1、1第 1 讲 碳、硅及其化合物A 组 基础题组1.共建“一带一路”符合国际社会的根本利益,彰显人类社会的共同理想和美好追求。下列贸易商品中,主要成分不属于有机物的是( )A.中国丝绸 B.捷克水晶 C.埃及长绒棉 D.乌克兰葵花籽油答案 B B 项,水晶主要成分是二氧化硅,属于无机物。2.下列各组物质有关性质关系的比较,正确的是( )A.硬度:SiO 2CO2C.熔点:SiO 2H2SiO3答案 D A 项,硬度:SiO 2CO2,A 错误;B 项,二氧化硅不溶于水,二氧化碳与水反应生成碳酸,可知溶解性:SiO2CO2,C 错误;D 项,非金属性:CSi,则酸性:H 2CO3H2SiO3,D
2、正确。3.下列变化,不能通过一步反应直接完成的是( )A.AlNaAlO 2B.NaHCO3Na 2CO3C.SiO2H 2SiO3D.Fe(OH)2Fe(OH) 3答案 C Al 与 NaOH 溶液发生反应生成 Al ,可一步反应生成,A 不选;NaHCO 3加热分解为碳酸钠、二O-2氧化碳和水,可一步反应生成,B 不选;SiO 2不溶于水,也不与水反应,因此 SiO2先与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠溶液,然后再加入稀硫酸可以得到硅酸,故选 C;Fe(OH)2可与 H2O、O 2发生化合反应生成 Fe(OH)3,D不选。4.向一定浓度的下列物质的澄清溶液中通入过量的 CO2气体,最后肯定没有沉
3、淀生成的是( )Ca(OH) 2 Na 2CO3 CaCl 2 Ca(ClO) 2 NaAlO 2Na 2SiO3A. B.C. D.2答案 A 向 Ca(OH)2、Ca(ClO) 2溶液中分别通入过量的 CO2,最终生成 Ca(HCO3)2,没有沉淀生成;向Na2CO3溶液中通入过量 CO2,最终会析出 NaHCO3晶体;CO 2与 CaCl2不反应;CO 2与 NaAlO2溶液反应产生Al(OH)3沉淀;CO 2与 Na2SiO3溶液反应产生 H2SiO3沉淀。5.(2018 宁夏银川二模)中华传统文化博大精深,其中涉及很多的化学知识。下列有关说法不正确的是( )A.“滴水穿石”“绳锯木断
4、”不包含化学变化B.工业生产玻璃、水泥、漂白粉,均需要用石灰石作原料C.“落汤螃蟹着红袍”肯定发生了化学变化D.中国蓝是古代人工合成的蓝色化合物,其化学式为 BaCuSi4O10,可改写成 BaOCuO4SiO2答案 A 大理石(即碳酸钙)与水、二氧化碳反应生成 Ca(HCO3)2,属于化学变化,A 错误。6.下列除杂方法正确的是( )A.SiO2中含有 Al2O3杂质,可以加入足量 NaOH 溶液然后过滤除去B.CO2中含有 CO 杂质,可以通过盛有灼热 CuO 的玻璃管C.CO2中含有 HCl 杂质,可以通过盛有 Na2CO3溶液的洗气瓶D.Na2CO3溶液中含有 Na2SiO3杂质,可以
5、通入足量的 CO2,然后过滤答案 B A 项,SiO 2、Al 2O3均与 NaOH 溶液反应;C 项,应通过盛有饱和 NaHCO3溶液的洗气瓶;D 项,引入了 NaHCO3杂质。7.(2018 山东聊城三模)灼热的焦炭与水蒸气反应所得产物为 H2、CO 和少量 CO2,为了检验产物中的 H2和 CO(设气体均被充分吸收),设计如下实验装置。下列有关说法错误的是( )A.为了实验安全,应先点燃处酒精灯,后点燃处酒精灯B.、中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水C.中黑色固体变红色,即可证明产物中一定含有 H2和 CO 中的一种或两种D.若用碱石灰替换无水硫酸铜,也可以达到检验 H2和 CO
6、 的目的答案 D A 项,H 2、CO 不纯时加热易发生爆炸,则为了实验安全性,应先点燃处酒精灯排出装置中空气,后点燃处酒精灯,故 A 正确;B 项,由上述分析可知,、中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水,故 B 正确;C 项,H 2和 CO 均能还原 CuO,当黑色氧化铜变红色,说明产物中一定含有 H2和 CO 中的3一种或两种,故 C 正确;D 项,若用碱石灰替换无水硫酸铜,碱石灰可吸收水、二氧化碳,不能达到检验 H2和 CO 的目的,故 D 错误。8.A、B、C、D、E 代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系如图所示。A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石
