内容正文:
假期作业
C.将氢氧化钠固体加入浓氨水中
D.将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固
体中
(2)根据上述正确的原理,该同学欲用
下列常见的实验室制气装置制取氨气,
适宜的装置是 。
(3)气体的性质是气体收集方法选择的
主要依据,下列性质与收集方法无关的
是 。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳
定性 ⑤与氧气反应
(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种
装置,其中可行的是 ,集气的
原理是
。
假期作业(十三) 无机非金属材料
一、硅酸盐材料
无机非金属材料一般含有
元素,具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点,
以及特殊的 、
等性能。
1.硅酸盐的结构
在硅酸盐中,Si和O构成了 ,
Si在中心,O在四面体的4个顶角;许多
这样的四面体还可以通过顶角的O相互
连接。其结构示意图为 。
2.硅酸盐材料
产
品 原料 主要设备 主要成分 用途
陶
瓷
(主
要成分为含
水的铝硅酸
盐)
——— 硅酸盐
建筑材料、
绝缘材料、
日用器皿、
卫 生 洁
具等
玻
璃
︵普
通
︶
、
、
玻璃窑
、
、
建筑材料、
光学仪器、
各种器皿、
高 强 度 复
合材料等
水
泥
、
、适
量石膏
水泥
回转窑
硅酸盐
建 筑 和 水
利工程
·65·
高一化学
[微点拨] 由原料和玻璃的成分及反应
条件“熔融”,可知反应的化学方程式为
SiO2+Na2CO3
高温
Na2SiO3+CO2↑,
SiO2+CaCO3
高温
CaSiO3+CO2↑。
二、新型无机非金属材料
1.硅和二氧化硅
(1)硅元素的存在与结构
存在
含量 存在形态
原子结构
示意图
周期表中
位置
地壳中居
第二位
氧化物和
硅酸盐
、
(2)单质硅的制备
(3)硅和二氧化硅的用途
2.新型陶瓷
(1)新型陶瓷在组成上不再限于传统的
硅酸盐体系,在光学、热学、电学、磁学等
方面具有很多新的特性和功能。
(2)碳化硅(SiC)俗称金刚砂,碳原子和
硅原子通过共价键连接,具有类似金刚
石的结构,硬度很大,可用作砂纸和砂轮
的磨料。碳化硅还耐高温,可用作耐高
温结构材料、耐高温半导体材料等。
3.碳纳米材料
碳纳米材料在 等领域有
着广阔的应用前景。
结构特点 应用
富勒烯
由 原子构成的
一系列笼形分子的
总称
代表物 开
启碳纳米材料研
究 和 应 用 的 新
时代
碳纳
米管
由 片层卷成
的管状物,具有纳米
尺度的直径
用于生产 、
电池和传感器等
石墨烯
只有 碳原
子直径厚度的单层
石墨
应用于光电器件、
超级电容器、电池
和复合材料等
【典例1】 下列说法正确的是 ( )
A.SiO2 熔点高、硬度大,可用于制光导
纤维
B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤
维和光电池
C.由于HF能与SiO2 反应,所以可用氢
氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
D.在一定条件下,SiO2
HCl(aq)
→SiCl4
H2
高温→Si物质间转化均能实现
【解析】 SiO2 可用于制光导纤维不是因
为它的熔点高、硬度大,也不是因为它具
有导电性,而是由于它能够有效地传导
光信号,制造光电池利用的是单质硅的
半导体性能,A、B错误;SiO2 不与盐酸反
应,D错误。
【答案】 C
·75·
假期作业
【典例2】 下列有关硅及其化合物的说法
中正确的是 ( )
A.硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠
可以保存在带有磨口玻璃塞的试剂
瓶中
B.氢氟酸可用带橡胶塞的玻璃试剂瓶
保存
C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅
酸盐材料
D.水玻璃在空气中变质生成 H2SiO3
沉淀
【解析】 A项,Na2SiO3 溶液具有黏合
性,错误;B项,氢氟酸与玻璃中的SiO2
反应,不 能 用 玻 璃 瓶 保 存 氢 氟 酸,错
误;C项,石英玻璃不属硅酸盐材料,
错误。
【答案】 D
【典例3】 下列反应不能一步完成的是
( )
A.SiO2→Na2SiO3
B.SiO2→H2SiO3
C.Na2SiO3→H2SiO3
D.H2SiO3→SiO2
【解析】 二氧化硅可与氢氧化钠直接反
应生成硅酸钠;Na2SiO3 溶液中通入CO2
或加入盐酸都可以生成H2SiO3;硅酸可
直接加热分解生成二氧化硅,故只有B
符合题意。
【答案】 B
【典例4】 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.陶瓷具有耐高温、耐酸碱侵蚀、抗氧化
等优点
【解析】 氧化铁为红棕色固体,瓷器的
青色不可能来自氧化铁,A错误;秦兵马
俑是陶制品,陶制品是由黏土或含有黏
土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成
的,B正确;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,C正确;陶瓷的主要成分是硅酸盐,硅
酸盐具有耐高温、耐酸碱侵蚀、抗氧化等
特点,D正确。
【答案】 A
1.《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”。
