1、1第三单元 含硅矿物与信息材料1.下列说法不正确的是( )A.炼铁需要用到石灰石 B.钠钾合金可用作核反应堆热交换剂C.工业上可用铁制容器存放浓硫酸 D.用超纯硅制造光导纤维答案 D 用二氧化硅制造光导纤维,D 错误。2.化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是( )A.金属钠可以用来冶炼某些金属 B.镁条着火可以用 CO2灭火C.石灰石用于工业炼铁和玻璃制造 D.二氧化硅除可用于制作光学镜片、石英坩埚外,还可用于制造光导纤维答案 B 金属钠可以用于冶炼钾及钛、锆、铌、钒、钽等金属和稀土金属,A 正确;镁条可以在 CO2中燃烧,故镁条着火不能用 CO2灭火,B 错误;碳酸钙能参与工业炼铁形
2、成炉渣、碳酸钙能与二氧化硅反应生成硅酸钙从而生产玻璃,C 正确;二氧化硅具有很好的光学特性,可用于制作光学镜片,二氧化硅熔点很高,可用于制作石英坩埚,二氧化硅是光导纤维的主要成分,D 正确。3.某固体混合物 X 可能由 Na2SiO3、Fe、Na 2CO3、BaCl 2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.气体 A 一定是混合气体B.沉淀 A 一定是 H2SiO3C.白色沉淀 B 在空气中逐渐变成灰绿色,最后变成红褐色D.该固体混合物一定含有 Fe、Na 2CO3、BaCl 2答案 D 固体混合物
3、可能由 Na2SiO3、Fe、Na 2CO3、BaCl 2中的两种或两种以上的物质组成,由实验可知,气体 A 与澄清石灰水反应,溶液变浑浊,则气体 A 中一定含 CO2;混合物与足量稀盐酸反应后的沉淀 A 为H2SiO3。溶液 A 与 NaOH 反应后生成白色沉淀 B,则 B 为 Fe(OH)2,溶液 B 与硝酸、硝酸银反应生成的白色2沉淀 C 为 AgCl,则原混合物中一定含有 Fe、Na 2CO3、Na 2SiO3,可能含有 BaCl2。根据以上分析知,稀盐酸与 Na2CO3反应生成 CO2气体,与 Fe 反应生成 H2,气体 A 是 CO2与 H2的混合气体,A 正确;沉淀 A 为 H2
4、SiO3沉淀,B 正确;B 为 Fe(OH)2,在空气中被氧气氧化,逐渐变成灰绿色,最后变成红褐色,C 正确;该固体混合物中可能含有 BaCl2,D 错误。4.二氧化硅(SiO 2)又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料(见下图)。已知无水 CoCl2是蓝色固体,遇水变成粉红色。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答案 C SiO 2与 HF 反应得到的 SiF4不属于盐类,A 项错误;SiO 2是光导纤维材料,S
5、i 为半导体材料,B项错误;CoCl 2在吸水和失水状态下显示不同的颜色,C 项正确;制取 Si 的过程中涉及氧化还原反应,D 项错误。5.下列离子方程式的书写正确的是( )A.水玻璃中通入过量二氧化碳:Na 2SiO3+CO2+H2O 2Na+C +H2SiO3O2-3B.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca(OH) 2+2CO2 Ca2+2HCO-3C.硅与氢氟酸的反应:Si+4H +4F- SiF4+2H 2D.二氧化硅溶于烧碱溶液中:SiO 2+2OH- Si +H2OO2-3答案 D Na 2SiO3是强电解质,在离子方程式中应拆成 Na+、Si 且通入过量二氧化碳时应生成 HC ,A
6、O2-3 O-3错误;B 项的正确写法是 CO2+OH- HC ,错误;氢氟酸是弱酸,在离子方程式中不能拆分成 H+和 F-,C 错O-3误。6.将过量 CO2气体通入水玻璃(Na 2SiO3溶液)中,然后加热蒸干,再在高温下充分灼烧,最后所得的固体物质是( )3A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na 2SiO3C.Na2CO3、SiO 2 D.SiO2答案 A 二氧化碳先与水玻璃反应生成硅酸和碳酸氢钠,加热蒸干,高温灼烧时,硅酸分解成二氧化硅和水,碳酸氢钠分解得到碳酸钠、二氧化碳和水;二氧化硅和碳酸钠在高温下又发生反应,生成二氧化碳和硅酸钠,所以最终所得的固体物质是硅酸钠。故选 A。7.
