1、1专题四 4.12 非金属及其化合物12017南昌二模C、Si、S 都是自然界中含量丰富的非金属元素，下列关于其单质及化合物的说法中正确的是( )A三种元素在自然界中既有游离态又有化合态B二氧化物都属于酸性氧化物，能与碱反应而不能与任何酸反应C最低价的气态氢化物都具有还原性，易与 O2发生反应D其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：H 2SO4H 2SiO3H 2CO3答案：C 解析：硅是亲氧元素，硅元素在自然界中以硅酸盐、二氧化硅的形式存在，故 A 错误；二氧化硅属于酸性氧化物，能与氢氟酸反应，故 B 错误；最低价的气态氢化物化合价能升高，具有还原性，故 C 正确；碳酸酸性大于硅酸，酸性：H2
2、SO4H 2CO3H 2SiO3，故 D 错误。2下列离子方程式的书写正确的是( )A水玻璃中通入过量二氧化碳：Na 2SiO3CO 2H 2O=2Na CO H 2SiO323B澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH) 22CO 2=Ca2 2HCO 3C硅与氢氟酸的反应：Si4H 4F =SiF42H 2D二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO 22OH =SiO H 2O23答案：D 解析：A 项，Na 2SiO3是强电解质，应拆成 Na 、SiO ，且应生成 HCO ，23 3错误；B 项正确写法是 CO2OH =HCO ，错误；C 项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成 H 和 3F ，错误。320
3、17安庆二模化学家 Seidel 指出 Si 与 NaOH 溶液的反应，首先是 Si 与 OH 反应，生成 SiO ，然后 SiO 迅速水解生成 H4SiO4。下列有关说法正确的是( )44 44A原硅酸钠(Na 4SiO4)能迅速水解，溶液呈碱性，故 Na4SiO4为弱电解质B石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C2HClNa 2SiO3=H2SiO32NaCl，说明 Cl 的非金属性强于 SiD半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅答案：D 解析：原硅酸钠是强电解质，A 项错误；石英玻璃的主要成分是 SiO2，不属于硅酸盐产品，B 项错误；盐酸不是 Cl 的最高
4、价氧化物对应的水化物，无法通过盐酸与硅酸钠的反应比较 Cl、Si 的非金属性强弱，C 项错误。42017济南模拟下列有关硅酸盐材料的说法正确的是( )A硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中B反应Na 2SiO3H 2OCO 2=Na2CO3H 2SiO3，反应Na 2CO3SiO 2Na2SiO3CO 2，两反应是相互矛盾的，不可能都发生= = = = =高 温 C普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料2D祖母绿的主要成分为 Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示为 3BeOAl2O36SiO2答案：D 解析：Na 2SiO3具有黏性，能将磨口玻璃塞与玻璃瓶粘
5、在一起，A 错误；反应在水溶液中进行，利用强酸制弱酸的原理，反应在高温下固体反应，B 错误；石英玻璃主要成分为 SiO2，不属于硅酸盐材料，C 错误。5从石墨中分离出来的石墨烯是最薄、最坚硬、几乎透明的物质，可制成电阻率最小的纳米材料，其结构如图所示。下列关于石墨烯的说法不正确的是( )A具有良好的导电性和透光性B石墨烯属于新型有机化合物，熔沸点较高C石墨烯、金刚石互为同素异形体D在氧气中燃烧可能生成 CO2、CO 或二者的混合物答案：B 解析：石墨烯可制成电阻率最小的纳米材料，说明石墨烯具有良好的导电性，故 A 正确；石墨烯属于碳的单质，不是化合物，也不是高分子化合物，故 B 错误；石墨烯、
6、金刚石是同种元素形成的不同单质，互为同素异形体，故 C 正确；碳能在氧气中燃烧，石墨烯属于碳的单质，能与氧气反应，故 D 正确。62017河北八校联考钢化玻璃俗称普通玻璃的化身，是普通玻璃经一定物理方法处理后得到的。钢化玻璃一般不会发生自爆现象，但当钢化玻璃中含有硫化镍结核时就有可能发生自爆现象。下列有关说法中错误的是( )A制取钢化玻璃的原料为石灰石、纯碱和石英B钢化玻璃是一种新型无机非金属材料C制取钢化玻璃的主要反应都是非氧化还原反应D在碳素钢中加入镍等合金元素可以制得不锈钢及各种特种钢答案：B 解析：A.根据题给信息知制取钢化玻璃的原料为石灰石、纯碱和石英，正确；B.钢化玻璃是一种传统无
7、机非金属材料，错误；C.制取钢化玻璃的主要反应都是非氧化还原反应，正确；D.在碳素钢中加入镍等合金元素可以制得不锈钢及各种特种钢，正确。72017荆州模拟青石棉是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的 46 种化学品之一。青石棉的化学式为 Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有 NO。下列说法中正确的是( )A青石棉是一种易燃品且易溶于水B青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为 Na2OFeO2Fe2O38SiO2H2OC1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用，至少需消耗 6 L 3 molL1 HNO3溶液D1 mol
8、Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用，至少需消耗 5.5 L 2 molL1 HF 溶3液答案：C 解析：青石棉难溶于水，A 错误；用氧化物的形式可表示为Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O，B 错误；与硝酸反应生成 NaNO3、Fe(NO) 3、NO，利用电子、元素守恒可知消耗 HNO3 18 mol，故 C 正确；与 HF 反应生成 NaF、FeF 2、FeF 3、SiF 4，共消耗 HF 46 mol，D 错误。8用如图装置来分离 CO2和 CO 混合气体并干燥，图中 a、c、d 为止水夹，b 为分液漏斗活塞，通过 Y 形管和止水夹分别接两个球胆，现装置内空气已排尽，
