高考化学压轴题专题无机非金属材料的经典推断题综合题

高考化学压轴题专题无机非金属材料的经典推断题综合题

一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）

1．甲、乙、丙、丁、戊五种物质是中学化学常见的物质，其中甲、乙均为单质，它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法正确的是

A ．若甲可以与NaOH 溶液反应放出H 2，则丙一定是两性氧化物

B ．若甲为短周期中最活泼的金属，且戊为碱，则丙生成戊一定是氧化还原反应

C ．若丙、丁混合产生大量白烟，则乙可能具有漂白性

D ．若甲、丙、戊都含有同一种元素，则三种物质中，该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲<丙<戊

【答案】D

【解析】

【详解】

A ．甲为单质，若甲可以与NaOH 溶液反应放出2H ，则甲为Al 或Si ，所以丙可能是氧化铝，也可能是二氧化硅，不一定是两性氧化物，故A 错误；

B ．若甲为短周期中最活泼的金属，且戊为碱，则甲为Na ，乙为氧气，所以丙可以为氧化钠或过氧化钠，当丙为氧化钠时，丙生成戊不是氧化还原反应，故B 错误；

C ．丙、丁混合产生白烟，则丙、丁可为HCl 和3NH 或3HNO 和3NH 等，甲、乙均为单质，则乙可能是氯气或氢气或氮气，都不具有漂白性，故C 错误；

D ．若甲、丙、戊含有同一种元素，当甲为S ，乙为氧气，丙为二氧化硫，丁为HClO 等具有强氧化性的物质，戊为硫酸，则含S 元素的化合价由低到高的顺序为甲<丙<戊，故D 正确；

故答案为D 。

2．以下有关物质用途的叙述正确的是( )

A ．金属钠、金属镁等活泼金属着火时，可以使用干粉灭火器来灭火

B ．利用高纯度硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能

C ．食品包装袋中常放入小袋的生石灰，目的是防止食品氧化变质

D ．古有“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，今用乙醚从黄花蒿中可提取青蒿素是利用氧化还原反应原理

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A ．金属钠、金属镁都能在二氧化碳气体中燃烧，所以活泼金属着火时，不能用干粉灭火

器灭火，A不正确；

B．太阳能电池板由高纯硅制成，它可实现光-电转换，将光能直接转化为电能，B正确；C．氧化钙能够吸收空气中的水分，所以食品包装袋中常放入小袋的生石灰，目的是防止食品受潮，不能起到抗氧化作用，C不正确；

D．根据相似相溶原理，用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素，是利用萃取原理，D不正确；

故选B。

3．化学与人类生产、生活密切相关，下列叙述中正确的是（）

A．石英是制造光导纤维的原料，也是常用的半导体材料

(Al O)硬度仅次于金刚石，可做机械轴承，属于无机非金属材料

B．刚玉23

C．泰国银饰和土耳其彩瓷，其主要成分均为金属材料

D．手机外壳上贴的碳纤维外膜是一种新型的有机高分子材料

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A．石英的主要成分是二氧化硅，是制造光导纤维的原料，硅单质是常用的半导体材料，故A错误；

B．无机非金属材是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的

(Al O)是金属氧化物，硬度仅次于金刚石，利用其硬度大的特

所有材料的统称，刚玉23

点，可做机械轴承，属于无机非金属材料，故B正确；

C．泰国银饰主要成分是银单质，属于金属材料，土耳其彩瓷主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，故C错误；

D．手机外壳上贴的碳纤维外膜为碳单质，属于无机物，不是有机高分子化合物，故D错误；

答案选B。

4．《青花瓷》冲所描述的“瓶身描述的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2O x，铜为十2价)，下列有关硅酸铜钡的说法不正确的是( )

A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B．易溶解于强酸和强碱

C．性质稳定.不易脱色D．x=6

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A.硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧

化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示BaO?CuO?2SiO2，故A正确；

B. 硅酸铜钡能稳定存在，说明不易溶解于强酸和强碱，故B错误；

C. 《青花瓷》能长期不褪色，说明硅酸铜钡性质稳定不易脱色，故C正确；

D. 硅酸铜钡中Ba为+2价、Cu为+2价、Si为+4价、O为-2价，根据化合价代数和等于0，可知x=6，故D正确；

选B。

5．某研究性学习小组在整理实验室化学试剂时，发现一瓶盛有无色溶液的试剂，标签破损，如图。

某同学根据中学化学知识，对该溶液中的溶质成分进行如下预测和验证，其中错误的是(包括预测物质的化学式、检验需要的试剂、操作、现象及结论)

