高考化学一轮复习第10讲无机非金属材料的主角__碳硅作业

高考化学一轮复习第10讲无机非金属材料的主角__碳硅作业

‎【2019最新】精选高考化学一轮复习第10讲无机非金属材料的主角__碳硅作业 A组　基础题组 ‎1.下列我国古代优秀艺术作品中,所用材料不属于无机非金属材料的是(　　)‎ ‎　A B C D 商代后母戊鼎 新石器时代人面鱼纹彩陶盆 明永乐青花竹石芭蕉纹梅瓶 三国青瓷羊形烛台 ‎2.(2017北京海淀期中,2)下列说法的是(　　)‎ A.钠、钾着火时,不能用泡沫灭火器灭火 B.氧化铝是冶炼金属铝的原料,也是较好的耐火材料 C.石英是制造光导纤维的原料,也是常用的半导体材料 D.在汽车尾气系统中装催化转化器,可降低尾气中CO、NOx等的排放量 ‎3.(2017北京东城二模,6)能源是人类生存和发展的基础。下列能源的开发和利用过程中不涉及化学反应的是(　　)‎ A.太阳能热水器 B.火力发电 C.发动机中燃料燃烧 D.中国古代制陶 11 / 11‎ ‎4.(2017北京东城期末,1)材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。下列物品所用材料的主要成分是有机高分子化合物的是(　　)‎ ‎5.(2018北京密云阶段测试)下列关于硅及其化合物的说法不正确的是(　　)‎ A.水玻璃可用作木材防火剂 B.硅是制造光导纤维的材料 C.硅是制造太阳能电池的常用材料 D.硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ‎6.(2017北京西城期末,17)C、Si是构成无机非金属材料的重要元素。‎ ‎(1)Si在周期表中的位置为　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)为比较C、Si的非金属性,某同学设计了如下实验:‎ 装置①中盛放的试剂是　　　　　　,装置②中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)SiC是一种重要的高温耐磨材料。SiC中,C元素显 ‎ ‎(填“正”或“负”)化合价,从原子结构角度解释原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎7.(2017北京朝阳期中,17)硅材料是微电子工业和太阳能发电的基础材料,以二氧化硅为原料制备纯硅的方法主要有热还原法和熔盐电解法等。‎ ‎(1)非金属热还原法:工业上以石英砂(含SiO2)、焦炭为原料,高温熔炼制得工业硅。流程如下:‎ 11 / 11‎ 石英砂粗硅SiCl4纯硅 ‎①卤素(X2)都能与Si反应生成SiX4 ,从原子结构角度解释原因:　。 ‎ ‎②Ⅰ中事实不能作为“碳的非金属性比硅强”的证据,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)金属热还原法:实验室中可将金属镁与足量二氧化硅的微细粉末混合加热而制得硅。流程如下:‎ SiO2粗硅纯硅 ‎①Ⅰ中发生反应的化学方程式是　。 ‎ ‎②已知:ⅰ.Si在常温下很难被氢氟酸腐蚀。‎ ⅱ.MgF2(氟化镁)难溶于水和氢氟酸。‎ 请设计Ⅱ中分离提纯的实验:  　(按上图形式呈现)。 ‎ ‎(3)熔盐电解法:采用CaCl2为熔盐体系,由SiO2直接电解制得纯硅。装置图如下:‎ ‎①判断N为电源正极的理由是　 。 ‎ ‎②制得硅的电极反应式为　 。 ‎ B组　提升题组 ‎8.(2018北京海淀期中)下列关于硅及其化合物的说法不正确的是(　　)‎ 11 / 11‎ A.高纯硅具有良好的半导体性能,可制成硅芯片、光电池、光导纤维等 B.二氧化硅能与氢氟酸反应,可用氢氟酸蚀刻玻璃 C.向硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有不溶物生成,实验室可用该方法制备硅酸 D.“硅胶”由硅酸凝胶经干燥、脱水制得,常用作食品、药品等的干燥剂 ‎9.