2022年高考化学一轮复习知识梳理与训练 第4章 第1讲 碳、硅及无机非金属材料（含解析）

2022年高考化学一轮复习知识梳理与训练 第4章 第1讲 碳、硅及无机非金属材料（含解析）考纲要求1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用。考点一碳、硅单质及其重要化合物的性质1C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。(2)单质的结构、物理性质与用途比较碳硅结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构物理性质金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质软，有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高用途金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池2.碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。(1)碳(2)Si3二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构立体网状结构，不存在单个分子存在单个CO2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化学性质与盐反应如与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4硅酸和硅酸钠(1)硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2H2O。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。硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。(2)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。它能与酸性比硅酸强的酸反应，分别写出以下化学方程式：与盐酸反应：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。与CO2水溶液反应：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3。用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。深度思考1从元素周期表的位置看，碳和硅均为A族元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？答案没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。2写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：(1)CO(CO2)：_。(2)CO2(CO)：_。(3)CO2(O2)：_。(4)CO2(SO2)：_。(5)CO2(HCl)：_。答案(1)通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶(2)通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管(3)通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管(4)通过盛有饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗气瓶(5)通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶3如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。可供选择的试剂：A.盐酸B氢氧化钠溶液C氧气D水E二氧化碳可选用的操作：水洗加热高温灼烧过滤结晶粉末状混合物选择的试剂选用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(NH4Cl)答案(1)B(2)D(3)A(4)A(5)解析可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应，不跟酸(氢氟酸除外)反应；它受热不分解等性质选择。而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。除杂过程中所发生反应的化学方程式如下：(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(3)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O(4)CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O(5)NH4ClNH3HCl题组一对比掌握CO2、SiO2的结构与性质1下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()ACO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐BCO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸CCO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物DCO2和SiO2都是由相应的分子组成的答案A解析SiO2不能与水反应，B项错；SiO2也是酸性氧化物，C项错；SiO2中不存在分子，其化学式仅代表Si、O原子个数比为12。2二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。ae是对反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是()SiO22NaOH=Na2SiO3H2OSiO22CSi2COSiO24HF=SiF42H2ONa2CO3SiO2Na2SiO3CO2SiO23CSiC2COa反应中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b反应中SiO2表现出氧化性c反应中SiO2表现了酸性氧化物的通性d反应符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的道理e反应中SiO2未参加氧化还原反应AaceBbdeCcdeDab答案B解析通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是，因此a、c判断错误；反应是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应中碳的化合价由0价变为4和2，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断也正确。熟记硅及其化合物的特殊性质1硅单质的特殊性(1)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO22CSi2CO。(2)非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si与碱液作用却放出H2：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si4HF=SiF42H2。(4)非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。2含硅化合物的特殊性(1)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。(2)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO24HF=SiF42H2O。(3)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。