2019-2020年高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第四章 第1講 無機非金屬材料的主角 硅 新人教版.doc

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2019-2020年高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第四章 第1講 無機非金屬材料的主角 硅 新人教版考綱要求1.了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。3.以新材料、新技術(shù)為背景考查C、Si元素及其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用。考點一碳、硅單質(zhì)的存在與性質(zhì)1C、Si單質(zhì)的存在形態(tài)、物理性質(zhì)及用途(1)自然界中碳元素既有游離態(tài)，又有化合態(tài)，而硅元素因有親氧性，所以僅有化合態(tài)。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨、C60等同素異形體，硅單質(zhì)主要有晶體硅和無定形硅兩大類。(2)單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與用途比較碳硅結(jié)構(gòu)金剛石：空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)石墨：層狀結(jié)構(gòu)晶體硅：與金剛石類似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)金剛石熔點高、硬度大石墨熔點高、質(zhì)軟，有滑膩感晶體硅為灰黑色固體，有金屬光澤、硬度大、熔點高用途金剛石用作切割刀具，石墨用作電極、鉛筆芯晶體硅用作半導(dǎo)體材料、硅芯片和硅太陽能電池2.碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)碳、硅在參與化學(xué)反應(yīng)時，一般表現(xiàn)還原性。(2)Si深度思考1從元素周期表的位置看，碳和硅均為A元素，自然界中有碳的多種單質(zhì)存在，自然界中有硅的單質(zhì)嗎？為什么？答案沒有，因為硅有很強的親氧性，在地殼形成時硅與氧易結(jié)合，難分離，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸鹽形式存在。2硅單質(zhì)有廣泛的用途，用化學(xué)方程式表示工業(yè)上獲取硅單質(zhì)的過程。答案粗硅的制取：SiO22CSi2CO由粗硅制取純硅(常用方法)：Si(粗)2Cl2SiCl4SiCl42H2Si(純)4HCl題組一新材料、新技術(shù)下C、Si的考查1下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是()A硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料B硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)D加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)答案C解析硅在常溫下能與F2、氫氟酸等發(fā)生反應(yīng)。2石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，下列關(guān)于石墨烯的敘述正確的是()A石墨烯可導(dǎo)電，說明它是電解質(zhì)B石墨烯、金剛石、C60、“碳納米泡沫”四種物質(zhì)都是碳的單質(zhì)C由于C(石墨，s)=C(金剛石，s)H1.9 kJmol1知金剛石比石墨烯穩(wěn)定D盡量使用含C的產(chǎn)品，減少使用含C的產(chǎn)品，此舉符合“促進低碳經(jīng)濟”的宗旨答案B解析“石墨烯可由石墨剝離而成”故石墨烯是可以導(dǎo)電的非金屬單質(zhì)，它既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)，A項錯；石墨烯、金剛石、C60、“碳納米泡沫”都是由碳元素形成的不同的單質(zhì)，它們互為同素異形體，B項正確；C項中由于石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的H0，是吸熱過程，即石墨的能量較金剛石低，因而石墨烯穩(wěn)定，C項錯；C和C都是碳元素，故D項錯。題組二工業(yè)制取高純硅3晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅.粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si3HClSiHCl3H2.SiHCl3與過量H2在1 0001 100 反應(yīng)制得純硅已知SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請回答下列問題：(1)第步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0 )中含有少量SiCl4(沸點57.6 )和HCl(沸點84.7 )，提純SiHCl3采用的方法為_。(3)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去)：裝置B中的試劑是_。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是_。反應(yīng)一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是_，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是_，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及_。