2019-2020年高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第四章 第1講 無機非金屬材料的主角 硅 新人教版考綱要求1.了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。3.以新材料、新技術(shù)為背景考查C、Si元素及其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用?？键c一碳、硅單質(zhì)的存在與性質(zhì)1C、Si單質(zhì)的存在形態(tài)、物理性質(zhì)及用途(1)自然界中碳元素既有游離態(tài)，又有化合態(tài)，而硅元素因有親氧性，所以僅有化合態(tài)。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨、C60等同素異形體，硅單質(zhì)主要有晶體硅和無定形硅兩大類。(2)單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與用途比較碳硅結(jié)構(gòu)金剛石：空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)石墨：層狀結(jié)構(gòu)晶體硅：與金剛石類似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)金剛石熔點高、硬度大石墨熔點高、質(zhì)軟，有滑膩感晶體硅為灰黑色固體，有金屬光澤、硬度大、熔點高用途金剛石用作切割刀具，石墨用作電極、鉛筆芯晶體硅用作半導(dǎo)體材料、硅芯片和硅太陽能電池2.碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)碳、硅在參與化學(xué)反應(yīng)時，一般表現(xiàn)還原性。(2)Si深度思考1從元素周期表的位置看，碳和硅均為A元素，自然界中有碳的多種單質(zhì)存在，自然界中有硅的單質(zhì)嗎？為什么？答案沒有，因為硅有很強的親氧性，在地殼形成時硅與氧易結(jié)合，難分離，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸鹽形式存在。2硅單質(zhì)有廣泛的用途，用化學(xué)方程式表示工業(yè)上獲取硅單質(zhì)的過程。答案粗硅的制取：SiO22CSi2CO由粗硅制取純硅(常用方法)：Si(粗)2Cl2SiCl4SiCl42H2Si(純)4HCl題組一新材料、新技術(shù)下C、Si的考查1下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是()A硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料B硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)D加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)答案C解析硅在常溫下能與F2、氫氟酸等發(fā)生反應(yīng)。2石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，下列關(guān)于石墨烯的敘述正確的是()A石墨烯可導(dǎo)電，說明它是電解質(zhì)B石墨烯、金剛石、C60、“碳納米泡沫”四種物質(zhì)都是碳的單質(zhì)C由于C(石墨，s)=C(金剛石，s)H1.9 kJmol1知金剛石比石墨烯穩(wěn)定D盡量使用含C的產(chǎn)品，減少使用含C的產(chǎn)品，此舉符合“促進低碳經(jīng)濟”的宗旨答案B解析“石墨烯可由石墨剝離而成”故石墨烯是可以導(dǎo)電的非金屬單質(zhì)，它既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)，A項錯；石墨烯、金剛石、C60、“碳納米泡沫”都是由碳元素形成的不同的單質(zhì)，它們互為同素異形體，B項正確；C項中由于石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的H>0，是吸熱過程，即石墨的能量較金剛石低，因而石墨烯穩(wěn)定，C項錯；C和C都是碳元素，故D項錯。題組二工業(yè)制取高純硅3晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅.粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si3HClSiHCl3H2.SiHCl3與過量H2在1 0001 100 反應(yīng)制得純硅已知SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請回答下列問題：(1)第步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0 )中含有少量SiCl4(沸點57.6 )和HCl(沸點84.7 )，提純SiHCl3采用的方法為_。(3)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去)：裝置B中的試劑是_。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是_。反應(yīng)一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是_，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是_，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及_。為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑(填寫字母代號)是_。