十年高考真题专题16碳硅及无机非金属材料教师版Word下载.docx
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十年高考真题专题16碳硅及无机非金属材料教师版Word下载.docx
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D.与足量盐酸作用,所得固体产物主要为
【解析】将Ca3SiO5改写为氧化物形式后的化学式为:
3CaO·
SiO2,性质也可与Na2SiO3相比较,据此解答。
A.Ca3SiO5与NH4Cl反应的方程式为:
Ca3SiO5+4NH4Cl
CaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O,A正确;
B.CaO能与水反应,所以需要密封保存,B正确;
C.亚硫酸的酸性比硅酸强,当二氧化硫通入到Ca3SiO5溶液时,发生反应:
3SO2+H2O+Ca3SiO5=3CaSO3+H2SiO3,C正确;
D.盐酸的酸性比硅酸强,当盐酸与Ca3SiO5反应时,发生反应:
6HCl+Ca3SiO5=3CaCl2+H2SiO3+2H2O,D不正确;
故选D。
4.(2007·
广东高考真题)下列说法正确的是()
A.硅材料广泛应用于光纤通讯B.工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
【解析】A.二氧化硅属于硅材料,可广泛应用于光纤通讯,正确;
B.工艺师利用HF刻蚀石英制作艺术品,错误;
C.水晶项链的成分是SiO2,餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品,错误;
D.项粗硅制备单晶硅先利用氧化反应即用Cl2氧化粗硅,再利用还原反应即用H2还原SiCl4,错误;
答案选A。
5.(2013·
江苏高考真题)下列有关物质性质的应用正确的是()
A.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂
B.二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸
C.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气
D.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝
【解析】A.液氨汽化时要吸收大量的热,,从而可以使环境的温度降低,因此可用作制冷剂,正确;
B.二氧化硅不与强酸反应,但是可以与氢氟酸发生反应,而石英器皿中的含义大量的二氧化硅,因此不可用石英器皿盛放氢氟酸,错误;
C.生石灰能与水反应,也可以与Cl2发生反应,因此不可用来干燥氯气,错误;
D.氯化铝是一种电解质,但是由于该物质是分子晶体,无离子,因此不能用于电解制铝,错误。
6.(2019·
浙江高考真题)下列说法不正确的是
A.液氯可以储存在钢瓶中
B.天然气的主要成分是甲烷的水合物
C.天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅
D.硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等
【答案】B
【解析】A.液氯就是液态的氯气,与钢瓶不反应,可以储存在钢瓶中,正确;
B.天然气的主要成分是甲烷,可燃冰的主要成分是甲烷的水合物,错误;
C.石英、水晶、硅石、沙子的主要成分均为二氧化硅,正确;
D.硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,火山口处有硫单质,正确。
故答案选B。
7.(2010·
江苏高考真题)下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是
A.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
B.水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
C.盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性
D.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯
【解析】A.从高纯度的SiO2熔融体中,拉出直径约100μm的细丝,就得到光纤,SiO2是生产光纤制品的基本原料,正确;
B.水玻璃是Na2SiO3的水溶液,水玻璃具有黏性,水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂,正确;
C.向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液(如饱和Na2SO4等)后,可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用叫做盐析,盐析析出的蛋白质仍可以溶解在水中,不影响原来蛋白质的性质,因此盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性,正确;
D.石油裂解可获得乙烯、丙烯和丁二烯,错误;
8.(2009·
广东高考真题)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A.①②B.②③C.①④D.③④
【答案】C
【解析】①硅元素是地壳中大量存在的元素,是许多种岩石和矿物的基本构成元素之一,故①正确;
②水晶主要成分是二氧化硅,不是硅酸盐,故②错误;
③光导纤维的主要成分是二氧化硅,故③错误;
④陶瓷的主要成分是硅酸盐且陶瓷应用极早,故④正确。
综上所述,本题正确答案为C。
9.(2018·
海南高考真题)化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是
A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具