為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑(填寫字母代號)是_。a碘水b氯水cNaOH溶液dKSCN溶液eNa2SO3溶液答案(1)SiO22CSi2CO(2)分餾(或蒸餾)(3)濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化有固體物質(zhì)生成在反應(yīng)溫度下，普通玻璃會軟化SiHCl3H2Si3HCl排盡裝置中的空氣bd解析(1)根據(jù)題給信息，粗硅可以用碳還原二氧化硅的辦法來制得，故反應(yīng)方程式為SiO22CSi2CO。(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3與H2O強烈反應(yīng)，故提純SiHCl3的方法只能在無水的條件下利用它們的沸點不同，采用分餾的方法進行。(3)因SiHCl3與水強烈反應(yīng)，故A中產(chǎn)生的H2必須干燥，故B中的液體一定為濃H2SO4，且C中燒瓶需加熱，其目的是使SiHCl3氣化，加快與H2的反應(yīng)。根據(jù)題給信息石英管中產(chǎn)生的物質(zhì)應(yīng)為硅，故D中現(xiàn)象應(yīng)有固體產(chǎn)生，由題給信息，制純硅的反應(yīng)條件為1 0001 100 ，此溫度下普通玻璃容易軟化。因高溫下H2與O2容易反應(yīng)而爆炸，故還應(yīng)排盡裝置中的空氣。鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生Fe2，其檢驗方法常常采用先將Fe2氧化為Fe3然后再加入KSCN溶液看是否變血紅色來檢驗?？键c二碳、硅的氧化物1一氧化碳(1)物理性質(zhì)：無色氣體，有毒，難溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)燃燒：2COO22CO2，淡藍色火焰；還原CuO：CuOCOCuCO2(冶煉金屬)。2二氧化碳和二氧化硅的比較物質(zhì)二氧化硅二氧化碳結(jié)構(gòu)空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在單個分子存在單個CO2分子主要物理性質(zhì)硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，不溶于水熔、沸點低，常溫下為氣體，微溶于水化 學(xué) 性 質(zhì)與水反應(yīng)不反應(yīng)CO2H2OH2CO3與酸反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)：SiO24HF=SiF42H2O不反應(yīng)與堿反應(yīng)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞)CO2少量：CO22NaOH=Na2CO3H2O、CO2過量：CO2NaOH=NaHCO3與鹽反應(yīng)如與Na2CO3反應(yīng)：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2如與Na2SiO3反應(yīng)：Na2SiO3H2OCO2(不足)=H2SiO3Na2CO3或Na2SiO32H2O2CO2(足量)=H2SiO32NaHCO3與堿性氧化物反應(yīng)如與CaO反應(yīng)：SiO2CaOCaSiO3如與Na2O反應(yīng)：Na2OCO2=Na2CO3用途光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件制飲料、制碳酸鹽深度思考1除去下列氣體中混有的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))可采取的方法：(1)CO(CO2)：_。(2)CO2(CO)：_。(3)CO2(O2)：_。(4)CO2(SO2)：_。(5)CO2(HCl)：_。(6)CO2(H2S)：_。答案(1)通過盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶(2)通過盛放灼熱CuO的硬質(zhì)玻璃管(3)通過盛放灼熱銅網(wǎng)的硬質(zhì)玻璃管(4)通過飽和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液(5)通過飽和NaHCO3溶液(6)通過CuSO4溶液2如何用所提供的試劑和方法除去各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))。將所選答案的編號填入下表內(nèi)相應(yīng)的空格內(nèi)(如果不需要外加試劑，則對應(yīng)答案欄可空著)。可供選擇的試劑：A.鹽酸B氫氧化鈉溶液C氧氣D水E二氧化碳可選用的操作：水洗；加熱；高溫灼燒；過濾；結(jié)晶。粉末狀混合物選擇的試劑選用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(H2SiO3)(6)SiO2(NH4Cl)答案(1)B(2)D(3)A(4)A(5)(6)解析可根據(jù)二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟強堿反應(yīng)，不跟酸(氫氟酸除外)反應(yīng)；它受熱不分解等性質(zhì)。而三氧化二鐵、碳酸鈣跟鹽酸反應(yīng)；硅酸、氯化銨能受熱分解。通過一定操作，除去雜質(zhì)。