2021高考化学（新高考版）一轮复习考点考法精练：专题七碳、硅及其化合物　无机非金属材料 WORD版含解析.docx

1、专题七碳、硅及其化合物无机非金属材料考点1碳、硅及其化合物1.2020江苏苏州调研在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A.SiO2SiCl4SiB.FeS2SO2H2SO4C.饱和NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3D.MgCO3MgCl2(aq)Mg2.2020广东惠州第二次调研改编双选下列说法正确的是()A.SiO2为酸性氧化物,其不能与任何酸发生化学反应B.SO2能使品红溶液、溴水褪色,分别说明SO2具有漂白性、还原性C.将AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别蒸干和灼烧,最终所得产物均为Al2O3D.反应物和生成物各具有的总能量决定了该反应是放热反应还是

2、吸热反应3.2019湖北武汉部分示范高中联考半导体工业中,有一句行话:“从沙滩到用户”,即由SiO2制Si。制取过程中未涉及的化学反应是()A.SiO2+2CSi+2COB.SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2OC.Si(粗)+2Cl2SiCl4D.SiCl4+2H2Si+4HCl4.2019广西河池高中第二次考试下列实验设计能够达到实验目的的是()选项实验目的实验设计A除去CO2中少量的SO2将混合气体通入饱和Na2CO3溶液B除去Cu粉中混有的CuO向混合物中滴加适量稀硝酸C检验溶液中是否含有Fe2+向溶液中滴入氯水后,再滴加KSCN溶液D证明H2CO3的酸性比H2SiO3强将CO2通

3、入Na2SiO3溶液中5.2020安徽亳州第二中学模拟,12分 X、Y、Z、W四种化合物均由短周期主族元素组成。其中X含有四种元素,X、Y、Z的焰色反应均为黄色,W为无色无味气体。这四种化合物具有如图1所示转化关系(部分反应物、产物及反应条件已略去)。请回答:图1(1)Y的电子式是。(2)X与Y在溶液中反应的离子方程式是。(3)X含有的四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种化合物,选用其中某些化合物,利用如图2所示装置(夹持装置已略去)进行实验,装置中产生白色沉淀,装置中可收集到一种无色气体R。图2装置中反应的化学方程式是,装置中反应的化学方程式是。用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物

4、,在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的气体R,该化合物的化学式是,所需仪器装置是。(从图2中选择必要装置,填写编号)(4)向Z溶液中通入氯气,可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质,同时有X生成,该反应的化学方程式是。考点2无机非金属材料6.2020福建师范大学附属中学期中考试化学与社会、科学、技术、环境密切相关。下列说法正确的是()A.目前提岀的“低碳经济”,要求减少CO2的排放,抑制酸雨的形成B.推广使用燃料电池汽车,可减少颗粒物、CO等有害物质的排放C.高纯度的硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”D.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品7.2020湖北三校联

5、考厉害了,我的国展示了中国探索太空,开发深海,建设世界第一流的高铁、桥梁、码头,5G技术联通世界等取得的举世瞩目的成就。它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是()A.为打造生态文明建设,我国近年来大力发展核电、光电、风电、水电,电能属于一次能源B.C919大型客机使用了大量先进复合材料、铝锂合金等,铝锂合金属于金属材料C.我国提出网络强国战略,光缆线路总长超过三千万公里,光缆的主要成分是晶体硅D.“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐8.2020吉林长春第一次质量监测化学与人类生产、生活密切相关,下列叙述不正确的是()A.用地沟油制取的生物柴油和从石油炼得的柴

6、油都属于烃类物质B.高铁“复兴号”车厢连接的关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于高分子材料C.“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称,丝绸的主要成分是蛋白质,属于天然高分子化合物D.中国天眼“FAST”用到的碳化硅是一种新型的无机非金属材料一、选择题1.2020江西高三第一次联考下列实验操作能达到实验目的的是()选项实验目的实验操作A检验粗盐溶液中的Cl-取少量粗盐溶液,滴加AgNO3溶液,观察现象B检验碳酸钠将Pt丝蘸取盐酸灼烧至无色后,蘸取待测物灼烧,观察现象C除去MnO2中的炭粉反复灼烧至质量不再变化D检验CO、CO2混合气体将气体依次通过CuO(灼热)、澄清石灰

