专题03 碳、硅及其化合物 无机非金属材料-【竞赛】2024-2025学年高一化学竞赛能力培优精练（人教版2019必修第二册）

专题03 碳、硅及其化合物 无机非金属材料 模块一：竞赛技巧总结 模块二：易错试题精选 模块三：培优试题精选 模块四：竞赛真题精选 竞赛技巧1 碳族元素的通性 1.周期表中第Ⅳ族元素：碳（C）、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)和Fl 6种元素，统称为碳族元素。 2.特点：价层电子构型 ns2np2 常见氧化态为+2，+4。 3.C元素与其它元素相比，表现出一些特殊性： ①碳原子的配位数不能超过4，而其它元素的原子最外层还有nd轨道可参与成键，所以配位数可超过4，如GeCl62-； ②碳元素的化合物比任一元素的化合物都多，这是因为C-C键能高，而Si-Si键能低； 4.碳族元素的通性 元素名称 碳 硅 锗 锡 铅 元素符号      C Si Ge Sn Pb 原子半径 从左至右逐渐增大 单质熔沸点 从左至右逐渐降低 单质密度 从左至右逐渐增大 金属性 从左至右逐渐增强 氢化物稳定性 从左至右逐渐降低 +2氧化态化合物稳定性 从左至右逐渐增强 +4氧化态化合物稳定性 从左至右逐渐减弱 最高价氧化物的水化物酸性 从左至右逐渐减弱 竞赛技巧2 金属离子加入可溶性碳酸盐时，生成沉淀的类型 金属离子加入可溶性碳酸盐时，生成沉淀的类型取决于氢氧化物和碳酸盐溶解度相对大小。 1.若S(氢氧化物)<S(碳酸盐)，生成氢氧化物沉淀，如Al3+、Fe3+、 Cr3+、Sn2+、Sn4+等； 2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ 2.若S(氢氧化物)>S(碳酸盐)，生成碳酸盐沉淀，如Ca2+、Ba2+、 和Sr2+； Ca2++CO32-=2CaCO3↓ 3.若S(氢氧化物)≈S(碳酸盐)，生成碱式碳酸盐，如Cu2+、Zn2+、 Pb2+和Mg2+等； Cu2++CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3↓ 竞赛技巧3 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象 若V(Oa)＝V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同) 溶液中的溶质为Na2CO3 涉及离子方程式Oa：CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH 涉及离子方程式Oa：OH－＋H＋===H2O、 CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3 涉及离子方程式Oa：CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若a＝0(即图像从原点开始) 溶液中的溶质为NaHCO3 涉及离子方程式：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 竞赛技巧4 解读硅酸盐结构 1、硅酸盐结构的特点 （1）构成硅酸盐的基本结构是[SiO4]四面体()，Si4+位于四面体中心，O2-位于四面体角顶；Si—O平均距离0.160nm,电负性差D=1.7,说明Si—O键并非纯离子键结合，而是具有相当高的共价键成分，离子键和共价键大约各占一半。 （2）每一个氧最多只能被两个[SiO4]所共有。 （3）[SiO4]可以相互孤立地存在或通过共顶相互连接，如果以共棱或共面方式相连，将造成结构不稳定性。 （4）[SiO4]中O—Si—O的结合键不是一条直线，而是一折线(≈145°)。 （5）在硅酸盐晶体中，除了硅和氧以外，组成中还含有其他阳离子多达50多种，因此其结构十分复杂。常发生同晶取代。 （6）在硅酸盐晶体中，对于每个硅氧四面体之中的氧，又可分为桥氧和非桥氧。 ①桥氧、非活性氧：两个[SiO4]四面体之间共用的氧离子。 ②非桥氧、活性氧、自由氧：只与一个[SiO4]四面体中的Si4+配位的氧。 2.桥氧的存在使得硅氧四面体能够相互连接，形成不同的结构类型，如岛状、链状、层状和架状。 （1）岛状硅酸盐 ①单一硅氧团(孤立有限硅氧团) 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 [SiO4]4－ 镁橄榄石 Mg2SiO4 2MgO·SiO2 ②含成对的硅氧团，v=O/Si=3.5，硅钙石Ca3(Si2O7),即3CaO·2SiO2,正交晶系； 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 Si2O76－ 钙硅石 Ca3Si2O7 3CaO·2SiO2 ③含环状硅氧团（v=O/Si=3） a.三节环：(Si3O9)6- 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 Si3O96－ 蓝锥矿 BaTi[Si3O9] BaO·TiO2·3SiO2 b.四节环：(Si4O12)8- 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 Si4O128－ 斧石 Ca2Al2BO3[Si4O12](OH) 氧化物形式 4CaO·2Al2O3·B2O5·8SiO2·H2O c.六节环：(Si6O18)12- 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 Si6O1812－ 略 绿柱石 Be3Al2[Si6O18] 3BeO·Al2O3·6SiO2 （2）链状结构 ①单链状结构 a.切割重复单元为： b.共用分析： 圈定的氧原子是共用的，未圈定的Si原子和O原子是独用的，完全属于该结构单元。 c.计算数目：Si原子数为1，氧原子数=2+2×=3，Si与O原子个数比为1:3。 d.确定化学式：根据成键情况，Si为+4价，O为－2价，所以此链状硅酸盐阴离子的化学式为(SiO3)n2n－。 ②双链状结构 a.切割重复单元为： b.独用和共用的原子： 左右圈定的原子都是共用的，上下圈定的原子是独用的。 c.计算数目：Si原子数=2+4×=4，氧原子数=4+14×=11，所以Si与O原子个数比为4:11 d.确定化学式：根据成键情况，Si为+4价，O为－2价，所以此链状硅酸盐阴离子的化学式为(Si4O11)n6n－。 竞赛技巧5 硅及其化合物性质“反常”小结 （1）一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。 （2）一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 （3）Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 （4）非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 （5）非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 （6）一般情况下，碱性氧化物＋酸―→盐＋水，二氧化硅是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(SiF4不属于盐，故SiO2不是两性氧化物)。 （7）一般情况下，无机酸能溶于水，但硅酸却难溶于水。 （8）一般情况下，较强酸＋较弱酸的盐―→较弱酸＋较强酸的盐(溶液中的反应)。 因碳酸的酸性强于硅酸，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。 但在高温下，可发生反应Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑(CO2离开反应体系促进反应的正向进行)。 (9)一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O中的氢：C＋H2O(g)H2＋CO。 (10)一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的含氧酸，但二氧化硅不溶于水，也不与水反应。 1．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．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐 D．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成 2．化学与我们的生活密不可分，我们身边所有的东西，都是由化学元素构成。化学与生产、生活及社会发展密切相关，下列有关说法不正确的是 A．二氧化硅常被用于制造光导纤维 B．在生产、生活中，铝合金是用量最大、用途最广的合金材料 C．在食品袋中放入盛有硅胶的透气小袋，可防止食物受潮 D．高纯度的硅单质广泛用于制作半导体材料和太阳能电池 3．化学是你，化学是我，说明了化学知识在生活中的普遍性。下列说法正确的是 A．半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”计算机芯片的材料是二氧化硅 B．“人造太阳”原理为：21H+31H→42He+10n，该过程不是化学变化 C．“84”消毒液的有效成分是Ca(ClO)2 D．“歼-20”飞机上使用的碳纤维是一种新型的有机高分子材料 4．某研究性学习小组在整理实验室化学试剂时，发现一瓶盛有无色溶液的试剂，标签破损，如图。 