2019版高考化學一輪復習 第4章 常見非金屬及其化合物 第12講 碳、硅及無機非金屬材料練習 魯科版.doc

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第12講 碳、硅及無機非金屬材料 課時作業(yè) 1．下列哪些材料是新型無機非金屬材料(　　) ①氧化鋁陶瓷；②氮化硅陶瓷；③碳化硅陶瓷；④氮化鋁陶瓷；⑤氮化鈦陶瓷；⑥硅化硼陶瓷；⑦二硅化銅陶瓷 A．僅①②③　　　　　　　 B．僅①③④⑤ C．僅①⑤⑥ D．全部都是 答案：D 2．(2017吉林一中質(zhì)檢)下列關于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是(　　) ①硅酸鹽Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示為Na2O2FeO3SiO2 ②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 ③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導纖維 ④單質(zhì)硅是將太陽能轉變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧? A．②③ B．①③ C．①④ D．④ 解析：①硅酸鹽Na2Fe2Si3O10中Fe的化合價是＋3價，所以用氧化物的形式表示為Na2OFe2O33SiO2，錯誤；②水晶的主要成分是二氧化硅，不屬于硅酸鹽制品，錯誤；③用于制作光導纖維的材料是二氧化硅，不是硅單質(zhì)，錯誤；④單質(zhì)硅是將太陽能轉變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?，正確，所以答案為D。 答案：D 3．下列關于SiO2和CO2的敘述不正確的是(　　) A．都是共價化合物 B．SiO2可用于制光導纖維，干冰可用于人工降雨 C．都能溶于水且與水反應生成相應的酸 D．都是酸性氧化物，都能與強堿溶液反應 解析：SiO2不溶于水且與水不反應，C項錯誤。 答案：C 4． (2017宿州模擬)下列敘述正確的是(　　) A．因為Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強 B．碳和硅都是第ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似 C．二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸，所以二氧化硅是兩性氧化物 D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反應生成硅酸 解析：A項的反應之所以能夠發(fā)生，是因為生成的產(chǎn)物中有氣體生成，平衡正向移動，促使反應能夠順利進行，故不能通過此反應判斷H2CO3與H2SiO3的酸性強弱，A錯誤；CO2和SiO2的物理性質(zhì)差異較大，B錯誤；SiO2與氫氟酸的反應不屬于兩性氧化物，因為SiO2與一般酸不反應，C錯誤。 答案：D 5．下列物質(zhì)間的轉化不能通過一步反應完成的是(　　) A．SiO2―→Si B．H2SiO3―→SiO2 C．SiO2―→H2SiO3 D．Si―→Na2SiO3 解析：A項，SiO2＋2C高溫,Si＋2CO↑；B項，H2SiO3SiO2＋H2O；C項，SiO2不能與水反應生成H2SiO3，也無法與其他物質(zhì)通過一步反應生成H2SiO3；D項，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 答案：C 6．下列離子方程式的書寫正確的是(　　) A．水玻璃中通入過量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO＋H2SiO3 B．澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO C．硅與氫氟酸的反應：Si＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2↑ D．二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O 解析：Na2SiO3是強電解質(zhì)，應拆成Na＋、SiO，且應生成HCO，A錯；B項正確寫法是CO2＋OH－===HCO；C項，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－。 答案：D 7．將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后得到的固體物質(zhì)是(　　) A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3 C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2 解析：將足量CO2氣體通入水玻璃中，發(fā)生反應：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3；加熱蒸干，高溫灼燒時發(fā)生反應：H2SiO3H2O＋SiO2；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，所以最后所得固體物質(zhì)是Na2SiO3，故選A項。 