1、1跟踪检测（十） 碳、硅及无机非金属材料1宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是( )A窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化B氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料C高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物D陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸腐蚀，但是不能用来盛装氢氟酸解析：选 C 不同的金属氧化物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色变化，故 A 正确；新型无机非金属材料主要有先进陶瓷、非晶体材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等，氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，故 B 正确；瓷
2、器主要是由黏土烧结而成，瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，是混合物，故 C 错误；HF 能与二氧化硅反应，陶瓷的成分是硅酸盐和二氧化硅，所以陶瓷不能用来盛装氢氟酸，故 D 正确。2 “碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的 CO2分离出来并利用。如可利用 NaOH 溶液来“捕捉”CO 2，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( )能耗大是该方法的一大缺点整个过程中，只有一种物质可以循环利用“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤该方法可减少碳排放，捕捉到的 CO2还可用来制备甲醇等产品A B C D解析：选 D 该方法中高温反应炉分离
3、出 CO2，需要消耗较多能量，正确；整个过程中 NaOH 和 CaO 均可循环利用，错误；从捕捉室中得到的溶液中含有大量的 NaHCO3，加入 CaO 后生成 CaCO3和 NaOH，通过过滤的方法即可分离，错误；捕捉到的 CO2可与 H2反应制备甲醇：CO 23H 2 CH3OHH 2O，正确。 一 定 条 件 3用四种溶液进行实验，如表中“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2B 通入 CO2，溶液变浑浊，继续通 CO2至过量，浑浊消失 Na2SiO3溶液C 通入 CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去
4、 Ca(ClO)2溶液D通入 CO2，溶液变浑浊，继续通 CO2至过量，浑浊消失，再加入足量 NaOH 溶液，又变浑浊澄清石灰水解析：选 B A 项，由于 Na2CO3的溶解度大于 NaHCO3的溶解度，向饱和 Na2CO3溶液中通入 CO2会析出 NaHCO3晶体，正确；B 项，CO 2通入 Na2SiO3溶液中产生 H2SiO3沉淀，CO 2过量后沉淀不消失，错误；C 项，CO 2与 Ca(ClO)2溶液反应生成 CaCO3沉淀和 HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被 HClO 氧化褪色，正确；D 项，首先 CO2Ca(OH) 2=CaCO3H 2O，继续通 CO2，生成可溶于水的 Ca
5、(HCO3)2，再加入足量的 NaOH，又发生 2NaOHCa(HCO 3)2=CaCO3Na 2CO32H 2O，溶液又变浑浊，正确。4下列变化中，不能一步实现的是( )ANa 2SiO3 H 2SiO3 BH 2SiO3 SiO 2CSiO 2 H 2SiO3 DSiO 2 Na 2SiO3解析：选 C Na 2SiO3 H2SiO3；H 2SiO3 SiO2，SiO 2 Na2SiO3，SiO 2不与 盐 酸 H2O 反应，故不能一步转化为 H2SiO3。5(2019郑州模拟)下列叙述正确的是( )A高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸(H 2SiO3)的酸性比碳酸强B陶瓷、
6、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸C用 NaOH 溶液可以除去硅粉中的少量铝粉D华为麒麟 980 芯片是由硅单质制作的解析：选 D 高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，该反应条件是高温而不是常温，所以不能据此判断酸性强弱，应根据溶液中进行的反应来判断，A 错误；物质中都含有 SiO2，能与氢氟酸反应，B 错误；硅粉和铝粉都能与 NaOH 溶液反应，C 错误；硅为半导体，可以制作芯片，D 正确。6如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是( )ASiO 2属于两性氧化物B盛放 Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞C硅胶吸水后可重复再生3D图中所示的转化都是氧化还原反应解析：选 C Si