7、用四种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是( )选项 操作及现象 溶液A 通入 CO2,溶液变浑浊 饱和 Na2CO3溶液B通入 CO2,溶液变浑浊,继续通 CO2至过量,溶液变澄清Na2SiO3溶液C 通入 CO2,溶液变浑浊,再加入品红溶液,红色褪去 Ca(ClO)2溶液D通入 CO2,溶液变浑浊,继续通 CO2至过量,溶液变澄清,再加入足量 NaOH 溶液,又变浑浊澄清石灰水答案 B A 项,由于 Na2CO3的溶解度大于 NaHCO3,Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3,因而会析出 NaHCO3晶体,正确;B 项,CO 2+Na2SiO3+H2O Na
8、2CO3+H2SiO3,CO 2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3,H2SiO3与 CO2不反应,溶液仍浑浊,错误;C 项,CO 2+Ca(ClO)2+H2O CaCO3+2HClO,溶液变浑浊后加入品红溶液 ,被 HClO 氧化褪色,正确;D 项,首先 CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H 2O,继续通 CO2,生成可溶于水的 Ca(HCO3)2,再加入足量的 NaOH 溶液,则 2NaOH+Ca(HCO3)2 CaCO3+Na 2CO3+2H2O,溶液又变浑浊 ,正确。8.下列有关说法或对有关现象的解释正确的是( )A.SiO2既可与 NaOH 溶液反应也可与 HF 溶液反应,均生成
9、盐和水,所以 SiO2属于两性氧化物B.SO2和 NH3分别通入水中,水溶液均可以导电,所以 SO2和 NH3均属于电解质C.“水滴石穿”不仅包含着“量变到质变”的哲学思想,同时也包含了物理和化学变化 D.14CO2和 12CO2具有相同的元素组成,所以 14CO2、 12CO2互为同素异形体答案 C A 项,SiO 2属于酸性氧化物,且 SiF4不是盐,故错误;B 项,SO 2和 NH3均与水反应生成了电解质,而不是 SO2和 NH3自身电离出离子,SO 2和 NH3均为非电解质,故错误;D 项,同素异形体是同种元素组成的不同单质之间的互称,错误。故选 C。9.SiO2是一种化工原料,可以制
10、备一系列物质。下列说法正确的是( )4A.图中所有反应都不属于氧化还原反应B.硅酸盐的化学性质稳定,常用于制造光导纤维C.可用盐酸除去石英砂(主要成分为 SiO2)中少量的碳酸钙D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高答案 C 图中 SiO2与 CaO、CaCO 3、Na 2CO3的反应不属于氧化还原反应,SiO 2与 C、Si 与 Cl2、SiCl 4与H2的反应均属于氧化还原反应,A 错误;光导纤维的主要成分是 SiO2,B 错误;玻璃没有固定的熔点,D 错误。10.山西博物院是太原地标性建筑之一。下列有关说法正确的是( )A.展柜使用的钢化玻璃,其主要成分只有 SiO2B.
11、墙体使用的砖瓦、水泥是硅酸盐制品C.陈列的元青花瓷的原料有高岭土Al 2Si2O5(OH)4,也可以表示为 Al2O3SiO2H2OD.展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜,此绿色物质不溶于盐酸答案 B 钢化玻璃与普通玻璃的成分相同(只是制造的工艺不同),主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅,A 项错误;砖瓦和水泥都是硅酸盐制品,B 项正确;高岭土Al 2Si2O5(OH)4应该表示为Al2O32SiO22H2O,C 项错误;铜绿是碱式碳酸铜,该物质可以与盐酸反应生成氯化铜而溶解,D 项错误。11.高温下焦炭、石英砂的混合物与氯气反应可生成 SiCl4。以下是实验室制备 SiCl4的装置
12、示意图(注:SiCl4遇水易水解)。请回答:(1)用 MnO2和浓盐酸制取氯气,为了得到纯净干燥的氯气,可将制得的氯气依次通过盛有 、浓硫酸的洗气瓶。 (2)装置 C 的作用是 。 5(3)设计一个实验方案,用化学方法检验装置 D 中生成的 S : O2-4。 答案 (1)饱和食盐水 (2)避免水蒸气进入 B,防止 SiCl4水解(3)取少量 D 中溶液于试管中,先加入足量稀盐酸,再加入 BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,说明含有 SO2-4解析 (1)实验室用 MnO2和浓盐酸制取氯气,制得的氯气中含有 HCl 气体和水蒸气,饱和食盐水可以吸收HCl 气体,且不会吸收氯气,因此为了得到纯净干
13、燥的氯气,可将制得的氯气先通过饱和食盐水,再通过浓硫酸。(2)SiCl4遇水易水解,利用装置 C 吸收水蒸气,避免水蒸气进入 B 中,防止 SiCl4水解。(3)检验 S 的方法是先加过量的盐酸,再加 BaCl2溶液,因此设计的实验方案为:取少量 D 中溶液于试O2-4管中,先加入足量稀盐酸,再加入 BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,说明含有 S 。O2-412.某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO 2、Al 2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO 47H2O),设计了如下流程:(1)固体 1 中一定含有的物质是 (填化学式)。 (2)试剂 X 选用