7、相似。请填空:(1)形成单质 A 的原子的结构示意图为 ,它的最高化合价为 。 (2)B 的化学式为 ,B 和碳反应生成 A 和 E 的化学方程式为 。 (3)C 的化学式为 ,D 的化学式为 。 答案 (1) +4 (2)SiO2 SiO 2+2C Si+2CO(3)CaSiO3 Na 2SiO3解析 A、B、C、D、E 代表单质或化合物,A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似,A 是 Si。B 和碳在高温下反应生成 A 和 E,则该反应是碳和二氧化硅反应生成硅和 CO 的反应,即 B 是二氧化硅,E 是 CO;二氧化硅在高温下和氧化钙反应生成 C 即硅酸钙,二氧
8、化硅和氢氧化钠溶液反应生成 D 即硅酸钠。根据以上分析可知 A 是 Si,B 是 SiO2,C 是 CaSiO3,D 是 Na2SiO3,E 是 CO。(1)形成单质 A 的原子是硅原子,其原子结构示意图为 ,最外层有 4 个电子,它的最高化合价为+4。(2)B 的化学式为 SiO2,晶体类型为原子晶体,B 和碳反应生成 A 和 E 的化学方程式是 SiO2+2C Si+2CO。(3)C 的化学式为 CaSiO3,D 的化学式为 Na2SiO3。9.为确认 HCl、H 2CO3、H 2SiO3的酸性强弱,某学生设计了如下图所示的实验装置,一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答:
9、4(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液,分液漏斗所盛试剂应为。 (2)装置 B 所盛的试剂是,其作用是。 (3)装置 C 所盛试剂是,C 中反应的离子方程式是。 (4)由此得到的结论是酸性: 。 答案 (1)盐酸(2)饱和 NaHCO3溶液 吸收 HCl 气体(答案合理即可)(3)Na2SiO3溶液 Si +CO2+H2O H2SiO3+C (或 Si +2CO2+2H2O 2HC +H2SiO3)O2-3 O2-3 O2-3 O-3(4)HCl H 2CO3 H 2SiO3解析 (1)根据强酸制取弱酸的原则,分液漏斗中应盛放最强的酸,最强的酸是盐酸,所以分液漏斗中所盛试剂名称是盐酸。(3)硅酸钠
10、能和二氧化碳、水反应生成硅酸和碳酸钠(碳酸氢钠),反应的离子方程式为 Si +CO2+H2OO2-3H2SiO3+C (或 Si +2CO2+2H2O 2HC +H2SiO3)。O2-3 O2-3 O-310.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-Al3+(3)该矿石的组成是,滤渣和 NaOH 溶液反应的离子方程式是。 (4)该矿石和
11、1 molL-1 HNO3溶液反应的离子方程式为 。 (5)工业上依据上述实验原理处理该矿石,将反应池逸出的气体与一定量的 O2混合循环通入反应池中,目的是 ;若处理该矿石2.36103 kg,得到滤渣 1.2103 kg,理论上至少需要 1 molL-1 HNO3溶液的体积为 L。 5答案 (1)第三周期A 族 (2)abc(3)FeCO3和 SiO2 SiO 2+2OH- Si +H2OO2-3(4)3FeCO3+10H+N 3Fe3+3CO2+NO+5H 2OO-3(5)NO 循环使用减少环境污染,NO 跟 H2O、O 2反应后又得到硝酸,可以提高原料利用率 310 4解析 (4)SiO
12、 2与硝酸不反应。FeCO 3与硝酸反应时,要注意生成 Fe3+,同时硝酸被还原为 NO。(5)NO、H 2O、O 2可发生反应:4NO+2H 2O+3O2 4HNO3,生成的硝酸可循环使用 ,减少污染。每溶解 3 mol FeCO3,消耗 10 mol HNO3,如果由 NO 回收的 1 mol HNO3循环利用,则理论上只需要 9 mol HNO3,即:FeCO33HNO3。根据 2.36103 kg 矿石处理后得到滤渣 1.2103 kg,可知其中含有 1.16103 kg FeCO3,需要硝酸 3104 mol,故理论上需 1 molL-1的 HNO3溶液 3104 L。B 组 提升题
13、组11.蛇纹石由 MgO、Al 2O3、SiO 2、Fe 2O3组成。现取一份蛇纹石试样进行实验,首先将其溶于过量的盐酸,过滤后,在所得的沉淀 X 和溶液 Y 中分别加入 NaOH 溶液至过量。下列叙述不正确的是( )A.沉淀 X 的成分是 SiO2B.将蛇纹石试样直接溶于过量的 NaOH 溶液后过滤,可得到红色颜料 Fe2O3C.在溶液 Y 中加入过量的 NaOH 溶液,过滤得到的沉淀的主要成分是 Fe(OH)3和 Mg(OH)2D.溶液 Y 中的阳离子主要是 Mg2+、Al 3+、Fe 3+、H +答案 B MgO、Al 2O3、SiO 2、Fe 2O3中只有 SiO2不溶于盐酸,沉淀 X