7、水2.新题型硅及其化合物在生产、生活中有重要的用途,如图所示为制取高纯硅的工艺流程,下列有关说法错误的是()A.反应为Si+3HClSiHCl3+H2B.反应、都是氧化还原反应C.高纯硅用于制作光导纤维D.SiHCl3中Si的杂化方式与晶体硅中Si的杂化方式相同3.新题型2020北京十中期中考试改编双选我国化学家侯德榜创立了著名的“侯氏制碱法”(流程图如图所示),促进了世界制碱技术的发展。下列有关说法正确的是()A.沉淀池中的反应物共含有六种元素B.过滤得到的“母液”中一定只含有两种溶质C.图中X可能是氨气D.通入氨气的作用是使溶液呈碱性,促进二氧化碳的吸收,更多地析出沉淀4.新素材已知草酸(

8、H2C2O4)是一种弱酸,157 升华,170 以上分解可放出CO2和CO;可与酸性KMnO4溶液反应;其钠盐易溶于水,钙盐难溶于水。下列说法正确的是()A.草酸受热产生的气体,用足量的NaOH溶液充分吸收后,可收集得到纯净的CO B.草酸受热产生的气体通过灼热的氧化铜,若出现黑色变红色现象,则说明产生的气体中一定有CO C.草酸受热产生的气体直接通入足量的澄清石灰水中,若能产生白色浑浊现象,则说明产生的气体中一定有CO2 D.H2C2O4与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为5H2C2O4+2MnO4-+6H+2Mn2+10CO2+8H2O5.2019东北育才学校模拟用下列装置完成相关实验,

9、合理的是()A.图:验证H2CO3的酸性强于H2SiO3B.图:收集CO2或NH3C.图:分离Na2CO3溶液与CH3COOCH2CH3D.图:分离CH3CH2OH与CH3COOCH2CH3二、非选择题(共49分)6.新情境13分随着“绿色汽车”的广泛应用,汽车工业对电池的要求日益提高。LiMn2O4是新一代锂电池的电极材料,这一电极材料的应用对提高电池性能起到重要作用。LiMn2O4可以从海底获取的锰结核矿(主要成分是MnO2)为原料进行生产,制备LiMn2O4的一种实验流程如图所示:锰结核矿硫酸锰溶液黑色沉淀前驱体MnO2LiMn2O4回答下列问题:(1)若步骤加入的试剂甲选用草酸(H2C

10、2O4),写出选用草酸时步骤发生反应的离子方程式:;依据反应原理,下列物质中还适合作为试剂甲。A.SO2B.浓盐酸C.硝酸钠(2)已知:K2S2O8与MnSO4反应能生成MnO2,反应中消耗K2S2O8的物质的量与生成MnO2的物质的量之比为11;NaClO3也能与MnSO4反应生成MnO2,反应中消耗NaClO3的物质的量与生成MnO2的物质的量之比为25。若试剂乙为NaClO3,写出步骤发生反应的离子方程式:;有专家认为试剂乙选用K2S2O8更合适,专家作出这一判断的理由是。(3)步骤中,需要用乙醇与水的混合液洗涤的原因是。(4)若用电解法电解MnSO4溶液制备MnO2,写出阳极的电极反应

11、式:。7.2019河北石家庄质检,15分草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O,相对分子质量为180)呈淡黄色,可用作医药和摄影显色剂。某实验小组对其进行了一系列探究。.探究草酸亚铁晶体的热分解产物(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如图所示装置(可重复选用)进行实验:装置D的名称为。按照气流方向,装置的连接顺序为(填仪器接口的字母)尾气处理装置。点燃酒精灯前先通入一段时间N2,其目的是。实验证明了气体产物中含有CO、CO2和H2O,依据的实验现象为。(2)固体产物成分的探究。充分反应后,装置A中硬质玻璃管中残留黑色固体。查阅资料可知,黑色固体可能为Fe或FeO。小组成员设计实验证明了其成分只有

12、FeO,其操作及现象为。(3)依据(1)和(2)的结论,可知装置A中硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为。.草酸亚铁晶体样品纯度的测定工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下:步骤1称取m g草酸亚铁晶体样品溶于稀H2SO4中,配成250 mL溶液;步骤2取上述溶液25.00 mL于锥形瓶中,用c mol L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4标准溶液V1 mL;步骤3向反应后的溶液中加入过量锌粉,充分反应后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加入适量稀H2SO4酸化,用c molL-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4标准溶液V2

