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1、 碳、硅及無機非金屬材料 (限時：45分鐘) 一、選擇題 1．下列各項敘述中正確的是(　　) A．硅是光導纖維的主要成分 B．生產普通玻璃的主要原料有石灰石、石英和黏土 C．瑪瑙、水晶飾品在保養(yǎng)時不能與強堿溶液接觸 D．SiO2與某些酸堿均能反應，故它是兩性氧化物 2．下列關于C、Si兩種非金屬元素的說法中，正確的是(　　) A．兩者結合形成的化合物是共價化合物 B．在自然界中都能以游離態(tài)存在 C．氫化物的熱穩(wěn)定性比較：CH4＜SiH4 D．最高價氧化物都能與水反應生成相應的酸 3．將過量的CO2分別通入①CaCl2溶液、②Na2SiO3溶液、③Ca(OH)2溶液、

2、④飽和Na2CO3溶液、⑤NaAlO2溶液，最終溶液中有白色沉淀析出的是(　　) A．①②③④ B．②④⑤ C．①②③ D．②③ 4．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 5．下列關于SiO2和CO2的說法中正確的是(　　) A．CO2、SiO2分別是碳酸和硅

3、酸的酸酐 B．CO2和SiO2與水反應分別生成相應的酸 C．CO2是酸性氧化物，SiO2是兩性氧化物 D．CO2和SiO2都是由相應的分子組成的 6．從與NaOH溶液反應所得產物(純凈物)類型差異性角度上看，下列四種物質有一種明顯不同于其他三種物質，該物質是(　　) A．SiO2B．CO2C．Si D．Al2O3 7．下列除雜方法正確的是(　　) A．SiO2中含Al2O3雜質，可以加入足量NaOH溶液然后過濾除去 B．CO2中含有CO雜質，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱 C．CO2中含有HCl雜質，可以通過盛有Na2CO3溶液的洗氣瓶 D．Na2CO3溶液中含有Na2

4、SiO3雜質，可以通入足量的CO2，然后過濾 8．下列變化中，不能一步實現的是(　　) A．Na2SiO3―→H2SiO3 B．H2SiO3―→SiO2 C．SiO2―→H2SiO3 D．SiO2―→Na2SiO3 9．蛇紋石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3組成?，F取一份蛇紋石試樣進行實驗，首先將其溶于過量的鹽酸，過濾后，在所得的沉淀X和溶液Y中分別加入NaOH溶液至過量。下列敘述不正確的是(　　) A．沉淀X的成分是SiO2 B．將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH溶液后過濾，可得到紅色顏料Fe2O3 C．在溶液Y中加入過量的NaOH溶液，過濾得到的沉淀的主要成分是Fe

5、(OH)3和Mg(OH)2 D．溶液Y中的陽離子主要是Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋ 10．甲氣體可發(fā)生如下變化： 甲氣體乙氣體丙氣體乙氣體丁固體。則甲、乙、丙、丁分別為(　　) A．CO2、CO、O2、CaO B．O2、CO、CO2、CaCO3 C．O2、CO2、CO、CaCO3 D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2 二、非選擇題 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量的90%以上。 (1)下列物質不屬于硅酸鹽的是________。 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與NaOH溶液

6、反應的化學方程式為______________________________，工藝師常用________(填物質名稱)來雕刻玻璃。 (3)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________。 A．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝 C．氧化鋁坩堝 D．鐵坩堝 (4)工業(yè)上常利用反應2C＋SiO2Si＋2CO↑制備硅單質，該反應中所含元素化合價升高的物質是________(填化學式，下同)，氧化劑是________。 12．如圖所示物質的轉化關系

7、中，A是一種固體單質，E是一種白色沉淀。 請回答下列問題： (1)B的化學式是________，目前B已被用作________的主要原料。 (2)B和a溶液反應的離子方程式是___________________________________________。 (3)A和a溶液反應的離子方程式是___________________________________________。 (4)C和過量的鹽酸反應的離子方程式是_______________________________________。 13．(1)工業(yè)上用焦炭與石英砂在高溫下反應制取粗硅，其反應的化學方程式為_