a碘水b氯水cNaOH溶液dKSCN溶液eNa2SO3溶液答案(1)SiO22CSi2CO(2)分餾(或蒸餾)(3)濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化有固體物質(zhì)生成在反應(yīng)溫度下，普通玻璃會軟化SiHCl3H2Si3HCl排盡裝置中的空氣bd解析(1)根據(jù)題給信息，粗硅可以用碳還原二氧化硅的辦法來制得，故反應(yīng)方程式為SiO22CSi2CO。(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3與H2O強烈反應(yīng)，故提純SiHCl3的方法只能在無水的條件下利用它們的沸點不同，采用分餾的方法進行。(3)因SiHCl3與水強烈反應(yīng)，故A中產(chǎn)生的H2必須干燥，故B中的液體一定為濃H2SO4，且C中燒瓶需加熱，其目的是使SiHCl3氣化，加快與H2的反應(yīng)。根據(jù)題給信息石英管中產(chǎn)生的物質(zhì)應(yīng)為硅，故D中現(xiàn)象應(yīng)有固體產(chǎn)生，由題給信息，制純硅的反應(yīng)條件為1 0001 100 ，此溫度下普通玻璃容易軟化。因高溫下H2與O2容易反應(yīng)而爆炸，故還應(yīng)排盡裝置中的空氣。鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生Fe2，其檢驗方法常常采用先將Fe2氧化為Fe3然后再加入KSCN溶液看是否變血紅色來檢驗?？键c二碳、硅的氧化物1一氧化碳(1)物理性質(zhì)：無色氣體，有毒，難溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)燃燒：2COO22CO2，淡藍色火焰；還原CuO：CuOCOCuCO2(冶煉金屬)。2二氧化碳和二氧化硅的比較物質(zhì)二氧化硅二氧化碳結(jié)構(gòu)空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在單個分子存在單個CO2分子主要物理性質(zhì)硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，不溶于水熔、沸點低，常溫下為氣體，微溶于水化 學(xué) 性 質(zhì)與水反應(yīng)不反應(yīng)CO2H2OH2CO3與酸反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)：SiO24HF=SiF42H2O不反應(yīng)與堿反應(yīng)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞)CO2少量：CO22NaOH=Na2CO3H2O、CO2過量：CO2NaOH=NaHCO3與鹽反應(yīng)如與Na2CO3反應(yīng)：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2如與Na2SiO3反應(yīng)：Na2SiO3H2OCO2(不足)=H2SiO3Na2CO3或Na2SiO32H2O2CO2(足量)=H2SiO32NaHCO3與堿性氧化物反應(yīng)如與CaO反應(yīng)：SiO2CaOCaSiO3如與Na2O反應(yīng)：Na2OCO2=Na2CO3用途光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件制飲料、制碳酸鹽深度思考1除去下列氣體中混有的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))可采取的方法：(1)CO(CO2)：_。(2)CO2(CO)：_。(3)CO2(O2)：_。(4)CO2(SO2)：_。(5)CO2(HCl)：_。(6)CO2(H2S)：_。答案(1)通過盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶(2)通過盛放灼熱CuO的硬質(zhì)玻璃管(3)通過盛放灼熱銅網(wǎng)的硬質(zhì)玻璃管(4)通過飽和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液(5)通過飽和NaHCO3溶液(6)通過CuSO4溶液2如何用所提供的試劑和方法除去各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))。將所選答案的編號填入下表內(nèi)相應(yīng)的空格內(nèi)(如果不需要外加試劑，則對應(yīng)答案欄可空著)?？晒┻x擇的試劑：A.鹽酸B氫氧化鈉溶液C氧氣D水E二氧化碳可選用的操作：水洗；加熱；高溫灼燒；過濾；結(jié)晶。粉末狀混合物選擇的試劑選用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(H2SiO3)(6)SiO2(NH4Cl)答案(1)B(2)D(3)A(4)A(5)(6)解析可根據(jù)二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟強堿反應(yīng)，不跟酸(氫氟酸除外)反應(yīng)；它受熱不分解等性質(zhì)。而三氧化二鐵、碳酸鈣跟鹽酸反應(yīng)；硅酸、氯化銨能受熱分解。通過一定操作，除去雜質(zhì)。除雜過程中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O(3)CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O(4)H2SiO3SiO2H2O(5)NH4ClNH3HCl題組一二氧化硅的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“”(1)二氧化硅不與任何酸反應(yīng)，可用石英制造耐酸容器 ()(xx江蘇，3A)(2)SiO2是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)()(xx山東理綜，13A)(3)二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料()(xx江蘇，4A)(4)二氧化硅的分子式是SiO2()(xx上海，2B)答案(1)(2)(3)(4)2指出下列反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在AE選項中選擇正確答案填入括號內(nèi)。