1.了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì) 及應(yīng)用。2.了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境的影響。3.了解無(wú)機(jī)非金屬材料的性質(zhì)和用途。
考點(diǎn)二　硅、無(wú)機(jī)非金屬材料
考點(diǎn)一　碳及其重要化合物
微專(zhuān)題8　二氧化碳與鹽或堿溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷
1.碳單質(zhì)(1)存在形式：有金剛石、石墨、無(wú)定形碳、足球烯，它們互為_(kāi)_____________。
(2)主要化學(xué)性質(zhì)——還原性
2.CO、CO2的性質(zhì)對(duì)比
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
3.碳酸(H2CO3)性質(zhì)：為弱酸、不穩(wěn)定。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中與CO2共存，因此常把CO2＋H2O當(dāng)碳酸用。
4.碳酸的正鹽和酸式鹽的比較
(1)金剛石和石墨由相同的元素組成，因此它們具有相同的性質(zhì)(　　)錯(cuò)因：___________________________________。(2)石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸姆磻?yīng)屬于氧化還原反應(yīng)(　　)錯(cuò)因：___________________________________________________。(3)向空氣中排放二氧化碳會(huì)形成酸雨(　　)錯(cuò)因：_______________________________________。
它們的化學(xué)性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)不同
同素異形體之間的轉(zhuǎn)化，化合價(jià)不變，不是氧化還原反應(yīng)
pHH2SiO3(2017·北京，10D)B.可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液(2015·海南，7B)C.HF能與SiO2反應(yīng)，可用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記(2016·全國(guó)卷Ⅲ，7D)D.石英砂可用于生產(chǎn)單晶硅(2016·海南，4C)
解析　A項(xiàng)，依據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理判斷；B項(xiàng)，NaOH與玻璃中的SiO2會(huì)發(fā)生反應(yīng)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，產(chǎn)生的Na2SiO3有黏合性，會(huì)將玻璃瓶與玻璃塞黏在一起，因此不能使用玻璃塞，要用橡膠塞，錯(cuò)誤。
1.(2020·山東萊蕪月考)下列關(guān)于碳及其氧化物的說(shuō)法不正確的是A.過(guò)度排放CO2會(huì)導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”，應(yīng)提倡“低碳生活”B.一氧化碳易與血液中的血紅蛋白結(jié)合C.金剛石和石墨都是碳單質(zhì)，但原子排列方式不同，物理性質(zhì)也不同D.CO、CO2、葡萄糖都屬于有機(jī)物
解析　CO、CO2不屬于有機(jī)物。
2.(2020·湖北百所重點(diǎn)學(xué)校聯(lián)考)近年來(lái)美國(guó)研究人員合成了光伏電池新型硅材料——Si24。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是A.Si24是一種新型化合物B.Si24是硅的一種同素異形體C.Si24易與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣D.硅太陽(yáng)能電池供電原理與原電池相同
解析　該物質(zhì)是一種單質(zhì)而不是化合物，故A錯(cuò)誤；Si24是單質(zhì)，與硅單質(zhì)屬于同素異形體，故B正確；硅的性質(zhì)穩(wěn)定，不與稀硫酸反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；硅太陽(yáng)能電池供電原理是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，而原電池供電原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，因此兩者原理不同，故D錯(cuò)誤。
3.常溫下，下列各組物質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)的是①硅與NaOH溶液?、诠枧c鹽酸　③硅與氫氟酸?、芏趸枧c碳酸鈉　⑤二氧化硅與NaOH溶液?、薅趸枧c濃硝酸A.①②④ 　　　　B.③④⑥ 　　　　C.②⑤⑥ 　　　　D.②④⑥
解析　常溫下，能發(fā)生反應(yīng)①Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑，　③Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑，⑤SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。
