2020届一轮复习人教版碳、硅及无机非金属材料作业

2020届一轮复习人教版碳、硅及无机非金属材料作业

‎ 碳、硅及无机非金属材料 一、选择题 ‎1.下列关于碳、硅的叙述正确的是(　　)‎ A.碳、硅都是ⅣA族元素，它们在自然界中都以化合态形式存在 B.二氧化碳、二氧化硅的物理性质相似 C.二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应生成相应的盐 D.高纯度的二氧化硅用于制造半导体材料 解析：选C。自然界中含有单质碳(如金刚石、石墨)，A错误；二氧化碳、二氧化硅的物理性质(如熔、沸点)差别很大，B错误；高纯度的晶体硅用于制造半导体材料，D错误。‎ ‎2.下列关于碳和碳的化合物的说法不正确的是(　　)‎ A.过多CO2排放会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活”‎ B.一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合 C.金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质差别很大 D.石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应 解析：选D。A项，二氧化碳是一种温室气体；B项，一氧化碳有毒，容易与血红蛋白结合；C项，金刚石是空间立体网状结构，硬度大、熔点高，石墨是层状结构，每一层是平面网状结构，质软，可导电，二者物理性质差别较大；D项，二者的转化属于化学反应，但反应中没有元素化合价的改变，不属于氧化还原反应。‎ ‎3.下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是(　　)‎ A.都是共价化合物 B.SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨 C.都能溶于水且与水反应生成相应的酸 D.都是酸性氧化物，都能与碱性氧化物反应 解析：选C。SiO2和CO2都只含有共价键，均为共价化合物，A项正确；干冰升华吸热，可用于人工降雨，B项正确；SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误；SiO2与碱性氧化物反应能生成硅酸盐，CO2与碱性氧化物反应能生成碳酸盐，D项正确。‎ ‎4.据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法正确的是(　　)‎ A.二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅属于酸性氧化物 B.将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸 C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸的强 D.水晶是比较纯净的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸盐 解析：选B。二氧化硅为酸性氧化物，‎ 但其不溶于水；硅酸的酸性比碳酸的弱；沙子的主要成分是二氧化硅。‎ ‎5.大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是(　　)‎ 选项 俗名 主要成分(化学式)‎ 用途 A 石英 SiO2‎ 集成电路板 B 纯碱 Na2CO3‎ 制备玻璃 C 水玻璃 Na2SiO3‎ 制备硅胶 D 铁红 Fe2O3‎ 用作油漆和涂料 解析：选A。石英主要用于生产玻璃，也可用于制造光导纤维，晶体硅才用于制作集成电路板。‎ ‎6.下列转化关系中，不能通过一步反应实现的是(　　)‎ ‎①SiO2→Na2SiO3　②CuSO4→CuCl2　③SiO2→H2SiO3,④CuO→Cu(OH)2　⑤Na2O2→Na2SO4‎ A.①②　　　　　　　　 B.③④‎ C.②③④ D.②③④⑤‎ 解析：选B。①中SiO2可与NaOH或Na2CO3反应生成Na2SiO3；②中CuSO4可与BaCl2反应生成BaSO4和CuCl2；③中SiO2不能与H2O反应，所以不能由SiO2一步制得H2SiO3；④中CuO不能与H2O反应生成Cu(OH)2；⑤中将Na2O2加入稀H2SO4中反应即可得到Na2SO4。‎ ‎7.下列离子方程式的书写正确的是(　　)‎ A.水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO＋H2SiO3↓‎ B.澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO C.硅与氢氟酸的反应：Si＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2↑‎ D.二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O 解析：选D。Na2SiO3是强电解质，应拆分成Na＋、SiO，且应生成HCO，A错；B项正确写法是CO2＋OH－===HCO；C项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－。‎ ‎8.如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是(　　)‎ A.SiO2属于两性氧化物 B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞 C.硅胶吸水后可重复再生 D.图中所示的转化反应都是氧化还原反应 解析：选C。SiO2是酸性氧化物，它能与氢氟酸反应是其特殊性质，A错；在图示转化关系中只有第一行的反应是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应，D错。‎ ‎9.将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后所得的固体物质是(　　)‎ A.Na2SiO3　　　　　　　 B.Na2CO3、Na2SiO3‎ C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2‎ 解析：选A。分析题述过程中发生的化学反应：H2O＋CO2＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋Na2CO3，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，H2SiO3SiO2＋H2O，2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，因此最后所得的固体物质中只有Na2SiO3。‎ ‎10.将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与所通入CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应过程中的叙述不正确的是(　　)‎ A.Oa段反应的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O B.ab段与cd段所发生的反应相同 C.de段沉淀减少是由于BaCO3固体的消失 D.bc段反应的离子方程式是2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO 解析：选B。CO2优先与Ba(OH)2反应(图像中Oa段)，然后与KOH反应(图像中ab段)，接着与KAlO2反应(图像中bc段)，再与K2CO3反应(图像中cd段)，最后与 BaCO3反应(图像中de段)。‎ 二、非选择题 ‎11.硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。‎ ‎(1)下列物质不属于硅酸盐的是　　　　。‎ A.陶瓷　　　　　　　　 B.玻璃 C.水泥 D.生石灰 ‎(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为___________，工艺师常用　　　　(填物质名称)来雕刻玻璃。‎ ‎(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作　　　　　　　。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是　　　　。‎ A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚 C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚 ‎(4)工业上常用2C＋SiO2Si＋2CO↑制备粗硅，该反应中所含元素化合价升高的物质是　　　　(填化学式，下同)，氧化剂是　　　　。‎ 解析：(1)生石灰(CaO)不含Si元素，不属于硅酸盐。(2)SiO2与HF反应，所以通常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)含有SiO2的坩埚可与Na2CO3反应，Al2O3也可与Na2CO3反应。‎ 答案：(1)D　(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　氢氟酸　(3)防火剂　D　(4)C　SiO2‎ ‎12.