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碳、硅及其化合物无机非金属材料考点1 碳、硅及其化合物1. 高考组合题下列叙述不正确的是()A.2015江苏,4A元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B.2015上海,11C硬度:晶体硅H2SiO3D.2016浙江理综,9AX(碳元素)与Y(氧元素)能形成多种化合物,一般条件下都能与Z(钠元素)的最高价氧化物的水化物发生反应5.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。再升温至65 以上,溶液变澄清C6H5ONa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Ca(OH)2溶液6.给定条件下,下列选项中所示的物质间的转化关系均能一步实现的是()A.S SO2BaSO4B.SiO2H2SiO3Na2SiO3(aq)C.MgCl26H2OMgCl2MgD.CuSO4(aq)Cu(OH)2悬浊液Cu2O7.下列表示物质用途的离子方程式或化学方程式不正确的是()A.用硅酸钠与盐酸反应制备硅胶:SiO32-+2H+ H2SiO3(胶体)B.用二氧化硅与烧碱溶液反应制备硅酸钠:SiO2+OH-SiO32-+ H2OC.用铝热法炼铁:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3D.用氯气与石灰乳反应制备漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O8. 2018合肥高三调研将一定量的碳酸氢钠(含少量氯化钠)固体加热一段时间后,再加入足量的盐酸完全反应。下列有关叙述正确的是()A.原固体中碳酸氢钠含量越高,钠元素的含量也越高B.若加热后原固体质量减少3.1 g,则原固体中碳酸氢钠的质量为8.4 gC.若反应后溶液中含0.1 mol Na+ ,原固体的质量可能为8.0 gD.原固体分解越完全,消耗盐酸的量越少9. 2015上海,19,4分双选离子方程式2Ca2+3HCO3-+3OH- 2CaCO3+CO32-+3H2O可以表示()A.Ca(HCO3)2与NaOH溶液反应B.NaHCO3与澄清石灰水反应C.Ca(HCO3)2与澄清石灰水反应D.NH4HCO3与澄清石灰水反应10.昆仑玉的主要成分是由透闪石和阳起石组成的纤维状微晶结合体,透闪石的主要化学成分为 Ca2Mg5Si8O22(OH)2。下列有关说法不正确的是()A.透闪石的主要化学成分可表示为2CaO5MgO8SiO2H2OB.透闪石中Mg的质量分数是Ca的质量分数的1.5倍C.1 mol Ca2Mg5Si8O22(OH)2与足量的盐酸作用,至少需要14 molHClD.透闪石是一种新型无机非金属材料,难溶于水11.草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O)呈淡黄色。某化学兴趣小组为探究草酸亚铁晶体的化学性质,进行了一系列实验探究。请回答下列问题:(1)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的 KMnO4溶液,振荡,发现溶液逐渐变为棕黄色,并检测到有二氧化碳气体生成。这说明草酸亚铁晶体具有(填“氧化性”或“还原性”)。若反应中消耗1 mol FeC2O42H2O,则参加反应的KMnO4为mol。(2)资料表明在密闭容器中加热到400 时,草酸亚铁晶体可完全分解,生成几种氧化物,残留物为黑色固体。根据教材中所介绍的铁的氧化物的性质,对黑色固体的成分提出如下假设。假设一:全部是FeO;假设二:;假设三:。(3)为验证假设一是否成立,进行如下探究,请你完成表中的内容。实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期实验现象和结论取少量黑色固体于试管中,考点2 无机非金属材料12.下列说法正确的是()A.光导纤维的主要成分是硅B.常用氢氟酸(HF)刻蚀玻璃C.制普通玻璃的主要原料是烧碱、石灰石、石英D.实验室用带玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液13.某化学家指出Si与NaOH溶液的反应,首先是Si与OH-反应,生成SiO44-,然后SiO44-迅速水解生成H4SiO4,下列有关说法正确的是()A.原硅酸钠(Na4SiO4)能迅速水解,且水解后呈碱性,故Na4SiO4为弱电解质B.