非金属专题习题及答案.docx
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非金属专题习题及答案
第26讲无机非金属材料的主角——硅
1.在①浓硝酸②水③王水④氢氟酸⑤氢氧化钾溶液中,能与二氧化硅起化学反应的有()
A.①②B.②④C.④⑤D.③④
答案C
300℃
2.(2009·杭州质检)制造太阳能电池需要高纯度的硅,工业上制高纯硅常用以下反应实现:
1000~1100℃
①Si(s)+3HCl(g)
SiHCl3(g)+H2(g);ΔH=-381kJ·mol-1
②SiHCl3+H2
Si+3HCl
对上述两个反应的叙述中,错误的是()
A.两个反应都是置换反应B.反应②是吸热反应
C.两个反应互为可逆反应D.两个反应都是氧化还原反应
答案C
3.常温下二氧化硅是很坚硬的固体而二氧化碳是气体的原因是()
A.硅的非金属性比碳弱
B.硅具有一定的非金属性而碳是典型的非金属
C.二氧化硅里硅与氧结合的化学键和二氧化碳里碳与氧结合的化学键的种类不同
D.二氧化硅是原子晶体,二氧化碳是分子晶体
答案D
4.(2009·武昌质检)从下面所给的四个词中选出一个与陶瓷、玻璃、水泥同类的是()
A.光导纤维B.有机玻璃C.人造纤维D.砖瓦
答案D
5.北京2008年奥运金牌“金镶玉”环形玉壁由昆仑玉制成,昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2,则其
用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为()
A.CaO·MgO·SiO2·H2OB.2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
C.2CaO·MgO·SiO2·2H2OD.5CaO·2MgO·8SiO2·H2O
答案B
【例1】(2008·广东,23)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
(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。
取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化铵溶液,振荡。
写出实验现象并
1357K
给予解释。
答案
(1)①SiHCl3+H2
Si+3HCl②SiHCl3+3H2O
H2SiO3↓+3HCl↑+H2↑
氧气与氢气混合,可能引起爆炸;氧气可能会氧化SiHCl3
(2)ABCD(3)现象:
试管中有白色胶状沉淀生成,并且有刺激性气体生成
解释:
Na2SiO3和NH4Cl均能够水解,二者相互促进,Na2SiO3水解生成H2SiO3,NH4Cl水解产生NH3
1.(2009·淮北模拟)素有“水晶之乡”美称的江苏东海县盛产水晶,现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海
县。
水晶是较纯净的透明的石英晶体,石英的主要成分是SiO2。
下列有关石英的叙述不正确的是()
A.石英不一定是透明的晶体,可以做装饰品B.石英可以用来生产玻璃,也可以生产水泥
C.石英晶体硬度最高,可以制取金刚砂D.石英可以用来制取高纯硅,也可以制光导纤维
答案C
2.下列各单质和化合物之间有以下转化关系,而且各单质和化合物组成的元素皆为短周期元素。
根据上述关系判断:
(1)单质A只可能是。
(2)单质B是金属还是非金属?
