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专题二 硅及其化合物1战国周礼冲记载“煤饼烧蛎房(即牡蛎壳)成灰”，并把这种灰称为“蜃”。蔡伦将此溶于水制得的碱液用于造纸术中沤浸树皮脱胶。该“蜃”的主要成分是A CaO B Na2O C Fe2O3 D SiO2【答案】A【解析】 “煤饼烧蛎房成灰”（“蛎房”即牡蛎壳），并把这种灰称为“蜃”，牡蛎壳为贝壳，贝壳主要成分为碳酸钙，碳酸钙灼烧生成氧化钙，所以“蜃”主要成分是氧化钙，A正确。2下列有关物质性质与用途具有对应关系的是A Si的熔点高，可用作半导体材料 B Cl2具有强氧化性，可用于漂白有色有机物质C Na2CO3溶液呈碱性，可用于洗涤油污 D Al2O3硬度很大，可用于制造耐火材料【答案】C3共建“一带一路”符合国际社会的根本利益，彰显人类社会的共同理想和美好追求。下列贸易商品中，主要成分不属于有机物的是A 中国丝绸B捷克水晶C埃及长绒棉D乌克兰葵花籽油【答案】B【解析】中国丝绸主要成分是蛋白质，属于有机物，A错误；捷克水晶主要成分是二氧化硅，属于无机物，B正确；埃及长绒棉主要成分是纤维素，属于有机物，C错误；乌克兰葵花籽油主要成分是油脂，属于有机物，D错误。4下列物质转化中，两种物质之间一步反应能实现的是A SiO2粗硅SiCl4高纯硅B NH3NONO2硝酸C 海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgD Fe3O4Fe2 (SO4)3溶液FeSO4溶液FeSO47H2O【答案】B【解析】二氧化硅与CO不反应，应该与碳在高温下反应，A错误；氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮继续被氧化生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，B正确；电解氯化镁溶液得到氢氧化镁，应该电解熔融的氯化镁，C错误；四氧化三铁与硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁，不只得到硫酸铁，D错误。5下列有关钠及其化合物说法正确是的A将一小块金属钠投入到硫酸铜溶液中，有红色物质析出B实验室中的NaOH溶液用带有玻璃塞的试剂瓶盛装C Na2O2和Na2O中阴、阳离子的个数比均为1:2D 某无色溶液进行焰色反应实验，直接观察时，火焰呈黄色，则该溶液中阳离子只有Na+【答案】C6用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是选项实验目的 试剂a试剂b试剂c装置A验证非金属性:SCSi稀硫酸Na2CO3Na2SiO3溶液B制备纯净的NO浓硝酸Cu水C检验溶液X中含有CO32-盐酸溶液X澄清石灰水D除去Na2SO3中的Na2SO4氯水混合物NaOH溶液【答案】A7下列有关物质性质与用途具有对应关系的是A NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂B SiO2熔点高硬度大，可用于制光导纤维C Al2O3是两性氧化物，可用作耐高温材料D CaO能与水反应，可用作食品干燥剂【答案】D【解析】A项，NaHCO3能与HCl反应，NaHCO3用于制胃酸中和剂，NaHCO3用于制胃酸中和剂与NaHCO3受热易分解没有对应关系；B项，SiO2传导光的能力非常强，用于制光导纤维，SiO2用于制光导纤维与SiO2熔点高硬度大没有对应关系；C项，Al2O3的熔点很高，用作耐高温材料，Al2O3用作耐高温材料与Al2O3是两性氧化物没有对应关系；D项，CaO能与水反应，用于食品干燥剂，CaO用于食品干燥剂与CaO与水反应有对应关系。8工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法不正确的是()A 在铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石B 石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应C 在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为21D 黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物【答案】B【解析】用铝土矿制备较高纯度A1，首先用NaOH溶液将铝土矿中的氧化铝溶解转化为偏铝酸钠溶液，然后过滤、向滤液中通入CO2气体把偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，再过滤得氢氧化铝，接着加热氢氧化铝让其分解为氧化铝，最后用冰晶石作助熔剂，电解熔融的氧化铝得到铝，A正确；石英的主要成分是二氧化硅，它属于酸性氧化物不与盐酸反应。