石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C.2HCl+Na2SiO3 H2SiO3+2NaCl说明Cl的非金属性大于Si的D.半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指将二氧化硅制成晶体硅14.(1)传统硅酸盐陶瓷都是以为原料,经而成的。制备普通玻璃的化学方程式为、;水泥是以和为主要原料,经研磨、混合后在水泥回转窑中,再加入适量,研成细粉就得到普通水泥。(2)人工合成的硅橡胶是一种耐高温、低温,耐油的橡胶,常用于制造火箭、导弹、飞机的零件和人造心脏、人造血管等。现以为原料合成硅橡胶(),发生反应的主要反应类型有、。答案1.A常见的碳单质的同素异形体有金刚石、石墨、C60等,A项错误。金刚石的硬度大于晶体硅的,B项正确。石英砂经过还原、提纯可得单晶硅,C项正确。硅胶多孔,吸水性强,可用作食品干燥剂,D项正确。2.CDSiO2不与HCl反应,SiO2先与C在高温条件下反应生成Si单质后,再与Cl2在高温条件下反应生成SiCl4,故C项符合题意;SiO2不与水反应,不能一步转化为H2SiO3,SiO2先与NaOH溶液反应转化为Na2SiO3后,再与盐酸反应转化为H2SiO3,故D项符合题意。3.(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁)(1分)(2)石英砂、纯碱和石灰石(3分)(3)SiO2+3CSiC+2CO(2分)金刚砂(1分)金刚石(或单晶硅)(1分)精馏(或蒸馏)(1分)H2SiO3、H2、HCl(3分)(4)H2、HCl(2分)【解析】(1)反应物是二氧化硅、木炭和铁,所得“金属”应是铁的合金。(2)生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂。(3)SiC又名金刚砂,与金刚石或晶体硅具有相似的结构。在SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl中,SiCl4在常温下呈液态,会成为杂质。由于SiCl4与SiHCl3沸点相差较大,因此可用蒸馏的方法进行分离。SiHCl3完全水解的化学方程式为SiHCl3+3H2O H2SiO3+H2+3HCl。(4)氯碱工业的产品是NaOH、H2、Cl2,其中H2、Cl2反应可制备HCl。H2、HCl都是制备硅工艺中的原料。4.CCO不属于酸性氧化物,与NaOH溶液不反应,A、D项错误。磨口玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3,使瓶塞与瓶口黏结不易打开,B项错误。5.BA项,CO2+H2O+NaHCO3,升温至 65 以上,C6H5OH完全溶解,溶液变澄清。B项,CO2+Na2SiO3+H2O Na2CO3+H2SiO3,H2SiO3与CO2不反应,浑浊不会消失。C项,CO2+Ca(ClO)2+H2OCaCO3+2HClO,溶液变浑浊后加入品红溶液,品红被HClO氧化褪色。D项,首先发生反应CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O,继续通CO2,生成可溶于水的Ca(HCO3)2,再加入足量的NaOH溶液,则有2NaOH+Ca(HCO3)2CaCO3+Na2CO3+2H2O,溶液又变浑浊。6.DA项,SO2和BaCl2溶液不反应,弱酸不能制强酸;B项,SiO2不溶于水,也不与水反应;C项,MgCl26H2O须在HCl的氛围中加热才能得到MgCl2固体;D项,CuSO4溶液和过量NaOH溶液反应生成Cu(OH)2悬浊液,Cu(OH)2悬浊液和葡萄糖在加热条件下反应生成Cu2O沉淀,C6H12O6+2Cu(OH)2+NaOHCH2(OH)(CHOH)4COONa+Cu2O+3H2O,所以能实现一步转化。7.BB项离子方程式电荷不守恒、原子不守恒,正确的离子方程式为SiO2 +2OH-SiO32-+ H2O,B项错误。8.C由NaHCO3和NaCl的化学式可知,碳酸氢钠含量越高,钠元素的含量越低,A项错误。“加热后原固体质量减少3.1 g”,不能确定NaHCO3是否完全分解,故无法确定原固体中NaHCO3的质量,B项错误。由“反应后溶液中含0.1 mol Na+”可知,若固体只含NaHCO3时,质量为8.4 g;若固体只含NaCl时,质量为5.85 g,根据中间值法可知C项正确。足量的盐酸与固体反应生成NaCl,根据钠元素守恒可知,消耗的HCl的物质的量等于固体中NaHCO3的物质的量,而与NaHCO3是否分解完全无关,D项错误。