(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O()(2)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2()(3)SiO22CSi2CO()(4)SiO23CSiC2CO()(5)SiO24HF=SiF42H2O()A作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕B氧化性C酸性氧化物的通性D將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中置換出來E未參加氧化還原反應(yīng)答案(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A解析本題較全面考查SiO2的性質(zhì)，將所給選項結(jié)合實際一一對應(yīng)查找，A用來雕刻玻璃，應(yīng)有氫氟酸(HF)參與反應(yīng)；B中氧化性是指反應(yīng)中SiO2中Si得電子，化合價降低；D中揮發(fā)性酸酐，應(yīng)為CO2而不是CO；C中表現(xiàn)酸性氧化物通性是指SiO2與堿的反應(yīng)。題組二二氧化碳與弱酸鹽溶液反應(yīng)的規(guī)律3用四種溶液進行實驗，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應(yīng)關(guān)系錯誤的是()選項操作及現(xiàn)象溶液A通入CO2，溶液變渾濁，再升溫至65 以上，溶液變澄清C6H5ONa溶液B通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失，再加入足量NaOH溶液，又變渾濁Ca(OH)2溶液答案B解析A項，升溫至65 以上，C6H5OH完全溶解，溶液變澄清；B項，CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3，H2SiO3與CO2不反應(yīng)，渾濁不會消失；C項，CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO，溶液變渾濁后加入品紅溶液，被HClO氧化褪色；D項，首先CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，繼續(xù)通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，則：2NaOHCa(HCO3)2=CaCO3Na2CO32H2O，溶液又變渾濁。4下列實驗過程中，始終無明顯現(xiàn)象的是()ANH3通入FeSO4溶液中BCO2通入CaCl2溶液中CAlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液D向飽和碳酸鈉溶液中通入過量的CO2答案B熟記可用CO2制取的弱酸碳酸酸性比硅酸、次氯酸、苯酚、偏鋁酸等強，將CO2氣體通入Na2SiO3、NaClO、NaAlO2鹽溶液中，均能發(fā)生反應(yīng)而生成相應(yīng)的弱酸和碳酸(氫)鹽，這是“強酸制弱酸”原理的應(yīng)用。如：CO2CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3(或CO2Na2SiO32H2O=H4SiO4Na2CO3)CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClOCO2H2ONaHCO3CO2(過量)NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3CO2(少量)2NaAlO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3易錯警示CO2通入CaCl2或BaCl2溶液不會產(chǎn)生白色沉淀，因為碳酸的酸性弱于鹽酸。題組三CO2與堿溶液反應(yīng)產(chǎn)物的定量判斷5標準狀況下，將3.36 L CO2氣體通入200 mL 1.00 molL1 NaOH溶液中，充分反應(yīng)后溶液中c(CO)與c(HCO)的比值為(不考慮CO、HCO的水解)()A11 B12 C21 D13答案B解析n(CO2)0.150 moln(NaOH)0.200 L1.00 molL10.200 mol即1<<2，反應(yīng)產(chǎn)物為Na2CO3、NaHCO3，設(shè)其物質(zhì)的量分別為x、y，則解得，所以。