某同学根据中学化学知识，对该溶液中的溶质成分进行如下预测和验证，其中错误的是(包括预测物质的化学式、检验需要的试剂、操作、现象及结论) 选项 预测物质的化学式 检验需要的试剂 操作、现象及结论 A Na2SO4 稀盐酸、氯化钡溶液 取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若无明显现象，再滴入氯化钡溶液，如果产生白色沉淀，则原溶液是Na2SO4溶液 B Na2CO3 稀盐酸、澄清的石灰水 取少量该溶液于试管中，滴入足量稀盐酸，如果产生的无色气体能使澄清的石灰水变浑浊，则原溶液一定是Na2CO3溶液 C Na2SO3 稀盐酸、澄清的石灰水、品红溶液 取少量该溶液于试管中，滴入足量稀盐酸，如果产生的无色气体既能使澄清的石灰水变浑浊，还能使品红溶液褪色，则原溶液是Na2SO3溶液 D Na2SiO3 过量稀盐酸 取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，产生白色胶状沉淀，盐酸过量时沉淀不溶解，则原溶液是Na2SiO3溶液 5．下列事实与碳、硅的非金属性强弱无关的是 A．CH4的热稳定性强于SiH4 B．H2CO3的酸性强于H2SiO3 C．CO2能溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水 D．碳、硅同主族，原子半径碳小于硅 6．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．氧化物都属于酸性氧化物，能与碱反应 C．最低价的气态氢化物都具有还原性，一定条件下可与O2发生反应 D．其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：H2SO4＞H2SiO3＞H2CO3 7．下列关于二氧化硅晶体的描述错误的是 A．分子式为SiO2 B．熔化时共价键断裂 C．属于酸性氧化物 D．1mol SiO2中含有4 mol Si—O键 8．向四瓶盛有相同物质的量的NaOH溶液中通入体积不同的CO2气体后，得到①②③④四瓶溶液。分别向四瓶溶液中逐滴加入等浓度的盐酸，产生的气体体积V(CO2)与所加盐酸体积V(HCl)的关系如下图所示，且图②③④中分别有OA＜AB、OA=AB、OA＞AB,则下列分析与判断正确的是(忽略CO2的溶解) A．①中通入的CO2最少 B．③中的溶质只有Na2CO3 C．有两种溶质的是②和③ D．若④中OA＞2AB,则有c(NaOH)＜c(Na2CO3) 9．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”，“浇水转釉（主要为青色），与造砖同法”。下列说法正确的是（  ） A．“燃薪举火”使粘土发生复杂的物理变化 B．沙子和粘土主要成分为硅酸盐和碳酸钙 C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦 D．粘土和石灰石是制作砖瓦和陶瓷的主要原料 10.天宫二号空间实验室在酒泉卫星发射中心发射成功。天宫二号航天器上使用了耐辐射石英玻璃、碳纤维复合材料等新材 料。下列说法错误的是( ) A. 碳纤维复合材料由碳纤维和合成树脂组成 B. 耐辐射石英玻璃的主要成分是硅酸盐材料 C. 天宫二号使用的光伏太阳能电池的核心材料是硅 D. 天宫二号运载火箭的燃料液态氢具有热值高无污染等特点1.B 11．下列关于无机非金属材料的说法不正确的是 A．传统无机非金属材料是指：玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料 B．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，具有极大强度 C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 12．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是(　　) A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英 B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点 C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起 13．下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　) A．晶体硅具有金属光泽、能导电，属于金属材料 B．硅的化学性质比较稳定，在自然界中主要以游离态存在 C．二氧化硅是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸 D．加入适量的稀盐酸可以除去二氧化硅中混有的碳酸钙 14．汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡（化学式: BaCuSi2Ox，Cu为+2价），下列有关“汉紫”的说法中不正确的是（   ） A．用盐的形式表示: BaSiO3·CuSiO3 B．用氧化物形式表示:BaO·CuO·2SiO2 C．易溶于强酸、强碱 D．性质稳定，不易褪色 15．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．①②③④ B．②④ C．③④ D．②③④ 1．将足量CO2通入NaOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（V）的关系正确的是 A． B．C．D． 2．有下列变化：①Na2CO3→Na2SiO3，②SiO2→H2SiO3，③Na2SiO3→Na2CO3，④CaO→CaSiO3，其中不能通过一步反应实现的是 A．只有① B．②④ C．只有② D．③④ 3．给下列溶液中通入CO2气体，不可能产生沉淀的是 A．氯化钙和硝酸钡的混合液 B．稀的水玻璃 C．偏铝酸钠溶液 D．碳酸钠饱和溶液 4．在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是（     ） ①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤盐酸 ⑥氢氧化钾 ⑦氧化钙 A．③⑤⑦ B．⑤ C．③⑤ D．⑦ 5．熔化氢氧化钠时，下列坩埚①石墨坩埚②石英坩埚③铁坩埚④瓷坩埚不宜选用 A．①④ B．②③④ C．②④ D．①②④ 6．将过量CO2通入下列溶液中，最终不会出现浑浊的是 A．NaAlO2溶液 B．CaCl2溶液 C．饱和Na2CO3溶液 D．水玻璃 7．某固体混合物 X 可能是由 Na2SiO3、 Fe 、 Na2CO3、 BaCl2中的两种或两种以上的物质组成。某兴趣小组为探究该固体混合物的组成，设计实验方案如下图所示（所加试剂均过量）。下列说法不正确的是： A．该固体混合物一定含有 Fe、 Na2CO3、 BaCl2 B．气体A一定是混合气体 C．白色沉淀B在空气中逐渐变灰绿色，最后变红褐色 D．沉淀A一定是 H2SiO3 8．天然硅酸盐组成复杂，其阴离子基本结构单元大多是SiO4四面体。在中，表示硅氧四面体，则该结构式的通式为 A．（Si2O5） B．（SiO3） C．（Si6O17） D．（Si8O24） 9．港珠澳大桥建设过程中水泥的使用量约198万吨。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示。下列叙述正确的是 A．水泥、玻璃、陶瓷均为传统的硅酸盐材料，三者的原料都主要为SiO2 B．沉淀A的主要成分为SiO2，沉淀B为Fe(OH)3、Al(OH)3 C．KMnO4法滴定时发生反应的离子方程式为2MnO+5C2O+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O D．草酸钙易溶于水 10．以下是由石英砂(主要成分为二氧化硅)制备高纯硅的工艺流程示意图。    下列说法错误的是 A．步骤①中反应的化学方程式： B．工艺流程中，从混合物中分离出、的方法为分馏 C．由粗硅制备高纯硅的过程中，循环使用的物质主要有和 D．若混合物分离后，得到、、的物质的量之比为，则理论上不需要额外补充 11．工业上采用Si与HCl在350℃左右反应生成，之后将其还原、结晶得到高纯度的单晶硅产品。已知的熔点为-128℃，沸点为33℃，且遇和均剧烈反应。现要在实验室中制取少量，其实验装置如下图所示，则下列说法正确的是 A．反应时，应该先点燃“粗硅”处的酒精灯 B．冰盐浴的目的为降低收集容器的温度，使冷凝为液体 C．可以用无水替换干燥管中的碱石灰 D．使用浓和NaCl混合加热制取HCl利用了浓的脱水性和强酸性 12．向浓度相等、体积均为的A、B两份溶液中，分别通入一定量的。在反应后的溶液中逐滴加入的盐酸，产生的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。下列说法不正确的是 A．A溶液通入后的溶质是、，且物质的量之比为 B．A曲线中，消耗盐酸体积从到反应的离子方程式为 C．B溶液通入的在标况下体积为 D．原溶液的物质的量浓度为 13．碳、硅、锗、锡、铅的单质及化合物是重要的工业材料。 （1）金刚石和石墨是碳的两种同素异形体，相同条件下石墨更稳定，则石墨转化为金刚石的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。 （2）SiO2在通信领域的一种重要用途是 。SiO2晶体中的基本结构单元是 。 （3）SnCl2有较强的还原性，写出SnCl2与FeCl3溶液反应的离子方程式 。 （4）铅丹（Pb3O4）可作为防锈用涂料，呈红褐色。可采用PbS在空气中连续氧化的方法制备：PbS →PbO→Pb3O4，写出第一步氧化的化学方程式 。铅丹曾用于铁制品防锈，请说明它的主要危害 。1 mol铅丹与足量浓盐酸反应时，转移的电子数目为2 NA，写出该反应的化学方程式 。 （5）金属锗、锡在空气中不反应，铅在空气中表面生成一层氧化铅，可能的原因是： 。 14．硅单质及其化合物应用很广。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过程中若混有O2，可能引起的后果是 。 （2）下列有关硅材料的说法正确的是 。 A．单质硅化学性质稳定，但可以被强碱溶液腐蚀 B．