高中化学鲁科版专题复习 专题七碳、硅及其化合物　无机非金属材料测试题

专题七　碳、硅及其化合物　无机非金属材料

考点1  碳、硅及其化合物

1. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 (　　)

A.SiO2SiCl4Si

B.FeS2SO2H2SO4

C.饱和NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3

D.MgCO3MgCl2(aq)Mg

2.下列说法正确的是 (　　)

A.SiO2为酸性氧化物,其不能与任何酸发生化学反应

B.SO2能使品红溶液、溴水褪色,分别说明SO2具有强氧化性、还原性

C.将AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别蒸干和灼烧,最终所得产物均为Al2O3

D.反应物和生成物各具有的总能量决定了该反应是放热反应还是吸热反应

3.半导体工业中,有一句行话:“从沙滩到用户”,即由SiO2制Si。制取过程中未涉及的化学反应是              (　　)

A.SiO2+2CSi+2CO↑

B.SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O

C.Si(粗)+2Cl2SiCl4

D.SiCl4+2H2Si+4HCl

4. 下列实验设计能够达到实验目的的是 (　　)

5.[12分] X、Y、Z、W四种化合物均由短周期主族元素组成。其中X含有四种元素,X、Y、Z的焰色反应均为黄色,W为无色无味气体。这四种化合物具有如图1所示转化关系(部分反应物、产物及反应条件已略去)。请回答:

图1

(1)Y的电子式是　　　  　　　　　。 

(2)X与Y在溶液中反应的离子方程式是　　　　　  　　　　　　　　。 

(3)X含有的四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种化合物,选用其中某些化合物,利用如图2所示装置(夹持装置已略去)进行实验,装置Ⅲ中产生白色沉淀,装置Ⅴ中可收集到一种无色气体R。

图2

①装置Ⅰ中反应的化学方程式是　　 　　　　  　　　,装置Ⅱ中反应的化学方程式是　　　　　　  　　　　　　　　。 

②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物,在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的气体R,该化合物的化学式是　　　                　　　　　,所需仪器装置是　　　　　　　　　。 (从图2中选择必要装置,填写编号) 

(4)  向Z溶液中通入氯气,可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质,同时有X生成,该反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。

考点2  无机非金属材料

6.化学与社会、科学、技术、环境密切相关。下列说法正确的是 (　　)

A.目前提岀的“低碳经济”,要求减少CO2的排放,抑制酸雨的形成

B.推广使用燃料电池汽车,可减少颗粒物、CO等有害物质的排放

C.高纯度的硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”

D.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品

7. 《厉害了,我的国》展示了中国探索太空,开发深海,建设世界第一流的高铁、桥梁、码头,5G技术联通世界等取得的举世瞩目的成就。它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是              (　　)

A.为打造生态文明建设,我国近年来大力发展核电、光电、风电、水电,电能属于一次能源

B.C919大型客机使用了大量先进复合材料、铝锂合金等,铝锂合金属于金属材料

C.我国提出网络强国战略,光缆线路总长超过三千万公里,光缆的主要成分是晶体硅

D.“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐

8. 化学与人类生产、生活密切相关,下列叙述不正确的是 (　　)

A.用地沟油制取的生物柴油和从石油炼得的柴油都属于烃类物质

B.高铁“复兴号”车厢连接的关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于高分子材料

C.“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称,丝绸的主要成分是蛋白质,属于天然高分子化合物

D.中国天眼“FAST”用到的碳化硅是一种新型的无机非金属材料

一、选择题(每小题6分,共30分)

1. 下列实验操作能达到实验目的的是 (　　)

2. 溶液X中只可能含有K+、Mg2+、Al3+、Al、Si、S、C、S中的若干种,某同学对该溶液进行了如图所示实验:

下列判断错误的是 (　　)

A.气体甲可能是混合物

B.沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物

C.白色沉淀乙的主要成分是氢氧化铝

D.K+、Al和Si一定存在于溶液X中

3. 我国化学家侯德榜创立了著名的“侯氏制碱法”(流程图如图所示),促进了世界制碱技术的发展。下列有关说法正确的是              (　　)

A.沉淀池中的反应物共含有五种元素

B.过滤得到的“母液”中一定只含有两种溶质

C.图中X可能是氨气

D.通入氨气的作用是使溶液呈碱性,促进二氧化碳的吸收,更多地析出沉淀

4. 已知草酸(H2C2O4)是一种弱酸,157 ℃升华,170 ℃以上分解可放出CO2和CO;可与酸性KMnO4溶液反应;其钠盐易溶于水,钙盐难溶于水。下列说法正确的是              (　　)

A.草酸受热产生的气体,用足量的NaOH溶液充分吸收后,可收集得到纯净的CO

 B.草酸受热产生的气体通过灼热的氧化铜,若出现黑色变红色现象,则说明产生的气体中一定有CO

 C.草酸受热产生的气体直接通入足量的澄清石灰水中,若能产生白色浑浊现象,则说明产生的气体中一定有CO2

 D.H2C2O4与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为5H2C2O4+2Mn+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O

5. 用下列装置完成相关实验,合理的是 (　　)

