课练11 碳.硅及其化合物 无机非金属材料
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7.(2017·淄博月考) 据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料,其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是( )
A .它耐高温抗氧化 B .它比钢铁轻、硬,但质地较脆
C .它没有固定的熔点 D .它是一种新型无机非金属材料
8.(2017·福州一中月考) 将过量CO 2分别通入下列物质的溶液中:①BaCl 2;②Na 2SiO 3;③Ca(OH)2;④饱和Na 2CO 3溶液;⑤NaAlO 2,最终有白色沉淀析出的是
( )
A .①②③④⑤ B .②④⑤ C .①②③ D .②③⑤
9.(2017·山东济南联考) 下列除杂方法正确的是( )
A .SiO 2中含Al 2O 3杂质,可以加入足量NaOH 溶液然后过滤除去
B .CO 2中含有CO 杂质,可以通入盛有CuO 的玻璃管且加热
C .CO 2中含有HCl 杂质,可以通过盛有Na 2CO 3溶液的洗气瓶
D .Na 2CO 3溶液中含有Na 2SiO 3杂质,可以通入足量的CO 2,然后过滤
10.(2017·安庆模拟) 金刚砂(SiC)可由SiO 2和碳在一定条件下反应制得,反应方
高温SiC +2CO ↑,下列有关说法中正确的是( ) 程式为SiO +3C=====2
A .该反应中的氧化剂是SiO 2,还原剂为C
B .该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
C .该反应中每生成1 mol SiC转移12 mol电子
D .该反应中的还原产物是SiC 、氧化产物是CO ,其物质的量之比为1∶2
11.(2017·西安中学质检) 向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO 2气体,充分
反应后,得溶液甲。再向所得溶液甲中逐滴加入0.2 mol·L -1的盐酸,产生CO 2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A .原NaOH 溶液的浓度为0.1 mol·L -1
B .通入CO 2的体积为448 mL(标准状况)
C .所得溶液甲的溶质成分的物质的量之比为n (NaOH) :n (Na2CO 3) =1 :3
D .所得溶液甲的溶质成分的物质的量之比为n (NaHCO3) :n (Na2CO 3) =2 :1
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12.(2017·江苏连云港等四市一模) 在电子工业中利用镁制取硅的反应为2Mg +△2MgO +Si ,同时会发生副反应:2Mg +Si=====△Mg Si ,Mg Si 遇盐酸迅速SiO 2=====22
反应生成SiH 4(硅烷) ,SiH 4在常温下是一种不稳定、易自燃的气体。下图是进行Mg 与SiO 2反应的实验装置。
试回答下列问题:
(1)由于O 2和H 2O(g)的存在对该实验有不良影响,实验中应通入X 气体作为保护气,在A 、B 、C 三种仪器中应加入的试剂分别是:A________,B________,C________。(填序号)
①稀硫酸 ②浓硫酸 ③稀盐酸 ④石灰石 ⑤纯碱 ⑥锌粒
(2)实验开始时,必须先通入X 气体,再加热反应物,其理由是________________________________________________________________________
____________________________,当反应引发后,移走酒精灯,反应能继续进行,其原因是________________________________________________________________________。
(3)反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸,可观察到闪亮的火星,产生此现象的原因用化学方程式表示为
①________________________________________________________________________,
②________________________________________________________________________。
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课练11 碳、硅及其化合物
无机非金属材料基础练
1.解析 晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。硅在常温下化学性质不活泼,但仍能与氟气、氟化氢和NaOH 溶液等发生反应,加热至一定温度时,硅能与氯气、氧气等发生反应。
答案 C