B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维和光电池
C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层
D.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张.织物等
【解析】A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具,A不符合题意;
B.SiO2不导电,可用于制作光导纤维,但光电池的主要成分是硅B,符合题意;
C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层,C不符合题意;
D.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张.织物等,D不符合题意;
故答案为B。
10.(2011·
江苏高考真题)下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是
A.常温下浓硫酸能使铝发生钝化,可用铝制容器贮运浓硫酸
B.二氧化硅不与任何酸反应,可用石英制造耐酸容器
C.二氧化氯具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
D.铜的金属活泼性比铁的弱,可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀
【解析】A、因浓硫酸具有强氧化性,能够与大多数金属反应,但遇到金属铝、铁要发生钝化,因此常温下可用铝、铁制容器贮运浓硫酸,正确;
B、二氧化硅能与氢氟酸反应:
SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O,错误;
C、二氧化氯可用于自来水的杀菌消毒是因为其具有强氧化性,而不是还原性,错误;
D、要减缓船体的腐蚀,应连接比铁更活泼的金属,如锌等,这是牺牲阳极的阴极保护法,错误;
答案为A。
11.(2009·
重庆高考真题)材料与化学密切相关,表中对应系错误的是
材料
主要化学成分
A
刚玉、金刚石
三氧化二铝
B
大理石、石灰石
碳酸钙
C
普通水泥、普通玻璃
硅酸盐
D
沙子、石英
二氧化硅
【解析】A.刚玉是三氧化二铝,金刚石是由碳元素组成的单质,而不是三氧化二铝,错误;
B.大理石、石灰石的主要成分是碳酸钙,正确;
C.普通水泥、普通玻璃的主要成分为硅酸盐,正确;
D.沙子、石英的主要成分是二氧化硅,正确;
12.(2015·
全国高考真题)食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。
A.硅胶可用作食品干燥剂
B.P2O5不可用作食品干燥剂
C.六水合氯化钙可用作食品干燥剂
D.加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂
【解析】A.硅胶多孔,吸附水分能力强,且没有毒,常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,A正确;
B.P2O5是酸性氧化物吸水生成磷酸或偏硫酸,酸有腐蚀性,而偏磷酸有毒,因此不可用作食品干燥剂,B正确;
C.氯化钙检验吸水性,而六水合氯化钙不具有吸水性,不能用作食品干燥剂,C错误;
D.加工后具有吸水性的植物纤维没有毒,没有腐蚀性,因此可用作食品干燥剂,D正确;
答案选C。
13.(2017·
浙江高考真题)下列说法不正确的是( )
A.氯化钠可用于配制生理盐水B.二氧化硅可用于制造玻璃
C.海水中的钠元素以单质存在D.氧化镁(熔点2800℃)是优良的耐高温材料
【解析】A.NaCl易溶于水,食盐水可使细菌中细胞脱水,则氯化钠可用于配制生理盐水,正确;
B.二氧化硅与碳酸钠反应,则高温下二氧化硅可用于制造玻璃,正确;
C.海水中存在大量NaCl,Na以离子存在,不能以单质存在,且Na与水反应,错误;
D.MgO的熔点高,熔点高的物质可作耐火材料,则氧化镁(熔点2800℃)是良好的耐高温材料,正确;
故选C。
14.(2014·
江苏高考真题)下列物质性质与应用对应关系正确的是( )
A.晶体硅熔点高、硬度大,可用于制作半导体材料
B.氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂
.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
D.氧化铁能与酸反应,可用于制作红色涂料
【解析】A、晶体硅能导电,可用于制作半导体材料,与熔点高硬度大无关系,A不正确;
B、氢氧化铝具有弱碱性,能与酸反应生成铝盐和水,可用于制胃酸中和剂,B正确;
C、漂白粉具有强氧化性,可用于漂白纸张,与其稳定性无关系,C不正确;
D、氧化铁是红棕色粉末,可用于制作红色涂料,与是否能与酸反应无关系,D不正确,答案选B。
15.(2017·
北京高考真题)古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于无机物的是
A.瓷器
B.丝绸
C.茶叶
D.中草药
【解析】A、瓷器是硅酸盐产品,不含碳元素,不是有机物,是无机物,正确;
B、丝绸的主要成分是蛋白质,是有机物,错误;
C、茶叶的主要成分是纤维素,是有机物,错误;
D、中草药的主要成分是纤维素,是有机物,错误;
16.(2008·
广东高考真题)根据陈述的知识,类推得出的结论正确的是()
A.镁条在空气中燃烧生成的氧化物是MgO,则钠在空气中燃烧生成的氧化物是Na2O
B.乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色,则丙烯也可以使其褪色
C.CO2与SiO2化学式相似,则CO2与SiO2的物理性质也相似
D.金刚石的硬度大,则C60的硬度也大
【解析】A、Na在空气中燃烧生成的是Na2O2,错误;
B、乙烯和丙烯均含有碳碳双键,都可使酸性高锰酸钾溶液褪色,正确;
C、CO2为分子晶体而SiO2为原子晶体,所以它们的物理性质不同,错误;