从“南澳一号”沉船中发现了大量宋代精美瓷器，体现了灿烂的中华文明。青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x]可掺进瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8)，在1 300 ℃左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。‎ ‎(1)下列说法正确的是　　　　(填序号)。‎ A.高岭土分子中x＝2‎ B.钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液 C.烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化 D.青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品 ‎(2)在“南澳一号”考古过程中，需用高纯度SiO2制造的光纤。下图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。‎ ‎①洗涤石英砂的目的是__________________________________________________。‎ ‎②二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是_____________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是______________________。‎ ‎④工业上常用纯净石英砂与C在高温下发生反应制备粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。下列说法正确的是　　　　(填序号)。‎ A.SiC是一种传统的无机非金属材料 B.制造粗硅时的反应为2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑‎ C.在以上流程中，将盐酸改为NaOH溶液，也可达到目的 D.纯净的SiO2只能用于制造光导纤维 解析：(1)选项A，根据化合物中各元素的正、负化合价代数和等于零的原则，可得(＋3)×2＋(＋4)×2＋(－2)×5＋(－1)×x＝0，解得x＝4。选项B，‎ 钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液。选项C，根据陶瓷的制作过程可推测出烧制青花瓷的过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。选项D，青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品。(2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl杂质，洗涤石英砂可使NaCl与SiO2分离。②SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O，据此可写出相应的离子方程式。③将洗净的石英砂研磨成粉末后能增大反应物的表面积，从而增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，提高生产效率。④选项A，SiC是一种新型无机非金属材料。选项B，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1，根据元素的原子个数守恒和得失电子守恒，可将题述信息转化为如下反应：2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑。 选项C，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，无法实现二者的分离。选项D，纯净的SiO2还可用于制造光学玻璃等。‎ 答案：(1)CD　(2)①除去石英砂中的NaCl杂质 ‎②SiO2＋2OH－===SiO＋H2O　③增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率　④B ‎13.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：‎ ‎(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：‎ ‎①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：_________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：_________________________________________；‎ H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是___________________________。‎ ‎(2)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息：‎ Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反应；‎ Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4；‎ Ⅲ.SiH4在空气中自燃。‎ 他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。‎ ‎①第Ⅰ步实验发生反应的化学方程式是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：在SiHCl3中，把硅考虑为＋4价，则氢为－1价，氯为－1价，SiHCl3水解时，－1价氢还原水中＋1价的氢，生成氢气。‎ 答案：(1)①SiHCl3＋H2Si＋3HCl ‎②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋H2↑＋3HCl　高温下，H2遇O2发生爆炸 ‎(2)①2Mg＋SiO22MgO＋Si、2Mg＋SiMg2Si ‎②硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，即发生反应：Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O ‎14．水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：‎ ‎ ‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 还可使用____________代替硝酸。‎ ‎(2)沉淀A的主要成分是____________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为_________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)加氨水过程中加热的目的是_____________________________________________。‎ 沉淀B的主要成分为____________、______________(写化学式)。‎ ‎(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为MnO＋H＋＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2＋H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.050 0 mol·L－1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为____________。‎ 解析：(1)水泥熟料中的CaO和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能将水泥样品中可能含有的Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新杂质，还可用H2O2代替硝酸。(2)根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀A为SiO2(或H2SiO3)，SiO2(或H2SiO3)能溶于弱酸氢氟酸，生成SiF4和H2O。(3)加入氨水调节溶液的pH＝4～5的过程中加热，能防止胶体生成，易沉淀分离，结合流程图可知，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)根据反应中转移电子数相等可找出关系式2MnO～5H2C2O4，结合消耗KMnO4溶液的浓度和体积可求出n(H2C2O4)＝＝4.5×10－3mol，‎ 则该水泥样品中钙的质量分数为×100%＝45.0%。‎ 答案：(1)将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋　H2O2‎ ‎(2)SiO2(或H2SiO3)　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF===SiF4↑＋3H2O)‎ ‎(3)防止胶体生成，易沉淀分离　Al(OH)3　Fe(OH)3‎ ‎(4)45.0%‎