- 非金属及其化合物
- 共31702题
(10分)（1）用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：
①光导纤维的主要成分是 ；
②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 。
（2）氮化硅Si3N4是一种高温结构材料，粉末状态的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3反应制取。粉末状Si3N4对空气和水都不稳定。但将粉末状的Si3N4和适量氧化镁在230×1.01×105Pa和185℃的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料，同时还得到对水不稳定的Mg3N2。
①写出由SiCl4和NH3反应制取Si3N4的化学反应方程式： ；
②在Si3N4和适量氧化镁在230×1.01×105Pa和185℃的密闭容器中热处理的过程中，发生反应，反应过程中有Mg3N2生成。其化学方程式为： ；
③氮化硅Si3N4是一种高温结构材料，其优点是（只要求写出二种）。
、
正确答案
（1）①SiO2；②Si。（2）①3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl；②Si3N4+6MgO=3SiO2+2Mg3N2；
③抗氧化、耐磨损、抗腐蚀、润滑性、抗冷热冲击等
略
（9分）硅是一种重要的非金属
（1）基态硅原子的核外电子排布式为 。
（2）晶体硅的微观结构与金刚石相似，晶体硅中Si-Si键之间的夹角大小约为______。
（3）下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是
A..最小的环上，有3个Si原子和3个O原子
B.最小的环上，有6个Si原子和6个O原子
C.存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角
（4）下表列有三种含硅物质（晶体）的熔点：
物质
SiO2
SiCl4
SiF4
熔点/℃
1610
－69
－90
简要解释熔点差异的原因：
①SiO2和SiCl4：_________________________________________；
② SiCl4和SiF4：_________________________________________
（5）“神七”字
正确答案
略
在下列物质的转化关系中，A是一种固体单质，且常作半导体材料，E是一种白色沉淀，F是最轻的气体单质。
据此填写：(1)B的化学式是 ，目前在现代通讯方面B已被用作 的主要原料。
(2)B和a溶液反应的离子方程式是 。
(3)A和a溶液反应的离子方程式是 。
(4)C和过量盐酸反应的离子方程式是 。
正确答案
(1)SiO2 制光导纤维
(2)SiO2＋2OH－=SiO32-＋H2O
(3)Si＋2OH－＋H2O=SiO32-＋2H2↑
(4)SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓
A是固体单质且为半导体材料，所以A为Si，则B为SiO2(常用作制光导纤维)，根据框图中的关系知E中含有Si元素，且是加入过量盐酸生成的白色沉淀，所以E为H2SiO3，则a为NaOH，C为Na2SiO3，D为H2O，而F是最轻的气体单质，所以F为H2，Si与NaOH溶液反应的离子方程式为：Si＋2OH－＋H2O=SiO32-＋2H2↑，SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为：SiO2＋2OH－=SiO32-＋H2O。
（14分）化学与人类社会可持续发展密切相关，能源、环境、材料以及日常生活等都离不开化学。
⑴硅是无机非金属材料的主角。请你举出两种含硅的材料名称 ▲ 、 ▲ 。
⑵大量使用化石燃料，最直接的危害
▲ ；
国际上最新采用“饱和亚硫酸钠溶液吸收法”，请写出有关反应的化学方程式 ▲ 。
⑶生活中处处有化学，缺铁性贫血患者应补充Fe2＋，通常以硫酸亚铁的形式，而硫酸铁则无这种药效。当用硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用是▲ 。如果药片已经失效，应如何检验？写出主要操作与现象 ▲ 。
正确答案
（14分）⑴（共4分）玻璃、水泥、陶瓷、光导纤维等(任意两种)
⑵（6分）S+ O2="=" SO2 CaO + SO2 ="=" CaSO3 2CaSO3 + O2 ="=" CaSO4 (任意两种) （4分）
SO2 + Na2 SO3 + H2O="=" 2 NaHSO3 （2分）
⑶（4分）保护FeSO4不被空气中的氧气氧化（2分）；
取少量研碎的
略
（8分）获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。
（1）光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通讯，能同时传输大量信息。制造光纤电缆的主要原材料的化学式是____
（2）信息产业的核心材料是高纯度的硅，高纯度的单晶硅生产方法之一：
SiO2
近代用得较多的另一种方法（之二）是：用金属硅化物（Mg2Si）与盐酸作用制得硅烷，再热分解硅烷可得高纯硅。根据上述信息回答以下问题：
从方法一生产单晶硅的过程看，由碳还原得到的硅为何还要进一步处理？
（3）写出方法二中，生产高纯硅的两个化学反应方程式：
①____________________ _。②______________
正确答案
A
略
白玉的化学式可用CaxMgySipO22(OH)2表示（也可用Ca、Mg、Si、H的氧化物表示）。
