2021届高三化学一轮复习重点考点逐个练习硅及其重要化合物　无机非金属材料（含详解）

2021 届高三化学一轮复习重点考点逐个练习:硅及其重要化合物　无机非金属材料（含详解） 命题角 度 全国卷中,本主题重点考查硅及其化合物的重要性质、有关用途,晶体硅的制备,有关含硅化合 物之间的相互转化及离子方程式的书写 备考启 示 在复习中抓住结构→性质→用途的主线进行复习,明确物质用途与性质的关系,同时把握单质 硅、二氧化硅、硅酸以及硅酸钠的通性及特性 1. 太阳能电池已为人们所熟悉,制造太阳能电池板的核心材料是(　　)。 A.硅　　　　　　　　　　　B.二氧化硅 C.钛合金 D.铝合金 【答案】A 2. 下列关于硅的说法不正确的是(　　)。 A.硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料 C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应 D.当加热到一定温度时,硅能与氧气、氯气等非金属单质反应 【解析】硅是非金属元素,它的单质是灰黑色有金属光泽的固体,A 项正确;硅的导电性能介于金属 和绝缘体之间,是良好的半导体材料,B 项正确;硅的化学性质不活泼,但常温下能与氢氟酸、强碱溶液等 发生反应,C 项错误;加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属单质反应,D 项正确。 【答案】C 3. 有些科学家提出硅是“21 世纪的能源”,这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有 重要的作用。下列有关硅的说法中不正确的是(　　)。 A.高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片 B.硅可由二氧化硅还原制得 C.低温时,硅与水、空气和盐酸不反应,但能与氢氟酸反应 D.自然界中硅的储量丰富,存在大量的单质硅 【答案】D 4. 高纯度晶硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。 可按如下方法制备高纯度晶硅: SiO2 Si(粗) SiHCl3 Si(纯) 下列说法正确的是(　　)。 A.步骤①的化学方程式为 SiO2+C Si+CO2↑ B.步骤①②③中每生成或反应 1 mol Si,转移 4 mol 电子C.二氧化硅能与氢氟酸反应,而硅不能与氢氟酸反应 D.SiHCl3(沸点 33.0 ℃)中含有少量的 SiCl4(沸点 67.6 ℃),通过蒸馏(或分馏)可提纯 SiHCl3 【解析】步骤①的化学方程式为 SiO2+2C Si+2CO↑,A 项错误;步骤②③中每生成或反应 1 mol Si,转移 2 mol 电子,B 项错误;硅能与氢氟酸反应生成 SiF4 和氢气,C 项错误。 【答案】D 5. 已知单质硅与强碱溶液反应生成硅酸盐并放出氢气。现有一种不含其他杂质的硅铁合金,取部分粉 碎后分为质量相等的两份,一份加入足量的 NaOH 溶液,另一份加入足量的盐酸,充分反应后,前者放出 气体的体积是后者的1 6(同温、同压下测定),则此硅铁合金中硅的质量分数是(　　)。 A.8% B.6% C.4% D.2% 【解析】单质硅与 NaOH 溶液发生反应 H2O+Si+2NaOH Na2SiO3+2H2↑,不与盐酸发生反应;金 属铁不与强碱发生反应,与盐酸发生反应 Fe+2HCl FeCl2+H2↑,由于硅与足量 NaOH 溶液反应放出氢 气的体积是后者的1 6(同温、同压下测定),所以硅与铁的物质的量之比为 1∶12,质量之比为 1∶24,即硅 的质量分数为 4%。 【答案】C 6. 我国科学家制得了 SiO2 超分子纳米管,其微观结构如图所示。下列叙述正确的是(　　)。 A.SiO2 与干冰的晶体结构相似 B.SiO2 耐腐蚀,不与任何酸反应 C.工业上用 SiO2 制备粗硅 D.光纤的主要成分是 SiO2,具有导电性 【解析】SiO2 是正四面体结构,不存在单个分子,干冰中存在单个分子,二者晶体结构不同,A 项错 误;SiO2 可与氢氟酸反应,B 项错误;工业上用 SiO2 与焦炭制粗硅,发生反应 SiO2+2C Si+2CO↑,C 项正 确;SiO2 不导电,D 项错误。 【答案】C 7. 下列关于 SiO2 和 CO2 的说法中正确的是(　　)。 A.CO2、SiO2 分别是碳酸和硅酸的酸酐 B.CO2 和 SiO2 与水反应分别生成相应的酸 C.CO2 是酸性氧化物,SiO2 是两性氧化物D.CO2 和 SiO2 都是由相应的分子构成的 【解析】CO2、SiO2 分别是碳酸和硅酸的酸酐,二者均是酸性氧化物,但 SiO2 不与水反应,且其结构 中不含有分子,而是由原子构成的。 