资源简介

第四章 非金属及其化合物
【备考策略】
综合分析近三年各地高考试题，高考命题在本章有以下规律：
1.从命题角度看，多以综合题型为主，广泛涉及化学与生产、生活相关的物质的结构、性质、用途等，以识记、辨析类知识为主。
2.从命题思路上，还是以掌握基本的化学基本理论和化学事实为依据，强调学科内概念、理论、元素化合物、实验等知识点的综合，命题中将传统题型与创新题型相结合以多种信息呈现，如表格数据、坐标图、演示实验装置图等，强调联系实际进行考查。
3.纵观近三年考试试题，试题仍以对主干知识考查为主，注重对知识结论和规律的记忆和运用，重视理论联系实际，关注科学技术、社会经济和生态的协调发展，重视对考生科学素养的考查。
根据近三年的命题特点和规律，复习本章时注意以下几个方面：
1.借助于理论工具。
尤其是元素周期律、氧化还原反应和平衡理论。用这些理论有效地指导非金属元素的复习和知识体系构建。
2.将元素化合物知识形成知识网络。
如按“氢化物——非金属单质——氧化物——含氧酸——盐”的线索进行复习，很容易将知识系统化，建立知识网。
3.关注科技、生产、社会的发展。
关注科技发展，了解元素化合物的新进展和新应用。
4.紧密与实验、计算相结合。
化学是一门实验学科，将典型实验进行有效复习，如卤素单质间的转化、强酸制弱酸的反应、常见的置换反应等加深对知识的理解和运用；将定性深化为定量是化学的进步，与计算相结合，利于学生巩固化学的基本学科思想，如电子守恒法、物料守恒法等。
无机非金属材料的主角——硅
【高考目标导航】
考纲导引 考点梳理
1.了解C,Si单质及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解常见的无机非金属材料的性质及用途 1.碳、硅。2.CO2和SiO2。3.硅酸和硅酸盐。4. 常见的无机非金属材料。
【基础知识梳理】
一、C、Si单质性质及其用途的比较。
碳 硅
存在形态 既有游离态，又有化合态；主要单质有：金刚石、石墨、C60等同素异形体 在地壳中的含量仅次于氧，全部以化合态存在；主要单质有：晶体硅和无定性硅两大类
单质的物理性质 金刚石熔点很高，硬度很大；石墨熔点很高（比金刚石高）硬度较小，能导电，有滑腻感。 晶体硅，灰黑色，有金属光泽；与金刚石相似，熔点很高，硬度很大；是良好的半导体材料。
化学性质21世纪教育网 与非金属单质反应21世纪教育网 与O2反应：21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网2C+O22COC+O2CO221世纪教育网 与O2、Cl2反应：21世纪教育网Si+O2SiO221世纪教育网21世纪教育网Si+2Cl2SiCl4
与氧化物反应 与Fe2O3、SiO2反应：3C+2Fe2O33CO2+4Fe2C+SiO22CO↑+Si 与FeOSi+2FeO 2 Fe+SiO2
与酸反应 与浓硫酸、浓硝酸反应：C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2OC+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O 只与氢氟酸反应：Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
与碱反应 与碱不反应 与NaOH溶液反应：Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
用途 金刚石用作切割工具；石墨用作电极、铅笔芯。 含硅4％的硅钢具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯；含硅15％的硅钢具有很好的耐酸性能，作为耐酸材料；制光电池等
二、CO2和SiO2的比较
物 质 二氧化硅 二氧化碳
晶体类型 原子晶体 分子晶体
物理性质 硬度大、熔沸点高、常温下为固体、不溶于水 熔沸点低，常温下为气体，微溶于水
化学性质 ①与水反应 不反应 CO2 + H2O H2CO3
②与酸反应 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O 不反应
③与碱反应 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O盛碱液的试剂瓶用橡皮塞 CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O或CO2 + NaOH = 2NaHCO3
④与盐反应 SiO2 + Na2CO3 ＝Na2SiO3 + CO2↑SiO2 + CaCO3 ＝ CaSiO3 + CO2↑ Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓ + 2HClOCO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3
⑤与碱性氧化物反应 SiO2 + CaO ＝ CaSiO3 CO2 + Na2O ＝ Na2CO3
三、硅酸及硅酸盐
1.硅酸
⑴物理性质：与一般的无机含氧酸不同，硅酸难溶于水。
⑵化学性质：①弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为：
H2SiO3+2NaOH== Na2SiO3+2H2O。
②不稳定性：受热易分解，化学方程式为：H2SiO3 H2O+ SiO2。
