- 非金属及其化合物
- 共31702题
普通玻璃的主要成分为Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2
（1）试计算普通玻璃中相当含有Na2O，CaO和SiO2的质量分数各是多少？
（2）制造50kg普通玻璃，需要纯碱、碳酸钙和二氧化硅各多少千克？
正确答案
（1）普通玻璃中Na2O的质量分数为13％，CaO的质量分数为11.7％，SiO2质量分数为75.3％。
（2）制造50kg普通玻璃，需要纯碱11.11kg、碳酸钙10.45kg、二氧化硅37.65kg。
Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2可用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成为：Na2O·CaO·6SiO2。
（1）Na2O的摩尔质量为62g/mol，CaO的摩尔质量为56g/mol，SiO2的摩尔质量为60g/mol。
（2）由第（1）题求出普通玻璃中各氧化物的质量分数，可计算50kg普通玻璃中Na2O、CaO和SiO2的含量：
m（Na2O）：50kg×13％=6.5kg
m（CaO）：50kg×11.7％=5.85kg
m（SiO2）：50kg×75.3％=37.65kg
再求需纯碱、碳酸钙和二氧化硅的质量：
m（SiO2）：37.65kg
实验室有一份混有少量碳酸钙杂质的碳酸钡样品。分离并提纯碳酸钡的实验步骤如下，请根据要求填空（右图为Ba(OH)2和Ca(OH)2的溶解度曲线）：
（1）高温灼烧碳酸钡和碳酸钙的混合物，直至分解分解。
所需仪器除坩埚、泥三角、玻璃棒、三脚架外还有
；
（2）将灼烧后的固体混合物置于80℃的热水中，制成氢氧化钡的热饱和溶液。为减少Ba(OH)2的损失并除去不溶物应进行的操作是 ；
（3）将“⑵”中滤液 并过滤，得到的Ba(OH)2固体溶于水制成溶液。
（4）向制得的Ba(OH)2溶液中滴加 （填一种试剂名称），再通入二氧化碳。当观察到 时，即可停止通二氧化碳。
（5）滤出碳酸钡沉淀，经洗涤、干燥后即得到纯净的碳酸钡。
正确答案
（1）坩埚钳、酒精喷灯（答“酒精灯”不对）（2）趁热过滤 （3）冷却结晶（4）酚酞 红色刚好消失
（1）高温灼烧需高温加热仪器酒精喷灯，有坩埚，还需夹持仪器坩埚钳。（4）向Ba(OH)2溶液中通入二氧化碳可制得碳酸钡，但二氧化碳过量会生成Ba(HCO3)2，故需加入指示剂。
（1）钟乳石和石笋的主要成分是碳酸钙，其形成过程如右图所示。随着旅游人数的增加，潮湿溶洞中的钟乳石和石笋受到二氧化碳侵蚀，其化学方程式为：__________________________________。
（2）某学生提出一个修复溶洞底部受损石笋的研究方案，由以下五步组成，正确的实验步骤依次是__________。
①将盛有碱溶液的容器置于石笋的上部②配制一定浓度的碱溶液③选择合适的碱④调节碱溶液下滴的速度⑤观察石笋表面复原情况
正确答案
（1）CaCO3＋CO2 + H2O
从图可见，石笋受损是由于地表水中溶有CO2，CO2可溶解石笋，生成Ca(HCO3)2，而Ca(HCO3)2在受热的情况下会分解生成CaCO3，形成钟乳石和石笋。修复溶洞底部受损的石笋应用能与Ca(HCO3)2反应的碱。故实验的第一步是选择合适的碱，再配制一定浓度的碱溶液后进行修复操作①④⑤。
碳及其化合物有广泛的用途。
（1）在电化学中，常用碳作电极：
①在酸性锌锰干电池中，碳棒作 极。
②若用碳棒和铁棒做电极电解饱和食盐水生产烧碱时，碳棒作 极，反应的离子方程式 。
（2）将水蒸气通过红热的碳可产生水煤气：C(s)+H2O(g) 
（3）将一定量的CO(g)和H2O(g)通过某恒容的密闭容器中，发生反应：CO(g)+H2O(g)
通过计算，该反应的平衡常数为： 。
（4）工业上把水煤气中的混合气体处理后，获得较纯的H2用于合成氨：