【答案】A 8. 纯二氧化硅可通过如下流程制备。下列说法不正确的是(　　)。 A.X 可用作木材防火剂 B.步骤Ⅱ的反应是 Na2SiO3+H2SO4 H2SiO3(胶体)+Na2SO4 C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用 CO2 来代替 D.步骤Ⅲ若在实验室里完成,一般在蒸发皿中进行 【解析】二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠,硅酸钠可用作木材防火剂,A 项正确;因硫酸的 酸性比硅酸强,可用硫酸来制取硅酸,B 项正确;碳酸的酸性比硅酸强,可用 CO2 来代替稀硫酸,C 项正确; 高温灼烧硅酸可生成二氧化硅,此反应在坩埚中进行,D 项错误。 【答案】D 9. 对于化学方程式 SiO2+3C SiC+2CO↑,下列有关叙述正确的是(　　)。 A.反应中 SiO2 是氧化剂,C 是还原剂 B.硅元素被还原,碳元素被氧化 C.在反应中 C 既是氧化剂又是还原剂 D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2∶1 【解析】从化学方程式可以看出,只有碳元素的化合价发生了变化,在反应中碳既是氧化剂又是还 原剂,且氧化剂和还原剂的物质的量之比为 1∶2。 【答案】C 10. SiO2 是一种化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是(　　)。 A.高炉炼铁时,加入石灰石将铁矿石中的脉石(主要成分为 SiO2)转化为易熔的炉渣 B.纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料 C.用盐酸可除去石英砂(主要成分为 SiO2)中少量的碳酸钙 D.图中所含反应都不属于氧化还原反应【解析】CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑,CaSiO3 的熔点低于 SiO2 的熔点,A 项正确;光导纤维的主要 成分是二氧化硅,半导体、芯片的主要成分是单晶硅,纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基 础材料,B 项正确;碳酸钙溶于盐酸生成氯化钙、水和二氧化碳,二氧化硅和盐酸不反应,可以用盐酸除去 石英砂(主要成分为 SiO2)中少量的碳酸钙,C 项正确;二氧化硅与碳生成硅单质的反应是氧化还原反 应,D 项错误。 【答案】D 11. 下列关于硅酸的说法正确的是(　　)。 A.硅酸可以由 SiO2 和水通过化合反应直接制得 B.由反应 Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3↓制取硅酸利用了强酸制弱酸的原理 C.因为硅酸难溶于水,所以它不能与 NaOH 溶液反应 D.干燥剂“硅胶”的主要化学成分是硅酸钠 【解析】SiO2 与水不反应,所以硅酸不能由 SiO2 和水通过化合反应直接制得,故 A 项错误;硅酸盐 能和酸性大于硅酸的其他酸反应生成硅酸,所以由反应 Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3↓制取硅酸利用 了强酸制弱酸的原理,故 B 项正确;硅酸能与 NaOH 溶液反应生成硅酸钠,故 C 项错误;硅胶的主要成分 是二氧化硅,故 D 项错误。 【答案】B 12. 下列关于硅酸盐的说法正确的是(　　)。 A.硅酸盐中的阴离子都是 SiO2- 3 B.硅酸盐都难溶于水 C.通常用氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成,说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的 D.Na2SiO3 是最简单的硅酸盐,其水溶液可用作黏合剂 【解析】只有简单的硅酸盐中的阴离子是 SiO2- 3 ,A 项错误;硅酸钠可溶于水,B 项错误;硅酸盐可以 写成氧化物的组合形式,但硅酸盐并不是由氧化物组成的,C 项错误。 【答案】D 13. 材料与化学密切相关,下表中对应关系错误的是(　　)。 选项 材料 主要化学成分 A 刚玉、金刚砂 氧化铝 B 大理石、石灰石 碳酸钙 C 普通水泥 硅酸盐 D 沙子、石英 二氧化硅 　　【解析】刚玉的主要成分是氧化铝,金刚砂的主要成分为碳化硅,A 项错误。 【答案】A 14. 