高考化学二轮复习专题演练： 专题十 碳、硅及其化合物无机非金属材料.pdf

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1、1 考点专练考点专练 10碳、硅及其化合物无机非金属材料碳、硅及其化合物无机非金属材料 两年高考真题演练 1.(2015江苏化学，4)在 CO2中，Mg 燃烧生成 MgO 和 C。下列说法正确的是()A元素 C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体 BMg、MgO 中镁元素微粒的半径：r(Mg2)r(Mg)C在该反应条件下，Mg 的还原性强于 C 的还原性 D该反应中化学能全部转化为热能 2(2015安徽理综，9)下列有关说法正确的是()A在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解 BFe(OH)3胶体无色、透明，能发生丁达尔现象 CH2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫

2、酸干燥 DSiO2既能和氢氧化钠溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物 3(2014课标全国，7)下列过程没有发生化学反应的是()A用活性炭去除冰箱中的异味 B用热碱水清除炊具上残留的油污 C用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果 D用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装 4(2014福建理综，9)常温下，下列各组物质中，Y 既能与 X反应又能与 Z 反应的是()2 X Y Z NaOH 溶液 Al(OH)3 稀硫酸 KOH 溶液 SiO2 浓盐酸 O2 N2 H2 FeCl3溶液 Cu 浓硝酸 A.B C D 5(2015海南化学，14)单质 Z 是一种常见的半导体材料，可由X 通过如

3、下图所示的路线制备。其中 X 为 Z 的氧化物；Y 为氢化物，分子结构与甲烷相似。回答下列问题：X Mg 加热Mg2Z 盐酸 Y 加热 Z(1)能与 X 发生化学反应的酸是_；由 X 制备 Mg2Z 的化学方程式为_。(2)由Mg2Z生成Y的化学方程式为_ _，Y分子的电子式为_。(3)Z、X 中共价键的类型分别是_、_。3 6(2014课标全国，27)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及 X 射线防护材料等。回答下列问题：(1)铅是碳的同族元素，比碳多 4 个电子层。铅在元素周期表的位置为第_周期、第_族；PbO2的酸性比 CO2的酸性_(填“强”或“弱”)。(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄

4、绿色气体，反应的化学方程式为_。(3)PbO2可由 PbO 与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为_；PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和 Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为_，阴极上观察到的现象是_；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为_，这样做的主要缺点是_。(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的 a 点为样品失重 4.0%(即样品起始质量a点固体质量样品起始质量100%)的残留固体。若 a 点固体组成表示为 PbOx或 mPbO2nPbO，列式计算x值和mn值_ 4 _。7(2014重庆理

5、综，8)月球含有 H、He、N、Na、Mg、Si 等元素，是人类未来的资源宝库。(1)3He 是高效核能原料，其原子核内中子数为_。(2)Na 的原子结构示意图为_，Na 在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为_。(3)MgCl2在工业上应用广泛，可由 MgO 制备。MgO 的熔点比 BaO 的熔点_(填“高”或“低”)月球上某矿石经处理得到的 MgO 中含有少量 SiO2，除去 SiO2的离子方程式为_；SiO2的晶体类型为_。MgO 与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备 MgCl2。若尾气可用足量 NaOH 溶液完全吸收，则生成的盐为_(写化学式)。(4)月壤中含有丰富的3He，从月壤中提炼 1

6、 kg 3He，同时可得 6 000 kg H2和 700 kg N2,若以所得 H2和 N2为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵_kg。5 考点专练考点专练 10碳、硅及其化合物无机非金属材料碳、硅及其化合物无机非金属材料 一年模拟试题精练 1.(2015兰州诊断，2)下列说法错误的是()A硅酸钠可制备木材防火剂，也可用于制备硅酸胶体 B二氧化硅能与石灰石反应 C二氧化硅不可能一步转化为硅酸，但硅酸可受热分解生成SiO2 D水泥的主要成分是 Na2SiO3、CaSiO3和 SiO2 2(2015山东青岛期末，4)某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素()A在自然

7、界中只以化合态的形式存在 B单质常用作半导体材料和光导纤维 C最高价氧化物不与任何酸反应 D气态氢化物比甲烷稳定 3(2015河南郑州调研，6)寿山石的主要成分为叶腊石，其组成为 Al2O34SiO2H2O，可以表示为 Al2Si4Ox(OH)y。其中 x、y 的数值分别是()A10、2 B6、4 C8、2 D2、8 4(2015合肥模拟，7)下列叙述正确的是()A因为 Na2CO3SiO2=高温 Na2SiO3CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强 6 B碳和硅都是A 族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似 C二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物 D二氧化硅和二氧