⑶制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：
Na2SiO3+2HCl== H2SiO3↓+2NaCl
⑷用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。
2、硅酸盐
⑴硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
⑵硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。
⑶硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为Na2O·SiO2。长石（KAlSi3O8）可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。（注意：硅酸盐写法与氧化物写法中各元素的化合价保持不变，原子个数比相等；表示顺序一般为：活泼金属的氧化物·较活泼金属的氧化物·二氧化硅·水。
四、无极非金属材料
1.传统的无极非金属材料
硅酸盐材料是传统的无机非金属材料：玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品，比较如下
硅酸盐产品 水 泥 玻 璃 陶瓷
原 料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土
反应原理 发生复杂的物理化学变化（不作要求） SiO2 + Na2CO3 ＝Na2SiO3 + CO2↑SiO2 + CaCO3 ＝ CaSiO3 + CO2↑
主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑
主要成分 3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
反应条件 高温 高温
陶瓷生产的一般过程：混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷，随着现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等相继被生产出来。
2.新型无极非金属材料
材料类别 主要特性 示例 用途
高温结构陶瓷 能承受高温，强度高 氮化硅陶瓷模具等 汽轮机叶片、轴承、永久性
半导体陶瓷 具有电学特性 氧化锡陶瓷 集成电路中的半导体
光学材料 具有光学特性 光导纤维 光缆通讯、医疗、照明等
生物陶瓷 具有生物功能 氧化铝陶瓷钉 人造骨、人造关节、接骨螺
【要点名师透析】
1. 硅及其化合物的特殊性质
（1）硅
①非金属单质一般为非导体，如硫，但Si却为半导体；②非金属单质与碱反应一般是非金属既作氧化剂又作还原剂，而Si与碱反应只作还原剂；③C、Si同属ⅣA族，还原性是Si大于C，而C却能将Si从SiO2中还原出来(条件是高温)，原因是产物CO气体迅速从反应体系中逸出，SiO2＋2CSi＋2CO↑；
③非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，而Si能与HF发生反应， Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
（2）硅的化合物
①酸性氧化物一般不与酸发生非氧化还原反应，但SiO2却能与HF作用， SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O；
②无机酸一般可溶于水，而H2SiO3及H4SiO4却难溶于水；Na2SiO3水溶液俗名为“水玻璃”，但它与玻璃却大相径庭，Na2SiO3水解显强碱性，俗名“泡花碱”，但它却不是碱，而是盐。
【典例1】不能用磨口玻璃瓶贮存的一组物质是 （ ）
A．溴水 氯水 碘水 B．氢溴酸 盐酸 氢硫酸
C．浓硫酸 浓硝酸 浓盐酸 D．NaOH溶液 Na2CO3溶液 水玻璃
【答案】D
【解析】玻璃是石英砂和碳酸钠熔融所得的硅酸钠熔体,水玻璃是硅酸钠溶液，磨口瓶因磨砂使表面积增大，容易粘连。玻璃瓶与溶液含同种物质，易发生扩散，硅酸钠呈碱性。
二、CO2与碱的反应及HCO3－ 、CO32－ 的检验
1.CO2 与强碱反应
反应原理： NaOH Na2CO3 NaHCO3
反应后溶质成分的判断可用数轴表示：
溶质的成分
X≤1∶1 NaHCO3
1∶1X＝2∶1 Na2CO3
X>2∶1 NaOH、Na2CO3
2.HCO3－ 、CO32－ 的检验
(1)CO32－ 的检验
①原理：CO32－＋Ca2＋===CaCO3↓
②方法：向待检验溶液中滴加一定量的 Ca2＋或 Ba2＋的可溶性盐溶液，有白色沉淀生成。再加入适量的盐酸．白色沉淀溶解且生成无色，无味的气体，则待检溶液中有 CO32－。
(2)HCO3－ 的检验
①原理：HCO3－＋H＋===H2O＋CO2↑
②检验方法：向待检验溶液中滴加足量的 Ca2＋或 Ba2＋可溶性盐溶液无明显现象，再向溶液中加入足量的酸。若溶液中有无色、无味的气体生成，则待检溶液中有 HCO3－。
【典例2】将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是
A.Na2SiO3
B.Na2CO3、Na2SiO3
C.Na2CO3、SiO2
D.SiO2
【答案】选A。