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 D．光导纤维的主要成分是SiO2 （3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入盐酸，振荡。写出实验现象并给予解释(用化学方程式说明) 。 （4）在人体器官受到损伤时，需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内，这种材料是 (填字母)。 A．高温结构陶瓷  B．生物陶瓷  C．导电陶瓷 15．硅在无机非金属材料中，扮演着主要角色，请利用相关知识回答下列问题： （1）硅有非常重要的用途，请写出其中的一种： 。 （2）古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是 。 A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2 B．性质稳定，不易脱色 C．x等于6 D．易溶解于强酸和强碱 （3）工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图如下： ①在电弧炉中发生的反应需要在高温条件进行，写出该反应化学方程式： 。 ②SiCl4极易水解，在空气中生成烟尘和白雾，推测书写其水解的化学方程式为 。 ③在流化床反应的产物中，除SiCl4外，还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等，有关物质的沸点数据如下表，分离SiCl4和其他杂质的方法为 。 物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4 沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 －30.4 －84.9 －111.9 1.（2024高一下·河南洛阳·竞赛）下列反应的离子方程式书写错误的是： A．用硫氰化钾溶液检验Fe3+：Fe3+＋3SCN-= Fe(SCN)3 B．向海带灰浸出液中加入稀硫酸、双氧水：2I- + 2H+ + H2O2= I2 + 2H2O C．磨口玻璃试剂瓶被烧碱溶液腐蚀：SiO2＋2Na+＋2OH-= Na2SiO3＋H2O D．NaHCO3溶液和少量Ba(OH)2溶液混合：2HCO+2OH-+Ba2+=H2O+BaCO3↓+CO 2.（2012高二·广东·竞赛）下列离子方程式正确的是 A．碳酸氢钙溶液中加入盐酸： HCO+H+ =CO2↑ +H2O B．碳酸氢钙溶液中加入过量的烧碱溶液： Ca2++HCO+OH-=CaCO3 ↓+H2O C．水玻璃中通入过量CO2：SiO+CO2+2H2O =CO+H4SiO4↓ D．二氧化硅与氢氟酸作用：SiO2+4H++4F-=SiF4↑ +2H2O 3.（2015·安徽·初赛·19）化学式为LixAlSi4Oy的三维结构铝硅酸盐中x、y值分别为 A．5，12 B．1，10 C．1，8 D．3，11 4．（2015·安徽·初赛·20）25℃时，在20.00mL0.1000mol·L-1Na2CO3溶液中滴人0.1000mol·L-1盐酸，测得溶液pH随盐酸体积(V)变化曲线如下图，下列有关说法正确的是 A．a点时，溶液中只有CO32-存在 B．b~c段，主要是HCO3和H+发生反应 C．c~d段，溶液pH产生突跃，可用甲基橙指示滴定终点 D．d点时，滴定完成，溶液显中性 5.（2014·安徽·初赛·1）将石墨置于熔融的钾中可形成钾石墨，其组成主要是C8K、C24K、C36K、C48K、C60K等。在钾石墨中，钾原子把价电子交给石墨层，但在遇到与金属钾易反应的其他物质时会收回。下列对钾石墨的叙述正确的是 A．属于离子化合物 B．导电性比石墨弱 C．与水不会发生任何反应 D．上述5种钾石墨互称同素异形体 6.（2014·安徽·初赛·4）下列关于NaHCO3溶液的说法正确的是 A．既能和苯酚反应又能和氨水反应 B．HCO3－的电离大于HCO3－的水解 C．同浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液，前者碱性强 D．c(Na+)+c(H+)=c(HCO3－)+2c(CO32-)+c(OH－) 7.（2013·安徽·初赛·18）图(a)是SiO44-离子结构示意图，图(b)是一种一维无限长单链结构的多硅酸根，关于此酸根的说法正确的是 A.酸根中Si与O的原子个数比为1：4 B.Si原子的杂化形式为sp2 C.酸根的化学式可以表示为SiO32- D.此酸根对应的钠盐与醋酸反应可以得到澄清的溶液 8.（2018·河南·预赛·30）SiO2晶体的部分结构如图所示，关于该晶体下列说法错误的是 A.Si原子杂化类型为sp3 B.Si、0的原子个数比为1:4 C.Si原子数目与Si-0键数目比为1:4 D.SiO2晶体中最小环为12元环 9.（2018·河南·预赛·40）天然硅酸盐化学组成复杂，各类硅酸盐在结构上最有意义的差别在于SiO4四面体连接方式上的不同，从这一角度出发，硅酸盐大体上可以分为以下几类： （1）具有独立硅氧阴离子团的硅酸盐，其中部分结构如图1: （2）具有SiO4正四面体无限长链的硅酸盐，每一正四面体有两个氧原子分别与前后两个四面体共享，其负电荷沿长链分布，不形成环状阴离子，其投影如图2: （3）具有SiO4正四面体二维层状结构的硅酸盐，阴离子平均组成为(Si4O10)n4n-； （4）具有SiO4正四面体三维网架构造的硅酸盐，SiO4正四面体的每个氧原子皆与相邻四面体共享，形成“无限”三维网架结构。 下列关于硅酸盐说法错误的是( ) A.图1中A离子的化学式为SiO44- B.图1中D离子的化学式为(Si8O24)16- C.图2中长链的平均组成化学式为(SiO3)n2n- D.硅酸盐人造分子筛可以用作吸附剂和催化剂，与它的多孔结构有关 10．（2014·安徽·初赛·30）已知A和B都是只由短周期元素组成的化合物，且均含有元素X。A中X的质量分数为19.17%．B中X的质量分数为37.77%。A和B均可溶于水，A的水溶液使石蕊试纸变红，B的水溶液使石蕊试纸变蓝且含有Si。将A与B分别与氯化钡溶液反应，分别生成不溶于酸的白色沉淀C和D。将A和B的水溶液混合，则生成不包含X的白色沉淀E。分别写出物质A—E的化学式。 11.（2017·北京·预选赛·2-1）甲同学欲探究某抗酸药的有效成分的组成。 是由短周期元素组成的化合物。查阅资料：由短周期元素组成的抗酸药的有效成分有碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝、碱式碳酸镁。 实验过程： A、B、C分别是__________。 若上述得到的，则的化学式是__________。 A：；B：；C： X： 12.（2011·福建·预赛·6）己知Ag2CO3的分子量为276 g/mol。当25.0 mL 0.200 mol/L AgNO3溶液与50.0 mL 0.0800 mol/L Na2CO3溶液混合时： 6-1写出化学反应方程式。 6-2计算此时会产生多少克Ag2CO3沉淀？ 6-3计算滤液中Na+的物质的量浓度为多少？ / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 碳、硅及其化合物 无机非金属材料 模块一：竞赛技巧总结 模块二：易错试题精选 模块三：培优试题精选 模块四：竞赛真题精选 竞赛技巧1 碳族元素的通性 1.周期表中第Ⅳ族元素：碳（C）、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)和Fl 6种元素，统称为碳族元素。 2.特点：价层电子构型 ns2np2 常见氧化态为+2，+4。 3.C元素与其它元素相比，表现出一些特殊性： ①碳原子的配位数不能超过4，而其它元素的原子最外层还有nd轨道可参与成键，所以配位数可超过4，如GeCl62-； ②碳元素的化合物比任一元素的化合物都多，这是因为C-C键能高，而Si-Si键能低； 4.碳族元素的通性 元素名称 碳 硅 锗 锡 铅 元素符号      C Si Ge Sn Pb 原子半径 从左至右逐渐增大 单质熔沸点 从左至右逐渐降低 单质密度 从左至右逐渐增大 金属性 从左至右逐渐增强 氢化物稳定性 从左至右逐渐降低 +2氧化态化合物稳定性 从左至右逐渐增强 +4氧化态化合物稳定性 从左至右逐渐减弱 最高价氧化物的水化物酸性 从左至右逐渐减弱 竞赛技巧2 金属离子加入可溶性碳酸盐时，生成沉淀的类型 金属离子加入可溶性碳酸盐时，生成沉淀的类型取决于氢氧化物和碳酸盐溶解度相对大小。 1.若S(氢氧化物)<S(碳酸盐)，生成氢氧化物沉淀，如Al3+、Fe3+、 Cr3+、Sn2+、Sn4+等； 2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ 2.若S(氢氧化物)>S(碳酸盐)，生成碳酸盐沉淀，如Ca2+、Ba2+、 和Sr2+； Ca2++CO32-=2CaCO3↓ 3.若S(氢氧化物)≈S(碳酸盐)，生成碱式碳酸盐，如Cu2+、Zn2+、 Pb2+和Mg2+等； Cu2++CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3↓ 竞赛技巧3 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象 若V(Oa)＝V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同) 溶液中的溶质为Na2CO3 涉及离子方程式Oa：CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH 涉及离子方程式Oa：OH－＋H＋===H2O、 CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3 涉及离子方程式Oa：CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若a＝0(即图像从原点开始) 溶液中的溶质为NaHCO3 涉及离子方程式：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 竞赛技巧4 解读硅酸盐结构 1、硅酸盐结构的特点 （1）构成硅酸盐的基本结构是[SiO4]四面体()，Si4+位于四面体中心，O2-位于四面体角顶；Si—O平均距离0.160nm,电负性差D=1.7,说明Si—O键并非纯离子键结合，而是具有相当高的共价键成分，离子键和共价键大约各占一半。 （2）每一个氧最多只能被两个[SiO4]所共有。 （3）[SiO4]可以相互孤立地存在或通过共顶相互连接，如果以共棱或共面方式相连，将造成结构不稳定性。 （4）[SiO4]中O—Si—O的结合键不是一条直线，而是一折线(≈145°)。 （5）在硅酸盐晶体中，除了硅和氧以外，组成中还含有其他阳离子多达50多种，因此其结构十分复杂。常发生同晶取代。 （6）在硅酸盐晶体中，对于每个硅氧四面体之中的氧，又可分为桥氧和非桥氧。 ①桥氧、非活性氧：两个[SiO4]四面体之间共用的氧离子。 ②非桥氧、活性氧、自由氧：只与一个[SiO4]四面体中的Si4+配位的氧。 2.桥氧的存在使得硅氧四面体能够相互连接，形成不同的结构类型，如岛状、链状、层状和架状。 （1）岛状硅酸盐 ①单一硅氧团(孤立有限硅氧团) 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 [SiO4]4－ 镁橄榄石 Mg2SiO4 2MgO·SiO2 ②含成对的硅氧团，v=O/Si=3.5，硅钙石Ca3(Si2O7),即3CaO·2SiO2,正交晶系； 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 Si2O76－ 钙硅石 Ca3Si2O7 3CaO·2SiO2 ③含环状硅氧团（v=O/Si=3） a.三节环：(Si3O9)6- 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 Si3O96－ 蓝锥矿 BaTi[Si3O9] BaO·TiO2·3SiO2 b.四节环：(Si4O12)8- 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 Si4O128－ 斧石 Ca2Al2BO3[Si4O12](OH) 氧化物形式 4CaO·2Al2O3·B2O5·8SiO2·H2O c.六节环：(Si6O18)12- 化学式 结构简式 球棍模型 俯视图 实例 氧化物形式 Si6O1812－ 略 绿柱石 Be3Al2[Si6O18] 3BeO·Al2O3·6SiO2 （2）链状结构 ①单链状结构 a.切割重复单元为： b.共用分析： 圈定的氧原子是共用的，未圈定的Si原子和O原子是独用的，完全属于该结构单元。 c.计算数目：Si原子数为1，氧原子数=2+2×=3，Si与O原子个数比为1:3。 d.确定化学式：根据成键情况，Si为+4价，O为－2价，所以此链状硅酸盐阴离子的化学式为(SiO3)n2n－。 ②双链状结构 a.切割重复单元为： b.独用和共用的原子： 左右圈定的原子都是共用的，上下圈定的原子是独用的。 c.计算数目：Si原子数=2+4×=4，氧原子数=4+14×=11，所以Si与O原子个数比为4:11 d.确定化学式：根据成键情况，Si为+4价，O为－2价，所以此链状硅酸盐阴离子的化学式为(Si4O11)n6n－。 竞赛技巧5 硅及其化合物性质“反常”小结 （1）一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。 （2）一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 （3）Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 （4）非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 （5）非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 （6）一般情况下，碱性氧化物＋酸―→盐＋水，二氧化硅是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(SiF4不属于盐，故SiO2不是两性氧化物)。 （7）一般情况下，无机酸能溶于水，但硅酸却难溶于水。 （8）一般情况下，较强酸＋较弱酸的盐―→较弱酸＋较强酸的盐(溶液中的反应)。 因碳酸的酸性强于硅酸，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。 但在高温下，可发生反应Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑(CO2离开反应体系促进反应的正向进行)。 (9)一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O中的氢：C＋H2O(g)H2＋CO。 (10)一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的含氧酸，但二氧化硅不溶于水，也不与水反应。 1．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．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐 D．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成 【答案】A 【解析】A. 氧化铁为棕红色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，故A错误；B. 陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐的化学性质不活泼，具有不与酸或碱反应、抗氧化的特点，故B正确；C. 陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物，陶瓷的主要成分是硅酸盐，与水泥、玻璃等同属硅酸盐产品，故C正确；D. 秦兵马俑是陶制品，陶制品是由粘土或含有粘土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的，故D正确；题目要求选错误的，故选A。 2．化学与我们的生活密不可分，我们身边所有的东西，都是由化学元素构成。化学与生产、生活及社会发展密切相关，下列有关说法不正确的是 A．二氧化硅常被用于制造光导纤维 B．在生产、生活中，铝合金是用量最大、用途最广的合金材料 C．在食品袋中放入盛有硅胶的透气小袋，可防止食物受潮 D．高纯度的硅单质广泛用于制作半导体材料和太阳能电池 【答案】B 【解析】A．光导纤维的成分是二氧化硅，所以二氧化硅常被用于制造光导纤维，故A正确；B．目前世界上用量最大的合金是钢材，即铁合金，不是铝合金，故B错误；；C．硅胶具有吸水性，在食品袋中作干燥剂，防止食物受潮，故C正确；D．高纯度的硅单质是良好的半导体材料，可用于作太阳能电池，故D正确;故选B。 3．化学是你，化学是我，说明了化学知识在生活中的普遍性。下列说法正确的是 A．半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”计算机芯片的材料是二氧化硅 B．“人造太阳”原理为：21H+31H→42He+10n，该过程不是化学变化 C．“84”消毒液的有效成分是Ca(ClO)2 D．“歼-20”飞机上使用的碳纤维是一种新型的有机高分子材料 【答案】B 【解析】试题分析：计算机芯片的材料是二氧化硅，故A正确。人造太阳的原理是氢的两种同位素结合产生氦的过程，有新的物质生成，所以一定是发生了化学变化，故B错。“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠，故C错。碳纤维是无机高分子材料，故D错误。 4．某研究性学习小组在整理实验室化学试剂时，发现一瓶盛有无色溶液的试剂，标签破损，如图。 某同学根据中学化学知识，对该溶液中的溶质成分进行如下预测和验证，其中错误的是(包括预测物质的化学式、检验需要的试剂、操作、现象及结论) 选项 预测物质的化学式 检验需要的试剂 操作、现象及结论 A Na2SO4 稀盐酸、氯化钡溶液 取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若无明显现象，再滴入氯化钡溶液，如果产生白色沉淀，则原溶液是Na2SO4溶液 B Na2CO3 稀盐酸、澄清的石灰水 取少量该溶液于试管中，滴入足量稀盐酸，如果产生的无色气体能使澄清的石灰水变浑浊，则原溶液一定是Na2CO3溶液 C Na2SO3 稀盐酸、澄清的石灰水、品红溶液 取少量该溶液于试管中，滴入足量稀盐酸，如果产生的无色气体既能使澄清的石灰水变浑浊，还能使品红溶液褪色，则原溶液是Na2SO3溶液 D Na2SiO3 过量稀盐酸 取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，产生白色胶状沉淀，盐酸过量时沉淀不溶解，则原溶液是Na2SiO3溶液 【答案】B 【解析】A．取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，盐酸可排除其它离子的干扰，若无明显现象，再滴入氯化钡溶液，如果产生白色沉淀，则沉淀为硫酸钡，则原溶液是Na2SO4溶液，故A正确；B．取少量该溶液于试管中，滴入足量稀盐酸，如果产生的无色气体能使澄清的石灰水变浑浊，该无色气体可能为二氧化碳、二氧化硫，则溶液可能为Na2CO3溶液或Na2SO3溶液，故B错误；C．取少量该溶液于试管中，滴入足量稀盐酸，如果产生的无色气体既能使澄清的石灰水变浑浊，还能使品红溶液褪色，则气体为二氧化硫，则原溶液是Na2SO3溶液，故C正确；D．