下列说法错误的是 ( )
A.沙子和粘土主要成分为硅酸盐
B.“燃薪举火”使粘土发生复杂的物理化
学变化
C.烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成
青瓦
D.粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料
·85·
高一化学
2.下列有关说法正确的是 ( )
A.碳、硅原子最外电子层均有4个电子,
其原子既不易失去也不易得到电子,
故二者的单质很难发生化学反应
B.硅是一种亲氧元素,在地壳中只有
SiO2一种存在形式
C.自然界中,碳元素只有有机物和氧化
物两种存在形式
D.硅的氧化物和硅酸盐是构成地壳的主
要物质
3.下列说法正确的是 ( )
A.硅材料广泛应用于光纤通信
B.工程师利用盐酸刻蚀石英制作工艺品
C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐
制品
D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
4.下列说法不正确的是 ( )
A.光导纤维、碳化硅、碳纳米材料等均为
新型无机非金属材料
B.碳纳米管的比表面积大,有优良的电
学性能
C.石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的
单层石墨
D.光导纤维的通信容量大,导电性强
5.下列叙述正确的是 ( )
A.SiO2既能和NaOH溶液反应,又能和
氢氟酸反应,所以SiO2 属于两性氧
化物
B.因为 Na2CO3+SiO2
高温
Na2SiO3+
CO2↑,所以硅酸的酸性比碳酸强
C.CO2和SiO2都能与碳反应,且都作氧
化剂
D.CO2和SiO2 都是由分子构成的化合
物,所以两者物理性质相似
6.能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是
( )
A.CO2 溶于水生成碳酸,SiO2 不溶于
水,也不能跟水直接反应生成硅酸
B.在高温条件下,SiO2 和Na2CO3 发生
反应:SiO2+Na2CO3
高温
Na2SiO3+
CO2↑
C.SiO2的熔点比CO2高
D.将CO2 通入Na2SiO3 稀溶液中,生成
白色胶状沉淀
7.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部
分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属
材料中,硅一直扮演着主角。下面几种
物质中含有硅单质的是 ( )
A.玛瑙 B.光导纤维
C.太阳能电池 D.水晶
8.宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时,
必须穿上10公斤重的航天服,我国宇航
员的航天服是由我国科学家研制的新型
“连续纤维增韧”航空材料做成的,主要
由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下
列相关叙述错误的是 ( )
A.它耐高温、抗氧化
B.它比钢铁轻,但质地较脆
C.它没有固定熔点
D.它是一种新型无机非金属材料
9.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 ( )
·95·
假期作业
A.SiO2属于两性氧化物
B.酸性:H2SiO3>H2CO3
C.硅胶吸水后可重复再生
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
10.用SiHCl3 与过量 H2 反应制备纯硅的
装置如图(热源及夹持装置已略去):
(1)装置B中的试剂是 ,装置C
中的烧瓶需要加热,其目的是
。
(2)反应一段时间后,装置D中观察到
的现象是
,
装置D中发生反应的化学方程式为
。
(3)为保证制备纯硅实验的成功,操作
的关键是检查实验装置的气密性,控制
好反应温度以及
。
(4)为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,
将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再
加入的试剂是 (填字母)。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液
d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液
11.A、B、C、D、E代表单质或化合物,它们
之间的相互转化关系如下图所示。A
为地壳中含量仅次于氧的非金属元素
的单质。
(1)形成单质A的元素,在化合物中的
最高化合价为 。
(2)B的化学式是 ,C的
化学式是 ,D的化学式是
。
(3)B与碳反应生成A和E的化学方程
式为 。
假期作业(十四) 化学反应与能量变化
一、化学反应与热能
1.实验探究
(1)Mg与稀盐酸反应为 反应。
(2)Ba(OH)2·8H2O晶体粉末与10g
NH4Cl晶体反应为 反应。
2.放热反应与吸热反应
(1)放热反应: 的化学反应,
如活泼金属与酸的反应,燃烧反应,中和
反应等。
(2)吸热反应: 的化学反应,
如氢氧化钡与氯化铵的反应,盐酸与碳
酸氢钠的反应,灼热的炭与二氧化碳的
反应。
有的化学反应需要加热,该反应
是否为吸热反应? 有的化学反应在常温
下能够进行,该反应是否为放热反应?