【解析】选A。将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2+Na2SiO3+2H2O ==== H2SiO3↓+2NaHCO3；加热蒸干高温灼烧时发生反应：H2SiO3 H2O+SiO2；2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O；SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑，各反应物存在如下关系，H2SiO3～2NaHCO3，H2SiO3～SiO2，2NaHCO3 ～Na2CO3 ～ SiO2，由上述关系可知，最后所得固体物质是Na2SiO3,故选A项。
【感悟高考真题】
1.（2011·北京高考·11）下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是
A.取a克混合物充分加热，减重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
D.取a克混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体。
【答案】选C。
【解析】解答本题时应注意NaHCO3 、Na2CO3的不同性质所引发的不同反应及定量计算的方法。
选项 具体分析 结论
A 将混合物加热时发生反应2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑+ H2O，由对应关系2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑+ H2O Δm84×2 62m（NaHCO3） b故m（NaHCO3）=b，m（Na2CO3）=a－bw（Na2CO3）=％=1－ 正确
B 取a g混合物与足量盐酸发生反应：Na2CO3+2HCl＝CO2↑+ H2O + NaCl106 58.5m（Na2CO3） m1（NaCl）NaHCO3 + HCl＝ NaCl + H2O+CO284 58.5m（NaHCO3） m2（NaCl）可列方程组如下：m（Na2CO3）+ m（NaHCO3）=a m1（NaCl）+ m2（NaCl）=b可求得m（Na2CO3），进而求得质量分数 正确
C 取a g混合物加入足量稀硫酸时，发生反应Na2CO3+H2SO4＝＝CO2↑+ H2O +Na2SO42NaHCO3+H2SO4＝＝2CO2↑+ 2H2O +Na2SO4因逸出的气体中既包括CO2气体，还有水蒸气，且无法确定二者关系，故依据增重b g无法进行计算。 错误
D 取a g混合物加入足量Ba(OH)2溶液时，发生反应Ba(OH)2 + Na2CO3== Ba CO3 ↓ + 2 NaOH 106 197 m（Na2CO3） m1（BaCO3）Ba(OH)2 +2NaHCO3== Ba CO3 + NaOH + H2O 84×2 197m（NaHCO3） m2（BaCO3）可列方程组如下：m（Na2CO3）+ m（NaHCO3）=a m1（BaCO3）+ m2（BaCO3）=b可求得m（Na2CO3），进而求得质量分数 正确
2.（2011·福建高考·6）下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是
A.CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C.节能减排符合低碳经济的要求
D.合理开发利用可燃冰（固态甲烷水合物）有助于缓解能源紧缺
【答案】选A。
【解析】了解社会、生活、环保和技术中常见的化学现象是解答本题的关键。常见的温室气体有二氧化碳、甲烷、氮氧化物和氟利昂等，氮气不是造成温室效应的气体。
3.（2011·海南高考·9）“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如图所示（部分条件及物质未标出）。
下列有关该方法的叙述中正确的是（ ）。
A．能耗大是该方法的一大缺点
B．整个过程中，只有一种物质可以循环利用
C．“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D．该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
【答案】选AD。
【解析】可以依据如下反应流程进行分析：
碳酸钙高温分解时，需要吸收大量的热，所以该方法的缺点是能耗大，A选项正确；整个过程中，CaO和NaOH两种物质可以循环利用，B选项错误；“反应分离”环节中分离的是NaOH溶液和碳酸钙沉淀的混合物，只需过滤即可，C选项错误；该方法吸收了CO2，并且把重新收集到的CO2进行利用，制备甲醇等化工产品，可减少碳排放，符合“低碳经济”原则。
4.（2011·山东高考·10）某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素
A.在自然界中只以化合态的形式存在
B.单质 常用作半导体材料和光导纤维
C.最高价氧化物不与酸反应
D.气态氢化物比甲烷稳定
【答案】选A。
【解析】先准确推断出该元素为硅，然后对照它的性质与用途进行判断。
通过信息可推知该元素为Si。B项，其单质能用作半导体材料而不能用作光导纤维，B错误；C项，它的最高价氧化物SiO2能与氢氟酸反应，化学方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,C错误；D项，由于元素的非金属性C＞Si，故SiH4的稳定性弱于甲烷，D错误。