13、 mL。(4)步骤3中加入过量锌粉的目的为。(5)草酸亚铁晶体样品的纯度为(列出表达式即可);若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化,则测定结果将(填“偏大”“偏小”或“不变”)。8.2019湖北名校4月模拟,11分单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用焦炭在高温条件下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450500 ),四氯化硅经提纯后用氢气还原得到高纯硅。实验室制备四氯化硅的装置如图所示。相关信息如下:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;c.有关物质的相关信息如表所示:物质SiCl4BCl3

14、AlCl3FeCl3PCl5沸点/5813315熔点/-69-107193304升华温度/180300160请回答下列问题:(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:。(2)装置F的名称是;装置C中的试剂是;装置E中的h需要冷却的理由是。(3)装置E中h收集到的粗产物可通过精馏得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外还含有的元素是(填元素符号)。(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素转化成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式为5Fe2+MnO4-+8H+5Fe3+Mn2+4H2O。滴定前是否要滴加指示剂?(填“是”或“否”

15、)。某同学称取5.000 g残留物,经预处理后配制成100 mL 溶液,移取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,用1.010-2 molL-1 KMnO4标准溶液滴定,达到滴定终点时,消耗KMnO4标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是。9.新情境10分2019年1月7日于深圳,华为宣布推出鲲鹏920芯片,创造了计算性能新纪录!组成芯片的核心物质是高纯度硅。一种以石英砂(主要成分为SiO2,还含有铁、铝、锂等元素的氧化物或复盐)为原料同时制备纯硅和金属锂的流程如图所示:已知:LiCl的熔点是605 、沸点是1 382 ;NH4Cl在100 开始分解,337.8 分解完全。回答下列

16、问题:(1)粗硅中常含有副产物SiC,请写出反应中生成SiC的化学方程式:。(2)整个制硅过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水能发生剧烈反应,写出该反应的化学方程式:。(3)假设每一轮次制备1 mol纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应中HCl的利用率为90%,反应中H2的利用率为93.75%。则在第二轮次的生产中,补充HCl和H2的物质的量之比是。(4)试剂X是,操作a为,操作b为。专题七碳、硅及其化合物无机非金属材料1.C粗盐溶液中含有硫酸根离子等,滴加AgNO3溶液,会生成微溶于水的硫酸银沉淀,干扰粗盐溶液中Cl-的检验,故A项错误;将Pt丝蘸取盐酸灼烧至无色后,蘸取待测物灼烧,

17、观察现象,火焰呈黄色,只能证明待测物中含有钠元素,不能证明待测物含有碳酸根离子,故B项错误;炭粉在空气中燃烧生成二氧化碳气体,反复灼烧至质量不再变化,可以除去MnO2中的炭粉,故C项正确;将气体通过CuO(灼热)时,CO会被氧化为二氧化碳,不能检验原混合气体中是否存在二氧化碳,故D项错误。2.C根据题图可知,反应、分别为SiO2+2CSi+2CO、Si+3HClSiHCl3+H2、SiHCl3+H2Si+3HCl,反应、均为氧化还原反应,A项、B项正确;高纯硅常用于制作芯片等,SiO2用于制作光导纤维,C项错误;SiHCl3中Si与晶体硅中Si均为sp3杂化,D项正确。3.AD沉淀池中的反应物

18、是氯化钠、氨气、二氧化碳和水,所以含有Na、Cl、N、H、C、O六种元素,故A项正确;过滤得到的“母液”中含有的溶质有碳酸氢钠、氯化铵,还可能含有过量的氯化钠,故B项错误;碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水、二氧化碳,所以X是二氧化碳,故C项错误;氨气的水溶液显碱性,能更好地吸收二氧化碳,更多地析出沉淀,故D项正确。4.D根据题干信息可知,在草酸受热产生的气体中会含有分解所产生的CO2和CO,也会含有其升华所产生的草酸蒸气。产生的气体用足量的NaOH溶液吸收后,除去了CO2及草酸蒸气,但引入了水蒸气,A项错误;由于受热产生的气体中含有草酸蒸气,且草酸具有强还原性,所以氧化铜被还原也有可能是草酸作用的结