6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)通入氣體為8.96 L(0 ，1.01105 Pa)時立即停止，則這一過程中，溶液中離子的物質(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)()答案C解析本題涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式：Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O2NaOHCO2=Na2CO3H2OBaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)2Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3當(dāng)未通入CO2氣體時，溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol OH；當(dāng)通入2.24 L CO2氣體時，發(fā)生反應(yīng)，此時溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2 mol Na、0.2 mol OH；當(dāng)通入4.48 L CO2時，發(fā)生反應(yīng)，此時溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2 mol Na、0.1 mol CO；當(dāng)通入6.72 L CO2時，發(fā)生反應(yīng)，此時溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2 mol Na、0.2 mol HCO；當(dāng)通入8.96 L CO2時，發(fā)生反應(yīng)，此時溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol HCO。對比圖像可知選項C正確。1反應(yīng)順序的判斷當(dāng)有多種組分與一種物質(zhì)反應(yīng)時，判斷反應(yīng)順序的方法：先假設(shè)與其中的一種組分反應(yīng)，若產(chǎn)物還能與另一種組分反應(yīng)，則假設(shè)錯誤。如將CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假設(shè)CO2先與KOH反應(yīng)，則生成的K2CO3會與Ba(OH)2繼續(xù)反應(yīng)生成BaCO3，故假設(shè)錯誤，應(yīng)該是CO2先與Ba(OH)2反應(yīng)。2CO2與堿反應(yīng)產(chǎn)物的定量判斷CO2通入NaOH、Ca(OH)2等強堿溶液的反應(yīng)與CO2氣體的通入量有關(guān)，當(dāng)CO2通入少量時生成碳酸鹽，當(dāng)CO2通入過量時生成碳酸氫鹽；當(dāng)CO2的通入量介于兩者之間時，既有正鹽又有酸式鹽生成，因此推斷時一定要注意CO2與堿之間量的關(guān)系。以CO2與NaOH溶液反應(yīng)為例：CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO3當(dāng)n(OH)n(CO2)的值不同時產(chǎn)物如下：考點三硅酸及硅酸鹽1硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊試液變紅色。(1)硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：H2SiO3SiO2H2O。(2)硅酸能與堿溶液反應(yīng)，如與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O。(3)硅酸在水中易聚合形成膠體。硅膠吸附水分能力強，常用作干燥劑。2硅酸鹽(1)概念：由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。(2)表示方法：硅酸鹽礦物的成分復(fù)雜，多用氧化物的形式表示它們的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)寫成Na2OSiO2，鉀云母(KH2Al3Si3O12)寫成K2O3Al2O36SiO22H2O。(3)硅酸鈉(Na2SiO3)白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。它能與酸性較硅酸強的酸反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為與鹽酸反應(yīng)：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。與CO2水溶液反應(yīng)：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3。用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。3無機非金屬材料(1)傳統(tǒng)無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。常見硅酸鹽材料水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔窯陶瓷窯(2)新型無機非金屬材料，如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。題組一無機非金屬材料的組成和性質(zhì)1世界著名的科技史專家、英國劍橋大學(xué)的李約瑟博士考證說：“中國至少在距今3 000年以前，就已經(jīng)使用玻璃了。”下列有關(guān)玻璃的說法不正確的是()A制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土B玻璃在加熱熔化時沒有固定的熔點C普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起答案A解析制普通玻璃的原料主要有石灰石、純堿和石英，A項不正確；普通玻璃是混合物，沒有固定的熔點，B正確。2青石棉是一種致癌物質(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，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材料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被還原答案B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，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跟硝酸反應(yīng)時，失去3 mol電子，故能使1 mol HNO3被還原。