全国高考化学无机非金属材料的推断题综合高考真题汇总附答案解析Word文件下载.docx
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D.CO与氢氧化钠溶液不反应,SiO2、Cl2分别与过量NaOH溶液反应生成Na2SiO3、NaClO、NaCl,生成3种盐,故不选D;
故选C。
【点睛】
本题考查物质的性质,综合考查元素化合物知识,把握物质的性质及发生的化学反应为解答的关键,侧重氯气与氢氧化钠溶液反应的考查,明确NO、CO与氢氧化钠不反应。
4.下列表述正确的是()
①人造刚玉熔点很高,可用作高级耐火材料,主要成分是二氧化硅
②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成,玛瑙的主要成分是硅酸盐
③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料
④夏天到了,游客佩戴由涂加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
⑤太阳能电池可采用硅材料制作,其应用有利于环保、节能
A.①②④B.②④C.③④⑤D.③⑤
【答案】D
①人造刚玉熔点很高,可用作高级耐火材料,主要成分是三氧化二铝,故①错误;
②玛瑙的主要成分是二氧化硅,故②错误;
③水泥的成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙,是硅酸盐,故③正确;
④变色眼镜由添加溴化银的普通玻璃璃制作,故④错误;
⑤晶体硅可以制太阳能电池,利于环保、节能,故⑤正确;
故答案选:
D。
本题主要考察物质的组成和分类,需了解常见矿物及常见无机物组成成分。
5.在生产和生活中应用的化学知识正确的是
A.玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品
B.晶体硅是在通信工程中制作光导纤维的主要原料
C.碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂
D.发酵粉中主要含有碳酸氢钠,能使焙制出的糕点疏松多孔
A.水晶成分为二氧化硅是氧化物,不属于硅酸盐,故A错误;
B.二氧化硅具有良好的光学特性,是制作光导纤维的主要原料,故B错误;
C.碳酸钠碱性较强,具有腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多,可以用碳酸氢钠治疗,故C错误;
D.碳酸氢钠不稳定,受热分解生成二氧化碳,能使焙制出的糕点疏松多孔,常用于食品发酵剂,故D正确;
答案选D。
6.下面关于硅的叙述中,正确的是()
A.硅的非金属性比碳强,只有在高温下才能跟氢气起化合反应
B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位
C.硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在
D.硅在电子工业中,是重要的半导体材料
A.硅的非金属性比碳弱,A项错;
B.硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位,排名前四位的是O、Si、Al、Fe,所以B项错;
C.硅在自然界中是以化合态存在的,所以C项也错;
答案应选D。
7.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
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。
8.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+SiO2
Si+2CO
C.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
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
Si+2CO,故B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。
9.晶体硅是一种重要的非金属材料,有科学家认为硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。
(1)工业上生产纯硅的工艺流程如下:
石英砂的主要成分是SiO2,在制备粗硅时,焦炭的作用是__________(填“氧化剂”或“还原剂”);
在该反应中,若消耗了3.0gSiO2,则转移电子的总数为_______________。
(2)某实验室利用SiHCl3(沸点33.0℃)与过量H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。
装置如图所示(热源及夹持装置略去)。
①装置B中的试剂是___________。
装置C中的烧瓶需要加热,其目的是_________________。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是______________________;
装置D中发生反应的化学方程式为___________________________________。
③为检验产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需要加入的试剂有______(填字母)。
a.碘水b.氯水 c.Na2SO3溶液 d.KSCN溶液
【答案】还原剂1.204×
1023或0.2NA浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化有固体物质生成SiHCl3+H2
Si+3HClbd
(1)根据工艺流程写出化学方程式,从化合价的变化判断焦炭的作用,根据化学方程式和质量关系求出转移的电子数;
(2)①A生成的氢气经过干燥,进入D与从C中汽化的SiHCl3反应制粗硅,B是干燥装置,②氢气和SiHCl3发生置换反应,写出化学方程式;
③选择检验亚铁离子的试剂;
(1)根据流程可知,化学方程式为SiO2+2C
Si+2CO,碳的化合价升高,做还原剂,1molSiO2参加反应转移的电子数为4mol,反应中消耗了3.0gSiO2,n=
=0.05mol,转移电子为0.2mol,即1.204×
1023或0.2NA;
(2)SiHCl3能与H2O强烈反应,需要用浓硫酸干燥氢气,反应需要的温度比较高,在D中反应,SiHCl3的沸点较低,C中的烧瓶需要加热是为了使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化;
②装置D中有硅单质生成,即有固体物质生成。
此反应为SiHCl3+H2
Si+3HCl;
③亚铁离子的检验通常用的方法是:
先向溶液中加入KSCN,溶液不变红色,再加入氯水溶液变红色,即可却确定有亚铁离子,答案为bd。
10.硅铁合金广泛应用于冶金工业,可用于铸铁时的脱氧剂、添加剂等,回答下列问题:
(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图为________,基态Si原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
(2)绿帘石的组成为
,将其改写成氧化物的形式为_____________.
