高考化学——无机非金属材料的推断题综合压轴题专题复习
一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析)
1.某混合物X由Na2O、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成.某校兴趣小组以两条途径分别对X进行如下实验探究.
下列有关说法不正确的是( ) A.由Ⅱ可知X中一定存在SiO2 B.无法判断混合物中是否含有Na2O C.1.92 g固体成分为Cu
D.15.6 g混合物X中m(Fe2O3):m(Cu)=1:1 【答案】B 【解析】
途径a:15.6gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液,所以是铜离子的颜色,但是金属Cu和盐酸不反应,所以一定含有氧化铁,和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应,二氧化硅可以和氢氧化钠反应,4.92g固体和氢氧化钠反应后,固体质量减少了3.0g,所以该固体为二氧化硅,质量为3.0g,涉及的反应有:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,又Cu与NaOH不反应,1.92g固体只含Cu;结合途径b可知15.6gX和足量水反应,固体质量变为6.4g,固体质量减少15.6g﹣6.4g=9.2g,固体中一定还有氧化钠,其质量为9.2g,
A.由以上分析可知X中一定存在SiO2,故A正确;
B.15.6gX和足量水反应,固体质量变为6.4g,只有氧化钠与水反应,混合物中一定含有Na2O,故B错误;
C.Cu与NaOH不反应,1.92g固体只含Cu,故C正确;
D.设氧化铁的物质的量是x,金属铜的物质的量是y,由Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+得出:Fe2O3~2Fe3+~Cu,则160x+64y=6.4,64y﹣64x=1.92,解得x=0.02mol,y=0.05mol,所以氧化铁的质量为0.02mol×160g/mol=3.2g,金属铜的质量为0.05mol×64g/mol=3.2g,则原混合物中m(Fe2O3):m(Cu)=1:1,故D正确; 【点评】本题考查了物质的成分推断及有关化学反应的简单计算,侧重于学生的分析和计算能力的考查,为高考常见题型,注意掌握检验未知物的采用方法,能够根据反应现象判断存在的物质,注意合理分析题中数据,根据题中数据及反应方程式计算出铜和氧化铁的质量,难度中等.
2.在给定的条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
2NaOH(aq)??FeCl2????A.Fe???Fe(OH)2 点燃ClΔ盐酸B.H2SiO3???SiO2?????? SiCl4
二氧化锰石灰乳C.浓盐酸?????Cl2??????漂白粉Δ NO3 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
2水D.NH3???????NO????催化剂,Δ?H
OA.氯气具有强氧化性,与铁反应生成三氯化铁,不能一步反应生成氯化亚铁,故A错误;
B.硅酸受热分解生成二氧化硅,二氧化硅与HCl不反应,不能转化为SiCl4,故B错误; C.二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气,氯气与石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙,可以制得漂白粉,物质间转化均能实现,故C正确;
D.氨催化氧化生成NO,NO与水不反应,不能转化为硝酸,故D错误; 故选C。
3.下列化合物既能通过化合反应一步制得,又能通过复分解反应一步制得的是( ) A.SO3 【答案】B 【解析】 【分析】
由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应为化合反应;两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应为复分解反应,据此分析。 【详解】
A.SO3可以由二氧化硫和氧气一步制得,但SO3不能通过复分解反应一步制得,故A错误;
B.FeCl2能通过Fe和FeCl3化合反应一步制得,也能通过BaCl2和FeSO4复分解反应一步制得,故B正确;
C.Cu不能通过化合反应和复分解反应制得,故C错误; D.H2SiO3不能通过化合反应一步制得,故D错误; 答案选B。 【点睛】
化合反应是一种或多种物质生成一种物质的反应,得到的一定是化合物,分解反应是一种物质得到多种物质的反应,复分解反应通常指的是酸碱盐之间的反应。
B.FeCl2
C.Cu
D.H2SiO3
4.化学与人类生产、生活密切相关,下列叙述中正确的是( ) A.石英是制造光导纤维的原料,也是常用的半导体材料
B.刚玉(Al2O3)硬度仅次于金刚石,可做机械轴承,属于无机非金属材料 C.泰国银饰和土耳其彩瓷,其主要成分均为金属材料 D.手机外壳上贴的碳纤维外膜是一种新型的有机高分子材料
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.石英的主要成分是二氧化硅,是制造光导纤维的原料,硅单质是常用的半导体材料,故A错误;
B.无机非金属材是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称,刚玉(Al2O3)是金属氧化物,硬度仅次于金刚石,利用其硬度大的特点,可做机械轴承,属于无机非金属材料,故B正确;
C.泰国银饰主要成分是银单质,属于金属材料,土耳其彩瓷主要成分是硅酸盐,属于无机非金属材料,故C错误;