3開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關(guān)材料的說法正確的是()A氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料BC60屬于原子晶體，用于制造納米材料C纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料D單晶硅常用于制造光導(dǎo)纖維答案A解析C60是分子晶體，不是原子晶體，B項不正確；纖維素乙酸酯是人工合成的，不是天然高分子材料，C項錯誤；制造光導(dǎo)纖維的材料是SiO2而不是Si，D項不正確；答案選A。(1)不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光導(dǎo)纖維的是SiO2，用于制作半導(dǎo)體材料、計算機芯片的是晶體硅。(2)水晶、石英、瑪瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；鉆石是金剛石；寶石的主要成分是Al2O3。題組二碳、硅及其化合物的綜合推斷4A、B、C、D、E五種物質(zhì)中均含有同一種非金屬元素，它們能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，該元素(用R表示)的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣。請回答下列問題：(1)寫出各物質(zhì)的化學(xué)式：A_；B_；C_；D_；E_。(2)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_。(3)寫出反應(yīng)的離子方程式：_。(4)寫出反應(yīng)的離子方程式：_。(5)H2CO3的酸性強于E的，請用離子方程式予以證明：_。答案(1)SiO2CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO3(2)SiO22CSi2CO12(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiOCa2=CaSiO3(5)SiOCO2H2O=H2SiO3CO解析解答本題的“突破口(1)”是非金屬元素R的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣，說明是硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化。“突破口(2)”是反應(yīng)條件“高溫”，A在高溫條件下，能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應(yīng)，則A為SiO2。從而順藤摸瓜推知B為CaSiO3，D為Si，E為H2SiO3。(1)解答無機推斷題的思維模型(2)解答硅及其化合物的推斷題，高溫反應(yīng)條件、特征反應(yīng)、單質(zhì)與堿反應(yīng)、鹽溶液與過量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀等往往是推斷題的“突破口”。1判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“”(1)SiO2有導(dǎo)電性，所以SiO2可用于制備光導(dǎo)纖維 ()(xx廣東理綜，12B)解析SiO2不能導(dǎo)電。(2)單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?()(xx新課標全國卷，8B)(3)合成纖維和光導(dǎo)纖維都是新型無機非金屬材料 ()(xx新課標全國卷，8D)解析合成纖維不是無機非金屬材料而是有機物。(4)變色硅膠干燥劑含有CoCl2，干燥劑呈藍色時，表示不具有吸水干燥功能 ()(xx浙江理綜，8A)(5)硅酸鈉溶液應(yīng)保存在帶玻璃塞的試劑瓶中 ()(xx海南，4B)解析應(yīng)用橡膠塞。(6)SiO2與酸、堿均不反應(yīng) ()(xx天津理綜，2B)解析SiO2與氫氟酸、NaOH均反應(yīng)。(7)向一定濃度的Na2SiO3溶液中通入適量CO2氣體，出現(xiàn)白色沉淀，則H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性強 ()(xx江蘇，13C)解析酸性H2CO3>H2SiO3。(8)水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑 ()(xx江蘇，4B)2(xx海南，9改編)“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并利用。如可利用NaOH溶液來“捕捉”CO2，其基本過程如下圖所示(部分條件及物質(zhì)未標出)。下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是()能耗大是該方法的一大缺點整個過程中，只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中，分離物質(zhì)的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶、過濾該方法可減少碳排放，捕捉到的CO2還可用來制備甲醇等產(chǎn)品A B C D答案D解析，該方法中高溫反應(yīng)爐分離出CO2，需要消耗較多能量；，整個過程中NaOH和CaO均可循環(huán)利用；，從捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通過過濾的方法即可分離；，捕捉到的CO2可與H2反應(yīng)制備甲醇：CO23H2CH3OHH2O。