9.ABA项,Ca(HCO3)2与NaOH按物质的量之比23反应可以得到题干给出的离子方程式,正确。B项,NaHCO3与Ca(OH)2按物质的量之比32反应可以得到题干给出的离子方程式,正确;C项,得到的离子方程式为Ca2+HCO3-+OH- CaCO3+H2O,错误;D项,离子方程式中应含NH4+、NH3H2O,错误。10.D依据将硅酸盐改写为氧化物形式的表示方法可判断,A项正确;1 mol透闪石中Mg的质量为120 g,是Ca的1.5倍,B项正确;透闪石与盐酸作用时,SiO2与盐酸不反应,其他金属氧化物则转化为金属氯化物,根据氯原子守恒知,C项正确;由透闪石的组成知它属于传统的硅酸盐材料,难溶于水,D项错误。11.(1)还原性0.6(2)全部是Fe3O4是FeO和Fe3O4的混合物(3)实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期实验现象和结论取少量黑色固体于试管中,加入适量稀盐酸(或稀硫酸)溶解,再向溶液中加入KSCN溶液若溶液不变红色,则假设一成立;若溶液变红色,则假设一不成立【解析】(1)溶液变为棕黄色,并检测到有二氧化碳气体生成,这说明草酸亚铁具有还原性。FeC2O4中铁元素为+2价,碳元素为+3价,1 mol FeC2O42H2O可失去3 mol电子,而1 mol KMnO4可得到5 mol电子,则反应中FeC2O42H2O与KMnO4的物质的量之比为53,反应中消耗1 mol FeC2O42H2O,则参加反应的KMnO4为 0.6 mol。(2)铁的氧化物中呈黑色的有FeO和 Fe3O4。(3)FeO与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成Fe2+, Fe2+与KSCN不反应,但Fe3O4或FeO和Fe3O4的混合物与稀盐酸(或稀硫酸)反应均会生成Fe3+,Fe3+与KSCN反应使溶液变红色。据此可设计方案对假设进行验证。12.BA项,光导纤维的主要成分是二氧化硅,错误;C项,制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英,错误;D项,保存氢氧化钠溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶,因为NaOH与玻璃的主要成分SiO2反应生成硅酸钠,会使瓶塞和瓶口黏结在一起,错误。13.DA项,Na4SiO4在水溶液里完全电离,所以Na4SiO4为强电解质,Na4SiO4是强碱弱酸盐,溶液中SiO44-迅速水解导致溶液呈碱性,错误;B项,石英玻璃的主要成分是二氧化硅,所以石英玻璃不属于硅酸盐产品,普通玻璃、陶瓷、水泥的主要成分都是硅酸盐,这三种物质属于传统硅酸盐产品,错误;C项,该反应说明HCl的酸性大于 H2SiO3的,但HCl不是Cl的最高价氧化物对应的水化物,所以该反应不能说明Cl的非金属性大于Si的,错误;D项,沙子的主要成分是二氧化硅,硅芯片的主要成分是硅,二氧化硅被焦炭还原生成粗硅,粗硅再经提纯得到纯硅,所以半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指将二氧化硅制成晶体硅,正确。14.(1)黏土高温烧结Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2、CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2黏土石灰石煅烧石膏(2)水解反应(或取代反应)缩聚反应【解析】陶瓷、玻璃、水泥是使用量最大的无机非金属材料,硅橡胶是具有特殊功能的含硅物质。(1)传统硅酸盐陶瓷都是以黏土为原料,经高温烧结而成的。制备普通玻璃的原料为纯碱、石灰石和石英砂,在玻璃窑中熔融时发生反应的化学方程式为Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2、CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2。制备普通水泥的原料是黏土和石灰石,在水泥回转窑中煅烧后,再加入适量石膏。(2)硅与碳同主族,根据元素周期律知,二甲基二氯硅烷的化学性质与卤代烃相似,水解时氯原子被羟基取代:+2H2O+2HCl,生成的二甲基硅二醇性质与二元醇类似,可以发生分子间脱水缩聚形成高分子“醚”类:+(n-1)H2O,发生反应的主要反应类型有水解反应(或取代反应)和缩聚反应。
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