下列实验方案叙述不正确的是(　　)。 A.不能用 SiO2 与水反应制备 H2SiO3 B.制备硅酸:SiO2(含杂质 Fe2O3) 滤液 H2SiO3 C.同浓度的 Na2CO3 溶液的碱性比 Na2SiO3 溶液的强,说明酸性:H2CO3>H2SiO3 D.将 CO2 通入 Na2SiO3 溶液中,根据现象可说明酸性:H2CO3>H2SiO3 【解析】同浓度的 Na2CO3 的水解程度比 Na2SiO3 小,碱性弱,C 项错误。 【答案】C 15. 开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是(　　)。 A.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 B.普通玻璃、有机玻璃都属于硅酸盐 C.纤维素乙酸酯属于天然高分子材料 D.单晶硅常用于制造光导纤维 【解析】氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料,A 项正确;有机玻璃不属于硅酸盐,B 项错误;纤维素为 天然高分子化合物,而纤维素乙酸酯是人工合成的,C 项错误;单晶硅是半导体材料,二氧化硅是制造光 导纤维的主要材料,D 项错误。 【答案】A 16. 下列有关水泥的说法不正确的是(　　)。 A.制造水泥的主要原料是石灰石、纯碱和黏土 B.普通水泥的主要成分是钙的硅酸盐和铝酸盐 C.水泥具有水硬性 D.混凝土是指水泥、沙子、水和碎石等的混合物 【解析】制造水泥的原料中没有纯碱,A 项错误;普通水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙和铝 酸三钙等,B 项正确;混凝土的主要成分是水泥、沙子、水和碎石,D 项正确。 【答案】A 17. 中国的瓷器驰名世界,传统陶瓷是以黏土[主要成分为 Al2Si2O5(OH)4]等天然硅酸盐为主要原料烧 成的制品。下列有关说法不正确的是(　　)。 A.黏土也是制备玻璃的原料之一 B.黏土的主要成分可以表示为 Al2O3·2SiO2·2H2O C.陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料 D.传统陶瓷材料的成分与新型陶瓷材料的成分不同 【解析】制备玻璃的主要原料是石英、石灰石与纯碱,不包括黏土,A 项错误。【答案】A 18. 钢化玻璃是普通玻璃经一定物理方法处理后得到的。钢化玻璃一般不会发生自爆现象,但当钢化玻 璃中含有硫化镍结核时就有可能发生自爆现象。下列有关说法中错误的是(　　)。 A.制取钢化玻璃的原料为石灰石、纯碱和石英 B.钢化玻璃是一种新型无机非金属材料 C.制取钢化玻璃的主要反应都是非氧化还原反应 D.在碳素钢中加入镍等合金元素可以制得不锈钢及各种特种钢 【解析】钢化玻璃是一种传统无机非金属材料,B 项错误。 【答案】B 19.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.商代后母戊 鼎 B.新石器时代人面鱼纹彩 陶盆 C.明永乐青花竹石芭蕉纹 梅瓶 D.三国青瓷羊形烛 台 　　【解析】A 项,商代后母戊鼎是青铜器,所用材料不属于无机非金属材料;B、C、D 三项所用材料都 属于无机非金属材料。 【答案】A 20.下列实验室保存试剂的方法正确的是(　　)。 A.氢氟酸存放在带有橡胶塞的棕色玻璃瓶中 B.碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口玻璃塞的棕色玻璃瓶中 C.氯化铁溶液存放在铜质容器中 D.硅胶放在干燥阴凉处密封保存 【解析】氢氟酸能腐蚀玻璃,A 项错误;碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液呈碱性,能与玻璃中的 SiO2 反应 生成具有黏合性的硅酸盐,使瓶口与瓶塞粘在一起,无法打开,B 项错误;氯化铁溶液会和铜发生化学反 应,C 项错误;硅胶具有强吸湿能力,应贮存在干燥阴凉处,并密封,D 项正确。 【答案】D 21.常温下,下列各组物质不发生反应的是(　　)。 ①硅与 NaOH 溶液　②硅与盐酸　③硅与氢氟酸　④二氧化硅与碳酸钠　⑤二氧化硅与 NaOH 溶液　 ⑥二氧化硅与浓硝酸 A.①②④ B.③④⑥ C.②⑤⑥ D.②④⑥【解析】常温下,能发生反应①Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑,③Si+4HF SiF4↑+2H2↑,⑤ SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O。 