19、果,不能由此确定一定存在CO,B项错误;由于受热产生的气体中含有草酸蒸气,又草酸钙同样难溶于水,所以形成的沉淀有可能是草酸钙沉淀,C项错误;草酸具有还原性,能与酸性KMnO4溶液反应而使其褪色,反应的离子方程式为5H2C2O4+2MnO4-+6H+2Mn2+10CO2+8H2O,D项正确。5.B生成的二氧化碳中含有氯化氢,氯化氢也能与硅酸钠反应产生硅酸沉淀,A项错误;氨气的密度比空气的小,二氧化碳的密度比空气的大,则气体长导管进短导管出收集二氧化碳,气体短导管进长导管出收集氨气,B项正确;Na2CO3溶液与CH3COOCH2CH3不互溶,应用分液法分离,C项错误;CH3CH2OH与CH3COO

20、CH2CH3互溶,不能用分液法分离,应用蒸馏法分离,D项错误。6.(1)MnO2+ H2C2O4+2H+Mn2+2CO2+2H2O(2分)A(2分)(2)2ClO3-+5Mn2+4H2O5MnO2+Cl2+8H+(2分)反应中没有有毒气体生成,且同时生成了H2SO4,可以循环使用(2分)(3)乙醇易挥发,用乙醇与水的混合液洗涤既可以有效除去残留在固体表面的可溶性杂质,也可以利用乙醇的易挥发性,在挥发时带走水分(2分)(4)Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+(3分)【解析】(1)H2C2O4将MnO2还原为Mn2+,反应的离子方程式为MnO2+H2C2O4+2H+Mn2+2CO2+2H2

21、O;试剂甲应该具有还原性,SO2具有还原性,所以SO2适合作为试剂甲,而硝酸钠在酸性条件下表现强氧化性,不能作为试剂甲,浓盐酸在加热条件下才能还原MnO2,也不能作为试剂甲。(2)已知K2S2O8和MnSO4的反应中消耗K2S2O8的物质的量与生成MnO2的物质的量之比为11,NaClO3和MnSO4的反应中消耗NaClO3的物质的量与生成MnO2的物质的量之比为25,相应的反应分别为S2O82-+Mn2+2H2O2SO42-+MnO2+4H+和2ClO3-+5Mn2+4H2O5MnO2+Cl2+8H+。从上述反应可知,当试剂乙为NaClO3时,生成物中有有毒的氯气生成,若用K2S2O8代替N

22、aClO3,反应中没有有毒气体生成,且同时生成了H2SO4,可以循环使用。(3)由于乙醇易挥发,用乙醇与水的混合液洗涤既可以有效除去残留在固体表面的可溶性杂质,也可以利用乙醇的易挥发性,在挥发时带走水分。(4)电解时,Mn2+在阳极转化为MnO2,电极反应式为Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+。7.(1)球形干燥管(1分)agfbchi(或ih)de(或ed)bc(2分)排尽装置中的空气(1分)装置C硬质玻璃管中固体由黑色变为红色,两个装置B中澄清石灰水均变浑浊,装置D中白色固体变为蓝色(3分)(2)取少许黑色固体于试管中,向其中滴加足量稀硫酸,无气体生成(2分)(3)FeC2O42H

23、2OFeO+CO+CO2+2H2O(2分).(4)将Fe3+还原为Fe2+(1分)(5)52c(V1-V2)10-325025.00180m100%(2分)偏小(1分)【解析】.(1)装置D是球形干燥管。根据装置中的试剂可知装置B用于检验CO2,装置C用于检验CO,装置D用于检验水蒸气,装置E用于除去水蒸气和二氧化碳。草酸亚铁晶体在装置A中受热分解的气体产物可能有CO2、CO、H2O,为避免干扰,检验顺序应为H2O、CO2、CO,故按照气流方向,装置的连接顺序为agfbchi(或ih)de(或ed)bc,最后连接尾气处理装置。实验前先通入一段时间N2,目的是排尽装置中的空气,防止干扰实验。CO