D.手机外壳上贴的碳纤维外膜为碳单质,属于无机物,不是有机高分子化合物,故D错误; 答案选B。
5.青石棉(cricidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质,是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一,青石棉的化学式为:Na2Fe5Si8O22(OH)2,青石棉用稀硝酸溶液处理时,还原产物只有NO,下列说法中正确的是 A.青石棉是一种易燃品,且易溶于水
B.青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为:Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O C.1mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用,至少需消耗8.5 L 2 mol/L HNO3溶液 D.1mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用,至少需消耗7 L 2 mol/L HF溶液 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.青石棉属于硅酸盐,不易燃,也不溶于水,A错误;
B.青石棉中铁元素的化合价由+2价和+3价两种,根据原子守恒和化合价不变的思想,化3FeO·Fe2O3· 8SiO2·H2O,B正确; 学组成用氧化物的形式可表示为:Na2O·
C.8.5 L2 mol·L-1HNO3溶液中硝酸的物质的量为17mol,青石棉用稀硝酸溶液处理时,亚铁离子被氧化为铁离子,硝酸被还原为一氧化氮,产物为NaNO3、Fe(NO3)3、NO、H2O、SiO2,1mol该物质能和18molHNO3反应,C错误;
D.7L2 mol·L-1HF溶液中HF的物质的量为14mol,1mol青石棉能与34mol氢氟酸反应生成四氟化硅,D错误。 答案选B。
6.下列说法不正确的是
A.氧化镁熔点很高,可作为优质的耐高温材料
B.有色玻璃就是某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成 C.溴化银可用于感光材料,也可用于人工降雨 D.分子筛可用于物质分离,还能作干燥剂和催化剂 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.氧化镁是离子化合物,离子键很强,所以氧化镁熔点高,可作耐高温材料,故A正确;
B.某些金属氧化物呈现特殊的颜色,分散于玻璃中即可制得有色玻璃,故B正确; C.溴化银不稳定,见光易分解,可用于制感光胶卷,碘化银可用于人工降雨,故C错误;
D.分子筛中有许多笼状空穴和通道,具有强吸附性,可用于分离、提纯气体或液体混合物,还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂载体等,故D正确; 故答案:C。
7.有科学家提出硅是“21世纪的能源”,下列关于硅及其化合物的说法正确的是( ) A.SiO2是一种酸性氧化物,所以不和任何酸反应 B.高温下,工业制粗硅的反应方程式为2C+SiO2C.硅酸盐广泛用于光纤通讯
D.水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.二氧化硅常温下能够与氢氟酸反应,生成四氟化硅和水,故A错误; B.高温下,工业制粗硅是用碳还原二氧化硅,反应方程式为2C+SiO2正确;
C.二氧化硅是光导纤维的主要成分,故C错误; D.水晶饰物的主要成分为二氧化硅,故D错误; 故选B。
Si+2CO,故B
Si+2CO
8.工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石.在玻璃窑中发生主要反应的化学方程式
高温高温为:Na2CO3+SiO2 ????Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2 ????CaSiO3+CO2↑
(1)普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14,它的氧化物形式为________,则原料中SiO2、Na2CO3、CaCO3的物质的量之比为_________________________。
(2)在上述反应的反应物和生成物中,属于非极性分子的电子式___________________,有
_____________种不同类型的晶体(填数字)
(3)在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大,该元素离子半径比铝离子半径___________(填“大”或“小”),该元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为__________________________。
(4)在上述普通玻璃的组成元素中,与铝元素同周期的另一元素的原子最外层共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。 【答案】Na2O·CaO·6SiO2 6:1:1 4 2 【解析】 【分析】
根据普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14和制取玻璃的反应原理进行分析解答。 【详解】
(1)普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14,它的氧化物形式为Na2O·CaO·6SiO2,根据原子守恒,原料中SiO2、Na2CO3~Na2O、CaCO3~CaO,所以物质的量之比为6:1:1,故答案:Na2O·CaO·6SiO2 ;6:1:1; (2)根据Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑,CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑,反应物和生成物
