高考化学考点解析全程练习7硅酸盐工业新型无机非金属材料.docx

1、高考化学考点解析全程练习7硅酸盐工业新型无机非金属材料2019高考化学考点解析全程练习-7.硅酸盐工业新型无机非金属材料1、复习重点水泥工业和玻璃工业的基本原理；新型无机非金属材料的特性及主要用途2、难点聚焦1、硅酸H2SiO3酸性很弱弱于碳酸溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体。四、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。Na2SiO3、K2SiO3除外最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3：可溶，其水溶液称

2、作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥。2、硅单质与碳相似，有晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高1410，硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池。五、氯元素：位于第三周期第A族，原子结构：容易得到一个电子形成氯离子Cl,为典型的非金属元素，在自然界中以化合态存在。3、例题精讲例1熔融氢氧化钠反应选用的器皿是A、陶瓷坩埚 B、石英坩埚C、普通玻璃坩埚 D、生铁坩埚分析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高温下

3、可以跟NaOH发生如下反应：SiO2+2NaOHNa2SiO3所以A、B、C的器皿都不能选用，只能内生铁坩埚。答案：D例2以下溶液中可以盛放在玻璃瓶中，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、氯化钠溶液分析：玻璃的主要成分之一二氧化硅，它能跟氢氟酸迅速反应，所以，氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中，只能保存在铅皿或塑料瓶中。氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后，生成的硅酸钠是一种矿物胶，使瓶塞与瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞。硅酸钠溶液可以用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞原因同氢氧化钠

4、溶液。氯化钠溶液不跟玻璃中各种成分反应。答案：AC例3普通玻璃的主要成分为Na2SiO3CaSiO34SiO21试计算普通玻璃中相当含有Na2O，CaO和SiO2的质量分数各是多少？2制造50kg普通玻璃，需要纯碱、碳酸钙和二氧化硅各多少千克？分析：Na2SiO3CaSiO34SiO2可用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成为：Na2OCaO6SiO2。1Na2O的摩尔质量为62g/mol，CaO的摩尔质量为56g/mol，SiO2的摩尔质量为60g/mol。2由第1题求出普通玻璃中各氧化物的质量分数，可计算50kg普通玻璃中Na2O、CaO和SiO2的含量：mNa2O：50kg13=6.5k

5、gmCaO：50kg11.7=5.85kgmSiO2：50kg75.3=37.65kg再求需纯碱、碳酸钙和二氧化硅的质量：mSiO2：37.65kg答案：1普通玻璃中Na2O的质量分数为13，CaO的质量分数为11.7，SiO2质量分数为75.3。2制造50kg普通玻璃，需要纯碱11.11kg、碳酸钙10.45kg、二氧化硅37.65kg。例4有A、B、C三种不溶于水的固体。A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。此

6、沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点。根据以上事实，判断A为哪种元素的单质？B、C各是什么物质？写出有关反应的化学方程式。分析：先求出A燃烧后生成的气体的相对分子质量，根据该气体的相对分子质量及其反应现象可推出单质A；再根据B的有关反应现象可推出B；最后根据制取C的方法及C的性质可推出C。A物质燃烧后生成的气体的相对分子质量为：321.375=44该气体能使澄清石灰水变浑浊，所以该气体为二氧化碳，A为碳元素的一种单质。根据B物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，可推出B

7、物质为二氧化硅。C物质由石灰石、纯碱、B物质二氧化硅混合加热而得，结合C物质在高温时软化且无固定熔点，可推知C物质为普通玻璃。答案：A为碳元素的一种单质。C+O2CO2B为SiO2SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2ONa2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3C为普通玻璃Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2例5某硅酸锌样品含58.6的锌，而ZnO与SiO2的质量分数的总和为100，写出这样品的化学式最简式。分析：题目要求写出这样品的化学式最简式，即是要求通过计算找出ZnO与SiO2的物质的量之比值，然后用SiO2和ZnO的形式表

8、示此硅酸锌样品的组成。可先由Zn求算出ZnO，并求出SiO2。然后再运用求最简式最基本的方法求出此硅酸锌的组成。SiO2=1-73.0=27.0该硅酸锌样品的化学式为：2ZnOSiO2。例6两个原硅酸分子的OH原子团之间可以相互作用而脱去一分子水：2H4SiO4=H6Si2O7H2O原硅酸结构为：那么在所得的H6Si2O7分子的结构中，含有的硅氧键数目为A、5 B、6C、7 D、8分析：此题是一道选择题，也是一道信息迁移题。给出的新情境是原硅酸结构及脱水反应，考查内容是H6Si2O7分子中的硅氧键数目。两个原硅酸共有8个硅氧键，当它们相互作用时，虽然有一个硅氧键断裂，但又形成一个新的硅氧键，如