。
(3)写出各化合物的化学式:
甲、乙、丙、丁。
答案
(1)硅
(2)非金属(3)SiO2Na2SiO3H2OH4SiO4
【例2】矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中的一部分生成的。
此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2
作用的过程。
例如,钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土[Al2Si2O5(OH)4],此反应的离子方程式为2KAlSi3O8+
2H2CO3+5H2O
2K++2HCO
+4H2SiO3+Al2Si2O5(OH)4。
(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式:
①KAlSi3O8。
②Al2Si2O5(OH)4。
(2)这个反应能够发生的原因是。
答案
(1)①K2O·Al2O3·6SiO2②Al2O3·2SiO2·2H2O
(2)因为碳酸酸性比硅酸强,由较强的酸可制得较弱的酸
3.可以用氧化物的形式表示硅酸盐的组成,如Na2SiO3可以写成Na2O·SiO2。
下列表示不正确的是()
A.钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
B.镁橄榄石Mg2SiO4表示为2MgO·3SiO2
C.长石KAlSi3O8表示为K2O·Al2O3·6SiO2
D.高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为Al2O3·2SiO2·2H2O
答案B
1.下列说法正确的是()
A.二氧化硅溶于水显酸性,所以二氧化硅属于酸性氧化物
B.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸
C.二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸
D.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
答案C
2.下列事实能证明碳的非金属性比硅强的是()
①Na2SiO3+CO2+2H2O
H4SiO4↓+Na2CO3②SiO2+2C
Si+2CO↑
③Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑④CH4比SiH4稳定
A.①④B.②③C.③④D.①②④
答案A
3.某无色溶液能与硅作用生成H2,则溶液中不可能大量共存的离子组是()
A.H+、Ba2+、Mg2+、Cl-B.Cl-、CO
、Cu2+、Mg2+
C.NO
、SO
、K+、Na+D.NO
、OH-、Ba2+、Cl-
答案AB
4.下列关于硅酸盐的叙述中,正确的是()
①硅酸盐很多都难溶于水
②硅酸盐是构成地壳岩石的最主要成分
③硅酸盐中最常见的是Na2SiO3,它的水溶液俗称水玻璃
A.只有①②B.只有②③C.只有③D.有①②③
答案D
5.某化学兴趣小组的成员捡到一块矿石,观察外观发现该矿石坚硬且呈红褐色,投入水中没有任何变化,再向水中加
浓盐酸至过量,矿石部分溶解,并有大量无色气体生成。
学生猜测该矿石可能由CaCO3、SiO2、Fe2O3三种成分组
成,试设计实验证明CaCO3以外的两种成分。
仅限选择的仪器和试剂:
烧杯、试管、玻璃棒、滴管、药匙、漏斗、漏斗架;2mol/L盐酸、2mol/LNaOH溶液、
2%KSCN溶液。
(1)将实验方案用以下流程示意图表示,试写出每步所用试剂名称或化学式。
试剂Ⅰ;试剂Ⅱ;试剂Ⅲ。
(2)如果猜测是成立的,试根据上述实验方案,叙述实验操作,预期现象和结论。
编号
实验操作
预期现象与结论
①
取适量矿石研细,加足量2mol/L盐酸
大量无色气体生成,得棕黄色溶液,且仍有少量固体残留
②
③
④
答案
(1)2%KSCN溶液2mol/LNaOH溶液2mol/L盐酸
(2)
②
取①操作得到的溶液少许置于洁净试管,并滴加几滴2%KSCN溶液
溶液变为红色,说明原矿石中可能含有Fe2O3
③
取①操作得到的残余固体适量置于烧杯,加入足量2mol/LNaOH溶液,充分搅拌
残余固体完全溶解于2mol/LNaOH溶液,并得无色溶液
④
取③操作得到的无色溶液少许置于洁净试管,用胶头滴管滴入2mol/L盐酸至过量
有白色胶状沉淀且不溶于过量的盐酸,说明原矿石中可能含有SiO2
6.(2009·北京东城模拟)已知A、B、C三种元素均为短周期元素,它们的原子序数关系为C>B>A。
A元
素原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍,B和C可形成BC4型化合物。
用化学符号填空:
(1)三种元素中A是,B是,C是。
(2)A、B、C的最高价氧化物对应的水化物分别是、、
,在这些水化物中,酸性最弱的是。
(3)BC4的电子式是。
(4)已知BC4不能在空气中燃烧,理由是。
(5)用离子方程式表示出用B的氧化物制得B的氧化物对应水化物的原理
。
答案
(1)CSiCl
(2)H2CO3H2SiO3HClO4H2SiO3
(3)
(4)SiCl4在点燃的条件下不能被O2氧化
(5)SiO2+2OH-
SiO
+H2O,SiO
+CO2+H2O
H2SiO3↓+CO
备用实验6关于硅和二氧化硅的实验
【实验设计】
晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
300℃
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:
Si+3HCl
SiHCl3+H2
③SiHCl3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。
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCl3采用的方法为。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(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不能采用普通玻璃管的原因是,
装置D中发生反应的化学方程式为。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及
。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)
是。
a.碘水b.氯水c.NaOH溶液d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液
答案
(1)SiO2+2C
Si+2CO↑
(2)分馏(或蒸馏)
1000~1100℃
(3)①浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
②有固体物质生成在反应温度下,普通玻璃会软化SiHCl3+H2
Si+3HCl
③排尽装置中的空气④bd或c
【实验拓展】
(2009·合肥模拟)已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物,化学性质具有一定的相似性;Mg和Na的化学性质
也具有一定的相似性。
Ⅰ.用如上图所示装置进行Mg和SO2的实验,其中A是制备SO2的发生装置。
(1)选择制取SO2的合适试剂。
(填序号)
①10%的H2SO4溶液②80%的H2SO4溶液③Na2SO3固体④CaSO4固体
(2)写出装置B中发生的主要反应的化学方程式。
装置C中NaOH溶液的作用是。
(3)请在图中画出制备SO2的发生装置并注明主要仪器的名称,固定仪器省略不画。
(4)你认为该装置不足之处是什么?