（1）取8.l0g白玉粉末灼烧至恒重，固体减少了0.18g，则白玉的摩尔质量为______。
（2）另取4.05g白玉粉末加入l mol/L的盐酸l00mL中充分溶解，最终得不溶氧化物2. 40g.过滤，将滤液和洗涤液合并后往其中加入足量的铁屑，得到气体336mL(标准状况下).则
①p=_________；
②白玉的化学式（用氧化物的形式）表示为________。
正确答案
（1）810g·mol-1；（2）8；2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
试题分析：（1）由白玉的化学式CaxMgySipO22(OH)2可以看出每个分子在灼烧时发生反应，只能生成1个水分子。n(H2O)=m/M=0.18g÷18g/mol=0.01mol.,所以白玉的物质的量也是1mol。所以白玉的摩尔质量为8.10g÷0.01mol=810g/mol.（2）n(白玉)= 4.05g÷810g/mol=0.005mol.其中含有Si的物质的量为：2. 40g. ÷60g/mol=0.04mol..因此每摩尔的白玉中含有Si的物质的量为0.04mol÷0.005mol=8.由方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可知：n(H2)=0.336L÷22.4L/mol=0.015mol.因此与白玉反应后过量的盐酸的物质的量为0.03mol.白玉消耗的HCl的物质的量为1mol/L×0.1L-0.03mol=0.07mol.那么每摩尔的白玉反应需要消耗的HCl的物质的量为0.07mol÷0.005mol=14。由于Ca、Mg都是+2价的金属，所以与盐酸反应时每个金属阳离子都要结合2个Cl-.所以n(Ca2+)+n(Mg2+)=14÷2=7.即X+Y=7.再结合相对分子质量40X+24Y+28×8+16×22+17×2=810.两式联立求解。可得X=2；Y=5。所以该化合物的分子式为Ca2Mg5Si8O22(OH)2. 用氧化物的形式）表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O.
（18分）二氧化碳又名碳酸气，具有较高的民用和工业价值，在多种领域有着广泛的应用。目前，二氧化碳在棚菜气肥、蔬菜（肉类）保鲜、生产可降解塑料等也展现良好的发展前景。二氧化碳是一种无色无味的气体，无毒、不导电并且没有可燃性。但是金属镁在点燃的条件下可以在二氧化碳气体中燃烧。其中还原产物是碳
Ⅰ．①氧化产物是
②请写出化学反应方程式，并用单线桥法表示该反应的电子转移总数
Ⅱ．CO2气体与碱溶液反应时，用量不同其生成的产物不同。
①少量CO2通入过量的KOH溶液中，请写出离子反应方程式
②取两份等物质的量浓度等体积的Ca(OH)2的溶液，一份通入过量CO2，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（V）的关系如图所示
写出沉淀变化由a到b的离子方程式：
Ⅲ．另一份先加入少量的KOH固体溶解，再将过量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合溶液中，请绘图表示出生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（V）的关系;并写出与图②中不同曲线处对应的离子反应方程式
正确答案
（18分）Ⅰ．①MgO (2分)
②
（正确写出方程式且配平正确得2分，线桥标注正确得2分，共计4分）
Ⅱ．①CO2 + 2OH- = CO32- + H2O (3分)
②CaCO3 + CO2 + H2O = Ca2+ + 2HCO3- (3分)
Ⅲ．
CO32- +CO2 + H2O = 2HCO3- (3分)
略
（6分）地球化学中，通常用热重分析研究矿物在受热时的质量变化以确定其组成。取66.6 mg由高岭石〔Al4Si4O10(OH)8〕和方解石（CaCO3）组成的矿物，加热，在673 K～1123 K区间内分解为氧化物，样品总失重为13.8 mg。
（1）方解石的分解率为____________。
（2）计算矿物中高岭石的质量分数。
正确答案
(1)44% (2)0.775
本题主要考查有关化学式和化学方程式的简单计算。
(1)由CaCO3
(2)设高岭石和CaCO3的物质的量分别为x、y，由：
Al4Si4O10(OH)8～4H2OCaCO3～CO2
可得方程组：
x·516 g·mol-1+y·100 g·mol-1=66.6×10-3g
4x·18 g·mol-1+y·44 g·mol-1=13.8×10-3g
求解，得：
x=1.00×10-4 mol，y=1.50×10-4 mol
因此，高岭石的质量分数=(1.00×10-4 mol×516 g·mol-1)/(66.6×10-3g)=0.775。
(1)石灰石样品中SiO2的质量分数。
(2)中和多余盐酸所需1mol／L NaOH溶液的体积。
正确答案
(1) 5%(2) 5mL
(1)n(CO2)= 1.064L/22.4L·mol-1= 0.0475mol,由元素守恒可知，n(CaCO3)= 0.0475mol，m(CaCO3)= 0.0475mol×100g·mol-1=4.75g,所以石灰石样品中SiO2的质量分数="(5.0g-4.75g)/" 5.0g=5%。
(2)SiO2与盐酸不反应，只有石灰石才能与盐酸反应，
CaCO3 + 2HCl=CaCl2+ CO2↑+H2O
1 2
0.0475mol 0.095mol
则多余的HCl为0.05L×2mol／L-0.095mol=0.005mol
HCl + NaOH=NaCl+H2O
1 11mol／L
0.005mol 0.005mol
1mol／L NaOH溶液的体积为[0.005mol/(1mol／L)]×1000mL/L=5mL.
