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- 2021-05-13 发布
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三轮冲刺---硅酸、硅酸盐、无机非金属材料考前微测试
一、选择题
1.分别向Na2SiO3溶液中加入下列物质,能生成不溶于NaOH溶液的白色沉淀的是( )
A.K B.稀盐酸 C.CaCl2溶液 D.KNO3溶液
【答案】C
【解析】本题考查了硅酸钠的性质的相关知识。A.K与水反应生成氢氧化钾,与Na2SiO3溶液不反应,错误;B.向Na2SiO3溶液中加入稀盐酸反应生成硅酸白色沉淀,硅酸能够溶于NaOH溶液,错误;C.向Na2SiO3溶液中加入CaCl2溶液反应生成硅酸钙沉淀,硅酸钙不溶于NaOH溶液,正确;D.向Na2SiO3溶液中加入KNO3溶液不发生反应,错误;故选C。
2.开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是( )
A.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
B.普通玻璃、有机玻璃都属于硅酸盐
C.纤维素乙酸酯属于天然高分子材料
D.单晶硅常用于制造光导纤维
【答案】A
【解析】本题考查材料的应用判断。A、氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料,A正确;B、有机玻璃不属于硅酸盐,B错误;B、纤维素为天然高分子化合物,而纤维素硝酸酯是人工合成的,C错误;D、二氧化硅是制造光导纤维的主要材料,D错误。答案选A。
3.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )
①硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示为:Na2O•2FeO•3SiO2
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料.
A.②③ B.①③ C.①④ D.④
【答案】D
【解析】本题考查硅及其化合物的性质。①硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示为:Na2O•Fe2O3•3SiO2,A项不符合题意;②水晶主要成分为二氧化硅,不是硅酸盐,B项不符合题意;③光导纤维的主要成分为二氧化硅,不是硅,C项不符合题意;④单质硅为良好的半导体材料,是将太阳能转变为电能的常用材料,D项符合题意。
4、工业上生产玻璃的过程中有一个重要反应:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。若把100 g CaCO3和30 g SiO2在高温条件下混合,充分反应后,收集到的气体的体积(标准状况下)是( )
A.11.2 L B.22.4 L C.33.6 L D.无法计算
【答案】B
【解析】根据碳元素守恒可知,CO2中的C来自CaCO3,但由于n(CaCO3)=1 mol,n(SiO2)=0.5 mol,即反应过程中SiO2不足,过量的CaCO3发生分解反应也生成CO2,所以n(CO2)=n(CaCO3)=1 mol,V(CO2)=22.4 L。
5、青石棉是一种致癌物质,是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一,其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时,还原产物只有NO,下列说法不正确的是( )
A.青石棉是一种硅酸盐产品
B.青石棉中含有一定量的石英晶体
C.青石棉的化学组成可表示为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
D.1 mol青石棉能还原含1 mol HNO3的稀硝酸
【答案】B
【解析】硅酸盐指的是硅、氧与金属元素组成的化合物的总称,所以青石棉是一种硅酸盐产品,A项正确。硅酸盐中不含二氧化硅,所以青石棉中不含石英晶体,B项错误。硅酸盐写成氧化物组合形式的先后顺序为较活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水,所以青石棉的化学组成用氧化物的组合形式可表示为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O,C项正确。青石棉用稀硝酸处理时,还原产物只有NO,根据氧化还原反应中得失电子守恒,可知1 mol青石棉能还原1 mol HNO3,D项正确。
