高考化学压轴题之无机非金属材料(高考题型整理,突破提升)含答案

高考化学压轴题之无机非金属材料(高考题型整理,突破提升)含答案
一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）
1．下列说法中正确的是
A．水玻璃和石英的主要成分都是SiO2
B．Si、SiO2和SiO32-等均可与NaOH 溶液反应
C．二氧化硅属于酸性氧化物，不溶于任何酸
D．高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．水玻璃的主要成分是硅酸钠，石英的主要成分是SiO2，故A错误；
B．Si、SiO2均可与NaOH溶液反应，但SiO32-不能与NaOH溶液反应，故B错误；
C．二氧化硅属于酸性氧化物，二氧化硅能溶于氢氟酸，故C错误；
D．用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时，各氧化物的排列顺序为：较活泼金属的氧化物→较不活泼金属的氧化物→二氧化硅→水，则高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]可表示为
Al2O3·2SiO2·2H2O，故D正确；
答案选D。

2．对于足球烯C60的认识错误的是（）
A．是分子晶体B．含有非极性共价键
C．存在同素异形体D．结构稳定，难以发生化学反应
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.C60之间的相互作用力是范德华力，属于分子晶体，A正确；
B.足球烯中既有双键又有单键，化学键是共价键，且是非极性共价键，B正确；
C.金刚石、石墨、足球烯都是碳的同素异形体，所以足球烯存在同素异形体，C正确；D．足球烯是属分子晶体，在常温下，碳碳之间键能大，也比较稳定，但其易发生加成反应，D错误；
答案选D。

3．“纳米车”(如图所示)是科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成的，每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成。

“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。

下列说法正确的是
A．C60是一种新型的化合物
B．C60与12C是同素异形体
C．人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动
D．“纳米车”诞生说明人类操纵分子的技术进入了一个新阶段
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．C60是由一种元素组成的纯净物，属于单质，不属于化合物，故A错误；
B．C60是由碳元素形成的单质，而12C是碳元素的一种原子，故C60与12C不是互为同素异形体，故B错误；
C．因“纳米车”很小，我们不能直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动，故C错误；D．“纳米车”的诞生，说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段，故D正确；
故答案选D。

4．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
C．HCl通可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
D．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水它们都是酸性氧化物，与对应酸的酸性强弱没有关系，则无法比较酸性，故A错误；
B．比较强酸制取弱酸时在溶液中进行的反应，则在高温下固体之间的反应不能得到酸性强弱的结论，故B错误；
C．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，根据强酸制弱酸，只能说明盐酸的酸性比碳酸强，盐酸易挥发，可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，可能为盐酸与硅酸盐的反应，则无法确定碳酸与硅酸的酸性的强弱，故C错误；
D．因往硅酸盐溶液通入二氧化碳，可以看到溶液变浑浊，是因为生成了难溶的硅酸沉淀，反应方程式是：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓，反应原理是强酸制弱酸，说明碳酸比硅酸酸性强，故D正确；
答案选D。

5．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。

我国现已能够拉制出直径为300 mm、重达81 kg的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。

下列叙述正确的是
（）
A．形成晶体硅的速率越快越好
B．晶体硅有固定的熔沸点，研碎后就变成了非晶体
C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故A错误；
B．晶体硅有固定的熔点，研碎后仍为原子晶体，故B错误；
C．晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，所以区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行x-射线衍射实验，故C正确；
D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体有各向异性，故D错误；
故答案为C。

6．下列说法正确的是（）
A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗
B．Ⅱ图中：湿润的有色布条能褪色，烧杯NaOH溶液的作用是吸收尾气
C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟
D．Ⅳ图中：用该装置可以验证酸性：盐酸>碳酸>硅酸。

【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．利用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备氯气，随着反应进行，盐酸浓度会下降，下降到某种程度，二者不再反应无法生成Cl2，A项错误；
B．氯气的漂白性来源于Cl2与水反应生成的次氯酸，干燥布条中无水，所以无法产生次氯酸，颜色不会褪去，湿润布条含水，可以产生次氯酸，颜色会褪去；若将尾气直接排放，
其中未反应的氯气会污染空气，所以需要将尾气通入NaOH溶液中进行吸收，B项正确；C．铜在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟，C项错误；
D．利用盐酸与石灰石反应可制备CO2，所以可证明盐酸酸性强于碳酸；由于盐酸具有挥发性，制备出的CO2中会含有HCl杂质，HCl杂质也能与硅酸钠溶液反应产生白色沉淀；若不对制备出的CO2进行除杂，其中的HCl杂质会干扰碳酸和硅酸酸性强弱的验证过程，因此上述装置并不能实现验证酸性强弱的目的，D项错误；
答案选B。