14、 为 SiO2,溶液 Y 中的阳离子主要是Mg2+、Al 3+、Fe 3+、H +;MgO、Al 2O3、SiO 2、Fe 2O3中 MgO、Fe 2O3均不溶于 NaOH 溶液,B 项错误。12.A、B、C、D、E 五种物质中均含有同一种非金属元素,它们有如图所示的转化关系。该元素(用 R 表示)的单质能与 NaOH 溶液反应生成盐(Na 2RO3)和氢气。请回答下列问题:(1)写出下列物质的化学式:A ;C ;E 。 (2)反应的化学方程式为 ,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (3)反应的离子方程式为 。 (4)反应的离子方程式为 。 6(5)H2CO3的酸性强于 E,请用离子
15、方程式证明: 。 答案 (1)SiO 2 Na 2SiO3 H 2SiO3(2)SiO2+2C Si+2CO 12(3)Si+2OH-+H2O Si +2H2O2-3(4)Si +Ca2+ CaSiO3O2-3(5)Si +CO2+H2O H2SiO3+CO2-3 O2-3解析 非金属元素 R 的单质能与 NaOH 溶液反应生成盐(Na 2RO3)和氢气,说明是硅及其化合物之间的转化,A在高温条件下能与焦炭、CaCO 3发生反应,则 A 为 SiO2,从而推知 B 为 CaSiO3,C 为 Na2SiO3,D 为 Si,E 为H2SiO3。13.(2018 贵州安顺适应性监测考试)钾长石(K
16、2Al2Si6O16)通常也称正长石,主要用于生产玻璃、陶瓷制品,还可用于制取钾肥。某学习小组以钾长石为主要原料,从中提取氧化铝、碳酸钾等物质,工艺流程如下:回答以下问题:(1)请以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式: 。 (2)钾长石中的钾元素和铝元素在 Na2CO3作用下转化为可溶性的 KAlO2 和 NaAlO2,写出 Al2O3 转化为NaAlO2 的化学方程式: 。 (3)已知“浸取”时应保持溶液呈碱性,分析其原因: (用离子方程式解释),若要提高浸取的速率,可采取的措施有 (回答一条)。 (4)滤液 1 的主要成分是 (填写化学式)。 (5)此工艺中可以循环利用的主要物质是 、 和
17、水。 (6)以石墨为电极,通过电解 Al2O3 可制得金属铝。电解池中接电源负极的一极的电极反应式是 。 长时间电解后,需要更换新的石墨电极的是 (填“阴”或“阳”)极。 答案 (1)K 2OAl2O36SiO2(2)Na2CO3+Al2O3 2NaAlO2+CO2(3)Al +2H2O Al(OH)3+OH- 不断搅拌(适当加热、将固体粉碎成更小的颗粒等)O-2(4)NaHCO3、KHCO 3(5)Na2CO3 CO 27(6)Al3+3e- Al 阳解析 (1)钾长石的化学式为 K2Al2Si6O16,根据原子守恒,以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式为K2OAl2O36SiO2。(2)A
18、l2O3与 Na2CO3在高温下反应生成 NaAlO2和 CO2,反应的化学方程式为 Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2。(3)根据流程,浸出液中含 KAlO2、NaAlO 2,KAlO2、NaAlO 2都属于强碱弱酸盐,溶液中存在水解平衡:Al +2H2O Al(OH)3+OH-;“浸取”时保持溶液呈碱性,可抑制 Al 的水解。O-2 O-2(4)向浸出液中通入过量 CO2,发生的反应有:CO 2+KAlO2+2H2O Al(OH)3+KHCO 3、CO 2+NaAlO2+2H2O Al(OH)3+NaHCO 3,过滤滤出 Al(OH)3,滤液 1 的主要成分为 KHCO3、NaHCO 3。(5)根据流程,煅烧时产生 CO2,浸出液中需要通入 CO2,结晶后得到碳酸钠晶体,煅烧中需要 Na2CO3,此工艺中可以循环利用的主要物质是 Na2CO3、CO 2和水。(6)电解池中接电源负极的一极为阴极,阴极电极反应式为 Al3+3e- Al。以石墨为电极,电解熔融的Al2O3,阳极的电极反应式为 2O2-4e- O2,阳极生成的 O2与石墨反应消耗石墨,长时间电解后,需要更换新的石墨电极的是阳极。