9、为使实验成功，甲、乙、丙分别盛放的试剂为( )甲 乙 丙A饱和 NaHCO3溶液12 molL1盐酸18.4 molL1 H2SO4B饱和 Na2CO3溶液2 molL1 H2SO4饱和 NaOH溶液C饱和 NaOH溶液2 molL1 H2SO418.4 molL1 H2SO4D18.4 molL1 H2SO4饱和 NaOH溶液18.4 molL1 H2SO4答案：C 解析：分离 CO2和 CO 应该先用碱溶液吸收 CO2，干燥后用一个球胆收集CO，然后再用酸与甲中溶液反应生成 CO2，干燥后用另一个球胆收集，故丙装置中盛的一定是浓硫酸(18.4 molL1 H2SO4)，其中乙中的酸应选用
10、2 molL1 的硫酸，而不能选用盐酸，因为盐酸易挥发 HCl 气体而混进 CO2中。用饱和 Na2CO3溶液吸收 CO2，再用酸制 CO2时会改变 CO2的量，且吸收效果不如饱和 NaOH 溶液，故选 C。9水玻璃(Na 2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO 2：65%70%、C：30%35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是( )A原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B操作 A 与操作 B 完全相同4C该流程中硅元素的化合价发生改变D反应器中发生的复分解反应为 SiO22NaOH= =Na2SiO3H 2O
11、答案：A 解析：A 项，稻壳灰来源广泛价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B 项，操作 A 为过滤，操作 B 为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C 项，二氧化硅中，硅元素的化合价是4 价，硅酸钠中，硅元素的化合价是4 价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D 项，由复分解反应的概念可知，SiO22NaOH= =Na2SiO3H 2O 不属于复分解反应，错误。10将足量的 CO2不断通入 KOH、Ba(OH) 2、KAlO 2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与所通入 CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应过程中的叙述不正确的是( )A Oa 段反应的化学方程式是
12、 Ba(OH)2CO 2=BaCO3H 2OB ab 段与 cd 段所发生的反应相同C de 段沉淀减少是由于 BaCO3固体消失D bc 段反应的离子方程式是 2AlO 3H 2OCO 2=2Al(OH)3CO 2 23答案：B 解析：CO 2优先与 Ba(OH)2反应(图像中 Oa 段)，然后与 KOH 反应(图像中 ab)段，接着与 KAlO2反应(图像中 bc 段)，再与 K2CO3反应(图像中 cd 段)，最后与 BaCO3反应(图像中 de 段)。11某实验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。已知：PdCl 2溶液可用于检验 CO，反应的化学方程式为 CO
13、PdCl 2H 2O=CO22HClPd(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。(1)实验时要通入足够长时间的 N2，其原因是_。(2)装置 B 的作用是_。(3)装置 C、D 中所盛试剂分别为_、_，若装置 C、D 中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为_。5(4)该装置的缺点是_。(5)资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物 SiC。取 18 g SiO2和 8.4 g 焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体 13.44 L，假定气体产物只有 CO，固体产物只有 Si和 SiC，则 Si 和 SiC 的物质的量之比为_。(6)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的
14、强：_。答案：(1)要用氮气将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰(2)作安全瓶，防止倒吸(3)澄清石灰水 PdCl 2溶液 3SiO 24C 2CO22CO3Si= = = = =高 温 (4)没有尾气吸收装置将 CO 吸收(5)21(6)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸解析：(1)碳与二氧化硅反应要在高温下进行，而高温下碳与空气中氧气、水蒸气反应，且空气中二氧化碳与澄清石灰水反应，所以实验时要将装置中的空气排尽，实验时要通入足够长时间的 N2；(2)根据装置图可知，B 装置可以作安全瓶，防止倒吸；(3)根据元素守恒，碳与二氧化硅
15、反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以 C 装置用来检验有没有二氧化碳，D 装置用来检验一氧化碳，所以装置 C、D 中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液；若装置 C、D 中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知化学方程式为3SiO24C 2CO22CO3Si；(4)一氧化碳有毒，不能排放到空气中，= = = = =高 温 而该装置没有尾气吸收装置将 CO 吸收；(5)18 g SiO2物质的量 0.3 mol,8.4 18 g60 g/molg 焦炭物质的量 0.7 mol，充分反应后收集到标准状况下的气体 13.44 L，物8.
