全国高考化学无机非金属材料的推断题综合高考真题分类汇总Word文档下载推荐.docx
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3.“纳米车”(如图所示)是科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成的,每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成。
“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。
下列说法正确的是
A.C60是一种新型的化合物
B.C60与12C是同素异形体
C.人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动
D.“纳米车”诞生说明人类操纵分子的技术进入了一个新阶段
A.C60是由一种元素组成的纯净物,属于单质,不属于化合物,故A错误;
B.C60是由碳元素形成的单质,而
是碳元素的一种原子,故C60与
不是互为同素异形体,故B错误;
C.因“纳米车”很小,我们不能直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动,故C错误;
D.“纳米车”的诞生,说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段,故D正确;
故答案选D。
4.在生产和生活中应用的化学知识正确的是
A.玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品
B.晶体硅是在通信工程中制作光导纤维的主要原料
C.碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂
D.发酵粉中主要含有碳酸氢钠,能使焙制出的糕点疏松多孔
A.水晶成分为二氧化硅是氧化物,不属于硅酸盐,故A错误;
B.二氧化硅具有良好的光学特性,是制作光导纤维的主要原料,故B错误;
C.碳酸钠碱性较强,具有腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多,可以用碳酸氢钠治疗,故C错误;
D.碳酸氢钠不稳定,受热分解生成二氧化碳,能使焙制出的糕点疏松多孔,常用于食品发酵剂,故D正确;
5.化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是()
A.漂白粉既可做漂白棉麻纸张的漂白剂,又可做游泳池及环境的消毒剂和净水剂
B.燃放烟花呈现出多种颜色是由于烟花中添加了Na、Cu、Fe、Pt等金属的单质
C.合金材料的组成元素一定全部是金属元素
D.纯净的二氧化硅是制备光导纤维的原料
A.漂白粉具有强氧化性,既能杀菌消毒,又具有漂白性,所以漂白粉既可用来漂白棉、麻、纸张,也能用作游泳池及环境的消毒剂,但不能做净水剂,A错误;
B.燃放烟花呈现出多种颜色是由于烟花中添加了一些金属元素,而不是金属单质,B错误;
C.合金材料的组成元素不一定全部为金属元素,可能含有非金属元素,C错误;
D.光导纤维的原料为二氧化硅,D正确;
6.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
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。
7.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高氯酸⑥氢氧化钾⑦氧化钙⑧氮气
A.③⑤⑦⑧B.⑤⑦⑧C.⑤⑧D.⑤⑦
①SiO2+2C
Si+2CO↑,制备粗硅的反应,所以能反应,故不选;
②SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑,制备玻璃的两个反应之一,故不选;
③SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑,制备玻璃的两个反应之一,故不选;
④SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,氢氟酸是唯一能腐蚀玻璃的酸,故不选;
⑤不反应,氢氟酸是唯一能腐蚀玻璃的酸,故选;
⑥SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O,强碱能腐蚀玻璃,故不选;
⑦SiO2+CaO
CaSiO
3,故不选;
⑧不反应,有碳的时候反应3SiO2+6C+2N2
Si3N4+6CO,故选;
故答案为:
C。
【点睛】
SiO2在高温下与碳单质反应生成硅单质和一氧化碳,而非二氧化碳,二氧化硅中硅元素是+4价,变成了后来的0价,而碳从0价就先被氧化成+2价的,也就是说二氧化硅的氧化能力比较小,只能把碳氧化成一氧化碳!