4.下列有關(guān)硅及其化合物的說(shuō)法中正確的是A.硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中B.反應(yīng)①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，反應(yīng)②Na2CO3＋ SiO2 Na2SiO3＋CO2↑，兩反應(yīng)是相互矛盾的，不可能都發(fā)生C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均屬于硅酸鹽材料D.硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料
解析　反應(yīng)②是在高溫下進(jìn)行的，CO2為氣體，逸出可使平衡正向移動(dòng)，促使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，B項(xiàng)錯(cuò)誤；石英玻璃不屬于硅酸鹽材料，C項(xiàng)錯(cuò)誤。
5.(2020·江西師大附中模擬)由下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出的結(jié)論正確的是A.由SiO2不能與水反應(yīng)生成H2SiO3可知，SiO2不是H2SiO3的酸酐B.由SiO2＋2C Si＋2CO↑可知，碳的非金屬性強(qiáng)于硅C.CO2通入Na2SiO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，可知酸性H2CO3>H2SiO3D.SiO2可與NaOH溶液反應(yīng)，也可與氫氟酸反應(yīng)，可知SiO2為兩性氧化物
解析　SiO2是H2SiO3的酸酐，A錯(cuò)誤；SiO2＋2C Si＋2CO↑，說(shuō)明還原性C>Si，但不能比較非金屬性，B錯(cuò)誤；CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，說(shuō)明酸性H2CO3>H2SiO3，C正確；兩性氧化物是指和酸、堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，二氧化硅和氫氟酸反應(yīng)是其特殊性質(zhì)，不能和其他酸發(fā)生反應(yīng)，二氧化硅和堿溶液反應(yīng)生成鹽和水，是酸性氧化物，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
6.向某碳酸鈉溶液中逐滴加1 ml·L－1的鹽酸，測(cè)得溶液中Cl－、 的物質(zhì)的量隨加入鹽酸體積的關(guān)系如圖所示，其中n2∶n1＝3∶2，則下列說(shuō)法中正確的是A.Oa段反應(yīng)的離子方程式與ab段反應(yīng)的離子方程 式相同B.該碳酸鈉溶液中含有1 ml Na2CO3C.b＝0.6D.當(dāng)V(鹽酸)＝b L時(shí)生成CO2的物質(zhì)的量為0.3 ml
由加入a L鹽酸時(shí)生成 為0.5 ml，可知n(HCl)＝0.5 ml，n(Na2CO3)＝0.5 ml，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由n2∶n1＝3∶2，可推知n2＝0.6 ml，n1＝0.4 ml，C項(xiàng)正確；當(dāng)鹽酸為b L時(shí)產(chǎn)生n(CO2)＝0.1 ml，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
7.(2020·黑龍江大慶鐵人中學(xué)月考)青石棉是一種致癌物質(zhì)，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學(xué)品之一，其化學(xué)式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀HNO3溶液處理時(shí)，還原產(chǎn)物只有NO，下列說(shuō)法不正確的是A.青石棉是一種硅酸鹽材料B.青石棉溶于足量的硝酸得到澄清溶液C.青石棉的化學(xué)組成可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD.1 ml青石棉能使1 ml HNO3被還原
解析　硅酸鹽指的是硅、氧與其他元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結(jié)合而成的化合物的總稱(chēng)，青石棉是一種硅酸鹽材料，A正確；青石棉中硅元素以硅酸根離子的形式存在，與硝酸反應(yīng)時(shí)生成硅酸，不溶于水，B錯(cuò)誤；硅酸鹽寫(xiě)成氧化物形式的先后順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸铮^活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化學(xué)組成用氧化物的形式可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，C正確；青石棉中含有二價(jià)鐵，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒，有關(guān)系式：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O～HNO3，所以1 ml青石棉能使1 ml硝酸被還原，故D正確。
8.水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示：
回答下列問(wèn)題：(1)在分解水泥樣品過(guò)程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是___________________________________，還可以使用______代替硝酸。
將樣品中可能存在的Fe2＋氧化為Fe3＋