A.图①:验证H2CO3的酸性强于H2SiO3

B.图②:收集CO2或NH3

C.图③:分离Na2CO3溶液与CH3COOCH2CH3

D.图④:分离CH3CH2OH与CH3COOCH2CH3

二、非选择题(共49分)

6.[13分]随着“绿色汽车”的广泛应用,汽车工业对电池的要求日益提高。LiMn2O4是新一代锂电池的电极材料,这一电极材料的应用对提高电池性能起到重要作用。LiMn2O4可以从海底获取的锰结核矿(主要成分是MnO2)为原料进行生产,制备LiMn2O4的一种实验流程如图所示:

锰结核矿硫酸锰溶液黑色沉淀

前驱体MnO2LiMn2O4

回答下列问题:

(1)若步骤①加入的试剂甲选用草酸(H2C2O4),写出选用草酸时步骤①发生反应的离子方程式:　　　　　　　;依据反应原理,下列物质中　　　　　　还适合作为试剂甲。 

A.SO2　　　　B.浓盐酸　　　　C.硝酸钠

(2)已知:K2S2O8与MnSO4反应能生成MnO2,反应中消耗K2S2O8的物质的量与生成MnO2的物质的量之比为1∶1;NaClO3也能与MnSO4反应生成MnO2,反应中消耗NaClO3的物质的量与生成MnO2的物质的量之比为2∶5。若试剂乙为NaClO3,写出步骤②发生反应的离子方程式:　　　　　　　;有专家认为试剂乙选用K2S2O8更合适,专家作出这一判断的理由是　　　　　　　。 

(3)步骤③中,需要用乙醇与水的混合液洗涤的原因是　　　　  　　　　　。 

(4)若用电解法电解MnSO4溶液制备MnO2,写出阳极的电极反应式:　　　　　。 

7.[15分]草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O,相对分子质量为180)呈淡黄色,可用作医药和摄影显色剂。某实验小组对其进行了一系列探究。

Ⅰ.探究草酸亚铁晶体的热分解产物

(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如图所示装置(可重复选用)进行实验:

①装置D的名称为　　　　。 

②按照气流方向,装置的连接顺序为　　　　(填仪器接口的字母)→尾气处理装置。 

③点燃酒精灯前先通入一段时间N2,其目的是　　　　　　　　。 

④实验证明了气体产物中含有CO、CO2和H2O,依据的实验现象为　　　　　　。 

(2)固体产物成分的探究。充分反应后,装置A中硬质玻璃管中残留黑色固体。查阅资料可知,黑色固体可能为Fe或FeO。小组成员设计实验证明了其成分只有FeO,其操作及现象为　　　　　　　　　　　　。 

(3)依据(1)和(2)的结论,可知装置A中硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为　　　　                            　　。 

Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定

工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下:

步骤1　称取m g草酸亚铁晶体样品溶于稀H2SO4中,配成250 mL溶液;

步骤2　取上述溶液25.00 mL于锥形瓶中,用c mol· L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4标准溶液V1 mL;

步骤3　向反应后的溶液中加入过量锌粉,充分反应后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加入适量稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4标准溶液V2 mL。

(4)步骤3中加入过量锌粉的目的为　　　　　　　　　。 

(5)草酸亚铁晶体样品的纯度为　　　　　　　　　　　(列出表达式即可);若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化,则测定结果将　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 

8.[11分]单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用焦炭在高温条件下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原得到高纯硅。实验室制备四氯化硅的装置如图所示。

相关信息如下:

a.四氯化硅遇水极易水解;

b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;

c.有关物质的相关信息如表所示:

请回答下列问题:

(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　。 

(2)装置F的名称是　　　　;装置C中的试剂是　　　　;装置E中的h需要冷却的理由是　　　　　　　　　　　　。 

(3)装置E中h收集到的粗产物可通过精馏得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外还含有的元素是　　　　(填元素符号)。 

(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素转化成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式为5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O。

①滴定前是否要滴加指示剂?　　　(填“是”或“否”)。 

②某同学称取5.000 g残留物,经预处理后配制成100 mL 溶液,移取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,用1.0×10-2 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定,达到滴定终点时,消耗KMnO4标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是　　　　。 

9.[10分]2019年1月7日于深圳,华为宣布推出鲲鹏920芯片,创造了计算性能新纪录!组成芯片的核心物质是高纯度硅。一种以石英砂(主要成分为SiO2,还含有铁、铝、锂等元素的氧化物或复盐)为原料同时制备纯硅和金属锂的流程如图所示:

已知:LiCl的熔点是605 ℃、沸点是1 382 ℃;NH4Cl在100 ℃开始分解,337.8 ℃分解完全。

回答下列问题:

(1)粗硅中常含有副产物SiC,请写出反应①中生成SiC的化学方程式:　　                                     　　　。 

(2)整个制硅过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水能发生剧烈反应,写出该反应的化学方程式:　　               　　。 

(3)假设每一轮次制备1 mol纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应②中HCl的利用率为90%,反应③中H2的利用率为93.75%。则在第二轮次的生产中,补充HCl和H2的物质的量之比是　　　　   。 

(4)试剂X是　    　  　,操作a为　       　　,操作b为　　        　。