【答案】D 22.硅及其化合物是人类文明的重要物质。下列说法正确的是(　　)。 A.水晶、水泥都属于硅酸盐产品 B.水玻璃是纯净物,可用于生产黏合剂和防火剂 C.某硅酸盐的化学式为 KAlSi3O8,可用 K2O·Al2O3·6SiO2 表示 D.高纯硅可用于制造光导纤维,高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池 【解析】水晶的主要成分是 SiO2,SiO2 不属于硅酸盐,A 项错误;水玻璃是 Na2SiO3 溶液,是混合物, 具有黏性,因此可以作黏合剂,由于其不能燃烧,故也可作防火剂,B 项错误;硅酸盐可以用盐的形式表示, 也可以用氧化物的形式表示,在表示时各种元素的原子个数比不变,所以化学式为 KAlSi3O8 的硅酸盐, 可用 K2O·Al2O3·6SiO2 表示,C 项正确;高纯度的 SiO2 可用于制造光导纤维,高纯度的 Si 可用于制造太阳 能电池,D 项错误。 【答案】C 23.下列能证明碳酸酸性比硅酸强的实验事实是(　　)。 A.H2CO3 比 H2SiO3 受热易分解 B.高温下能发生反应 Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ C.CO2 能溶于水生成碳酸,而 SiO2 不溶于水 D.CO2 通入 Na2SiO3 溶液中有胶状沉淀生成 【解析】H2CO3 和 H2SiO3 的稳定性不能说明二者的酸性强弱,A 项错误;强酸制取弱酸应比较在溶 液中进行的反应,在高温下固体之间的反应不能得到酸性强弱的结论,B 项错误;酸性氧化物的水溶性不 能决定对应酸的酸性强弱,C 项错误;向硅酸盐溶液中通入二氧化碳,可以看到溶液变浑浊,是因为生成 了难溶的硅酸沉淀,反应的化学方程式是 Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3↓,反应原理是强酸制弱 酸,说明碳酸的酸性比硅酸强,D 项正确。 【答案】D 24.二氧化硅广泛存在于自然界中,在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a~e 是对①~⑤反应中 SiO2 所表现的化学性质或作用进行的判断,其中正确的是(　　)。 ①SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O　②SiO2+2C Si+2CO↑　③SiO2+4HF SiF4↑+2H2O　④ Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑　⑤SiO2+3C SiC+2CO↑ a.反应①中 SiO2 作为玻璃的成分被消耗,用于刻蚀玻璃 b.反应②中 SiO2 表现出氧化性 c.反应③中 SiO2 表现了酸性氧化物的通性d.反应④符合用难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐的原理 e.反应⑤中 SiO2 未参加氧化还原反应 A.ace B.bde C.cde D.ab 【解析】通常用氢氟酸来刻蚀玻璃,与之对应的反应是③,因此 a 判断错误,c 判断也错误;反应②是 一个置换反应,其中二氧化硅被还原,表现出氧化性,b 判断正确;反应④是一个复分解反应,用难挥发的二 氧化硅制取易挥发的二氧化碳,d 判断正确;反应⑤中硅的化合价和氧的化合价都没有改变,因此二氧化 硅没有参加氧化还原反应,e 判断正确。故 B 项正确。 【答案】B 25.据报道,科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解,从中提取一种叫作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.二氧化硅属于酸性氧化物,能溶于水生成硅酸 B.将二氧化硫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】SiO2 与 H2O 不反应,A 项错误;H2SiO3 的酸性比 H2CO3 弱,C 项错误;沙子的主要成分为 SiO2,D 项错误。 【答案】B 26.向 100 mL 2 mol·L-1 Na2SiO3 溶液中缓慢通入 224 mL(标准状况)CO2 后得到混合体系 X,再将 X 蒸干 并高温灼烧,冷却后得到固体 Y。下列有关说法中正确的是(　　)。 