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精品文档高考化学考点10碳、硅及其化合物无机非金属材料1(2015江苏化学，4)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是()A元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体BMg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2)r(Mg)C在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性D该反应中化学能全部转化为热能2(2015安徽理综，9)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又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物3(2015海南化学，14)单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备。其中X为Z的氧化物；Y为氢化物，分子结构与甲烷相似。回答下列问题：(1)能与X发生化学反应的酸是_；由X制备Mg2Z的化学方程式为_。(2)由Mg2Z生成Y的化学方程式为_，Y分子的电子式为_。(3)Z、X中共价键的类型分别是_、_。4(2015北京理综，27)研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO占95%。写出CO2溶于水产生HCO的方程式：_。(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式：_。同位素示踪法证实光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：_(CH2O)xx18O2xH2O(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可采用如下方法：气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用x molL1HCl溶液滴定，消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度_ molL1。(4)利用如图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理：_。用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是_。1(2014课标全国，7)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(2014福建理综，9)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 D3(2013江苏化学，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：甲乙丙。下列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(2013福建理综，6)化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是()A石英只能用于生产光导纤维B从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现C为了增加食物的营养成分，可以大量使用食品添加剂D“地沟油”禁止食用，但可以用来制肥皂5(2013江苏化学，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62014天津理综，7(4)晶体硅(熔点1 410 )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1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量，写出该反应的热化学方程式： _。 7(2014课标全国，27)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_。8(2014重庆理综，8)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。1(2014成都一次诊断，1)光电池(Solar cell)可用作计算器、人造卫星的动力，如图所示。