7．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。

8．我国“神舟”系列载人飞船的成功发射，标志着“炎黄子孙千年飞天梦想实现了”(1)火箭升空时，由于与大气层的剧烈摩擦，产生高温。

为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的性质最可能的是____________
A．在高温下不融化 B．在高温下可分解气化
C．在常温下就分解气化 D．该涂料不可能发生分解
(2)火箭升空需要高能的燃料，经常是用N2O4和N2H4作为燃料，其反应的方程式是：
N2O4 + N2H4→ N2 + H2O 。

请配平该反应方程式：————N2O4 + ————N2H4→————N2 + ————
H2O，_________
该反应中被氧化的原子与被还原的原子物质的量之比是_____。

这个反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是_______。

(3)为了向宇航员提供氧气，飞船上有专门的供氧装置。

现有供氧剂过氧化钠与超氧化钾（KO2）。

①写出它们与二氧化碳反应的化学方程式（超氧化钾与二氧化碳的反应产物与过氧化钠类似）：________________________；_________________________。

②你选择的供氧剂是：_____，原因是：____________________________。

【答案】B 1N2O4 + 2N2H4 = 3N2 + 4H2O 2∶1 产物无污染 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 4KO2+ 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2 KO2原因是：单位质量产生氧气多
【解析】
【分析】
(1)为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的作用应是防止火箭表面温度过高，因而该涂料必须具有在高温下吸热的性质，而物质在发生分解反应或气化时常吸收热量。

(2)火箭升空需要高能的燃料，经常是用N2O4和N2H4作为燃料，其反应的方程式是：
N2O4 + N2H4→ N2 + H2O，配平时，利用化合价升降法进行配平。

该反应中被氧化的原子是N2H4中的N原子，被还原的是N2O4中的N原子。

从产物看，
N2、H2O都不是大气污染物，由此得出优点。

(3)①不管是过氧化钠还是超氧化钾，与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气。

②通过两反应对比，可确定选择的供氧剂。

【详解】
(1)为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的作用应是防止火箭表面温度过高，因而该涂料必须具有在高温下吸热的性质，而物质在发生分解反应或气化时常吸收热量。

故选B。

答案为：B；
(2)在反应N2O4 + N2H4→ N2 + H2O中，N2O4中N显+4价，N2H4中N元素显-2价，产物中N 元素显0价，依据电子守恒，可得出如下关系：N2O4——8e-——2N2H4，从而得出配平的反应方程式：1N2O4 + 2N2H4 = 3N2 + 4H2O；该反应中若参加反应的N2O4为1mol，则被氧化的N原子为4mol，被还原的N原子为2mol，二种原子物质的量之比是2∶1。

这个反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是产物无污染。

答案为：1N2O4 + 2N2H4 = 3N2 + 4H2O；2∶1；产物无污染；
(3)①不管是过氧化钠还是超氧化钾，与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气，化学方程式为：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2；4KO2+ 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2。

答案为：2Na2O2 + 2CO2 =
2Na2CO3 + O2；4KO2+ 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2。

；
②从单位质量的供氧量分析，选择的供氧剂是：KO2，原因是：单位质量产生氧气多。

答案为：KO2；单位质量产生氧气多。

【点睛】
平常所用的物品，对表面涂料的要求是稳定，能起到保护内部金属等不受腐蚀的作用，而火箭的涂层不是为了防锈，而是“为了防止火箭温度过高”，即起到降温的作用，所以解题时，只有理解题意，才能不出现解答错误。

9．已知：甲、乙、丙、丁为常见化合物，A、B为单质，相互转化关系如图。

其中甲是天然气的主要成分。

回答下列问题：
（1）丁物质的名称：______，丙物质的化学式：
_________________________________________。

（2）检验化合物乙的化学方程式：
___________________________________________________。

（3）试剂X可能的化学式：________、________(要求：所选物质类别不同)。

（4）通过分析表明：燃料充分燃烧的条件之一是______________________________。

（5）取变红溶液于试管中加热，观察到的现象有
_______________________________________。

【答案】水 CO CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O O2 CuO 充足的氧气红色溶液变成紫色，有气泡冒出
【解析】
【分析】
甲是天然气的主要成分，则甲是甲烷，甲与A，B与A能燃烧，则A是氧气，丁电解生成A、B，则B是氢气，丁是水，乙与水加入紫色石蕊试液后溶液变红，则乙是二氧化碳，丙与乙可以相互转化，则丙是一氧化碳，据此分析解答。