8.某研究性学习小组的甲、乙同学分别设计了以下实验来验证元素周期律。
(Ⅰ)甲同学在a、b、c三只烧杯里分别加入50mL水,再分别滴加几滴酚酞溶液,依次加入大小相近的锂、钠、钾块,观察现象。
①甲同学设计实验的目的是______
②反应最剧烈的烧杯是______(填字母);
③写出b烧杯里发生反应的离子方程式______
(Ⅱ)乙同学设计了下图装置来探究碳、硅元素的非金属性强弱,根据要求完成下列各小题
(1)实验装置:
(2)实验步骤:
连接仪器、______、加药品后,打开a、然后滴入浓硫酸,加热。
(3)问题探究:
(已知酸性强弱:
亚硫酸>
碳酸)
①铜与浓硫酸反应的化学方程式是______,装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用是______。
②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是______;
③试管D中发生反应的离子方程式是______。
【答案】验证锂、钠、钾的金属性强弱;
c2Na+2H2O=2Na++2OH¯
+H2↑检查装置气密性Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+2H2O+SO2↑除去CO2中混有的SO2盛有硅酸钠溶液的试管出现白色沉淀;
SO2+HCO3¯
=CO2+HSO3¯
乙同学设计实验探究碳、硅元素的非金属性强弱。
先用浓硫酸和铜在加热条件下制备二氧化硫气体,通入D试管与饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,混合气体通入试管E,除去混有的二氧化硫,剩余的二氧化碳通入试管F与硅酸钠溶液反应,会出现白色沉淀。
该实验需要改良的地方尾气处理装置,以及防干扰装置(防止空气中的二氧化碳进入装置F,干扰实验结构,可以加一个球星干燥管,内盛放碱石灰)。
(Ⅰ)①由某研究性学习小组设计实验验证元素周期律可得,甲同学设计的实验目的是:
验证锂、钠、钾的金属性强弱;
②金属性:
K>Na>Li,金属性越强,单质与水反应越剧烈,故反应最剧烈的烧杯是c;
’
③b烧杯里发生反应的离子方程式:
2Na+2H2O=2Na++2OH¯
+H2↑;
(Ⅱ)
(2)实验步骤:
有气体参与反应,先连接仪器、检查装置气密性、加药品(先加固体,后加液体)后,打开a、然后滴入浓硫酸,加热。
(3)①铜与浓硫酸反应的化学方程式是:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+2H2O+SO2↑;
根据分析,高锰酸钾的作用是除去CO2中混有的SO2;
②非金属性越强,最高价氧化物的水化物酸性越强,若碳酸可以制得硅酸,则可以证明碳酸强于硅酸,从而可以证明二者非金属性的强弱,故能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是:
盛有硅酸钠溶液的试管出现白色沉淀;
③试管D用SO2与NaHCO3制备CO2,反应的离子方程式:
SO2+HCO3¯
。
9.化学就在我们身边,它与我们的日常生活密切相关,按要求回答以下问题:
(1)缺铁性贫血患者应补充Fe2+,通常以硫酸亚铁的形式补充,而硫酸铁无这种药效。
当用硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣,这层糖衣的作用是_________________.
(2)硅酸盐常可写成氧化物形式,钾长石(K2Al2Si6O16)写成氧化物的形式为____________.
(3)漂粉精中有效成分的化学式为_________________.
(4)“硅材料”是无机非金属材料的主角,其中广泛应用的光导纤维成分是_____________________
(5)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料,其中生产普通玻璃的主要原料有_________,氢氧化钠溶液不能用玻璃塞的原因是(化学方程式)_________________.
(6)向浑浊的水中加入明矾KAl(SO4)2•12H2O后,水可得到净化.写出明矾在水中的电离方程式_______,往明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液直至Al3+恰好沉淀完全,发生反应的离子方程式为_________________.
(7)饮用水中的NO3-对人类健康产生危害,为了降低饮用水中NO3-的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2,其化学方程式为:
10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O.
请回答下列问题:
①在化学方程式上用单线桥标出该反应中电子转移的方向和数目:
_________________.
②上述反应中若生成标况下3.36LN2,则转移的电子数目为:
【答案】防止硫酸亚铁被氧化K2O·
Al2O3·
6SiO2Ca(ClO)2SiO2纯碱、石英、石灰石SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OKAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-2Al3++3Ba2++6OH-+3SO42-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
1.5NA
(1)根据FeSO4不稳定,在空气中易被氧化的特征进行分析;
(2)根据酸盐写成氧化物形式的规律即活泼金属氧化物写到前边,以此类推完成;
(3)根据漂白粉的制取原理进行解答;
(4)根据铝离子水解生成氢氧化铝胶体可以净水的原理分析解答;
(5)根据氧化还原反应得失电子守恒进行解答。
(1)FeSO4易被氧化而变质,糖衣可起到保护FeSO4不被空气中的氧气氧化,所以外表包有一层特殊的糖衣,故答案为:
保护FeSO4不被空气中的氧气氧化;
(2)硅酸盐常可写成氧化物形式,钾长石(K2Al2Si6O16)写成氧化物的形式顺序为,活泼金属氧化物写到前边,以此类推即可以写成K2O·
6SiO2;
答案:
K2O·
6SiO2;
(3)氯气与Ca(OH)2反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和水,反应的方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,其中氯化钙和次氯酸钙的混合物为漂白粉的主要成分,氯化钙无漂白作用,所以漂白粉的有效成分为次氯酸钙,因其有强氧化性而有杀菌消毒的作用,有效成分的化学式为Ca(ClO)2;
Ca(ClO)2;
(4)光导纤维的成分为二氧化硅,其化学式为SiO2;
SiO2;
(5)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料,普通玻璃的制取是纯碱、石灰石分别在高温的条件下和石英反应,生成硅酸钠和硅酸钙、所以生产普通玻璃的主要原料有纯碱、石英、石灰石;
因为氢氧化钠溶液和SiO2反应,所以装氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,其化学反应方程式为:
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,Na2SiO3具有粘合性;
纯碱、石英、石灰石;
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;
(6)明矾在水溶液中电离方程式为KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-,电离生成Al3+和SO42-,可以和Ba(OH)2反应,假设KAl(SO4)2为2mol,溶液中含有2molAl3+,4molSO42-,当2molAl3+恰好全部沉淀时,需要6molOH-,即加入3molBa(OH)2,反应的离子方程式为:
2Al3++3Ba2++6OH-+3SO42-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓;
故答案为:
KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-;
2Al3++3Ba2++6OH-+3SO42-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
(7)①由10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O反应可知,Al失3个电子变成AlO2-,2NO3-得10个电子变成N2↑,根据得失电子守恒可知转移的电子总数为30个,所以电子转移总数为30e-,其方程式为:
;
②由10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O反应可知,若反应中生成标况下3.36LN2,则转移的电子数目为:
10NA=1.5NA;
1.5NA。
10.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】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)D2C+SiO2
2CO↑+SiSiCl4+3H2O===H2SiO3↓+4HCl蒸馏(精馏)
(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;
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+SiO2
2CO↑+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)。
11.硅铁合金广泛应用于冶金工业,可用于铸铁时的脱氧剂、添加剂等,回答下列问题:
(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图为________,基态Si原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
(2)绿帘石的组成为
,将其改写成氧化物的形式为_____________.