6、钾长石(KAlSi3O8)风化可生成高岭土,此反应的离子方程式为2KAlSi3O8+2H2CO3+5H2O2K++2+4H2SiO3+Al2Si2O5(OH)4。下列钾长石(KAlSi3O8)和高岭土的氧化物表示形式正确的是( )
A.K2O·Al2O3·3SiO2 Al2O3·SiO2·H2O
B.K2O·Al2O3·6SiO2 Al2O3·SiO2·H2O
C.K2O·Al2O3·3SiO2 Al2O3·2SiO2·H2O
D.K2O·Al2O3·6SiO2 Al2O3·2SiO2·2H2O
【答案】D
【解析】本题的疑难点是复杂硅酸盐如何改写成氧化物的组合形式。硅酸盐的氧化物组合形式的排列方式为较活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水,则KAlSi3O8的氧化物组合形式为K2O·Al2O3·6SiO2,Al2Si2O5(OH)4的氧化物组合形式为Al2O3·2SiO2·2H2O,故D项正确。
7、下列离子方程式书写不正确的是( )
A.往NaOH溶液中通入少量CO2:CO2+OH−
B.H2SiO3与NaOH溶液混合:2OH−+H2SiO32H2O+
C.石英砂与烧碱反应制水玻璃:SiO2+2OH−+ H2O
D.往水玻璃中通入二氧化碳:+H2O+CO2 H2SiO3↓+
【答案】A
【解析】A项中通入少量CO2,应生成Na2CO3,而不是NaHCO3,错误;B项中H2SiO3是难溶性酸,在离子方程式中应写化学式,正确;C、D项中Na2SiO3为钠盐,溶于水,写离子形式,所以C、D都正确。
二、非选择题
8、材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展,一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义。请回答下列问题:
Ⅰ、(1)石棉(CaMg3Si4O12)是常用的耐火材料,用氧化物的形式表示其组成 。
(2)高分子材料可以分成无机高分子材料和有机高分子材料。M
属于无机高分子材料,是一种新型高效净水剂,它广泛应用生活用水和工业污水的处理,其中铁元素的化合价为 。
Ⅱ、高纯二氧化硅可用来制造光纤。某稻壳灰的成分为:
组 分
SiO2
C
Na2O
K2O
Al2O3
Fe2O3
质量分数
59.20
38.80
0.25
0.50
0.64
0.16
通过如下流程可由稻壳灰制备较纯净的二氧化硅。
请回答下列问题:
(1)根据氧化物的性质进行分类,稻壳灰中涉及的氧化物最多有 类。
(2)步骤①中涉及SiO2的离子反应方程式为 。
(3)滤渣A的成分有 (填化学式)。
(4)步骤②洗涤沉淀的方法是: 。
(5)步骤③反应的化学方程式为: ;实验室进行步骤③用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、 和 。
【答案】Ⅰ、 CaO·3MgO·4SiO2 +3
Ⅱ、(1)3
(2)SiO2+2OH-+H2O
(3)C和Fe2O3
(4)往漏斗里的沉淀中注入蒸馏水致水浸没沉淀,让水自然流下,重复2−3次。
(5)H2SiO3SiO2+ H2O 坩埚钳 三角架
【解析】本题考查了材料的有关问题、由稻壳灰制备较纯净的二氧化硅的流程、硅及其化合物性质及氧化物的分类。
Ⅰ、(1)石棉(CaMg3Si4O12)是常用的耐火材料,用氧化物的形式表示其组成,书写顺序是:活泼金属元素氧化物、较活泼金属元素氧化物、二氧化硅、水,所以为CaO·3MgO·4SiO2。
(2)根据化合物中各元素的化合价的代数和为0可得铁元素的化合价为+3价。
Ⅱ、(1)二氧化硅为酸性氧化物,氧化钠、氧化铁为碱性氧化物,氧化铝为两性氧化物,所以最多涉及3种氧化物。
(2)二氧化硅为酸性氧化物,与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,离子方程式:SiO2+2OH-+H2O。
(3)氧化钠、氧化钾均能与水反应生成可溶性碱,氧化铝为两性氧化物能够与强碱反应生成可溶性偏铝酸盐,二氧化硅为酸性氧化物与氢氧化钠反应生成可溶性硅酸钠,三氧化二铁与氢氧化钠不反应,所以过滤剩余的滤渣为Fe2O3。
(4)硅酸不稳定受热易分解生成二氧化硅和水,方程式:H2SiO3H2O+SiO2。
(5)灼烧固体需要的仪器有:坩埚钳、酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角。