。
Ⅱ.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究,他们以课本为基础,查阅资料得到以下可供参考的信息:
①
工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si②Mg在点燃的条件下即可与SiO2反应③金属硅化物与稀H2SO4反应
生成硫酸盐与SiH4④Si和SiO2均不与稀H2SO4反应⑤SiH4在空气中自燃
他们在研究报告中记载着:
“……选用合适的物质在适宜的条件下充分反应,再用足量稀硫酸溶解固体产物;然后
过滤、洗涤、干燥,最后称量……在用稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花,其产率也只有预期值的63%
左右。
”
(5)该小组“实验室制Si”的化学方程式是。
(6)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花”的原因是。
答案
(1)②③
(2)3Mg+SO2
2MgO+MgS或写成2Mg+SO2
2MgO+S,Mg+S
MgS吸收多余的SO2,防止污染环境
(3)如图
(4)在A和B之间没有连接一干燥装置;C装置未与大气相通;在镁下方未垫一不锈钢片,镁与玻璃管反应;未设
计一防倒吸装置
(5)2Mg+SiO2
2MgO+Si
(6)金属镁与生成的硅继续反应生成硅化镁,硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃或用化学方程式表示:
2Mg+Si
Mg2Si,Mg2Si+2H2SO4
2MgSO4+SiH4↑,SiH4+2O2
SiO2+2H2O
1.有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。
假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,
关于其有利因素的下列说法中,你认为不妥的是()
A.硅便于运输、贮存,从安全角度考虑,硅是最佳的燃料
B.自然界中存在大量的单质硅
C.硅燃烧放出的热量多,且燃烧产物对环境污染程度低,容易有效控制
D.自然界的硅易开采,且可再生
答案B
2.能证明碳酸比硅酸的酸性强的实验事实是()
A.CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成B.CO2(干冰)是分子晶体,而SiO2却是原子晶体
C.高温下能发生反应:
Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑D.CO2溶于水生成碳酸,而SiO2却不溶于水
答案A
3.下列溶液可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是()
A.硅酸钠溶液B.氢氟酸C.氢氧化钠溶液D.氯化钠溶液
答案AC
4.将某铝硅合金分成质量相等的两份,分别与足量的盐酸和NaOH溶液充分反应,放出H2的体积(在相同温度和压
强下)的关系正确的是()
A.一样多B.前者多C.后者多D.无法确定
答案C
5.证明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正确方法是()
A.加入过量的盐酸,观察是否有气泡冒出
B.加入过量的烧碱溶液,观察是否有固体溶解
C.加热至高温,观察是否有气泡冒出,是否有硅酸钙生成
D.先加过量盐酸搅拌,观察是否有不溶物剩余及气泡出现;若有不溶物则滤出,投到NaOH溶液中看其是否溶解
答案D
6.下列各组物质中:
①Cl2O7,HClO②SO2,H2SO4③NO2,HNO3④SiO2,H2SiO3⑤Mn2O7,HMnO4,前者是后者的酸酐的是()