D、金刚石是原子晶体,C60为分子晶体,所以C60的硬度小,错误;
答案选B。
17.(2013·
上海高考真题)金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的作用。
完成下列填空:
(1)铝原子核外电子云有______种不同的伸展方向,有_____种不同运动状态的电子。
(2)镓(Ga)与铝同族。
写出镓的氯化物和氨水反应的化学方程式_____。
(3)硅与铝同周期。
SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分,Na2CaSi6O14也可写成Na2O·
CaO·
6SiO2。
盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开,发生反应的化学方程式_______________。
长石是铝硅盐酸,不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。
由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为________。
(4)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。
如:
2Al+4BaO
3Ba↑+BaO·
Al2O3。
常温下Al的金属性比Ba的金属性______________(选填“强”“弱”)。
利用上述方法可制取Ba的主要原因是__________。
a.高温时Al的活泼性大于Bab.高温有利于BaO分解
c.高温时BaO·
Al2O3比Al2O3稳定d.Ba的沸点比Al的低
【答案】
(1)413
(2)GaCl3+3NH3+3H2O=3NH4Cl+Ga(OH)3↓(3)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCaAl2Si2O8(4)弱d
【解析】
(1)铝原子核外电子云有s、p,分别有1种、3种,共有4中不同的伸展方向,其核外有13个电子,则有13种不同运动状态;
(2)类似氯化铝与氨水反应,则镓的氯化物和氨水反应的化学方程式为GaCl3+3NH3+3H2O=3NH4Cl+Ga(OH)3↓;
(3)盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开,发生反应的化学方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;
由“长石是铝硅酸盐”,结合钠长石的化学式可知钙长石就是将钠长石的中钠更换为钙,铝硅酸阴离子不变,以及化合物中化合价代数和等于0可得钙长石的化学式为CaAl2Si2O8;
(4)利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金属活泼性:
Al<Ba;
但Al在高温下可将氧化钡中钡置换出来,原因是Ba的沸点低于铝,高温时Ba转化为气体脱离反应体系,使反应正向进行,故答案为:
弱;
d。
18.(2017·
全国高考真题)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_____________、____________(填化学式)。
(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:
MnO4-+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。
实验中称取0.400g水泥样品,滴定时消耗了0.0500mol·
L-1的KMnO4溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为______________。
(1)将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+双氧水(H2O2)
(2)SiO2(或H2SiO3)SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O(3)防止胶体生成,易沉淀分离Fe(OH)3Al(OH)3(4)45.0%
(1)根据题中信息,水泥中含有一定量的铁、铝、镁等金属氧化物,根据流程需要除去这些杂质,因为Fe3+容易在pH较小时以氢氧化物的形式沉淀出来,因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2+转化成Fe3+;
加入的物质要具有氧化性,同时不能引入新的杂质,因为过氧化氢被称为绿色氧化剂,所以可以选择双氧水;
(2)根据水泥中成分,二氧化硅不溶于一般酸溶液,所以沉淀A是二氧化硅;
SiO2溶于氢氟酸,发生的反应是:
SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O
(3)盐类水解是吸热反应,加热可以促进Fe3+、Al3+水解转换为Fe(OH)3、
(OH)3;
根据流程图,pH4~5时Ca2+、Mg2+不沉淀,Fe3+、Al3+沉淀,所以沉淀B为Fe(OH)3、
(OH)3。
(4)草酸钙的化学式为CaC2O4,MnO4-作氧化剂,化合价降低5价,H2C2O4中的C化合价由+3价→+4价,整体升高2价,最小公倍数为10,因此MnO4-的系数为2,H2C2O4的系数为5,运用关系式法5Ca2+~5H2C2O4~2KMnO4
n(KMnO4)=0.0500mol/L×
36.00×
10-3mL=1.80×
10-3mol
n(Ca2+)=4.50×
水泥中钙的质量分数为4.50×
10-3mol×
40.0g/mol/0.400g×
100%=45.0%。
19.(2013·
海南高考真题)硅在地壳中的含量较高。
硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。
(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时,得到一种“金属”。
这种“金属”可能是_______。
