1、1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 N
2、a2SiO3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 SO2 BaSO4B.SiO2 H2SiO3 Na2SiO3(aq)C.MgCl26H2O MgCl2 Mg3D.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:Si +2H+ H2SiO3(胶体)O2-3B.用二氧化
3、硅与烧碱溶液反应制备硅酸钠:SiO 2+OH- Si + H2OO2-3C.用铝热法炼铁:2Al+Fe 2O3 2Fe+Al2O3D.用氯气与石灰乳反应制备漂白粉:2Cl 2+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
4、的量越少9. 2015 上海,19,4 分双选离子方程式 2Ca2+3HC +3OH- 2CaCO3+C +3H2O 可O-3 O2-3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 Ca 2Mg5Si8O22(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
5、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(FeC 2O42H2O)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 KMnO 4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
6、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: 。 4(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 Si ,然后 SiO
7、4-4迅速水解生成 H4SiO4,下列有关说法正确的是 ( )O4-4A.原硅酸钠(Na 4SiO4)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
8、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、C 60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.CD SiO 2不与 HCl 反应,SiO 2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;SiO 2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
9、酸反应转化为 H2SiO3,故 D 项符合题意。53.(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)SiO 2+3C SiC+2CO(2 分) 金刚砂(1 分) 金刚石(或单晶硅)(1 分) 精馏(或蒸馏)(1 分) H 2SiO3、H 2、HCl(3 分) (4)H 2、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、SiH 2Cl2、SiH 3Cl 中,SiCl 4在常温下呈液态,会成为杂
10、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。SiHCl 3完全水解的化学方程式为SiHCl3+3H2O H2SiO3+H 2+3HCl。(4)氯碱工业的产品是 NaOH、H 2、Cl 2,其中H2、Cl 2反应可制备 HCl。H 2、HCl 都是制备硅工艺中的原料。4.C CO 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.B A 项,CO 2+ +H2O +NaHCO3,升温至 65 以上,C 6H5OH 完全溶解,溶液变澄清。B 项,CO
11、2+Na2SiO3+H2O Na2CO3+H2SiO3,H 2SiO3与 CO2不反应,浑浊不会消失。C 项,CO2+Ca(ClO)2+H2O CaCO3+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+H 2O,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)2 CaCO3+Na 2CO3+2H2O,溶液又变浑浊。6.D A 项,SO 2和 BaCl2溶液不反应,弱酸不能制强酸;B 项,SiO 2不溶于水,也不与水反应;C项,MgCl 26H2O 须在
12、 HCl 的氛围中加热才能得到 MgCl2固体;D 项,CuSO 4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+NaOH CH2(OH)(CHOH)4COONa+Cu2O+3H 2O,所以能实现一步转化。7.B B 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- Si + O2-3H2O,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 Na
13、HCO3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.AB A 项,Ca(HCO 3)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,NaHCO 3与 Ca(OH)2按物质的量之比 32 反应可以得
14、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+HC +OH- CaCO3+H 2O,错误;D 项,离子方程式中O-3应含 N 、NH 3H2O,错误。H+410.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,SiO 2与盐酸不反应,其他金属6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
15、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 FeC 2O42H2O 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 mo
16、l。(2)铁的氧化物中呈黑色的有 FeO和 Fe 3O4。(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.B A 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.D A 项,Na 4SiO4在水溶液里完全
17、电离,所以 Na4SiO4为强电解质,Na 4SiO4是强碱弱酸盐,溶液中 Si 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O4-4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 H 2SiO3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
18、,正确。14.(1)黏土 高温烧结 Na 2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2、CaCO 3+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+SiO2 Na2SiO3+CO2、CaCO 3+SiO2 CaSiO3+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: +2H2O7+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。
