高中化学第一轮总复习 第四章 非金属及其化合物第10讲无机非金属材料的主角 新人教版

高中化学第一轮总复习 第四章 非金属及其化合物第10讲无机

非金属材料的主角 新人教版

一、选择题

1.下列物质能与二氧化硅起化学反应的是( ) ①浓硝酸 ②水 ③王水 ④氢氟酸 ⑤KOH溶液 A．①② B．②④ C．④⑤ D．③⑤

2.下列叙述中，错误的是( )

A．硅是构成岩石和许多矿物的基本元素

B．硅胶可用作催化剂的载体和袋装食品的干燥剂 C．水玻璃可用作制备木材防火剂的原料

D．二氧化硅的化学性质很不活泼，不能与强碱反应生成盐 3.对于ⅣA族元素，下列叙述中正确的是( ) A．SiO2和CO2都是由极性共价键形成的非极性分子

B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8 C．该族元素＋4价的氧化物都比＋2价的氧化物稳定

D．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应

4.宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时，必须穿上10公斤重的舱内航天服，神六宇航员所穿舱内航天服是由我国科学家近年来研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的，其主要成分由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述错误的是( )

A．它耐高温，抗氧化

B．它比钢铁轻，但质地较脆 C．它没有固定熔点

D．它是一种新型无机非金属材料

5.近来查明，二氧化三碳(C3O2)是金星大气层的一个组成部分，下列关于二氧化三碳的说法错误的是( )

··············

A．二氧化三碳的电子式为：·O··C··C··C··O· B．C3O2、CO、CO2都是碳的氧化物 C．C3O2和CO一样可以燃烧生成CO2 D．C3O2和CO2都是碳酸的酸酐

6.下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是( ) A．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角 B．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子 C．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2 D．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子 7.氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以

高温

下反应制得：3SiO2＋6C＋2N2=====Si3N4＋6CO。下列叙述正确的是( )

A．在氮化硅的合成反应中，N2是还原剂，SiO2是氧化剂 B．上述反应中每生成1 mol Si3N4，N2得到12 mol电子

C．若已知上述反应为放热反应，升高温度，其平衡常数增大 D．若使压强增大，上述平衡向正反应方向移动 二、非选择题

8.几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示。

1

试判断：

(1)写出下列几种物质的化学式： A Si B SiO2C H2SiO3 D Na2SiO3 E CaSiO3

(2)写出下列反应的化学方程式：

①B→A________________________________________________________________________

②B→E________________________________________________________________________

(3)写出下列溶液中反应的离子方程式：

①D→C________________________________________________________________________

②D→E________________________________________________________________________。

9.近年来，具有特殊功能的陶瓷材料迅速发展，如高温结构陶瓷、透明陶瓷和超导陶瓷等。高温结构陶瓷包括氮化硅、碳化硅等。

(1)氮化硅可用多种方法合成，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1 300℃反应后获得。

①C②HCl③过量H2纯N2

SiO2――→Si(粗)――→SiHCl――→Si(纯)――→氮化硅 3

高温300℃1000℃～1100℃1300℃①氮化硅的化学式为 Si3N4 ； ②SiO2与C制粗硅的化学方程式为________________________________________________________________________；

③氢氟酸不能用玻璃瓶盛装，原因是 SiO2＋4HF SiF4↑＋2H2O (请用化学方程式表示)；

④步骤②经过冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点－84.7℃)，提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是 蒸馏 。

(2)碳化硅材料硬度高、耐磨削、耐高温、耐氧化、耐腐蚀、高热导率、高化学稳定性，因此用途广泛。工业上利用高纯度石英砂和焦炭在电阻炉内生产碳化硅。

①该反应的化学方程式为________________________________________________________________________；

②下列说法不正确的是 CD 。

A．由于碳化硅具有高熔点、化学惰性，所以可用作耐火材料和耐腐蚀材料 B．碳化硅半导体在通讯领域具有广阔的应用前景

C．碳化硅由于化学性质稳定，故可以用作耐高温陶瓷 D．常温下，碳化硅可以和碱反应生成Na2SiO3和CH4

2

10.(2012·重庆卷)金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。

(1)碳与短周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物，其中一种化合物R为非极性分子。碳元素在周期表中的位置是 第二周期第ⅣA族 ，Q是 氧(或O) ，R的电