16、4 g12 g/mol质的量 0.6 mol，假定气体产物只有 CO，固体产物只有 Si 和 SiC，13.44 L22.4 L/molSiO2 2C 2CO Si，= = = = =高 温 03 mol 0.6 mol 0.6 mol 0.3 molSi C SiC，= = = = =高 温 1 1 10.1 mol 0.1 mol 0.1 mol得到 Si 和 SiC 的物质的量之比为 0.2 mol0.1 mol21；(6)验证碳酸、硅酸的酸6性强弱，将 CO2气体通入硅酸钠溶液发生反应 CO2H 2ONa 2SiO3=Na2CO3H 2SiO3，说明酸性 H2CO3H 2SiO3。12
17、2017成都期中联考硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法，该制备过程示意图如下：(1)焦炭在过程中做_剂。(2)过程中 Cl2用电解饱和食盐水制备，制备 Cl2的化学方程式为_。(3)整个生产过程必须严格控制无水。SiCl 4遇水剧烈水解生成 SiO2和一种酸，反应方程式为_。干燥 Cl2时从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑，需将约 90 的潮湿氯气先冷却至 12 ，然后再通入浓 H2SO4中。(4)Zn 还原 SiCl4的反应如下：反应：400 756 ，SiCl 4(g)2Zn(l)= =Si(s)2ZnCl 2(l) H10反应
18、：756 907 ，SiCl 4(g)2Zn(l)= =Si(s)2ZnCl 2(g) H20反应：907 1 410 ，SiCl 4(g)2Zn(g)= =Si(s)2ZnCl 2(g) H30.反应的平衡常数表达式为_。.对于上述三个反应，下列说明合理的是_。a升高温度会提高 SiCl4的转化率b还原过程需在无氧的气氛中进行c增大压强能提高反应速率dNa、Mg 可以代替 Zn 还原 SiCl4(5)用硅制作太阳能电池时，为减弱光在硅表面的反射，可用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀 HNO3和 HF 的混合液。硅表面首先形成 SiO2，最后转化成H2SiF6。用化学方程式表
19、示 SiO2转化为 H2SiF6的过程_。答案：(1)还原 (2)2NaCl2H 2O 2NaOHCl 2H 2= = = = =电 解 (3)SiCl42H 2O=SiO24HCl(4). K 或 K .bcdZnCl22SiCl4 c2 ZnCl2c SiCl4(5)SiO26HF= =H2SiF62H 2O7解析：(1)碳与二氧化硅反应方程式为：SiO 22C Si2CO，碳元素= = = = =高 温 在反应中化合价升高，发生氧化反应，碳做还原剂；(2)电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气，方程式为 2NaCl2H 2O 2NaOHCl 2H 2；(3)根据 SiCl4遇= = =
20、= =电 解 水剧烈水解生成 SiO2和一种酸信息，反应物是 SiCl4和水，生成物为二氧化硅，根据氧原子守恒，水分子前的系数为 2，根据氢原子和氯原子守恒，另一产物为氯化氢，氯化氢前的系数为 4，据此即可写出化学反应方程式 SiCl42H 2O=SiO24HCl；(4).SiCl 4(g)2Zn(l)= =Si(s)2ZnCl 2(g)平衡常数表达式为： K ；.对于三个反应，反ZnCl22SiCl4应热都是 H0 表示放热，升高温度，平衡向吸热的方向移动，所以会降低 SiCl4的转化率，故 a 错误；Si 遇氧气在高温的条件下反应生成二氧化硅，所以还原过程需在无氧的气氛中进行，b 正确；有气体参加的反应，增大压强，能加快反应的速率，对于三个反应，都有气体参与，所以增大压强，能提高反应的速率，故 c 正确；Na、Mg 都是还原性比较强的金属，可以代替 Zn 还原 SiCl4，故 d 正确；(5)二氧化硅和氢氟酸反应：SiO24HF= =SiF42H 2O； SiF42HF= =H2SiF6，所以用稀 HNO3和 HF 的混合液，硅表面首先形成 SiO2，最后转化为 H2SiF6的化学方程式为 SiO26HF= =H2SiF62H 2O。