选项预测物质的化学式检验需要的试剂操作、现象及结论

A Na2SO4稀盐酸、氯化钡溶液取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若无明显现象，再滴入氯化钡溶液，如果产生白色沉淀，则原溶液是Na2SO4溶液

B Na2CO3稀盐酸、澄清的石灰

水

取少量该溶液于试管中，滴入足量

稀盐酸，如果产生的无色气体能使

澄清的石灰水变浑浊，则原溶液一

定是Na2CO3溶液

C Na2SO3稀盐酸、澄清的石灰

水、品红溶液

取少量该溶液于试管中，滴入足量

稀盐酸，如果产生的无色气体既能

使澄清的石灰水变浑浊，还能使品

红溶液褪色，则原溶液是Na2SO3溶

液

D Na2SiO3过量稀盐酸取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，产生白色胶状沉淀，盐酸过量时沉淀不溶解，则原溶液是Na2SiO3溶液

A．A B．B C．C D．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，盐酸可排除其它离子的干扰，若无明显现象，再滴入氯化钡溶液，如果产生白色沉淀，则沉淀为硫酸钡，则原溶液是Na2SO4溶液，故A 正确；

B．取少量该溶液于试管中，滴入足量稀盐酸，如果产生的无色气体能使澄清的石灰水变浑浊，该无色气体可能为二氧化碳、二氧化硫，则溶液可能为Na2CO3溶液或Na2SO3溶液，故B错误；

C．取少量该溶液于试管中，滴入足量稀盐酸，如果产生的无色气体既能使澄清的石灰水变浑浊，还能使品红溶液褪色，则气体为二氧化硫，则原溶液是Na2SO3溶液，故C正确；D．取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，产生白色胶状沉淀，盐酸过量时沉淀不溶解，硅酸不溶于盐酸，则原溶液是Na2SiO3溶液，故D正确；

故选B。

6．下列实验现象与氧化还原反应有关的是( )

A．氨水中滴加石蕊试液显蓝色

B．NO2通入水中，气体由红棕色逐渐转变为无色

C．向Fe2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀

D．向硅酸钠溶液中滴加适量的稀盐酸，有透明的凝胶形成

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A．氨水中滴加石蕊试液显蓝色，是由于一水合氨电离出氢氧根离子的缘故，没有发生氧化还原反应，故A错误；

B．NO2通入水中，气体由红棕色逐渐转变为无色，是由于反应生成NO和硝酸，N元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故B正确；

C．向Fe2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀，发生的是复分解反应生成氢氧化铁沉淀，不是氧化还原反应，故C错误；

D．向硅酸钠溶液中滴加适量的稀盐酸，有透明的凝胶形成，发生的是复分解反应生成硅酸，不是氧化还原反应，故D错误；

故选B。

7．世界第一条大面积碲化镉薄膜“发电玻璃”生产线最近在成都投产，该材料是在玻璃表面镀一层碲化镉薄膜，光电转化率高。下列说法错误的是

A．普通玻璃含有二氧化硅B．该发电玻璃能将光能不完全转化为电能C．碲化镉是一种有机化合物D．应用该光电转化技术可减少温室气体排放

【解析】

【分析】

【详解】

A. 玻璃成分为硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅，故A正确，但不符合题意；

B. 该发电玻璃能将光能转化为电能，但是不能完全转化，存在能量损耗，故B正确，但不符合题意；

C. 碲化镉不含碳元素，是一种无机化合物，不是有机化合物，故C错误，但符合题意；

D. 应用该光电转化技术可减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，故D正确，但不符合题意；

故选：C。

8．下列说法中正确的是

A．由Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+ CO2↑可知，酸性H2SiO3>H2CO3

B．氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的玻璃试剂瓶中

C．向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀，过量时沉淀溶解

D．瓷坩埚、氧化铝坩埚均不可作为融化NaOH固体的装置

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A.强酸制弱酸都是在溶液中进行的反应，而SiO2与Na2CO3是高温下的反应，生成CO2气体逸出，有利于反应的进行，与最高价含氧酸的酸性无关，A项错误；