2.解析 SiO 2是原子晶体,是由硅原子和氧原子按1∶2的比例所组成的立体网状晶体。干冰是分子晶体,两者结构不同,故A 错误;SiO 2为酸性氧化物,除氢氟酸外不与任何酸反应,故B 错误;工业上用焦炭还原SiO 2来制备粗硅,故C 正确;SiO 2具有导光性,用于制造光导纤维,SiO 2不导电,故D 错误。
答案 C
3.解析 由C 2O 3溶于水可得到草酸知,C 2O 3是酸性氧化物,与NaOH 溶液反应生成草酸钠,A 、C 正确;由C 2O 3的化学性质与CO 相似知,B 正确;因碳元素的
点燃4CO ,D 错误。 最高正价为+4,则2C O +O =====2322
答案 D
4.解析 SiO 2是酸性氧化物,能与NaOH 溶液、CaO(高温) 反应;能与氢氟酸反应是SiO 2的特性;与Na 2CO 3固体在高温下反应是制玻璃时的反应。
答案 C
5.解析 无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类。传统无机非金属材料是指我们常说的硅酸盐材料,包括玻璃、水泥、砖瓦、陶瓷等;新型无机非金属材料是指一些新型的具有特殊结构和特殊功能的非硅酸盐型材料。新型无机非金属材料与传统无机非金属材料相比,具有许多优良性能,如强度高、耐高温、耐磨损、耐酸碱腐蚀、具有压电效应、具有生物功能等。
答案 B
6.解析 A 项,CO 2+C 6H 5ONa +H 2O ―→C 6H 5OH +NaHCO 3,升温至65 ℃以上,C 6H 5OH 完全溶解,溶液变澄清;B 项,CO 2+Na 2SiO 3+H 2O===Na2CO 3+H 2SiO 3↓,H 2SiO 3与CO 2不反应,Na 2CO 3+H 2O +CO 2===2NaHCO3;C 项,CO 2+Ca(ClO)2+H 2O===CaCO3↓+2HClO ,所以溶液变浑浊,加入的品红被HClO 氧化褪色;D 项,首先,CO 2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H 2O ,继续通CO 2至过量,产生可溶于水的Ca(HCO3) 2,再加入足量的NaOH ,则发生反应:2NaOH +Ca(HCO3) 2===CaCO3↓+Na 2CO 3+2H 2O ,溶液又变浑浊。
答案 B
7.解析 粗硅与盐酸反应是其中的Fe 与盐酸反应:Fe +2HCl===FeCl2+H 2↑;粗硅与碱反应是其中的硅与碱液反应:Si +2NaOH +H 2O===Na2SiO 3+2H 2↑。因放出等量的H 2,则Fe 与Si 的物质的量之比为2∶1,质量之比为4∶1。
答案 C
8.解析 本题可从I 入手推断,I 可用于制造光导纤维,故其为二氧化硅,F 为硅酸,H 为硅酸钠。E 为HCl ,C 为四氯化硅,X 为Si 3N 4。反应①为Si 与Cl 2反应生成SiCl 4、反应⑦为硅酸钠与过量的二氧化碳反应生成硅酸和碳酸氢钠。
答案 (1)SiCl4 Si 3N 4
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与CO 2反应生成NaHCO 3。
答案 B
10.解析 反应产物SiC 中Si 、C 的化合价分别为+4、-4,所以SiO 2既不是氧化剂,又不是还原剂;碳元素从0价转变成-4价(SiC)和+2价(CO),其中CO 是氧化产物,SiC 是还原产物,两者的物质的量之比为2∶1;根据化学方程式,知该反应中每生成1 mol SiC,转移4 mol电子。
答案 D
--11.解析 由图像可知,先加入的25 mL盐酸使CO 23转化为HCO 3,后加入的
75 mL 盐酸使HCO -L -1×0.025 L 3转化为CO 2。所得溶液甲中,n (Na2CO 3) =0.2 mol·
=0.005 mol ,n (NaHCO3) =0.2 mol·L -1×0.075 L -0.005 mol =0.01 mol ,故n (NaHCO3) ∶n (Na2CO 3) =2∶1,C 错,D 正确。根据Na +守恒,可知原溶液中NaOH 的物质的量等于最终生成的NaCl 的物质的量,n (NaOH)=0.2 mol·L -1×0.1 L =0.02 mol ,c (NaOH)=0.2 mol·L -1,A 错;根据碳原子守恒,可知通入的CO 2为0.015 mol,体积为336 mL(标准状况) ,B 错。
答案 D
12.解析 (1)从给出的试剂看,可产生的气体只有CO 2和H 2,CO 2与Mg 能反应,不能用作保护气,因此保护气为H 2。制取H 2的试剂是稀硫酸和锌粒,浓硫酸为气体干燥剂。(2)装置内的O 2如果不被排出,O 2与H 2混合在加热条件下会发生爆炸;移走酒精灯后反应继续进行,说明Mg 与SiO 2的反应是放热反应。(3)Mg2Si 与盐酸会发生复分解反应生成MgCl 2和SiH 4,SiH 4常温下可自燃。
答案 (1)① ⑥ ②
(2)防止在加热条件下H 2和O 2混合发生爆炸 SiO 2和Mg 粉的反应是放热反应
(3)①Mg 2Si +4HCl===2MgCl2+SiH 4↑
②SiH 4+2O 2===SiO2+2H 2O
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