高考化学一轮复习 常见的非金属及其化合物 碳硅及无机非金属材料课下限时集训

高考化学一轮复习 常见的非金属及其化合物 碳硅及无机非金属材料课下限时集训

‎ 碳、硅及无机非金属材料 ‎(限时：45分钟)‎ 一、选择题 ‎1．下列各项叙述中正确的是(　　)‎ A．硅是光导纤维的主要成分 B．生产普通玻璃的主要原料有石灰石、石英和黏土 C．玛瑙、水晶饰品在保养时不能与强碱溶液接触 D．SiO2与某些酸碱均能反应，故它是两性氧化物 ‎2．下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是(　　)‎ A．两者结合形成的化合物是共价化合物 B．在自然界中都能以游离态存在 C．氢化物的热稳定性比较：CH4＜SiH4‎ D．最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸 ‎3．将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液、②Na2SiO3溶液、③Ca(OH)2溶液、④饱和Na2CO3溶液、⑤NaAlO2溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是(　　)‎ A．①②③④ B．②④⑤‎ C．①②③ D．②③‎ ‎4．下列离子方程式的书写正确的是(　　)‎ A．水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO＋H2SiO3‎ B．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO C．硅与氢氟酸的反应：Si＋4H＋＋‎4F－===SiF4↑＋2H2↑‎ D．二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ‎5．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是(　　)‎ A．CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐 B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸 C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物 D．CO2和SiO2都是由相应的分子组成的 ‎6．从与NaOH溶液反应所得产物(纯净物)类型差异性角度上看，下列四种物质有一种明显不同于其他三种物质，该物质是(　　)‎ A．SiO2 B．CO‎2 ‎‎ C．Si D．Al2O3‎ ‎7．下列除杂方法正确的是(　　)‎ A．SiO2中含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，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热 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 ‎8．下列变化中，不能一步实现的是(　　)‎ A．Na2SiO3―→H2SiO3 B．H2SiO3―→SiO2‎ C．SiO2―→H2SiO3 D．SiO2―→Na2SiO3‎ ‎9．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SiO2‎ B．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Fe2O3‎ C．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)2‎ D．溶液Y中的阳离子主要是Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋‎ ‎10．甲气体可发生如下变化：‎ 甲气体乙气体丙气体乙气体丁固体。则甲、乙、丙、丁分别为(　　)‎ A．CO2、CO、O2、CaO B．O2、CO、CO2、CaCO3‎ C．O2、CO2、CO、CaCO3‎ D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2‎ 二、非选择题 ‎11．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。‎ ‎(1)下列物质不属于硅酸盐的是________。‎ A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰 ‎(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为______________________________，工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。‎ ‎(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作________。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________。‎ A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚 ‎(4)工业上常利用反应‎2C＋SiO2Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。‎ ‎12．如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)B的化学式是________，目前B已被用作________的主要原料。‎ ‎(2)B和a溶液反应的离子方程式是___________________________________________。‎ ‎(3)A和a溶液反应的离子方程式是___________________________________________。‎ ‎(4)C和过量的盐酸反应的离子方程式是_______________________________________。‎ ‎13．(1)工业上用焦炭与石英砂在高温下反应制取粗硅，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ 上述反应中的氧化剂是________，还原剂是__________。‎ ‎(2)用焦炭和石英砂制取粗硅为什么要隔绝空气进行？‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)粗硅与Cl2加热到‎460 ℃‎时发生反应，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________。‎ ‎(4)在1 ‎100 ℃‎时，SiCl4被H2还原的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)如何通过实验除去SiO2中混有少量的CaCO3杂质 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)石英既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，它是两性氧化物吗？______________(填“是”或“不是”)。试分别写出它与NaOH溶液、氢氟酸发生反应的化学方程式。‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(7)中学化学中能与NaOH溶液反应生成H2的单质有哪些？______________________。试分别写出反应的化学方程式　‎ ‎______________________________________________________________________。‎ ‎ (8)陶瓷、水泥、玻璃是常用的硅酸盐材料，其中，生产普通玻璃的主要原料是什么？________________________________________________________________________。‎ ‎14．(2016·鄂豫晋冀陕五省联考)某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。‎ ‎ 已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋2HCl＋Pd↓(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。