1、跟蹤檢測（十二） 碳、硅及無機非金屬材料1硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤，在無機非金屬材料中，硅一直扮演著主角，下面幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是()解析：選CA瑪瑙的主要成分是二氧化硅，錯誤；B.光導纖維的主要成分是二氧化硅，錯誤；C.太陽能電池板的主要成分是硅單質(zhì)，正確；D.水晶的主要成分是二氧化硅，錯誤。2材料與化學密切相關(guān)，表中對應關(guān)系錯誤的是()選項材料主要化學成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅解析：選A金剛石的化學成分是碳，A項錯誤。3據(jù)報道我國科學家近年來研制出一種新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料，其主要

2、成分是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復合而成的。下列相關(guān)敘述不正確的是()A它耐高溫抗氧化B它比鋼鐵輕、硬，但質(zhì)地較脆C它沒有固定的熔點D它是一種新型無機非金屬材料解析：選B由航空材料的成分組成知其質(zhì)輕、具有耐高溫抗氧化等性質(zhì)，由于這種材料能增加韌性，故質(zhì)地不會較脆，故B錯，A正確；復合材料屬于混合物，沒有固定的熔點，由碳化硅、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和碳纖維復合而成的材料均屬于新型無機非金屬材料，C、D正確。4下列有關(guān)硅的敘述中，正確的是()A工業(yè)上通常以SiO2為原料，用氧化劑與其反應制備單質(zhì)硅B硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素，硅在地殼中的含量在所有的元素中居第一位C硅的化學性質(zhì)不活潑，在自然界中可以以游離態(tài)存

3、在D硅在電子工業(yè)中，是重要的半導體材料解析：選DA項，工業(yè)上制單質(zhì)Si的反應為SiO22CSi2CO，C為還原劑，錯誤；B項，硅在地殼中的含量在所有的元素中居第二位，錯誤；C項，硅在自然界中都以化合態(tài)存在，錯誤。5下列說法正確的是()A在粗硅的制取中發(fā)生2CSiO22COSi，硅被還原，所以碳的還原性大于硅的還原性B硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在帶磨口玻璃塞的試劑瓶中C用SiO2制取硅酸，應先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應，然后再通入CO2D由Na2CO3SiO2CO2Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸解析：選C依據(jù)元素周期律可知，硅的還原性大于碳，上述反應能發(fā)生是因為產(chǎn)物中有C

4、O氣體生成，使平衡向右移動，A錯誤；硅酸鈉是一種黏合劑，不能保存在帶磨口玻璃塞的試劑瓶中，B錯誤；D項中的反應不是在水溶液中進行的，且產(chǎn)物中有氣體生成，與硅酸和碳酸的酸性強弱無關(guān)，D錯誤。6水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰(SiO2：65%70%、C：30%35%)制取水玻璃的工藝流程：下列說法正確的是()A原材料稻殼灰價格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟價值B操作A與操作B完全相同C該流程中硅元素的化合價發(fā)生改變D反應器中發(fā)生的復分解反應為SiO22NaOH=Na2SiO3H2O解析：選AA項，稻殼灰來源廣泛、價格低廉，活

5、性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟價值，正確；B項，操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，錯誤；C項，二氧化硅中硅元素的化合價是4價，硅酸鈉中硅元素的化合價是4價，所以該流程中硅元素的化合價沒有發(fā)生改變，錯誤；D項，由復分解反應的概念可知，SiO22NaOH=Na2SiO3H2O不屬于復分解反應，錯誤。7下列說法中正確的是()A單質(zhì)氧化物酸或堿鹽，硅單質(zhì)可以按上述關(guān)系進行轉(zhuǎn)化B若a、b、c分別為Si、SiO2、H2SiO3，則可以通過一步反應實現(xiàn)如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系C二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH溶液中D青花瓷胎體的原料為高嶺土Al2Si2O5(OH)4，若以氧化物形式可表示為Al2