·06·
假期作业
硝酸铵中硝酸根离子中 N显+5价,A错误;检验
NH+4 时,取少量某盐放入试管中;应加入浓氢氧化钠
溶液共热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,B错
误;NH4Cl溶液中加入NaOH溶液共热时,会发生反
应产生氨气和水,离子方程式为 NH+4 +OH-
△
NH3↑+H2O,C正确;氯化铵受热分解为氨气和氯
化氢,发生化学变化,但是氯化钠受热不分解,NH4Cl
和NaCl的固体混合物可用加热法分离,不是升华法,
D错误。
6.A 1mol浓硝酸被还原生成1molNO2,转移1mol
电子,A错误;浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,Cu与浓
硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈,B正确;Cu与浓、稀硝
酸反应都不需要加热,C正确;浓硝酸的还原产物是
NO2,稀硝酸的还原产物是NO,根据得失电子守恒可
判断生成等量的Cu(NO3)2,消耗浓硝酸的量多,
D正确。
7.B SO2、NO2易形成酸雨。
8.D 硝酸具有强氧化性,能使试纸褪色,则滴加65%的
硝酸,先变红后褪色,最后为白色;98%的硫酸为浓硫
酸,具有脱水性,则能使蓝色石蕊试纸最后变为黑色;
氯水中含有盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,则在
试纸上滴加新制氯水,先变红后褪色,最后为白色。
9.D 一定量的浓硝酸与足量的铜会发生以下两个反
应:①Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+
2H2O,②3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑
+4H2O。n(HNO3)=0.6mol,若只发生反应①,生
成气体n(NO2)=0.3mol,标准状况下体积为6.72L;
若只发生反应②,生成气体n(NO)=0.15mol,标准
状况下体积为3.36L,故气体为两者的混合物,标准
状况下体积介于3.36L与6.72L之间。
10.解析:(1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应,
当空气不足时,汽油不完全燃烧,会产生CO;当空气
过量时,N2 和O2 在放电或高温条件下反应生成
NO。汽车尾气对环境的危害很大,可以形成硝酸型
酸雨,导致光化学烟雾,产生温室效应。(3)CO、NOx
反应后生成的无毒气体为CO2和N2。(4)设NO的
体积为V(NO),NO2的体积为V(NO2),依据方程式
知,处理NO需V(NH3)=
2
3V
(NO),处理NO2需
V(NH3)=
4
3V
(NO2),则
V(NO)+V(NO2)=3.0L
2
3V
(NO)+43V
(NO2)=3.5L
解得V(NO)=0.75L,V(NO2)=2.25L,
V(NO)∶V(NO2)=1∶3。
答案:(1)汽油的不完全燃烧 N2与O2在汽车汽缸
内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、导致光
化学烟雾、产生温室效应(任选填两种即可)
(2)3NO2+H2O2HNO3+NO (3)2CO+2NO
催化剂
N2+2CO2 (4)1∶3
11.解析:(1)加热氯化铵产生氯化氢和氨气,遇冷又转
化为氯化铵固体,不能制取氨气;用浓氨水与氢氧化
钠固体混合制氨气时,将氨水滴入氢氧化钠固体中
更方便操作,而且节约氨水的用量;氨气极易溶于
水,若用稀溶液制取,产量较少。(2)根据所给试剂
看,不需要加热条件。(3)收集气体可采用排空气法
(密度、气体不能被氧气氧化等),也可采用排水法
(不易溶于水),与其他性质无关。(4)氨气极易溶于
水,采用向下排空气法收集。
答案:(1)B (2)C (3)②④ (4)d 利用氨气密度