取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，产生白色胶状沉淀，盐酸过量时沉淀不溶解，硅酸不溶于盐酸，则原溶液是Na2SiO3溶液，故D正确；故选B。 5．下列事实与碳、硅的非金属性强弱无关的是 A．CH4的热稳定性强于SiH4 B．H2CO3的酸性强于H2SiO3 C．CO2能溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水 D．碳、硅同主族，原子半径碳小于硅 【答案】C 【解析】A、元素的非金属性越强，对应氢化物的稳定性越强，CH4的热稳定性强于SiH4，可说明C元素的非金属性比Si元素强，所以与非金属性强弱有关，A项不符合题意；B、元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，H2CO3的酸性强于H2SiO3，可说明C元素的非金属性比Si元素强，所以与非金属性强弱有关，B项不符合题意；C、物质的溶解性属于物理性质，与元素的非金属性强弱无关，C项符合题意；D、在周期表中同主族元素从上到下原子半径依次增大，非金属性依次减弱，所以碳、硅同主族，原子半径碳小于硅，可说明C元素的非金属性比Si元素强，所以与非金属性强弱有关，D项不符合题意；答案选C。 6．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．氧化物都属于酸性氧化物，能与碱反应 C．最低价的气态氢化物都具有还原性，一定条件下可与O2发生反应 D．其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：H2SO4＞H2SiO3＞H2CO3 【答案】C 【解析】A．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； B．CO是不成盐氧化物，不与碱反应，故B错误；C．最低价的气态氢化物化合价能升高，具有还原性，一定条件下可与氧气反应，故C正确；D．碳酸酸性大于硅酸，酸性：H2SO4＞H2CO3＞H2SiO3，故D错误；故选C。 7．下列关于二氧化硅晶体的描述错误的是 A．分子式为SiO2 B．熔化时共价键断裂 C．属于酸性氧化物 D．1mol SiO2中含有4 mol Si—O键 【答案】A 【解析】A.二氧化硅属于原子晶体，不存在分子，SiO2是表示二氧化硅中原子比的化学式，A项错误；B.二氧化硅属于原子晶体，原子间通过共价键结合，熔化时共价键断裂，B项正确；C.二氧化硅能够与碱反应生成盐和水，二氧化硅属于酸性氧化物，C项正确；D.在SiO2中，一个Si原子和4个O原子形成4个Si-O键，所以1mol SiO2中含有4mol Si—O键，D项正确；答案选A。 8．向四瓶盛有相同物质的量的NaOH溶液中通入体积不同的CO2气体后，得到①②③④四瓶溶液。分别向四瓶溶液中逐滴加入等浓度的盐酸，产生的气体体积V(CO2)与所加盐酸体积V(HCl)的关系如下图所示，且图②③④中分别有OA＜AB、OA=AB、OA＞AB,则下列分析与判断正确的是(忽略CO2的溶解) A．①中通入的CO2最少 B．③中的溶质只有Na2CO3 C．有两种溶质的是②和③ D．若④中OA＞2AB,则有c(NaOH)＜c(Na2CO3) 【答案】B 【解析】向四瓶盛有相同物质的量的NaOH溶液中通入体积不同的CO2气体后，得到①②③④四瓶溶液，因CO2的体积不同，则所得溶液中的溶质可能为：NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3，分别向四瓶溶液中逐滴加入等浓度的盐酸，可能发生的反应有：NaOH+HCl=NaCl+H2O，Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，A．图①中加入盐酸立即有CO2生成，说明溶质只有一种，即NaHCO3，说明①中通入的CO2最多，故A错误；B．图③中OA=AB，说明溶质只有Na2CO3，故B正确；C．由上述分析可知，③中只有一种溶质，图②中OA＜AB，说明溶液中含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，故C错误；D．图④中OA＞2AB，说明溶液中含有NaOH和Na2CO3两种溶质， 设溶液中Na2CO3的物质的量为amol，NaOH的物质的量为bmol，OA段发生的反应为：NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，AB段发生的反应为：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，由反应方程式可知，OA段消耗HCl的物质的量为(a+b)mol，AB段消耗HCl的物质的量为amol，则(a+b)＞2a，得b＞a，即c(NaOH)＞c(Na2CO3)，故D错误；答案选B。 9．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”，“浇水转釉（主要为青色），与造砖同法”。下列说法正确的是（  ） A．“燃薪举火”使粘土发生复杂的物理变化 B．沙子和粘土主要成分为硅酸盐和碳酸钙 C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦 D．粘土和石灰石是制作砖瓦和陶瓷的主要原料 【答案】C 【解析】A．黏土烧制成瓦的过程为复杂的物理、化学变化过程， 选项A错误；B．沙子主要成分为二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，选项B错误；C．青瓦和红瓦是在冷却时区分的：自然冷却的是红瓦因为产品含氧化铁，浇水冷却过程中有氢气、CO等还原性气体产生使氧化铁还原、铁化合价降低到+2价，则水冷却得青瓦，选项C正确；D．由“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”可知粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，没有石灰石，选项D错误。答案选C。 10.天宫二号空间实验室在酒泉卫星发射中心发射成功。天宫二号航天器上使用了耐辐射石英玻璃、碳纤维复合材料等新材 料。下列说法错误的是( ) A. 碳纤维复合材料由碳纤维和合成树脂组成 B. 耐辐射石英玻璃的主要成分是硅酸盐材料 C. 天宫二号使用的光伏太阳能电池的核心材料是硅 D. 天宫二号运载火箭的燃料液态氢具有热值高无污染等特点1.B 【答案】B 【解析】A 项，碳纤维复合材料是由碳纤维和合成树脂复合所得，故A 项正确；B 项，石英玻璃的主要成分为石英，即二氧化硅，故B 项错误；C 项，光伏电池的核心部分为太阳能电池片，其主要材料为晶体硅，所以太阳能电池的核心材料为硅， 故C 项正确；D 项，液态氢燃烧只产生水，不污染环境，故D 项正确。 综上所述，本题正确答案为B。 11．下列关于无机非金属材料的说法不正确的是 A．传统无机非金属材料是指：玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料 B．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，具有极大强度 C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 【答案】D 【解析】A．硅酸盐材料是传统的无机非金属材料，主要包括：玻璃、水泥、陶瓷，故A正确；B．新型无机非金属材料不但克服了传统的无机非金属材料的缺点，而且同时还具有了如能承受高温、强度较高，故B正确；C．高温结构材料属于新型的无机非金属材料，具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，故C正确；D．新型无机非金属材料如高温结构陶瓷(Si3N4陶瓷、SiC陶瓷)的主要成分不是硅酸盐，只有传统无机非金属材料才是硅酸盐，故D错误；故答案选：D。 12．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是(　　) A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英 B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点 C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起 【答案】B 【解析】A．普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，故A正确；B．玻璃是混合物，没有固定的熔点，故B错误；C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，组成也可表示为Na2O·CaO·6SiO2，故C正确；D．二氧化硅易与烧碱溶液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛有NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞，故D正确；故答案为B。 13．下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　) A．晶体硅具有金属光泽、能导电，属于金属材料 B．硅的化学性质比较稳定，在自然界中主要以游离态存在 C．二氧化硅是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸 D．加入适量的稀盐酸可以除去二氧化硅中混有的碳酸钙 【答案】D 【解析】A．晶体硅具有金属光泽、能导电，属于非金属材料，A错误；B．硅的化学性质比较稳定，但硅是亲氧元素，在自然界中主要以硅酸盐和氧化物等化合态存在，B错误；C．二氧化硅是一种酸性氧化物，但不能够与水反应生成相应的酸，故C错误；D．二氧化硅与稀盐酸不反应，碳酸钙与稀盐酸反应，生成二氧化碳、水和易溶于水的氯化钙，可实现提纯目的，D正确；答案选D。 