4.（2010·全国卷1）下列叙述正确的是
A．Li在氧气中燃烧主要生成
B．将SO2通入溶液可生成沉淀
C．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸
D．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu
【答案】C
【解析】A错误，因为Li在空气中燃烧只能生成Li2 O,直接取材于第一册课本第二章第三节； B错误，酸性：HCl＞H2SO3＞H2CO3所以通入后无BaSO3沉淀，因为BaSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2↑；D错误，溶液中该反应难以发生，先是：2NH3+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4,接着Cu(OH)2CuO+H20,溶液中NH3不能还原CuO为Cu,要还原必须是干燥的固态！C正确，强酸制弱酸，酸性：H2CO3＞HClO,反应为：CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3↓+2HClO，直接取材于课本第一册第四章第一节；
考查无机元素及其化合物，如碱金属，氯及其化合物，碳及其化合物，硫及其化合物，氮及其化合物等A、B、C选项直接取材于高一课本，D取材于高二第一章氮族。再次印证了以本为本的复习策略，本题四个选项就直接取材于课本，属于简单题，不重视基础，就有可能出错！
5.（2010·福建卷）下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是
X Y Z
A Na NaOH NaHCO3
B Cu CuSO4 Cu(OH)2
C C CO CO2
D Si SiO2 H2SiO3
【答案】C
【解析】本题考察考生对常见元素及其化合物知识的掌握情况，可用代入法，即把各选项中的X,Y,Z带入又吐的圆圈中进行判断，C中CO2在一定条件下与单质钠反应可以生成金刚石和碳酸钠。
6.（2010·山东卷）下列推断正确的是
A．SiO2 是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与 CO2反应产物也相同
C．CO、NO、 NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
D．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色
【答案】A
【解析】酸性氧化物能够跟碱反应，生成盐和水的氧化物，故A正确，因为, 与反应生成, 与反应除生成外，还生成，故B错；在空气中会发生反应，故C错；因为新制氯水中含有,故滴入少量的紫色石蕊的现象是先变红，后褪色，故D错。
7.（09·广东理基）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
【答案】C
8.（09·广东理基）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
【答案】C
9.（09·浙江）[15分]单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450~500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图21世纪教育网
相关信息如下：①四氯化硅遇水极易水解；
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
③有关物质的物理常数见下表：
物质 SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5
沸点/℃ 57.7 12.8 — 315 —
熔点/℃ －70.0 －107.2 — — —
升华温度/℃ — — 180 300 162
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式 。
（2）装置A中g管的作用是 ；装置C中的试剂是 ；
装置E中的h瓶需要冷却的理由是 。
（3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是 （填写元素符号）。
（4）为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2＋,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：
5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
①滴定前是否要滴加指示剂？ （填“是”或“否”），请说明理由 。
②某同学称取5.000g残留物后，经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10－2 mol/L KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是
【答案】[15分]
