搜索
-1-课时跟踪检测（十四）碳、硅及无机非金属材料1．(2019·全国卷Ⅰ)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是()A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点解析：选A氧化铁的颜色为红棕色，不是青色。2．(2019·北京高考)下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是()A.4.03米大口径碳化硅反射镜B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线D.“玉兔二号”钛合金筛网轮解析：选AA对：碳化硅材料属于无机非金属材料，且碳、硅元素属于同主族元素。B错：聚氨酯属于合成高分子材料。C错：碳包覆银纳米线不属于无机非金属材料。D错：钛合金属于金属材料。3．《本草衍义》中有如下叙述：“嘉州峨眉山有燕萨石，形六棱而锐首，色莹白明澈。”这里“燕萨石”的主要成分可能是()A．CaOB．SiO2C．石墨D．NaCl解析：选B由题意知“燕萨石”为无色透明的晶体，NaCl和CaO的形状不符合，石墨是黑色，颜色不符合，只有SiO2晶体符合。4．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()选项材料主要化学成分A光导纤维二氧化硅B半导体材料硅C普通水泥、普通玻璃硅酸盐D沙子、石英硅解析：选D光导纤维的主要成分为二氧化硅，A正确；半导体材料可以是硅晶体，B正-2-确；水泥成分为硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙，普通玻璃的主要成分为二氧化硅、硅酸钙和硅酸钠，普通水泥、普通玻璃的主要成分为硅酸盐，C正确；沙子、石英的主要成分为二氧化硅，不是硅，D错误。5．用四种溶液进行实验，如表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊澄清石灰水解析：选BA项，由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，向饱和Na2CO3溶液中通入CO2会析出NaHCO3晶体，正确；B项，CO2通入Na2SiO3溶液中产生H2SiO3沉淀，CO2过量后沉淀不消失，错误；C项，CO2与Ca(ClO)2溶液反应生成CaCO3沉淀和HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色，正确；D项，首先CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，继续通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，又发生2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊，正确。6．下列关于硅的说法不正确的是()A．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C．用二氧化硅制取单质硅的反应中硅元素被氧化D．加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属发生反应解析：选CA项，晶体硅的结构与金刚石类似，它是灰黑色有金属光泽的非金属固体，正确；B项，硅在元素周期表中处于金属和非金属的过渡位置，所以晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，正确；C项，硅元素由＋4价变为0价，被还原，错误；D项，加热条件下，硅能与一些非金属、氧化物等反应，如硅能与氢气、氧气等非金属发生反应，正确。7．下列关于二氧化硅的说法正确的是()A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸B．二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆C．二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应D．用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24L气体(标准状况)时，得到2.8g硅解析：选C二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，与水不反应，故A错误；二氧化硅制成的光导纤维，由于其良好的光学特性而被用于制造光缆，故B错误；碳酸的酸-3-性强于硅酸，二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，高温时，能够与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳，故C正确；由方程式SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑可得，当生成2.24L即0.1mol气体时，得到0.05mol即1.4g硅，故D错误。8．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()A．CO2、SiO2都能与碱及碱性氧化物反应B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸C．SiO2可用来制作干燥剂，因SiO2可与水反应D．CO2和SiO2都是由相应的分子构成的解析：选ACO2、SiO2都是酸性氧化物，都能与碱及碱性氧化物反应，故A正确；SiO2不溶于水，也不能和水反应生成硅酸，B不正确；硅胶可用作干燥剂，但SiO2不与水反应，C不正确；CO2是由分子构成的，SiO2是由Si、O原子直接构成的，D不正确。9．SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质。下列说法正确的是()A．图中所有反应都不属于氧化还原反应B．硅酸盐的化学性质稳定，常用于制作光导纤维C．可用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英制成的，其熔点很高解析：选C图中SiO2与CaO、CaCO3、Na2CO3的反应不属于氧化还原反应，SiO2与C、Si与Cl2、SiCl4与H2的反应属于氧化还原反应，A错误；光导纤维的主要成分是SiO2而不是硅酸盐，B错误；玻璃没有固定的熔点，D错误。10．下列变化中，不能一步实现的是()A．Na2SiO3―→H2SiO3B．H2SiO3―→SiO2C．SiO2―→H2SiO3D．SiO2―→Na2SiO3解析：选CNa2SiO3――→盐酸H2SiO3；H2SiO3SiO2，SiO2―――→NaOHNa2SiO3，SiO2不与H2O反应，故不能一步转化为H2SiO3。