答案：A 8．青石棉(crocidolite)是一種致癌物質(zhì)，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學品之一，其化學式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液處理時，還原產(chǎn)物只有NO，下列說法不正確的是(　　) A．青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品 B．青石棉中含有一定量的石英晶體 C．青石棉的化學組成可表示為Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O D．1 mol青石棉能使1 mol HNO3被還原 解析：硅酸鹽指的是硅、氧與其他化學元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結合而成的化合物的總稱，故青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品；青石棉是一種純凈物，不可能含有一定量的石英晶體；1 mol Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O跟足量硝酸反應時，失去3 mol電子，而還原產(chǎn)物只有NO，故能使1 mol HNO3被還原。 答案：B 9．二氧化硅(SiO2)又稱硅石，是制備硅及其化合物的重要原料(如圖所示)。 下列說法正確的是(　　) A．SiO2既能與HF反應，又能與NaOH反應，屬于兩性氧化物 B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶不能用玻璃塞 C．硅膠吸水后不能重復使用 D．圖中所示轉化反應都是氧化還原反應 解析：二氧化硅與NaOH反應：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，生成了鹽和水，SiO2只能與HF反應，即只是能和特殊酸反應，和其他酸不反應，和酸的反應沒有普遍性，所以二氧化硅不是兩性氧化物，故A錯誤；Na2CO3溶液呈堿性，二氧化硅能與堿反應生成具有黏合性的硅酸鈉，使玻璃塞無法打開，故B正確；硅膠吸附水分后，可通過熱脫附方式將水分除去重復使用，故C錯誤；圖中二氧化硅與氫氟酸、氫氧化鈉、碳酸鈉的反應，硅酸鈉與鹽酸的反應，硅酸的分解，硅酸的生成，元素的化合價都沒有發(fā)生變化，是非氧化還原反應，故D錯誤。 答案：B 10．向含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持續(xù)穩(wěn)定地通入CO2氣體，當通入氣體體積為8.96 L(0 ℃，1.01105 Pa)時立即停止，則這一過程中，溶液中溶質(zhì)離子的物質(zhì)的量與通入CO2氣體的體積關系圖像正確的是(氣體的溶解和離子的水解忽略不計)(　　) A B C D 解析：通入CO2氣體依次發(fā)生的反應為 CO2?。a(OH)2===BaCO3↓＋H2O 0．1 mol　 0.1 mol　　　0.1 mol CO2　＋　2NaOH===Na2CO3＋H2O 0．1 mol　 0.2 mol　　0.1 mol CO2?。a2CO3＋H2O===2NaHCO3 0．1 mol　 0.1 mol　　　　　0.2 mol CO2?。aCO3＋H2O===Ba(HCO3)2 0．1 mol　 0.1 mol　　　　　0.1 mol 通入0.1 mol CO2時，溶液中含有0.2 mol NaOH，溶質(zhì)離子的物質(zhì)的量為0.4 mol；通入0.2 mol CO2時溶液中生成0.1 mol Na2CO3，n(離子)＝0.3 mol；通入0.3 mol CO2時，溶液中含0.2 mol NaHCO3，n(離子)＝0.4 mol；通入0.4 mol CO2時，溶液中含0.2 mol NaHCO3和0.1 mol Ba(HCO3)2，n(離子)＝0.7 mol。 答案：C 11．硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。 (1)用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作________。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應制得，高溫熔融純堿時下列坩堝可選用的是________(填字母序號)。 a．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝 c．氧化鋁坩堝 D．鐵坩堝 (2)SiO2是硅酸鹽玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可寫成Na2OCaO6SiO2。盛放NaOH溶液的試劑瓶若用玻璃塞容易使瓶體與瓶塞粘連，而無法打開，發(fā)生反應的化學方程式為________________________________。 長石是鋁硅酸鹽，不同類長石其氧原子的物質(zhì)的量分數(shù)相同。由鈉長石化學式NaAlSi3O8可推知鈣長石的化學式為________________。 解析：(2)玻璃的成分中含有SiO2，能與NaOH溶液反應生成黏性很強的Na2SiO3而發(fā)生粘連，反應方程式為SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。