下列分析正确的是()A硅是将太阳能转换为电能的常用材料B玻璃盖板是由纯碱、石灰石与石英制得的晶体C支架用铝合金而不用铝是利用了其熔点高于铝的特点D光电池制造中不会产生任何化学污染2(2014大连诊断，6)下列有关硅及其化合物的说法正确的是()A硅是一种非金属，无金属光泽B自然界中存在游离态的硅C硅酸可制备硅胶，硅胶可用作袋装食品、瓶装药品的干燥剂D二氧化硅是一种酸性氧化物，因此不能与任何酸发生反应3(2015兰州诊断，2)下列说法错误的是()A硅酸钠可制备木材防火剂，也可用于制备硅酸胶体B二氧化硅能与石灰石反应C二氧化硅不可能一步转化为硅酸，但硅酸可受热分解生成SiO2D水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO24(2014唐山一模)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()A B C D全部5(2014济南联考)下列离子方程式的书写正确的是()A水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2SiO3CO2H2O=2NaCOH2SiO3B澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)22CO2=Ca22HCOC硅与氢氟酸的反应：Si4H4F=SiF42H2D二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO22OH=SiOH2O6(2015山东青岛期末，4)某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素()A在自然界中只以化合态的形式存在B单质常用作半导体材料和光导纤维C最高价氧化物不与任何酸反应D气态氢化物比甲烷稳定7(2015河南郑州调研，6)寿山石的主要成分为叶腊石，其组成为Al2O34SiO2H2O，可以表示为Al2Si4Ox(OH)y。其中x、y的数值分别是()A10、2 B6、4 C8、2 D2、88(2014合肥模拟，7)下列叙述正确的是()A因为Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强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二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，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，但二氧化硅不能与水反应生成硅酸9(2014杭州一次质检) 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10(2015西安诊断，7)在常温下Y既能与X反应，又能与Z反应且都是非氧化还原反应的是(可以在水溶液中)选项XYZASiO2HFSiBCCO2Na2CO3CCa(HCO3)2Na2CO3HNO3DNaOHCONa2O211.(2015南京调研，15)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()12(2015河北衡水质检，10)将适量纯硅粉与纯钠按一定比例混合溶于足量水中，恰好完全反应，转移电子数为1.8061023。硅与钠的质量比为X，在标准状况下收集到的气体为V L。下列推断正确的是()ABCDX142312211423V6.724.484.483.3613.(2015山东青岛期末，17)工业上，用二氧化硅与焦炭在高温下反应制Si：SiO22CSi2CO，副反应为SiCSiC(金刚砂)。请回答下列问题：(1)工业上，冶炼粗硅时焦炭的作用是_。(填序号)氧化剂 还原剂 燃料 催化剂若粗硅中含有较多的碳化硅，主要原因是_。(2)碳化硅俗名金刚砂，它具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。若用二氧化硅与焦炭制备金刚砂，产品中混有杂质硅和二氧化硅，主要原因是_。(3)某碳化硅样品中混有Si、SiO2。将20.0 g该样品加入到过量的氢氧化钠溶液中，充分反应，收集到2 240 mL氢气(标准状况)，过滤得到11.4 g SiC固体，滤液稀释至500 mL。写出有关反应的离子方程式：_；稀释后溶液中硅酸钠的物质的量浓度为_。14(2014甘肃天水一中一模，28)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO，SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图。实验过程中，石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物，SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解，有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4AlCl3FeCl3沸点/57.7315熔点/70.0升华温度/180300请回答下列问题：(1)写出装置A中发生反应的离子方程式：_，装置D的硬质玻璃管中发生主要反应的化学方程式是_。(2)装置C中的试剂是_；D、E间导管短且粗的原因是_。(3)G中吸收尾气一段时间后，吸收液中肯定存在OH、Cl和SO。请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。【提出假设】假设1：只有SO；假设2：既无SO也无ClO；假设3：_。【设计方案，进行实验】可供选择的试剂有：3 molL1 H2SO4溶液、1 molL1 NaOH溶液、0.01 molL1 KMnO4溶液、溴水、淀粉KI溶液、品红溶液等。取少量吸收液于试管中，滴加3 molL1 H2SO4溶液至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中，分别进行下列实验。