(3)
分子的中心原子的价层电子对数为________,分子的立体构型为________;
四卤化硅的熔、沸点如下,分析其变化规律及原因________________________________。
熔点/K
182.8
202.7
278.5
393.6
沸点/K
177.4
330.1
408
460.6
(4)
可与乙二胺(
,简写为en)发生如下反应:
。
的中心离子的配位数为________;
中的配位原子为________。
(5)在硅酸盐中,
四面体(图a)通过共用顶角氧离子可形成多种结构形式。
图b为一种多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为________,化学式为________________。
O·
Si
图a
图b
【答案】
哑铃4CaO•Fe2O3•2Al2O3•6SiO2•H2O4正四面体形熔、沸点依次升高,原因是分子结构相似,相对分子量依次增大,分子间作用力逐渐增强6O和Nsp3
或Si2O52-
(1)基态Fe原子价层电子为其3d、4s能级上电子;
基态Si原子电子占据的能级有1s、2s、2p,最高能级为2p;
(2)绿帘石的组成为Ca2FeAl2(SiO4)(Si2O7)O(OH),将其改写成氧化物的形式时应结合元素的化合价,依次写出金属氧化物、非金属氧化物、最后是水,并注意原子的最简单整数比不变;
(3)SiCl4分子的中心原子为Si,形成4个σ键,具有甲烷的结构特点;
由表中数据可知四卤化硅的沸点逐渐升高,为分子晶体,沸点与相对分子质量有关;
(4)配离子为[Fe(H2O)6]2+,中心离子为Fe3+,配体为H2O,[Fe(H2O)4(en)]2+中配体为H2O和en,根据孤对电子确定配位原子;
(5)硅酸盐中的硅酸根(SiO44-)为正四面体结构,所以中心原子Si原子采取了sp3杂化方式;
图中为一种无限长层状结构的多硅酸根,图中一个SiO44-四面体结构单元中其中有3个氧原子的贡献率为
(1)基态Fe原子的核外价电子排布式为[Ar]3d64S2,基态Fe原子价层电子为其3d、4s能级上电子,则基态Fe原子的核外价电子排布图为
;
基态Si原子电子占据的能级有1s、2s、2p,最高能级为2p,其电子云轮廓图为哑铃形;
(2)绿帘石的组成为Ca2FeAl2(SiO4)(Si2O7)O(OH),将其改写成氧化物的形式为4CaO•Fe2O3•2Al2O3•6SiO2•H2O;
(3)SiCl4分子的中心原子为Si,形成4个σ键,价层电子对数为4,具有正四面体结构;
四卤化硅的沸点逐渐升高,为分子晶体,沸点与相对分子质量有关,相对分子质量越大,沸点越高;
(4)配离子为[Fe(H2O)6]2+,中心离子为Fe3+,配体为H2O,则配位数为6;
中配体为H2O和en,其中O和N原子均能提供孤对电子,则配位原子为O和N;
图(b)为一种无限长层状结构的多硅酸根,图(a)中一个SiO44-四面体结构单元中其中有3个氧原子的贡献率为
,SiO44-四面体结构单元含有1个硅、氧原子数目=1+3×
=2.5,Si、O原子数目之比为1:
2.5=2:
5,故化学式
或Si2O52-。
硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为:
碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水(xMO•nSiO2•mH2O).注意:
①氧化物之间以“•”隔开;
②系数配置出现的分数应化为整数.如:
正长石KAlSi3O8不能改写成K2O•Al2O3•3SiO2,应改写成K2O•Al2O3•6SiO2.③金属氧化物在前(活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物),非金属氧化物在后,若同一元素有变价,那么低价在前,高价在后,H2O一般写在最后。
11.氮化硅可用作高温陶瓷复合材料,在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。
由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示:
其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。
请回答下列问题:
(1)石英砂不能与碱性物质共同存放,以NaOH为例,用化学反应方程式表示其原因:
_____________________。
(2)图示①~⑤的变化中,属于氧化还原反应的是_______________________。
(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解,产生白雾,军事工业中用于制造烟雾剂。
SiCl4水解的化学反应方程式为____________________________。
(4)在反应⑤中,3molSi(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体,则氮化硅的化学式为________________。
(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中,也能反应生成氮化硅,B和C两种气体在一定条件下化合生成A。
写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式______________________。
【答案】SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O①②SiCl4+3H2O=4HCl↑+H2SiO3↓Si3N43SiCl4+2N2+6H2
Si3N4+12HCl
根据题中反应流程可知,石英砂在高温下被碳还原得到粗硅,粗硅与氯气反应生成粗四氯化硅,精馏后得到较纯的四氯化硅,四氯化硅在高温下与氨反应生成四氨基硅,四氨基硅高温下生成氮化硅,据此解答。
(1)石英砂的主要成分是二氧化硅,二氧化硅与强碱氢氧化钠溶液反应生成可溶性硅酸钠和水,反应的化学方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;
(2)①石英砂到粗硅,硅元素化合价降低,属于氧化还原反应;
②粗硅与氯气反应生成四氯化硅,硅元素化合价升高,属于氧化还原反应;
③四氯化硅精馏属于物理变化;
④四氯化硅与氨气反应,不存在化合价的变化,不是氧化还原反应;
⑤Si(NH2)4高温生成氮化硅,没有化合价的变化,不是氧化还原反应;
答案为①②;
(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解,产生白雾,说明有氯化氢产生,反应的方程式为SiCl4+3H2O=4HCl↑+H2SiO3↓;
(4)3molSi(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体,结合原子守恒判断A是氨气,即3Si(NH2)4
Si3N4+8NH3↑,所以氮化硅的化学式为Si3N4;