9、钾长石(K2Al2Si6O16)通常也称正长石,是钾、钠、钙等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物。某科研小组以钾长石为主要原料,从中提取氧化铝、碳酸钾等物质,工艺流程如下:
(1)若用氧化物的形式表示物质的化学组成,则钾长石可表示为 。
(2)煅烧过程中钾长石中的硅元素在CaCO3作用下转化为CaSiO3,写出SiO2转化为CaSiO3的化学方程式: 。
(3)钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的KAlO2和NaAlO2,在浸出液中通入过量CO2,发生反应的离子方程式为 。
(4)已知偏铝酸盐易发生水解反应:+2H2OAl(OH)3+OH−。“浸取”时应保持溶液呈____(填“酸”或“碱”)性,“浸取”时不断搅拌的目的是 。
(5)“转化”时加入NaOH的主要作用是(用离子方程式表示) 。
(6)上述工艺中可以循环利用的主要物质是 、 和水。
【答案】(1)K2O·Al2O3·6SiO2
(2)CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
(3)+2H2O+CO2Al(OH)3↓+
(4)碱 提高浸取速率
(5)+OH−H2O+
(6)Na2CO3 CO2
【解析】本题通过生产工艺流程考查元素化合物知识和化学反应原理,意在考查考生运用所学知识分析解决实际问题的能力。(1)根据元素守恒,K2Al2Si6O16用氧化物的形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。
(2)高温下CaCO3与SiO2反应生成CaSiO3和CO2。
(3)向NaAlO2和KAlO2溶液中通入过量CO2时,生成Al(OH)3沉淀和。
(4)只能在碱性条件下存在,酸性条件下会转变为Al(OH)3,或Al3+因此“浸取”时应保持溶液呈碱性。“浸取”时不断搅拌,可以提高浸取速率。
(5)在偏铝酸盐溶液中通入过量CO2,充分反应后经过滤,滤液中存在,“转化”时加入NaOH,可使转化为,便于结晶时得到Na2CO3和K2CO3晶体。
(6)CO2、Na2CO3既是反应的产物,也是反应中需要加入的物质,因此是可循环使用的物质。
10、白玉的化学式可用CaxMgySipO22(OH)2表示(也可用Ca、Mg、Si、H的氧化物的组合形式表示)。
(1)取8.10 g白玉粉末灼烧至恒重,固体质量减少了0.18 g,则白玉的摩尔质量为 。
(2)另取4.05 g白玉粉末加入100 mL 1 mol·L−1的盐酸中充分溶解,最终得到不溶氧化物2.40 g。过滤后,向滤液中加入足量的铁屑,得到标准状况下的气体336 mL。则:
①p= 。
②白玉的化学式为 (用氧化物的组合形式表示)。
【答案】(1)810 g·mol−1
(2)8 2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
【解析】(1)由白玉的化学式CaxMgySipO22(OH)2可知,1 mol该物质在灼烧时发生反应生成1 mol水。n(H2O)=m/M=0.18 g÷18 g·mol−1=0.01 mol,所以白玉的物质的量也是0.01 mol。故白玉的摩尔质量为8.10 g÷0.01 mol=810 g·mol−1。
(2)n(白玉)=4.05 g÷810 g·mol−1=0.005 mol,SiO2的物质的量为2.40 g÷60 g·mol−1=0.04 mol。因此1 mol白玉中含有Si的物质的量为0.04 mol÷0.005 mol×1 mol=8 mol,即p=8。由方程式Fe+2HClFeCl2+H2↑可知,n(H2)=0.336 L÷22.4 L·mol−1=0.015 mol,因此与白玉反应后过量的HCl的物质的量为0.03 mol,则白玉消耗的HCl的物质的量为1 mol·L−1×0.1 L−0.03 mol=0.07 mol,故1 mol白玉反应需要消耗的HCl的物质的量为0.07 mol÷0.005 mol×1 mol=14 mol。由于该化合物中Ca、Mg元素的化合价都是+2,所以与盐酸反应时每个金属阳离子都要结合2个Cl−,故n(Ca2+)+n(Mg2+)=14 mol÷2=7 mol,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。所以该化合物的化学式为Ca2Mg5Si8O22(OH)2,用氧化物的组合形式表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。