N2(g)+3H2(g)一定条件下2NH3(g) △H= —92.4kJ/mol某同学在不同实验条件下模拟化工生产进行实验，N2浓度随时间变化如图：
①与实验I比较，实验II改变的条件为： 。
②实验III比实验I的温度要高，其它条件相同，请在下图画出实验I和实验III中NH3浓度随时间变化的示意图。
正确答案
（共16分）
（1） 正（1分）；阳（1分）；2Cl-+2H2O
（2）AD（4分。选1个对的得2分，全对4分）；
（3）0.25或1/4（3分）；
（4）①使用催化剂（2分）
②
试题分析：（1）电化学基础，原电池和电解基本原理的考查，①锌锰酸性干电池中Zn做负极，石墨碳棒做正极，②氯碱工业原理——电解饱和食盐水时，石墨是惰性电极做阳极，铁做阴极，反应为：2Cl-+2H2O 
“蛇纹石石棉”主要成分有二氧化硅、氧化镁和结晶水，它的化学式是Mg6[(OH)4Si2O5]2。
（1）“蛇纹石石棉”的氧化物形式为______________________，其中原子半径最大的元素
在周期表中的位置是______________________。
（2）Si原子的最外层的电子排布式为_____________，SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式
为________________________________________________。
（3） SiCl4比SiO2的熔点_____(填“低”、“高”)，原因是__________________________。
（4）从哪些方面不能判断Si和O的非金属性强弱 。
正确答案
（1）6MgO·4SiO2·4H2O (1分) 第三周期ⅡA (1分)
（2）3s23p2（1分） SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O (1分)
（3）低 (1分) SiCl4是分子晶体，晶体中主要作用力是较弱的分子间作用力；SiO2是原子晶体，晶体中的作用力为共价键，所以后者的熔点更高（1分）
（4）BD (2分)
试题分析：（1）“蛇纹石石棉”的氧化物形式在进行变换写法时，将各元素表示成氧化物的形式，注意原子个数和元素种类不能变，化合价不能改变，故答案为：6MgO·4SiO2·4H2O。其中原子半径最大的元素是镁，在周期表中的位置是第三周期ⅡA 。
（2）Si原子的最外层的电子排布式为3s23p2，SiO2是酸性氧化物，与NaOH溶液反应生成盐和水，化学方程式为 SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O 。
（3）SiCl4是分子晶体而SiO2是原子晶体，故后都的熔点高。
（4）从哪些方面不能判断Si和O的非金属性强弱A．利用Si和O在周期表中的位置处于同一周期左到右元素非金属性增强，可以判断。B．SiO2与水不发生反应这不能做为判断依据；C．Si在一定条件下与氧气反应，生成SiO2，由于氧的非金属性强，故化合价为负；可以判断。D．H2SiO3的酸性比H2O的酸性强，无法判断。故选BD。
硅及其化合物对人类现代文明具有特殊贡献，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
A．①②③ B．③④⑤ C．②③④ D．①③④
(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：_______________________________________。
(4)工业上可用SiCl4(g)制备高温结构陶瓷氮化硅，其反应方程式为
3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)
①该反应的平衡常数表达式K＝______________.