8、化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能与水反应生成硅酸 5(2015杭州一次质检)二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料(见下图)。下列说法正确的是()ASiO2既能与 HF 反应，又能与 NaOH 反应，属于两性氧化物 BSiO2和 Si 都是光导纤维材料 C在硅胶中加入 CoCl2可显示硅胶吸水是否失效 D图中所示转化反应都是非氧化还原反应 6(2015西安诊断，7)在常温下 Y 既能与 X 反应，又能与 Z 反应且都是非氧化还原反应的是(可以在水溶液中)选项 X Y Z A SiO2 HF Si B C CO2 Na2CO3 C Ca(HCO3)2 Na2CO3 HNO3

9、 7 D NaOH CO Na2O2 7.(2015南京调研，15)在含 2 mol NaOH、1 mol Na2SiO3的溶液中滴加稀盐酸至过量，下列关于沉淀质量(m)与盐酸体积(V)之间关系的图像正确的是()8(2015河北衡水质检，10)将适量纯硅粉与纯钠按一定比例混合溶于足量水中，恰好完全反应，转移电子数为 1.8061023。硅与钠的质量比为 X，在标准状况下收集到的气体为 V L。下列推断正确的是()A B C D X 1423 12 21 1423 V 6.72 4.48 4.48 3.36 9.(2015山东青岛期末，17)工业上，用二氧化硅与焦炭在高温下反 应 制 Si：Si

10、O2 2C=高温 Si 2CO，副 反 应 为 Si C=高温 SiC(金刚砂)。请回答下列问题：8(1)工业上，冶炼粗硅时焦炭的作用是_。(填序号)氧化剂 还原剂 燃料 催化剂 若 粗 硅 中 含 有 较 多 的 碳 化 硅，主 要 原 因 是_ _。(2)碳化硅俗名金刚砂，它具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。若用二氧化硅与焦炭制备金刚砂，产品中混有杂质硅和二氧化硅，主要原因是_ _。(3)某碳化硅样品中混有 Si、SiO2。将 20.0 g 该样品加入到过量的氢氧化钠溶液中，充分反应，收集到 2 240 mL 氢气(标准状况)，过滤得到 11.4 g SiC 固体，滤液稀释至 500

11、mL。写出有关反应的离子方程式：_ _；稀释后溶液中硅酸钠的物质的量浓度为_。9 参考答案 考点专练 10碳、硅及其化合物无机非金属材料【两年高考真题演练】1CA 项，碳元素存在金刚石、石墨、C60、C70、石墨烯等多种同素异形体，错误；B 项，Mg 和 Mg2的质子数相同，但 Mg 有 3个电子层，Mg2有 2 个电子层，所以 Mg 半径大于 Mg2半径，错误；C 项，该反应中镁作还原剂，C 为还原产物，由氧化还原反应的“强弱规律”可知，Mg 的还原性强于 C 的还原性，正确；D 项，该反应中化学能除转化为热能外还有部分转化为光能(因为燃烧时发出光)，错误。2CA 项，Na2CO3固体在酒精

12、灯加热条件下，不分解，错误；B 项，Fe(OH)3胶体呈红褐色，错误；C 项，H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥，正确；D 项，由于 SiO2与氢氟酸反应不能生成盐，所以 SiO2是酸性氧化物而不是碱性氧化物，错误。3AA 项，活性炭吸附冰箱中的异味，属于物理变化，符合题意；B 项，热碱水能加快油污中油脂的水解，使油污变为易溶于水的物质，达到除去炊具上油污的目的，油脂水解属于化学反应，不符合题意；C 项，KMnO4溶液能将水果释放出的催熟剂乙烯氧化，有利于水果的保鲜，属于化学反应，不符合题意；D 项，硅胶具有吸水性，可防止食品受潮，属于物理变化，铁粉与食品包装袋中的氧气反应，起还原剂

13、作用，避免 O2氧化食品，导致食品变质，属于化学变10 化，不符合题意。4 BAl(OH)3是两性氢氧化物，既能跟强酸反应又能跟强碱反应，SiO2与浓盐酸不反应，常温下，N2既不与 O2反应，也不与 H2反应，常温下，Cu 既与 FeCl3溶液反应，又与浓硝酸反应，故 B 正确。5解析根据题意，单质 Z 为半导体，则 Z 是 Si 元素；其氧化物为二氧化硅，SiO2可与氢氟酸反应；根据流程图可知，二氧化硅与Mg 反应生成 Mg2Si，Mg2Si 与盐酸反应生成的 Y 为氢化物，分子结构与甲烷相似，则 Y 的分子式是 SiH4，加热分解可得到 Si 单质。答案(1)氢氟酸(HF)SiO22Mg=

