第1講碳、硅及其化合物A組基礎題組1.共建“一帶一路”符合國際社會的根本利益,彰顯人類社會的共同理想和美好追求。下列貿易商品中,主要成分不屬于有機物的是()A.中國絲綢B.捷克水晶C.埃及長絨棉D.烏克蘭葵花籽油答案BB項,水晶主要成分是二氧化硅,屬于無機物。2.下列各組物質有關性質關系的比較,正確的是()A.硬度:SiO2<CO2B.溶解性:SiO2>CO2C.熔點:SiO2<CO2(干冰)D.酸性:H2CO3>H2SiO3答案DA項,硬度:SiO2>CO2,A錯誤;B項,二氧化硅不溶于水,二氧化碳與水反應生成碳酸,可知溶解性:SiO2<CO2,B錯誤;C項,熔點:SiO2>CO2,C錯誤;D項,非金屬性:C>Si,則酸性:H2CO3>H2SiO3,D正確。3.下列變化,不能通過一步反應直接完成的是()A.AlNaAlO2B.NaHCO3Na2CO3C.SiO2H2SiO3D.Fe(OH)2Fe(OH)3答案CAl與NaOH溶液發(fā)生反應生成AlO2-,可一步反應生成,A不選;NaHCO3加熱分解為碳酸鈉、二氧化碳和水,可一步反應生成,B不選;SiO2不溶于水,也不與水反應,因此SiO2先與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉溶液,然后再加入稀硫酸可以得到硅酸,故選C;Fe(OH)2可與H2O、O2發(fā)生化合反應生成Fe(OH)3,D不選。4.向一定濃度的下列物質的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)2NaAlO2Na2SiO3A.B.C.D.答案A向Ca(OH)2、Ca(ClO)2溶液中分別通入過量的CO2,最終生成Ca(HCO3)2,沒有沉淀生成;向Na2CO3溶液中通入過量CO2,最終會析出NaHCO3晶體;CO2與CaCl2不反應;CO2與NaAlO2溶液反應產(chǎn)生Al(OH)3沉淀;CO2與Na2SiO3溶液反應產(chǎn)生H2SiO3沉淀。5.(2018寧夏銀川二模)中華傳統(tǒng)文化博大精深,其中涉及很多的化學知識。下列有關說法不正確的是()A.“滴水穿石”“繩鋸木斷”不包含化學變化B.工業(yè)生產(chǎn)玻璃、水泥、漂白粉,均需要用石灰石作原料C.“落湯螃蟹著紅袍”肯定發(fā)生了化學變化D.中國藍是古代人工合成的藍色化合物,其化學式為BaCuSi4O10,可改寫成BaOCuO4SiO2答案A大理石(即碳酸鈣)與水、二氧化碳反應生成Ca(HCO3)2,屬于化學變化,A錯誤。6.下列除雜方法正確的是()A.SiO2中含有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,可以通過盛有灼熱CuO的玻璃管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Na2SiO3雜質,可以通入足量的CO2,然后過濾答案BA項,SiO2、Al2O3均與NaOH溶液反應;C項,應通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶;D項,引入了NaHCO3雜質。7.(2018山東聊城三模)灼熱的焦炭與水蒸氣反應所得產(chǎn)物為H2、CO和少量CO2,為了檢驗產(chǎn)物中的H2和CO(設氣體均被充分吸收),設計如下實驗裝置。下列有關說法錯誤的是()A.為了實驗安全,應先點燃處酒精燈,后點燃處酒精燈B.、中依次盛裝氫氧化鈉溶液、濃硫酸和澄清石灰水C.中黑色固體變紅色,即可證明產(chǎn)物中一定含有H2和CO中的一種或兩種D.若用堿石灰替換無水硫酸銅,也可以達到檢驗H2和CO的目的答案DA項,H2、CO不純時加熱易發(fā)生爆炸,則為了實驗安全性,應先點燃處酒精燈排出裝置中空氣,后點燃處酒精燈,故A正確;B項,由上述分析可知,、中依次盛裝氫氧化鈉溶液、濃硫酸和澄清石灰水,故B正確;C項,H2和CO均能還原CuO,當黑色氧化銅變紅色,說明產(chǎn)物中一定含有H2和CO中的一種或兩種,故C正確;D項,若用堿石灰替換無水硫酸銅,堿石灰可吸收水、二氧化碳,不能達到檢驗H2和CO的目的,故D錯誤。8.A、B、C、D、E代表單質或化合物,它們之間的相互轉換關系如圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質,其晶體結構與金剛石相似。請?zhí)羁?(1)形成單質A的原子的結構示意圖為,它的最高化合價為。(2)B的化學式為,B和碳反應生成A和E的化學方程式為。