2021高考化学(浙江专用)二轮考点突破-专题十四无机非金属材料的主角——碳和硅-.docx

专题十四　无机非金属材料的主角——碳和硅

碳及其化合物的性质

1.(2021年广东理综,10,4分)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是(　　)
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
NH4Cl为强酸弱碱盐
用加热法除去NaCl中的NH4Cl
B
Fe3+具有氧化性
用KSCN溶液可以鉴别Fe3+
C
溶解度:CaCO3<Ca(HCO3)2
溶解度:Na2CO3<NaHCO3
D
SiO2可与HF反应
氢氟酸不能保存在玻璃瓶中

2.(双选题)(2011年海南化学,9,4分)“碳捕获技术”是指通过确定的方法将工业生产中产生的CO2分别出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕获”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.“反应分别”环节中,分别物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D.该方法可削减碳排放,捕获到的CO2还可用来制备甲醇等产品
3.(2010年福建理综,9,6分)下表各组物质中,满足如图物质一步转化关系的选项是(　　)

选项
X
Y
Z
A
Na
NaOH
NaHCO3
B
Cu
CuSO4
Cu(OH)2
C
C
CO
CO2
D
Si
SiO2
H2SiO3

4.(2010年上海力气综合,15,3分)如图是某“泡腾片”的标签。将这样一粒泡腾片放入水中,药片完全溶解,同时产生大量气泡。这个过程(　　)
(相对原子质量:Ca—40,C—12,O—16)
泡腾片
每片含:　　　　　　
碳酸钙　　　500 mg
维生素C　1 000 mg
柠檬酸　　1 350 mg
用量:××××
用法:××××

A.溶解了500 mg的Ca2+
B.释放了224 mL(标准状况)的气体
C.发生了反应: C+2H+CO2↑+H2O
D.说明白柠檬酸的酸性比碳酸强
5.(2009年山东理综,13,4分)下列推断合理的是(　　)
A.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在水中能形成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
B.金刚石是自然界中硬度最大的物质,不行能与氧气发生反应
C.浓H2SO4有强氧化性,不能与Cu发生猛烈反应
D.将SO2通入品红溶液,溶液褪色后加热恢复原色;将SO2通入溴水,溴水褪色后加热也能恢复原色
硅及其化合物的性质、无机非金属材料

1.(2021年广东理综,11,4分)下列措施不合理的是(　　)
A.用SO2漂白纸浆和草帽辫
B.用硫酸清洗锅炉中的水垢
C.高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅
D.用Na2S作沉淀剂,除去废水中的Cu2+和Hg2+
2.(2011年山东理综,10,4分)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
3.(2010年江苏化学,4,2分)下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是(　　)
A.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
B.水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
C.盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性
D.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯
4.(2009年广东理基,22,2分)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
5.(2021年海南化学,20Ⅱ,14分)硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时,得到一种“金属”。这种“金属”可能是　 。 
(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中,生产一般玻璃的主要原料有　 。 
(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种技术路线。其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:

发生的主要反应
电弧炉
SiO2+2CSi+2CO↑
流化床反应器
Si+3HClSiHCl3+H2
还原炉
SiHCl3+H2Si+3HCl

①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　;碳化硅又称　　　　　,其晶体结构与　 相像。 
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和　 。 
物质
Si
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
SiH3Cl
HCl
SiH4
沸点/℃
2 355
57.6
31.8
8.2
-30.4
-84.9
-111.9

③SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为　 。 
(4)氯碱工业可为上述工艺生产供应部分原料,这些原料是　　　　。 
6.(2009年浙江理综,28,15分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳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。以下是试验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.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;
c.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++Mn+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5.000 g残留物,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1.000×10-2mol· L-1KMnO4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　　　　。 