小于空气,采用短管进氨气,长管出空气,即可收集
氨气
假期作业(十三) 无机非金属材料
基础再现
一、硅、氧 光学 电学
1.硅氧四面体
2.黏土 纯碱 石灰石 石英砂 Na2SiO3 CaSiO3
SiO2 石灰石 黏土
二、1.(1)第三周期 第ⅣA族 (2)SiO3+2C
高温
Si
(粗)+2CO↑ Si(粗)+3HCl
△
SiHCl3+H2
SiHCl3+H2
高温
Si(纯)+3HCl
3.能源、信息、医药 碳 C60 石墨 复合材料 一个
学以致用
1.A 沙子的主要成分是SiO2,粘土的主要成分是硅酸
盐,A错误;“燃薪举火”烧制粘土,发生一系列复杂的
物理化学变化,制得砖、瓦等硅酸盐产品,B正确;据
“浇水转釉(主要为青色),与造砖同法”可知,烧制后
浇水冷却成青瓦,C正确;粘土是制作砖瓦和陶瓷的
主要原料,D正确。
2.D 碳、硅的单质在加热条件下可与O2反应,并非很
难发生化学反应,A项错误;硅在自然界中主要以氧
化物和硅酸盐的形式存在,是构成地壳的主要物质,
B项错误,D项正确;碳元素在自然界中还有单质、碳
酸盐等多种存在形式,C项错误。
3.A 石英的主要成分是二氧化硅,二氧化硅与盐酸不
反应,B错;水晶项链的主要成分是二氧化硅,C错;粗
硅制备单晶硅有如下反应Si(粗硅)+3HCl
300℃
SiHCl3+H2,SiHCl3+H2
1100℃
Si(高纯硅)+
3HCl,上述两个反应均是氧化还原反应,D错。
4.D 光导纤维不导电,只能传输光。
5.C SiO2能和氢氧化钠等碱溶液反应,与氢氟酸反应
生成的不是盐和水,且不能与其他酸反应,故SiO2属
于酸性氧化物,A 错误;反应 Na2CO3+SiO2
高温
Na2SiO3+CO2↑是利用高沸点酸制低沸点酸的原
理,不能据此说明硅酸的酸性比碳酸强,事实上碳酸
的酸性强于硅酸,B错误;CO2和SiO2都能与碳反应,
反应中碳是还原剂,CO2和SiO2都作氧化剂,C正确;
CO2是由分子构成的化合物,SiO2是由硅原子和氧原
子构成的立体网状结构的化合物,不存在单个的分
·201·
高一化学
子,两者结构不同,物理性质相差较大,D错误。
6.D B项是在固体反应中难挥发性(高沸点)物质制取
易挥发性(低沸点)物质,它是利用两者共熔时生成易
挥发的CO2使反应发生;D项是较强的酸与较弱的酸
的盐溶液反应生成较强酸的盐和较弱酸的复分解反
应,这是该类复分解反应发生的条件之一;A项是二
者的水溶性,不能证明碳酸的酸性比硅酸强;C项是
二者的熔点,也不能证明碳酸的酸性比硅酸强。
7.C 玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分是SiO2,硅单质
可用来制造太阳能电池板。
8.B 由题目信息中“连续纤维增韧”可知,该航天服的
韧性很好,质地并不是很脆,B错误。
9.C SiO2不与除HF之外的酸反应,SiO2是酸性氧化
物,不属于两性氧化物,A项错误;由Na2SiO3、CO2
和H2O反应生成 H2SiO3 可知,H2CO3 酸性强于
H2SiO3,B项错误;硅胶吸水后再经加热除水即可以
重复使用,C项正确;图中有的转化反应不是氧化还
原反应,如SiO2与NaOH溶液的反应等,D项错误。
10.解析:(1)为防止SiHCl3与 H2O强烈反应,需要干
燥剂干燥氢气,浓硫酸具有吸水性且不和氢气反应,
所以可以作干燥剂;升高温度能使SiHCl3气化,从
而使SiHCl3和氢气在D中反应。(2)D中发生反应
SiHCl3+H2
1100℃
Si+3HCl,Si为固态,所以看
到的现象是有固体物质生成。(3)Si是亲氧元素,为
防止Si被氧化,需要排尽装置中的空气。(4)向溶液
中加入强氧化剂,然后加入KSCN溶液检验铁离子,
这几种物质中氯水具有强氧化性,故选bd。
答案:(1)浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
(2)有 固 体 物 质 生 成 SiHCl3+H2
1100℃
Si+3HCl
(3)排尽装置中的空气 (4)bd
11.解析:本题的突破点是“A为地壳中含量仅次于氧的