3xx浙江理綜，28(1)(2)(3)單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450500 )，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。相關(guān)信息如下：a四氯化硅遇水極易水解；b硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；c有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點/57.712.8315熔點/70.0107.2升華溫度/180300162請回答下列問題：(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(2)裝置A中g(shù)管的作用是_；裝置C中的試劑是_；裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是_。(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是_(填寫元素符號)。答案(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O(2)平衡氣壓濃H2SO4SiCl4沸點較低，用冷卻液可得到液態(tài)SiCl4(3)Al、B、P解析依題中信息可知A為Cl2的發(fā)生裝置，B、C為Cl2凈化裝置，D中發(fā)生反應(yīng)2Cl2SiSiCl4，生成SiCl4用E收集，B中為飽和食鹽水將氯化氫氣體除去，C中應(yīng)為濃H2SO4除水，由表中數(shù)據(jù)可知SiCl4沸點較低，用冷卻液可得到液態(tài)SiCl4；由題中信息粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，即可輕松完成第(3)問。1有些科學(xué)家提出硅是“21世紀的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列有關(guān)硅的說法中，不正確的是()A高純度的硅廣泛用于制作計算機芯片B硅可由二氧化硅還原制得C低溫時，硅與水、空氣和酸不反應(yīng)，但能與氫氟酸反應(yīng)D自然界中硅的儲量豐富，自然界中存在大量的單質(zhì)硅答案D解析自然界中不存在單質(zhì)硅。2下列關(guān)于碳和硅的敘述中，正確的是()A其氧化物都能與NaOH溶液反應(yīng)B其單質(zhì)在加熱時都能跟O2反應(yīng)C其氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸D碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì)答案B解析CO不能與NaOH溶液反應(yīng)；SiO2不能溶于水，也不生成相應(yīng)的酸；碳有金剛石、石墨等同素異形體，硅有晶體硅和無定形硅，所以兩種元素有多種單質(zhì)。3下列敘述正確的是()A高溫下二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，說明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸強B陶瓷、玻璃、水泥容器都能貯存氫氟酸C石灰抹墻、水泥砌墻的硬化過程原理相同D玻璃窯中出來的氣體的主要成分是二氧化碳答案D解析二氧化硅在高溫下能與碳酸鈉反應(yīng)：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，但不能說明硅酸的酸性比碳酸強，上述反應(yīng)之所以能進行，是因為CO2不斷逸出，反應(yīng)向右進行；玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO2，會與氫氟酸反應(yīng)；石灰抹墻發(fā)生反應(yīng)CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，而水泥砌墻是水泥與水作用發(fā)生一系列變化而凝固變硬。4向一定濃度的下列物質(zhì)澄清溶液中通入過量的CO2氣體，最后肯定沒有沉淀生成的是()Ca(OH)2Na2CO3CaCl2Ca(ClO)2A B C D答案A解析向Ca(OH)2、Ca(ClO)2溶液分別通入過量CO2，最終生成Ca(HCO3)2，沒有沉淀生成；飽和Na2CO3溶液中通入CO2，會析出NaHCO3晶體；CO2與CaCl2不反應(yīng)。5在濃硝酸水濃硫酸氫氟酸氫氧化鉀溶液中，能與單質(zhì)硅起化學(xué)反應(yīng)的是()A B C D答案C解析硅能與F2、HF、強堿在常溫下反應(yīng)，在加熱或高溫條件下也能與Cl2、O2、H2發(fā)生反應(yīng)。6下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述中不正確的是()A都是共價化合物B都是酸性氧化物，都能與強堿溶液反應(yīng)C都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸DSiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨答案C解析二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制得的。7下列說法中正確的是()ACO2和CH4都是引起“溫室效應(yīng)”的氣體BCO2和SO2都是產(chǎn)生酸雨的氣體C使用天然氣可避免CO2的排放DCO2是一種有害而無益的氣體答案A解析A項，正確；B項，二氧化碳不是產(chǎn)生酸雨的氣體；C項，天然氣的主要成分是甲烷，燃燒產(chǎn)物中也有二氧化碳，不正確；D項，二氧化碳是光合作用的原料之一，故不正確。