【详解】
(1)根据分析可知丁是水，丙是CO，故答案为：水；CO；
(2)检验二氧化碳的方法是将气体通入澄清石灰水，反应方程式为：
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
(3)由丙转化到乙，则试剂X可以是氧气，也可以是氧化铜等物质，所属的类别分别是单质和氧化物；故答案为：O2；CuO；
(4)通过分析表明:燃料充分燃烧的条件之一是要有充足的氧气；故答案为：充足的氧气；
(5)取变红溶液于试管中加热会发生碳酸分解的过程，故可以观察到的现象是红色溶液变成紫色，有气泡冒出；故答案为：红色溶液变成紫色，有气泡冒出。

10．有一种矿石，经测定含有镁、硅、氧三种元素且它们的质量比为12∶7∶16。

(1)用盐的组成表示其化学式： ___________。

(2)用氧化物的组成表示其化学式： _______。

(3)该矿石的成分属于________(填物质的分类)。

(4)写出该矿石(氧化物形式)与盐酸反应的化学方程式： ______。

【答案】Mg2SiO4 2MgO·SiO2硅酸盐 2MgO·SiO2＋4HCl=2MgCl2＋2H2O＋SiO2
【分析】
根据n=m
M
及原子个数比=原子的物质的量之比进行计算，得出正确结论；由金属离子和酸
根离子组成的化合物属于盐。

【详解】
镁、硅、氧的质量比为12：7：16，则镁、硅、氧的原子个数比为12
24
:
7
28
:
16
16
=2:1:4
(1)该矿石用盐的组成可表示为：Mg2SiO4；
(2)该矿石用氧化物的组成可表示为：2MgO•SiO2
(3)Mg2SiO4属于盐类，且属于硅酸盐；
(4)Mg2SiO4溶于与稀盐酸生成MgCl2和SiO2，发生反应的化学方程式为2MgO·SiO2＋
4HCl=2MgCl2＋2H2O＋SiO2。

【点睛】
硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式为：活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•二氧化硅•水的顺序书写；注意：①氧化物之间以“•”隔开；②系数配置出现的分数应化为整数；③金属氧化物在前(活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物)，非金属氧化物在后。

11．某固体中可能含有Na+、K+、Al3+、Ba2+、SO42-、CO32-、SiO32-、等离子，将其配成
100mL 溶液。

学生研究性学习小组为了确认其成分，设计并完成了如图所示实验：
请回答下列问题：
(1)配制100mL 溶液需要使用容量瓶，该仪器使用前必须进行的一步操是______________；在“定容”操作中，当液面接近容量瓶刻度线1~2cm 处，改用__________________，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。

(2)若出现如下情况，导致所配溶液浓度偏高的是_____________________
A．称量时砝码已经生锈；
B．溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作；
C．定容时俯视；
D．定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水。

(3) 根据以上实验可得出：一定存在的离子是_________________，，一定不存在的离子是___________________。

(4) 加入稀盐酸，所发生的离子反应方程式为________________。

【答案】检查是否漏水改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切 A、C CO32-、SiO32- SO42-、Al3+、Ba2+ CO32-+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓
【分析】
向配制的溶液中加入稀盐酸后生成无色无味气体A、沉淀B，气体A为CO2，则原溶液中一定含有CO32-，结合离子共存可知一定不存在Al3+、Ba2+；生成的沉淀B为硅酸，则一定存在SiO32-；向滤液C中加入氯化钡溶液，无明显现象，说明溶液中不存在SO42-，据此结合溶液配制的方法解答；
第(2)题根据
n
c=
V
进行分析；
【详解】
(1)容量瓶使用前要检查是否漏水；当液面接近容量瓶刻度线1-2cm处，改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀，故答案为：检查是否漏水；改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切；
(2)A.称量时砝码已经生锈会导致溶质的质量偏大，继而导致浓度偏大，故A正确；
B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作会导致溶质物质的量偏小，浓度偏小，故B错误；
C.定容时俯视会导致溶液体积偏小，溶液浓度偏大，故C正确；
D.定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出会导致溶质的物质的量偏小，浓度偏小，故D错误；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水对浓度没有影响，故E错误，
故答案为：AC；
(3)根据分析可知一定存在的离子为：CO32-、SiO32-；一定不存在的离子为：SO42-、Al3+、
Ba2+，故答案为：CO32-、SiO32-；SO42-、Al3+、Ba2+；
(4)根据分析可知，加入稀盐酸后碳酸根和硅酸根和氢离子发生反应，故答案为：CO32-
+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓。