B.氢氟酸与玻璃中的成分反应，氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的塑料试剂瓶中，B项错

误；

C．向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀硅酸，硅酸与盐酸不反应，过量时沉淀不溶解，C项错误；

D．瓷坩埚、氧化铝坩埚都和NaOH反应，故均不可作为融化NaOH固体的装置，D项正确；

答案选D。

9．化学就在我们身边，它与我们的日常生活密切相关，按要求回答以下问题：

（1）缺铁性贫血患者应补充Fe2＋，通常以硫酸亚铁的形式补充，而硫酸铁无这种药效。

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_________________. （2）硅酸盐常可写成氧化物形式，钾长石（K2Al2Si6O16）写成氧化物的形式为

____________.

（3）漂粉精中有效成分的化学式为_________________.

（4）“硅材料”是无机非金属材料的主角，其中广泛应用的光导纤维成分是

_____________________

（5）陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料，其中生产普通玻璃的主要原料有_________，氢氧化钠溶液不能用玻璃塞的原因是（化学方程式）_________________.（6）向浑浊的水中加入明矾KAl(SO4)2?12H2O后，水可得到净化．写出明矾在水中的电离方程式_______，往明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液直至Al3+恰好沉淀完全，发生反应的离子方程式为_________________ .

（7）饮用水中的NO3-对人类健康产生危害，为了降低饮用水中NO3-的浓度，可以在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2，其化学方程式为：

10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O．

请回答下列问题：

①在化学方程式上用单线桥标出该反应中电子转移的方向和数目：_________________.

②上述反应中若生成标况下3.36L N2，则转移的电子数目为：_________________.

【答案】防止硫酸亚铁被氧化 K2O·Al2O3·6SiO2 Ca(ClO)2 SiO2纯碱、石英、石灰石

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42- 2Al3++3Ba2++6OH-+3SO42-

=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓ 1.5N A

【解析】

【分析】

（1）根据FeSO4不稳定，在空气中易被氧化的特征进行分析；（2）根据酸盐写成氧化物形式的规律即活泼金属氧化物写到前边，以此类推完成；（3）根据漂白粉的制取原理进行解答；（4）根据铝离子水解生成氢氧化铝胶体可以净水的原理分析解答；（5）根据氧化还原反应得失电子守恒进行解答。

【详解】

（1）FeSO4易被氧化而变质，糖衣可起到保护FeSO4不被空气中的氧气氧化，所以外表包有一层特殊的糖衣，故答案为:保护FeSO4不被空气中的氧气氧化；

（2）硅酸盐常可写成氧化物形式，钾长石（K2Al2Si6O16）写成氧化物的形式顺序为，活泼金属氧化物写到前边，以此类推即可以写成K2O·Al2O3·6SiO2；答案：

K2O·Al2O3·6SiO2；

（3）氯气与Ca(OH)2反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和水，反应的方程式为

2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，其中氯化钙和次氯酸钙的混合物为漂白粉的主要成分，氯化钙无漂白作用，所以漂白粉的有效成分为次氯酸钙，因其有强氧化性而有杀菌消毒的作用,有效成分的化学式为Ca(ClO)2;答案：Ca(ClO)2；

（4）光导纤维的成分为二氧化硅，其化学式为SiO2；答案：SiO2；

（5）陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料，普通玻璃的制取是纯碱、石灰石分别在高温的条件下和石英反应，生成硅酸钠和硅酸钙、所以生产普通玻璃的主要原料有纯碱、石英、石灰石；因为氢氧化钠溶液和SiO2反应，所以装氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，其化学反应方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，Na2SiO3具有粘合性；答案：纯碱、石英、石灰石；SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；

（6）明矾在水溶液中电离方程式为KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-，电离生成Al3+和SO42-，可以和 Ba(OH)2反应，假设KAl(SO4)2为2mol,溶液中含有2molAl3+，4molSO42-，当2molAl3+恰好

全部沉淀时，需要6molOH-，即加入3molBa(OH)2，反应的离子方程式为：2Al3++3Ba2++6OH-+3SO42-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓;故答案为:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-；2Al3++3Ba2++6OH-+3SO42-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓

（7）①由10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O反应可知，Al失3个电子变成AlO2-，2NO3-得10个电子变成N2↑，根据得失电子守恒可知转移的电子总数为30个，所以电子

转移总数为30e-，其方程式为：；答案：；

②由10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O反应可知，若反应中生成标况下3.36L

N2，则转移的电子数目为：

3.36L

22.4/L mol

10N A=1.5N A;答案：1.5N A。

10．氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：

其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：

(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：

_____________________。

(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是_______________________。

(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反应方程式为____________________________。

(4)在反应⑤中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为________________。

(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式

______________________。

【答案】SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O ①② SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓ Si3N4 3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl

【解析】

【分析】

根据题中反应流程可知，石英砂在高温下被碳还原得到粗硅，粗硅与氯气反应生成粗四氯化硅，精馏后得到较纯的四氯化硅，四氯化硅在高温下与氨反应生成四氨基硅，四氨基硅高温下生成氮化硅，据此解答。

【详解】

（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，二氧化硅与强碱氢氧化钠溶液反应生成可溶性硅酸钠和水，反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；

（2）①石英砂到粗硅，硅元素化合价降低，属于氧化还原反应；②粗硅与氯气反应生成四氯化硅，硅元素化合价升高，属于氧化还原反应；③四氯化硅精馏属于物理变化；④四氯化硅与氨气反应，不存在化合价的变化，不是氧化还原反应；⑤Si(NH2)4高温生成氮化硅，没有化合价的变化，不是氧化还原反应；答案为①②；

（3）SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，说明有氯化氢产生，反应的方程式为SiCl4＋3H2O＝4HCl↑＋H2SiO3↓；

（4）3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，结合原子守恒判断A是氨气，即3Si(NH2)4Si3N4+8NH3↑，所以氮化硅的化学式为Si3N4；

（5）A是氨气，则B和C是氮气和氢气，则根据原子守恒可知SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式为3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl。

11．已知A是一种不溶于水的固体非金属氧化物，根据图中的转化关系，回答：

（1）A是______，B是_____，D是_____。

（2）写化学方程式：

①_________；

⑤_________。

（3）写离子方程式：

②__________；

③________；

④________。

【答案】SiO2 Na2SiO3 H2SiO3 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ H2SiO3H2O＋SiO2 CO2＋H2O＋SiO32-＝CO32-＋H2SiO3↓ SiO2＋2OH－＝SiO32-＋H2O SiO32-＋2H＋＝H2SiO3↓

【解析】

【分析】

由“A是一种不溶于水的固体非金属氧化物”可推知A为SiO2，再结合SiO2的相关性质：SiO2跟Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，二者在水中会反应生成H2SiO3沉淀，则D为H2SiO3，H2SiO3受热分解生成SiO2和H2O，说明A为SiO2是正确的，③为SiO2和NaOH的反应，可知B为Na2SiO3，则C为CO2，Na2SiO3可与酸反应生成硅酸，据此答题。【详解】

由以上分析可知A为SiO2，B为Na2SiO3，C为CO2，D为H2SiO3。

（1）由以上分析可知A为SiO2，B为Na2SiO3，D为H2SiO3，故答案为：SiO2；Na2SiO3；

H2SiO3。

（2）①SiO2和碳酸钠在高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，反应的方程式为

SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，故答案为：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑。

⑤H2SiO3受热分解生成SiO2和H2O，反应方程式为：H2SiO3H2O＋SiO2，故答案为：

H2SiO3H2O＋SiO2。

（3）②硅酸酸性比碳酸弱，硅酸钠和二氧化碳、水反应可生成硅酸，反应的方程式为

Na2SiO3+CO2+H2O═H2SiO3↓+Na2CO3，离子方程式为：CO2＋H2O＋SiO32-=CO32-＋H2SiO3↓，故答案为：CO2＋H2O＋SiO32-=CO32-＋H2SiO3↓。

③二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，反应的化学方程式为

SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O，离子方程式为SiO2+2OH-═SiO32-+H2O，故答案为：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O。

④Na2SiO3可与盐酸反应生成硅酸，方程式为Na2SiO3+2HCl═2NaCl+H2SiO3↓，离子方程式为：SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓，故答案为：SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓。