②在密闭恒容容器中，能表示上述反应达到平衡状态的是________。
A．3v逆(N2)＝v正(H2)
B．v正(HCl＝4v正＝4v正(SiCl4)
C．混合气体密度保持不变
D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6
③在某条件下达到平衡时，H2与HCl物质的量之比为m∶n；保持其他条件不变，降低温度达到平衡时，H2与HCl物质的量之比________m∶n(填“>”、“＝”或“＜”)。
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
(4)①K＝
(1)硅原子的原子核内含14个质子，原子核外有3个电子层，每个电子层上的电子数分别为2个、8个和4个，所以其原子结构示意图为
高纯硅生产流程如下：
（1）由SiO2制粗硅的化学方程式是 ，该反应不能说明碳的非金属性强于硅，原因是 ，请写出一个能说明碳的非金属性强于硅的化学方程式 。
（2）900℃以上，H2与SiHCl3发生反应：SiHCl3(g)+ H2(g)
a．在恒温条件下，若容器内压强不变，则该反应一定达到化学平衡状态
b．增大SiHCl3的用量，可提高SiHCl3的平衡转化率
c．升高温度可加快反应速率，且提高硅的产率
（3）该流程中可以循环使用的物质是 。
正确答案
（1）SiO2+2C
（2）a c (3)HCl、H2
试题分析：（1）SiO2+2C
（2）从化学方程式来看，气体反应物和气体生成物的化学计量数不相等，即是一个气体体积在反应前后存在变化的化学反应，压强在反应过程中也存在变化，当不再变化时，说明达到平衡，a正确；增大SiHCl3的用量，可提高H2的平衡转化率，SiHCl3的平衡转化率反而减小。b错误；该反应正反应方向是吸热反应，升高温度向着吸热反应的方进行，平衡右移，c正确。(3)HCl、H2
已知A、B、C、D、E是中学化学中常见的五种化合物，它们分别由短周期两种元素组成，甲、乙、丙是单质，常温下甲、丙、A、C、D、E是气体，B为液体，乙为固体，①③必须在高温下反应才能发生。这些单质和化合物之间存在如下关系：
（1）写出甲的分子式 ; A的结构式 ；B的电子式 。
（2）若反应②是重要的工业反应，则该反应的化学方程式为 。
若反应②生成的化合物E具有漂白性，则该反应的化学方程式为 。
（3）1mol单质乙和1mol化合物B在高温下反应，生成1mol化合物D和1mol单质丙需吸收131.5kJ热
量，写出其反应的热化学方程式： 。
（4）在密闭容器中，反应①是在高温下才能发生的可逆反应，其化学反应方程式为：
；反应达平衡后，若增大体系的压强，该平衡 （填向左移动，向右移动，不移动）；其理由是： 。
正确答案
（1）甲为 O2 A结构式：O=C=O B电子式：
（2）
（3）
（4）
不移动；（1分）高温下化合物B为气体，反应前后气体的总体积不变。（2分）
此题的关键在于寻找突破口，明显的突破口有化合物B常温为液体，所以B为水。隐蔽突破口有①③必须在高温下反应才能发生，所以化合物B变为水蒸气，又知乙为固体，化合物A、化合D均为气体。据反应化合物A（气）+ 单质乙（固）=化合物D（气）；从而联想到变价非金属，所以单质乙为碳单质、A为CO2、D为CO；再由H2O(气)+ 化合物D（气）=化合物A（气）+单质丙（气）推知单质丙为H2。
解这道题的另一关键，是冷静读完全题，从问题中寻找隐蔽突破口。读完问题（2）可知满足反应：
单质甲（气）+ 化合物C（气）="=" 化合物E+H2O，且 C、E分别由短周期两种元素组成；在根据若②是重要的工业反应；可推知符合此条件的只有氨的催化氧化；所以甲为O2，C为NH3，E为NO；若②生成的化合物E具有漂白性，E又是由短周期两种元素组成，可联想到E为SO2；所以C为H2S。则此题便可迎刃而解。
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是理想，更是一种值得期待的新的生活方式，请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应化学方程式为：
____C+____K2Cr2O7 + =___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2（SO4）3+ ____H2O
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________，氧化产物是_________________
（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO（g）+ 2H2（g）
①已知：
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 ；
②在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃
270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。
请回答:
ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是 。
ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g)
③在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度(mol•L－1)变化如下表所示：
若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是 ； 且该条件所改变的量是 。
