高考化学 元素及其化合物必练 专题02 硅及其化合物Word文档下载推荐.docx
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MgCl2溶液
Mg
D.Fe3O4
Fe2(SO4)3溶液
FeSO4溶液
FeSO4·
7H2O
【解析】二氧化硅与CO不反应,应该与碳在高温下反应,A错误;
氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮继续被氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,B正确;
电解氯化镁溶液得到氢氧化镁,应该电解熔融的氯化镁,C错误;
四氧化三铁与硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁,不只得到硫酸铁,D错误。
5.下列有关钠及其化合物说法正确是的
A.将一小块金属钠投入到硫酸铜溶液中,有红色物质析出
B.实验室中的NaOH溶液用带有玻璃塞的试剂瓶盛装
C.Na2O2和Na2O中阴、阳离子的个数比均为1:
2
D.某无色溶液进行焰色反应实验,直接观察时,火焰呈黄色,则该溶液中阳离子只有Na+
6.用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是
选项
实验目的
试剂a
试剂b
试剂c
装置
A
验证非金属性:
S>
C>
Si
稀硫酸
Na2CO3
Na2SiO3
溶液
B
制备纯净的NO
浓硝酸
Cu
水
C
检验溶液X中含有CO32-
盐酸
溶液X
澄清石灰水
D
除去Na2SO3中的Na2SO4
氯水
混合物
NaOH溶液
7.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂
B.SiO2熔点高硬度大,可用于制光导纤维
C.Al2O3是两性氧化物,可用作耐高温材料
D.CaO能与水反应,可用作食品干燥剂
【答案】D
【解析】A项,NaHCO3能与HCl反应,NaHCO3用于制胃酸中和剂,NaHCO3用于制胃酸中和剂与NaHCO3受热易分解没有对应关系;
B项,SiO2传导光的能力非常强,用于制光导纤维,SiO2用于制光导纤维与SiO2熔点高硬度大没有对应关系;
C项,Al2O3的熔点很高,用作耐高温材料,Al2O3用作耐高温材料与Al2O3是两性氧化物没有对应关系;
D项,CaO能与水反应,用于食品干燥剂,CaO用于食品干燥剂与CaO与水反应有对应关系。
8.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气体、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A1,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正确;
黄铜矿(CuFeS2)与O2反应,铜由+2价降为+1价被还原得到Cu2S、氧由0价降至-2得到FeO,所以Cu2S、FeO均是还原产物,D正确。
9.灼热的焦炭与水蒸气反应所得产物为H2、CO和少量CO2,为了检验产物中的H2和CO(设气体均被充分吸收),设计如下实验装置。
下列有关说法错误的是
A.为了实验安全,应先点燃①处酒精灯,后点燃④处酒精灯
B.②、③、⑤中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水
C.④中黑色固体变红色,即可证明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种
D.若用碱石灰替换无水硫酸铜,也可以达到检验H2和CO目的
10.化学与生产、生活密切相关。
下列说法中不正确的是
A.海水提镁、炼铁、制造玻璃等工业都用到石灰石
B.将煤的液化、气化,能减少二氧化碳的排放
C.雾霾是一种分散系,N95活性炭口罩可用于防霾,其原理是吸附作用
D.晶体硅制得的光电池,能直接将光能转化为电能
【解析】海水提镁是用氢氧化钙沉淀镁离子,要用到石灰石来制取氢氧化钙,工业炼铁需要加入石灰石用来造渣,工业制玻璃是用石灰石、纯碱和二氧化硅为原料制取的,A正确。
从质量守恒的角度分析,反应前后C的质量不变,则使用煤的液化、气化技术,不能改变生成二氧化碳的量,B错误;
活性炭具有吸附作用,可用于吸附雾霾,C正确;
晶体硅可导电,光电池可将光能转化为电能,D正确。
11.化学与社会、生活、科技有着密切的联系,下列说法正确的是
A.氯气和明矾都能用于自来水的杀菌消毒
B.蚕丝和棉花的组成元素相同,结构不同,因而性质不同
C.利用高纯硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能
D.用作舰载机降落拦阻索的特种钢缆,属于无机非金属材料
12.在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能实现的是
H2SiO3
Na2SiO3
B.S
SO2
BaSO3
C.CuSO4(aq)
Cu(OH)2
Cu2O
D.饱和NaCl溶液
NaHCO3
【解析】二氧化硅不能与水反应,A错误。
二氧化硫与氯化钡溶液也不反应,B错误。
硫酸铜溶液中加入过量的氢氧化钠溶液得到新制氢氧化铜悬浊液,再与葡萄糖反应得到氧化亚铜的砖红色沉淀,C正确。
氯化钠溶液与二氧化碳不反应,D错误。
13.化学与我们的生活息息相关。
下列说法不正确的是()