玻璃的主要成分有二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙，组成中有盐故被称为硅酸盐产品，它也不能与盐酸反应，实验室经常用玻璃瓶盛放盐酸， B不正确；在制粗硅时，发生反应SiO2+2C=Si+2CO，被氧化的物质C与被还原的物质SiO2的物质的量之比为21，C正确；黄铜矿(CuFeS2)与O2反应，铜由+2价降为+1价被还原得到Cu2S、氧由0价降至-2得到FeO，所以Cu2S、FeO均是还原产物，D正确。9灼热的焦炭与水蒸气反应所得产物为H2、CO和少量CO2，为了检验产物中的H2和CO(设气体均被充分吸收)，设计如下实验装置。下列有关说法错误的是A 为了实验安全，应先点燃处酒精灯，后点燃处酒精灯B 、中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水C 中黑色固体变红色，即可证明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种D 若用碱石灰替换无水硫酸铜，也可以达到检验H2和CO目的【答案】D10化学与生产、生活密切相关。下列说法中不正确的是A 海水提镁、炼铁、制造玻璃等工业都用到石灰石B 将煤的液化、气化，能减少二氧化碳的排放C 雾霾是一种分散系，N95活性炭口罩可用于防霾，其原理是吸附作用D 晶体硅制得的光电池，能直接将光能转化为电能【答案】B【解析】海水提镁是用氢氧化钙沉淀镁离子，要用到石灰石来制取氢氧化钙，工业炼铁需要加入石灰石用来造渣，工业制玻璃是用石灰石、纯碱和二氧化硅为原料制取的，A正确。从质量守恒的角度分析,反应前后C的质量不变,则使用煤的液化、气化技术,不能改变生成二氧化碳的量，B错误；活性炭具有吸附作用，可用于吸附雾霾，C正确；晶体硅可导电,光电池可将光能转化为电能，D正确。11化学与社会、生活、科技有着密切的联系，下列说法正确的是A 氯气和明矾都能用于自来水的杀菌消毒B 蚕丝和棉花的组成元素相同，结构不同，因而性质不同C 利用高纯硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能D 用作舰载机降落拦阻索的特种钢缆，属于无机非金属材料【答案】C12在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能实现的是A SiO2H2SiO3Na2SiO3B SSO2BaSO3C CuSO4(aq) Cu(OH)2Cu2OD 饱和NaCl溶液NaHCO3Na2CO3【答案】C【解析】二氧化硅不能与水反应，A错误。二氧化硫与氯化钡溶液也不反应，B错误。硫酸铜溶液中加入过量的氢氧化钠溶液得到新制氢氧化铜悬浊液，再与葡萄糖反应得到氧化亚铜的砖红色沉淀，C正确。氯化钠溶液与二氧化碳不反应，D错误。13化学与我们的生活息息相关。下列说法不正确的是（ ）A 玻璃、水晶和陶瓷都是传统硅酸盐材料 B 可溶性铝盐和铁盐可用作净水剂C SO2和NO2都能形成酸雨而破坏环境 D CO2和CH4都是引起温室效应的气体【答案】A【解析】水晶主要成分是二氧化硅，是氧化物不是硅酸盐，A错误；铝离子和铁离子能水解生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能吸附悬浮物而净水，B正确；酸雨与二氧化硫、氮的氧化物排放有关，C正确；CO2、CH4都是形成温室效应的气体，D正确。14随着科技的进步，化学品的使用日益增多，下列说法正确的是A 大量使用含丙烷、二甲醚等辅助成分的“空气清新剂”，会对环境造成新的污染B 制造普通玻璃的原料为石英砂(SiO2)、石灰石(CaCO3)和黏土C 不法商贩用连二硫酸钠(Na2S2O4)对食品漂白，Na2S2O4只有氧化性无还原性D 某些桶装水使用的劣质塑料桶常含有乙二醇(HOCH2-CH2OH)，乙二醇不溶于水【答案】A15根据下列实验操作、现象，所得结论正确的是实验操作实验现象实验结论A在盛番茄汤的玻璃杯中加入适量植物油，充分搅拌、静置上层液体颜色比下层液体深番茄色素在水中的溶解度比在植物油中的大B向Na2SiO3溶液中加入12滴酚酞溶液，再逐渐滴入稀盐酸，边加边振荡溶液红色变浅并接近消失时，有透明的凝胶产生制得了硅酸胶体C向盛有10mL水的锥形瓶中，小心滴入SOCl2液体剧烈反应，液面有白雾形成，并有带刺激性气味的气体逸出，该气体能使品红溶液褪色SOCl2与水发生了氧化还原反应D向滴有酚酞溶液的碳酸钠溶液中滴加足量氯化钡溶液析出白色沉淀，溶液红色褪去氯化钡溶液显酸性【答案】B【解析】在盛番茄汤的玻璃杯中加入适量植物油，充分搅拌、静置，上层液体颜色比下层液体深，植物油难溶于水且密度比水小，植物油将番茄色素从水中萃取出来，说明番茄色素在水中的溶解度比在植物油中的小，A错误；Na2