2018屆高考化學三輪沖刺 硅酸、硅酸鹽、無機非金屬材料考前微測試.doc

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硅酸、硅酸鹽、無機非金屬材料 一、選擇題 1．分別向Na2SiO3溶液中加入下列物質(zhì)，能生成不溶于NaOH溶液的白色沉淀的是（ ） A．K B．稀鹽酸 C．CaCl2溶液 D．KNO3溶液 【答案】C 【解析】本題考查了硅酸鈉的性質(zhì)的相關知識。A．K與水反應生成氫氧化鉀，與Na2SiO3溶液不反應，錯誤；B．向Na2SiO3溶液中加入稀鹽酸反應生成硅酸白色沉淀，硅酸能夠溶于NaOH溶液，錯誤；C．向Na2SiO3溶液中加入CaCl2溶液反應生成硅酸鈣沉淀，硅酸鈣不溶于NaOH溶液，正確；D．向Na2SiO3溶液中加入KNO3溶液不發(fā)生反應，錯誤；故選C。 2．開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關材料的說法正確的是（ ） A．氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料 B．普通玻璃、有機玻璃都屬于硅酸鹽 C．纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料 D．單晶硅常用于制造光導纖維 【答案】A 【解析】本題考查材料的應用判斷。A、氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料，A正確；B、有機玻璃不屬于硅酸鹽，B錯誤；B、纖維素為天然高分子化合物，而纖維素硝酸酯是人工合成的，C錯誤；D、二氧化硅是制造光導纖維的主要材料，D錯誤。答案選A。 3．下列關于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是（ ） ①硅酸鹽Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示為：Na2O?2FeO?3SiO2 ②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 ③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導纖維 ④單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧? A．②③ B．①③ C．①④ D．④ 【答案】D 【解析】本題考查硅及其化合物的性質(zhì)。①硅酸鹽Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示為：Na2O?Fe2O3?3SiO2，A項不符合題意；②水晶主要成分為二氧化硅，不是硅酸鹽，B項不符合題意；③光導纖維的主要成分為二氧化硅，不是硅，C項不符合題意；④單質(zhì)硅為良好的半導體材料，是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?，D項符合題意。 4、工業(yè)上生產(chǎn)玻璃的過程中有一個重要反應：CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。若把100 g CaCO3和30 g SiO2在高溫條件下混合，充分反應后，收集到的氣體的體積(標準狀況下)是（ ） A．11.2 L B．22.4 L C．33.6 L D．無法計算 【答案】B 【解析】根據(jù)碳元素守恒可知，CO2中的C來自CaCO3，但由于n(CaCO3)=1 mol，n(SiO2)=0.5 mol，即反應過程中SiO2不足，過量的CaCO3發(fā)生分解反應也生成CO2，所以n(CO2)=n(CaCO3)=1 mol，V(CO2)=22.4 L。 5、青石棉是一種致癌物質(zhì)，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學品之一，其化學式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸處理時，還原產(chǎn)物只有NO，下列說法不正確的是（ ） A．青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品 B．青石棉中含有一定量的石英晶體 C．青石棉的化學組成可表示為Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O D．1 mol青石棉能還原含1 mol HNO3的稀硝酸 【答案】B 【解析】硅酸鹽指的是硅、氧與金屬元素組成的化合物的總稱，所以青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品，A項正確。硅酸鹽中不含二氧化硅，所以青石棉中不含石英晶體，B項錯誤。