A.玻璃、水晶和陶瓷都是传统硅酸盐材料B.可溶性铝盐和铁盐可用作净水剂
C.SO2和NO2都能形成酸雨而破坏环境D.CO2和CH4都是引起温室效应的气体
【解析】水晶主要成分是二氧化硅,是氧化物不是硅酸盐,A错误;
铝离子和铁离子能水解生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性,能吸附悬浮物而净水,B正确;
酸雨与二氧化硫、氮的氧化物排放有关,C正确;
CO2、CH4都是形成温室效应的气体,D正确。
14.随着科技的进步,化学品的使用日益增多,下列说法正确的是
A.大量使用含丙烷、二甲醚等辅助成分的“空气清新剂”,会对环境造成新的污染
B.制造普通玻璃的原料为石英砂(SiO2)、石灰石(CaCO3)和黏土
C.不法商贩用连二硫酸钠(Na2S2O4)对食品漂白,Na2S2O4只有氧化性无还原性
D.某些桶装水使用的劣质塑料桶常含有乙二醇(HOCH2-CH2OH),乙二醇不溶于水
15.根据下列实验操作、现象,所得结论正确的是
实验操作
实验现象
实验结论
在盛番茄汤的玻璃杯中加入适量植物油,充分搅拌、静置
上层液体颜色比下层液体深
番茄色素在水中的溶解度比在植物油中的大
向Na2SiO3溶液中加入1~2滴酚酞溶液,再逐渐滴入稀盐酸,边加边振荡
溶液红色变浅并接近消失时,有透明的凝胶产生
制得了硅酸胶体
向盛有10mL水的锥形瓶中,小心滴入SOCl2液体
剧烈反应,液面有白雾形成,并有带刺激性气味的气体逸出,该气体能使品红溶液褪色
SOCl2与水发生了氧化还原反应
向滴有酚酞溶液的碳酸钠溶液中滴加足量氯化钡溶液
析出白色沉淀,溶液红色褪去
氯化钡溶液显酸性
【解析】在盛番茄汤的玻璃杯中加入适量植物油,充分搅拌、静置,上层液体颜色比下层液体深,植物油难溶于水且密度比水小,植物油将番茄色素从水中萃取出来,说明番茄色素在水中的溶解度比在植物油中的小,A错误;
Na2SiO3溶液中逐渐滴入稀盐酸产生透明的凝胶,发生反应:
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(胶体),制得硅酸胶体,B正确;
根据实验现象“SOCl2与水剧烈反应,液面有白雾形成,并有带刺激性气味的气体逸出,该气体能使品红溶液褪色”,说明SOCl2与水反应生成HCl和SO2,反应的化学方程式为SOCl2+H2O=2HCl+SO2↑,反应前后元素的化合价没有发生变化,该反应不是氧化还原反应,C错误;
Na2CO3溶液中存在水解平衡:
CO32-+H2O
HCO3-+OH-,加入BaCl2溶液,Ba2+与CO32-形成BaCO3白色沉淀,c(CO32-)减小,水解平衡逆向移动,溶液红色褪去,BaCl2属于强酸强碱盐,BaCl2溶液呈中性,D错误。
16.硼氢化钠(NaBH4,硼为+3价)为白色粉末,在干燥空气中稳定,在潮湿空气中分解,是常用的还原剂。
偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水,不溶于乙醇,易水解。
目前有多种工艺可制备NaBH4。
(1)用硼精矿(含有一定量B2O3,及Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质)制取NaBH4的流程如下:
①“溶解”时,B2O3与NaOH反应生成了NaBO2,反应离子方程式为________。
②“除硅铝”步骤加入CaO,而不加入CaCl2的原因有:
能将硅、铝以沉淀除去;
尽量不带入杂质离子;
________。
③“操作2”是将滤液蒸发、结晶、洗涤,其中洗涤选用的试剂最好是________。
④“反应1”是MgH2与NaBO2混合得到NaBH4和MgO,其化学方程式为________。
(2)我国孙彦平采用耐腐蚀电极材料,以阳离子交换膜为隔离膜,电解偏硼酸钠的碱溶液,也可以高效制备NaBH4。
该工艺阳极产物为________,阴极电极方程式为________。
【答案】略略乙醇略O2略
③“操作2”将滤液蒸发、结晶、洗涤得到NaBO2,根据“NaBO2易溶于水、不溶于乙醇、易水解”,为了减少NaBO2的溶解损失和水解,洗涤选用的试剂最好为乙醇。
④NaBH4中B为+3价,则NaBH4中H为-1价。
“反应1”是MgH2与NaBO2混合得到NaBH4和MgO,该反应前后元素的化合价不变,该反应为非氧化还原反应,根据原子守恒,反应的化学方程式为2MgH2+NaBO2=NaBH4+2MgO。
(2)电解NaBO2的碱溶液制备NaBH4,NaBH4中B为+3价,则NaBH4中H为-1价,NaBH4为还原产物,在阴极生成;
根据放电顺序,阳极电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,阳极产物为O2;
阴极电极反应式为BO2-+8e-+6H2O=BH4-+8OH-。
17.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:
回答以下问题:
(1)请以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式为_____________
(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,分析其原因为____________(用离子方程式解释),若要提高浸取的速率,可采取的措施有_______________(回答一条)。
(4)滤液1的主要成分是_________(填写化学式)