（1）MnO2＋4H＋＋2Cl―Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
（2）平衡压强，使液体顺利流出并防止漏气；浓硫酸；产物SiCl4沸点低，需要冷凝收集；
（3）Al、P、Cl；
（4）①否；KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点；②4.480%；
10.（2010上海卷）胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8.nH2O)等化合物。
1)三硅酸镁的氧化物形式为 ，某元素与镁元素不同周期但在相邻一族，且性质和镁元素十分相似，该元素原子核外电子排布式为 。
2)铝元素的原子核外共有 种不同运动状态的电子、 种不同能级的电子。
3)某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径 (填“大”或“小”)，该元素与铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为：
4) Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是 。
a．Al2O3、MgO和SiO2都不溶于水
b．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体
c．Al2O3、MgO和SiO2都是氧化物
d．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点
【答案】1)2MgO.3SiO.nH2O、1s22s1；2)13、5；3)大、Al(OH)3+OH-→AlO2-+2H2O；4)ad。
【解析】此题考查了硅化合物、元素周期表、原子的核外电子排布、原子的核外电子运动状态、元素周期律等知识。1）根据胃舒平中三硅酸镁的化学式和书写方法，其写作：2MgO.3SiO.nH2O；与镁元素在不同周期但相邻一族的元素，其符合对角线规则，故其是Li，其核外电子排布为：1s22s1；2)中铝元素原子的核外共有13个电子，其每一个电子的运动状态都不相同，故共有13种；有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级；3)与铝元素同周期且原子半径大于镁的元素是钠，其离子半径大于铝的离子半径；两者氢氧化物反应的离子方程式为：Al(OH)3+OH-→AlO2-+2H2O；4)分析三种氧化物，可知三者都不溶于水且都具有很高的熔点。
技巧点拨：硅酸盐用氧化物的形式来表示组成的书写顺序是：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→非金属氧化物→二氧化硅→水，并将氧化物的数目用阿拉伯数字在其前面表示。比如斜长石KAlSi3O8：K2O·Al2O3·6SiO2。
【考点模拟演练】
一、选择题
1.（2011·南通测试）“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的可持续发展经济模式。下列说法与“低碳经济”不符合的是
A．大力研发新型有机溶剂替代水作为萃取剂
B．加强对煤、石油、天然气等综合利用的研究，提高燃料的利用率
C．利用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料，实现“碳”的循环利用
D．甲烷和乙醇的燃烧热分别是891.0 kJ·mol－1、1366.8 kJ·mol－1，利用甲烷更“低碳”
【解析】本题以“低碳”为线索，考查学生在正确理解“低碳”内涵的基础上对相关化学问题进行分析、判断的能力。提高燃料利用率减少燃料消耗、利用CO2合成塑料实现“碳”的循环利用可分别达到“低能耗”、“低排放”的目的。甲烷生成2 mol CO2放出热量1782.0 kJ，乙醇生成2mol CO2放出热量1366.8 kJ，显然选用甲烷作燃料更低碳。
【答案】A
2.（2011·儋州模拟）2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。石墨烯具有优异的电学性能及出色的热力学稳定性。它的结构如右图，下列说法不正确的是
A．石墨烯与金刚石、石墨、C60互为同素异形体
B．石墨烯导电，属于化学变化
C．石墨烯中碳原子间以共价键相连
D．12 g石墨烯中含有碳原子数目约为6.02×l023个
【答案】B
3.下图的实验装置用来分离CO2和CO气体并干燥。图中a为止水夹，b为分液漏斗的活塞，通过Y型管和止水夹分别接c、d两球胆，现装置内的空气已排尽。为使实验成功，甲、乙、丙分别盛放的溶液是（ ）
A.NaHCO3饱和溶液 12 mol·L－1盐酸 18.4 mol·L－1H2SO4
B.Na2CO3饱和溶液 2 mol·L－1H2SO4 NaOH饱和溶液
C.NaOH饱和溶液 2 mol·L－1H2SO4 18.4 mol·L－1H2SO4
D.18.4 mol·L－1H2SO4 NaOH饱和溶液 18.4 mol·L－1H2SO4
【答案】C
4.(2011·汕头模拟)半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是( )
A.2C+SiO2 Si+2CO↑
B.SiO2＋2NaOH ==== Na2SiO3＋H2O
C.Si＋2Cl2 SiCl4