硅酸鹽寫成氧化物組合形式的先后順序為較活潑金屬氧化物、較不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化學組成用氧化物的組合形式可表示為Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O，C項正確。青石棉用稀硝酸處理時，還原產(chǎn)物只有NO，根據(jù)氧化還原反應中得失電子守恒，可知1 mol青石棉能還原1 mol HNO3，D項正確。 6、鉀長石(KAlSi3O8)風化可生成高嶺土，此反應的離子方程式為2KAlSi3O8+2H2CO3+5H2O2K++2+4H2SiO3+Al2Si2O5(OH)4。下列鉀長石(KAlSi3O8)和高嶺土的氧化物表示形式正確的是（ ） A．K2OAl2O33SiO2　Al2O3SiO2H2O B．K2OAl2O36SiO2　Al2O3SiO2H2O C．K2OAl2O33SiO2　Al2O32SiO2H2O D．K2OAl2O36SiO2　Al2O32SiO22H2O 【答案】D 【解析】本題的疑難點是復雜硅酸鹽如何改寫成氧化物的組合形式。硅酸鹽的氧化物組合形式的排列方式為較活潑金屬氧化物、較不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，則KAlSi3O8的氧化物組合形式為K2OAl2O36SiO2，Al2Si2O5(OH)4的氧化物組合形式為Al2O32SiO22H2O，故D項正確。 7、下列離子方程式書寫不正確的是（ ） A．往NaOH溶液中通入少量CO2：CO2+OH? B．H2SiO3與NaOH溶液混合：2OH?+H2SiO32H2O+ C．石英砂與燒堿反應制水玻璃：SiO2+2OH?+ H2O D．往水玻璃中通入二氧化碳：+H2O+CO2 H2SiO3↓+ 【答案】A 【解析】A項中通入少量CO2，應生成Na2CO3，而不是NaHCO3，錯誤；B項中H2SiO3是難溶性酸，在離子方程式中應寫化學式，正確；C、D項中Na2SiO3為鈉鹽，溶于水，寫離子形式，所以C、D都正確。 二、非選擇題 8、材料”的發(fā)現(xiàn)和使用往往會極大地推動生產(chǎn)、生活的發(fā)展，一些材料的出現(xiàn)甚至具有里程碑式劃時代的意義。請回答下列問題： Ⅰ、（1）石棉(CaMg3Si4O12)是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其組成 。 （2）高分子材料可以分成無機高分子材料和有機高分子材料。M屬于無機高分子材料，是一種新型高效凈水劑，它廣泛應用生活用水和工業(yè)污水的處理，其中鐵元素的化合價為 。 Ⅱ、高純二氧化硅可用來制造光纖。某稻殼灰的成分為： 組 分 SiO2 C Na2O K2O Al2O3 Fe2O3 質(zhì)量分數(shù) 59.20 38.80 0.25 0.50 0.64 0.16 通過如下流程可由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅。 請回答下列問題： （1）根據(jù)氧化物的性質(zhì)進行分類，稻殼灰中涉及的氧化物最多有 類。 （2）步驟①中涉及SiO2的離子反應方程式為 。 （3）濾渣A的成分有 (填化學式)。 （4）步驟②洗滌沉淀的方法是： 。 （5）步驟③反應的化學方程式為： ；實驗室進行步驟③用到的儀器有坩堝、泥三角、酒精燈、 和 。 【答案】Ⅰ、 CaO3MgO4SiO2 +3 Ⅱ、（1）3 （2）SiO2+2OH－+H2O （3）C和Fe2O3 （4）往漏斗里的沉淀中注入蒸餾水致水浸沒沉淀，讓水自然流下，重復2?3次。 （5）H2SiO3SiO2+ H2O 坩堝鉗 三角架 【解析】本題考查了材料的有關問題、由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅的流程、硅及其化合物性質(zhì)及氧化物的分類。 Ⅰ、（1）石棉(CaMg3Si4O12)是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其組成，書寫順序是：活潑金屬元素氧化物、較活潑金屬元素氧化物、二氧化硅、水，所以為CaO3MgO4SiO2。 （2）根據(jù)化合物中各元素的化合價的代數(shù)和為0可得鐵元素的化合價為+3價。 Ⅱ、（1）二氧化硅為酸性氧化物，氧化鈉、氧化鐵為堿性氧化物，氧化鋁為兩性氧化物，所以最多涉及3種氧化物。 （2）二氧化硅為酸性氧化物，與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水，離子方程式：SiO2+2OH－+H2O。 （3）氧化鈉、氧化鉀均能與水反應生成可溶性堿，氧化鋁為兩性氧化物能夠與強堿反應生成可溶性偏鋁酸鹽，二氧化硅為酸性氧化物與氫氧化鈉反應生成可溶性硅酸鈉，三氧化二鐵與氫氧化鈉不反應，所以過濾剩余的濾渣為Fe2O3。 （4）硅酸不穩(wěn)定受熱易分解生成二氧化硅和水，方程式：H2SiO3H2O+SiO2。 （5）灼燒固體需要的儀器有：坩堝鉗、酒精燈、三腳架、坩堝、泥三角。 9、鉀長石(K2Al2Si6O16)通常也稱正長石，是鉀、鈉、鈣等堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物。某科研小組以鉀長石為主要原料，從中提取氧化鋁、碳酸鉀等物質(zhì)，工藝流程如下： （1）若用氧化物的形式表示物質(zhì)的化學組成，則鉀長石可表示為 。 （2）煅燒過程中鉀長石中的硅元素在CaCO3作用下轉(zhuǎn)化為CaSiO3，寫出SiO2轉(zhuǎn)化為CaSiO3的化學方程式： 。 （3）鉀長石中的鉀元素和鋁元素在Na2CO3作用下轉(zhuǎn)化為可溶性的KAlO2和NaAlO2，在浸出液中通入過量CO2，發(fā)生反應的離子方程式為 。 （4）已知偏鋁酸鹽易發(fā)生水解反應：+2H2OAl(OH)3+OH??！敖　睍r應保持溶液呈____(填“酸”或“堿”)性，“浸取”時不斷攪拌的目的是 。 （5）“轉(zhuǎn)化”時加入NaOH的主要作用是(用離子方程式表示) 。 （6）上述工藝中可以循環(huán)利用的主要物質(zhì)是 、 和水。 【答案】（1）K2OAl2O36SiO2 （2）CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ （3）+2H2O+CO2Al(OH)3↓+ （4）堿 提高浸取速率 （5）+OH?H2O+ （6）Na2CO3　CO2 【解析】本題通過生產(chǎn)工藝流程考查元素化合物知識和化學反應原理，意在考查考生運用所學知識分析解決實際問題的能力。（1）根據(jù)元素守恒，K2Al2Si6O16用氧化物的形式可表示為K2OAl2O36SiO2。 （2）高溫下CaCO3與SiO2反應生成CaSiO3和CO2。 （3）向NaAlO2和KAlO2溶液中通入過量CO2時，生成Al(OH)3沉淀和。 （4）只能在堿性條件下存在，酸性條件下會轉(zhuǎn)變?yōu)锳l(OH)3，或Al3+因此“浸取”時應保持溶液呈堿性。“浸取”時不斷攪拌，可以提高浸取速率。 （5）在偏鋁酸鹽溶液中通入過量CO2，充分反應后經(jīng)過濾，濾液中存在，“轉(zhuǎn)化”時加入NaOH，可使轉(zhuǎn)化為，便于結晶時得到Na2CO3和K2CO3晶體。 （6）CO2、Na2CO3既是反應的產(chǎn)物，也是反應中需要加入的物質(zhì)，因此是可循環(huán)使用的物質(zhì)。 10、白玉的化學式可用CaxMgySipO22(OH)2表示(也可用Ca、Mg、Si、H的氧化物的組合形式表示)。 （1）取8.10 g白玉粉末灼燒至恒重，固體質(zhì)量減少了0.18 g，則白玉的摩爾質(zhì)量為 。 （2）另取4.05 g白玉粉末加入100 mL 1 molL?1的鹽酸中充分溶解，最終得到不溶氧化物2.40 g。過濾后，向濾液中加入足量的鐵屑，得到標準狀況下的氣體336 mL。則： ①p= 。 ②白玉的化學式為 (用氧化物的組合形式表示)。 【答案】（1）810 gmol?1 （2）8　2CaO5MgO8SiO2H2O 【解析】（1）由白玉的化學式CaxMgySipO22(OH)2可知，1 mol該物質(zhì)在灼燒時發(fā)生反應生成1 mol水。n(H2O)=m/M=0.18 g18 gmol?1=0.01 mol，所以白玉的物質(zhì)的量也是0.01 mol。故白玉的摩爾質(zhì)量為8.10 g0.01 mol=810 gmol?1。 （2）n(白玉)=4.05 g810 gmol?1=0.005 mol，SiO2的物質(zhì)的量為2.40 g60 gmol?1=0.04 mol。因此1 mol白玉中含有Si的物質(zhì)的量為0.04 mol0.005 mol1 mol=8 mol，即p=8。由方程式Fe+2HClFeCl2+H2↑可知，n(H2)=0.336 L22.4 Lmol?1=0.015 mol，因此與白玉反應后過量的HCl的物質(zhì)的量為0.03 mol，則白玉消耗的HCl的物質(zhì)的量為1 molL?10.1 L?0.03 mol=0.07 mol，故1 mol白玉反應需要消耗的HCl的物質(zhì)的量為0.07 mol0.005 mol1 mol=14 mol。由于該化合物中Ca、Mg元素的化合價都是+2，所以與鹽酸反應時每個金屬陽離子都要結合2個Cl?，故n(Ca2+)+n(Mg2+)=14 mol2=7 mol，即x+y=7，再結合相對分子質(zhì)量40x+24y+288+1622+172=810，兩式聯(lián)立求解，可得x=2，y=5。所以該化合物的化學式為Ca2Mg5Si8O22(OH)2，用氧化物的組合形式表示為2CaO5MgO8SiO2H2O。