8用足量的CO還原13.7 g某鉛氧化物，把生成的CO2全部通入到過量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后質(zhì)量為8.0 g，則此鉛氧化物的化學(xué)式是()APbO BPb2O3CPb3O4 DPbO2答案C解析設(shè)此鉛氧化物的化學(xué)式為PbxOy，PbxOyyOyCOyCO2yCaCO3 16y 100y m(O)1.28 g 8.0 g所以m(Pb)13.7 g1.28 g12.42 gxy34。9將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是()答案D解析CO2與KOH和Ca(OH)2都會反應(yīng)，但存在著競爭，如果先與KOH反應(yīng)，則反應(yīng)后生成的K2CO3立即會與Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，因此，可以看成CO2先與Ca(OH)2反應(yīng)，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步還要判斷CO2是先跟KOH反應(yīng)還是先與生成的CaCO3反應(yīng)，同樣可以采用假設(shè)法判斷，即如果先與CaCO3反應(yīng)，則生成的Ca(HCO3)2又會與KOH反應(yīng)，因此應(yīng)是先與KOH反應(yīng)，此過程生成沉淀的物質(zhì)的量不變，當(dāng)KOH反應(yīng)完全，再與CaCO3反應(yīng)，直至沉淀完全溶解，故選D。10金剛砂(SiC)可由SiO2和碳在一定條件下反應(yīng)制得，反應(yīng)方程式為SiO23CSiC2CO，下列有關(guān)制造金剛砂的說法中正確的是()A該反應(yīng)中的氧化劑是SiO2，還原劑為CB該反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為12C該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為12eD該反應(yīng)中的還原產(chǎn)物是SiC、氧化產(chǎn)物是CO，其物質(zhì)的量之比為12答案D解析反應(yīng)產(chǎn)物SiC中Si、C的化合價分別為4、4價，所以SiO2既不是氧化劑，又不是還原劑；碳元素從0價轉(zhuǎn)變成4價(SiC)和2價(CO)，CO是氧化產(chǎn)物，SiC是還原產(chǎn)物，兩者的物質(zhì)的量之比為21；根據(jù)化學(xué)方程式，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為4e。11如圖所示物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系中，A是一種固體單質(zhì)，E是一種白色沉淀。請回答下列問題：(1)B的化學(xué)式是_，目前B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(3)A和a溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(4)C和過量的鹽酸反應(yīng)的離子方程式是_。審題分析本題應(yīng)抓住框圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系，以題設(shè)條件C過量鹽酸E(白色沉淀)為突破口進行推斷，并結(jié)合已有知識進行設(shè)定與推測。答案(1)SiO2光導(dǎo)纖維(2)SiO22OH=SiOH2O(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiO2H=H2SiO3解析C與過量的鹽酸反應(yīng)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(jù)已有知識，銀可以與硝酸反應(yīng)生成硝酸銀，而銀與硝酸反應(yīng)能生成三種產(chǎn)物，不符合框圖中物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。則E只能為硅酸，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。12世博會中國館“東方之冠”由鋼筋混凝土、7 000多塊紅色鋁板和1 200多塊玻璃等建成。(1)鋁_(填“是”或“不是”)紅色的，鋁板和玻璃均易被燒堿腐蝕，原因是_、_(用化學(xué)方程式表示)。(2)生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是_。(3)石英玻璃化學(xué)穩(wěn)定性強、膨脹系數(shù)小，是一種特種玻璃，石英玻璃的主要成分是_；有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)實際上不是硅酸鹽材料，而是一種_(選填“橡膠”、“纖維”或“塑料”)。答案(1)不是2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(2)CaCO3(3)SiO2塑料13(xx上海，26)CaCO3廣泛存在于自然界，是一種重要的化工原料。大理石主要成分為CaCO3，另外有少量的含硫化合物。實驗室用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制備CO2氣體。下列裝置可用于CO2氣體的提純和干燥。完成下列填空：(1)用濃鹽酸配制11(體積比)的稀鹽酸(約6 molL1)，應(yīng)選用的儀器是_。a燒杯 b玻璃棒 c量筒 d容量瓶(2)上述裝置中，A是_，NaHCO3溶液可以吸收_。(3)上述裝置中，B物質(zhì)是_。