除雜過程中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O(3)CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O(4)H2SiO3SiO2H2O(5)NH4ClNH3HCl題組一二氧化硅的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“”(1)二氧化硅不與任何酸反應(yīng)，可用石英制造耐酸容器 ()(xx江蘇，3A)(2)SiO2是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)()(xx山東理綜，13A)(3)二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料()(xx江蘇，4A)(4)二氧化硅的分子式是SiO2()(xx上海，2B)答案(1)(2)(3)(4)2指出下列反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在AE選項中選擇正確答案填入括號內(nèi)。(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O()(2)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2()(3)SiO22CSi2CO()(4)SiO23CSiC2CO()(5)SiO24HF=SiF42H2O()A作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕B氧化性C酸性氧化物的通性D將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中置換出來E未參加氧化還原反應(yīng)答案(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A解析本題較全面考查SiO2的性質(zhì)，將所給選項結(jié)合實際一一對應(yīng)查找，A用來雕刻玻璃，應(yīng)有氫氟酸(HF)參與反應(yīng)；B中氧化性是指反應(yīng)中SiO2中Si得電子，化合價降低；D中揮發(fā)性酸酐，應(yīng)為CO2而不是CO；C中表現(xiàn)酸性氧化物通性是指SiO2與堿的反應(yīng)。題組二二氧化碳與弱酸鹽溶液反應(yīng)的規(guī)律3用四種溶液進行實驗，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應(yīng)關(guān)系錯誤的是()選項操作及現(xiàn)象溶液A通入CO2，溶液變渾濁，再升溫至65 以上，溶液變澄清C6H5ONa溶液B通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失，再加入足量NaOH溶液，又變渾濁Ca(OH)2溶液答案B解析A項，升溫至65 以上，C6H5OH完全溶解，溶液變澄清；B項，CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3，H2SiO3與CO2不反應(yīng)，渾濁不會消失；C項，CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO，溶液變渾濁后加入品紅溶液，被HClO氧化褪色；D項，首先CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，繼續(xù)通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，則：2NaOHCa(HCO3)2=CaCO3Na2CO32H2O，溶液又變渾濁。4下列實驗過程中，始終無明顯現(xiàn)象的是()ANH3通入FeSO4溶液中BCO2通入CaCl2溶液中CAlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液D向飽和碳酸鈉溶液中通入過量的CO2答案B熟記可用CO2制取的弱酸碳酸酸性比硅酸、次氯酸、苯酚、偏鋁酸等強，將CO2氣體通入Na2SiO3、NaClO、NaAlO2鹽溶液中，均能發(fā)生反應(yīng)而生成相應(yīng)的弱酸和碳酸(氫)鹽，這是“強酸制弱酸”原理的應(yīng)用。如：CO2CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3(或CO2Na2SiO32H2O=H4SiO4Na2CO3)CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClOCO2H2ONaHCO3CO2(過量)NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3CO2(少量)2NaAlO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3易錯警示CO2通入CaCl2或BaCl2溶液不會產(chǎn)生白色沉淀，因為碳酸的酸性弱于鹽酸。題組三CO2與堿溶液反應(yīng)產(chǎn)物的定量判斷5標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將3.36 L CO2氣體通入200 mL 1.00 molL1 NaOH溶液中，充分反應(yīng)后溶液中c(CO)與c(HCO)的比值為(不考慮CO、HCO的水解)()A11 B12 C21 D13答案B解析n(CO2)0.150 moln(NaOH)0.200 L1.00 molL10.200 mol即1H2SiO3。(8)水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑 ()(xx江蘇，4B)2(xx海南，9改編)“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并利用。如可利用NaOH溶液來“捕捉”CO2，其基本過程如下圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)。