8、_______________________________________________________________________。 上述反應中的氧化劑是________，還原劑是__________。 (2)用焦炭和石英砂制取粗硅為什么要隔絕空氣進行？ ________________________________________________________________________。 (3)粗硅與Cl2加熱到460 ℃時發(fā)生反應，寫出該反應的化學方程式______________________________________________________

9、__________________。 (4)在1 100 ℃時，SiCl4被H2還原的化學方程式為 ________________________________________________________________________。 (5)如何通過實驗除去SiO2中混有少量的CaCO3雜質 ________________________________________________________________________。 (6)石英既能與NaOH溶液反應，又能與氫氟酸反應，它是兩性氧化物嗎？______________(填“是”或“不是”)。試分別寫出它

10、與NaOH溶液、氫氟酸發(fā)生反應的化學方程式。 ________________________________________________________________________。 (7)中學化學中能與NaOH溶液反應生成H2的單質有哪些？______________________。試分別寫出反應的化學方程式　 ______________________________________________________________________。 (8)陶瓷、水泥、玻璃是常用的硅酸鹽材料，其中，生產普通玻璃的主要原料是什么？____________________

11、____________________________________________________。 14．(2016·鄂豫晉冀陜五省聯考)某實驗小組設計了如圖裝置對焦炭還原二氧化硅的氣體產物的成分進行探究。 已知：PdCl2溶液可用于檢驗CO，反應的化學方程式為CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋2HCl＋Pd↓(產生黑色金屬鈀粉末，使溶液變渾濁)。 (1)實驗時要通入足夠長時間的N2，其原因是_________________________________ _______________________________________________________

12、_________________。 (2)裝置B的作用是_________________________________________。 (3)裝置C、D中所盛試劑分別為____________________、________________，若裝置C、D中溶液均變渾濁，且經檢測兩氣體產物的物質的量相等，則該反應的化學方程式為 ________________________________________________________________________。 (4)該裝置的缺點是___________________________________________

13、______。 (5)資料表明，上述反應在焦炭過量時會生成副產物SiC。取18 g SiO2和8.4 g焦炭充分反應后收集到標準狀況下的氣體13.44 L，假定氣體產物只有CO，固體產物只有Si和SiC，則Si和SiC的物質的量之比為________。 (6)設計實驗證明碳酸的酸性比硅酸的強：______________________________________ ________________________________________________________________________。 參考答案與解析 1.解析：選C　光導纖維的主要成分是S

14、iO2，A錯誤；生產普通玻璃的主要原料有純堿、石灰石和石英，B錯誤；瑪瑙、水晶的主要成分是SiO2，能與強堿反應，C正確；酸中只有氫氟酸能與SiO2反應且生成物不是鹽與水，SiO2不是兩性氧化物，D錯誤。 2.解析：選A　C、Si都是非金屬元素，結合形成的化合物是共價化合物，故A正確；Si元素為親氧元素，不能以游離態(tài)存在，故B錯誤；非金屬性C＞Si，則氫化物的熱穩(wěn)定性SiH4＜CH4，故C錯誤；SiO2既不溶于水，也不和水反應，故D錯誤。 3.解析：選B?、冫}酸酸性比H2CO3強，不反應；②2CO2＋2H2O＋SiO===H2SiO3↓＋2HCO；③CO2＋OH－===HCO無沉淀；④飽和

15、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正確。 4.解析：選D　A項，Na2SiO3是強電解質，應拆成Na＋、SiO，且應生成HCO，錯誤；B項正確寫法是CO2＋OH－===HCO，錯誤；C項，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－，錯誤。 5.解析：選A　CO2、SiO2分別是碳酸和硅酸的酸酐，二者均是酸性氧化物，但SiO2不與水反應，且其結構中不含有分子，而是由原子組成的。 6.解析：選C　Si與NaOH溶液反應生成的是H2與鹽(單質與化合物)，另外三種物

16、質與NaOH溶液反應生成的是鹽與水(均是化合物)。 7.解析：選B　A項，SiO2、Al2O3均與NaOH反應；C項，Na2CO3溶液也吸收CO2；D項，引入雜質NaHCO3。 8.解析：選C　Na2SiO3H2SiO3；H2SiO3SiO2，SiO2Na2SiO3，SiO2不與H2O反應，故不能一步轉化為H2SiO3。 9.解析：選B　向蛇紋石試樣中加入過量的鹽酸，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中加入過量NaOH溶液，將得到Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀，A、C、D正確；將蛇紋石試樣直接溶