(3)C的化學式為,D的化學式為。答案(1)+4(2)SiO2SiO2+2C Si+2CO(3)CaSiO3Na2SiO3解析A、B、C、D、E代表單質或化合物,A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質,其晶體結構與金剛石相似,A是Si。B和碳在高溫下反應生成A和E,則該反應是碳和二氧化硅反應生成硅和CO的反應,即B是二氧化硅,E是CO;二氧化硅在高溫下和氧化鈣反應生成C即硅酸鈣,二氧化硅和氫氧化鈉溶液反應生成D即硅酸鈉。根據(jù)以上分析可知A是Si,B是SiO2,C是CaSiO3,D是Na2SiO3,E是CO。(1)形成單質A的原子是硅原子,其原子結構示意圖為,最外層有4個電子,它的最高化合價為+4。(2)B的化學式為SiO2,晶體類型為原子晶體,B和碳反應生成A和E的化學方程式是SiO2+2C Si+2CO。(3)C的化學式為CaSiO3,D的化學式為Na2SiO3。9.為確認HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性強弱,某學生設計了如下圖所示的實驗裝置,一次實驗即可達到目的(不必選其他酸性物質)。請據(jù)此回答:(1)錐形瓶中裝某可溶性正鹽溶液,分液漏斗所盛試劑應為。(2)裝置B所盛的試劑是,其作用是。(3)裝置C所盛試劑是,C中反應的離子方程式是。(4)由此得到的結論是酸性:>>。答案(1)鹽酸(2)飽和NaHCO3溶液吸收HCl氣體(答案合理即可)(3)Na2SiO3溶液SiO32-+CO2+H2O H2SiO3+CO32-(或SiO32-+2CO2+2H2O 2HCO3-+H2SiO3)(4)HClH2CO3H2SiO3解析(1)根據(jù)強酸制取弱酸的原則,分液漏斗中應盛放最強的酸,最強的酸是鹽酸,所以分液漏斗中所盛試劑名稱是鹽酸。 (3)硅酸鈉能和二氧化碳、水反應生成硅酸和碳酸鈉(碳酸氫鈉),反應的離子方程式為SiO32-+CO2+H2O H2SiO3+CO32- (或SiO32-+2CO2+2H2O 2HCO3-+H2SiO3)。10.某礦石可能由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一種或幾種組成,欲探究其組成,設計探究過程如圖所示。已知:碳酸不能溶解Al(OH)3沉淀。(1)Si在元素周期表中的位置是。(2)下列說法正確的是。a.酸性:H2CO3>H2SiO3b.原子半徑:O<C<Si<Alc.穩(wěn)定性:H2O>CH4>SiH4d.離子半徑:O2-<Al3+(3)該礦石的組成是,濾渣和NaOH溶液反應的離子方程式是。(4)該礦石和1 molL-1 HNO3溶液反應的離子方程式為。(5)工業(yè)上依據(jù)上述實驗原理處理該礦石,將反應池逸出的氣體與一定量的O2混合循環(huán)通入反應池中,目的是;若處理該礦石2.36103 kg,得到濾渣1.2103 kg,理論上至少需要1 molL-1 HNO3溶液的體積為L。答案(1)第三周期A族(2)abc(3)FeCO3和SiO2SiO2+2OH- SiO32-+H2O(4)3FeCO3+10H+NO3- 3Fe3+3CO2+NO+5H2O(5)NO循環(huán)使用減少環(huán)境污染,NO跟H2O、O2反應后又得到硝酸,可以提高原料利用率3104解析(4)SiO2與硝酸不反應。FeCO3與硝酸反應時,要注意生成Fe3+,同時硝酸被還原為NO。(5)NO、H2O、O2可發(fā)生反應:4NO+2H2O+3O2 4HNO3,生成的硝酸可循環(huán)使用,減少污染。每溶解3 mol FeCO3,消耗10 mol HNO3,如果由NO回收的1 mol HNO3循環(huán)利用,則理論上只需要9 mol HNO3,即:FeCO33HNO3。根據(jù)2.36103 kg礦石處理后得到濾渣1.2103 kg,可知其中含有1.16103 kg FeCO3,需要硝酸3104 mol,故理論上需1 molL-1的HNO3溶液3104 L。B組提升題組11.蛇紋石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3組成?，F(xiàn)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SiO2B.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Fe2O3C.