正确答案
（15分）
（1）3 2 8 H2SO4 3 2 2 8 （3分，填上H2SO41分，配平2分。）
K2Cr2O7（1分），CO2（1分）
（2）①CH3OH(g)+3/2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g) △H=－651kJ·mol－1（2分）
②i）270℃（2分） ii） 4 L2 /mol2（2分，没单位不扣分）
③增大H2的浓度（2分）；增大了0.1 mol•L－1（2分
（1）碳由0价升为+4价，铬由+6价降为+3价，则碳单质是还原剂，CO2是氧化产物，K2Cr2O7是氧化剂，Cr2(SO4)3是还原产物，根据最小公倍数法可以确定C、K2Cr2O7的系数分别为3、2，则CO2、Cr2(SO4)3的系数分别为3、2；根据钾原子守恒可知，生成物K2SO4的系数为2，根据硫原子守恒可知，缺少的反应物是H2SO4，且硫酸的系数为8，根据氢或氧原子守恒可知，生成物H2O的系数为8，即3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O；（2）①已知3个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，将③×2+②—①约去CO(g)后可以得到：CH3OH(g)+
2010年5月15日，CCTV对“南澳一号”沉船的考古进行了两个小时的现场直播，从沉船中发现了大量宋代精美瓷器，体现了灿烂的中华文明。
青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x]，可掺进瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8)，在1300℃左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。
(1)下列说法正确的是________(填序号)。
A．高岭土分子中x＝2
B．钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液
C．烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化
D．青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品
(2)在“南澳一号”考古直播过程中，需用高纯度SiO2制造的光纤。如图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程：
①洗涤石英砂的目的是___________________________________。
②二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是______________________
③在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是_____________。
④工业上常用纯净石英砂与C在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1：1。下列说法正确的是________(填序号)。
A．SiC性质稳定，能用于制造抗高温水泥
B．制造粗硅时的反应为：2SiO2＋5C
C．在以上流程中，将盐酸改为NaOH溶液，也可达到目的
D．纯净的SiO2只能用于制造光导纤维
正确答案
(1)CD (2)①除去石英砂中的NaCl杂质 ②SiO2＋2OH－=SiO32-＋H2O ③增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，提高生产效率 ④B
(1)选项A，根据化合价代数和等于零的原则，可得：6＋8－10－x＝0，解得x＝4。选项B，将KAlSi3O8改写为氧化物的形式为K2O·Al2O3·6SiO2，SiO2不能与盐酸反应，所以钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液。选项C，根据水泥制造过程可推测出烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。选项D，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸盐产品的特点，是硅酸盐产品。
(2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl杂质，洗涤石英砂可使NaCl与SiO2分离。②SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O，据此可写出相应的离子方程式。③将纯净的石英砂研磨后能增大物质的表面积，从而增大SiO2与NaOH的接触面积，增大反应速率，提高生产效率。④选项A，根据SiC中元素的价态可知，SiC具有还原性，在高温下仍能在O2中燃烧生成SiO2和CO2，因此不能用于制造抗高温水泥。选项B，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1：1，根据原子守恒，可将题述信息转化为如下反应：2SiO2＋5C=Si＋SiC＋4CO↑。选项C，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，无法实现二者的分离。选项D，纯净的SiO2还可用于制造光学玻璃等。