【点睛】

解框图题的方法：最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等，本题的突破口为：“A是一种不溶于水的固体非金属氧化物”。

12．A、B、C、D、E、F 六种物质的相互转化关系如图所示（反应条件和部分副产物未标出），其中反应①是置换反应。

（1）若 A、D、F 都是非金属单质，且 A、D 所含元素在周期表中同一列，A、F 所含元素在周期表中同一横行，则反应①的化学方程式是_______________________。

（2）若 A 是常见的金属单质，D、F 是气态单质，反应①在水溶液中进行，则反应②（在水溶液中进行）的离子方程式是_____________________；

（3）若 B、C、F 都是气态单质，且 B 有毒，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生，A、D 相遇有白烟生成，反应③的化学方程式是________________。

（4）若 A、D为单质，且 A 原子核内所含质子数是 D 的 2 倍，B 是参与大气循环的一种物质，③和④两个反应中都有红棕色气体生成，反应④的化学方程式是_________。

【答案】SiO2＋2C Si＋2CO↑ 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－

4NH3＋5O24NO＋6H2O C＋4HNO3CO2↑＋4NO2↑＋4H2O

【解析】

【分析】

【详解】

（1）若A 、D 、F 都是非金属单质，反应①是置换反应，A 、D 同主族，根据框图可知，A 与F 生成E ，C 与F 也能生成E ，因此只能是SiO 2与C 反应，则A 是C 、B 是SiO 2、C 是CO 、D 是Si ，E 是CO 2、F 是O 2。反应①的方程式为SiO 2＋2C 高温 Si ＋2CO↑。

（2）若A 是常见的金属单质，反应①是置换反应，D 、F 是气态单质，根据框图可知，A 与F 生成E ，C 与F 也能生成E ，因此A 只能为Fe ，D 为H 2，F 为Cl 2，B 为HCl ，C 为FeCl 2，E 为FeCl 3。反应②的方程式为2Fe 2＋＋Cl 2＝2Fe 3＋＋2Cl －。

（3）若 B 、C 、F 都是气态单质，且 B 有毒，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生，A 、D 相遇有白烟生成，所以A 是氨气，B 是氯气，C 是氮气，D 是氯化氢，F 是氧气，E 是NO ，反应③的化学方程式是4NH 3＋5O 2 催化剂 4NO ＋6H 2O 。

（4）若A 、D 为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A 是D 的2倍，所含元素的原子核外最外层电子数D 是A 的2倍，B 是参与大气循环的一种物质，反应①是置换反应，根据框图可知，A 为Mg ，D 为C ，B 为CO 2，C 为MgO ，又知③和④两个反应中都有红棕色气体生成，F 为HNO 3。反应④的化学方程式是C ＋4HNO 3

CO 2↑＋4NO 2↑＋4H 2O 。

【点晴】

解框图题的方法的最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。

13．固体化合物X 由四种常见的元素组成，为探究其成分，某学生进行如下实验：

①20.8gX 固体进行实验，得到白色粉末1质量12.0g ，白色粉末2质量为6.0g ； ②白色粉末2可用作耐高温材料，白色粉末3是一种常见干燥剂；请回答问题：

(1)X 中金属元素的名称是______。

(2)化合物X 与足量盐酸反应离子方程式______。

(3)在高温条件下，白色粉末2中某元素单质与白色粉末1反应，是工业制备另一种单质方法之一，写出该反应的化学方程式______。

【答案】钙、镁 Ca 4Mg 3Si 4O 15+14H +=4Ca 2++3Mg 2++4H 2SiO 3+3H 2O 2Mg+SiO 2

2MgO+Si

【解析】

【分析】

化合物X 与过量盐酸反应生成白色胶状沉淀与无色溶液，其中白色胶状灼烧得到的白色粉

末1能与NaOH溶液反应得到无色溶液，故白色胶状沉淀为H2SiO3、白色粉末1为SiO2；无色溶液与过量的NaOH溶液反应得到白色沉淀，经灼烧生成的白色粉末2可用作耐高温材料，可知白色粉末2为MgO；白色粉末3是一种常见干燥剂，结合转化可知白色粉末3为CaO；由元素守恒可知X含有Si、Mg、Ca元素，而固体化合物X由四种常见的元素组成，与盐酸反应没有气体生成，根据元素守恒可知X不可能含有H元素，而是还含有O元素，化合物X为硅酸盐，改写为氧化物的形式，由原子守恒可知SiO2、MgO、CaO的物质的量，得到它们的比，就可得出X的化学式。