下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是()能耗大是該方法的一大缺點整個過程中，只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中，分離物質(zhì)的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶、過濾該方法可減少碳排放，捕捉到的CO2還可用來制備甲醇等產(chǎn)品A B C D答案D解析，該方法中高溫反應(yīng)爐分離出CO2，需要消耗較多能量；，整個過程中NaOH和CaO均可循環(huán)利用；，從捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通過過濾的方法即可分離；，捕捉到的CO2可與H2反應(yīng)制備甲醇：CO23H2CH3OHH2O。3xx浙江理綜，28(1)(2)(3)單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450500 )，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。相關(guān)信息如下：a四氯化硅遇水極易水解；b硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；c有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點/57.712.8315熔點/70.0107.2升華溫度/180300162請回答下列問題：(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(2)裝置A中g(shù)管的作用是_；裝置C中的試劑是_；裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是_。(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是_(填寫元素符號)。答案(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O(2)平衡氣壓濃H2SO4SiCl4沸點較低，用冷卻液可得到液態(tài)SiCl4(3)Al、B、P解析依題中信息可知A為Cl2的發(fā)生裝置，B、C為Cl2凈化裝置，D中發(fā)生反應(yīng)2Cl2SiSiCl4，生成SiCl4用E收集，B中為飽和食鹽水將氯化氫氣體除去，C中應(yīng)為濃H2SO4除水，由表中數(shù)據(jù)可知SiCl4沸點較低，用冷卻液可得到液態(tài)SiCl4；由題中信息粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，即可輕松完成第(3)問。1有些科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列有關(guān)硅的說法中，不正確的是()A高純度的硅廣泛用于制作計算機芯片B硅可由二氧化硅還原制得C低溫時，硅與水、空氣和酸不反應(yīng)，但能與氫氟酸反應(yīng)D自然界中硅的儲量豐富，自然界中存在大量的單質(zhì)硅答案D解析自然界中不存在單質(zhì)硅。2下列關(guān)于碳和硅的敘述中，正確的是()A其氧化物都能與NaOH溶液反應(yīng)B其單質(zhì)在加熱時都能跟O2反應(yīng)C其氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸D碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì)答案B解析CO不能與NaOH溶液反應(yīng)；SiO2不能溶于水，也不生成相應(yīng)的酸；碳有金剛石、石墨等同素異形體，硅有晶體硅和無定形硅，所以兩種元素有多種單質(zhì)。3下列敘述正確的是()A高溫下二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，說明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸強B陶瓷、玻璃、水泥容器都能貯存氫氟酸C石灰抹墻、水泥砌墻的硬化過程原理相同D玻璃窯中出來的氣體的主要成分是二氧化碳答案D解析二氧化硅在高溫下能與碳酸鈉反應(yīng)：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，但不能說明硅酸的酸性比碳酸強，上述反應(yīng)之所以能進行，是因為CO2不斷逸出，反應(yīng)向右進行；玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO2，會與氫氟酸反應(yīng)；石灰抹墻發(fā)生反應(yīng)CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，而水泥砌墻是水泥與水作用發(fā)生一系列變化而凝固變硬。4向一定濃度的下列物質(zhì)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)2A B C D答案A解析向Ca(OH)2、Ca(ClO)2溶液分別通入過量CO2，最終生成Ca(HCO3)2，沒有沉淀生成；飽和Na2CO3溶液中通入CO2，會析出NaHCO3晶體；CO2與CaCl2不反應(yīng)。5在濃硝酸水濃硫酸氫氟酸氫氧化鉀溶液中，能與單質(zhì)硅起化學(xué)反應(yīng)的是()A B C D答案C解析硅能與F2、HF、強堿在常溫下反應(yīng)，在加熱或高溫條件下也能與Cl2、O2、H2發(fā)生反應(yīng)。6下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述中不正確的是()A都是共價化合物B都是酸性氧化物，都能與強堿溶液反應(yīng)C都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸DSiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨答案C解析二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制得的。