12．某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。

已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。

M与其他物质的转化关系如图1所示(部分产物已略去)：
(1)写出B的电子式________。

(2)若A是一种非金属单质，且可用于制造半导体材料，写出A和B水溶液反应的离子方程式__________________________。

(3)若A是CO2气体，A与B溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，生成的CO2物质的量与所用盐酸体积如图2所示，则A与B溶液反应后溶液中所有溶质的化学式为
_____________；c(HCl)=________mol/L。

(4)若A 是一种常见金属单质，且A 与B 溶液能够反应，则将过量的F 溶液逐滴加入E 溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是______________________________________。

(5)若A 是一种可用于做氮肥的化合物, A 和B 反应可生成气体E ，E 与F 、E 与D 相遇均冒白烟，且利用E 与D 的反应检验输送D 的管道是否泄露，写出E 与D 反应的化学方程式为___________________。

(6)若A 是一种溶液，可能含有H ＋、NH 、Mg 2＋、Fe 3＋、Al 3＋、CO 32-、SO 42-中的某些离子，当向该溶液中加入B 溶液时发现生成沉淀的物质的量随B 溶液的体积发生变化如图3所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子是_____________________，它们的物质的量浓度之比为______________。

【答案】 Si+2OH - +2H 2O=SiO 32-+2H 2↑ NaOH 、Na 2CO 3 0.05 先有白色沉淀生
成，随后沉淀逐渐减少最终消失 3Cl 2＋8NH 3===N 2＋6NH 4Cl H ＋、Al 3＋、4NH +、24SO -
c(H ＋)∶c(Al 3＋)∶c(4NH +)∶c(24SO -
)＝1∶1∶2∶3
【解析】
【分析】
(1) C 可在D 中燃烧发出苍白色火焰，为氢气与氯气反应生成HCl ，可推知C 为H 2、D 为Cl 2、F 为HCl ，M 是日常生活中不可缺少的调味品，由转化关系可知，M 的溶液电解生成氢气、氯气与B ，可推知M 为NaCl 、B 为NaOH ；
(2)若A 是一种非金属单质，且可用于制造半导体材料，则A 为Si ，Si 和NaOH 的水溶液反应生成Na 2SiO 3和H 2；
(3) 曲线中，从0.4L ～0.6L 发生反应NaHCO 3+HCl=NaCl+CO 2↑+H 2O ，该阶段消耗盐酸为200mL ，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL ，大于200mL ，所以溶液中的溶质成分NaOH 、Na 2CO 3；
(4) 若A 是一种常见金属单质，且与NaOH 溶液能够反应，则A 为Al ，E 为NaAlO 2，则将过量的HCl 溶液逐滴加入NaAlO 2溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解；
(5) 若A 是一种氮肥，实验室可用A 和NaOH 反应制取气体E ，则E 为NH 3、A 为铵盐，E
与氯气相遇均冒白烟，且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气；
(6) 由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H+，一定没有CO32-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg2+、Fe3+，一定含有Al3+；中间段沉淀的质量不变，应为NH4++OH-=NH3•H2O的反应，则含有NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，根据各阶段消耗的NaOH体积结合离子方程式计算n(H+)：n(Al3+)：n(NH4+)之比，再结合电荷守恒计算与n(SO42-)的比例关系，据此计算。

【详解】
(1)B为NaOH，其电子式为；
(2) A为Si，Si和NaOH的水溶液反应生成Na2SiO3和H2，反应的离子方程式为Si+2OH-
+2H2O=SiO32-+2H2↑；
(3) 曲线中，从0.4L～0.6L发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，该阶段消耗盐酸为200mL，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL，大于200mL，所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3；生成0.01molCO2需要的盐酸为200mL，结合反应原理
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，则c(HCl)=0.01mol
0.2L
=0.05mol/L；
(4) 若A是一种常见金属单质，且与NaOH溶液能够反应，则A为Al，E为NaAlO2，则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解，故看到的现象为：液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断地增加，随后沉淀逐渐溶解最终消失；(5) 若A是一种氮肥，实验室可用A和NaOH反应制取气体E，则E为NH3、A为铵盐，E 与氯气相遇均冒白烟，且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气，反应方程式为：3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl，
(6) 由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H+，一定没有CO32-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg2+、Fe3+，一定含有Al3+；中间段沉淀的质量不变，应为NH4++OH-=NH3•H2O的反应，则含有NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，发生反应H++OH-=H2O，氢离子消耗NaOH溶液的体积为1体积，发生反应Al3++3OH-
=Al(OH)3↓，铝离子消耗NaOH溶液的体积为3体积，发生反应NH4++OH-=NH3•H2O，铵根消耗氢氧化钠为2体积，则n(H+)：n(Al3+)：n(NH4+)=1：1：2，由电荷守恒可知，n(H+)：
n(Al3+)：n(NH4+)：n(SO42-)=1：1：2：3，故c(H+)：c(Al3+)：c(NH4+)：c(SO42-)=1：1：2：3。

