第12講 碳、硅及無(wú)機(jī)非金屬材料課時(shí)作業(yè)1下列哪些材料是新型無(wú)機(jī)非金屬材料()氧化鋁陶瓷；氮化硅陶瓷；碳化硅陶瓷；氮化鋁陶瓷；氮化鈦陶瓷；硅化硼陶瓷；二硅化銅陶瓷A僅B僅C僅 D全部都是答案：D2(2017吉林一中質(zhì)檢)下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)法正確的是()硅酸鹽Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示為Na2O2FeO3SiO2水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維單質(zhì)硅是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧螦 BC D解析：硅酸鹽Na2Fe2Si3O10中Fe的化合價(jià)是3價(jià)，所以用氧化物的形式表示為Na2OFe2O33SiO2，錯(cuò)誤；水晶的主要成分是二氧化硅，不屬于硅酸鹽制品，錯(cuò)誤；用于制作光導(dǎo)纖維的材料是二氧化硅，不是硅單質(zhì)，錯(cuò)誤；單質(zhì)硅是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?，正確，所以答案為D。答案：D3下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述不正確的是()A都是共價(jià)化合物BSiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨C都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)解析：SiO2不溶于水且與水不反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C4 (2017宿州模擬)下列敘述正確的是()A因?yàn)镹a2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)B碳和硅都是第A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(yīng)生成硅酸解析：A項(xiàng)的反應(yīng)之所以能夠發(fā)生，是因?yàn)樯傻漠a(chǎn)物中有氣體生成，平衡正向移動(dòng)，促使反應(yīng)能夠順利進(jìn)行，故不能通過(guò)此反應(yīng)判斷H2CO3與H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，A錯(cuò)誤；CO2和SiO2的物理性質(zhì)差異較大，B錯(cuò)誤；SiO2與氫氟酸的反應(yīng)不屬于兩性氧化物，因?yàn)镾iO2與一般酸不反應(yīng)，C錯(cuò)誤。答案：D5下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化不能通過(guò)一步反應(yīng)完成的是()ASiO2Si BH2SiO3SiO2CSiO2H2SiO3 DSiNa2SiO3解析：A項(xiàng)，SiO22C高溫,Si2CO；B項(xiàng)，H2SiO3SiO2H2O；C項(xiàng)，SiO2不能與水反應(yīng)生成H2SiO3，也無(wú)法與其他物質(zhì)通過(guò)一步反應(yīng)生成H2SiO3；D項(xiàng)，Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。答案：C6下列離子方程式的書(shū)寫(xiě)正確的是()A水玻璃中通入過(guò)量二氧化碳：Na2SiO3CO2H2O=2NaCOH2SiO3B澄清石灰水中通入過(guò)量二氧化碳：Ca(OH)22CO2=Ca22HCOC硅與氫氟酸的反應(yīng)：Si4H4F=SiF42H2D二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO22OH=SiOH2O解析：Na2SiO3是強(qiáng)電解質(zhì)，應(yīng)拆成Na、SiO，且應(yīng)生成HCO，A錯(cuò)；B項(xiàng)正確寫(xiě)法是CO2OH=HCO；C項(xiàng)，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H和F。答案：D7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()ANa2SiO3 BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2 DSiO2解析：將足量CO2氣體通入水玻璃中，發(fā)生反應(yīng)：2CO2Na2SiO32H2O=H2SiO32NaHCO3；加熱蒸干，高溫灼燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)：H2SiO3H2OSiO2；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以最后所得固體物質(zhì)是Na2SiO3，故選A項(xiàng)。答案：A8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(xué)品之一，其化學(xué)式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液處理時(shí)，還原產(chǎn)物只有NO，下列說(shuō)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(xué)組成可表示為Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OD1 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(xué)元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結(jié)合而成的化合物的總稱(chēng)，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(yīng)時(shí)，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：B9二氧化硅(SiO2)又稱(chēng)硅石，是制備硅及其化合物的重要原料(如圖所示)。下列說(shuō)法正確的是()ASiO2既能與HF反應(yīng)，又能與NaOH反應(yīng)，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(fù)使用D圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)解析：二氧化硅與NaOH反應(yīng)：SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，生成了鹽和水，SiO2只能與HF反應(yīng)，即只是能和特殊酸反應(yīng)，和其他酸不反應(yīng)，和酸的反應(yīng)沒(méi)有普遍性，所以二氧化硅不是兩性氧化物，故A錯(cuò)誤；Na2CO3溶液呈堿性，二氧化硅能與堿反應(yīng)生成具有黏合性的硅酸鈉，使玻璃塞無(wú)法打開(kāi)，故B正確；硅膠吸附水分后，可通過(guò)熱脫附方式將水分除去重復(fù)使用，故C錯(cuò)誤；圖中二氧化硅與氫氟酸、氫氧化鈉、碳酸鈉的反應(yīng)，硅酸鈉與鹽酸的反應(yīng)，硅酸的分解，硅酸的生成，元素的化合價(jià)都沒(méi)有發(fā)生變化，是非氧化還原反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。