9、下图：故硅氧键的总数目没有变，仍然是8个。答案：D例7以下离子方程式书写不正确的选项是A、往NaOH溶液中通入过量CO2B、单质硅与烧碱溶液反应C、石英砂与烧碱反应制水玻璃D、往水玻璃中通入二氧化碳分析：往NaOH溶液中通入适量CO2生成正盐Na2CO3，正盐能与酸反应变为酸式盐，所以当CO2过量时即溶液中H2CO3过量时，生成物为NaHCO3，故A式正确。单质硅能和烧碱溶液反应生成硅酸钠和氢气，NaOH是易溶于水的强碱，Na2SiO3。是易溶于水的盐，均完全电离，故Na+可以简化掉，B式正确。石英的成分是二氧化硅与烧碱液发生复分解反应生成硅酸钠和水。故C式正确。碳酸比硅酸酸性强，所以往水玻璃

10、即硅酸钠的水溶液中通入二氧化碳可以制硅酸。反应物中的Na2SiO3和生成物中的Na2CO3均为易溶于水的盐，能完成电离写成离子式，并且Na+可以简化掉，故D式不正确。答案：D例8有一铅锡合金质量为100g，完全氧化后得到氧化物的混合物质量为116g，求合金中铅、锡的质量分数各为多少？解法一：分析：设100g铅锡合金中含锡xg，那么含铅100-xg。Sn氧化后的稳定产物是SnO24价氧化物稳定，Sn的相对原子质量为Pb氧化后的稳定产物是PbO2价氧化物稳定，Pb的相对原子质量为207，PbO的式量为223，100-xgPb氧化生成的PbO质量必因为SnO2与PbO质量共为116g，故可列一元一次

11、方程，解方程求出Sn、Pb质量。解设100g锡铅合金中含锡xg，含铅为100-xg。根据化学式所表示的元素质量分数及题意，列代数方程式：解得x=43.2g100-x=100-43.2=56.8g答：合金中锡、铅质量分数分别为43.2、56.8解法二：分析：此题利用物质的量计算也很方便。设100g合金中含xg，含铅为100-xg将SnO2与PbO由物质的量换算成质量，质量和为116g。解：设100g锡铅合金中含锡为xg，含铅为100-xgSn的物质的量=SnO2的物质的量Pb的物质的量=PbO的物质的量SnO2与PbO质量和为116g解得x=43.2g锡的质量100-x=56.8g铅的质量Pb=

12、1-43.2=56.8答：合金中铅、锡分别占56.8、43.2例9称取两份由碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵组成的混合物7.06g。其中：一份加入过量的盐酸，可得CO2为1792mL在标准状况下，另一份加热至质量不再减少时为止。冷却后再跟过量盐酸反应，可得CO2为896mL在标准状况下。求原混合物中，碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵的物质的量之比。分析：此题是根据化学方程式，计算混合物成分物质的量之比的题。解题关键在于正确判断反应物与生成物、反应物的量与生成物的量之间的关系。第一份7.06g混合物，各成分都跟过量的盐酸充分反应，均生成CO2。CO2体积之和为1792mL；第二份7.06g混合物加热后，除碳

13、酸氢钠转化为碳酸钠外，碳酸氢铵那么因全部转变为气态物质而不存在固体物质了。混合物中原有碳酸钠及生成的碳酸钠共同跟过量盐酸反应，生成896mLCO2。解全过程发生反应的化学方程式为：Na2CO32HCl=2NaClH2OCO21NaHCO3HCl=NaClH2OCO22NH4HCO3HCl=NH4ClH2OCO2345设7.06g该混合物中含Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3分别为x、y、zmol从化学方程式123可知，第一份7.06g混合物与过量盐酸反应，共生成CO2为xyzmol从化学方程式4、5可知，第二份7.06g混合物加热，其中xyz=0.020.040.02=121答：Na2

14、CO3、NaHCO3、NH4HCO3的物质的量之比为121。新型无机非金属材料例10新型无机非金属材料跟传统硅酸盐材料相比，有什么特性？【分析】1能承受高温，强度高。如氮化硅陶瓷在1200时仍具有高强度。2具有电学特性。有的可作绝缘体，有的可作半导体、导体、超导体。3具有光学特性。有的能发出各色光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。4具有生物功能。有些对人体组织有较好的适应性，且硬度高、无毒、不溶于水，可直接植于人体内。【答案】略。例11请比较红宝石和蓝宝石成分的异同。人造红宝石和人造蓝宝石各有何用途？【解答】两者的主要成分都是Al2O3刚玉。刚玉中混有少量铬时，呈现红色，就形成