14．汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡（化学式: BaCuSi2Ox，Cu为+2价），下列有关“汉紫”的说法中不正确的是（   ） A．用盐的形式表示: BaSiO3·CuSiO3 B．用氧化物形式表示:BaO·CuO·2SiO2 C．易溶于强酸、强碱 D．性质稳定，不易褪色 【答案】C 【分析】A．根据化合物中各元素化合价的代数和为0判断化学式是否正确；B．据硅酸盐中氧化物的书写顺序来书写，硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物•不活泼金属氧化物•二氧化硅•水；C．硅酸为弱酸，根据强酸制弱酸，硅酸盐能和强酸反应，但与强碱不反应；D．铜离子为有色离子，+2价铜性质稳定，所以硅酸铜钡性质稳定。 【解析】A. 硅酸铜钡中各元素的化合价代数和为0，所以BaCuSi2Ox中x为6，用盐的形式表示：BaSiO3⋅CuSiO3，A项正确；B. 硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示：BaO⋅CuO⋅2SiO2，B项正确；C. BaCuSi2O6是弱酸盐，所以能和强酸反应，和强碱不反应，C项错误；D. BaCuSi2O6中铜显+2价，二价铜离子不容易被还原，所以性质较稳定，不容易褪色，D项正确；答案选C。 15．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．①②③④ B．②④ C．③④ D．②③④ 【答案】B 【解析】①碳酸比盐酸弱，CO2与CaCl2溶液不会反应，无沉淀生成，故①不符合题意；②碳酸比硅酸强，过量的CO2与Na2SiO3溶液反应，即2CO2+Na2SiO3+2H2O═2NaHCO3+H2SiO3↓，产生硅酸沉淀，故②符合题意；③酸性氧化物能与碱反应，过量的CO2与Ca(OH)2 反应，即Ca(OH)2+2CO2═Ca(HCO3)2，无沉淀生成，故③不符合题意；④过量的CO2通入饱和Na2CO3溶液中发生反应，即Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3↓，因为碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小，所以有NaHCO3晶体析出，故④符合题意；由上②④符合题意，选项B正确，答案为B。 1．将足量CO2通入NaOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（V）的关系正确的是 A． B．C．D． 【答案】D 【解析】试题分析：本题考查反应先后顺序问题。当NaOH和Ca（OH)2的混合溶液中通入CO2时，CO2与OH-反应生成CO32-，CO32-与Ca2+结合为难溶的CaCO3，当OH-完全反应后，CO2与CO32-反应生成HCO3-，此时CaCO3还不会溶解，即沉淀量不减少，当CO32-消耗完后CO2再与CaCO3反应，此时沉淀的量开始减少，直至完全溶解，故D项正确。 2．有下列变化：①Na2CO3→Na2SiO3，②SiO2→H2SiO3，③Na2SiO3→Na2CO3，④CaO→CaSiO3，其中不能通过一步反应实现的是 A．只有① B．②④ C．只有② D．③④ 【答案】C 【解析】碳酸钠与二氧化硅在高温下反应能生成硅酸钠，②二氧化硅不溶于水，不与水反应，所以不能一步转化为硅酸，至少得两步才能完成这个转化：先与碱性物质反应生成硅酸盐，再与酸反应生成硅酸，③因为碳酸的酸性比硅酸强，所以向硅酸钠溶液中通入少量二氧化碳后可生成碳酸钠和硅酸，④氧化钙是碱性氧化物，可以与酸性氧化物二氧化硅在高温下反应生成硅酸钙。综上所述，只有②不能一步实现，所以选C。 3．给下列溶液中通入CO2气体，不可能产生沉淀的是 A．氯化钙和硝酸钡的混合液 B．稀的水玻璃 C．偏铝酸钠溶液 D．碳酸钠饱和溶液 【答案】A 【解析】A．碳酸酸性比盐酸、硝酸弱，二氧化碳与氯化钙和硝酸钡不反应，没有沉淀生成，A符合题意；B．水玻璃是硅酸钠溶液，硅酸钠可以和碳酸反应生成碳酸钠和硅酸，硅酸是白色不溶于水的沉淀，B不符合题意；C．碳酸酸性大于氢氧化铝，将二氧化碳通到偏铝酸钠溶液中，会产生氢氧化铝白色沉淀，C不符合题意；D．碳酸钠与二氧化碳和水反应，既消耗了水，且反应生成溶解度较小的NaHCO3，所以一定有沉淀析出，D不符合题意；故选A。 4．在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是（     ） ①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤盐酸 ⑥氢氧化钾 ⑦氧化钙 A．③⑤⑦ B．⑤ C．③⑤ D．⑦ 【答案】B 【解析】①焦炭与二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，故①不选；②纯碱高温下能与二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳，故②不选；③碳酸钙高温下能与二氧化硅反应生成硅酸钙和二氧化碳，故③不选；④氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，故④不选；⑤盐酸与二氧化硅不反应，故⑤选；⑥氢氧化钾与二氧化硅反应生成硅酸钾和水，故⑥不选；⑦氧化钙与二氧化硅反应生成硅酸钙，故⑦不选；故答案为B。 5．熔化氢氧化钠时，下列坩埚①石墨坩埚②石英坩埚③铁坩埚④瓷坩埚不宜选用 A．①④ B．②③④ C．②④ D．①②④ 【答案】C 【解析】①石墨能和氢氧化钠不反应，石墨坩埚可以熔化氢氧化钠固体，故①正确；②石英中含有二氧化硅，二氧化硅能和氢氧化钠反应，故②错误；③铁坩埚含有铁，铁与氢氧化钠不反应，故③正确；④陶瓷中含有二氧化硅，二氧化硅能和氢氧化钠反应，故④错误；故答案为C。 6．将过量CO2通入下列溶液中，最终不会出现浑浊的是 A．NaAlO2溶液 B．CaCl2溶液 C．饱和Na2CO3溶液 D．水玻璃 【答案】B 【解析】A.碳酸的酸性大于氢氧化铝，二氧化碳可与NaAlO2溶液反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝只溶解于强酸强碱，氢氧化铝不溶解，A项错误；B. CaCl2溶液通入过量的二氧化碳，不反应无沉淀生成，B项正确；C. 因饱和Na2CO3与二氧化碳和水反应生成溶解度较小的NaHCO3，故最终有碳酸氢钠析出而使溶液变浑浊，C项错误；D. 将过量的CO2通入到硅酸钠饱和溶液中，发生反应为2H2O+2CO2+Na2SiO3=H2SiO3↓+2NaHCO3，生成的硅酸是不溶于水的一种酸，与碳酸也不反应，因此即使通入过量的二氧化碳，也不会出现沉淀的溶解，D项错误。答案选B。 7．某固体混合物 X 可能是由 Na2SiO3、 Fe 、 Na2CO3、 BaCl2中的两种或两种以上的物质组成。某兴趣小组为探究该固体混合物的组成，设计实验方案如下图所示（所加试剂均过量）。下列说法不正确的是： A．该固体混合物一定含有 Fe、 Na2CO3、 BaCl2 B．气体A一定是混合气体 C．白色沉淀B在空气中逐渐变灰绿色，最后变红褐色 D．沉淀A一定是 H2SiO3 【答案】A 【解析】由实验可知，A与澄清石灰水变浑浊，则A一定含有CO2，混合物与足量盐酸反应有沉淀A生成，沉淀A是H2SiO3，溶液A与NaOH反应后生成白色沉淀B，则B是Fe(OH)2，溶液B与稀硝酸、硝酸银反应生成沉淀C是氯化银，则原混合物中一定有Na2SiO3、 Fe 、 Na2CO3，可能有BaCl2。A、原混合物中一定有Na2SiO3、 Fe 、 Na2CO3，可能有BaCl2，故A错误；B、气体A是二氧化碳和氢气的混合气体，故B正确；C、白色沉淀Fe(OH)2在空气中逐渐变灰绿色，最后变红褐色，故C正确；D、沉淀A一定是 H2SiO3，故D正确；故选A。 8．天然硅酸盐组成复杂，其阴离子基本结构单元大多是SiO4四面体。在中，表示硅氧四面体，则该结构式的通式为 A．（Si2O5） B．（SiO3） C．（Si6O17） D．（Si8O24） 【答案】C 【解析】如图结构所示，将左边结构补全会形成两个环，被两个环共用的氧原子左边有7个，右边有7个共14个，独立成个体的氧原子共有10个(上边有5个，下边有5个)，同时每个环都有独立的硅原子，则Si：O=(4+4×0.5)：(14×0.5+10)=6：17，这样，每个环所包含的 O 有 17个硅有6个，再根据Si+4，O-2　的化合价，其结构式的通式为(Si6O17)，C正确；答案为C。 9．港珠澳大桥建设过程中水泥的使用量约198万吨。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示。下列叙述正确的是 A．水泥、玻璃、陶瓷均为传统的硅酸盐材料，三者的原料都主要为SiO2 B．沉淀A的主要成分为SiO2，沉淀B为Fe(OH)3、Al(OH)3 C．KMnO4法滴定时发生反应的离子方程式为2MnO+5C2O+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O D．草酸钙易溶于水 【答案】B 【分析】根据流程：水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物，加入氯化铵、盐酸、硝酸溶解，SiO2不溶，沉淀A的主要成分为SiO2，滤液含有Ca2+、Fe3+、Al3+、Mg2+，加入氨水调节pH，沉淀Fe3+、Al3+，沉淀B为Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液主要含有Ca2+、Mg2+，加入草酸铵溶液，得到草酸钙沉淀，将草酸钙用硫酸溶解后，用酸性高锰酸钾滴定可得水泥样品中钙含量，据此分析作答。 【解析】A．水泥的原料是粘土和石灰石、玻璃的原料是石英砂、纯碱、石灰石、陶瓷的原料是黏土，A错误；B．根据分析可知，沉淀A的主要成分为SiO2，沉淀B为Fe(OH)3、Al(OH)3，B正确；C．