14、,写出试剂 X 与溶液 1 反应的离子方程式: 。 (3)从溶液 2 中获得 FeSO47H2O 晶体的实验操作是蒸发浓缩、 、洗涤、干燥。 答案 (1)SiO 2 (2)Fe 2Fe 3+Fe 3Fe2+、Fe+2H + Fe2+H2 (3)冷却结晶、过滤解析 根据流程设计图可知用硫酸把 Fe2O3、Al 2O3转化为硫酸盐,SiO 2与硫酸不反应,过滤除去 SiO2,固体 1 是 SiO2,溶液 1 是硫酸铁、硫酸铝和稀硫酸的混合液;然后用铁粉还原 Fe3+得到硫酸亚铁,则试剂 X是 Fe 粉,溶液 2 是硫酸亚铁。(1)根据上述分析,固体 1 中一定含有的物质是 SiO2。(2)试剂 X
15、 选用 Fe,铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,同时铁与剩余的稀硫酸反应,则离子方程式为 2Fe3+Fe 3Fe2+、Fe+2H + Fe2+H2。(3)由溶液得到结晶水合物的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。613.某矿石可能由 FeCO3、SiO 2、Al 2O3中的一种或几种组成,欲探究其组成,设计探究过程如图所示。已知:碳酸不能溶解 Al(OH)3沉淀。(1)Si 在元素周期表中的位置是 。 (2)下列说法正确的是 。 a.酸性:H 2CO3H2SiO3b.原子半径:OCH4SiH4d.离子半径:O 2-H2SiO3。15.(2018 课标,28,15 分)三氯氢硅(SiHC
16、l 3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO) 2O 等,写出该反应的化学方程式 。 (2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) H 1=48 kJmol-13SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g) H 2=-30 kJmol-1则反应 4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的 H 为 kJmol -1。 (3)对于反应 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂
17、催化剂 ,在 323 K 和343 K 时 SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K 时反应的平衡转化率 = %。平衡常数 K343 K= (保留 2 位小数)。 在 343 K 下:要提高 SiHCl3转化率,可采取的措施是 ;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有 、 。 9比较 a、b 处反应速率大小:v a v b(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率 v=v 正 -v 逆 =k正 -k 逆 ,k 正 、k 逆 分别为正、逆向反应速率常数,x 为物质的量分数,计算 a 处的 = x 2SiHCl3 xSiH2Cl2 xSiCl4 v正v逆(保留 1 位小数)。 答
18、案 (1)2SiHCl 3+3H2O (HSiO)2O+6HCl(2)114(3)22 0.02及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强(浓度)大于 1.3解析 本题考查化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡的移动及相关计算。(1)依据题意知,SiHCl 3遇潮气时发烟的化学方程式为 2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl。(2)由盖斯定律可知 H=3H 1+H 2=348 kJmol-1-30 kJmol-1=114 kJmol-1。(3)反应 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) H 1=48 kJmol-1,由于 H 10,升高温度,化学平衡正向
19、移动,SiHCl 3的转化率增大,故曲线 a 表示 343 K,观察图像知,343 K 时反应的平衡转化率为 22%;设起始时 SiHCl3的物质的量浓度为 c,列出“三段式”:2SiHCl 3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始 c 0 0变化 0.22c 0.11c 0.11c平衡 0.78c 0.11c 0.11c故 K343 K= = 0.02。c(SiCl4)c(SiH2Cl2)c2(SiHCl3) 0.11c0.11c(0.78c)2已知 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) H 1=48 kJmol-1,该反应的正反应是气体体积不变的吸热反应
20、,故要在温度不变的情况下提高 SiHCl3转化率可采取的措施是及时移去产物;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有提高反应物压强(浓度)和改进催化剂等。a、b 处 SiHCl3的转化率相等,但 a 处温度比 b 处高,故 va大于 vb;依据题意知 v 正 =k 正 ,v 逆 =k 逆x2SiHCl3,由平衡时 v 正 =v 逆 知, = =0.02,对于 a 处,列出“三段式”计算知, =0.8,xSiH2Cl2xSiCl4k正k逆 xSiH2Cl2xSiCl4x2SiHCl3 xSiHCl3=0.1, =0.1,故 a 处 = = 1.3 。xSiH2Cl2 xSiCl4v正v逆 k正 x2SiHCl3k逆 xSiH2Cl2xSiCl40.020.820.10.1