答案：B10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(dāng)通入氣體體積為8.96 L(0 ，1.01105 Pa)時(shí)立即停止，則這一過(guò)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(guān)系圖像正確的是(氣體的溶解和離子的水解忽略不計(jì))() A BC D解析：通入CO2氣體依次發(fā)生的反應(yīng)為CO2Ba(OH)2=BaCO3H2O01 mol 0.1 mol0.1 molCO22NaOH=Na2CO3H2O01 mol 0.2 mol0.1 molCO2Na2CO3H2O=2NaHCO301 mol 0.1 mol0.2 molCO2BaCO3H2O=Ba(HCO3)201 mol 0.1 mol0.1 mol通入0.1 mol CO2時(shí)，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(shí)溶液中生成0.1 mol Na2CO3，n(離子)0.3 mol；通入0.3 mol CO2時(shí)，溶液中含0.2 mol NaHCO3，n(離子)0.4 mol；通入0.4 mol CO2時(shí)，溶液中含0.2 mol NaHCO3和0.1 mol Ba(HCO3)2，n(離子)0.7 mol。答案：C11硅是無(wú)機(jī)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(guò)的棉花不易燃燒，說(shuō)明Na2SiO3可用作_。Na2SiO3可通過(guò)SiO2與純堿混合高溫熔融反應(yīng)制得，高溫熔融純堿時(shí)下列坩堝可選用的是_(填字母序號(hào))。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(xiě)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(wú)法打開(kāi)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。長(zhǎng)石是鋁硅酸鹽，不同類(lèi)長(zhǎng)石其氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同。由鈉長(zhǎng)石化學(xué)式NaAlSi3O8可推知鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式為_(kāi)。解析：(2)玻璃的成分中含有SiO2，能與NaOH溶液反應(yīng)生成黏性很強(qiáng)的Na2SiO3而發(fā)生粘連，反應(yīng)方程式為SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。由于鈣長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石中氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同，鈉長(zhǎng)石中鈉與鋁的原子個(gè)數(shù)比為11，擴(kuò)2倍后可知鈣長(zhǎng)石中鈣和鋁的原子個(gè)數(shù)比為12。鈉長(zhǎng)石中氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為，則鈣長(zhǎng)石用氧化物的形式表示為CaOAl2O3nSiO2，因此：132n8，n2，鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式為CaOAl2O32SiO2，即為CaAl2Si2O8。答案：(1)防火劑d(2)SiO22NaOH=Na2SiO3H2OCaAl2Si2O812X是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊性。有關(guān)生產(chǎn)過(guò)程如下：為了確定C的組成，某同學(xué)進(jìn)行了以下的探究過(guò)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(dǎo)纖維。按要求回答下列問(wèn)題：(1)C的化學(xué)式為_(kāi)；X的化學(xué)式為_(kāi)。(2)寫(xiě)出下列方程式反應(yīng)的化學(xué)方程式：_；反應(yīng)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(dǎo)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(yīng)為Si與Cl2反應(yīng)生成SiCl4，反應(yīng)為硅酸鈉與過(guò)量的二氧化碳反應(yīng)生成硅酸和碳酸氫鈉。答案：(1)SiCl4Si3N4(2)Si2Cl2,SiCl4SiO2H2O2CO2=H2SiO32HCO13某化學(xué)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(jiān)硬且呈紅褐色，投入水中沒(méi)有任何變化，再向水中加濃鹽酸至過(guò)量，礦石部分溶解，并有大量無(wú)色氣體生成。學(xué)生猜測(cè)該礦石可能由CaCO3、SiO2、Fe2O3三種成分組成，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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 molL1鹽酸、2 molL1 NaOH溶液、2% KSCN溶液。(1)將實(shí)驗(yàn)方案用以下流程示意圖表示，試寫(xiě)出每步所用試劑名稱(chēng)或化學(xué)式。試劑_；試劑_；試劑_。(2)如果猜測(cè)是成立的，試根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案，敘述實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論取適量礦石研細(xì)，加足量2 molL1鹽酸有大量無(wú)色氣體生成，得棕黃色溶液，且仍有少量固體殘留答案：(1)2% KSCN溶液2 molL1 NaOH溶液2 molL1鹽酸(2)向溶液中滴入幾滴KSCN溶液溶液變成紅色，說(shuō)明礦石中有Fe2O3向殘?jiān)屑尤? molL1 NaOH溶液殘?jiān)芙猓脽o(wú)色溶液向溶液中加入少量2 molL1的鹽酸產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明礦石中含有SiO214.(2017鄭州模擬)未來(lái)的交通工具將采用新一代無(wú)機(jī)非金屬材料制成的無(wú)水冷發(fā)動(dòng)機(jī)。這類(lèi)材料中研究較多的是化合物G。(1)化合物G的相對(duì)分子質(zhì)量為140，G中硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)而生成，同時(shí)產(chǎn)生HCl氣體。請(qǐng)推斷：化合物G的化學(xué)式為_(kāi)。1 mol NH3和0.75 mol E 恰好完全反應(yīng)生成G和HCl，則化合物E的分子式為_(kāi)。(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(yīng)所得的產(chǎn)物還有一種單質(zhì)，與水反應(yīng)生成的另一種產(chǎn)物是該種單質(zhì)元素的氫化物。請(qǐng)寫(xiě)出化合物G與水反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(3)為了使化合物G能成為新一代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)材料，現(xiàn)采用常壓下在G中添加氧化鋁，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制成一種高強(qiáng)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(xué)通式可表達(dá)為Si6xAlxOxY8x。在接近于1 700 時(shí)x的極限值約為4.0，在1 400 時(shí)x為2.0，以保持整個(gè)化合物呈電中性。試問(wèn)：賽倫中Y元素的化合價(jià)為_(kāi)。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(xué)式為Si3N4。E分子中只有一個(gè)硅原子，故其分子式為SiCl4。(2)由題意知Si3N4與H2O反應(yīng)生成SiO2和NH3。(3)Si為4價(jià)，Al為3價(jià)，O為2價(jià)，當(dāng)x4時(shí)代入得Y的化合價(jià)a：2443(2)4a40，a3價(jià)。答案：(1)Si3N4SiCl4(2)Si3N46H2O=3SiO24NH3(3)3價(jià)