6、O3SiO2H2O解析：選CA項，Si與O2反應生成SiO2，SiO2不與H2O反應，“氧化物酸或堿”不能實現(xiàn)，錯誤；B項， bc，ca均不能通過一步反應實現(xiàn)，錯誤；C項，二氧化碳和二氧化硅都屬于酸性氧化物，都能與NaOH溶液反應生成鹽和水，正確；D項，硅酸鹽可以用鹽的形式或氧化物的形式，Al2Si2O5(OH)4可表示為Al2O32SiO22H2O，錯誤。8青石棉(crocidolite)是一種致癌物質(zhì)，是鹿特丹公約中受限制的46種化學品之一，其化學式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液處理時，還原產(chǎn)物只有NO，下列說法不正確的是()A青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品B青石棉中含有

7、一定量的石英晶體C青石棉的化學組成可表示為Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OD1 mol青石棉能使1 mol HNO3被還原解析：選B硅酸鹽指的是硅、氧與其他化學元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結(jié)合而成的化合物的總稱，故青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品；青石棉是一種純凈物，不可能含有一定量的石英晶體；1 mol Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O跟足量硝酸反應時，失去3 mol電子，而還原產(chǎn)物只有NO，故能使1 mol HNO3被還原。9用四種溶液進行實驗，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應關(guān)系正確的是()選項操作及現(xiàn)象溶液A通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通入CO2至過量，渾濁消失飽

8、和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通入CO2至過量，渾濁消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通入CO2至過量，渾濁不消失，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)通入CO2至過量，渾濁消失，再加入足量NaOH溶液，又變渾濁Ca(OH)2溶液解析：選DA項， 向飽和Na2CO3溶液中通入CO2，會發(fā)生反應生成NaHCO3，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，所以會析出NaHCO3晶體，繼續(xù)通入CO2氣體，渾濁不消失，錯誤；B項，向Na2SiO3溶液中通入CO2，會產(chǎn)生硅酸，硅酸是不溶于水的白色沉淀，繼續(xù)通入CO2至過量，渾濁不消失

9、，錯誤；C項，向Ca(ClO)2溶液中通入CO2，會生成CaCO3和HClO，CaCO3與過量CO2反應會轉(zhuǎn)化為Ca(HCO3)2，渾濁消失，HClO具有強氧化性，可使品紅溶液褪色，錯誤；D項，Ca(OH)2溶液中通入CO2會生成CaCO3沉淀，繼續(xù)通入CO2氣體，CaCO3轉(zhuǎn)化為Ca(HCO3)2，加入NaOH后，Ca(HCO3)2和NaOH反應會生成CaCO3，正確。10(2017九江模擬)蛇紋石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3組成?，F(xiàn)取一份蛇紋石試樣進行實驗，首先將其溶于過量的鹽酸，過濾后，在所得的沉淀X和溶液Y中分別加入NaOH溶液至過量。下列敘述不正確的是()A沉淀X的成分

10、是SiO2B將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH溶液后過濾，可得到紅色顏料Fe2O3C在溶液Y中加入過量的NaOH溶液，過濾得到的沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2D溶液Y中的陽離子主要是Mg2、Al3、Fe3、H解析：選B向蛇紋石試樣中加入過量的鹽酸，其中的MgO、Al2O3、Fe2O3溶解形成含Mg2、Al3、Fe3和H的溶液Y，而SiO2不溶解形成沉淀X，溶液Y中加入過量NaOH溶液，將得到Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀，A、C、D正確；將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH溶液，其中的Al2O3和SiO2溶解形成AlO和SiO，而MgO和Fe2O3不溶解形成沉淀，B錯誤。11

11、硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。(1)新型陶瓷Si3N4的熔點高、硬度大、化學性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采用化學氣相沉積法，在H2的保護下，使SiCl4與N2反應生成的Si3N4沉積在石墨表面，寫出該反應的化學方程式：_。(2)工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅：整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出該反應的化學方程式：_。假設每一輪次制備1 mol純硅，且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失，反應中HCl的利用率為90%，反應中H2的利用率為93.75%。則在第二輪次的生產(chǎn)中，補充投入HCl和