7、O 2是酸性氧化物，A 错误；Na 2CO3溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞，B 错误；题图中有的转化不是氧化还原反应，例如 SiO2与 NaOH 溶液的反应，D 错误。7下列关于硅酸的说法正确的是( )A硅酸可以由 SiO2和水通过化合反应直接制得B由反应 Na2SiO32HCl= =2NaClH 2SiO3制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质C因为硅酸难溶于水，所以它不能与 NaOH 溶液反应D干燥剂“硅胶”的主要化学成分是硅酸解析：选 B SiO 2与水不反应，所以硅酸不能由 SiO2和水通过化合反应直接制得，故A 错误；硅酸难溶于水，硅酸盐能和酸性强于硅酸的其他酸反应生成硅酸，所以由
8、题给反应制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质，故 B 正确；硅酸能与 NaOH 溶液反应生成硅酸钠，故 C 错误；硅胶的主要成分是二氧化硅，故 D 错误。8月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层 5 cm 厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi 2O6)、斜长石(KAlSi 3O8)和橄榄石(Mg 或 Fe)2SiO4等，下列说法或分析不正确的是( )A辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B斜长石的氧化物形式可表示为 K2OAl2O33SiO2C月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气D橄榄石中铁为2 价解析：选 B 斜长石的氧化物形式应为 K2OAl2O3
9、6SiO2。9下列关于二氧化硅的说法正确的是( )A二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸B二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆C二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应D用二氧化硅制取单质硅时，当生成 2.24 L 气体(标准状况)时，得到 2.8 g 硅解析：选 C 二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，与水不反应，故 A 错误；二氧化硅制成的光导纤维，由于其良好的光学特性而被用于制造光缆，故 B 错误；碳酸的酸性强于硅酸，二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，高温时，能够与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳，故 C 正确；由方程式 SiO22C
10、 Si2CO可得，当= = = = =高 温 生成 2.24 L 即 0.1 mol 气体时，得到 0.05 mol 即 1.4 g 硅，故 D 错误。10下列除杂方法正确的是( )ASiO 2中含 Al2O3杂质，可以加入足量 NaOH 溶液，然后过滤除去BCO 2中含有 CO 杂质，可以通入盛有 CuO 的玻璃管且加热4CCO 2中含有 HCl 杂质，可以通过盛有饱和 Na2CO3溶液的洗气瓶DNa 2CO3溶液中含有 Na2SiO3杂质，可以通入足量的 CO2，然后过滤解析：选 B A 项，SiO 2、Al 2O3均能与 NaOH 溶液反应，错误；C 项，应通过盛有饱和NaHCO3溶液的
11、洗气瓶，错误；D 项，引入 NaHCO3 杂质，错误。11硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )A氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为 Si3N4B碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承C光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为 SiO2D二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为 12解析：选 D 氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，氮化硅中 N 元素的化合价为3价，Si 元素的化合价为4 价，故氮化硅的化学式为 Si3N4，A 项正确；碳化硅是原子晶体，硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承
12、，B 项正确；光导纤维的主要成分为SiO2，C 项正确；1 mol SiO2中含有 1 mol Si 原子和 4 mol SiO 键，故 SiO2晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为 14，D 项错误。12(2019陆川模拟)为测定某草酸晶体(H 2C2O42H2O)样品的纯度，现称取一定质量的该样品，配制成 100 mL 溶液，取 25.00 mL 该溶液于锥形瓶中，加适量稀硫酸，用0.100 molL1 的 KMnO4溶液滴定(杂质不参与反应)。为省去计算过程，当称取的样品的质量为某数值时，滴定所用 KMnO4溶液的毫升数恰好等于样品中草酸晶体的质量分数的 100倍。则应称取样品的质量为( )