中,Na2CO3 、Na2SiO3、CaCO3 、CaSiO3是离子化合物,属于离子晶体;SiO2是共价化合物,属于原子晶体;CO2属于分子晶体,且属于非极性分子,其电子式有3种不同类型的晶体,故答案:
;3;
,
3 大 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
(3)在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大,该元素为钠,钠离子半径比铝离子半径大,钠元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物分别为强碱NaOH和两性氢氧化物Al(OH)3,他们之间发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,故答案:大;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(4)由普通玻璃的组成Na2CaSi6O14的元素中,与铝元素同周期的另一元素为Si,核外电子排布为1s22s22p63s23p2,原子最外层共有4种不同运动状态的电子、2种不同能级的电子,故答案:4;2。
9.某固体中可能含有Na+、K+、Al3+、Ba2+、SO42-、CO32-、SiO32-、等离子,将其配成 100mL 溶液。学生研究性学习小组为了确认其成分,设计并完成了如图所示实验:
请回答下列问题:
(1)配制100mL 溶液需要使用容量瓶,该仪器使用前必须进行的一步操是______________;
在“定容”操作中,当液面接近容量瓶刻度线1~2cm 处,改用__________________,再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒,摇匀。
(2)若出现如下情况,导致所配溶液浓度偏高的是_____________________ A.称量时砝码已经生锈;
B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作; C.定容时俯视;
D.定容时,液面超过容量瓶颈上的刻度线,用胶头滴管将过量的液体吸出; E.容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水。
(3) 根据以上实验可得出:一定存在的离子是_________________,,一定不存在的离子是___________________。
(4) 加入稀盐酸,所发生的离子反应方程式为________________。
【答案】检查是否漏水 改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切 A、C CO32-、SiO32- SO42-、Al3+、Ba2+ CO32-+2H+=CO2↑+H2O;SiO32-+2H+=H2SiO3↓ 【解析】 【分析】
向配制的溶液中加入稀盐酸后生成无色无味气体A、沉淀B,气体A为CO2,则原溶液中一定含有CO32-,结合离子共存可知一定不存在Al3+、Ba2+;生成的沉淀B为硅酸,则一定存在SiO32-;向滤液C中加入氯化钡溶液,无明显现象,说明溶液中不存在SO42-,据此结合溶液配制的方法解答; 第(2)题根据c=【详解】
(1)容量瓶使用前要检查是否漏水;当液面接近容量瓶刻度线1-2cm处,改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切,再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒,摇匀,故答案为:检查是否漏水;改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切; (2)A.称量时砝码已经生锈会导致溶质的质量偏大,继而导致浓度偏大,故A正确; B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作会导致溶质物质的量偏小,浓度偏小,故B错误;
C.定容时俯视会导致溶液体积偏小,溶液浓度偏大,故C正确;
D.定容时,液面超过容量瓶颈上的刻度线,用胶头滴管将过量的液体吸出会导致溶质的物质的量偏小,浓度偏小,故D错误;
E.容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水对浓度没有影响,故E错误, 故答案为:AC;
(3)根据分析可知一定存在的离子为:CO32-、SiO32-;一定不存在的离子为:SO42-、Al3+、Ba2+,故答案为:CO32-、SiO32-;SO42-、Al3+、Ba2+;
(4)根据分析可知,加入稀盐酸后碳酸根和硅酸根和氢离子发生反应,故答案为:CO32-+2H+=CO2↑+H2O;SiO32-+2H+=H2SiO3↓。
n进行分析; V
10.下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B是一种单质,其余物质也
都是含有B元素的化合物。C是一种钠盐,E是C对应的酸,B的结构类似金刚石,D为氧化物。
请回答下列问题:
(1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。
(2)A和B的互相转化在工业上有什么实际意义?_____________________。 (3)写出D→C反应的化学方程式:_____________________。 (4)写出E→D反应的化学方程式:_____________________。