(2017北京西城期末,15)将气体a通入溶液b中,始终无明显变化的是(　　)‎ 气体a 溶液b A Cl2‎ NaBr B CO2‎ CaCl2‎ C SO2‎ Ba(NO3)2‎ D NO2‎ FeSO4‎ ‎10.(2017北京朝阳一模,26)我国每年产生的废旧铅蓄电池约330万吨。从含铅废料(PbSO4、PbO2、PbO等)中回收铅,实现铅的再生,意义重大。一种回收铅的工艺流程如下:‎ ‎(1)铅蓄电池放电时,PbO2作　　　　　极。 ‎ ‎(2)过程Ⅰ,已知:PbSO4、PbCO3的溶解度(20 ℃)曲线见图1;Na2SO4、Na2CO3的溶解度曲线见图2。‎ ‎①根据图1写出过程Ⅰ的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②生产过程中的温度应保持在40 ℃。若温度降低,PbSO4的转化速率下降。根据图2,解释原因:‎ ⅰ.温度降低,反应速率降低;‎ 11 / 11‎ ⅱ.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(请你提出一种合理解释)。 ‎ ‎③若生产过程中温度低于40 ℃,所得固体中含有较多Na2SO4杂质,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)过程Ⅱ,发生反应2PbO2+H2C2O4 2PbO+H2O2+2CO2↑。实验中检测到有大量O2放出,推测PbO2氧化了H2O2,通过实验证实了这一推测。实验方案是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(已知:PbO2为棕黑色固体;PbO为橙黄色固体) ‎ ‎(4)过程Ⅲ,将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液。电解Na2PbCl4溶液,生成Pb,如图3。‎ 图3‎ ‎①阴极的电极反应式是　。 ‎ ‎②电解一段时间后,Na2PbCl4浓度极大下降,为了恢复其浓度且实现物质的循环利用,阴极区采取的方法是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎11.(2017北京理综,26)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:‎ 钛精矿粗TiCl4纯TiCl4‎ 资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质 化合物 SiCl4‎ TiCl4‎ AlCl3‎ FeCl3‎ MgCl2‎ 沸点/℃‎ ‎58‎ ‎136‎ ‎181(升华)‎ ‎316‎ ‎1 412‎ 熔点/℃‎ ‎-69‎ ‎-25‎ ‎193‎ ‎304‎ ‎714‎ 在TiCl4中的溶解性 互溶 ‎——‎ 微溶 难溶 11 / 11‎ ‎(1)氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。‎ 已知:TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g)　ΔH1=+175.4 kJ·mol-1‎ ‎2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH2=-220.9 kJ·mol-1‎ ‎①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式:  　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据下图判断:CO2生成CO反应的ΔH　　0(填“>”“<”或“=”),判断依据:　 ‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液,则尾气的吸收液依次是  　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎④氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有　 。 ‎ ‎(2)精制过程:粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下:‎ 物质a是　　　,T2应控制在　 。 ‎ ‎12.(2018北京东城期末)从废旧液晶显示器的主材ITO(主要成分是含铟、锡的氧化物)中回收铟和锡,流程示意图如下:‎ 资料:‎ 物质 铟(In)‎ 锡(Sn)‎ 周期表位置 第五周期、第ⅢA族 第五周期、第ⅣA族 颜色、状态 银白色固体 银白色固体 11 / 11‎ 与冷酸作用 缓慢反应 缓慢反应 与强碱溶液 不反应 反应 ‎(1)为了加快步骤①的反应速率,可以采取的措施有　　　　　　　　(至少答两点)。 ‎ ‎(2)步骤①中铟的氧化物转化成In3+的离子方程式是　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)步骤②中加入过量铟能够除去溶液中的Sn2+,根据所给资料分析其原因是　 。 ‎ ‎(4)步骤④和⑤中NaOH溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)下图是模拟精炼铟的装置图,请在方框中填写相应的物质。‎ 答案精解精析 A组　基础题组 ‎1.A　传统无机非金属材料包括水泥、玻璃、陶瓷,后母戊鼎所用材料属于金属材料,不属于无机非金属材料。‎ ‎2.C　制造光导纤维的原料是二氧化硅,常用的半导体材料是硅单质。‎ ‎3.A　A项,太阳能热水器可将太阳能转化为热能,不涉及化学反应;B项,火力发电过程中燃料的燃烧为化学变化;C项,发动机中燃料的燃烧属于化学变化;D项,中国古代制陶过程中烧窑时发生化学反应。‎ ‎4.D　A项,青铜器是合金,属于金属材料;B项,瓷器是陶瓷,属于硅酸盐材料;C项,钢化玻璃是复合材料;D项,涤纶属于有机高分子化合物。‎ ‎5.B　A项,水玻璃是硅酸钠的水溶液,常用作木材的防火剂;B项,二氧化硅是制造光导纤维的材料;C项,硅是制造太阳能电池的常用材料;D项,硅是构成一些岩石和矿物的基本元素。‎ 11 / 11‎ ‎6.答案　(1)第三周期ⅣA族 ‎(2)饱和NaHCO3溶液　CO2+H2O+Si H2SiO3↓+C ‎(3)负　C、Si均位于ⅣA族,从上到下原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子吸引能力逐渐减弱,元素非金属性减弱 解析　(1)Si是14号元素,在周期表中位于第三周期ⅣA族。‎ ‎(2)稀盐酸和石灰石反应生成的二氧化碳中混有少量氯化氢,可以选用饱和NaHCO3溶液除去;装置②中发生反应的离子方程式为CO2+H2O+Si H2SiO3↓+C。‎ ‎(3)C的非金属性比硅强,故在SiC中C显负化合价。‎ ‎7.答案　(1)①硅原子最外层有4个e-,卤素原子最外层有7个e-　②该反应中C表现还原性(其他答案合理给分)‎ ‎(2)①SiO2+2Mg 2MgO+Si　‎ ‎②‎ 含Si、SiO2、 MgO的混合物 ‎ ‎(3)①石墨电极上O2-失电子生成O2‎ ‎②SiO2+4e- Si+2O2-‎ 解析　(1)①卤素原子最外层有7个e-,硅原子最外层有4个e-,故每个Si原子可以和4个X原子形成共价键;②比较元素的非金属性可以利用其单质的氧化性,而在反应Ⅰ中C表现还原性。‎ 11 / 11‎ ‎(2)①由转化关系可知Mg与SiO2的反应为置换反应;②所得的粗硅中含有Si、SiO2、MgO,可以先利用盐酸除去MgO,再在常温下加入氢氟酸除去SiO2,从而得纯硅。‎ ‎(3)①O2-在石墨电极上失电子生成O2,则石墨电极为阳极,故N为电源的正极;②阴极上SiO2 得到电子生成单质Si,电极反应式为SiO2+4e- Si+2O2-。‎ B组　提升题组 ‎8.A　A项,制备硅芯片和光电池的主要原料为高纯硅,光导纤维的主要成分是二氧化硅;B项,二氧化硅能与氢氟酸反应,故常用氢氟酸蚀刻玻璃;C项,硅酸钠溶液能与稀盐酸反应生成硅酸不溶物;D项,“硅胶”由硅酸凝胶经干燥、脱水制得,常用作食品、药品等的干燥剂。