【详解】

根据上述分析可知：白色胶状沉淀为H2SiO3；白色粉末1为SiO2；白色粉末2为MgO；白色粉末3为CaO；由元素守恒可知X含有Si、Mg、Ca元素，而固体化合物X由四种常见的元素组成，与盐酸反应没有气体生成，根据元素守恒可知X不可能含有H元素，而是还含有O元素，化合物X为硅酸盐，改写为氧化物的形式，由原子守恒可知

n(SiO2)=12.0g÷60g/mol=0.2mol，n(MgO)=6.0g÷40g/mol=0.15mol，故n(CaO)=(20.8g-12.0g-6.0g)÷56g/mol=0.2mol，n(CaO)：n(MgO)：n(SiO2)=0.2mol：0.15mol：0.2mol=4：3：4，所以X的化学式为：4CaO?3MgO?4SiO2。

(1)由上述分析可知，X中金属元素的名称是：钙、镁；

(2)化合物X与足量盐酸反应离子方程式：Ca4Mg3Si4O15+14H+=4Ca2++3Mg2++4H2SiO3+3H2O；

(3)在高温条件下，MgO中某元素单质与SiO2反应，是工业制备另一种单质方法之一，应是Mg与SiO2反应制备Si，同时生成MgO，该反应的化学方程式为：

2Mg+SiO22MgO+Si。

【点睛】

14．红矾钠(重铬酸钠：Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基础化工原料。铬常见价态有+3、+6价。铬的主要自然资源是铬铁矿FeCr2O4(含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)，实验室模拟工业以铬铁矿为原料生产红矾钠的主要流程如下：

①中主要反应：4 FeCr 2O4+ 8Na2CO3 + 7O2 8Na2CrO4 + 2Fe2O3+ 8CO2

①中副反应：Al 2O3 + Na2CO32NaAlO2+ CO2↑，SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑

请回答下列问题：

(1)FeCr2O4化学名为亚铬酸亚铁，写出它的氧化物形式________________。步骤“①”的反应器材质应选用__________(填“瓷质”、“铁质”或“石英质”)。

(2)“②”中滤渣1的成分是__________，“③”中调pH值是_______ (填“调高”或“调低”)，“④”中滤渣2的成分是___________。

(3)“⑤”酸化的目的是使CrO42－转化为Cr2O72－，写出平衡转化的离子方程式：______。

(4)上图是Na2Cr2O7·2H2O和Na2SO4的溶解度曲线，则操作I是______，操作II是______(填序号)。

①蒸发浓缩，趁热过滤②降温结晶，过滤

(5)已知某铬铁矿含铬元素34%，进行步骤①~④中损失2%，步骤⑤~⑦中产率为92%，则1吨该矿石理论上可生产红矾钠_______吨(保留2位小数)。

【答案】FeO·Cr 2O3铁质 Fe2O3、MgO 调低 H2SiO3、Al(OH)3 2CrO42－+ 2H+Cr2O72－+ H2O ②① 0.88

【解析】

【分析】

氧化煅烧中MgO不反应，FeCr2O4、Al2O3、SiO2反应产物中有Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3、Fe2O3．浸取时MgO、Fe2O3不溶，滤液中含有Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3及未反应的碳酸钠，调节pH值，生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去。硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-．由图乙可知，硫酸钠的溶解度受温度影响比较大，应采取降温结晶、过滤；红矾钠溶解度受温度影响变化不大，应采取蒸发结晶、过滤。

【详解】

(1)FeCr2O4中铁元素化合价是+2价，氧化物为FeO，铬元素化合价+3价，氧化物为Cr2O3，FeCr2O4中铁铁原子与Cr原子物质的量之比为1：2，所以FeCr2O4写成氧化物形式为FeO?Cr2O3；“瓷质”或“石英质”仪器都含有二氧化硅，高温下与碳酸钠反应，故选择“铁质”仪器；