【答案】SiCl4 SiO2 H2SiO3 粗硅提纯 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O H2SiO3【解析】 【分析】
B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石,则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素,而D为B的氧化物,则D是SiO2,A为 SiCl4,C是一种钠盐,则C是Na2SiO3,E是C对应的酸,则E是H2SiO3,结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。 【详解】
B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石,则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素,而D为B的氧化物,则D是SiO2,A为 SiCl4,C是一种钠盐,则C是Na2SiO3,E是C对应的酸,则E是H2SiO3, (1)由以上分析可以知道A为SiCl4,D为SiO2,E为H2SiO3; 因此,本题正确答案是: SiCl4 ,SiO2,H2SiO3。
(2)四氯化硅与氢气反应生成硅和氯化氢,硅与氯气反应生成四氯化硅,因此A和B的互变实际意义是粗硅提纯;
因此,本题正确答案是:粗硅提纯;
(3)二氧化硅和NaOH溶液反应生成硅酸钠,方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O; 因此,本题正确答案是: SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。 (4) H2SiO3不稳定,加热分解可生成SiO2,方程式为H2SiO3因此,本题正确答案是: H2SiO3【点睛】
硅能够与氧气反应生成二氧化硅,硅酸加热分解产生二氧化硅;二氧化硅不溶于水,也不与水反应,不能用二氧化硅与水直接反应制备硅酸,因此要制备硅酸,可以先把二氧化硅溶于强碱溶液中,然后加入强酸,可以得到白色胶状沉淀硅酸。
SiO2+H2O。
SiO2+H2O;
SiO2+H2O
11.云母是一种重要的硅酸盐,它具有韧度、弹性、透明度、高介电强度、化学惰性和热稳定性。白云母可看作叶腊石中1/4的SiⅣ被AlⅢ所取代,再由KⅠ平衡其电荷后形成的。而叶腊石可以看作SiO2中有1/3的SiⅣ被AlⅢ取代,再由KⅠ平衡其电荷形成的。
(1)白云母写成氧化物形式的化学式为_______________。
(2)研究表明,在硅酸盐中,AlⅢ很容易取代SiⅣ,取代后不会引起原硅酸盐结构大的变化。
ⅢⅣ
从立体几何的知识看,Al与Si最直接的关系是_______________。
(3)黑云母的化学式为KMg3AlSi3O10(OH)2,在水与二氧化碳的同时作用下,风化为高岭土[AI2Si2O5(OH)4]。
①写出离子反应方程式_______________。 ②上述反应为什么能够发生_______________
③风化后Al为什么不能以Al3+形式被地下水溶解_______________
3Al2O3·6SiO2·2H2O AlⅢ与SiⅣ的半径相近,插入后不会引起结构改变 【答案】K2O·
2KMg3AlSi3O10(OH)2+14H2CO3+H2O=2K++6Mg2++14HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4 碳酸较硅酸酸性强,强酸可取代弱酸 中性条件下Al3+完全水解,主要以沉淀形式存在 【解析】 【分析】 【详解】
(1)由复杂硅酸盐改写成氧化物形式的一般原则是先写一系列金属氧化物,并按金属活动性顺序排列,较活泼的金属氧化物写在前面,再写SiO2,含有氢元素的H2O最后写,氧化物之间加黑点隔开,各氧化物的系数均为整数,并写在相应氧化物前面,写成氧化物后,原化学式中的各元素、原子的个数比应保持不变,因此白云母写成氧化物形式的化学式为K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O,故答案为:K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O;
(2)从立体几何的知识来看,由于AlⅢ与SiⅣ的半径相近,在硅酸盐中,AlⅢ插入后很容易取代SiⅣ,不会引起原硅酸盐结构大的变化,故答案为:AlⅢ与SiⅣ的半径相近,插入后不会引起结构改变;
(3)①由题干信息可知,黑云母在水与二氧化碳的同时作用下,风化为高岭土
[AI2Si2O5(OH)4],反应的离子方程式为2KMg3AlSi3O10(OH)2+14H2CO3+H2O=2K++6Mg2++14HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4,故答案为:2KMg3AlSi3O10(OH)2+14H2CO3+H2O=2K++6Mg2++14HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4;
②上述反应中碳酸与黑云母反应生成了硅酸,因为碳酸的酸性比硅酸强,可以强酸制弱酸,所以上述反应可以发生,故答案为:碳酸较硅酸酸性强,强酸可取代弱酸; ③由于中性条件下Al3+完全水解,主要以Al(OH)3的沉淀形式存在,因此风化后Al为什么不能以Al3+形式被地下水溶解,故答案为:中性条件下Al3+完全水解,主要以沉淀形式存在。
12.简要回答下列问题
(1)医疗上,常用胃舒平[主要成分Al(OH)3]来治疗胃酸(主要成分盐酸)过多,其理由是__________(用离子方程式表示)。