‎ ‎9.B　A项,氯气能够置换出溴,溶液由无色变成橙色;B项,二氧化碳与氯化钙溶液不反应,无现象;C项,二氧化硫能够被氧化为硫酸,进而生成硫酸钡沉淀;D项,二氧化氮与水反应生成硝酸,HNO3具有强氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,溶液由浅绿色变成棕黄色。‎ ‎10.答案　(1)正 ‎(2)①PbSO4(s)+C(aq) PbCO3(s)+S(aq)‎ ‎②温度降低,Na2CO3溶解度降低,使溶液中c(C)降低,反应速率降低 ‎③温度低于40 ℃时,温度降低,平衡“Na2SO4(s) 2Na+(aq)+S(aq)”逆向移动,产生较多Na2SO4固体杂质 ‎(3)取少量PbO2于试管中,向其中滴加H2O2溶液,产生可使带火星木条复燃的气体,同时棕黑色固体变为橙黄色,证实推测正确 11 / 11‎ ‎(4)①PbC+2e- Pb+4Cl-‎ ‎②向阴极区电解液中加入适量的PbO粗品 解析　(1)铅蓄电池放电时,PbO2得电子,作正极;‎ ‎(2)①由图1可知,PbCO3比PbSO4更难溶,所以PbSO4 可转化为PbCO3;‎ ‎②温度降低时,Na2CO3的溶解度减小,则溶液中c(C)降低,所以反应速率降低;‎ ‎③由图2可知,温度低于40 ℃时,Na2SO4的溶解度较小,所以所得固体中会含有较多Na2SO4杂质;‎ ‎(4)①由题目信息可知,阴极上PbC放电生成Pb,电极反应式为PbC+2e- Pb+4Cl-;‎ ‎②电解一段时间后,阴极区电解液中含有HCl和NaCl,要恢复PbC的浓度,向阴极区电解液中加入适量PbO粗品即可。‎ ‎11.答案　(1)①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g)　ΔH=-45.5 kJ·mol-1‎ ‎②>　随温度升高,CO含量增大,说明生成CO的反应是吸热反应 ‎③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液 ‎④MgCl2、AlCl3、FeCl3‎ ‎(2)SiCl4　高于136 ℃,低于181 ℃‎ 11 / 11‎ 解析　(1)①将已知的两个热化学方程式相加,即可得出答案。②观察图像可知,随着温度的升高,CO的含量增大,说明平衡向生成CO的方向移动,所以生成CO的反应是吸热反应,ΔH>0。④在室温下,TiCl4、SiCl4为液态,AlCl3、FeCl3、MgCl2为固态且在TiCl4中微溶或难溶,所以滤渣中应含有AlCl3、FeCl3、MgCl2,但AlCl3、FeCl3在TiCl4中微溶,故粗TiCl4混合液中仍然会存在少量的AlCl3、FeCl3。‎ ‎(2)TiCl4在蒸馏塔二中被蒸出,说明物质a应是一种沸点比TiCl4低的物质,结合题给资料可知a是SiCl4。T2应控制在136 ℃以上,181 ℃以下,确保TiCl4被蒸出,同时AlCl3等杂质不能被蒸出。‎ ‎12.答案　(1)增大盐酸浓度、加热、将废料粉碎(合理答案均可)‎ ‎(2)In2O3+6H+2In3++3H2O ‎(3)同周期主族元素从左向右原子半径减小,金属性减弱(还原性减弱)‎ ‎(4)除去a、b两种滤渣中的锡和锌 ‎(5)‎ 解析　(1)影响化学反应速率的因素包括温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等,本题中可以从温度、浓度、接触面积三个角度作答;‎ ‎(2)In2O3与盐酸反应的离子方程式为In2O3+6H+2In3++3H2O;‎ ‎(3)两种元素都在第五周期,铟的族序数更小且与酸反应更剧烈,而锡为两性金属,得出铟的金属活动性强于锡,步骤②中加入过量铟后发生的反应为2In+3Sn2+2In3++3Sn,以除去溶液中的Sn2+,故加入过量铟能够除去溶液中的Sn2+的原因为同周期主族元素从左向右原子半径减小,金属性减弱(还原性减弱);‎ ‎(4)根据表格中信息和流程图可知,Sn和Zn都能与NaOH溶液反应,分别形成Sn和Zn(类似Al和NaOH溶液的反应),与不和碱反应的In分离,达到提纯In的目的;故步骤④和⑤中NaOH溶液的作用是除去a、b两种滤渣中的锡和锌。‎ 11 / 11‎