（1）将青海昆仑玉的化学组成用氧化物的形式表示______________。
（2）经测定青海昆仑玉的各组分的质量分数（%）为CaO 13.8，MgO 14.52，FeO 10.08，SiO2 58.8，H2O 2.8，则该玉是______石。
正确答案
（1）2CaO·5(MgO，FeO)·8SiO2·H2O（2）阳起石
（1）将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，只需将除O以外所有的元素写出其常见氧化物，并用“·”将它们合起来，但需注意各种原子个数比符合原来的组成。在某种（或几种）氧化物前加合适系数。Ca2(Mg2+，Fe2+)5(Si4O11)2(OH)2→2CaO·5(MgO，FeO)·8SiO2·H2O。
（2）m(Mg)/m(Mg+Fe)="(" 14.52/40)×24/[(14.52/40)×24+(10.08/72)×56=0.526,故0.50
硅及其化合物对人类现代文明的发展具有特殊贡献。请回答下列有关问题：
(1)硅原子的结构示意图：________。
(2)下列物品或设备所用的材料属于硅酸盐的是________。
①长江三峡水泥大坝 ②石英光导纤维 ③陶瓷坩埚
④普通玻璃 ⑤硅太阳能电池
(3)常温下，SiCl4为液态，沸点为57.6 ℃，在空气中冒白雾。制备高纯度硅的中间产物SiCl4中溶有液态杂质，若要得到高纯度SiCl4，应采用的方法是________；用化学方程式及必要文字解释SiCl4在空气中冒白雾的原因：________________________________
正确答案
(1)
(2)D
(3)干燥条件下蒸馏 SiCl4＋3H2O=H2SiO3＋4HCl，HCl遇水蒸气产生白雾
(1)硅原子结构示意图为
硅单质为什么在常温下性质稳定？
正确答案
硅的正四面体的空间网状结构使它的原子间的作用力很强，在常温下，很难发生化学键的断裂，所以其化学性质也很稳定。
物质的性质是由物质的结构决定的，稳定的性质来自于稳定的结构。硅的正四面体的空间网状结构使它的原子间的作用力很强，在常温下，很难发生化学键的断裂，所以其化学性质也很稳定。
填空(3分)
正确答案
Al2O3·2SiO2 ·2H2O , K2O ·Al2O3 ·6SiO2 , Al2O3 ·SiO2
试题分析：硅酸盐结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。注意改写时元素的化合价不变，原子个数比不变。书写顺序是：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→非金属氧化物→二氧化硅→水，并将氧化物的数目用阿拉伯数字在其前面表示。
点评：改写时注意：①氧化物之间以“·”隔开；②系数出现的分数应化为整数。③元素原子个数比不能变化，各元素化合价不变，④书写顺序是：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→非金属氧化物→二氧化硅→水，并将氧化物的数目用阿拉伯数字在其前面表示。
（6分）黏土是很多硅酸盐产品的原料之一，创造历史、享誉全球的景德镇陶瓷就是利用了当地的优质黏土资源。请回答下列问题：
(1)黏土主要有效成分的化学式为Al2Si2O5（OH）4，若以氧化物形式表示，应写为____________。
(2)在黏土资源丰富的地区还可以兴建水泥厂、玻璃厂、硫酸厂等，这些工厂中属于硅酸盐工业的有_______________ ___，玻璃厂生产雕花玻璃过程所依据的化学原理是
________________________________________(用化学方程式表示)。
正确答案
（1）Al2O3·2SiO2·2H2O （2）水泥厂、玻璃厂； SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O
硅酸盐书写成氧化物的顺序：活泼金属氧化物——较活泼金属氧化物—— SiO2——H2O。再根据原子守恒即得Al2Si2O5（OH）4的氧化物形式。水泥的主要成分有硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙，属于硅酸盐工业。玻璃的主要成分有硅酸钙，硅酸钠，二氧化硅，也属于硅酸盐工业。HF腐蚀玻璃，与其中的SiO2反应，用于玻璃雕花
（2014届广东省华附、省实、深中、广雅高三四校联考理综化学试卷）
某实验小组欲通过以下实验来探究Na2CO3和NaHCO3两种物质的性质。