A.②③B.③④C.④⑤D.①③④
答案C
7.将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液;②Na2SiO3溶液;③Ca(OH)2溶液;④饱和Na2CO3溶液。
最终溶液中有
白色沉淀析出的是()
A.①②③④B.②④C.①②③D.②③
答案B
8.现有下列五个转化,其中不可能通过一步反应实现的是()
①SiO2→Na2SiO3②CuSO4→CuCl2③SiO2→H2SiO3④CuO→Cu(OH)2⑤Na2O2→NaOH
A.①②B.③④C.②③④D.②③④⑤
答案B
9.对于化学方程式SiO2+3C
SiC+2CO↑,有关叙述正确的是()
A.反应中SiO2是氧化剂,C是还原剂B.硅元素被还原了,碳元素被氧化了
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1∶2
答案CD
10.2008年5月12日下午2点28分,四川省发生里氏8.0级强烈地震。
地震是由于地下深处岩石破裂、错动把长期
积累起来的能量急剧释放出来,以地震波的形式向四面八方传播出去,传到地面会引起房摇地动,再引起一系列
的变化从而造成破坏性的自然灾害。
地球的表层大多是岩石,而大多数岩石的主要成分都是硅酸盐,下面用盐或
氧化物的形式表示岩石的组成,其中不正确的是()
A.钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示为:
CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
B.镁橄榄石Mg2SiO4可表示为:
2MgO·SiO2
C.北京奥运会奖牌所用玉的主要成分透闪石[Ca2Mg5Si8O22(OH)2]表示为:
2CaSiO3·5MgSiO3·H2O
D.高岭石Al2(Si2O5)(OH)4可表示为:
Al2O3·2SiO2·2H2O
答案C
11.下列各反应中SiO2表现的是怎样的性质或作用(在①~④项中选出正确答案填空)?
①酸性氧化物的通性②弱氧化性③与挥发性酸的盐反应制挥发性酸酐④被氢氟酸腐蚀使玻璃被雕刻
(1)SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O。
(2)SiO2+CaCO3
CaSiO3++CO2↑。
(3)SiO2+2NaOH
Na2SiO3+H2O。
(4)SiO2+2C
Si+2CO↑。
答案
(1)④
(2)③(3)①(4)②
12.在下图所示的物质相互转化关系中,A是一种固体单质,E是一种白色不溶于水的物质。
据此填空。
(1)写出各物质的化学式:
A、B、C、D、E、F。
(2)B与a溶液反应的离子方程式是。
(3)A与a溶液反应的离子方程式是。
答案
(1)SiSiO2Na2SiO3H2OH2SiO3H2
(2)SiO2+2OH-
SiO
+H2O(3)Si+2OH-+H2O
SiO
+2H2↑
13.为测定大理石中碳酸钙的纯度(设含杂质SiO2),某兴趣小组设计了如下几个方案:
方案Ⅰ按下图连接好装置开始实验,通过测定装置E反应前后的质量,计算纯度。
(1)B中发生反应的离子方程式为。
(2)装置C中所装的试剂是,F的作用是。
(3)当样品充分反应完后,缓慢通入空气的目的是:
A中所装的试剂是。
方案Ⅱ①称取碳酸钙样品mg②将样品充分高温煅烧,冷却后称量,剩余固体质量为m1g。
(4)该方案中高温煅烧应选用的仪器名称是;判断碳酸钙样品完全分解的方法是;
“冷却”应如何操作,
理由是。
(5)有同学认为方案Ⅱ高温煅烧的过程中会发生CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑,会导致测定结果有误,你认为这
位同学的观点正确吗?