17、于過量的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錯誤。 10.解析：選C　以丙氣體為突破口，丙通過灼熱的CuO后，生成的乙氣體可與澄清石灰水反應生成固體，說明乙是CO2，則反推丙是CO，則甲是O2，丁是CaCO3。 11.解析：(1)生石灰是CaO，為堿性氧化物且不含Si元素，不屬于硅酸鹽。(2)SiO2與NaOH溶液反應的化學方程式為SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氫氟酸，因此工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又稱“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火劑。SiO2和N

18、a2CO3在高溫下反應生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應，故不能用以上材質的坩堝熔融純堿。(4)題給反應中C(碳)被氧化，SiO2中＋4價的硅被還原，因此SiO2作氧化劑。 答案：(1)D　(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　氫氟酸　(3)防火劑　D　(4)C　SiO2 12.解析：C與過量的鹽酸反應生成白色沉淀E，則E可能是硅酸或氯化銀，若E是氯化銀，則C是硝酸銀，A為銀，則根據已有知識，銀可以與硝酸反應生成硝酸銀，而銀與硝酸反應生成三種產物，不符合框圖中物質間的轉化關系。則E只能為硅酸，

19、則C為硅酸鹽，A為硅，a溶液為強堿的水溶液，進一步推出B為二氧化硅。 答案：(1)SiO2　光導纖維 (2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O (3)Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑ (4)SiO＋2H＋===H2SiO3↓ 13.答案：(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑　SiO2C (2)焦炭能與空氣中的氧氣發(fā)生反應 (3)Si＋2Cl2SiCl4 (4)2H2＋SiCl4Si＋4HCl (5)加入鹽酸后過濾 (6)不是　SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (7)Al和Si　2Al＋2NaOH＋2

20、H2O===2NaAlO2＋3H2↑；Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ (8)石英砂、純堿和石灰石 14.解析：(1)碳與二氧化硅反應要在高溫下進行，而高溫下碳與空氣中氧氣反應，所以實驗前要通人足夠長時間的N2將裝置中的空氣排盡。(2)根據裝置圖可知，B裝置作安全瓶，防止倒吸。(3)根據元素守恒，碳與二氧化硅反應可能生成CO也可能生成CO2，所以C裝置用來檢驗CO2，D裝置用來檢驗CO，所以C、D裝置中所盛試劑分別為澄清石灰水、PdCl2溶液；若裝置C、D中溶液均變渾濁，說明既有CO2又有CO。由于兩氣體產物的物質的量相等，根據元素守恒可知化學方程式為3SiO2＋4C

21、2CO2＋2CO＋3Si。(4)CO有毒，不能排放到空氣中，而該裝置缺少尾氣吸收裝置吸收未反應的CO。(5)18 g SiO2物質的量＝＝0.3 mol,8.4 g焦炭物質的量＝＝0.7 mol，充分反應后收集到標準狀況 下的氣體13.44 L，其物質的量＝＝0.6 mol，假定氣體產物只有CO，固體產物只有Si和SiC，則有： SiO2　　＋　　2C===　　2CO?。i 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

22、物質的量之比為0.2 mol∶0.1 mol＝2∶1。(6)驗證碳酸、硅酸的酸性強弱，將CO2氣體通入硅酸鈉溶液發(fā)生反應CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓，溶液變渾濁，說明酸性H2CO3>H2SiO3。 答案：(1)將裝置中的空氣排盡，避免空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣對實驗產生干擾 (2)作安全瓶，防止倒吸 (3)澄清石灰水　PdCl2溶液　3SiO2＋4C2CO2＋2CO＋3Si　(4)缺少尾氣吸收裝置 (5)2∶1　(6)向硅酸鈉溶液中通入二氧化碳氣體，溶液變渾濁，證明碳酸酸性大于硅酸 內容總結 （1）則甲、乙、丙、丁分別為(　　) A．CO2、CO、O2、CaO B．O2、CO、CO2、CaCO3 C．O2、CO2、CO、CaCO3 D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2 二、非選擇題 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量的90%以上