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第1讲碳、硅及其化合物A组基础题组1.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BB项,水晶主要成分是二氧化硅,属于无机物。2.下列各组物质有关性质关系的比较,正确的是()A.硬度:SiO2CO2C.熔点:SiO2H2SiO3答案DA项,硬度:SiO2CO2,A错误;B项,二氧化硅不溶于水,二氧化碳与水反应生成碳酸,可知溶解性:SiO2CO2,C错误;D项,非金属性:CSi,则酸性:H2CO3H2SiO3,D正确。3.下列变化,不能通过一步反应直接完成的是()A.AlNaAlO2B.NaHCO3Na2CO3C.SiO2H2SiO3D.Fe(OH)2Fe(OH)3答案CAl与NaOH溶液发生反应生成AlO2-,可一步反应生成,A不选;NaHCO3加热分解为碳酸钠、二氧化碳和水,可一步反应生成,B不选;SiO2不溶于水,也不与水反应,因此SiO2先与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠溶液,然后再加入稀硫酸可以得到硅酸,故选C;Fe(OH)2可与H2O、O2发生化合反应生成Fe(OH)3,D不选。4.向一定浓度的下列物质的澄清溶液中通入过量的CO2气体,最后肯定没有沉淀生成的是()Ca(OH)2Na2CO3CaCl2Ca(ClO)2NaAlO2Na2SiO3A.B.C.D.答案A向Ca(OH)2、Ca(ClO)2溶液中分别通入过量的CO2,最终生成Ca(HCO3)2,没有沉淀生成;向Na2CO3溶液中通入过量CO2,最终会析出NaHCO3晶体;CO2与CaCl2不反应;CO2与NaAlO2溶液反应产生Al(OH)3沉淀;CO2与Na2SiO3溶液反应产生H2SiO3沉淀。5.(2018宁夏银川二模)中华传统文化博大精深,其中涉及很多的化学知识。下列有关说法不正确的是()A.“滴水穿石”“绳锯木断”不包含化学变化B.工业生产玻璃、水泥、漂白粉,均需要用石灰石作原料C.“落汤螃蟹着红袍”肯定发生了化学变化D.中国蓝是古代人工合成的蓝色化合物,其化学式为BaCuSi4O10,可改写成BaOCuO4SiO2答案A大理石(即碳酸钙)与水、二氧化碳反应生成Ca(HCO3)2,属于化学变化,A错误。6.下列除杂方法正确的是()A.SiO2中含有Al2O3杂质,可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去B.CO2中含有CO杂质,可以通过盛有灼热CuO的玻璃管C.CO2中含有HCl杂质,可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶D.Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质,可以通入足量的CO2,然后过滤答案BA项,SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应;C项,应通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶;D项,引入了NaHCO3杂质。7.(2018山东聊城三模)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的目的答案DA项,H2、CO不纯时加热易发生爆炸,则为了实验安全性,应先点燃处酒精灯排出装置中空气,后点燃处酒精灯,故A正确;B项,由上述分析可知,、中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水,故B正确;C项,H2和CO均能还原CuO,当黑色氧化铜变红色,说明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种,故C正确;D项,若用碱石灰替换无水硫酸铜,碱石灰可吸收水、二氧化碳,不能达到检验H2和CO的目的,故D错误。8.A、B、C、D、E代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系如图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似。请填空:(1)形成单质A的原子的结构示意图为,它的最高化合价为。(2)B的化学式为,B和碳反应生成A和E的化学方程式为。(3)C的化学式为,D的化学式为。答案(1)+4(2)SiO2SiO2+2C Si+2CO(3)CaSiO3Na2SiO3解析A、B、C、D、E代表单质或化合物,A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似,A是Si。B和碳在高温下反应生成A和E,则该反应是碳和二氧化硅反应生成硅和CO的反应,即B是二氧化硅,E是CO;二氧化硅在高温下和氧化钙反应生成C即硅酸钙,二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成D即硅酸钠。根据以上分析可知A是Si,B是SiO2,C是CaSiO3,D是Na2SiO3,E是CO。(1)形成单质A的原子是硅原子,其原子结构示意图为,最外层有4个电子,它的最高化合价为+4。(2)B的化学式为SiO2,晶体类型为原子晶体,B和碳反应生成A和E的化学方程式是SiO2+2C Si+2CO。(3)C的化学式为CaSiO3,D的化学式为Na2SiO3。9.为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱,某学生设计了如下图所示的实验装置,一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答:(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液,分液漏斗所盛试剂应为。(2)装置B所盛的试剂是,其作用是。(3)装置C所盛试剂是,C中反应的离子方程式是。(4)由此得到的结论是酸性:。答案(1)盐酸(2)饱和NaHCO3溶液吸收HCl气体(答案合理即可)(3)Na2SiO3溶液SiO32-+CO2+H2O H2SiO3+CO32-(或SiO32-+2CO2+2H2O 2HCO3-+H2SiO3)(4)HClH2CO3H2SiO3解析(1)根据强酸制取弱酸的原则,分液漏斗中应盛放最强的酸,最强的酸是盐酸,所以分液漏斗中所盛试剂名称是盐酸。 (3)硅酸钠能和二氧化碳、水反应生成硅酸和碳酸钠(碳酸氢钠),反应的离子方程式为SiO32-+CO2+H2O H2SiO3+CO32- (或SiO32-+2CO2+2H2O 2HCO3-+H2SiO3)。10.某矿石可能由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一种或几种组成,欲探究其组成,设计探究过程如图所示。已知:碳酸不能溶解Al(OH)3沉淀。(1)Si在元素周期表中的位置是。(2)下列说法正确的是。a.酸性:H2CO3H2SiO3b.原子半径:OCSiCH4SiH4d.离子半径:O2-Al3+(3)该矿石的组成是,滤渣和NaOH溶液反应的离子方程式是。(4)该矿石和1 molL-1 HNO3溶液反应的离子方程式为。(5)工业上依据上述实验原理处理该矿石,将反应池逸出的气体与一定量的O2混合循环通入反应池中,目的是;若处理该矿石2.36103 kg,得到滤渣1.2103 kg,理论上至少需要1 molL-1 HNO3溶液的体积为L。答案(1)第三周期A族(2)abc(3)FeCO3和SiO2SiO2+2OH- SiO32-+H2O(4)3FeCO3+10H+NO3- 3Fe3+3CO2+NO+5H2O(5)NO循环使用减少环境污染,NO跟H2O、O2反应后又得到硝酸,可以提高原料利用率3104解析(4)SiO2与硝酸不反应。FeCO3与硝酸反应时,要注意生成Fe3+,同时硝酸被还原为NO。(5)NO、H2O、O2可发生反应:4NO+2H2O+3O2 4HNO3,生成的硝酸可循环使用,减少污染。每溶解3 mol FeCO3,消耗10 mol HNO3,如果由NO回收的1 mol HNO3循环利用,则理论上只需要9 mol HNO3,即:FeCO33HNO3。根据2.36103 kg矿石处理后得到滤渣1.2103 kg,可知其中含有1.16103 kg FeCO3,需要硝酸3104 mol,故理论上需1 molL-1的HNO3溶液3104 L。B组提升题组11.蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成。现取一份蛇纹石试样进行实验,首先将其溶于过量的盐酸,过滤后,在所得的沉淀X和溶液Y中分别加入NaOH溶液至过量。下列叙述不正确的是()A.沉淀X的成分是SiO2B.将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液后过滤,可得到红色颜料Fe2O3C.在溶液Y中加入过量的NaOH溶液,过滤得到的沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2D.溶液Y中的阳离子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+答案BMgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3中只有SiO2不溶于盐酸,沉淀X为SiO2,溶液Y中的阳离子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+;MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3中MgO、Fe2O3均不溶于NaOH溶液,B项错误。12.A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素,它们有如图所示的转化关系。该元素(用R表示)的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气。请回答下列问题:(1)写出下列物质的化学式:A;C;E。(2)反应的化学方程式为,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。(3)反应的离子方程式为。(4)反应的离子方程式为。(5)H2CO3的酸性强于E,请用离子方程式证明:。答案(1)SiO2Na2SiO3H2SiO3(2)SiO2+2CSi+2CO12(3)Si+2OH-+H2OSiO32-+2H2(4)SiO32-+Ca2+CaSiO3(5)SiO32-+CO2+H2OH2SiO3+CO32-解析非金属元素R的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气,说明是硅及其化合物之间的转化,A在高温条件下能与焦炭、CaCO3发生反应,则A为SiO2,从而推知B为CaSiO3,C为Na2SiO3,D为Si,E为H2SiO3。13.(2018贵州安顺适应性监测考试)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:。(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:(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(填“阴”或“阳”)极。答案(1)K2OAl2O36SiO2(2)Na2CO3+Al2O3 2NaAlO2+CO2(3)AlO2-+2H2O Al(OH)3+OH-不断搅拌(适当加热、将固体粉碎成更小的颗粒等)(4)NaHCO3、KHCO3(5)Na2CO3CO2(6)Al3+3e- Al阳解析(1)钾长石的化学式为K2Al2Si6O16,根据原子守恒,以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式为K2OAl2O36SiO2。(2)Al2O3与Na2CO3在高温下反应生成NaAlO2和CO2,反应的化学方程式为Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2。(3)根据流程,浸出液中含KAlO2、NaAlO2,KAlO2、NaAlO2都属于强碱弱酸盐,溶液中存在水解平衡:AlO2-+2H2O Al(OH)3+OH-;“浸取”时保持溶液呈碱性,可抑制AlO2-的水解。(4)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。
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