非金属元素的单质”,由此可知A为硅,B为二氧化
硅,C为硅酸钙,D为硅酸钠。
答案:(1)+4价 (2)SiO2 CaSiO3 Na2SiO3
(3)SiO2+2C
高温
Si+2CO↑
假期作业(十四) 化学反应与能量变化
基础再现
一、1.(1)放热 (2)吸热
2.(1)释放热量 (2)吸收热量
微思考:[提示] 都不一定;原因是化学反应放热还
是吸热取决于反应物和生成物具有总能量的相对大
小,与反应是否需要加热无关。
二、1.吸收能量 放出能量 2.放热 吸热 放出热量
吸收热量 (1)化学 热 (2)热 化学
三、1.煤 石油 天然气 2.(1)不可再生 (2)SO2、
NOx、CO 3.(1)燃烧效率 (2)利用率 4.(1)可以再
生 对环境无污染 (2)太阳 风 氢
四、1.(1)化石燃料 化学 热 发电机 (2)化学 热
机械 电 燃烧(氧化还原反应)
2.(1)有 无 Zn+2H+H2↑+Zn2+ Zn-2e-
Zn2+ 2H++2e-H2↑ Zn+2H+H2↑
+Zn2+ 电流 化学 电 (2)①化学 电 ②氧化
流出 还原 流入
微思考:[提示] H+向正极移动,SO2-4 向负极移动。
3.(1)提供电解质溶液
五、1.(1)负 正 电解质溶液 (2)一次性 不能
Zn-2e- Zn2+ 2MnO2+2NH
+
4 +2e-
Mn2O3+2NH3↑+H2O
2.(1)二次 氧化还原 逆向 化学能
放电
充电
电能
3.燃料 氧化剂 化学 电 清洁 安全 高效
微思考:[提示] 电动车、手机的电池都可以反复充
电使用,都属于二次电池。
学以致用
1.A
2.C 生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能
量,绿色植物可以通过光合作用将光能转化为生物质
能,A项正确;风能、太阳能属于可再生能源,无污染,
是清洁能源,B项正确;氢气是一种热值很高的燃料,
它燃烧时产生的能量一般高于同质量的其他燃料,氢
能目前难以被广泛利用的主要原因是开发利用技术
不成熟,C项错误;开发生物质能有利于环境保护和
经济可持续发展,D项正确。
3.D 金刚石、石墨的结构不同,都是由碳元素组成的不
同单质,A项正确;金刚石和石墨是不同的物质,二者
在一定条件下可以相互转化,B项正确;C(石墨)
一定条件
C(金刚石)是吸热反应,故相同质量的石墨
比金刚石的能量低,即石墨比金刚石稳定,C项正确,
D项错误。
4.C H2、Cl2分子中的化学键是非极性键,HCl分子中的
化学键是极性键,A项错误;根据反应H2(g)+Cl2(g)
2HCl(g)放出能量可知,1molH2和1molCl2的
总能量一定大于2molHCl的总能量,B项错误;由题
给图示可知,断开1molH—H和1molCl—Cl分别
需要吸收Q1kJ、Q2kJ的能量,形成1molH—Cl放出
Q3kJ的能量,则反应放出的能量为(2Q3-Q1-Q2)kJ,
C项正确;若反应过程中(Q1+Q2)>2Q3,则反应吸收
能量,与实际不符,D项错误。
5.B 据图可知,反应物A的能量大于生成物C的能
量,该反应为放热反应,反应进行时,一定释放能量,
A错误,B正确;A物质的能量高于C,则A不如C稳
定,C错误;放热反应并不一定很容易进行,也可能需
加热等反应条件,D错误。
6.A 锂离子电池能将化学能转化为电能;风力发电机
能将风能转化为电能;偏二甲肼燃烧能将化学能转化
为热能;太阳能集热器能将太阳能转化为热能。
7.D 铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中构
成原电池,铁作负极,发生反应Fe-2e-Fe2+,银
作正极,发生反应2H++2e-H2↑,故A错误;
溶液中Cl-移向负极,负极附近Cl-的浓度增大,正极
附近Cl-的浓度逐渐减小,而溶液中Cl-的浓度基本
不变,B、C错误,D正确。
8.C 根据负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生
·301·