A.X 中溶质为 Na2SiO3、NaHCO3 B.Y 的成分为 Na2SiO3 C.Y 的成分为 SiO2、Na2SiO3 D.Na2SiO3 与 Na2CO3 间的相互转化是可逆反应 【解析】将 0.01 mol 的 CO2 气体通入含有 0.2 mol Na2SiO3 的溶液中,发生反应 CO2+Na2SiO3+H2O H2SiO3↓+Na2CO3,反应后得到的混合体系中含有 H2SiO3、Na2SiO3 和 Na2CO3,加热蒸干,高温灼烧时 发生反应 H2SiO3 H2O+SiO2; SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑,最后所得固体物质是 Na2SiO3,A、C 两 项错误,B 项正确;Na2SiO3 和 Na2CO3 间的相互转化不是可逆反应,D 项错误。 【答案】B 27.青石棉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Na 2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时,还原产物只有NO。下列说法正确的是(　　)。 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·FeO·2Fe 2O3·8SiO2·H2O C.1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2 与足量的硝酸作用,至少需消耗 6 L 3 mol·L-1 HNO3 溶液 D.1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2 与足量氢氟酸作用,至少需消耗 5.5 L 2 mol·L-1 HF 溶液 【解析】根据青石棉的组成可知,该物质属于硅酸盐,不是易燃品且难溶于水,A 项不正确;根据氧原 子守恒可知,青石棉的化学组成用氧化物形式表示应该是 Na2O·3FeO·Fe 2O3·8SiO2·H2O,B 项不正确;根 据组成可知,1 mol 青石棉和足量硝酸作用生成 2 mol 硝酸钠、5 mol 硝酸铁和 1 mol NO,因此需要 HNO3 的物质的量是 18 mol, C 项正确;1 mol 青石棉和足量氢氟酸反应生成 8 mol SiF4 和 2 mol NaF,所以需要 HF 的物质的量是 34 mol,D 项错误。 【答案】C 28.工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法不正确的是(　　)。 A.在铝土矿制备较高纯度 Al 的过程中常用到 NaOH 溶液、CO2、冰晶石 B.石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐,都能与盐酸反应 C.在制粗硅时,被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为 2∶1 D.黄铜矿(CuFeS2)与 O2 反应产生的 Cu2S、FeO 均是还原产物 【解析】用铝土矿制备较高纯度的 Al,首先用 NaOH 溶液将铝土矿中的氧化铝溶解转化为偏铝酸 钠溶液,然后过滤、向滤液中通入 CO2 气体把偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,再过滤得氢氧化铝,接着加 热氢氧化铝让其分解为氧化铝,最后用冰晶石作助熔剂,电解熔融的氧化铝得到铝,A 项正确。石英的主 要成分是二氧化硅,它属于酸性氧化物,不与盐酸反应;玻璃的主要成分有二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙,组 成中有盐,故被称为硅酸盐产品,它也不能与盐酸反应,实验室经常用玻璃瓶盛放盐酸, B 项不正确。在 制粗硅时,发生反应 SiO2+2C Si+2CO↑,被氧化的物质 C 与被还原的物质 SiO2 的物质的量之比为 2∶ 1, C 项正确。黄铜矿(CuFeS2)与 O2 反应,铜元素由+2 价降为+1 价,氧元素由 0 价降为-2 价,故 Cu2S、FeO 均是还原产物, D 项正确。 【答案】B 29.下列有关金属的性质及应用正确的是(　　)。 A.Na 放置在空气中生成淡黄色的 Na2O2 固体 B.Fe 在 O2 中的燃烧产物可用于制红色涂料 C.Na、Al、Cu 可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到D.