（1）称取两种固体各2 g，分别放入两个小烧杯中，再各滴加10 mL 蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，并恢复至室温后，向所得溶液中各滴入2滴酚酞试液。
① 发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，由此得到结论 。
② 同学们在两烧杯中还观察到了其它现象。其中，盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是 （填字母序号）。
A．溶液温度下降 B．溶液温度升高 C．滴入酚酞后呈浅红色 D．滴入酚酞后呈红色
（2）如下面左图所示分别加热A、B固体，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，但一段时间后浑浊又变澄清。请用化学方程式解释澄清石灰水中发生的现象 。
（3）如上图所示，在气密性良好的装置I和II中分别放入试剂，将气球内的固体同时倒入试管中。
两试管中均产生气体， （填“I”或“II”）的反应程度更为剧烈。
② 反应结束后，气球均有膨胀，恢复至室温。下列说法正确的是 。
A．装置I的气球体积较大 B．装置II的气球体积较大
C．生成气体的体积根据盐酸计算 D．生成气体的体积根据固体计算
（4）将两种固体分别配制成0.5 mol·L-1的溶液，探究与0.5 mol·L-1CaCl2溶液反应的情况
请写出上述实验过程中发生的反应的离子方程式：
实验1： ；实验2： 。
正确答案
（1）①同温度下，Na2CO3比NaHCO3易溶于水（2分，不说明温度条件的扣1分）
②B、D（2分）
（2）Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O（2分） CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2（2分）
（3）①Ⅰ（2分） （2）A、C（2分，少选1个得1分，错选、不选不得分）
（4）实验1：Ca2++CO32-=CaCO3↓（2分） 实验2：Ca2++2HCO3-=CaCO3↓+CO2↑+H2O（2分）
（1）本题探究的Na2CO3和NaHCO3两种物质都是我们中学阶段非常熟知的两种钠盐，这两种物质进行对比，很多性质可以直接结合我们所学内容得出。此处称取等量的两种物质溶解，发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，说明在相同温度下Na2CO3固体的溶解度要大于NaHCO3固体。这两种钠盐溶解均是放热的，所以会使体系温度升高。同时它们均是强碱弱酸盐，水解呈碱性使酚酞变红。故选BD。
（2）NaHCO3 受热易分解产生CO2，使澄清石灰水变浑浊，但是通了一段时间的CO2后，产生的沉淀CaCO3又与过量的CO2反应生成了可溶的Ca(HCO3)2，所以溶液又变澄清。整个过程发生的反应方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 、 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 。
（3）①②Na2CO3和NaHCO3两种物质均能与HCl反应产生CO2气体，但是反应中CO32- 要先与H+反应生成HCO3－，然后再由HCO3－与H+反应生成CO2，经过2个步骤，所以装置I反应要慢，装置II要跟更为剧烈。
②所得气球的体积大小主要看反应生成的CO2气体的体积，根据C原子守恒，1g的Na2CO3和1g NaHCO3 中，NaHCO3 能生成的CO2物质的量大，所以产生的气体多，故A正确；此实验中盐酸均完全反应，所以气体体积根据盐酸来计算，故C正确；故选AC。
（4）实验1中产生白色沉淀是由于钙离子和碳酸根离子结合生成了碳酸钙沉淀，所以离子方程式为：
Ca2++CO32-=CaCO3↓；而实验2中理论上HCO3－与Ca2+ 不能反应，没有沉淀生成，但是由实际结果推测HCO3－发生微弱电离产生CO32-和H+，电离产生的CO32-与Ca2+ 结合生成了碳酸钙沉淀，同时进一步促进了电离，使得电离产生的H+又与溶液中的HCO3－反应生成CO2气体，所以离子方程式为：Ca2++2HCO3－=CaCO3↓+CO2↑+H2O。
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