14、O2Mg2Si(2)Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4 (3)非极性键极性键 6解析(2)由题意知：该反应中，Cl 元素的化合价升高，则可推出 Pb 元素化合价降低，又由于2 价 Pb 较稳定，因此 PbO2还原产物为 Pb2，其化学方程式为：PbO24HCl(浓)=PbCl2Cl22H2O。(3)由题意知：PbOClOPbO2，铅元素化合价升高，则 Cl11 元素化合价应降低，故有 PbOClOPbO2Cl，利用化合价升降法配平，得反应的离子方程式为 PbOClO=PbO2Cl。阳极应发生氧化反应，由 Pb2PbO2的过程可知阳极反应式为 Pb22H2O2e=PbO24H；阴极发生还原

15、反应，其中 Cu2放电：Cu22e=Cu，石墨上析出铜，若电解液不加 Cu(NO3)2，则阴极 Pb2放电：Pb22e=Pb，由此可见这样做的缺点是不能有效地利用Pb2。(4)PbO2分解的化学方程式：PbO2=PbOx2x2O2，知PbO2失重质量即为生成 O2的质量；取 m(PbO2)239，则生成 m(O2)2x232，根据题意有2x2322394.0%，解得 x，然后根据 PbOx与 mPbO2nPbO 中 O 和 Pb 原子个数比相等求得 mn 的值。答案(1)六A弱(2)PbO24HCl(浓)=PbCl2Cl22H2O(3)PbOClO=PbO2Cl Pb22H2O2e=PbO24

16、H 石墨上析出铜Pb22e=Pb不能有效利用 Pb2(4)根据 PbO2=PbOx2x2O2，有2x2322394.0%x1.4，根据 mPbO2nPbO，2mnmn1.4，mn23。7解析(1)由于质量数质子数中子数，3He 的质子数为 2，12 则其中子数为 1。(2)Na 为 11 号元素，原子结构示意图为，Na在氧气中完全燃烧的产物为 Na2O2，其电子式为 NaO,O,2Na。(3)MgO 与 BaO 属同类型的离子化合物，由于r(Mg2)SiH4，所以只有 A 正确。3A根据原子守恒关系可知氢原子数为 2，进而推知 x 为10。4D碳酸酸性比硅酸强，故 A 项错误；CO2和 SiO

17、2属不同类型晶体，在物理性质方面有很大差异，故 B 项错误；SiO2能与氢氟酸反应生成的 SiF4不属于盐类，是 SiO2的特性，并不能说明它具有两性，故 C 项错误；SiO2虽属于酸性氧化物，但不能直接与 H2O 反应生成 H2SiO3，D 项正确。5C 两性氧化物的定义为与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物，SiO2与 HF 反应得到的 SiF4不属于盐类，A 项错误；SiO2是光导纤维材料，Si 为半导体材料，B 项错误；CoCl2在吸水和失水状态下显示不同的颜色，C 项正确；制取 Si 的过程中涉及了氧化还原反应，D 项错误。6CA 项，氢氟酸与硅的反应是氧化还原反应；B 项，CO2与 C

18、 的反应是氧化还原反应；C 项，碳酸氢钙溶液与碳酸钠溶液反应可生成碳酸钙，碳酸钠溶液与硝酸反应可生成二氧化碳，都是非氧化还原反应；D 项，CO 与氢氧化钠、过氧化钠均不反应。7C在氢氧化钠、硅酸钠的混合溶液中滴加稀盐酸，氢氧化14 钠优先反应，因为硅酸能和氢氧化钠反应。NaOHHCl=NaClH2O，Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。硅酸不溶于盐酸，2 mol NaOH 与 2 mol HCl 完全反应，1 mol Na2SiO3与 2 mol HCl 完全反应，本题选 C。8 D依题意，发生的反应为 2Na2H2O=2NaOHH2、Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2，恰

19、好完全反应，则 n(Si)n(Na)12，m(Si)m(Na)28461423。根据转移电子数相等，上述反应中，只有氢离子得电子，V(H2)1.806 10236.02 1023 mol1 222.4 Lmol13.36 L。9解析(1)在粗硅冶炼中，焦炭作还原剂和燃料，焦炭燃烧提供能量。若焦炭投料较多，部分碳与硅反应生成碳化硅。(2)如果制备碳化硅，投入焦炭量较少，二氧化硅、硅会残留在产品中。(3)n(H2)2.24 L22.4 Lmol1 0.1 mol，由 Si 2NaOH H2O=Na2SiO32H2知，样品中硅单质的物质的量为 0.05 mol，质量为 0.05 mol28 gmol11.4 g，所以样品中二氧化硅的质量为20.0 g1.4 g11.4 g7.2 g，物质的量为 7.2 g60 gmol10.12 mol，生成的硅酸钠的物质的量为 0.05 mol0.12 mol0.17 mol，溶液体积为 0.5 L，故硅酸钠溶液的物质的量浓度为 0.34 molL1。答案(1)焦炭投料较多(2)焦炭投料较少(3)Si2OHH2O=SiO232H2、SiO22OH=SiO2315 H2O0.34 molL1