用這個實驗得到的氣體測定CO2的分子量，如果B物質(zhì)失效，測定結(jié)果_(填“偏高”、“偏低”或“不受影響”)。(4)一次性飯盒中石蠟(高級烷烴)和CaCO3在食物中的溶出量是評價飯盒質(zhì)量的指標之一，測定溶出量的主要實驗步驟設(shè)計如下：剪碎、稱重浸泡溶解過濾殘渣烘干冷卻、稱重恒重為了將石蠟和碳酸鈣溶出，應(yīng)選用的試劑是_。a氯化鈉溶液 b稀醋酸 c稀硫酸 d正己烷(5)在溶出量測定實驗中，為了獲得石蠟和碳酸鈣的最大溶出量，應(yīng)先溶出_，后溶出_。(6)上述測定實驗中，連續(xù)_，說明樣品已經(jīng)恒重。答案(1)abc(2)CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液HCl氣體或酸性氣體(3)無水CaCl2偏低(4)bd(5)石蠟CaCO3(6)兩次稱量的結(jié)果相差不超過(或小于)0.001 g解析(1)考查等體積比濃度的溶液配制，用量筒量取等體積水與濃鹽酸，倒入燒杯，攪拌混勻即可。(2)由于制備得到的CO2中含H2S以及反應(yīng)揮發(fā)出的HCl，因此可通過CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液除去H2S，通過飽和NaHCO3溶液除去HCl。(3)固體B應(yīng)為無水CaCl2，可除去CO2中的H2O(g)。如果CaCl2失效，則氣體為CO2與H2O(g)的混合氣體，其平均分子量小于CO2的分子量，因此測定結(jié)果偏低。(4)要溶解CaCO3應(yīng)選用稀醋酸，不能用稀H2SO4，因為H2SO4與CaCO3反應(yīng)生成CaSO4，微溶于水。正己烷用于溶解石蠟。(5)先用正己烷溶解石蠟，才能使其中的CaCO3與醋酸充分接觸發(fā)生反應(yīng)，使二者達到最大溶出量。(6)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.001 g，說明已經(jīng)恒重。14硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。(1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅，工業(yè)上可以按如下步驟制備高純硅。.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；.粗硅與干燥的氯氣在450500 條件下反應(yīng)制得SiCl4；.SiCl4液體經(jīng)精餾提純后與過量H2在1 1001 200 條件下反應(yīng)制得高純硅。已知SiCl4沸點為57.6 ，能與H2O強烈反應(yīng)。1 mol H2與SiCl4氣體完全反應(yīng)吸收的熱量為120.2 kJ。請回答下列問題：第步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。整個制備純硅的過程中必須嚴格控制在無水無氧的條件下。SiCl4在潮濕的空氣中因水解而產(chǎn)生白色煙霧，其生成物是_；H2還原SiCl4過程中若混入O2，可能引起的后果是_。(2)二氧化硅被大量用于生產(chǎn)玻璃。工業(yè)上用SiO2、Na2CO3和CaCO3共283 kg在高溫下完全反應(yīng)時放出CO2 44 kg，生產(chǎn)出的玻璃可用化學(xué)式Na2SiO3CaSiO3xSiO2表示，則其中x_。答案(1)2H2(g)SiCl4(g)Si(s)4HCl(g)H240.4 kJmol1H2SiO3(或H4SiO4)和HCl爆炸(2)415在工業(yè)中利用鎂制取硅：2MgSiO22MgOSi，同時有副反應(yīng)發(fā)生：2MgSiMg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)，SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。如圖是進行Mg與SiO2反應(yīng)的實驗裝置：(1)由于氧氣的存在對該實驗有較大影響，實驗中應(yīng)通入氣體X作為保護氣，試管中的固體藥品可選用_(填序號)。a石灰石b鋅粒c純堿(2)實驗開始時，必須先通入X氣體，再加熱反應(yīng)物，其理由是_，當(dāng)反應(yīng)開始后，移走酒精燈反應(yīng)能繼續(xù)進行，其原因是_。(3)反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至常溫時，往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸?？捎^察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學(xué)方程式表示為_；_。答案(1)b(2)讓氫氣排盡裝置內(nèi)的空氣，避免空氣中的成分對實驗的影響該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可利用自身放出的熱量維持反應(yīng)進行(3)Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4SiH42O2=SiO22H2O解析(1)由于Mg可在CO2中燃燒，故不能用CO2作為保護氣而可用H2，那么試管中應(yīng)選用的固體藥品為鋅粒。(2)實驗開始時應(yīng)先通入氫氣排出裝置內(nèi)的空氣，避免空氣中的成分對實驗的影響。然后才能點燃酒精燈，因反應(yīng)放熱，反應(yīng)開始后移走酒精燈，可利用自身放出的熱量維持反應(yīng)繼續(xù)進行。(3)反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸會發(fā)生反應(yīng)：Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4，生成的SiH4可自燃，SiH42O2=SiO22H2O，所以會觀察到閃亮的火星。