草酸钙经硫酸处理得草酸，草酸与KMnO4发生氧化还原反应，草酸为弱酸，不可拆写，因此离子方程式为：2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，C错误；D．草酸钙是难溶于水的白色固体，D错误；答案选B。 10．以下是由石英砂(主要成分为二氧化硅)制备高纯硅的工艺流程示意图。    下列说法错误的是 A．步骤①中反应的化学方程式： B．工艺流程中，从混合物中分离出、的方法为分馏 C．由粗硅制备高纯硅的过程中，循环使用的物质主要有和 D．若混合物分离后，得到、、的物质的量之比为，则理论上不需要额外补充 【答案】D 【分析】石英砂中主要成分为SiO2，与碳在高温下反应生成粗硅，2C+SiO2Si+2CO↑，粗硅与HCl在300℃以上反应生成粗SiHCl3，粗SiHCl3中含有少量氢气以及SiCl4，根据二者沸点的不同，可以采取蒸馏（分馏）的方法分离，纯SiHCl3在高温的条件下与H2反应生成纯Si，SiHCl3+H2Si+3HCl，据此回答。 【解析】A．根据分析，步骤①中反应的化学方程式：，A正确；B．工艺流程中，各物质沸点不同，从混合物中分离出、的方法为分馏，B正确；C．结合反应过程，和可循环使用，C正确；D．根据、，1mol、完全转化为Si需要3mol氢气，、、的物质的量之比为，则理论上需要额外补充2mol，D错误。 故选D。 11．工业上采用Si与HCl在350℃左右反应生成，之后将其还原、结晶得到高纯度的单晶硅产品。已知的熔点为-128℃，沸点为33℃，且遇和均剧烈反应。现要在实验室中制取少量，其实验装置如下图所示，则下列说法正确的是 A．反应时，应该先点燃“粗硅”处的酒精灯 B．冰盐浴的目的为降低收集容器的温度，使冷凝为液体 C．可以用无水替换干燥管中的碱石灰 D．使用浓和NaCl混合加热制取HCl利用了浓的脱水性和强酸性 【答案】B 【分析】浓硫酸与NaCl固体混合加热发生复分解反应产生Na2SO4和HCl，HCl气体经浓硫酸干燥后与粗硅发生反应产生SiHCl3，然后经冰盐浴降温后冷凝为液体物质，多余的HCl可以被干燥管的碱石灰吸收然后排放，碱石灰还可以吸收空气中的H2O蒸气，防止SiHCl3遇水剧烈反应导致变质。 【解析】A．反应时，应该先点燃“NaCl”处的酒精灯，产生的氯化氢赶走装置中空气，故A错误；B．由于SiHCl3的熔点为-128℃，沸点为33℃，所以冰盐浴的目的为降低收集容器的温度，使SiHCl3冷凝为液体，故B正确；C．干燥管中的碱石灰，防止空气中的水进入装置中，同时吸收尾气HCl，不可以用无水替换，氯化钙不能吸收氯化氢，故C错误；D．使用浓和NaCl混合加热制取HCl利用了浓的高沸点制取低沸点的氯化氢，故D错误；故答案选B。 12．向浓度相等、体积均为的A、B两份溶液中，分别通入一定量的。在反应后的溶液中逐滴加入的盐酸，产生的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。下列说法不正确的是 A．A溶液通入后的溶质是、，且物质的量之比为 B．A曲线中，消耗盐酸体积从到反应的离子方程式为 C．B溶液通入的在标况下体积为 D．原溶液的物质的量浓度为 【答案】C 【分析】溶液中，分别通入一定量的，溶液可能是NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种或两种（NaOH、NaHCO3不能共存），滴加盐酸，发生的反应可能为①OH-+H+=H2O，②，③。 【解析】A．A溶液后面一段消耗盐酸的量大于前面一段，为Na2CO3和NaHCO3的混合物，发生反应，，A曲线没有气体产生消耗的盐酸刚好是右面产生气体消耗盐酸一半，故、物质的量之比为，A正确；B．由A选项可知，A溶液中，消耗盐酸体积从到反应产生气体，离子方程式为，B正确；C．B溶液后面一段消耗盐酸的量小于前面一段，则B溶液溶质是和，当生成气体时，发生反应，B线生成消耗盐酸的体积，所以通入的在标况下体积应该是，C错误；D．根据图象可知，先向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，后滴加盐酸，当二氧化碳气体完全放出时，溶液的溶质是氯化钠，根据氯离子、钠离子守恒，所以，，D正确；答案选C。 13．碳、硅、锗、锡、铅的单质及化合物是重要的工业材料。 （1）金刚石和石墨是碳的两种同素异形体，相同条件下石墨更稳定，则石墨转化为金刚石的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。 （2）SiO2在通信领域的一种重要用途是 。SiO2晶体中的基本结构单元是 。 （3）SnCl2有较强的还原性，写出SnCl2与FeCl3溶液反应的离子方程式 。 （4）铅丹（Pb3O4）可作为防锈用涂料，呈红褐色。可采用PbS在空气中连续氧化的方法制备：PbS →PbO→Pb3O4，写出第一步氧化的化学方程式 。铅丹曾用于铁制品防锈，请说明它的主要危害 。1 mol铅丹与足量浓盐酸反应时，转移的电子数目为2 NA，写出该反应的化学方程式 。 （5）金属锗、锡在空气中不反应，铅在空气中表面生成一层氧化铅，可能的原因是： 。 【答案】（1）吸热 （2）光导纤维 硅氧四面体 （3）2Fe3+＋Sn2+＝2Fe2+＋Sn4+ （4）2PbS＋3O22PbO＋2SO2 重金属（Pb）污染 Pb3O4＋8HCl（浓）＝3PbCl2+Cl2↑+4H2O （5）锗锡铅同主族，铅的金属性最强，可与空气中氧气反应，而锗锡不反应 【解析】（1）能量越低，物质越稳定，石墨稳定，说明石墨比金刚石具有的能量低，根据能量守恒，石墨转化成金刚石，此反应属于吸热反应； （2）SiO2是光导纤维的成分，SiO2属于原子晶体，基本结构单元是硅氧四面体； （3）锡位于ⅣA族元素，Sn2＋具有较强的还原性，Fe3＋具有强氧化性，把Sn2＋氧化成Sn4＋，本身还原成Fe2＋，其离子反应方程式：2Fe3＋＋Sn2＋=2Fe2＋＋Sn4＋； （4）硫化铅在空气被氧化，生成氧化铅，硫元素被氧化成二氧化硫，故化学反应方程式：2PbS＋3O22PbO＋2SO2，铅是重金属，对人有危害，故主要危害是重金属污染，四氧化铅中＋4价铅具有强氧化性，比氯气的氧化性强，和浓盐酸反应，能把－1价氯氧化成氯气，本身被还原成Pb2＋，其反应方程式：Pb3O4＋8HCl（浓）＝3PbCl2+Cl2↑+4H2O； （5）锗锡铅属于同一主族元素，铅的金属性最强，可与空气中氧气生成一层氧化铅，而锗锡不反应。 14．硅单质及其化合物应用很广。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过程中若混有O2，可能引起的后果是 。 （2）下列有关硅材料的说法正确的是 。 A．单质硅化学性质稳定，但可以被强碱溶液腐蚀 B．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 D．光导纤维的主要成分是SiO2 （3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入盐酸，振荡。写出实验现象并给予解释(用化学方程式说明) 。 （4）在人体器官受到损伤时，需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内，这种材料是 (填字母)。 A．高温结构陶瓷  B．生物陶瓷  C．导电陶瓷 【答案】（1）①SiHCl3+H2Si+3HCl ②SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl↑ 高温下，H2遇O2可能会引起爆炸；O2可能会氧化SiHCl3 （2）AD （3）生成白色絮状沉淀，Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ （4）B 【解析】（1）①纯SiHCl3与氢气反应生成硅和氯化氢，方程式为：SiHCl3+H2Si+3HCl；②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，根据元素守恒可知该物质是氢气，反应的化学方程式为：SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl↑；H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是高温下H2与O2发生放出大量的热，使体积急剧膨胀，发生爆炸；同时O2可能会氧化SiHCl3； （2）A．硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气，可以被强碱溶液腐蚀，正确；B．硅与盐酸不反应，错误；C．玻璃为混合物，没有固定的熔点，错误；D．二氧化硅为光导纤维的主要成分，正确； （3）盐酸的酸性强于硅酸，盐酸与硅酸钠反应生成硅酸沉淀和氯化钠，反应的化学方程式：生成白色絮状沉淀，Na2SiO3+2HCl=" 2NaCl+" H2SiO3↓； （4）在人体器官受到损伤时，需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内，这种材料是生物陶瓷，故选B正确。 15．硅在无机非金属材料中，扮演着主要角色，请利用相关知识回答下列问题： （1）硅有非常重要的用途，请写出其中的一种： 。 （2）古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是 。 A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2 B．性质稳定，不易脱色 C．x等于6 D．易溶解于强酸和强碱 （3）工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图如下： ①在电弧炉中发生的反应需要在高温条件进行，写出该反应化学方程式： 。 ②SiCl4极易水解，在空气中生成烟尘和白雾，推测书写其水解的化学方程式为 。 ③在流化床反应的产物中，除SiCl4外，还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等，有关物质的沸点数据如下表，分离SiCl4和其他杂质的方法为 。 物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4 沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 －30.4 －84.9 －111.9 【答案】（1）制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等(回答其中一种即可) （2）D （3）①2C＋SiO22CO↑＋Si ②SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl ③蒸馏(精馏) 【解析】（1）硅位于金属和非金属分界线附近，常用作半导体材料，为无机非金属材料的主角，计算机芯片的主要成分为单质硅，太阳能电池的主要成分是硅单质，所以硅可制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等，因此，本题正确答案是：制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等； （2）A. 硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示：，所以A选项是正确的；B.硅酸盐性质均比较稳定，不容易褪色，所以B选项是正确的；C. 在硅酸铜钡中的铜元素化合价为+2，硅元素化合价为+4，氧元素的化合价为-2价，钡元素的化合价为+2价，则由化学式为，根据化合物中正负化合价的代数和为0可得：，计算得出x=6，所以C选项是正确的；D. 是瓷器的一种颜料，瓷器耐酸耐碱耐腐蚀，所以不与强酸、强碱反应，故D错误；因此，本题正确答案是：D； （3）①石英砂的主要成分是二氧化硅，制备粗硅发生置换反应， 2C＋SiO22CO↑＋Si；②水解生成硅酸和氯化氢，反应的方程式为： SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl，因此，本题正确答案是： SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl；③利用沸点的不同提纯属于蒸馏，(沸点57.6℃)中含有少量 (沸点33℃)和 (离子化合物沸点很高)， (沸点8.2℃)、 (沸点-30.4℃)、因为沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质，因此，本题正确答案是：精馏(或蒸馏)。 1.（2024高一下·河南洛阳·竞赛）下列反应的离子方程式书写错误的是： A．用硫氰化钾溶液检验Fe3+：Fe3+＋3SCN-= Fe(SCN)3 B．向海带灰浸出液中加入稀硫酸、双氧水：2I- + 2H+ + H2O2= I2 + 2H2O C．磨口玻璃试剂瓶被烧碱溶液腐蚀：SiO2＋2Na+＋2OH-= Na2SiO3＋H2O D．NaHCO3溶液和少量Ba(OH)2溶液混合：2HCO+2OH-+Ba2+=H2O+BaCO3↓+CO 【答案】C 【解析】A．用硫氰化钾溶液检验Fe3+产生血红色溶液，离子方程式为：Fe3+＋3SCN-= Fe(SCN)3，A正确；B．向海带灰浸出液中加入稀硫酸、双氧水的离子方程式为：2I- + 2H+ + H2O2= I2 + 2H2O，B正确；C．Na2SiO3为可溶性盐，故磨口玻璃试剂瓶被烧碱溶液腐蚀的离子方程式为：SiO2＋2OH-=＋H2O，C错误；D．NaHCO3溶液和少量Ba(OH)2溶液混合的反应方程式为：2NaHCO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+Na2CO3+2H2O，故该反应的离子方程式为：2HCO+2OH-+Ba2+=H2O+BaCO3↓+CO，D正确；故答案为：C。 2.（2012高二·广东·竞赛）下列离子方程式正确的是 A．碳酸氢钙溶液中加入盐酸： HCO+H+ =CO2↑ +H2O B．碳酸氢钙溶液中加入过量的烧碱溶液： Ca2++HCO+OH-=CaCO3 ↓+H2O C．水玻璃中通入过量CO2：SiO+CO2+2H2O =CO+H4SiO4↓ D．二氧化硅与氢氟酸作用：SiO2+4H++4F-=SiF4↑ +2H2O 【答案】A 【解析】A．碳酸氢钙溶液与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式为HCO+H+ =CO2↑ +H2O，故A正确；B．碳酸氢钙溶液与过量的烧碱溶液反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水，反应的离子方程式为Ca2++2HCO+2OH—=CaCO3↓+CO+2H2O，故B错误；C．水玻璃与过量二氧化碳反应生成原硅酸沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式为SiO+2CO2+3H2O =2HCO+H4SiO4↓，故C错误；D．二氧化硅与氢氟酸溶液反应生成四氟化硅和水，反应的方程式为SiO2+4HF=SiF4↑ +2H2O，故D错误；故选A。 3.（2015·安徽·初赛·19）化学式为LixAlSi4Oy的三维结构铝硅酸盐中x、y值分别为 A．5，12 B．1，10 C．1，8 D．3，11 【答案】B 4．（2015·安徽·初赛·20）25℃时，在20.00mL0.1000mol·L-1Na2CO3溶液中滴人0.1000mol·L-1盐酸，测得溶液pH随盐酸体积(V)变化曲线如下图，下列有关说法正确的是 A．a点时，溶液中只有CO32-存在 B．b~c段，主要是HCO3和H+发生反应 C．c~d段，溶液pH产生突跃，可用甲基橙指示滴定终点 D．d点时，滴定完成，溶液显中性 【答案】BC 5.（2014·安徽·初赛·1）将石墨置于熔融的钾中可形成钾石墨，其组成主要是C8K、C24K、C36K、C48K、C60K等。在钾石墨中，钾原子把价电子交给石墨层，但在遇到与金属钾易反应的其他物质时会收回。下列对钾石墨的叙述正确的是 A．属于离子化合物 B．导电性比石墨弱 C．与水不会发生任何反应 D．上述5种钾石墨互称同素异形体 【答案】A 6.（2014·安徽·初赛·4）下列关于NaHCO3溶液的说法正确的是 A．既能和苯酚反应又能和氨水反应 B．HCO3－的电离大于HCO3－的水解 C．同浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液，前者碱性强 D．c(Na+)+c(H+)=c(HCO3－)+2c(CO32-)+c(OH－) 【答案】D 7.（2013·安徽·初赛·18）图(a)是SiO44-离子结构示意图，图(b)是一种一维无限长单链结构的多硅酸根，关于此酸根的说法正确的是 A.酸根中Si与O的原子个数比为1：4 B.Si原子的杂化形式为sp2 C.酸根的化学式可以表示为SiO32- D.此酸根对应的钠盐与醋酸反应可以得到澄清的溶液 【答案】C 8.（2018·河南·预赛·30）SiO2晶体的部分结构如图所示，关于该晶体下列说法错误的是 A.Si原子杂化类型为sp3 B.Si、0的原子个数比为1:4 C.Si原子数目与Si-0键数目比为1:4 D.SiO2晶体中最小环为12元环 【答案】B 9.（2018·河南·预赛·40）天然硅酸盐化学组成复杂，各类硅酸盐在结构上最有意义的差别在于SiO4四面体连接方式上的不同，从这一角度出发，硅酸盐大体上可以分为以下几类： （1）具有独立硅氧阴离子团的硅酸盐，其中部分结构如图1: （2）具有SiO4正四面体无限长链的硅酸盐，每一正四面体有两个氧原子分别与前后两个四面体共享，其负电荷沿长链分布，不形成环状阴离子，其投影如图2: （3）具有SiO4正四面体二维层状结构的硅酸盐，阴离子平均组成为(Si4O10)n4n-； （4）具有SiO4正四面体三维网架构造的硅酸盐，SiO4正四面体的每个氧原子皆与相邻四面体共享，形成“无限”三维网架结构。 下列关于硅酸盐说法错误的是( ) A.图1中A离子的化学式为SiO44- B.图1中D离子的化学式为(Si8O24)16- C.图2中长链的平均组成化学式为(SiO3)n2n- D.硅酸盐人造分子筛可以用作吸附剂和催化剂，与它的多孔结构有关 【答案】A 10．（2014·安徽·初赛·30）已知A和B都是只由短周期元素组成的化合物，且均含有元素X。A中X的质量分数为19.17%．B中X的质量分数为37.77%。A和B均可溶于水，A的水溶液使石蕊试纸变红，B的水溶液使石蕊试纸变蓝且含有Si。将A与B分别与氯化钡溶液反应，分别生成不溶于酸的白色沉淀C和D。将A和B的水溶液混合，则生成不包含X的白色沉淀E。分别写出物质A—E的化学式。 【答案】A为NaHSO4 B为Na2SiO3 C为BaSO4 D为BaSiO3 E为H2SiO4 11.（2017·北京·预选赛·2-1）甲同学欲探究某抗酸药的有效成分的组成。 是由短周期元素组成的化合物。查阅资料：由短周期元素组成的抗酸药的有效成分有碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝、碱式碳酸镁。 实验过程： A、B、C分别是__________。 若上述得到的，则的化学式是__________。 【答案】A：；B：；C： X： 12.（2011·福建·预赛·6）己知Ag2CO3的分子量为276 g/mol。当25.0 mL 0.200 mol/L AgNO3溶液与50.0 mL 0.0800 mol/L Na2CO3溶液混合时： 6-1写出化学反应方程式。 6-2计算此时会产生多少克Ag2CO3沉淀？ 6-3计算滤液中Na+的物质的量浓度为多少？ 【答案】6-1 未配分扣1分，未注明aq（或水溶液）不扣分 6-2 确定反应计量关系：2mol AgNO3与1 mol Na2CO3反应 6-3 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$