向 FeCl2 溶液中滴加氨水至过量,加热蒸干溶液,灼烧后可得到 Fe2O3 固体 【解析】Na 放置在空气中最后得到白色的碳酸钠,A 项错误;Fe 在 O2 中燃烧的产物为黑色的四氧 化三铁,而用于制红色涂料的是氧化铁,B 项错误;Cu 为较不活泼金属,可利用热还原法冶炼,Na、Al 为活 泼金属,均用电解法冶炼,C 项错误;向 FeCl2 溶液中滴加氨水至过量,生成氢氧化亚铁,加热蒸干溶液,氢 氧化亚铁被氧化为氢氧化铁,灼烧氢氧化铁,分解生成 Fe2O3 固体,D 项正确。 【答案】D 30.下列说法正确的是(　　)。 A.1 mol Na 被完全氧化生成 Na2O2,失去 2NA 个电子 B.将一小块 Na 放入乙醇中,产生气泡,说明 Na 能置换出醇羟基中的氢 C.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气 D.金属钠与氧气反应的产物取决于氧气的用量 【解析】1 mol Na 被完全氧化生成 Na2O2 时,Na 由 0 价变为+1 价,失去 NA 个电子,A 项错误;Na 能 置换出乙醇中醇羟基上的氢生成 H2,B 项正确;电解氯化钠溶液发生的反应为 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑,制备金属钠应该电解熔融的 NaCl,C 项错误;金属钠与氧气反应的产物取决于反应条 件,D 项错误。 【答案】B 31.下列物质中不能用化合反应的方法制得的是(　　)。 ①SiO2　②H2SiO3　③Fe(OH)3　④Al(OH)3　⑤FeCl2 ⑥CaSiO3 A.①③ B.②④ C.②③④⑤ D.②④⑥ 【解析】化合反应的定义是由两种或两种以上的物质生成一种新的物质的反应。①SiO2 可以通过 反应 Si+O2 SiO2 制得;②SiO2 不能与水反应,所以 H2SiO3 不能通过化合反应制得;③Fe(OH)3 可以通过 反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 制得;④氧化铝不能与水反应,所以 Al(OH)3 不能通过化合反应制 得;⑤FeCl2 可以通过反应 2FeCl3+Fe 3FeCl2 制得;⑥CaSiO3 可以通过反应 CaO+SiO2 CaSiO3 制得。 【答案】B 32.为证明铁的金属活动性比铜强,某同学设计了如下一些方案: 方案 现象或产物 ①将铁片置于 CuSO4 溶液中 铁片上有亮红色物 质析出 ②将铁丝和铜丝分别 产物分别为 FeCl3 和在氯气中燃烧 CuCl2 ③将铁片和铜片分别 放入热的浓硫酸中 产物分别为 Fe2(SO4)3 和 CuSO4 ④将铜片置于 FeCl3 溶液中 铜片逐渐溶解 ⑤将铁片和铜片置于 盛有稀硫酸的烧杯 中,并用导线连接 铁片溶解,铜片上有 气泡产生 能根据现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案共有(　　)。 A.2 种 B.3 种 C.4 种 D.5 种 【解析】①铁片置于 CuSO4 溶液中,铁片上有亮红色物质析出,说明发生了置换反应 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,金属活动性 Fe>Cu;②③④均不能说明金属活动性 Fe>Cu;⑤铁、铜用导线连接置于稀硫酸 中,形成原电池,Fe 作负极,铁片溶解,铜作正极,铜片上有 H2 放出,说明金属活动性 Fe>Cu。 【答案】A 33.下列各组物质充分反应后,最终既有沉淀又有气体生成的是(　　)。 ①少量 Na2O2 投入 Ca(HCO3)2 溶液中　②过量 Ba(OH)2 溶液和 NH4HSO4 溶液混合加热　③NaAlO2 溶 液与 NaHCO3 溶液混合　④FeCl3 溶液与 Na2SO3 溶液混合　⑤用铁作阳极长时间电解足量 Na2SO4 溶 液 A.②③④ B.①②⑤ C.①③④ D.①②③ 【解析】少量 Na2O2 先和水反应生成氢氧化钠和氧气,然后 NaOH 和 Ca(HCO3)2 发生反应生成碳 酸钙沉淀, 所以符合题意,①正确;过量 Ba(OH)2溶液和 NH4HSO4溶液混合加热生成氨气和硫酸钡沉淀, 所以符合题意,②正确;NaHCO3 溶液与 NaAlO2 溶液混合产生白色氢氧化铝沉淀,无气体放出,所以不符 合题意,③错误;FeCl3 溶液与 Na2SO3 溶液混合,Fe3+与 SO2- 3 反应生成 Fe2+和 SO2- 4 ,无沉淀和气体生成,所 以不符合题意,④错误;用铁作阳极长时间电解足量 Na2SO4 溶液,阳极生成 Fe2+,阴极生成 H2 和 OH-,Fe2+ 和 OH-在溶液中先结合成氢氧化亚铁沉淀,再进一步被氧化成氢氧化铁沉淀,所以符合题意,⑤正确。 【答案】B 34.铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题。 (1)生铁中含有一种铁碳化合物 X(Fe3C)。X 在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体 Y,将 Y 溶于 过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是　　　　;Y 与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式 为　。 (2)某溶液中有 Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等离子,向其中加入过量的 NaOH 溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧, 并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是　　　　 (填字母)。 A.Mg2+ B.Fe2+ C.Al3+ D.Cu2+ (3)氧化铁是重要的工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下: 　回答下列问题: ①操作Ⅰ的名称是　　　　;操作Ⅱ的名称是　　　　;操作Ⅱ的方法为　　　　　　　　　　　。 ②请写出生成 FeCO3 沉淀的离子方程 式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解析】(1)铁的氧化物中具有磁性的是 Fe3O4,Fe3O4 溶于过量的盐酸后溶液中存在的阳离子是 Fe2+、Fe3+、H+;Fe3O4 溶于过量的浓硝酸后,Fe2+会被氧化为 Fe3+,所以反应后的溶液中含有的盐是 Fe(NO3)3。(2)向该溶液中加入过量的 NaOH 溶液后,Mg2+→Mg(OH)2、Fe2+→Fe(OH)3、Al3+→AlO-2、 Cu2+→Cu(OH)2;过滤后滤渣中含有 Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2;高温灼烧后 Mg(OH)2→MgO、 Fe(OH)3→Fe2O3、Cu(OH)2→CuO;将 MgO、Fe2O3、CuO 投入过量盐酸后生成 Mg2+、Fe3+、Cu2+,故应 选择 B、C 两项。(3)①从流程图中可知经操作Ⅰ得到滤渣,故该操作是过滤;操作Ⅱ是在得到 FeCO3 沉 淀后进行的,故该操作是洗涤;洗涤沉淀的操作为在漏斗中加入适量蒸馏水,浸没沉淀,让蒸馏水自然流 下,重复数次。②从流程图中分析,生成 FeCO3 沉淀的反应物是 Fe2+和 HCO-3,根据元素守恒得 Fe2++2HC O-3 FeCO3↓+CO2↑+H2O。 【答案】 (1)Fe2+、Fe3+、H+　Fe(NO3)3 (2)BC (3)①过滤　洗涤　在漏斗中加入适量蒸馏水,浸没沉淀,让蒸馏水自然流下,重复数次 ②Fe2++2HCO-3 FeCO3↓+CO2↑+H2O 35.“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展,一些材料的出现甚至具有里程碑式划时 代的意义。请回答下列问题: Ⅰ.(1)石棉(CaMg3Si4O12)是常用的耐火材料,用氧化物的形式表示其组成:　。 (2)高分子材料可以分成无机高分子材料和有机高分子材料。[AlFe(OH)nCl6-n]m 属于无机高分子材料,是 一种新型高效净水剂,它广泛应用于生活用水和工业污水的处理,其中铁元素的化合价为　　　　。 Ⅱ.高纯二氧化硅可用来制造光纤。某稻壳灰的成分如下: 组分 SiO2 C Na2O K2O Al2O 3 Fe2O 3 质量分数 /% 59.2038.80 0.25 0.50 0.64 0.61 通过如下流程可由稻壳灰制备较纯净的二氧化硅: 请回答下列问题: (3)根据氧化物的性质进行分类,稻壳灰中涉及的氧化物最多有　　　　类。 (4)步骤①中涉及 SiO2 的反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)滤渣 A 的成分为　　　　　　　　(填化学式)。 (6)步骤②洗涤沉淀的方法 是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (7)步骤③反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　;实验室进行步骤③用到的仪器 有坩埚、泥三角、酒精灯、　　　　和　　　　。 【解析】Ⅰ.