通常情况下空气中CO2的体积分数为0.030%，当空气中CO2的体积分数超过0.050%时，会引起明显的温室效应。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
⑴目前，用超临界CO2（其状态介于气态和液态之间）代替氟利昂作致冷剂已成为一种趋势，这一做法对环境的积极意义在于 。
①分解池中反应的化学方程式为 。
②在合成塔中，若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应，可放出4947kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式 。
⑶李明同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，他查得CaCO3、BaCO3的溶度积（Ksp）分别为4.96×10-9、2.58×10-9。
李明应该选用的试剂是 ，实验时测定的数据除空气的体积外，还需要测定 。
正确答案
⑴保护臭氧层 ⑵①2KHCO3
②CO2(g)+3H2(g) 
⑶Ba(OH)2（或NaOH溶液和BaCl2溶液） 实验时的温度、压强，沉淀的质量
吸收池中K2CO3溶液吸收空气中CO2生成KHCO3；BaCO3的溶度积更小，测定空气中CO2的体积分数更准确
为了证明一氧化碳具有还原性，有人设计了下列实验：
（1）装置B中最适宜的试剂是___________________________________________。
（2）装置D中发生反应的化学方程式是___________________________________。
（3）必须用装置C吸收除去气体中水蒸气的理由是_________________________。
（4）若根据F中石灰水变浑浊的现象也能确定CO具有还原性，应在上图中装置______与______之间连接下列装置中的______（填序号）。
正确答案
（1）饱和NaHCO3溶液
（2）CO2+C
（3）水蒸气进入D中在高温下能跟碳反应产生H2，H2也能使CuO还原，不能证明CO具有还原性
（4）D E ④
（1）装置B用来除去HCl，最适宜的试剂是饱和NaHCO3溶液。
（2）装置D中发生反应的化学方程式是
CO2+C
（3）水蒸气进入D中在高温下能跟碳反应产生H2，H2也能使CuO还原，故不能证明CO具有还原性，所以必须用装置C除去气体中的水蒸气。
（4）若根据F中石灰水变浑浊的现象也能确定CO具有还原性，应在上图中装置D与E之间连接装置④，以除去其中的CO2。
验证CO具有还原性的常用实验方法是CO还原氧化铜的实验，通过黑色固体变红色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊来说明。除去尾气中的CO的常用方法是点燃法。
某硅酸锌样品含58.6％的锌，而ZnO％与SiO2％的质量分数的总和为100％，写出这样品的化学式（最简式）。
正确答案
SiO2％=1-73.0％=27.0％
该硅酸锌样品的化学式为：2ZnO·SiO2。
题目要求写出这样品的化学式（最简式），即是要求通过计算找出ZnO与SiO2的物质的量之比值，然后用SiO2和ZnO的形式表示此硅酸锌样品的组成。
可先由Zn％求算出ZnO％，并求出SiO2％。然后再运用求最简式最基本的方法求出此硅酸锌的组成。
常温下，两种常见无色无味的气体A和B组成的混合气体(A的相对分子质量小于B的相对分子质量)。经分析混合气体中总共只含氧和碳两种元素，但不论A和B以何种比例混合，氧和碳的质量比总是大于
(1)在下表中填出A和B可能的分子式。(不一定填满)
(2)当氧和碳的质量比等于2时，试确定A和B的可能组成以及A与B的物质的量之比。
正确答案
(1)
(2)①A：CO B：O2 n(CO)∶n(O2)=4∶1
②A：CO B：CO2 n(CO)∶n(CO2)=1
(1)因为
(2)由于
①当A为CO，B为O2时：
设n(CO)=x，n(O2)=y，
则有
故
②当A为CO，B为CO2时：
设n(CO)=x′,n(CO2)=y′
则有
解之x′=y′，故
古有“杜康酿酒反为醋”的传说，高粱、玉米等粮食是酿酒工业的主要原料。粮食发酵可得有机化合物A，在A分子中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%，其余为氧元素。又知A在一定条件下可生成B，在加热和浓硫酸作用下，A与B反应可生成一种有香味的物质C，若184gA和120gB反应能生成106gC，计算该反应的产率（写出计算过程）。
正确答案
60.2％。
A分子中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%，所以氧的质量分数为1－13.0%－52.2%＝34.8%，故碳、氢、氧的原子个数比为52.2%÷12：13.0%÷1：34.8%÷16≈2：6：1，即A的最简式为C2H6O，由碳、氢原子个数比知该物质已达饱和，故A的分子式为C2H6O，其相对分子质量为46（2分）；根据题意可得A为C2H5OH ，C为CH3COOH，二者反应的化学方程式为：CH3COOH + C2H5OH CH3COOH + H2O （2分）已知n（CH3COOH）==＝2mol，n（C2H5OH）==> 2mol
所以乙醇过量，应以乙酸计算产率，2mol乙酸完全酯化可生成乙酸乙酯2mol×88g·mol－1＝176g，所以该反应的产率为×100％＝60.2％（2分）
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