2019高考化学考点解析全程练习-7.硅酸盐工业新型无机非金属材料

2019高考化学考点解析全程练习-7.硅酸盐工业新型无机非金属材料1、复习重点水泥工业和玻璃工业的基本原理；新型无机非金属材料的特性及主要用途2、难点聚焦1、硅酸〔H2SiO3〕酸性很弱〔弱于碳酸〕溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。

Na2SiO3＋2HCl==H2SiO3＋2NaCl硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体。

四、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定。

一般不溶于水。

〔Na2SiO3、K2SiO3除外〕最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。

常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥。

2、硅单质与碳相似，有晶体和无定形两种。

晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高〔1410℃〕，硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。

是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池。

五、氯元素：位于第三周期第ⅦA族，Cl－,为典型的非金属元素，在自然界中以化合态存在。

3、例题精讲[例1]熔融氢氧化钠反应选用的器皿是[]A、陶瓷坩埚B、石英坩埚C、普通玻璃坩埚D、生铁坩埚分析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高温下可以跟NaOH发生如下反应：SiO2+2NaOH Na2SiO3所以A、B、C的器皿都不能选用，只能内生铁坩埚。

答案：D[例2]以下溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是[]。

A、硅酸钠溶液B、氢氟酸C、氢氧化钠溶液D、氯化钠溶液分析：玻璃的主要成分之一二氧化硅，它能跟氢氟酸迅速反应，所以，氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中，只能保存在铅皿或塑料瓶中。

氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后，生成的硅酸钠是一种矿物胶，使瓶塞与瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞。

硅酸钠溶液可以用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞〔原因同氢氧化钠溶液〕。

氯化钠溶液不跟玻璃中各种成分反应。

答案：AC[例3]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？分析：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％=6.5kgm〔CaO〕：50kg×11.7％=5.85kgm〔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。

[例4]有A、B、C三种不溶于水的固体。

A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375倍。

B固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。

此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。

将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点。

根据以上事实，判断A为哪种元素的单质？B、C各是什么物质？写出有关反应的化学方程式。

分析：先求出A燃烧后生成的气体的相对分子质量，根据该气体的相对分子质量及其反应现象可推出单质A；再根据B的有关反应现象可推出B；最后根据制取C的方法及C的性质可推出C。

A物质燃烧后生成的气体的相对分子质量为：32×1.375=44该气体能使澄清石灰水变浑浊，所以该气体为二氧化碳，A为碳元素的一种单质。

根据B物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，可推出B物质为二氧化硅。

C物质由石灰石、纯碱、B物质〔二氧化硅〕混合加热而得，结合C物质在高温时软化且无固定熔点，可推知C物质为普通玻璃。

答案：A为碳元素的一种单质。

C+O2CO2B为SiO2SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2ONa2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓C为普通玻璃Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑[例5]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〕。

分析：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。

SiO2％=1-73.0％=27.0％该硅酸锌样品的化学式为：2ZnO·SiO2。

[例6]两个原硅酸分子的OH原子团之间可以相互作用而脱去一分子水：2H4SiO4===H6Si2O7＋H2O原硅酸结构为：那么在所得的H6Si2O7分子的结构中，含有的硅氧键数目为[]A、5B、6C、7D、8分析：此题是一道选择题，也是一道信息迁移题。

给出的新情境是原硅酸结构及脱水反应，考查内容是H6Si2O7分子中的硅氧键数目。

两个原硅酸共有8个硅氧键，当它们相互作用时，虽然有一个硅氧键断裂，但又形成一个新的硅氧键，如下图：故硅氧键的总数目没有变，仍然是8个。

答案：D[例7]以下离子方程式书写不正确的选项是[]A、往NaOH溶液中通入过量CO2B、单质硅与烧碱溶液反应C、石英砂与烧碱反应制水玻璃D、往水玻璃中通入二氧化碳分析：往NaOH溶液中通入适量CO2生成正盐Na2CO3，正盐能与酸反应变为酸式盐，所以当CO2过量时即溶液中H2CO3过量时，生成物为NaHCO3，故A式正确。