(2)步骤①中有氧化铁生成，氧化铝、二氧化硅发生反应生成可溶性盐，氧化镁不反应，据此判断步骤②中滤渣1的成分；氧化铁不溶于水，铬铁矿经煅烧、水浸之后除去生成的氧化铁及氧化镁，副反应中生成Na2SiO3、NaAlO2等杂质，将pH值调低，可生成H2SiO3、

Al(OH)3沉淀过滤除去；步骤“③”调节pH值，生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去，故“④”中滤渣2的成分是H2SiO3、Al(OH)3沉淀；

(3)酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-，则CrO42-在酸性条件下与H+离子反应生成Cr2O72-，该反应为可逆反应，反应的离子方程式为2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O；

(4)操作Ⅰ是分离出硫酸钠，操作Ⅱ获得红矾钠，由图2可知，硫酸钠的溶解度受温度影响

比较大，应采取降温结晶、过滤；红矾钠溶解度受温度影响变化不大，应采取蒸发结晶、过滤；

(5)令生成红矾钠x 吨，则：

2Cr ～～～～～Na 2Cr 2O 7?2H 2O

104 298

1吨×34%×(1-2%)×92% x 吨

所以：104：298=1吨×34%×(1-2%)×92%：x 吨，解得x=0.88。

15．硅单质及其化合物应用很广．请回答下列问题：

()1制备硅半导体材料必须先得到高纯硅．三氯甲硅烷()3SiHCl 还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：

①写出由纯3SiHCl 制备高纯硅的化学反应方程式 ______ ．

②整个制备过程必须严格控制无水、无氧．3SiHCl 遇水剧烈反应生成23H SiO 、HCl 和另一种物质，写出配平的化学反应方程式 ______ ；

()2下列有关硅材料的说法正确的是 ______ ．

A ．单质硅化学性质稳定，但可以被强碱溶液腐蚀

B ．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

C ．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高

D ．光导纤维的主要成分是2SiO

()3硅酸钠水溶液俗称水玻璃．取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入盐酸，振荡．写出实验现象并给予解释(用化学方程式说明) ______ ．

()4在人体器官受到损伤时，需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内，这种材料是 ______ (填字母)．

A ．高温结构陶瓷 B.生物陶瓷 C.导电陶瓷． 【答案】32

S iHCl H 1375KSi 3HCl ++ 32232SiHCl 3H O H SiO H 3HCl +=↓+↑+↑ AD 生成白色絮状沉淀，2323Na SiO 2HCl 2NaCl H SiO +=+↓ B

【解析】

【分析】

()1①纯3SiHCl 与氢气反应生成硅和氯化氢；

②依据原子个数守恒结合化合价变化写出方程式；

()2A.硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气；

B.硅与盐酸不反应；

C.玻璃为混合物，不存在固定的熔点；

D.二氧化硅为光导纤维的主要成分；

()3盐酸的酸性强于硅酸，盐酸与硅酸钠反应生成硅酸沉淀和氯化钠；

()4用于人体器官的陶瓷，应具有良好的生物性能，据此分析。

【详解】

()1①纯3SiHCl 与氢气反应生成硅和氯化氢，方程式为：

32 S iHCl H 1375KSi 3HCl ++；

3SiHCl ②遇水剧烈反应生成23H SiO 、HCl 和氢气，化学方程式为：

32232SiHCl 3H O H SiO H 3HCl +=↓+↑+↑； 故答案为：

32232SiHCl 3H O H SiO H 3HCl +=↓+↑+↑；

()2A.硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气，可以被强碱溶液腐蚀，故A 正确；

B.硅与盐酸不反应，故B 错误；

C.玻璃为混合物，不存在固定的熔点，故C 错误；

D.二氧化硅为光导纤维的主要成分，故D 正确；

故选：AD ；

()3盐酸的酸性强于硅酸，盐酸与硅酸钠反应生成硅酸沉淀和氯化钠，离子方程式：生成白色絮状沉淀，2323Na SiO 2HCl 2NaCl H SiO +=+↓； 故答案为：生成白色絮状沉淀，2323Na SiO 2HCl 2NaCl H SiO +=+↓；

()4用于人体器官的陶瓷，应具有良好的生物性能，故选B 。

【点睛】

本题考查了硅及其化合物的性质和用途，熟悉物质的化学性质是解题关键，注意相关知识的积累。