‎ ‎(1)实验时要通入足够长时间的N2，其原因是_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)装置B的作用是_________________________________________。‎ ‎(3)装置C、D中所盛试剂分别为____________________、________________，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)该装置的缺点是_________________________________________________。‎ ‎(5)资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取‎18 g SiO2和‎8.4 g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体‎13.44 L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为________。‎ ‎(6)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 参考答案与解析 ‎1.解析：选C　光导纤维的主要成分是SiO2，A错误；生产普通玻璃的主要原料有纯碱、石灰石和石英，B错误；玛瑙、水晶的主要成分是SiO2，能与强碱反应，C正确；酸中只有氢氟酸能与SiO2反应且生成物不是盐与水，SiO2不是两性氧化物，D错误。‎ ‎2.解析：选A　C、Si都是非金属元素，结合形成的化合物是共价化合物，故A正确；Si元素为亲氧元素，不能以游离态存在，故B错误；非金属性C＞Si，则氢化物的热稳定性SiH4＜CH4，故C错误；SiO2既不溶于水，也不和水反应，故D错误。‎ ‎3.解析：选B　①盐酸酸性比H2CO3强，不反应；②2CO2＋2H2O＋SiO===H2SiO3↓＋2HCO；③CO2＋OH－===HCO无沉淀；④饱和Na2CO3溶液中CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3↓，析出NaHCO3；⑤CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，生成Al(OH)3沉淀，故B正确。‎ ‎4.解析：选D　A项，Na2SiO3是强电解质，应拆成Na＋、SiO，且应生成HCO，错误；B项正确写法是CO2＋OH－===HCO，错误；C项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－，错误。‎ ‎5.解析：选A　CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐，二者均是酸性氧化物，但SiO2不与水反应，且其结构中不含有分子，而是由原子组成的。‎ ‎6.解析：选C　Si与NaOH溶液反应生成的是H2与盐(单质与化合物)，另外三种物质与NaOH溶液反应生成的是盐与水(均是化合物)。‎ ‎7.解析：选B　A项，SiO2、Al2O3均与NaOH反应；C项，Na2CO3溶液也吸收CO2；D项，引入杂质NaHCO3。‎ ‎8.解析：选C　Na2SiO3H2SiO3；H2SiO3SiO2，SiO2Na2SiO3，SiO2不与H2O反应，故不能一步转化为H2SiO3。‎ ‎9.解析：选B　向蛇纹石试样中加入过量的盐酸，其中的MgO、Al2O3、Fe2O3溶解形成含Mg2＋、Al3＋、Fe3＋和H＋的溶液Y，而SiO2不溶解形成沉淀X，溶液Y中加入过量NaOH溶液，将得到Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀，A、C、D正确；将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液，其中的Al2O3和SiO2溶解形成AlO和SiO，而MgO和Fe2O3不溶解形成沉淀，B错误。‎ ‎10.解析：选C　以丙气体为突破口，丙通过灼热的CuO后，生成的乙气体可与澄清石灰水反应生成固体，说明乙是CO2，则反推丙是CO，则甲是O2，丁是CaCO3。‎ ‎11.解析：(1)生石灰是CaO，为碱性氧化物且不含Si元素，不属于硅酸盐。(2)SiO2‎ 与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。SiO2和Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。(4)题给反应中C(碳)被氧化，SiO2中＋4价的硅被还原，因此SiO2作氧化剂。‎ 答案：(1)D　(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　氢氟酸　(3)防火剂　D　(4)C　SiO2‎ ‎12.解析：C与过量的盐酸反应生成白色沉淀E，则E可能是硅酸或氯化银，若E是氯化银，则C是硝酸银，A为银，则根据已有知识，银可以与硝酸反应生成硝酸银，而银与硝酸反应生成三种产物，不符合框图中物质间的转化关系。则E只能为硅酸，则C为硅酸盐，A为硅，a溶液为强碱的水溶液，进一步推出B为二氧化硅。‎ 答案：(1)SiO2　光导纤维 ‎(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ‎(3)Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑‎ ‎(4)SiO＋2H＋===H2SiO3↓‎ ‎13.答案：(1)SiO2＋‎2CSi＋2CO↑　SiO‎2　‎C ‎(2)焦炭能与空气中的氧气发生反应 ‎(3)Si＋2Cl2SiCl4‎ ‎(4)2H2＋SiCl4Si＋4HCl ‎(5)加入盐酸后过滤 ‎(6)不是　SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ‎(7)Al和Si　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑‎ ‎(8)石英砂、纯碱和石灰石 ‎14.解析：(1)碳与二氧化硅反应要在高温下进行，而高温下碳与空气中氧气反应，所以实验前要通人足够长时间的N2将装置中的空气排尽。(2)根据装置图可知，B装置作安全瓶，防止倒吸。(3)根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成CO也可能生成CO2，所以C装置用来检验CO2，D装置用来检验CO，所以C、D装置中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有CO2又有CO。由于两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知化学方程式为3SiO2＋‎4C2CO2＋2CO＋3Si。(4)CO有毒，不能排放到空气中，而该装置缺少尾气吸收装置吸收未反应的CO。(5)‎18 g SiO2物质的量＝＝0.3 mol,‎8.4 g焦炭物质的量＝＝0.7‎ ‎ mol，充分反应后收集到标准状况 下的气体‎13.44 L，其物质的量＝＝0.6 mol，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则有：‎ SiO2　　＋　　‎2C　　===　　2CO　＋　Si ‎ 0.3 mol 0.6 mol 0.6 mol 0.3 mol Si　　＋　　C　 　===　　SiC ‎ 1 1 1‎ ‎ 0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol 故Si和SiC的物质的量之比为0.2 mol∶0.1 mol＝2∶1。(6)验证碳酸、硅酸的酸性强弱，将CO2气体通入硅酸钠溶液发生反应CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓，溶液变浑浊，说明酸性H2CO3>H2SiO3。‎ 答案：(1)将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰 ‎ (2)作安全瓶，防止倒吸 ‎(3)澄清石灰水　PdCl2溶液　3SiO2＋‎4C2CO2＋2CO＋3Si　(4)缺少尾气吸收装置 ‎(5)2∶1　(6)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