7下列說法中正確的是()ACO2和CH4都是引起“溫室效應(yīng)”的氣體BCO2和SO2都是產(chǎn)生酸雨的氣體C使用天然氣可避免CO2的排放DCO2是一種有害而無益的氣體答案A解析A項，正確；B項，二氧化碳不是產(chǎn)生酸雨的氣體；C項，天然氣的主要成分是甲烷，燃燒產(chǎn)物中也有二氧化碳，不正確；D項，二氧化碳是光合作用的原料之一，故不正確。8用足量的CO還原13.7 g某鉛氧化物，把生成的CO2全部通入到過量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后質(zhì)量為8.0 g，則此鉛氧化物的化學(xué)式是()APbO BPb2O3CPb3O4 DPbO2答案C解析設(shè)此鉛氧化物的化學(xué)式為PbxOy，PbxOyyOyCOyCO2yCaCO3 16y 100y m(O)1.28 g 8.0 g所以m(Pb)13.7 g1.28 g12.42 gxy34。9將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是()答案D解析CO2與KOH和Ca(OH)2都會反應(yīng)，但存在著競爭，如果先與KOH反應(yīng)，則反應(yīng)后生成的K2CO3立即會與Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，因此，可以看成CO2先與Ca(OH)2反應(yīng)，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步還要判斷CO2是先跟KOH反應(yīng)還是先與生成的CaCO3反應(yīng)，同樣可以采用假設(shè)法判斷，即如果先與CaCO3反應(yīng)，則生成的Ca(HCO3)2又會與KOH反應(yīng)，因此應(yīng)是先與KOH反應(yīng)，此過程生成沉淀的物質(zhì)的量不變，當(dāng)KOH反應(yīng)完全，再與CaCO3反應(yīng)，直至沉淀完全溶解，故選D。10金剛砂(SiC)可由SiO2和碳在一定條件下反應(yīng)制得，反應(yīng)方程式為SiO23CSiC2CO，下列有關(guān)制造金剛砂的說法中正確的是()A該反應(yīng)中的氧化劑是SiO2，還原劑為CB該反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為12C該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為12eD該反應(yīng)中的還原產(chǎn)物是SiC、氧化產(chǎn)物是CO，其物質(zhì)的量之比為12答案D解析反應(yīng)產(chǎn)物SiC中Si、C的化合價分別為4、4價，所以SiO2既不是氧化劑，又不是還原劑；碳元素從0價轉(zhuǎn)變成4價(SiC)和2價(CO)，CO是氧化產(chǎn)物，SiC是還原產(chǎn)物，兩者的物質(zhì)的量之比為21；根據(jù)化學(xué)方程式，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為4e。11如圖所示物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系中，A是一種固體單質(zhì)，E是一種白色沉淀。請回答下列問題：(1)B的化學(xué)式是_，目前B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(3)A和a溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(4)C和過量的鹽酸反應(yīng)的離子方程式是_。審題分析本題應(yīng)抓住框圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系，以題設(shè)條件C過量鹽酸E(白色沉淀)為突破口進行推斷，并結(jié)合已有知識進行設(shè)定與推測。答案(1)SiO2光導(dǎo)纖維(2)SiO22OH=SiOH2O(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiO2H=H2SiO3解析C與過量的鹽酸反應(yīng)生成白色沉淀E，則E可能是硅酸或氯化銀，若E是氯化銀，則C是硝酸銀，A為銀，則根據(jù)已有知識，銀可以與硝酸反應(yīng)生成硝酸銀，而銀與硝酸反應(yīng)能生成三種產(chǎn)物，不符合框圖中物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。則E只能為硅酸，則C為硅酸鹽，A為硅，a溶液為強堿的水溶液，進一步推出B為二氧化硅。12世博會中國館“東方之冠”由鋼筋混凝土、7 000多塊紅色鋁板和1 200多塊玻璃等建成。(1)鋁_(填“是”或“不是”)紅色的，鋁板和玻璃均易被燒堿腐蝕，原因是_、_(用化學(xué)方程式表示)。(2)生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是_。(3)石英玻璃化學(xué)穩(wěn)定性強、膨脹系數(shù)小，是一種特種玻璃，石英玻璃的主要成分是_；有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)實際上不是硅酸鹽材料，而是一種_(選填“橡膠”、“纖維”或“塑料”)。答案(1)不是2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(2)CaCO3(3)SiO2塑料13(xx上海，26)CaCO3廣泛存在于自然界，是一種重要的化工原料。大理石主要成分為CaCO3，另外有少量的含硫化合物。實驗室用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制備CO2氣體。下列裝置可用于CO2氣體的提純和干燥。完成下列填空：(1)用濃鹽酸配制11(體積比)的稀鹽酸(約6 molL1)，應(yīng)選用的儀器是_。a燒杯 b玻璃棒 c量筒 d容量瓶(2)上述裝置中，A是_，NaHCO3溶液可以吸收_。