(4)因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，但在高温下SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2也能发生。题组二CO2与盐或碱溶液反应的规律3用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，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CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊澄清石灰水答案B解析由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，因而会析出NaHCO3晶体，A项正确；B项，CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3，CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色；D项，首先CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，继续通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，则：2NaOHCa(HCO3)2=CaCO3Na2CO32H2O，溶液又变浑浊。4标准状况下，将3.36LCO2气体通入200mL1.00molL1NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑CO、HCO的水解)()A11B12C21D13答案B解析n(CO2)0.150mol，n(NaOH)0.200L1.00molL10.200mol，即12，反应产物为Na2CO3、NaHCO3，设其物质的量分别为x、y，则解得，所以。CO2与碱反应产物的定量判断CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与CO2气体的通入量有关，当CO2通入少量时生成碳酸盐，当CO2通入过量时生成碳酸氢盐；当CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成，因此推断时一定要注意CO2与碱之间量的关系。以CO2与NaOH溶液反应为例：CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO3当n(OH)n(CO2)的值不同时产物如下：考点二硅酸盐及无机非金属材料1硅酸盐(1)概念：由硅、氧和金属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，多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。2无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔窑陶瓷窑玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2；CaCO3SiO2CaSiO3CO2。(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。题组一无机非金属材料成分的辨别1下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()A水玻璃是一种矿物胶，既不易燃烧也不受腐蚀B水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品C高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维D陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料答案AD解析水玻璃是Na2SiO3的水溶液，可用作防火剂和防腐剂，A正确；光导纤维的主要成分是SiO2，C不正确。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个数之比为12答案D解析A项，在氮化硅中N元素为3价，Si元素为4价，则化学式为Si3N4，正确；D项，在SiO2晶体中，一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键，错误。题组二复杂硅酸盐的成分及表示方法3青石棉是一种致癌物质，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材料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Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OD1mol青石棉能使1molHNO3被还原答案B解析硅酸盐指的是硅、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；1molNa2O3FeOFe2O38SiO2H2O跟硝酸反应时，失去3mol电子，故能使1molHNO3被还原。1不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。2熟悉几种常见饰品的主要成分水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3。3了解用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的方法(1)书写顺序：较活泼的金属氧化物较不活泼的金属氧化物SiO2水。(2)各元素的化合价保持不变，各元素原子个数比符合原来的组成。考点三碳、硅转化关系的应用1碳及其化合物的转化关系图2硅及其化合物的转化关系图题组一常见转化关系判断1已知甲、乙、丙、X是4种中学化学中常见的物质，其转化关系符合下图。则甲和X(要求甲和X能互换)不可能是()甲乙丙甲AC和O2BCO2和NaOH溶液CCl2和FeDAlCl3溶液和NaOH溶液答案C解析A项正确，既可以实现CCOCO2CO的转化，也可以实现O2CO2COCO2的转化；B项正确，既可以实现CO2NaHCO3Na2CO3NaHCO3的转化，也可以实现NaOHNa2CO3NaHCO3Na2CO3的转化；C项错误，可以实现Cl2FeCl3FeCl2FeCl3的转化，但不能实现FeFeCl3FeCl2的转化；D项正确，既可以实现AlCl3Al(OH)3NaAlO2Al(OH)3的转化，也可以实现NaOHNaAlO2Al(OH)3NaAlO2的转化。2如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是()ASiO2属于两性氧化物B盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞C硅胶吸水后可重复再生D图中所示转化反应都是氧化还原反应答案BC解析SiO2是酸性氧化物，它能与氢氟酸反应是其特殊性质，A错；在图示转化关系中只有第一行的变化是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应。题组二化工生产中的硅及化合物的转化3X是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下：为了确定C的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可作光导纤维。按要求回答下列问题：(1)C的化学式为_；X的化学式为_。(2)写出下列方程式：反应的化学方程式_；反应的离子方程式_。答案(1)SiCl4Si3N4(2)SiCl44NH3=Si(NH2)44HClSiO22H2O2CO2=H2SiO32HCO解析由I可作光导纤维知，I为SiO2，根据题给第二个框图中的转化关系和“F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀”知F为硅酸，H为硅酸钠；由EG是加入了硝酸银和稀硝酸，生成了难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，则E中含有氯离子；则化合物C中含硅、氯两种元素，故C为SiCl4，D为Si(NH2)4，X为Si3N4。4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)硅在元素周期表中的位置是_。