由于鈣長石和鈉長石中氧原子的物質(zhì)的量分數(shù)相同，鈉長石中鈉與鋁的原子個數(shù)比為1∶1，擴2倍后可知鈣長石中鈣和鋁的原子個數(shù)比為1∶2。鈉長石中氧原子的物質(zhì)的量分數(shù)為，則鈣長石用氧化物的形式表示為CaOAl2O3nSiO2，因此：1＋3＋2n＝8，n＝2，鈣長石的化學式為CaOAl2O32SiO2，即為CaAl2Si2O8。 答案：(1)防火劑　d (2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　CaAl2Si2O8 12．X是一種新型無機非金屬材料，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊性。有關生產(chǎn)過程如下： 為了確定C的組成，某同學進行了以下的探究過程。已知F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可用于制造光導纖維。 按要求回答下列問題： (1)C的化學式為________；X的化學式為________。 (2)寫出下列方程式 反應①的化學方程式：___________________________________； 反應⑦的離子方程式：________________________________。 解析：本題可從I入手推斷，I可用于制造光導纖維，故其為二氧化硅，F(xiàn)為硅酸，H為硅酸鈉。E為HCl， C為四氯化硅，X為Si3N4。反應①為Si與Cl2反應生成SiCl4，反應⑦為硅酸鈉與過量的二氧化碳反應生成硅酸和碳酸氫鈉。 答案：(1)SiCl4　Si3N4 (2)Si＋2Cl2△,SiCl4　SiO＋2H2O＋2CO2===H2SiO3↓＋2HCO 13．某化學興趣小組的成員撿到一塊礦石，觀察外觀發(fā)現(xiàn)該礦石堅硬且呈紅褐色，投入水中沒有任何變化，再向水中加濃鹽酸至過量，礦石部分溶解，并有大量無色氣體生成。學生猜測該礦石可能由CaCO3、SiO2、Fe2O3三種成分組成，試設計實驗證明CaCO3以外的兩種成分。 僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、滴管、藥匙、漏斗、漏斗架； 2 molL－1鹽酸、2 molL－1 NaOH溶液、2% KSCN溶液。 (1)將實驗方案用以下流程示意圖表示，試寫出每步所用試劑名稱或化學式。 試劑Ⅰ________；試劑Ⅱ________；試劑Ⅲ________。 (2)如果猜測是成立的，試根據(jù)上述實驗方案，敘述實驗操作、預期現(xiàn)象和結論。 編號 實驗操作 預期現(xiàn)象和結論 ① 取適量礦石研細，加足量2 molL－1鹽酸 有大量無色氣體生成，得棕黃色溶液，且仍有少量固體殘留 ② ③ ④ 答案：(1)2% KSCN溶液　2 molL－1 NaOH溶液　2 molL－1鹽酸 (2) ② 向溶液中滴入幾滴KSCN溶液 溶液變成紅色，說明礦石中有Fe2O3 ③ 向殘渣中加入2 molL－1 NaOH溶液 殘渣溶解，得無色溶液 ④ 向溶液中加入少量2 molL－1的鹽酸 產(chǎn)生白色沉淀，說明礦石中含有SiO2 14.(2017鄭州模擬)未來的交通工具將采用新一代無機非金屬材料制成的無水冷發(fā)動機。這類材料中研究較多的是化合物G。 (1)化合物G的相對分子質(zhì)量為140，G中硅元素的質(zhì)量分數(shù)為60%，另有元素Y。G可以由化合物E(含兩種元素)與NH3反應而生成，同時產(chǎn)生HCl氣體。請推斷： ①化合物G的化學式為_________________________________。 ②1 mol NH3和0.75 mol E 恰好完全反應生成G和HCl，則化合物E的分子式為_______________________________________________________________。 (2)粉末狀G能夠與空氣中的氧氣和水作用，所得產(chǎn)物中都有一種酸性氧化物，它是工業(yè)上生產(chǎn)玻璃的主要原料。與氧氣反應所得的產(chǎn)物還有一種單質(zhì)，與水反應生成的另一種產(chǎn)物是該種單質(zhì)元素的氫化物。請寫出化合物G與水反應的化學方程式______________。 (3)為了使化合物G能成為新一代汽車發(fā)動機材料，現(xiàn)采用常壓下在G中添加氧化鋁，經(jīng)高溫燒結制成一種高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料，它的商品名叫“賽倫”，化學通式可表達為Si6－xAlxOxY8－x。在接近于1 700 ℃時x的極限值約為4.0，在1 400 ℃時x為2.0，以保持整個化合物呈電中性。試問：賽倫中Y元素的化合價為________。 解析：(1)G中Si的原子數(shù)為＝3，另一種元素不可能是氫，而是氮，氮的原子數(shù)為＝4，故G的化學式為Si3N4。E分子中只有一個硅原子，故其分子式為SiCl4。 (2)由題意知Si3N4與H2O反應生成SiO2和NH3。 (3)Si為＋4價，Al為＋3價，O為－2價，當x＝4時代入得Y的化合價a：24＋43＋(－2)4＋a4＝0，a＝－3價。 答案：(1)①Si3N4?、赟iCl4 (2)Si3N4＋6H2O===3SiO2＋4NH3↑ (3)－3價