15、红宝石；刚玉中混有少量钛时，呈现蓝色，就形成蓝宝石。人造红宝石硬度高，可制钟表的轴承，它能放大某一波长的光而产生激光，可作固体激光器。人造蓝宝石因能使紫外线和可见光通过，可用于制造光学仪器。例12以下说法正确的选项是A、二氧化硅溶于水显酸性B、光导纤维传导光的能力非常强，利用光缆通讯，能同时传送大量信息C、因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强D、二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。分析二氧化硅不溶于水，不溶于强酸，但溶于氢氟酸。因为它能与碱反应生成盐和水，所以它是酸性氧化物。硅酸酸性比碳酸弱，它反映在CO2通入Na2SiO3溶液可生成硅酸。而SiO2能和Na2CO

16、3高温下反应生成CO2，它可说明不挥发的SiO2可把气体CO2制出，但不能说明碳酸和硅酸的相对强弱。答案：B4、实战演练【一】选择题每题6分，共48分 1.2002年全国高考题以下说法正确的选项是 A.纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料 B.绿色食品是指不含任何化学物质的食品 C.生物固氮是指植物通过叶面吸收空气中的氮气 D.光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的 2.实验室存放以下各试剂的瓶塞必须用橡皮塞的是 A.澄清石灰水 B.硅酸钠溶液 C.新制氯水 D.氯化钙溶液3.2MgOSO2中的酸根离子是 A.SiO B.Si2OC.SO D.SiO4.将过量的CO2通入以下溶液中，最

17、终出现浑浊的是A.CaCl2溶液 B.石灰水 C.饱和Na2CO3溶液 D.水玻璃5.以下各组物质的比较中，正确的选项是 A.熔点：晶体硅碳化硅金刚石 B.金属活动性：锗锡 C.稳定性：CH4SH4 D.酸性：H2SO3H2CO36.欲除去SiO2中混有的少量CaCO3和Fe2O3，最好应加入的试剂是 A.硫酸 B.烧碱 C.氢氟酸 D.盐酸7.现有以下五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是 SiO2Na2SO3 CuSO4CCl2 SiO2H2SO3 COCOH2 Ca3O42CaH2O42 A.和 B.和 C.和 D.和8.以下表达中，不正确的选项是 A.光导纤维广泛应用于现代通讯，制造

18、光导纤维的主要原料是SiO2 B.二氧化碳不宜用于扑灭金属钠燃烧引起的火灾 C.一定条件下，可将石墨转化为金刚石，这一变化是物理变化 D.氢气作为新型燃料，其突出的优点是氢气轻，便于携带【二】非选择题共52分 9.(12分)将5g含有SiO2的石灰石与267mL0.5molL1的盐酸反应，所得CO2在标准状况下的体积为1064mL。(1)中和剩余的盐酸，需1molL1NaOH溶液mL。(2)煅烧1吨这种不纯的碳酸钙，最后残留物质量为吨。10.(10分)氮化硅是一种耐高温陶瓷材料，它的硬度大，熔点高，化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300反应获得。 (1)氮化硅晶体属于晶体。(2)

19、氮化硅晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子和Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式。(3)现用四氯化硅和氮气在氢气保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为：。11.10分普通玻璃的成分Na2CaSi6O14，以氧化物形式可表示为，钾云母的化学式是K2H4Al6Si6O24，以氧化物形式可表示为。12.(10分)由Fe、Si、Al组成的混合物9.7g，与足量的稀硫酸反应，在标准状况下可生成5.6L氢气。假设将等质量的该混合物与足量氢氧化钠溶液反应，在标准状况下也可产生同样多的氢气。问在上述9.7g混合物中含Fe、S

20、i、Al各多少克?13.10分由SiO2和CaCO3组成的混合物26.0g，经灼烧至质量恒定时，其质量减少8.8g,试解答： 1写出可能发生反应的化学方程式； 2求产生的气体在标准状况下的体积； 3求原混合物中SiO2的质量。参考答案 【一】1.D2.AB3.C4.解析：同温下NaHCO3比Na2CO3的溶解度要小。 答案：CD 5.C6.D 7.解析：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCuSO4+BaCl2=BaSO4+CuCl2Ca3(PO4)2+4H3PO4=3Cu(H2PO4)2。答案：B 8.CD 【二】9.138.5(2)0.582 10.(1)原子2Si3N4(3)3SiCl4+6H2+2N2Si3N4+12HCl11.Na2OCaO6SiO2K2O3Al2O36SiO22H2O 12.Fe:5.6gSi:1.4gAl:2.7g 13.1SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2，CaCO3CaO+CO224.48L 36g