碳及其化合物的性质
1.(2021安徽江南十校联考)由碳原子构成的纳米碳管可以作为储存氢气的优良容器,其单层部分结构示意图如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.纳米碳管是一种无机化合物
B.纳米碳管中碳原子间以共价键结合
C.纳米碳管与石墨互为同位素
D.0.12 g纳米碳管中含有6.02×l022个碳原子
2.(2021浙江金华十校联考)用4种溶液进行试验,下表中“溶液”与“操作及现象”对应关系正确的是(　　)
选项
溶液
操作及现象
A
CaCl2 溶液
通入CO2,溶液不变浑浊;再通入氨气,溶液变浑浊
B
Na2SiO3 溶液
通入CO2,溶液变浑浊;连续通CO2至过量,浑浊消逝
C
Ca(ClO)2 溶液
通入CO2,溶液变浑浊;再加入品红溶液,红色不褪去
D
BaCl2溶液
先通入NO2,再通入SO2至过量,先生成沉淀后沉淀消逝
3.(2022安徽省城名校第一次联考)取确定量的NaOH溶液通入CO2后,再连续向该溶液中逐滴加入0.1 mol/L的盐酸,标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示,下列有关说法正确的是(　　)

A.原溶液中NaOH的物质的量为0.75 mol
B.通入CO2后所得的溶液溶质成分为NaOH和Na2CO3
C.通入CO2后所得的溶液中含有2.5×10-3 mol NaHCO3
D.纵坐标中a的数值为224
硅及其化合物的性质、无机非金属材料
4.(2021广东天河区二模)下列说法正确的是(　　)
A.Na2O2与水的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是水
B.向硅酸钠溶液中滴加盐酸,有白色凝胶生成
C.向AlCl3溶液中逐滴滴加氨水至过量,先毁灭白色沉淀后溶解
D.工业上可以电解氯化镁溶液制取金属镁
5.(2021安徽合肥第一次质检)下列关于物质的性质与用途的说法中不正确的是(　　)
A.氧化铝的熔点很高,因此可用作耐火材料
B.某些金属氧化物灼烧时有特殊的颜色,因此可用于制造烟花
C.氢氟酸能与二氧化硅反应,因此可用于刻蚀玻璃
D.氯气具有强氧化性,因此可用于漂白有色布料
6.(2022浙江杭州第一次质检)二氧化硅(SiO2)又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料(见下图)。下列说法正确的是(　　)

A.SiO2既能与HF反应,又能与NaOH反应,属于两性氧化物
B.SiO2和Si都是光导纤维材料
C.在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效
D.图中所示转化反应都是非氧化还原反应

7.(2022宁波模拟)下列关于工业生产的说法中,不正确的是(　　)
A.工业上,用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含杂质的粗硅
B.生产一般水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱
C.工业上将粗铜电解精炼,应将粗铜连接电源的正极
D.在高炉炼铁的反应中,一氧化碳作还原剂
8.(2021安徽师大附中、安庆一中联考)下列依据试验操作和现象所得出的结论正确的是(　　)
选项
试验操作
试验现象
结 论
A
将少量Fe(NO3)2试样加水溶解,滴加稀H2SO4酸化,再滴加KSCN溶液
溶液变成红色
Fe(NO3)2试样已变质
B
将少量某无色气体通入澄清石灰水
毁灭白色沉淀
该气体确定是CO2
C
分别测定常温下0.1 mol·L-1 Na2SiO3溶液和Na2CO3溶液的pH
pH:
Na2SiO3
>Na2CO3
非金属性:
Si>C
D
向浓度均为0.1 mol·L-1 NaCl和NaI混合溶液中,滴加少量AgNO3溶液
毁灭黄色沉淀
Ksp(AgCl)
>Ksp(AgI)

9.(2022安徽蚌埠第九次联考)硅酸钠是一种重要的无机功能材料,某争辩性学习小组设计的利用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铁等杂质)制备硅酸钠的流程如下:

(1)石英砂加水洗涤的目的是 
　。 
研磨后加入NaOH溶液溶解的离子方程式是 

　。 
(2)试验室进行蒸发操作要用到的仪器有铁架台(含铁圈)、　　　　和　　　　。 
(3)残渣Ⅰ的成分是　　　　(填化学式)。将残渣Ⅰ溶于盐酸,再加入NaOH溶液得到沉淀,将该沉淀加入到NaClO和NaOH混合溶液中可制得一种优质净水剂,完成反应的离子方程式: 
　　 　　+　ClO-+　OH-　　 　　　+ 　Cl-+　H2O
(4)按上述流程制得的硅酸钠晶体可表示为Na2O·nSiO2,若石英砂的质量为10.0 g,其中含SiO2的质量分数为90%,最终得到硅酸钠晶体15.2 g,则n=　　　　。