··

······

子式为 ··O··C····O 。

(2)一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收其中CCl4

的实验操作名称为 过滤 ，除去粗产品中少量钠的试剂为 水(或乙醇) 。

(3)碳还原SiO2制SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO2。现将20.0g SiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L。

－2－

生成氢气的离子方程式为 Si＋2OH＋H2O SiO3＋2H2↑ ，硅酸盐的物质的量浓度为 0.17mol/L 。

(4)下列叙述正确的有 C、D (填序号)。

A．Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应 B．水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同

C．Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱

D．钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1∶2 11.某校学生课外活动小组的同学设计下图所示实验装置，用来验证一氧化碳具有还原性。回答下列问题：

(1)装置B中最适宜的试剂的名称是 饱和碳酸氢钠溶液 ，其作用是 除去CO2中混有的HCl 。

(2)装置C的作用是 干燥CO2 ，若实验中没有装置C，则不可证明CO具有还原性，其原因是 C和H2O反应生成的H2也能还原氧化铜 。

(3)装置D中黑色固体为 C ，反应的化学方程式为

________________________________________________________________________。 (4)根据实验中的 E中黑色固体变红 现象，可证明CO具有还原性，有关反应的化学方程式是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (5)若要根据装置F中出现的现象确认一氧化碳具有还原性，应在上图装置 D 与 E 之间连接下图中的装置 ② (填序号)。

3

第10讲

1．C 2.D 3.D 4.B 5.D

6．D 解析：二氧化硅是原子晶体，结构为空间网状，存在硅氧四面体结构，硅处于中心，氧处于4个顶角，所以A项错误；在SiO2晶体中，每6个Si和6个O形成一个12元环(最小环)，所以D对，B、C错误。

7．B

高温

8．(1)Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 CaSiO3 (2)①SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ ②SiO2＋高温2－2－2－2＋

CaCO3=====CaSiO3＋CO2↑ (3)① SiO3＋CO2===H2SiO3↓＋CO3 ②SiO3＋Ca===CaSiO3↓ 高温

9．(1)①Si3N4 ②SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ ③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ④蒸馏

高温

(2)①SiO2＋3C=====SiC＋2CO ②CD

解析：由于N的非金属性强于硅，故氮化硅中氮为－3价，硅为＋4价，化学式为Si3N4；碳化硅的制备反应由于在高温下进行，故产物是CO，而不是CO2，这与工业制粗硅相似；第②小题的C中，碳化硅化学性质稳定与用作耐高温陶瓷没有因果关系；D中由于题干介绍碳化硅的性质时，指明了它具有高化学稳定性，故常温下碳化硅不与碱反应。

······

10．(1)第二周期第ⅣA族 氧(或O) ··O··C····O (2)过滤 水(或乙醇) (3)Si－2－

＋2OH＋H2O===SiO3＋2H2↑

0．17mol/L (4)C、D

解析：(1)碳元素的原子有两个电子层，最外层有四个电子，故在第二周期第ⅣA族，与碳能形成两种气态化合物的为氧元素，会形成CO、CO2，其中CO2为非极性分子。(2)得到的粗产品为固态，不会溶解在液态CCl4中，要分离液态CCl4，可选用过滤方法。除去金属钠可以用水或乙醇等把钠消耗。(3)生成氢气的原因是单质Si与NaOH溶液反应的结果。由Si～2H2，则粗产品中Si为0.05 mol即0.05×28＝1.4 g，所以SiO2为20.0－1.4－11.4＝7.2 g，物质的量为0.12 mol，由Si原子守恒知Na2SiO3的物质的量为0.05 mol＋0.12 mol＝0.17 mol，溶液体积为1L，故浓度为0.17 mol/L。(4)Cl2与H2O反应生成HCl、HClO不属于置换反应，A项错误；水晶熔化需克服的是共价键，干冰熔化克服的是分子间作用力，

4

··

B项错误；判断非金属性强弱可根据其最高价氧化物的水化物酸性判断，酸性越强对应非金属性越强，硫酸可以生成硅酸，说明硫酸酸性大于硅酸，从而说明S的非金属性大于Si，C正确；钠在空气中燃烧生成Na2O2，锂燃烧生成Li2O，阴阳离子之比均为1∶2，D正确。 11．(1)饱和碳酸氢钠溶液 除去CO2中混有的HCl (2)干燥CO2C和H2O反应生成的H2

△△

也能还原氧化铜 (3)C CO2＋C=====2CO (4)E中黑色固体变红 CO＋CuO=====Cu＋CO2 (5)D E ②

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