D.SiCl4＋2H2 Si＋4HCl
【答案】选B。
【解析】由SiO2制取Si时要先制得粗硅，反应为：2C+SiO2 Si+2CO↑，然后再进行提纯，反应依次为Si＋2Cl2 SiCl4 、SiCl4＋2H2 Si＋4HCl。
5.下列离子方程式书写正确的是( )
A.往澄清石灰水中通入过量的二氧化碳：Ca2++2OH-+CO2 ==== CaCO3↓+H2O
B.往碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32-+SiO2 ==== SiO32-+CO2↑
C.二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2+2OH- ==== SiO32-+H2↑
D.硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3+2OH- ==== SiO32-+2H2O
【答案】选D。
【解析】A项生成Ca(HCO3)2，B项不反应，C项生成H2O而不会生成H2。
6.(2011·梅州模拟)下列说法正确的是( )
A．工业制水泥、玻璃、陶瓷都要用到石灰石
B．刚玉、红宝石、蓝宝石主要成分是氧化铝
C．石英、硅石、水晶、珍珠、玛瑙主要成分都是SiO2
D．二氧化硅是酸性氧化物，能抗浓硫酸、浓硝酸的腐蚀，故能抗氢卤酸(HX)的腐蚀
【答案】选B。
【解析】A项，工业制水泥的原料为石灰石和黏土，制玻璃的原料为纯碱、石灰石和石英，制陶瓷是以黏土为原料，不用石灰石；B项，刚玉的主要成分是氧化铝，红宝石、蓝宝石是含少量不同金属氧化物的优质刚玉；C项，石英、硅石、水晶、玛瑙主要成分都是SiO2，珍珠的主要成分是碳酸钙；D项，二氧化硅是酸性氧化物，能抗盐酸、浓硫酸、浓硝酸的腐蚀，但不能抗氢氟酸的腐蚀。
7.下列说法中，正确的是
A． 水晶和陶瓷的主要成分都属于硅酸盐
B． 单质硅是制造光导纤维的材料
C． 硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料
D． 工业上用盐酸刻蚀玻璃
【答案】D
8.下列各项操作中，不发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是 （ ）
①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2；
②向Fe（OH）3胶体中逐滴加入过量的稀盐酸；
③向AgNO3溶液中逐滴加入过量氨水；
④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸
A．①② B．①④ C．①③ D．②③
【答案】B
9.将足量的CO2不断通入KOH、Ba（OH）2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2体积的关系可表示为
【答案】C
10（2011·宿州一模)下列物质中，不含有硅酸盐的是(　　)
A．水玻璃　　　　　　B．硅芯片
C．黏土 D．普通水泥
【答案】B　
【解析】 选项A，水玻璃的成分是Na2SiO3，故含硅酸盐；选项B，硅芯片的成分是硅单质不是硅酸盐；选项C，黏土的主要成分是硅酸铝、硅酸铁等硅酸盐；选项D，普通水泥是硅酸铝和硅酸钙等硅酸盐。
11．(2011·广安调研)硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是(　　)
A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
C．反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂
D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
【答案】A　
【解析】粗硅提纯涉及的反应：Si＋2Cl2SiCl4、SiCl4＋2H2Si＋4HCl都是氧化还原反应，故B错；硅与氢氧化钠溶液反应实际分两步：①Si＋3H2O===H2SiO3＋2H2↑，②H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O，其中反应①为氧化还原反应，反应②为非氧化还原反应，因此NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的只是水，故C错；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，故D错。
12.如右图所示，下列说法中正确的是
(　　)
A．若碳酸钠和碳酸氢钠均过量，加入的盐酸的浓度和体积相等，则图Ⅰ中加入碳酸钠，图Ⅱ中加入碳酸氢钠
B．若碳酸钠和碳酸氢钠均过量，加入的盐酸的浓度和体积相等，则图Ⅰ中加入的是碳酸氢钠，图Ⅱ中加入的是碳酸钠
C．若盐酸的浓度和体积相等，加入碳酸钠和碳酸氢钠的质量相等且都完全反应，则图Ⅰ中加入的是碳酸钠，图Ⅱ中加入的是碳酸氢钠
D．不论酸与碳酸钠、碳酸氢钠的用量关系如何，都是图Ⅰ中加入碳酸钠，图Ⅱ中加入碳酸氢钠
【答案】　B
【解析】　由Ⅰ球比Ⅱ球大说明Ⅰ中放出的CO2多。当Na2CO3与NaHCO3均过量时，盛放NaHCO3的试管放出的CO2多；当完全反应时且Na2CO3与NaHCO3等质量时，NaHCO3放出的CO2多。
13．下列说法中，不正确的是(　　)