SiO3溶液中逐渐滴入稀盐酸产生透明的凝胶，发生反应：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3（胶体），制得硅酸胶体，B正确；根据实验现象“SOCl2与水剧烈反应，液面有白雾形成，并有带刺激性气味的气体逸出，该气体能使品红溶液褪色”，说明SOCl2与水反应生成HCl和SO2，反应的化学方程式为SOCl2+H2O=2HCl+SO2，反应前后元素的化合价没有发生变化，该反应不是氧化还原反应，C错误；Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO32-+H2OHCO3-+OH-，加入BaCl2溶液，Ba2+与CO32-形成BaCO3白色沉淀，c（CO32-）减小，水解平衡逆向移动，溶液红色褪去，BaCl2属于强酸强碱盐，BaCl2溶液呈中性，D错误。16硼氢化钠(NaBH4，硼为+3价)为白色粉末，在干燥空气中稳定，在潮湿空气中分解，是常用的还原剂。偏硼酸钠（NaBO2）易溶于水，不溶于乙醇，易水解。目前有多种工艺可制备NaBH4。（1）用硼精矿（含有一定量B2O3，及Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质）制取NaBH4的流程如下： “溶解”时，B2O3与NaOH反应生成了NaBO2，反应离子方程式为_。 “除硅铝”步骤加入CaO，而不加入CaCl2的原因有：能将硅、铝以沉淀除去；尽量不带入杂质离子；_。 “操作2”是将滤液蒸发、结晶、洗涤，其中洗涤选用的试剂最好是_。 “反应1”是MgH2与NaBO2混合得到NaBH4和MgO，其化学方程式为_。（2）我国孙彦平采用耐腐蚀电极材料，以阳离子交换膜为隔离膜，电解偏硼酸钠的碱溶液，也可以高效制备NaBH4。该工艺阳极产物为_，阴极电极方程式为_。【答案】 略 略 乙醇 略 O2 略“操作2”将滤液蒸发、结晶、洗涤得到NaBO2，根据“NaBO2易溶于水、不溶于乙醇、易水解”，为了减少NaBO2的溶解损失和水解，洗涤选用的试剂最好为乙醇。NaBH4中B为+3价，则NaBH4中H为-1价。“反应1”是MgH2与NaBO2混合得到NaBH4和MgO，该反应前后元素的化合价不变，该反应为非氧化还原反应，根据原子守恒，反应的化学方程式为2MgH2+NaBO2=NaBH4+2MgO。（2）电解NaBO2的碱溶液制备NaBH4，NaBH4中B为+3价，则NaBH4中H为-1价，NaBH4为还原产物，在阴极生成；根据放电顺序，阳极电极反应式为4OH-4e-=O2+2H2O，阳极产物为O2；阴极电极反应式为BO2-+8e-+6H2O=BH4-+8OH-。17钾长石(K2Al2Si6O16)通常也称正长石，主要用于生产玻璃、陶瓷制品，还可用于制取钾肥。某学习小组以钾长石为主要原料，从中提取氧化铝、碳酸钾等物质，工艺流程如下：回答以下问题：(1) 请以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式为_(2) 钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的KAlO2 和NaAlO2，写出Al2O3 转化为NaAlO2 的化学方程式_。(3) 已知“浸取”时应保持溶液呈碱性，分析其原因为_(用离子方程式解释)，若要提高浸取的速率，可采取的措施有_(回答一条)。(4) 滤液1的主要成分是_(填写化学式)(5) 此工艺中可以循环利用的主要物质是_、_和水。(6) 以石墨为电极，通过电解Al2O3 可制得金属铝。电解池中接电源负极的一极的电极反应式是_。长时间电解后，需要更换新的石墨电极的是_极(填“阴”或“阳”)。【答案】 K2OAl2O36SiO2 Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2 AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH- 不断搅拌(或适当加热、将固体粉粹成更小的颗粒) NaHCO3；KHCO3 Na2CO3 CO2 Al3+3e-=Al 阳向浸出液中通入过量CO2，发生的反应有：CO2+KAlO2+2H2O=Al（OH）3+KHCO3、CO2+NaAlO2+2H2O=Al（OH）3+NaHCO3，过滤滤出Al（OH）3，滤液1的主要成分为KHCO3、NaHCO3。（5）根据流程，煅烧时产生CO2，浸出液中需要通入CO2；结晶后得到碳酸钠晶体，煅烧中需要Na2CO3；此工艺中可以循环利用的主要物质是Na2CO3、CO2和水。（6）电解池中接电源负极的一极为阴极，阴极电极反应式为Al3+3e-=Al。以石墨为电极，电解熔融的Al2O3，阳极的电极反应式为2O2-4e-=O2，阳极生成的O2与石墨反应消耗石墨，长时间电解后，需要更换新的石墨电极的是阳极。