(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。
其中,生产普通玻璃的主要原料有_______。
(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。
工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
发生的主要反应
电弧炉
SiO2+2C
Si+2CO↑
流化床反应器
Si+3HCl
SiHCl3+H2
还原炉
①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式为_______;
碳化硅又称_______,其晶体结构与_______相似。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_______。
物质
Si
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
SiH3Cl
HCl
SiH4
沸点/℃
2355
57.6
31.8
8.2
-30.4
-84.9
-111.9
③SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为_______。
(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是_______。
(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁)
(2)石英砂、纯碱和石灰石(3)①SiO2+3C
SiC+2CO↑金刚砂金刚石(或单晶硅)②精馏(或蒸馏)③H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl(4)H2、HCl
(1)石英砂是SiO2,在高温下和木炭发生反应:
2C+SiO2
2CO↑+Si,然后硅和铁形成合金,或者是硅、铁、过量的碳形成合金;
(2)制造普通玻璃的原料:
石英砂、石灰石、纯碱,高温下SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2,SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2;
(3)①根据信息,在高温下,C和二氧化硅反应生成硅单质,硅单质再和C反应生成碳化硅,故:
3C+SiO2
SiC+2CO,碳化硅俗名金刚砂,属于原子晶体,碳和硅属于同一主族,晶体结构与金刚石或晶体硅相似;
②沉降、冷凝后成分是:
SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2,都是液体,因此采用蒸馏的方法提纯,水解的反应方程式:
SiHCl3+H2O=H2SiO3↓+HCl+H2↑,故H2SiO3、H2、HCl;
(4)2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,根据发生的主要反应,可以提供H2、HCl。
20.(2008·
广东高考真题)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过程中若混入O2,可能引起的后果是_____。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是_______(填字母)。
A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥
B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高
E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(1)SiHCl3+H2
Si+3HClSiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+3HCl+H2↑H2与O2反应爆炸,生成的水与SiHCl3反应,生成的Si与O2反应生成SiO2
(2)ABCD
(1)①纯SiHCl3制备高纯硅利用的还原剂是氢气,反应的化学反应方程式为SiHCl3+H2
Si+3HCl。
②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,根据原子守恒可知另一种物质是氢气,反应的化学反应方程式为SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+3HCl+H2↑;
H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是H2与O2反应爆炸,生成的水与SiHCl3反应,生成的Si与O2反应生成SiO2。
(2)A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥,A正确;
B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承,B正确;
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维,C正确;
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高,D正确;
E.盐酸与硅不反应,E错误;
答案选ABCD。
21.(2015·
海南高考真题)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_________。
(1)氢氟酸SiO2+Mg
O2↑+Mg2Si
(2)Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4
(3)非极性键、极性键
【解析】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
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