请完成下表：序号操作可能出现的现象结论向a试管中滴加几滴_若溶液褪色则假设1成立若溶液不褪色则假设2或3成立向b试管中滴加几滴_若溶液褪色则假设1或3成立若溶液不褪色则假设2成立向c试管中滴加几滴_则假设3成立考点专练10碳、硅及其化合物无机非金属材料【三年高考真题演练】2015年高考真题1CA项，碳元素存在金刚石、石墨、C60、C70、石墨烯等多种同素异形体，错误；B项，Mg和Mg2的质子数相同，但Mg有3个电子层，Mg2有2个电子层，所以Mg半径大于Mg2半径，错误；C项，该反应中镁作还原剂，C为还原产物，由氧化还原反应的“强弱规律”可知，Mg的还原性强于C的还原性，正确；D项，该反应中化学能除转化为热能外还有部分转化为光能(因为燃烧时发出光)，错误。2CA项，Na2CO3固体在酒精灯加热条件下，不分解，错误；B项，Fe(OH)3胶体呈红褐色，错误；C项，H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥，正确；D项，由于SiO2与氢氟酸反应不能生成盐，所以SiO2是酸性氧化物而不是碱性氧化物，错误。3解析根据题意，单质Z为半导体，则Z是Si元素；其氧化物为二氧化硅，SiO2可与氢氟酸反应；根据流程图可知，二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si，Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，则Y的分子式是SiH4，加热分解可得到Si单质。答案(1)氢氟酸(HF)SiO22MgO2Mg2Si(2)Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4 (3)非极性键极性键4解析(1)CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H和HCO 。(2) 根据钙化作用的反应物是HCO 和Ca2，生成物是CaCO3和CO2，故不难写出反应的离子方程式为2HCOCa2=CaCO3CO2H2O。根据元素守恒及示踪原子的标记知，方程式中的填空为：xCO2和2xHO。(3) 该装置为洗气瓶的装置，要注意装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用试剂稀硫酸，因HCl易挥发出来影响后续的滴定而不能用盐酸。根据该滴定过程得关系式：CO2HCOHCl，n(CO2) n(HCl)xmolL1y103Lxy103 mol，所以c(CO2) molL1。(4) a室的电极连接电源的正极，作阳极，发生氧化反应：2H2O4e= O24H，c(H)增大，H从 a 室通过阳离子交换膜进入 b 室，发生反应：HCOH=CO2H2O。海水的pH8，电解后的海水pH6，呈酸性；c室的反应：2H2O2e= H22OH，可用c室排出的碱液与从b室排出的酸液中和调至接近装置入口海水的pH，即处理合格。答案(1)CO2H2O=H2CO3、H2CO3HHCO (2)2HCOCa2=CaCO3CO2H2OxCO22xHO (3) (4)a 室：2H2O4e= O24H，H通过阳离子膜进入b室，发生反应：HCOH=CO2H2Oc室的反应：2H2O2e=H22OH，用c室排出的碱液将从b室排出的酸液调至接近装置入口海水的pH两年经典高考真题1AA项，活性炭吸附冰箱中的异味，属于物理变化，符合题意；B项，热碱水能加快油污中油脂的水解，使油污变为易溶于水的物质，达到除去炊具上油污的目的，油脂水解属于化学反应，不符合题意；C项，KMnO4溶液能将水果释放出的催熟剂乙烯氧化，有利于水果的保鲜，属于化学反应，不符合题意；D项，硅胶具有吸水性，可防止食品受潮，属于物理变化，铁粉与食品包装袋中的氧气反应，起还原剂作用，避免O2氧化食品，导致食品变质，属于化学变化，不符合题意。2BAl(OH)3是两性氢氧化物，既能跟强酸反应又能跟强碱反应，SiO2与浓盐酸不反应，常温下，N2既不与O2反应，也不与H2反应，常温下，Cu既与FeCl3溶液反应，又与浓硝酸反应，故B正确。3C若甲为焦炭，丁为O2，转化关系为：CCOCO2，A正确；若甲为SO2，丁为氨水，转化关系为：SO2NH4HSO3 (NH4)2SO3，B正确；若甲为Fe，丁为盐酸，则乙为FeCl2，FeCl2与盐酸不反应，C错误；若甲为NaOH溶液，丁为CO2，转化关系为：NaOHNa2CO3NaHCO3，D正确。4DSiO2是制造光导纤维的主要原料，石英可用于制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等，A项错误；从海水中提取NaCl不必通过化学反应就能实现，B项错误；不是所有的食品添加剂都无害，需合理使用食品添加剂，C项错误；地沟油成分复杂，主要成分是油脂，油脂与NaOH反应可以用来制肥皂，D项正确。5AA项，液氨汽化时吸收大量热，能使环境温度降低，可作制冷剂，正确；B项，石英的成分是SiO2，SiO2能与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O，错误；C项，氯气是酸性气体，不能用碱性干燥剂干燥，错误；D项，AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电，错误。6解析根据氯、硅原子的最外层电子数即可写出SiCl4的电子式,。