18石英砂岩，是硅石中的一种，其主要化学成分可简单表示为MgAl4Si10O26(OH)2(假设杂质均能溶于硫酸)，工业上拟用该物质为原料制备高纯度硅，其艺流程如图所示：（1）请将石英砂岩的组成用氧化物的形式表示：_,酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_。(答出两点)（2）实验室用18.4molL-1的浓硫酸配制250mL4.8molL-1的硫酸，需量取浓硫酸_mL(结果保留一位小数)；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需_。（3）制备高纯硅的过程中需要用到Cl2，请写出实验室制备Cl2的离子反应方程式：_。（4）请写出b和H2反应的化学方程式，并用单线桥法表示该反应过程中电子的转移：_。（5）通过实验测得滤液a中c(Al3+)=1.0molL-1，c(Mg2+)=0.28molL-1，某同学打算通过调节溶液的pH值使Al3+和Mg2+完全分离(当离子浓度降到1.010-6molL-1时即视为完全分离)，则试剂X用_(填“0.1molL-1NaOH或“0.1molL-1氨水”)较好；沉淀时应控制溶液的pH值的取值范围为_(已知：KspAl(OH)3=8.010-33，KspMg(OH)2=2.810-11，lg2=0.3，lg5=0.7)。【答案】 .MgO2Al2O310SiO2H2O 加热或适当增大H+的浓度或将矿石粉碎 65.2 250mL容量瓶、胶头滴管 MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O Si+4HCl 0.1molL-1氨水 5.3，9.0)离子反应方程式为MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O；(4)根据流程图，粗硅与氯气反应生成四氯化硅，四氯化硅和H2反应生成硅和氯化氢，反应的化学方程式为SiCl4 + 2H24HCl + Si，反应过程中电子的转移用单线桥法表示为Si+4HCl；(5)由于氢氧化铝是两性氢氧化物，能够溶于过量的氢氧化钠溶液，因此选用0.1molL-1氨水较为合理；当开始沉淀Mg2+时，c(OH-)=1.010-5molL-1，pH=9.0，当完全沉淀Mg2+时，c(OH-)=10-3molL-1，pH在1112之间，当开始沉淀Al3+时，c(OH-)=2.010-11molL-1，pH=3.3，当完全沉淀Al3+时，c(OH-)=2.010-9molL-1，pH=5.3，因此调节溶液的pH值使Al3+和Mg2+完全分离，需要控制溶液的pH值在5.3，9.0)。19高锰酸钾是常用的氧化剂。某化学小组在实验室以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备KMnO4，下图是实验室制备高锰酸钾的操作流程。已知：温度溶解度/gK2CO3KHCO3KMnO42011133.76.38请回答：（1）反应的化学方程式为_。加热软锰矿、KClO3、和KOH固体时，除三脚架、玻璃棒、泥三角和铁坩埚外，还用到的仪器有_，不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是_。（2）反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_；上述流程中可以循环利用的物质是_（3）实验时，从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作a为_。若CO2过量会生成KHCO3导致得到的KMnO4产品的纯度降低其原因是_（4）反应是模拟工业上采用惰性电极电解法制取高锰酸钾晶体，写出反应的化学方程式_。【答案】 KClO3+3MnO2+6KOH3K2MnO+KCl+3H2O 酒精灯、坩埚钳 瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应或SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O 2:1 KOH、MnO2 蒸发浓缩、降温结晶、过滤 KHCO3的溶解度较小，滤液蒸发浓缩、降温结晶时KHCO3会随KMnO4一同结晶析出 2K2MnO4+2H2O2KOH+2KMnO4+H2坩埚而选用铁坩埚的理由是：瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应，反应的方程式为SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O。