(3)上述裝置中，B物質(zhì)是_。用這個實驗得到的氣體測定CO2的分子量，如果B物質(zhì)失效，測定結(jié)果_(填“偏高”、“偏低”或“不受影響”)。(4)一次性飯盒中石蠟(高級烷烴)和CaCO3在食物中的溶出量是評價飯盒質(zhì)量的指標(biāo)之一，測定溶出量的主要實驗步驟設(shè)計如下：剪碎、稱重浸泡溶解過濾殘渣烘干冷卻、稱重恒重為了將石蠟和碳酸鈣溶出，應(yīng)選用的試劑是_。a氯化鈉溶液 b稀醋酸 c稀硫酸 d正己烷(5)在溶出量測定實驗中，為了獲得石蠟和碳酸鈣的最大溶出量，應(yīng)先溶出_，后溶出_。(6)上述測定實驗中，連續(xù)_，說明樣品已經(jīng)恒重。答案(1)abc(2)CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液HCl氣體或酸性氣體(3)無水CaCl2偏低(4)bd(5)石蠟CaCO3(6)兩次稱量的結(jié)果相差不超過(或小于)0.001 g解析(1)考查等體積比濃度的溶液配制，用量筒量取等體積水與濃鹽酸，倒入燒杯，攪拌混勻即可。(2)由于制備得到的CO2中含H2S以及反應(yīng)揮發(fā)出的HCl，因此可通過CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液除去H2S，通過飽和NaHCO3溶液除去HCl。(3)固體B應(yīng)為無水CaCl2，可除去CO2中的H2O(g)。如果CaCl2失效，則氣體為CO2與H2O(g)的混合氣體，其平均分子量小于CO2的分子量，因此測定結(jié)果偏低。(4)要溶解CaCO3應(yīng)選用稀醋酸，不能用稀H2SO4，因為H2SO4與CaCO3反應(yīng)生成CaSO4，微溶于水。正己烷用于溶解石蠟。(5)先用正己烷溶解石蠟，才能使其中的CaCO3與醋酸充分接觸發(fā)生反應(yīng)，使二者達到最大溶出量。(6)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.001 g，說明已經(jīng)恒重。14硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。(1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅，工業(yè)上可以按如下步驟制備高純硅。.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；.粗硅與干燥的氯氣在450500 條件下反應(yīng)制得SiCl4；.SiCl4液體經(jīng)精餾提純后與過量H2在1 1001 200 條件下反應(yīng)制得高純硅。已知SiCl4沸點為57.6 ，能與H2O強烈反應(yīng)。1 mol H2與SiCl4氣體完全反應(yīng)吸收的熱量為120.2 kJ。請回答下列問題：第步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。整個制備純硅的過程中必須嚴(yán)格控制在無水無氧的條件下。SiCl4在潮濕的空氣中因水解而產(chǎn)生白色煙霧，其生成物是_；H2還原SiCl4過程中若混入O2，可能引起的后果是_。(2)二氧化硅被大量用于生產(chǎn)玻璃。工業(yè)上用SiO2、Na2CO3和CaCO3共283 kg在高溫下完全反應(yīng)時放出CO2 44 kg，生產(chǎn)出的玻璃可用化學(xué)式Na2SiO3CaSiO3xSiO2表示，則其中x_。答案(1)2H2(g)SiCl4(g)Si(s)4HCl(g)H240.4 kJmol1H2SiO3(或H4SiO4)和HCl爆炸(2)415在工業(yè)中利用鎂制取硅：2MgSiO22MgOSi，同時有副反應(yīng)發(fā)生：2MgSiMg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)，SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。如圖是進行Mg與SiO2反應(yīng)的實驗裝置：(1)由于氧氣的存在對該實驗有較大影響，實驗中應(yīng)通入氣體X作為保護氣，試管中的固體藥品可選用_(填序號)。a石灰石b鋅粒c純堿(2)實驗開始時，必須先通入X氣體，再加熱反應(yīng)物，其理由是_，當(dāng)反應(yīng)開始后，移走酒精燈反應(yīng)能繼續(xù)進行，其原因是_。(3)反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至常溫時，往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸。可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學(xué)方程式表示為_；_。答案(1)b(2)讓氫氣排盡裝置內(nèi)的空氣，避免空氣中的成分對實驗的影響該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可利用自身放出的熱量維持反應(yīng)進行(3)Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4SiH42O2=SiO22H2O解析(1)由于Mg可在CO2中燃燒，故不能用CO2作為保護氣而可用H2，那么試管中應(yīng)選用的固體藥品為鋅粒。(2)實驗開始時應(yīng)先通入氫氣排出裝置內(nèi)的空氣，避免空氣中的成分對實驗的影響。然后才能點燃酒精燈，因反應(yīng)放熱，反應(yīng)開始后移走酒精燈，可利用自身放出的熱量維持反應(yīng)繼續(xù)進行。(3)反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸會發(fā)生反應(yīng)：Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4，生成的SiH4可自燃，SiH42O2=SiO22H2O，所以會觀察到閃亮的火星。