1.12 kg硅的物质的量n(Si)40 mol，则每生成1 mol Si吸收能量0.025a kJmol1，故其热化学方程式为：SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)H0.025a kJmol1。答案SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)H0.025a kJmol17解析(2)由题意知：该反应中，Cl元素的化合价升高，则可推出Pb元素化合价降低，又由于2价Pb较稳定，因此PbO2还原产物为Pb2，其化学方程式为：PbO24HCl(浓)PbCl2Cl22H2O。(3)由题意知：PbOClOPbO2，铅元素化合价升高，则Cl元素化合价应降低，故有PbOClOPbO2Cl，利用化合价升降法配平，得反应的离子方程式为PbOClO=PbO2Cl。阳极应发生氧化反应，由Pb2PbO2的过程可知阳极反应式为Pb22H2O2e=PbO24H；阴极发生还原反应，其中Cu2放电：Cu22e=Cu，石墨上析出铜，若电解液不加Cu(NO3)2，则阴极Pb2放电：Pb22e=Pb，由此可见这样做的缺点是不能有效地利用Pb2。(4)PbO2分解的化学方程式：PbO2PbOxO2，知PbO2失重质量即为生成O2的质量；取m(PbO2)239，则生成m(O2)32，根据题意有322394.0%，解得x，然后根据PbOx与mPbO2nPbO中O和Pb原子个数比相等求得mn的值。答案(1)六A弱(2)PbO24HCl(浓)PbCl2Cl22H2O(3)PbOClO=PbO2ClPb22H2O2e=PbO24H石墨上析出铜Pb22e=Pb不能有效利用Pb2(4)根据PbO2PbOxO2，有322394.0%x1.4，根据mPbO2nPbO，1.4，。8解析(1)由于质量数质子数中子数，3He的质子数为2，则其中子数为1。(2)Na为11号元素，原子结构示意图为，Na在氧气中完全燃烧的产物为Na2O2，其电子式为,。(3)MgO与BaO属同类型的离子化合物，由于r(Mg2)SiH4，所以只有A正确。7A根据原子守恒关系可知氢原子数为2，进而推知x为10。8D碳酸酸性比硅酸强，故A项错误；CO2和SiO2属不同类型晶体，在物理性质方面有很大差异，故B项错误；SiO2能与氢氟酸反应生成的SiF4不属于盐类，是SiO2的特性，并不能说明它具有两性，故C项错误；SiO2虽属于酸性氧化物，但不能直接与H2O反应生成H2SiO3，D项正确。9C 两性氧化物的定义为与酸和碱反应均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。10CA项，氢氟酸与硅的反应是氧化还原反应；B项，CO2与C的反应是氧化还原反应；C项，碳酸氢钙溶液与碳酸钠溶液反应可生成碳酸钙，碳酸钠溶液与硝酸反应可生成二氧化碳，都是非氧化还原反应；D项，CO与氢氧化钠、过氧化钠均不反应。11C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。12D依题意，发生的反应为2Na2H2O=2NaOHH2、Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2，恰好完全反应，则n(Si)n(Na)12，m(Si)m(Na)28461423。根据转移电子数相等，上述反应中，只有氢离子得电子，V(H2)22.4 Lmol13.36 L。13解析(1)在粗硅冶炼中，焦炭作还原剂和燃料，焦炭燃烧提供能量。若焦炭投料较多，部分碳与硅反应生成碳化硅。(2)如果制备碳化硅，投入焦炭量较少，二氧化硅、硅会残留在产品中。(3)n(H2)0.1 mol，由Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2知，样品中硅单质的物质的量为0.05 mol，质量为0.05 mol28 gmol11.4 g，所以样品中二氧化硅的质量为20.0 g1.4 g11.4 g7.2 g，物质的量为7.2 g60 gmol10.12 mol，生成的硅酸钠的物质的量为0.05 mol0.12 mol0.17 mol，溶液体积为0.5 L，故硅酸钠溶液的物质的量浓度为0.34 molL1。答案(1)焦炭投料较多(2)焦炭投料较少(3)Si2OHH2O=SiO2H2、SiO22OH=SiOH2O0.34 molL114解析(1)装置A中发生反应的离子方程式是MnO22Cl4HMn2Cl22H2O；氯气经过除杂后在D中和SiO2、C在加热条件下进行反应生成SiCl4和CO，反应的化学方程式是SiO22C2Cl2SiCl42CO。(2)装置B、C中分别为饱和食盐水和浓硫酸，用来除去氯气中的HCl、水蒸气；石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物，若导管较细杂质凝结成固体会堵塞导管。(3)由假设1和假设2得知，要检测的是SO和ClO，故假设3为只有ClO。答案(1)MnO22Cl4HMn2Cl22H2OSiO22C2Cl2SiCl42CO(2)浓硫酸防止生成物中的AlCl3、FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管(3)【提出假设】只有ClO【设计方案，进行实验】溴水(或0.01 molL1 KMnO4溶液)品红溶液淀粉KI溶液若溶液变为蓝色
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