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(OH)3和Mg(OH)2D.溶液Y中的陽離子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+答案BMgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3中只有SiO2不溶于鹽酸,沉淀X為SiO2,溶液Y中的陽離子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+;MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3中MgO、Fe2O3均不溶于NaOH溶液,B項錯誤。12.A、B、C、D、E五種物質中均含有同一種非金屬元素,它們有如圖所示的轉化關系。該元素(用R表示)的單質能與NaOH溶液反應生成鹽(Na2RO3)和氫氣。請回答下列問題:(1)寫出下列物質的化學式:A;C;E。(2)反應的化學方程式為,該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為。(3)反應的離子方程式為。(4)反應的離子方程式為。(5)H2CO3的酸性強于E,請用離子方程式證明:。答案(1)SiO2Na2SiO3H2SiO3(2)SiO2+2CSi+2CO12(3)Si+2OH-+H2OSiO32-+2H2(4)SiO32-+Ca2+CaSiO3(5)SiO32-+CO2+H2OH2SiO3+CO32-解析非金屬元素R的單質能與NaOH溶液反應生成鹽(Na2RO3)和氫氣,說明是硅及其化合物之間的轉化,A在高溫條件下能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應,則A為SiO2,從而推知B為CaSiO3,C為Na2SiO3,D為Si,E為H2SiO3。13.(2018貴州安順適應性監(jiān)測考試)鉀長石(K2Al2Si6O16)通常也稱正長石,主要用于生產(chǎn)玻璃、陶瓷制品,還可用于制取鉀肥。某學習小組以鉀長石為主要原料,從中提取氧化鋁、碳酸鉀等物質,工藝流程如下:回答以下問題:(1)請以氧化物組成的形式表示鉀長石的化學式:。(2)鉀長石中的鉀元素和鋁元素在Na2CO3作用下轉化為可溶性的KAlO2 和NaAlO2,寫出Al2O3 轉化為NaAlO2 的化學方程式:。(3)已知“浸取”時應保持溶液呈堿性,分析其原因:(用離子方程式解釋),若要提高浸取的速率,可采取的措施有(回答一條)。(4)濾液1的主要成分是(填寫化學式)。(5)此工藝中可以循環(huán)利用的主要物質是、和水。(6)以石墨為電極,通過電解Al2O3 可制得金屬鋁。電解池中接電源負極的一極的電極反應式是。長時間電解后,需要更換新的石墨電極的是(填“陰”或“陽”)極。答案(1)K2OAl2O36SiO2(2)Na2CO3+Al2O3 2NaAlO2+CO2(3)AlO2-+2H2O Al(OH)3+OH-不斷攪拌(適當加熱、將固體粉碎成更小的顆粒等)(4)NaHCO3、KHCO3(5)Na2CO3CO2(6)Al3+3e- Al陽解析(1)鉀長石的化學式為K2Al2Si6O16,根據(jù)原子守恒,以氧化物組成的形式表示鉀長石的化學式為K2OAl2O36SiO2。(2)Al2O3與Na2CO3在高溫下反應生成NaAlO2和CO2,反應的化學方程式為Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2。(3)根據(jù)流程,浸出液中含KAlO2、NaAlO2,KAlO2、NaAlO2都屬于強堿弱酸鹽,溶液中存在水解平衡:AlO2-+2H2O Al(OH)3+OH-;“浸取”時保持溶液呈堿性,可抑制AlO2-的水解。(4)向浸出液中通入過量CO2,發(fā)生的反應有:CO2+KAlO2+2H2O Al(OH)3+KHCO3、CO2+NaAlO2+2H2O Al(OH)3+NaHCO3,過濾濾出Al(OH)3,濾液1的主要成分為KHCO3、NaHCO3。(5)根據(jù)流程,煅燒時產(chǎn)生CO2,浸出液中需要通入CO2,結晶后得到碳酸鈉晶體,煅燒中需要Na2CO3,此工藝中可以循環(huán)利用的主要物質是Na2CO3、CO2和水。(6)電解池中接電源負極的一極為陰極,陰極電極反應式為Al3+3e- Al。以石墨為電極,電解熔融的Al2O3,陽極的電極反應式為2O2-4e- O2,陽極生成的O2與石墨反應消耗石墨,長時間電解后,需要更換新的石墨電極的是陽極。