(3)
分子的中心原子的价层电子对数为________,分子的立体构型为________;
四卤化硅的熔、沸点如下,分析其变化规律及原因________________________________。
熔点/K
182.8
202.7
278.5
393.6
沸点/K
177.4
330.1
408
460.6
(4)
可与乙二胺(
,简写为en)发生如下反应:
的中心离子的配位数为________;
中的配位原子为________。
(5)在硅酸盐中,
四面体(图a)通过共用顶角氧离子可形成多种结构形式。
图b为一种多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为________,化学式为________________。
O·
Si
图a
图b
【答案】
哑铃4CaO•Fe2O3•2Al2O3•6SiO2•H2O4正四面体形熔、沸点依次升高,原因是分子结构相似,相对分子量依次增大,分子间作用力逐渐增强6O和Nsp3
或Si2O52-
(1)基态Fe原子价层电子为其3d、4s能级上电子;
基态Si原子电子占据的能级有1s、2s、2p,最高能级为2p;
(2)绿帘石的组成为Ca2FeAl2(SiO4)(Si2O7)O(OH),将其改写成氧化物的形式时应结合元素的化合价,依次写出金属氧化物、非金属氧化物、最后是水,并注意原子的最简单整数比不变;
(3)SiCl4分子的中心原子为Si,形成4个σ键,具有甲烷的结构特点;
由表中数据可知四卤化硅的沸点逐渐升高,为分子晶体,沸点与相对分子质量有关;
(4)配离子为[Fe(H2O)6]2+,中心离子为Fe3+,配体为H2O,[Fe(H2O)4(en)]2+中配体为H2O和en,根据孤对电子确定配位原子;
(5)硅酸盐中的硅酸根(SiO44-)为正四面体结构,所以中心原子Si原子采取了sp3杂化方式;
图中为一种无限长层状结构的多硅酸根,图中一个SiO44-四面体结构单元中其中有3个氧原子的贡献率为
(1)基态Fe原子的核外价电子排布式为[Ar]3d64S2,基态Fe原子价层电子为其3d、4s能级上电子,则基态Fe原子的核外价电子排布图为
基态Si原子电子占据的能级有1s、2s、2p,最高能级为2p,其电子云轮廓图为哑铃形;
(2)绿帘石的组成为Ca2FeAl2(SiO4)(Si2O7)O(OH),将其改写成氧化物的形式为4CaO•Fe2O3•2Al2O3•6SiO2•H2O;
(3)SiCl4分子的中心原子为Si,形成4个σ键,价层电子对数为4,具有正四面体结构;
四卤化硅的沸点逐渐升高,为分子晶体,沸点与相对分子质量有关,相对分子质量越大,沸点越高;
(4)配离子为[Fe(H2O)6]2+,中心离子为Fe3+,配体为H2O,则配位数为6;
中配体为H2O和en,其中O和N原子均能提供孤对电子,则配位原子为O和N;
图(b)为一种无限长层状结构的多硅酸根,图(a)中一个SiO44-四面体结构单元中其中有3个氧原子的贡献率为
,SiO44-四面体结构单元含有1个硅、氧原子数目=1+3×
=2.5,Si、O原子数目之比为1:
2.5=2:
5,故化学式
或Si2O52-。
硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为:
碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水(xMO•nSiO2•mH2O).注意:
①氧化物之间以“•”隔开;
②系数配置出现的分数应化为整数.如:
正长石KAlSi3O8不能改写成K2O•Al2O3•3SiO2,应改写成K2O•Al2O3•6SiO2.③金属氧化物在前(活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物),非金属氧化物在后,若同一元素有变价,那么低价在前,高价在后,H2O一般写在最后。
12.氮化硅可用作高温陶瓷复合材料,在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。
由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示:
其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。
(1)石英砂
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