(填“正确”或“错误”);请说明自己的理由:
。
答案
(1)CaCO3+2H+
Ca2++H2O+CO2↑
(2)饱和NaHCO3溶液防止空气中的H2O和CO2进入E中影响测定结果
(3)将装置中的残留的CO2全部赶进E中被完全吸收NaOH溶液
(4)坩埚样品连续两次高温煅烧,冷却称量质量相差0.1g以内在干燥器中冷却防止CaO冷却的时候吸
收空气中的水和CO2
(5)错误无论是否发生该反应,生成的CO2的量一定,由C守衡计算出CaCO3的质量一定
14.如下图所示。
已知单质I可作为半导体材料,单质G是密度最小的气体,化合物H是无色无味的有毒气体,能在
空气中燃烧,化合物E极易溶于水形成无氧酸,该无氧酸在常温时能够与氧化物A起反应。
请填空:
(1)氧化物A的化学式是。
(2)化合物E的电子式是。
(3)反应①的化学方程式是。
(4)反应④的化学方程式是。
答案
(1)SiO2(3)SiO2+2C
Si+2CO↑(4)2F2+2H2O
4HF+O2
15.(2009·南宁模拟)含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料,含A元素的一种化合物C可用于制造高性能
的现代通讯材料——光导纤维,C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
(1)在元素周期表中,A位于族,与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为
A与B在原子的电子层结构上的相同点是。
(2)易与C发生化学反应的酸是,反应的化学方程式是。
(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D,同时还生成B的最高价氧化物E;将全部的E与全部的D在足量的水中混合后,又发生化学反应生成含A的化合物F。
①写出生成D和F的化学反应方程式:
②要将纯碱高温熔化,下列坩埚中不可选用的是()
A.普通玻璃坩埚B.石英玻璃坩埚C.氧化铝坩埚D.铁坩埚
(4)100gC与石灰石的混合物充分反应后,生成的气体在标准状况下的体积为11.2L,100g混合物中石灰石的质量分数是。
答案
(1)ⅣA最外层均有4个电子,最内层均有2个电子
(2)氢氟酸SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O
(3)①SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑,Na2SiO3+CO2+H2O
Na2CO3+H2SiO3↓②ABC(4)50%
第27讲海水中的氯
1.(原创)2008年8月26日江西一家大型化工厂发生爆炸,有大量的Cl2扩散,下列应急措施不正确的是()
A.向顺风方向的低洼处跑B.用浸有纯碱液的毛巾捂住口鼻迅速逃离
C.向逆风方向的高处跑D.来不及逃离的可用浸湿的棉被堵好门窗,并及时请求救援
答案A
2.(2009·株州质检)用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到最后一滴时红色突然褪去,
试回答下列问题:
(1)实验室保存饱和氯水的方法是。
(2)产生上述现象的原因可能有两种(简要文字说明)
①是由于;
②是由于。
简述怎样用实验证明红色褪去的原因是①或者是②:
。
答案
(1)在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存
(2)①氯水与NaOH反应生成两种盐,碱性减弱②氯水过量后HClO的漂白性将溶液变成无色向无色溶液
中再滴加NaOH溶液,若不再出现红色,应为原因②,若再出现红色,应为原因①
3.(2009·黄冈模拟)下图是某学生设计的实验室制备干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图,请回答:
(1)指出上述图中的各处错误:
①;②;
③;④。
(2)在改过后的装置中,下列物质的作用分别是:
①饱和食盐水;②浓硫酸;③NaOH溶液。
答案
(1)①不能用稀盐酸,而应用浓盐酸②应有加热装置,应用酒精灯加热③盛浓硫酸和盛饱和食盐
水的洗气瓶位置颠倒④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对
(2)①除去Cl2中的氯化氢②除去氯气中的水蒸气③吸收多余的氯气
4.试探究KClO3中是否含有Cl-;设计实验证明其含氯元素。
答案取少量KClO3晶体溶于水,加入用HNO3酸化的AgNO3溶液,观察有无白色沉淀生成,如没有白色沉淀生
成,证明不含Cl-。
取KClO3晶体与MnO2混合加热,将加热后的混合物加水溶解,过滤,取滤液,加入用HNO3
酸化的AgNO3溶液,如有白色沉淀证明之。
【例1】已知氯气与水的反应Cl2+H2O
HCl+HClO是一个可逆反应,即不能进行到底的反应,且反应生成的
次氯酸(H