11．(2020·聊城三模)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()-4-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．②③⑤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的目的解析：选D由图可知，①中C与水蒸气反应生成H2、CO和少量CO2，实验目的为检验产物中的H2和CO，则②中NaOH溶液可除去CO2，③中浓硫酸干燥气体，④中H2和CO均还原CuO，若无水硫酸铜变蓝，则检验出含有氢气，⑤中澄清石灰水变浑浊可检验出含有CO，最后处理尾气。12．如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是()A．SiO2属于两性氧化物B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞C．硅胶吸水后可重复再生D．图中所示的转化都是氧化还原反应解析：选CSiO2是酸性氧化物，A错误；Na2CO3溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞，B错误；题图中有的转化不是氧化还原反应，例如SiO2与NaOH溶液的反应，D错误。13．下列除杂方法正确的是()A．SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液，然后过滤除去B．CO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热C．CO2中含有HCl杂质，可以通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤解析：选BA项，SiO2、Al2O3均能与NaOH溶液反应，错误；C项，应通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，错误；D项，引入NaHCO3杂质，错误。14．光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段，合成光导纤维及氮化硅(一种无机涂层)的工艺流程如下：-5-回答下列问题：(1)反应Ⅰ的化学方程式为________________________，氧化剂为________(填化学式)。(2)经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下：组分名称SiCl4SiHCl3SiH2Cl2HClBCl3PCl3质量分数0.5450.4050.04620.00030.001930.00157沸点/℃57.631.88.2－8512.575.5图中“操作X”的名称为______________；PCl3的电子式为______________________。(3)反应Ⅲ和Ⅳ中尾气的用途为____________；反应Ⅳ的化学方程式为________________________________________________________________________。解析：(1)反应Ⅰ是焦炭还原SiO2，反应方程式为SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑；氧化剂是所含元素化合价降低的物质，根据反应方程式可知，二氧化硅中硅的化合价由＋4价→0价，即SiO2是氧化剂。(2)根据表格数据，除HCl、BCl3和SiH2Cl2常温下是气体外，其余为液体，因此采用精馏(或蒸馏)的方法得到SiCl4，PCl3是共价化合物，最外层都满足8电子稳定结构，其电子式为。(3)反应Ⅲ中得到的物质为SiO2和HCl，尾气是HCl，反应Ⅳ中发生的反应是3SiCl4＋4NH3=====1400℃Si3N4＋12HCl，尾气是HCl，因此尾气的用途是制备盐酸。答案：(1)SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑SiO2(2)精馏(或蒸馏)Cl(3)制取盐酸(或其他合理答案)3SiCl4＋4NH3=====1400℃Si3N4＋12HCl15．(2020·黄冈模拟)为测定某三价铁配合物{化学式表示为Ka[Feb(C2O4)c]·xH2O}的组成，做了如下实验：步骤1：称取1.9640gKa[Feb(C2O4)c]·xH2O晶体，配制成250.00mL溶液。步骤2：取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加入1mol·L－1H2SO45.0mL，加热到70～-6-85℃，用0.01000mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点(5C2O2－4＋2MnO－4＋16H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O)，消耗KMnO4溶液48.00mL。步骤3：向反应后的溶液中加入一定量锌粉。加热至黄色恰好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时溶液仍呈酸性。步骤4：继续用0.01000mol·L－1KMnO4溶液滴定步骤3所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液8.00mL。(1)步骤2中滴定终点的现象是_______________________________________________。(2)步骤3中加入锌粉的目的是_______________________________________________。(3)步骤4中发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________________。(4)通过计算确定该三价铁配合物的化学式(写出计算过程)。解析：(1)用酸性KMnO4溶液滴定C2O2－4，酸性KMnO4溶液为红色，当滴定完成，则红色不会褪去了，且要保持半分钟。(2)溶液中加入锌粉后，黄色恰好消失，说明溶液中的Fe3＋消失了，并且步骤4中又用KMnO4溶液来滴定，可知加入锌的目的是Fe3＋转化为Fe2＋。(3)由(2)中分析可得，KMnO4溶液用来滴定Fe2＋，根据氧化还原反应，得失电子总数相等，离子方程式为5Fe2＋＋MnO－4＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。答案：(1)溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色(2)将Fe3＋还原为Fe2＋(3)5Fe2＋＋MnO－4＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O(4)由步骤