24、可将黑色的CuO还原为红色的Cu,自身被氧化为CO2,故实验现象应为装置C硬质玻璃管中固体由黑色变为红色,两个装置B中澄清石灰水均变浑浊,装置D中白色固体变为蓝色。(2)充分反应后,装置A中硬质玻璃管中残留黑色固体,黑色固体可能为Fe或FeO。要证明其成分只有FeO,可以将黑色固体溶于酸,看有无气体放出。(3)依据(1)和(2)的结论,可知装置A中硬质玻璃管中发生的反应是草酸亚铁晶体分解生成氧化亚铁、一氧化碳、二氧化碳和水,反应的化学方程式为FeC2O42H2OFeO+CO+CO2+2H2O。.(4)步骤3中加入过量锌粉的目的为将Fe3+还原为Fe2+。(5)分析滴定过程可知,第一次用KMnO

25、4标准溶液滴定时,Fe2+和草酸根离子都被氧化,Fe2+被氧化为Fe3+,草酸根离子被氧化为CO2;向滴定后的溶液中加入过量锌粉,锌将Fe3+还原为Fe2+,充分反应后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中,加入适量稀H2SO4酸化,再用KMnO4标准溶液滴定,此时只有Fe2+被氧化。滴定草酸根离子所消耗的KMnO4标准溶液的体积为(V1-V2)mL,反应的离子方程式为2MnO4-+5C2O42-+16H+10CO2+8H2O+2Mn2+,C2O42-的物质的量为5c(V1-V2)210-3mol,故草酸亚铁晶体样品的纯度=52c(V1-V2)10-325025.00180m100%。

26、若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化,会导致第一步滴定中消耗高锰酸钾标准溶液的体积减小,即V1偏小,则最终测定结果将偏小。8.(1)MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O(2分)(2)球形干燥管(1分)浓H2SO4(1分)SiCl4沸点较低,用冰水共存物冷却可得到液态SiCl4(2分)(3)Al、Cl、P(2分)(4)否(1分)4.48%(2分)【解析】(1)装置A中发生的反应为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,反应的离子方程式为MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O。(2)装置F为球形干燥管;装置B用饱和食盐水除去氯气中的HCl杂质,装置C用浓H2SO4除去水,以

27、制得干燥纯净的Cl2;h用冰水共存物冷却,主要目的是将气态SiCl4转化为液态,便于后续提纯。(3)精馏粗产物得到SiCl4,温度应控制在58,此时BCl3已汽化,残留物中含有AlCl3、FeCl3、PCl5,所以残留物中还含有的元素有Al、P、Cl。(4)滴定时MnO4-自身有颜色,可作为指示剂,所以滴定前不需要滴加指示剂。根据反应的离子方程式5Fe2+MnO4-+8H+5Fe3+Mn2+4H2O可知,5Fe2+MnO4-,n(Fe2+)=1.010-2molL-10.020L5=1.010-3mol,则5.000g残留物中n(Fe2+)=4.010-3mol,w(Fe)=4.010-3mo

28、l56gmol-15.000g100%=4.48%。9.(1)SiO2+3CSiC+2CO(2分)(2)SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2+3HCl(2分)(3)51(2分)(4)氨水(2分)过滤(1分)加热(1分)【解析】(1)由题图可知副反应的反应物为二氧化硅、焦炭,生成物为碳化硅、一氧化碳,化学方程式为SiO2+3CSiC+2CO。(2)SiHCl3遇水剧烈反应,化学方程式为SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2+3HCl。(3)由题意可知,反应为Si+3HClSiHCl3+H2,反应为SiHCl3+H2Si+3HCl。根据上述化学方程式,可知制备1mol纯硅,能产生3molHC

29、l,但反应中HCl的利用率是90%,因此第二轮次生产中需要增加(30.9-3)molHCl。制备1mol纯硅能产生1molH2,但反应中H2的利用率为93.75%,因此第二轮次生产中需增加(10.9375-1)molH2,因此,第二轮次生产中补充HCl和H2的物质的量之比为(30.9-3)(10.9375-1)=51。(4)分析流程图可知,加入试剂X后过滤得到含氯化铵、氯化锂的溶液和氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,可以推断试剂X是氨水,操作a是过滤;根据“LiCl的熔点是605、沸点是1382;NH4Cl在100开始分解,337.8分解完全”可知分离LiCl和NH4Cl的固体混合物应用加热法,操作b是加热。