(2)生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液的原因是__________(用化学方程式表示)。
(3)工业制备漂白粉原理是__________(用化学方程式表示)。
(4)人们常用雕花玻璃装饰房间。在玻璃上雕花时发生反应的化学方程式是__________。
(5)硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,向其中通入过量的CO2,会出现软而透明的凝胶胶体,其化学方程式是__________。
【答案】3H++Al(OH)3=Al3++3H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑ 2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3 【解析】 【分析】
玻璃的主要成分之一为二氧化硅,它是酸性氧化物,不能与硫酸、硝酸、盐酸等发生反应,但能与氢氟酸发生反应。不过,二氧化硅与氢氟酸反应,表现的不是酸性氧化物的性质,是氢氟酸特有的性质。 【详解】
(1)胃舒平中的Al(OH)3与胃酸中的盐酸反应,生成氯化铝和水,其理由是3H++Al(OH)3=Al3++3H2O;
答案为:3H++Al(OH)3=Al3++3H2O;
(2)生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液,因为铝表面的Al2O3与NaOH反应后,里面的Al与NaOH溶液继续反应,化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑;
答案为:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑; (3)工业上利用氯气与石灰乳反应生产漂白粉,反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O; 答案为:2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(4)在玻璃上雕花是利用氢氟酸与玻璃中的SiO2发生复分解反应,反应的化学方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O; 答案为:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;
(5)向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2,会出现软而透明的硅酸凝胶和NaHCO3,反应的化学方程式为Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3; 答案为:Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3。 【点睛】
“向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2”,若不注意审题,我们很容易写成
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,解题时,对关键词“过量”一定要引起高度重视。
13.完成下列各题。
(1)制备陶瓷是以粘土[主要成分Al2Si2O5(OH)4]为原料,经高温烧结而成。若以氧化物形式表示粘土的组成,应写为 。
(2)如果胃酸过多,可服用 (填写化学式)缓解症状,但如果患有胃溃疡,则不能服用,以防止胃穿孔。
(3)雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的,这一过程中发生反应的化学方程式为 。
(4)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂,工业上是用氯酸钠
(NaClO3)与盐酸反应生产ClO2的,反应过程中同时会生成氯气。写出该反应的化学方程式 。
2SiO2·2H2O;(2)NaHCO3; 【答案】(1)Al2O3·(3)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;
(4)2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。 【解析】
试题分析:(1)复杂硅酸盐书写成氧化物,金属氧化物在前,非金属氧化物在后,因此粘2SiO2·2H2O;(2)治疗胃酸过多,常有Al(OH)3和NaHCO3,如果患有胃土的氧化物:Al2O3·
溃疡,不能服用NaHCO3,因此产生的CO2是酸性氧化物,加速胃溃疡,因此应服用氢氧化铝;(3)发生反应是SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;(4)NaClO3作氧化剂,Cl转化成ClO2,HCl作还原剂,Cl→Cl2,根据化合价的升降法进行配平,因此反应方程式为2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。
考点:考查复杂硅酸盐写成氧化物、物质用途、氧化还原反应方程式的书写等知识。
14.高纯二氧化硅可用来制造光纤。某蛇纹石的成分见下表:
通过下图流程可由蛇纹石制备较纯净的二氧化硅。
(1)蛇纹石中涉及的可溶性金属氧化物有___________________(写化学式)。 (2)步骤①中涉及SiO2 反应的离子方程式为_________________________ 。 (3)滤渣 A的成分有__________________ (填化学式)。