13、A2.25 g B3.15 gC9.00 g D12.6 g解析：选 D 设样品的质量为 x，草酸晶体的质量分数为 w，滴定所用 KMnO4溶液的毫升数为 y。2MnO 6H 5H 2C2O4=2Mn2 10CO 28H 2O 42 5y103 0.1 xw126 25100则 5y104 2 ，滴定所用 KMnO4溶液的毫升数恰好等于样品中草酸晶体的xw1264质量分数的 100 倍， y100 w，可知 x12.6 g，故选 D。13(2019南京模拟)为测定某三价铁配合物化学式表示为 KaFeb(C2O4)cxH2O的组成，做了如下实验：步骤 1：称取 1.964 0 g KaFeb(C
14、2O4)cxH2O 晶体，配制成 250.00 mL 溶液。步骤 2：取所配溶液 25.00 mL 于锥形瓶中，加入 1 molL1 H2SO4 5.0 mL，加热到7085 ，用 0.010 00 molL1 KMnO4溶液滴定至终点5(5C2O 2MnO 16H =10CO22Mn 2 8H 2O)，消耗 KMnO4溶液 48.00 mL。24 4步骤 3：向反应后的溶液中加入一定量锌粉。加热至黄色恰好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时溶液仍呈酸性。步骤 4：继续用 0.010 00 molL1 KMnO4溶液滴定步骤 3 所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液 8.0
15、0 mL。(1)步骤 2 中滴定终点的现象是_。(2)步骤 3 中加入锌粉的目的是_。(3)步聚 4 中发生反应的离子方程式为_。(4)通过计算确定该三价铁配合物的化学式(写出计算过程)。解析：(1)用酸性 KMnO4溶液滴定 C2O ，酸性 KMnO4溶液为红色，当滴定完成，则红24色不会褪去了，且要保持半分钟。(2)溶液中加入锌粉后，黄色恰好消失，说明溶液中的Fe3 消失了，并且步骤 4 中又用 KMnO4溶液来滴定，可知加入锌的目的是 Fe3 转化为Fe2 。(3)由(2)中分析可得，KMnO 4溶液用来滴定 Fe2 ，根据氧化还原反应，得失电子总数相等，离子方程式为 5Fe2 MnO
16、8H =5Fe3 Mn 2 4H 2O。 4答案：(1)溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色(2)将 Fe3 还原为 Fe2(3)5Fe2 MnO 8H =5Fe3 Mn 2 4H 2O 4(4)由步骤 2,5C2O 2MnO 16H =10CO22Mn 2 8H 2O 得出， n(C2O )24 4 24n(MnO )52，所以 n(C2O ) n(MnO ) 0.010 00 molL1 48.00103 4 2452 4 52L0.001 2 mol，因为只取了 25 mL，故 n(C2O )总 0.001 2 mol100.012 mol；同24理，由步骤 4 得出 Fe3 的总量为
17、 n(Fe3 )5 n(MnO )50.010 00 4molL1 8.00103 L100.004 mol，再根据电荷守恒，得知 n(K )20.012 mol30.004 mol0.012 mol，总质量为 1.964 0 g， m 总 m(K ) m(C2O ) m(Fe3 )24 m(H2O)，因此， m(H2O)1.964 g0.012 mol39 gmol1 0.004 mol56 gmol1 0.012 mol88 gmol1 0.216 g，故 n(H2O) 0.012 mol，0.216 g18 gmol 1所以 n(K ) n(Fe3 ) n(C2O ) n(H2O)0.0
18、12 mol0.004 mol0.012 mol0.012 24mol3133，化学式为 K3Fe(C2O4)33H2O。14某矿石含碳酸镁和石英，制备高纯硅和硅胶的工艺流程如图：6(1)“硅胶”常用作_，也可以用作_的载体。A 的结构式为_。(2)制备粗硅的方程式为_。(3)操作为_，操作为_。(4)操作，需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是_。(5)溶液 G 用 E 酸化的方程式为_。解析：(1)“硅胶”多孔，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。二氧化碳的结构式为 O=C=O。(2)工业制取纯硅的工艺流程为 SiO2粗硅 SiCl4 纯硅，用焦炭还原 SiO2，产物是 CO 而不是 CO2。(3)操作 C Cl2 H2 为过滤，操作为蒸发结晶。(4)MgCl 26H2O 加热脱水制得 MgCl2，为了防止 Mg2 水解，要在氯化氢气流中进行。(5)Na 2SiO3与盐酸反应生成 NaCl 和 H2SiO3。答案：(1)干燥剂 催化剂 O= =C=O(2)SiO22C Si2CO= = = = =高 温 (3)过滤 蒸发浓缩、冷却结晶(4)防止 Mg2 水解(5)Na2SiO32HCl= =2NaClH 2SiO37