（2）根据流程，反应为向K2MnO4溶液中通入CO2生成MnO2、KMnO4和K2CO3，反应的化学方程式为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3，K2MnO4中Mn元素的化合价部分由+6价升至KMnO4中的+7价，KMnO4为氧化产物，部分由+6价降至MnO2中的+4价，MnO2为还原产物，根据得失电子守恒，反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为2:1。根据流程反应生成的MnO2，反应得到的KOH都可以循环利用，可循环利用的物质是KOH、MnO2。（3）反应结束冷却至室温滤去MnO2后得到的溶液中含KMnO4和K2CO3，根据表中的溶解度，20时K2CO3的溶解度很大，KMnO4的溶解度较小，从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作a是：蒸发浓缩、降温结晶、过滤。反应中若CO2过量，反应后滤去MnO2得到含KMnO4和KHCO3的混合溶液，根据表中溶解度数值可知，KHCO3的溶解度较小，滤液蒸发浓缩、降温结晶时KHCO3会随KMnO4一同结晶析出，导致得到的KMnO4产品纯度降低。（4）根据流程，用惰性电极电解K2MnO4溶液得到KMnO4，阳极电极反应式为MnO42-e-=MnO4-；根据放电顺序，阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-；电解反应的化学方程式为2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2。20纳米CaCO3作为工业上重要的无机填充材料,广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨和造纸等行业。某化学兴趣小组在实验室中利用下列装置模拟工业制备纳米CaCO3.请回答下列问题:（1）仪器甲的名称是_,在该实验中,其作用是_.（2）将上述接口连接顺序补充完整:a ；b ；d 。_（3）装置D中选择的试剂是_(填序号,下同),装置E中选择的试剂是_饱和Na2CO3溶液 饱和NaHCO3溶液 无水CaCl2固体 碱石灰（4）装置C中发生反应的离子方程式为_（5）随着气体的通入，三颈烧瓶中产生白色沉淀且逐渐增多,但一段时间后,白色沉淀逐渐减少,其可能的原因为_(结合化学用语解释)。（6）当生成5g沉淀时,理论上消耗两种气体(标准状况下)的总体积可能为_（7）已知:常温下，Ksp(CaCO3)=2.810-9,Ksp(CaSO3)=1.410-7。向浓度为1.0mol/L的Na2SO3溶液中加入纳米CaCO3,若使CaCO3向CaSO3转化,则该混合液中c(SO32-)/c(CO32-)的值(x)的取值范围为_。【答案】 干燥管 防止倒吸 fge、c、h Ca2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3+2NH4+ CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2易溶于水 3.36L、7.84L x50选择饱和NaHCO3溶液，装置E是吸收未反应的氨气，可以选用无水CaCl2固体；(4)装置C中氯化钙和氨气、二氧化碳反应生成氯化铵和碳酸钙，反应的离子方程式为Ca2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3+2NH4+；(5)碳酸钙能够被过量的二氧化碳转化为碳酸氢钙，CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2易溶于水，因此随着气体的通入，三颈烧瓶中产生白色沉淀且逐渐增多，但一段时间后，白色沉淀逐渐减少；(6)n(CaCl2)=0.2L0.5 mol/L=0.1mol，5g碳酸钙沉淀的物质的量=0.05mol，根据Ca2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3+2NH4+可知，当氯化钙过量，消耗氨气0.1mol，二氧化碳0.05mol，共消耗气体0.15mol，标准状况下的体积=0.15mol22.4L/mol=3.36L；但通入的气体过量将生成的部分碳酸钙溶解，则生成0.1mol碳酸钙消耗氨气0.2mol，二氧化碳0.1mol，溶解0.05mol碳酸钙需要消耗0.05mol二氧化碳，共消耗气体0.35mol，标准状况下的体积=0.35mol22.4L/mol=7.84L；(7)向浓度为1.0mol/L的Na2SO3溶液中加入纳米CaCO3，若使CaCO3向CaSO3转化需要满足c(SO32-) c(Ca2+)Ksp(CaSO3)，即c(SO32-)Ksp(CaSO3)，则=50。
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