(1)石棉(CaMg3Si4O12)是常用的耐火材料,用氧化物的形式表示其组成,书写顺序是活泼 金属元素氧化物、较活泼金属元素氧化物、二氧化硅、水,所以为 CaO·3MgO·4SiO 2。(2)根据化合物 中各元素的化合价的代数和为 0 可得铁元素的化合价为+3 价。 Ⅱ.(3)二氧化硅为酸性氧化物,氧化钠、氧化铁和氧化钾为碱性氧化物,氧化铝为两性氧化物,所以 最多涉及 3 种氧化物。(4)二氧化硅为酸性氧化物,与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,离子方程式为 SiO2+2OH- SiO2- 3 +H2O。(5)氧化钠、氧化钾均能与水反应生成可溶性碱;氧化铝为两性氧化物,能够 与强碱反应生成可溶性偏铝酸盐;二氧化硅为酸性氧化物,与氢氧化钠溶液反应生成可溶性硅酸钠;碳、 氧化铁与氢氧化钠不反应,所以过滤剩余的滤渣为 C 和 Fe2O3。(7)硅酸不稳定,受热易分解:H2SiO3 H2O+SiO2。灼烧固体需要的仪器有坩埚钳、酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角。 【答案】Ⅰ.(1)CaO·3MgO·4SiO 2 (2)+3Ⅱ.(3)3 (4)SiO2+2OH- SiO2- 3 +H2O (5)C 和 Fe2O3 (6)往漏斗里的沉淀中注入蒸馏水至水浸没沉淀,让水自然流尽后,重复操作 2~3 次 (7)H2SiO3 SiO2+H2O　坩埚钳　三脚架 36.钾长石(K2Al2Si6O16)通常也称正长石,主要用于生产玻璃、陶瓷制品,还可用于制取钾肥。某学习小 组以钾长石为主要原料,从中提取氧化铝、碳酸钾等物质,工艺流程如下: 回答下列问题: (1)请以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式:　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)钾长石中的钾元素和铝元素在 Na2CO3 作用下转化为可溶性的 KAlO2 和 NaAlO2,写出 Al2O3 转化 为 NaAlO2 的化学方程 式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)已知“浸取”时应保持溶液呈碱性,其原因为　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示),若要 提高“浸取”的速率,可采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (写一条)。 (4)滤液 1 的主要成分是　　　　　　　　(填化学式)。 (5)此工艺中可以循环利用的主要物质是　　　　　　　、　　　　　　　和水。 (6)以石墨为电极,电解 Al2O3 可制得金属铝。电解池中接电源负极的一极的电极反应式 是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。长时间电解后,需要更换新的石墨电极的是　　　　(填 “阴”或“阳”)极。 【解析】(3)根据流程,浸出液中含 KAlO2、NaAlO2,KAlO2、NaAlO2 都属于强碱弱酸盐,溶液中存 在水解平衡 AlO-2+2H2O Al(OH)3+OH-;“浸取”时保持溶液呈碱性,可抑制 AlO-2的水解。若要提高“浸 取”的速率,可采取的措施有不断搅拌、适当加热、将固体粉碎成更小的颗粒等。 (4)向浸出液中通入过量 CO2,发生的反应有:CO2+KAlO2+2H2O Al(OH)3↓+KHCO3、 CO2+NaAlO2+2H2O Al(OH)3↓+NaHCO3。过滤出 Al(OH)3,滤液 1 的主要成分为 KHCO3、NaHCO3。 (5)根据流程,煅烧时产生CO 2,浸出液中需要通入CO 2;结晶后得到碳酸钠晶体,煅烧中需要Na 2CO3。 故此工艺中可以循环利用的主要物质是 Na2CO3、CO2 和水。(6)电解池中接电源负极的一极为阴极,阴极的电极反应式为 Al3++3e- Al。以石墨为电极,电解熔 融的 Al2O3,阳极的电极反应式为 2O2--4e- O2↑,阳极生成的 O2 与石墨反应消耗石墨,长时间电解后,需 要更换新的石墨电极的是阳极。 【答案】(1)K2O·Al2O3·6SiO2 (2)Na2CO3+Al2O3 2NaAlO2+CO2↑ (3)AlO-2+2H2O Al(OH)3+OH-,“浸取”时保持溶液呈碱性,可抑制 AlO-2的水解　不断搅拌(或适当 加热、将固体粉碎成更小的颗粒) (4)NaHCO3、KHCO3 (5)Na2CO3　CO2 (6)Al3++3e- Al　阳