1、1第 10 讲 无机非金属材料的主角碳、硅A 组 基础题组1.下列我国古代优秀艺术作品中,所用材料不属于无机非金属材料的是( )A B C D商代后母戊鼎新石器时代人面鱼纹彩陶盆 明永乐青花竹石芭蕉纹梅瓶三国青瓷羊形烛台2.(2017 北京海淀期中,2)下列说法 的是( )A.钠、钾着火时,不能用泡沫灭火器灭火B.氧化铝是冶炼金属铝的原料,也是较好的耐火材料C.石英是制造光导纤维的原料,也是常用的半导体材料D.在汽车尾气系统中装催化转化器,可降低尾气中 CO、NO x等的排放量3.(2017 北京东城二模,6)能源是人类生存和发展的基础。下列能源的开发和利用过程中不涉及化学反应的是( )A.太
2、阳能热水器B.火力发电C.发动机中燃料燃烧D.中国古代制陶4.(2017 北京东城期末,1)材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。下列物品所用材料的主要成分是有机高分子化合物的是( )5.(2018 北京密云阶段测试)下列关于硅及其化合物的说法不正确的是( )2A.水玻璃可用作木材防火剂B.硅是制造光导纤维的材料C.硅是制造太阳能电池的常用材料D.硅是构成一些岩石和矿物的基本元素6.(2017 北京西城期末,17)C、Si 是构成无机非金属材料的重要元素。(1)Si 在周期表中的位置为 。 (2)为比较 C、Si 的非金属性,某同学设计了如下实验:装置中盛放的试剂是 ,装置中发生反应的离子方
3、程式是 。 (3)SiC 是一种重要的高温耐磨材料。SiC 中,C 元素显 (填“正”或“负”)化合价,从原子结构角度解释原因: 。 7.(2017 北京朝阳期中,17)硅材料是微电子工业和太阳能发电的基础材料,以二氧化硅为原料制备纯硅的方法主要有热还原法和熔盐电解法等。(1)非金属热还原法:工业上以石英砂(含 SiO2)、焦炭为原料,高温熔炼制得工业硅。流程如下:石英砂 粗硅 SiCl4 纯硅卤素(X 2)都能与 Si 反应生成 SiX4 ,从原子结构角度解释原因: 。 中事实不能作为“碳的非金属性比硅强”的证据,理由是 。 (2)金属热还原法:实验室中可将金属镁与足量二氧化硅的微细粉末混合
4、加热而制得硅。流程如下:SiO2 粗硅 纯硅中发生反应的化学方程式是 。 已知:.Si 在常温下很难被氢氟酸腐蚀。.MgF 2(氟化镁)难溶于水和氢氟酸。请设计中分离提纯的实验: (按上图形式呈现)。 3(3)熔盐电解法:采用 CaCl2为熔盐体系,由 SiO2直接电解制得纯硅。装置图如下:判断 N 为电源正极的理由是 。 制得硅的电极反应式为 。 B 组 提升题组8.(2018 北京海淀期中)下列关于硅及其化合物的说法不正确的是( )A.高纯硅具有良好的半导体性能,可制成硅芯片、光电池、光导纤维等B.二氧化硅能与氢氟酸反应,可用氢氟酸蚀刻玻璃C.向硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有不溶物生成,实验室可
5、用该方法制备硅酸D.“硅胶”由硅酸凝胶经干燥、脱水制得,常用作食品、药品等的干燥剂9.(2017 北京西城期末,15)将气体 a 通入溶液 b 中,始终无明显变化的是( )气体 a 溶液 bA Cl2 NaBrB CO2 CaCl2C SO2 Ba(NO3)2D NO2 FeSO410.(2017 北京朝阳一模,26)我国每年产生的废旧铅蓄电池约 330 万吨。从含铅废料(PbSO4、PbO 2、PbO 等)中回收铅,实现铅的再生,意义重大。一种回收铅的工艺流程如下:(1)铅蓄电池放电时,PbO 2作 极。 (2)过程,已知:PbSO 4、PbCO 3的溶解度(20 )曲线见图 1;Na2SO
6、4、Na 2CO3的溶解度曲线见图 2。4根据图 1 写出过程的离子方程式: 。 生产过程中的温度应保持在 40 。若温度降低,PbSO 4的转化速率下降。根据图 2,解释原因:.温度降低,反应速率降低;. (请你提出一种合理解释)。 若生产过程中温度低于 40 ,所得固体中含有较多 Na2SO4杂质,原因是 。 (3)过程,发生反应 2PbO2+H2C2O4 2PbO+H2O2+2CO2。实验中检测到有大量 O2放出,推测PbO2氧化了 H2O2,通过实验证实了这一推测。实验方案是 。(已知:PbO 2为棕黑色固体;PbO 为橙黄色固体) (4)过程,将 PbO 粗品溶解在 HCl 和 Na
7、Cl 的混合溶液中,得到含 Na2PbCl4的电解液。电解Na2PbCl4溶液,生成 Pb,如图 3。图 3阴极的电极反应式是 。 电解一段时间后,Na 2PbCl4浓度极大下降,为了恢复其浓度且实现物质的循环利用,阴极区采取的方法是 。 11.(2017 北京理综,26)TiCl 4是由钛精矿(主要成分为 TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯 TiCl4的流程示意图如下:钛精矿 粗 TiCl4 纯 TiCl4资料:TiCl 4及所含杂质氯化物的性质化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl25沸点/ 58 136 181(升华) 316 1 412熔点/ -6
8、9 -25 193 304 714在 TiCl4中的溶解性 互溶 微溶 难溶(1)氯化过程:TiO 2与 Cl2难以直接反应,加碳生成 CO 和 CO2可使反应得以进行。已知:TiO 2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) H 1=+175.4 kJmol-12C(s)+O2(g) 2CO(g) H 2=-220.9 kJmol-1沸腾炉中加碳氯化生成 TiCl4(g)和 CO(g)的热化学方程式: 。 氯化过程中 CO 和 CO2可以相互转化,根据下图判断:CO 2生成 CO 反应的 H 0(填“”“ 随温度升高,CO 含量增大,说明生成 CO 的反应是吸热反应H 2O、Fe
9、Cl 2溶液、NaOH 溶液MgCl 2、AlCl 3、FeCl 3(2)SiCl4 高于 136 ,低于 181 解析 (1)将已知的两个热化学方程式相加,即可得出答案。观察图像可知,随着温度9的升高,CO 的含量增大,说明平衡向生成 CO 的方向移动,所以生成 CO 的反应是吸热反应,H0。在室温下,TiCl 4、SiCl 4为液态,AlCl 3、FeCl 3、MgCl 2为固态且在 TiCl4中微溶或难溶,所以滤渣中应含有 AlCl3、FeCl 3、MgCl 2,但 AlCl3、FeCl 3在 TiCl4中微溶,故粗 TiCl4混合液中仍然会存在少量的 AlCl3、FeCl 3。(2)TiCl4在蒸馏塔二中被蒸出,说明物质 a 应是一种沸点比 TiCl4低的物质,结合题给资料可知 a 是 SiCl4。T 2应控制在 136 以上,181 以下,确保 TiCl4被蒸出,同时 AlCl3等杂质不能被蒸出。12. 答案 (1)增大盐酸浓度、加热、将废料粉碎(合理答案均可)(2)In2O3+6H+ 2In3+3H2O(3)同周期主族元素从左向右原子半径减小,金属性减弱(还原性减弱)(4)除去 a、b 两种滤渣中的锡和锌(5)