A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可与NaOH溶液反应
B．SiO2不能与任何酸发生反应
C．SiO2和CO2在一定条件下，均可与CaO发生反应
D．SiO2不溶于水，而CO2可与水反应，生成H2CO3
【答案】　B
【解析】　SiO2是一种酸性氧化物，但是可与HF溶液发生反应，生成SiF4和H2O。
14.过量的CO2通入下列溶液中，最终出现浑浊的是(　　)
A．氯化钙溶液 B．石灰水
C．饱和亚硫酸钠溶液 D．水玻璃
解析：　CaCl2、Na2SO3均属比碳酸酸性强的酸的盐，不能与H2CO3(CO2＋H2O)反应生成新盐和新酸；CO2与石灰水最终生成可溶性Ca(HCO3)2；Na2SiO3为比碳酸酸性更弱的酸的盐，故可反应生成H2SiO3沉淀。
【答案】　D
二、非选择题
15.（2011·朝阳一模）（14分）根据要求完成下列各小题实验目的。（a、b为弹簧夹，加热及固定装置已略去）
（1）验证碳、硅非金属性的相对强弱。（已知酸性：亚硫酸>碳酸）
① 连接仪器、 、加药品后，打开a关闭b，然后滴入浓硫酸，加热。
② 铜与浓硫酸反应的化学方程式是 。
装置A中试剂是 。
③ 能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是 。
（2）验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
① 在（1）①操作后打开b，关闭a。
② H2S溶液中有浅黄色浑浊出现，化学方程式是 。
③ BaCl2溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。
滴加的溶液 氯水 氨水
沉淀的化学式
写出其中SO2显示还原性生成沉淀的离子方程式 。
【答案】（14分）
（1）① 检验装置气密性
② Cu + 2H2SO4(浓) △ CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
KMnO4溶液
③A中KMnO4溶液没有完全褪色，盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀
（2）2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O
BaSO4 BaSO3
Ba2+ + SO2 + Cl2 + 2H2O == BaSO4↓+ 4H+ + 2Cl-
16.（2011·西北师大附中模拟）(16分)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验。如图I～Ⅳ所示。
⑴只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的是（填装置序号） ；
⑵①图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为 ；
②与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是（填选项序号） ；
A．Ⅳ比Ⅲ复杂 B．Ⅳ比Ⅲ安全 C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行
⑶若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是（填化学式） 。
⑷将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。当碳酸氢钠与氢氧化钙的物质的量之比为2:1时，所得溶液中溶质的化学式为 ，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子 。
⑸请设计一个可鉴别碳酸钠和碳酸氢钠实验（写出实验原理）。
【答案】（共16分） ⑴ Ⅱ （2分） ；
⑵2NaHCO3 ==== Na2CO3 + H2O + CO2↑（2分）； D （2分） 。
⑶NaHCO3 （2分） ；
⑷Na2CO3 （2分） ；取上层清液于洁净的试管中加入适量CaCl2溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有CO32－ （3分）。
⑸合理即可（3分）
17.取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份10 mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸溶液体积之间关系如图所示，试回答下列问题：
①原NaOH溶液的物质的量浓度为 。
②曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO2后，
所得溶液中溶质的物质的量之比为 。
③曲线B表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积（标准状况）的最大值为 mL。
【答案】① （2分） 0.75mol/L 。②（2分） n（Na2CO3）：n（NaOH ） = 1:3 。
③（2分）112 mL。
高温
高温
高温
高温
高温
NaHCO3
饱和溶液
Na2SiO3
溶液
A
BaCl2溶液
H2S溶液
铜片
浓硫酸
a
b
NaOH溶液
△

展开更多......

收起↑