(2)工业上生产粗硅的反应有：SiO22CSi(粗)2CO；SiO23CSiC2CO。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为11，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为_。(3)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：若反应为Si(粗)3HClSiHCl3H2，则反应的化学方程式为_。整个制备过程中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1mol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_。答案(1)第三周期第A族(2)52(3)SiHCl3H2Si(纯)3HClSiHCl33H2O=H2SiO33HClH251解析(1)硅在元素周期表中的位置是第三周期第A族。(2)根据反应SiO22CSi(粗)2CO，SiO23CSiC2CO，生成1molSi需C2mol、SiO21mol，生成1molSiC需C3mol、SiO21mol，产品中Si与SiC的物质的量之比为11，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为52。(3)反应的化学方程式为SiHCl3H2Si(纯)3HCl。化学方程式为SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2。探究高考明确考向1高考选项正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)SiO2、NaOH、HF三者两两均能反应()(xx江苏，8C改编)(2)Si和SiO2都用于制造光导纤维()(xx海南，10D)(3)硅胶可作袋装食品的干燥剂()(xx四川理综，1B)(4)SiO2既能与KOH溶液反应又能与浓盐酸反应()(xx福建理综，9改编)(5)甲乙丙，若甲为焦炭，则丁可能是O2()(xx江苏，6A)(6)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料()(xx新课标全国卷，8D)(7)SiO2可与HF反应，因而氢氟酸不能保存在玻璃瓶中()(xx广东理综，10D)(8)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅()(xx广东理综，11C)(9)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中()(xx海南，4B)(10)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂()(xx江苏，4B)答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)2(2011海南，9)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。下列有关该方法的叙述中正确的是()A能耗大是该方法的一大缺点B整个过程中，只有一种物质可以循环利用C“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤D该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品答案AD解析A项，该方法中高温反应炉分离出CO2，需要消耗较多能量；B项，整个过程中NaOH和CaO均可循环利用；C项，从捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通过过滤的方法即可分离；D项，捕捉到的CO2可与H2反应制备甲醇：CO23H2CH3OHH2O。3xx天津理综，7(4)晶体硅(熔点1410)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)写出SiCl4的电子式：_；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。答案SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)H0.025akJmol14xx浙江理综，28(1)(2)(3)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450500)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下：a四氯化硅遇水极易水解；b硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/57.712.8315熔点/70.0107.2升华温度/180300162请回答下列问题：(1)写出装置A中发生反应的离子方程式：_。(2)装置A中g管的作用是_；装置C中的试剂是_；装置E中的h瓶需要冷却的理由是_。(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是_(填写元素符号)。答案(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O(2)平衡气压浓H2SO4SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4(3)Al、B、P解析依题中信息可知A为Cl2的发生装置，B、C为Cl2的净化装置，D中发生反应2Cl2SiSiCl4，生成SiCl4用E收集，B中为饱和食盐水将氯化氢气体除去，C中应为浓H2SO4除水，由表中数据可知SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4；由题中信息粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，即可轻松完成第(3)问。练出高分一、单项选择题1下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是()A两者结合形成的化合物是共价化合物B在自然界中都能以游离态存在C氢化物的热稳定性比较：CH4SiH4D最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸答案A解析C、Si都是非金属元素，结合形成的化合物是共价化合物，A正确；Si元素为亲氧元素，不能以游离态存在，故B错；非金属性CSi，故氢化物的热稳定性SiH4CH4，故C错；SiO2既不溶于水，也不和水反应，故D错。2下列叙述正确的是()A因为Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以硅酸的酸性比碳酸的强B碳和硅都是A族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C二氧化硅既能溶于氢氧化钠溶液又能溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸答案D解析A项，高温下，二氧化硅能和碳酸钠反应，不能说明碳酸酸性小于硅酸，要根据常温下强酸制取弱酸判断，故A错误；B项，二氧化碳与二氧化硅属于不同的晶体类型，所以二氧化碳与二氧化硅物理性质相差很大，故B错误；C项，二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，四氟化硅不属于盐，二氧化硅不属于两性氧化物，故C错误；D项，二氧化硅和二氧化碳都能够与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，但是二氧化硅难溶于水，不能与水反应生成对应的酸，故D正确。3下列叙述正确的是()A利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能BCO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒C在SiO2制备高纯硅的过程中只涉及置换反应DSiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3答案A解析CO2不能与血红蛋白结合，B错；C项，粗硅提纯时，Si2Cl2SiCl4是化合反应，错；SiO2不能和水反应，D项错。