13．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·Cr2O3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，
FeCr 2O 4中铁铁原子与Cr 原子物质的量之比为1：2，所以FeCr 2O 4写成氧化物形式为FeO•Cr 2O 3；“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Na 2SiO 3、NaAlO 2等杂质，将pH 值调低，可生成H 2SiO 3、Al(OH)3沉淀过滤除去；步骤“③”调节pH 值，生成H 2SiO 3、Al(OH)3沉淀过滤除去，故“④”中滤渣2的成分是H 2SiO 3、Al(OH)3沉淀；
(3)酸化的目的是使CrO 42-转化为Cr 2O 72-，则CrO 42-在酸性条件下与H +离子反应生成Cr 2O 72-，该反应为可逆反应，反应的离子方程式为2CrO 42-+2H +⇌Cr 2O 72-+H 2O ；
(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。

14．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。

15．某种胃药中抗酸剂为CaCO3。

甲、乙两同学为测定其中CaCO3含量，分别设计以下两种方案（药片中的其它成分与HCl和NaOH溶液均不反应）。

请回答下列有关问题：（1）甲同学拟用下图装置测量样品与足量稀盐酸反应生成CO2的体积，来分析CaCO3的含量。

则
①X的作用是__________。

②B中不可改用饱和Na2CO3溶液，用离子方程式说明理由_______。

（2）乙同学拟用以下操作测定样品中CaCO3含量：A．配制0.100 mol/L HCl溶液和0.100 mol/L NaOH溶液，B．取一粒药片(0.100 g)，研碎后加入20 mL蒸馏水，C．加入30 mL 0.100 mol/L 的盐酸，充分反应，D．用0.100 mol/L NaOH溶液中和过量的盐酸至中性，共消耗NaOH溶液18.00 mL，该胃药中CaCO3的质量分数是____写出计算过程）。

（3）甲同学将实验中获得的17.92 mL CO2 (标准状况)通入10 mL 0.100 mol/L NaOH溶液中，判断所得溶液的溶质是_____（填化学式）。

【答案】使广囗瓶内与分液漏斗内气体压强相等，便于溶液顺利流下 CO32-
+CO2+H2O=HCO3- 60% Na2CO3 NaHCO3
【解析】
【分析】
(1)①装置A中连通管X能使分液漏斗和广口瓶中的压强保持一致，使盐酸顺利流下；②碳酸钠溶液能够和二氧化碳反应；
(2)反应所用盐酸与氢氧化钠溶液的浓度相等，氢氧化钠溶液的体积为18.00 mL，则与碳酸钙反应的盐酸为30.00mL-18.00 mL=12.00 mL，根据反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑计算碳酸钙的质量，再计算质量分数；
(3)计算出二氧化碳的物质的量和氢氧化钠的物质的量，然后根据二者物质的量关系判断溶液中溶质的组成。

【详解】
(1)①连通管X能使漏斗和广口瓶中的压强保持一致，使盐酸顺利流下，故答案为：使广口瓶内与分液漏斗内气体压强相等，便于溶液顺利流下；
②若用碳酸钠溶液，碳酸钠会吸收二氧化碳，发生的反应为：CO32-+CO2+H2O=HCO3-，导致生成的二氧化碳被消耗，测定结果偏小，故答案为：CO32-+CO2+H2O=HCO3-；
(2)反应所用盐酸与氢氧化钠溶液的浓度相等，氢氧化钠溶液的体积为18.00 mL，则与碳酸钙反应的盐酸为30.00mL-18.00 mL=12.00 mL，
CaCO3 + 2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑
100g 2mol
m(CaCO3) 0.100 mol/L×0.012L。