12、H2的物質(zhì)的量之比是_。解析：(1)根據(jù)原子守恒可寫出化學方程式3SiCl42N26H2=Si3N412HCl。(2)SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和H2：SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2；由題中條件可知，Si(粗)3HClSiHCl3H21 mol 3 mol 1 mol 1 molSiHCl3H2Si(純)3HCl1 mol 1 mol 3 mol由以上數(shù)據(jù)，循環(huán)生產(chǎn)中只能產(chǎn)生3 mol HCl，但HCl的利用率為90%，因此需要增加mol HCl，循環(huán)生產(chǎn)中只產(chǎn)生1 mol H2，但H2的利用率為93.75%，因此需要增加mol H2，因此，補充投入HCl

13、和H2的物質(zhì)的量之比是51。答案：(1)3SiCl42N26H2=Si3N412HCl(2)SiHCl33H2O=H2SiO33HClH25112某礦石含碳酸鎂和石英，制備高純硅和硅膠的工藝流程如下：(1)“硅膠”常用作_，也可以用作_的載體。A的結(jié)構(gòu)式為_。(2)制備粗硅的方程式為_。(3)操作為_，操作為_。(4)操作，需要在氯化氫氣流中加熱脫水的原因是_。(5)溶液G用E酸化的方程式為_。解析：(1)“硅膠”多孔，常用作實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。二氧化碳的結(jié)構(gòu)式為O=C=O。(2)工業(yè)制取純硅的工藝流程為SiO2粗硅SiCl4純硅，用焦炭還原SiO2，

14、產(chǎn)物是CO而不是CO2。(3)操作為過濾，操作為蒸發(fā)結(jié)晶。(4)MgCl26H2O加熱脫水制得MgCl2，要在氯化氫氣流中進行，氯化氫氛圍是防止鎂離子水解。(5)Na2SiO3與HCl反應，生成NaCl和H2SiO3。答案：(1)干燥劑催化劑O=C=O(2)SiO22CSi2CO(3)過濾蒸發(fā)結(jié)晶或蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(4)防止鎂離子水解(5)Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO313(2016上海高考)半水煤氣是工業(yè)合成氨的原料氣，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。半水煤氣經(jīng)過下列步驟轉(zhuǎn)化為合成氨的原料。完成下列填空：(1)半水煤氣在銅催化下實現(xiàn)CO變換：COH2OC

15、O2H2若半水煤氣中V(H2)V(CO)V(N2)382822，經(jīng)CO變換后的氣體中：V(H2)V(N2)_。(2)堿液吸收法是脫除二氧化碳的方法之一。已知：Na2CO3K2CO320 堿液最高濃度/(molL1)2.08.0堿的價格(元/kg)1.259.80若選擇Na2CO3堿液作吸收液，其優(yōu)點是_；缺點是_。如果選擇K2CO3堿液作吸收液，用什么方法可以降低成本？_；寫出這種方法涉及的化學反應方程式_。(3)以下是測定半水煤氣中H2以及CO的體積分數(shù)的實驗方案。取一定體積(標準狀況)的半水煤氣，經(jīng)過下列實驗步驟測定其中H2以及CO的體積分數(shù)。選用合適的無機試劑分別填入、方框中。該實驗方案中，步驟、的目的是：_。該實驗方案中，步驟_(選填“”或“”)可以確定半水煤氣中H2的體積分數(shù)。解析：(1)經(jīng)CO變換后CO轉(zhuǎn)化為氫氣，則根據(jù)化學方程式可知，所得的氣體中：V(H2)V(N2)(3828)2231。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知若選擇Na2CO3堿液作吸收液，其優(yōu)點是價廉，缺點是吸收CO2的能力差。由于生成的碳酸氫鉀受