(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,通过电解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___极(填“阴”或“阳”)。
【答案】K2O·
Al2O3·
6SiO2Na2CO3+Al2O3
2NaAlO2+CO2↑AlO2-+
2H2O
Al(OH)3+OH-不断搅拌(或适当加热、将固体粉粹成更小的颗粒)NaHCO3;
KHCO3Na2CO3CO2Al3++
3e-=Al阳
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CO2,浸出液中需要通入CO2;
结晶后得到碳酸钠晶体,煅烧中需要Na2CO3;
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。
18.石英砂岩,是硅石中的一种,其主要化学成分可简单表示为MgAl4Si10O26(OH)2
(假设杂质均能溶于硫酸),工业上拟用该物质为原料制备高纯度硅,其艺流程如图所示:
(1)请将石英砂岩的组成用氧化物的形式表示:
________________,酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有______________________________________。
(答出两点)
(2)实验室用18.4mol·
L-1的浓硫酸配制250mL4.8mol·
L
-1的硫酸,需量取浓硫酸_______mL
(结果保留一位小数);
配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需__________________________。
(3)制备高纯硅的过程中需要用到Cl2,请写出实验室制备Cl2
的离子反应方程式:
______________。
(4)请写出b
和H2反应的化学方程式,并用单线桥法表示该反应过程中电子的转移:
_______________。
(5)通过实验测得滤液a中c(Al3+)=1.0mol·
L-1,c(Mg2+)=0.28mol·
L-1,某同学打算通过调节溶液的pH值使Al3+和Mg2+完全分离(当离子浓度降到1.0×
10-6mol·
L-1时即视为完全分离),则试剂X
用_______(填“0.1mol·
L-1NaOH
或“0.1mol·
L-1氨水”)较好;
沉淀时应控制溶液的pH值的取值范围为_______(已知:
KspAl(OH)3=8.0×
10-33,Ksp[Mg(OH)2]=2.8×
10-11,lg2=0.3,lg5=0.7)。
【答案】.MgO·
2Al2O3·
10SiO2·
H2O加热或适当增大H+的浓度或将矿石粉碎65.2
250mL
容量瓶、胶头滴管MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
Si+4HCl0.1mol·
L-1氨水[5.3,9.0)
离子反应方程式为MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(4)根据流程图,粗硅与氯气反应生成四氯化硅,四氯化硅和H2反应生成硅和氯化氢,反应的化学方程式为SiCl4+2H2
4HCl+Si,反应过程中电子的转移用单线桥法表示为
Si+4HCl;
(5)由于氢氧化铝是两性氢氧化物,能够溶于过量的氢氧化钠溶液,因此选用0.1mol·
L-1氨水较为合理;
当开始沉淀Mg2+时,c(OH-)=
=
=1.0×
10-5mol·
L-1,pH=9.0,当完全沉淀Mg2+时,c(OH-)=
×
10-3mol·
L-1,pH在11~12之间,当开始沉淀Al3+时,c(OH-)=
=2.0×
10-11mol·
L-1,pH=3.3,当完全沉淀Al3+时,c(OH-)=
10-9mol·
L-1,pH=5.3,因此调节溶液的pH值使Al3+和Mg2+完全分离,需要控制溶液的pH值在[5.3,9.0)。
19.高锰酸钾是常用的氧化剂。
某化学小组在实验室以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备KMnO4,下图是实验室制备高锰酸钾的操作流程。
已知:
温度
溶解度/g
K2CO3
KHCO3
KMnO4
20℃
111
33.7
6.38
请回答:
(1)反应①的化学方程式为______。
加热软锰矿、KClO3、和KOH固体时,除三脚架、玻璃棒、泥三角和铁坩埚外,还用到的仪器有_____,不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是________。
(2)反应②中氧化产物与还原产物的物质的量之比为________;
上述流程中可以循环利用的物质是__________
(3)实验时,从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作a为_____。
若CO2过量会生成KHCO3导致得到的KMnO4产品的纯度降低其原因是_________
(4)反应③是模拟工业上采用惰性电极电解法制取高锰酸钾晶体,写出反应的化学方程式_____。
【答案】KClO3+3MnO2+6KOH
3K2MnO+KCl+3H2O酒精灯、坩埚钳瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应或SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O2:
1KOH、MnO2蒸发浓缩、降温结晶、过滤KHCO3的溶解度较小,滤液蒸发浓缩、降温结晶时KHCO3会随KMnO4一同结晶析出2K2MnO4+2H2O
2KOH+2KMnO4+H2↑
坩埚而选用铁坩埚的理由是:
瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应,反应的方程式为SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O。
(2)根据流程,反应②为向K2MnO4溶液中通入CO2生成MnO2、KMnO4和K2CO3,反应的化学方程式为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3,K2MnO4中Mn元素的化合价部分由+6价升至KMnO4中的+7价,KMnO4为氧化产物,部分由+6价降至MnO2中的+4价,MnO2为还原产物,根据得失电子守恒,反应②中氧化产物与还原产物物质的量之比为2:
1。
根据流程反应②生成的MnO2,反应③得到的KOH都可以循环利用,可循环利用的物质是KOH、MnO2。
(3)反应②结束冷却至室温滤去MnO2后得到的溶液中含KMnO4和K2CO3,根据表中的溶解度,20℃时K2CO3的溶解度很大,KMnO4的溶解度较小,从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作a是:
蒸发浓缩、降温结晶、过滤。
反应②中若CO2过量,反应后滤去MnO2得到含KMnO4和KHCO3的混合溶液,根据表中溶解度数值可知,KHCO3的溶解度较小,滤液蒸发浓缩、降温结晶时KHCO3会随KMnO4一同结晶析出,导致得到的KMnO4产品纯度降低。
(4)根据流程,用惰性电极电解K2MnO4溶液得到KMnO4,阳极电极反应式为MnO42--e-=MnO4-;
根据放电顺序,阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
电解反应的化学方程式为2K2MnO4+2H2O
2KMnO4+2KOH+H2↑。
20.纳米CaCO3作为工业上重要的无机填充材料,广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨和造纸等行业。
某化学兴趣小组在实验室中利用下列装置模拟工业制备纳米CaCO3.
请回答下列问题:
(1)仪器甲的名称是________,在该实验中,其作用是_____.
(2)将上述接口连接顺序补充完整:
a
;
b
d
。
__________
(3)装置D中选择的试剂是__________(填序号,下同),装置E中选择的试剂是__________
①饱和Na2CO3溶液②饱和NaHCO3溶液③无水CaCl2固体④碱石灰
(4)装置C中发生反应的离子方程式为__________
(5)随着气体的通入,三颈烧瓶中产生白色沉淀且逐渐增多,但一段时间后,白色沉淀逐渐减少,其可能的原因为_______(结合化学用语解释)。
(6)当生成5g沉淀时,理论上消耗两种气体(标准状况下)的总体积可能为_________
(7)已知:
常温下,Ksp(CaCO3)=2.8×
10-9,Ksp(CaSO3)=1.4×
10-7。
向浓度为1.0mol/L的Na2SO3溶液中加入纳米CaCO3,若使CaCO3向CaSO3转化,则该混合液中c(SO32-)/c(CO32-)的值(x)的取值范围为__________。
【答案】干燥管防止倒吸fge、c、h②③Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4+CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2易溶于水3.36L、7.84Lx>
50
选择饱和NaHCO3溶液,装置E是吸收未反应的氨气,可以选用无水CaCl2固体;
(4)装置C中氯化钙和氨气、二氧化碳反应生成氯化铵和碳酸钙,反应的离子方程式为Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4+;
(5)碳酸钙能够被过量的二氧化碳转化为碳酸氢钙,CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2易溶于水,因此随着气体的通入,三颈烧瓶中产生白色沉淀且逐渐增多,但一段时间后,白色沉淀逐渐减少;
(6)n(CaCl2)=0.2L×
0.5mol/L=0.1mol,5g碳酸钙沉淀的物质的量=
=0.05mol,根据Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4+可知,当氯化钙过量,消耗氨气0.1mol,二氧化碳0.05mol,共消耗气体0.15mol,标准状况下的体积=0.15mol×
22.4L/mol=3.36L;
但通入的气体过量将生成的部分碳酸钙溶解,则生成0.1mol碳酸钙消耗氨气0.2mol,二氧化碳0.1mol,溶解0.05mol碳酸钙需要消耗0.05mol二氧化碳,共消耗气体0.35mol,标准状况下的体积=0.35mol×
22.4L/mol=7.84L;
(7)向浓度为1.0mol/L的Na2SO3溶液中加入纳米CaCO3,若使CaCO3向CaSO3转化需要满足c(SO32-)c(Ca2+)>Ksp(CaSO3),即c(SO32-)
>Ksp(CaSO3),则
>
=50。