解析　水泥樣品中含有鐵的氧化物。加入鹽酸后的溶液中可能含有Fe3＋、Fe2＋，F(xiàn)e2＋在pH為4～5時(shí)不能形成沉淀除去，所以需要先加入氧化劑將Fe2＋氧化為Fe3＋，故加入硝酸的目的是將樣品中可能存在的Fe2＋氧化為Fe3＋；雙氧水是一種強(qiáng)氧化劑，可將Fe2＋氧化為Fe3＋，本身被還原為水，不會(huì)引入新的雜質(zhì)離子，故可用雙氧水代替硝酸。
解析　鈣、鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物都能溶于鹽酸和硝酸的混合液，而二氧化硅不與鹽酸、硝酸反應(yīng)，故沉淀A的主要成分為SiO2；二氧化硅可與氫氟酸反應(yīng)，生成四氟化硅和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
(2)沉淀A的主要成分是______，其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________。
解析　Fe3＋和Al3＋在pH為4～5時(shí)可水解生成氫氧化鐵、氫氧化鋁，水解過(guò)程中會(huì)生成氫氧化鐵膠體和氫氧化鋁膠體，不利于分離出沉淀，加熱可使膠體聚沉，有利于分離出沉淀，所以加熱可防止膠體的生成，易于沉淀分離，故沉淀B的主要成分為Al(OH)3、Fe(OH)3。
(3)加氨水過(guò)程中加熱的目的是____________________________。沉淀B的主要成分為_(kāi)________、________(填化學(xué)式)。
防止膠體生成，易于沉淀分離
Al(OH)3 　Fe(OH)3　
(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過(guò)測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應(yīng)為： ＋H＋＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2＋H2O。實(shí)驗(yàn)中稱(chēng)取0.400 g水泥樣品，滴定時(shí)消耗了0.050 0 ml·L－1的KMnO4溶液36.00 mL，則該水泥樣品中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)______。
解析　根據(jù)化合價(jià)升降法、電荷守恒和質(zhì)量守恒配平可得：2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，設(shè)含鈣的物質(zhì)的量為x ml，由反應(yīng)方程式和鈣元素守恒可得關(guān)系式：5Ca2＋　 ～ 　5H2C2O4　　～　　5 ml　　　　　　　　　　　　　2 mlx ml　　　　 0.050 0 ml·L－1×36.00×10－3 L解得x＝4.5×10－3，則0.400 g水泥樣品中鈣元素的質(zhì)量為4.5×10－3 ml×40 g·ml－1＝0.180 g，
9.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖裝置對(duì)焦炭還原二氧化硅的氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。
已知：PdCl2溶液可用于檢驗(yàn)CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋2HCl＋Pd↓(產(chǎn)生黑色金屬鈀粉末，使溶液變渾濁)。 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要通入足夠長(zhǎng)時(shí)間的N2，其原因是___________________________________________________________________。
要用N2將裝置中的空氣排盡，
避免空氣中的O2、CO2、水蒸氣對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾
解析　碳與二氧化硅反應(yīng)需在高溫下進(jìn)行，高溫下，碳與空氣中的氧氣也能反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)要將裝置中的空氣排盡，則需要通入足夠長(zhǎng)時(shí)間的N2。
(2)裝置B的作用是____________________。
解析　根據(jù)裝置圖可知，B裝置可以作安全瓶，防止倒吸。
(3)裝置C、D中所盛試劑分別為_(kāi)__________、__________，若裝置C、D中溶液均變渾濁，且經(jīng)檢測(cè)兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________。
解析　根據(jù)元素守恒，碳與二氧化硅反應(yīng)可能生成一氧化碳，也可能生成二氧化碳，所以C裝置用來(lái)檢驗(yàn)是否有二氧化碳，D裝置用來(lái)檢驗(yàn)是否有一氧化碳，裝置C、D中所盛試劑分別為澄清石灰水、PdCl2溶液；若裝置C、D中溶液均變渾濁，說(shuō)明既有二氧化碳又有一氧化碳，且經(jīng)檢測(cè)兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，根據(jù)原子守恒可知，化學(xué)方程式為3SiO2＋4C 2CO2↑＋2CO↑＋3Si。
(4)該裝置的缺點(diǎn)是__________________________。
沒(méi)有尾氣吸收裝置來(lái)吸收CO
解析　一氧化碳有毒，不能排放到空氣中，而該裝置沒(méi)有尾氣吸收裝置來(lái)吸收CO。

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