(5)A是氨气,则B和C是氮气和氢气,则根据原子守恒可知SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式为3SiCl4+2N2+6H2
Si3N4+12HCl。
12.A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成,且四种化合物中阴、阳离子各不相同。
阴离子
Cl-、SiO32-、OH-、NO3-
阳离子
H+、Ag+、Na+、K+
已知:
A溶液呈强酸性,且A溶液与B、C溶液混合均产生白色沉淀,B的焰色反应呈黄色。
回答下列问题:
(1)写出A、B、C、D的化学式:
A______,B_____,C____,D____。
(2)写出A溶液与B溶液反应的离子方程式:
__________。
(3)请选出适合存放A、C、D溶液的试剂瓶的序号:
溶液
A
C
D
试剂瓶序号
___
【答案】HClNa2SiO3AgNO3KOHSiO32-+2H+=H2SiO3↓①③②
A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成,且四种化合物中阴、阳离子各不相同,A溶液呈强酸性,则A为盐酸或硝酸,B的焰色反应呈黄色,则B中含有Na元素,A能和B反应生成白色沉淀,则B为Na2SiO3;
盐酸能和AgNO3反应生成白色沉淀,所以C为AgNO3,则A为HCl,根据四种化合物中阴阳离子各不相同,则D为KOH。
(1)根据以上分析知,四种物质化学式分别为HCl、Na2SiO3、C为AgNO3、D为KOH;
(2)A是HCl、B是硅酸钠,二者反应生成硅酸沉淀和氯化钠,离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3↓;
(3)A是HCl、C为AgNO3、D为KOH,KOH能和二氧化硅反应生成粘性物质硅酸钠,不能用含有玻璃塞的试剂瓶盛放;
硝酸银见光易分解,应该放置在棕色试剂瓶中;
盐酸不分解,且和玻璃中成分不反应,所以放置在一般试剂瓶中即可,所以A、C、D选取试剂瓶序号为①③②。
含有钠元素的物质焰色反应为黄色,含有钾元素的物质焰色反应透过蓝色钴玻璃为紫色,钙元素的焰色反应为砖红色;
玻璃中含有二氧化硅,能与碱性溶液发生反应,所以碱性溶液的试剂瓶不用玻璃塞。
13.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。
(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】SiCl4SiO2H2SiO3粗硅提纯SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OH2SiO3
SiO2+H2O
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。
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;
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。
(4)H2SiO3不稳定,加热分解可生成SiO2,方程式为H2SiO3
SiO2+H2O;
H2SiO3
SiO2+H2O。
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。
14.单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如下图所示的路线制备,其中X为Z的氧化物,Y为氢化物,分子结构与甲烷相似,回答下列问题:
(1)能与X发生化学反应的酸是_________;
由X制备Mg2Z的化学方程式为_________。
(2)由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为_________,Y分子的电子式为_________。
(3)Z、X中共价键的类型分别是_________。
【答案】氢氟酸SiO2+Mg
O2↑+Mg2SiMg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4
非极性键、极性键
单质Z是一种常见的半导体材料,则Z为Si,X为Z的氧化物,则X为SiO2,Y为氢化物,分子结构与甲烷相似,则Y为SiH4,加热SiH4分解得到Si与氢气。
(1)能与SiO2发生化学反应的酸是氢氟酸;
由SiO2制备Mg2Si的化学方程式为:
SiO2+4Mg
2MgO+Mg2Si。
(2)由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为:
Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑,Y为SiH4,电子式为
(3)Z为Si,周期表中位于第三周期IVA族,其单质属于原子晶体,化学键类型为非极性共价键;
X为SiO2,属于原子晶体,含有的化学键属于极性共价键。
15.硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。
(1)氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点,故氮化硅膜可用于半导体工业。
可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定条件下反应制得3SiH4+4NH3
Si3N4+12H2
以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下:
反应原理:
4NH4Cl+Mg2Si
4NH3↑+SiH4↑+2MgCl2(ΔH<
0)
①NH4Cl中的化学键类型有________,SiH4的电子式为______________。
②上述生产硅烷的过程中液氨的作用是____________________________。
③氨气是重要的工业原料,写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式:
___________________________________________________,实验室可利用如图所示装置完成该反应。
在实验过程中,除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外,还可观察到有白烟生成,白烟的主要成分是________。
(2)三硅酸镁(Mg2Si3O8·
nH2O)难溶于水,在医药上可作抗酸剂。
它除了可以中和胃液中多余酸之外,生成的H2SiO3还可覆盖在有溃疡的胃表面,保护其不再受刺激。
三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为________________________________。
将0.184g三硅酸镁加入到50mL0.1mol/L盐酸
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