4制水泥和陶瓷时都需要用的原料是()A粘土B石英C石灰石D纯碱答案A解析生产水泥以粘土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥；陶瓷的原料是粘土，经过混合、成型、干燥、烧结而成，所以制水泥和陶瓷时都需要用的原料是粘土，故选A。5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答案B解析硅与烧碱溶液反应时，H2O参与反应，Si2OHH2O=SiO2H2。6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()ANa2SiO3BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2DSiO2答案A解析将足量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。7用足量的CO还原13.7g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8.0g，则此铅氧化物的化学式是()APbOBPb2O3CPb3O4DPbO2答案C解析设此铅氧化物的化学式为PbxOy，PbxOyyOyCOyCO2yCaCO316y100ym(O)1.28g8.0g所以m(Pb)13.7g1.28g12.42gxy34。二、不定项选择题8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不同D玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳答案CD解析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，反应向右进行；玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO2，会与氢氟酸反应；石灰抹墙发生反应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。9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D解析CO2与KOH和Ca(OH)2都会反应，但存在着竞争，如果先与KOH反应，则反应后生成的K2CO3立即会与Ca(OH)2反应生成CaCO3，因此，可以看成CO2先与Ca(OH)2反应，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步还要判断CO2是先跟KOH反应还是先与生成的CaCO3反应，同样可以采用假设法判断，即如果先与CaCO3反应，则生成的Ca(HCO3)2又会与KOH反应，因此是先与KOH反应，此过程生成沉淀的物质的量不变，当KOH反应完全，再与CaCO3反应，直至沉淀完全溶解，故选D。10甲气体可发生如下变化：甲气体乙气体丙气体乙气体丁固体。则甲、乙、丙、丁分别为()ACO2、CO、O2、CaOBO2、CO、CO2、CaCO3CO2、CO2、CO、CaCO3DCO、CO2、O2、Ca(OH)2答案C解析以丙气体为突破口，丙通过灼热的CuO后，生成的乙气体可与澄清石灰水反应生成固体，说明乙是CO2，则反推丙是CO，则甲是O2，丁是CaCO3。三、非选择题11如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。请回答下列问题：(1)B的化学式是_，目前B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反应的离子方程式是_。(3)A和a溶液反应的离子方程式是_。(4)C和过量的盐酸反应的离子方程式是_。审题分析本题应抓住框图中的转化关系，以题设条件C过量盐酸E(白色沉淀)为突破口进行推断，并结合已有知识进行设定与推测。答案(1)SiO2光导纤维(2)SiO22OH=SiOH2O(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiO2H=H2SiO3解析C与过量的盐酸反应生成白色沉淀E，则E可能是硅酸或氯化银，若E是氯化银，则C是硝酸银，A为银，则根据已有知识，银可以与硝酸反应生成硝酸银，而银与硝酸反应生成三种产物，不符合框图中物质间的转化关系。则E只能为硅酸，则C为硅酸盐，A为硅，a溶液为强碱的水溶液，进一步推出B为二氧化硅。12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)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_。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%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：CaCO3CO2100g22.4Lm(CaCO3) 11.2Lm(CaCO3)50g混合物中CaCO3的质量分数：100%50%。13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13731623K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_。答案(1)(2)SiHCl3H2Si3HCl(3)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2(4)CO2CO2和HCl(5)CO2H2OCO2H2、CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O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：COH2OH2CO2，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)。14硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。(1)氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定条件下反应，并在600T的加热基板上生成氮化硅膜：3SiH44NH3Si3N412H2以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下：反应原理：4NH4ClMg2Si4NH3SiH42MgCl2H0NH4Cl中的化学键类型有_，SiH4的电子式为_。上述生产硅烷的过程中液氨的作用是_。氨气是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式_，实验室可利用如右图所示装置完成该反应。在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，白烟的主要成分是_。(2)三硅酸镁(Mg2Si3O8nH2O)难溶于水，在医药上可做抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余的酸之外，生成的H2SiO3还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为_。将0.184g三硅酸镁加入到50mL0.1molL1盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，用0.1molL1NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30mL，则Mg2Si3O8nH2O中n的值为_。(注：Mg2Si3O8的摩尔质量为260gmol1)。答案(1)极性键(或共价键)、配位键、离子键吸收热量，保证反应在常温下进行(答“制冷”或“降温”均可)4NH35O24NO6H2ONH4NO3(或硝酸铵)(2)Mg2Si3O8nH2O4HCl=3H2SiO32MgCl2(n1)H2O6解析(1)液氨的作用是制冷、吸收热量，保证反应在常温下进行，液氨并不参与反应。(2)书写Mg2Si3O8nH2O与HCl反应的化学方程式时，Mg2Si3O8nH2O要以整体形式出现。Mg2Si3O8nH2O4HCl=3H2SiO32MgCl2(n1)H2O1mol4mol0.050L0.1molL10.1molL10.030Lxmol0.002molx0.000500005(26018n)0.184，n6。