具有还原性工业上用一氧化碳冶炼金属c碳酸钠属于碱类用热的纯碱溶液清洗油污器具d二氧化碳是酸性氧化物二氧化碳能与水反应解析a项，二者之间没有联系；c项，描述错误，碳酸钠属于盐类；d项，二者没有联系。答案b6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c都能溶于水且与水反应生成相应的酸dsio2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨解析二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性硅酸盐与酸反应制得的。答案c7下列离子方程式不正确的是()。a石英与烧碱反应：sio22oh=sioh2ob硅与烧碱反应：si2oh=sioh2c硅酸钠溶液中通入少量co2：sioco2h2o=coh2sio3d往水玻璃中加入盐酸：2hsio=h2sio3解析硅与烧碱溶液反应时，h2o参与反应，si2ohh2o=sio2h2。答案b8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、sio2dsio2答案a9将足量co2通入koh和ca(oh)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入co2体积(v)的关系正确的是()。答案d10用如图装置来分离co2和co混合气体并干燥，图中a、c、d为止水夹，b为分液漏斗活塞，通过y形管和止水夹分别接两个球胆，现装置内空气已排尽，为使实验成功，甲、乙、丙分别盛放的试剂为()。甲乙丙a饱和nahco3溶液12 moll1盐酸18.4 moll1 h2so4b饱和na2co3溶液2 moll1 h2so4饱和naoh溶液c饱和naoh溶液2 moll1 h2so418.4 moll1 h2so4d18.4 moll1 h2so4饱和naoh溶液18.4 moll1 h2so4解析分离co2和co应该先用碱溶液吸收co2，干燥后用一个球胆收集co，然后再用酸与甲中溶液反应生成co2，干燥后用另一个球胆收集，故丙装置中盛的一定是浓硫酸(18.4 moll1 h2so4)，其中乙中的酸应选用2 moll1的硫酸，而不能选用盐酸，因为盐酸易挥发hcl气体而混进co2中。另外，饱和nahco3溶液不能吸收co2，用饱和na2co3溶液吸收co2，再用酸制co2时会改变co2的量，且吸收效果不如饱和naoh溶液，故选c。答案c11硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)下列物质不属于硅酸盐的是_。a陶瓷b玻璃c水泥d生石灰(2)sio2是玻璃的主要成分之一，sio2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_，工艺师常用_(填物质名称)来雕刻玻璃。(3)用na2sio3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明na2sio3可用作_。na2sio3可通过sio2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是_。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)工业上常利用反应2csio2si2co制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是_(填化学式，下同)，氧化剂是_。答案(1)d(2)sio22naoh=na2sio3h2o氢氟酸(3)防火剂d(4)csio212硅及其化合物对人类现代文明具有特殊贡献。请回答下列有关问题：(1)硅原子的结构示意图为：_。(2)下列物品或设备所用材料属于硅酸盐的是_。长江三峡水泥大坝光导纤维陶瓷坩埚普通玻璃硅太阳能电池abcd(3)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磨口玻璃塞试剂瓶中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(4)常温下，sicl4为液态，沸