(4)步骤②中洗涤沉淀的方法是 _____________________________________________。 (5)步骤③反应的化学方程式为 _______________________________________;实验室进行步骤③需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、________和____________。 【答案】Na2O、K2O SiO2+2OH-=SiO32- +H2O MgO和Fe2O3 向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,让水自然流下,重复操作2~3次 H2SiO3 【解析】 【分析】
用足量的氢氧化钠浸泡,二氧化硅可以和氢氧化钠反应生成硅酸钠,过滤得滤液A为硅酸钠溶液,MgO和Fe2O3不能与氢氧化钠反应,滤渣A为MgO和Fe2O3,氧化钠、氧化钾与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾;硅酸钠溶液中加入盐酸生成硅酸沉淀,过滤、洗涤得滤渣B为硅酸,煅烧硅酸可得二氧化硅;
加热SiO2+H2O 坩埚钳 三脚架
(1)氧化钠、氧化钾、氧化铁、氧化镁、二氧化硅中,氧化钠、氧化钾为可溶性金属氧化物;
(2)二氧化硅为酸性氧化物,与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水; (3)与氢氧化钠溶液不反应的氧化物为滤渣;
(4)加入盐酸后的沉淀为硅酸,选择洗涤过滤后的硅酸的方法;
(5)硅酸不稳定受热易分解生成二氧化硅和水;依据灼烧固体操作选择合适的仪器。 【详解】
(1)蛇纹石中含有的可溶性金属氧化物有Na2O、K2O,它们能与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾;
(2)二氧化硅属于酸性氧化物,可与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,反应的离子方程式为:SiO2+2OH-=SiO32- +H2O;
(3)氧化钠与氧化钾属于可溶性氧化物,氧化铝属于两性氧化物,二氧化硅属于酸性氧化物,上述四种物质都能溶解在氢氧化钠溶液中,氧化镁和氧化铁属于碱性氧化物且难溶于水,因此,滤渣A的成分有MgO和Fe2O3;
(4)步骤②生成沉淀的成分是硅酸,洗涤过滤出的沉淀的方法是:向过滤器中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复上述操作两到三次;
(5)步骤③用灼烧的方法使硅酸分解生成二氧化硅,化学方程式为:H2SiO3
加热SiO2+H2O,实
验室灼烧固体时需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳和三脚架。
15.硅单质及其化合物应用很广.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 ______ ;
?2?下列有关硅材料的说法正确的是 ______ .
A.单质硅化学性质稳定,但可以被强碱溶液腐蚀 B.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高 D.光导纤维的主要成分是SiO2
?3?硅酸钠水溶液俗称水玻璃.取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入盐酸,振荡.写出
实验现象并给予解释(用化学方程式说明) ______ .
?4?在人体器官受到损伤时,需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内,这种材料是
______ (填字母).
A.高温结构陶瓷 B.生物陶瓷 C.导电陶瓷.
SiHCl3?H21375KSi?3HCl SiHCl3?3H2O?H2SiO3??H2??3HCl? 【答案】 AD 生成白色絮状沉淀,Na2SiO3?2HCl?2NaCl?H2SiO3? B 【解析】 【分析】
?1?①纯SiHCl3与氢气反应生成硅和氯化氢;
②依据原子个数守恒结合化合价变化写出方程式;
?2?A.硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气;
B.硅与盐酸不反应;
C.玻璃为混合物,不存在固定的熔点; D.二氧化硅为光导纤维的主要成分;
?3?盐酸的酸性强于硅酸,盐酸与硅酸钠反应生成硅酸沉淀和氯化钠;
?4?用于人体器官的陶瓷,应具有良好的生物性能,据此分析。
【详解】
?1?①纯SiHCl3与氢气反应生成硅和氯化氢,方程式为:
SiHCl3?H21375KSi?3HCl;
②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气,化学方程式为:SiHCl3?3H2O?H2SiO3??H2??3HCl?; 故答案为:SiHCl3?3H2O?H2SiO3??H2??3HCl?;
?2?A.硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气,可以被强碱溶液腐蚀,故A正确;
B.硅与盐酸不反应,故B错误;
C.玻璃为混合物,不存在固定的熔点,故C错误; D.二氧化硅为光导纤维的主要成分,故D正确; 故选:AD;
?3?盐酸的酸性强于硅酸,盐酸与硅酸钠反应生成硅酸沉淀和氯化钠,离子方程式:生成
白色絮状沉淀,Na2SiO3?2HCl?2NaCl?H2SiO3?; 故答案为:生成白色絮状沉淀,Na2SiO3?2HCl?2NaCl?H2SiO3?;
?4?用于人体器官的陶瓷,应具有良好的生物性能,故选B。
【点睛】
本题考查了硅及其化合物的性质和用途,熟悉物质的化学性质是解题关键,注意相关知识的积累。
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