单质硅能和烧碱溶液反应生成硅酸钠和氢气，NaOH是易溶于水的强碱，Na2SiO3。

是易溶于水的盐，均完全电离，故Na+可以简化掉，B式正确。

石英的成分是二氧化硅与烧碱液发生复分解反应生成硅酸钠和水。

故C式正确。

碳酸比硅酸酸性强，所以往水玻璃即硅酸钠的水溶液中通入二氧化碳可以制硅酸。

反应物中的Na2SiO3和生成物中的Na2CO3均为易溶于水的盐，能完成电离写成离子式，并且Na+可以简化掉，故D式不正确。

答案：D[例8]有一铅锡合金质量为100g，完全氧化后得到氧化物的混合物质量为116g，求合金中铅、锡的质量分数各为多少？解法一：分析：设100g铅锡合金中含锡xg，那么含铅〔100-x〕g。

①Sn氧化后的稳定产物是SnO2〔＋4价氧化物稳定〕，Sn的相对原子质量为Pb氧化后的稳定产物是PbO〔＋2价氧化物稳定〕，Pb的相对原子质量为207，PbO的式量为223，〔100-x〕gPb氧化生成的PbO质量必因为SnO2与PbO质量共为116g，故可列一元一次方程，解方程求出Sn、Pb质量。

[解]设100g锡铅合金中含锡xg，含铅为〔100-x〕g。

根据化学式所表示的元素质量分数及题意，列代数方程式：解得x=43.2〔g〕100-x=100-43.2=56.8〔g〕答：合金中锡、铅质量分数分别为43.2％、56.8％解法二：分析：此题利用物质的量计算也很方便。

设100g合金中含xg，含铅为〔100-x〕g将SnO2与PbO由物质的量换算成质量，质量和为116g。

解：设100g锡铅合金中含锡为xg，含铅为〔100-x〕gSn的物质的量=SnO2的物质的量Pb的物质的量=PbO的物质的量SnO2与PbO质量和为116g解得x=43.2〔g〕〔锡的质量〕100-x=56.8〔g〕〔铅的质量〕Pb％=1-43.2％=56.8％答：合金中铅、锡分别占56.8％、43.2％[例9]称取两份由碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵组成的混合物7.06g。

其中：一份加入过量的盐酸，可得CO2为1792mL〔在标准状况下〕，另一份加热至质量不再减少时为止。

冷却后再跟过量盐酸反应，可得CO2为896mL〔在标准状况下〕。

求原混合物中，碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵的物质的量之比。

分析：此题是根据化学方程式，计算混合物成分物质的量之比的题。

解题关键在于正确判断反应物与生成物、反应物的量与生成物的量之间的关系。

第一份7.06g混合物，各成分都跟过量的盐酸充分反应，均生成CO2。

CO2体积之和为1792mL；第二份7.06g混合物加热后，除碳酸氢钠转化为碳酸钠外，碳酸氢铵那么因全部转变为气态物质而不存在固体物质了。

混合物中原有碳酸钠及生成的碳酸钠共同跟过量盐酸反应，生成896mLCO2。

解全过程发生反应的化学方程式为：Na2CO3＋2HCl==2NaCl＋H2O＋CO2↑〔1〕NaHCO3＋HCl==NaCl＋H2O＋CO2↑〔2〕NH4HCO3＋HCl==NH4Cl＋H2O＋CO2↑〔3〕〔4〕〔5〕设7.06g该混合物中含Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3分别为x、y、zmol从化学方程式〔1〕〔2〕〔3〕可知，第一份7.06g混合物与过量盐酸反应，共生成CO2为〔x＋y＋z〕mol从化学方程式〔4〕、〔5〕可知，第二份7.06g混合物加热，其中x∶y∶z=0.02∶0.04∶0.02=1∶2∶1答：Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3的物质的量之比为1∶2∶1。

新型无机非金属材料[例10]新型无机非金属材料跟传统硅酸盐材料相比，有什么特性？【分析】〔1〕能承受高温，强度高。

如氮化硅陶瓷在1200℃时仍具有高强度。

〔2〕具有电学特性。

有的可作绝缘体，有的可作半导体、导体、超导体。

〔3〕具有光学特性。

有的能发出各色光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。

〔4〕具有生物功能。

有些对人体组织有较好的适应性，且硬度高、无毒、不溶于水，可直接植于人体内。

【答案】略。

[例11]请比较红宝石和蓝宝石成分的异同。

人造红宝石和人造蓝宝石各有何用途？【解答】两者的主要成分都是Al2O3〔刚玉〕。

刚玉中混有少量铬时，呈现红色，就形成红宝石；刚玉中混有少量钛时，呈现蓝色，就形成蓝宝石。