高三化学一轮全能优化训练31 含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精1．北京大学和中国科学院的化学工作者合作已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子化合物,且有良好的超导性。下列关于K3C60的组成和结构的分析正确的是()A．K3C60中只含离子键，不含有共价键B．1molK3C60中含有的离子数目为63×6。02×1023C．该化合物在熔融状态下能导电D．该物质的化学式可定为KC20解析：选C.K3C60中K＋和Ceq\o\al(3－，60）之间为离子键,Ceq\o\al(3－，60)中C和C之间为共价键，A错；1molK3C60中含有3molK＋和1molCeq\o\al（3－，60)，离子数目为4×6。02×1023，B错;该物质由K＋和Ceq\o\al（3－，60)构成，不含Ceq\o\al(－，20)，故其化学式不是KC20，D错。2．下列说法正确的是(）A．光导纤维的主要成分是硅B．常用氢氟酸(HF）来刻蚀玻璃C．制普通玻璃的主要原料是烧碱、石灰石、石英D．实验室用带玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液解析：选B.A项，光导纤维的主要成分是二氧化硅，不正确；C项，制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，不正确;D项，保存氢氧化钠溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶，因为NaOH与玻璃的主要成分反应生成的硅酸钠是一种矿物胶,时间长了会打不开瓶塞，不正确.3．(2013·太原高三检测)下列试剂能与硅反应的是()①浓氨水②浓氢氧化钠③浓硝酸④氢氟酸⑤氟气⑥浓硫酸A．②④⑤ B．①②C．②③⑥ D．②④⑥解析:选A.Si和NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2,与氢氟酸反应生成SiF4和H2，与F2化合生成SiF4。4．(2013·铜川高三教学质量检测）能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是()A．CO2是气体,SiO2是固体B．高温下能发生反应Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7（高温)）Na2SiO3＋CO2↑C．CO2能溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水D．CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成解析：选D.酸性强弱与这种酸的氧化物所处的状态及化学活动性无关，所以A、B都不正确；C是它们的物理性质，只有D项较强酸制弱酸能够证明。5．（2013·长春四校联考）下列关于C、Si、S、Cl四种非金属元素的说法中,正确的是（）A．两两结合形成的化合物都是共价化合物B．在自然界中都能以游离态形式存在C．氢化物的热稳定性：CH4<SiH4〈H2S〈HClD．最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸，且酸性依次增强解析：选A.硅和氯在自然界中都以化合态形式存在，故B错误.由于C的非金属性强于Si，所以CH4的热稳定性强于SiH4，碳酸的酸性强于硅酸,并且SiO2不溶于水,不能与水反应生成硅酸，故C、D错误.6．寿山石主要成分为叶蜡石，叶蜡石组成为Al2O3·4SiO2·H2O，下列观点不正确的是()A．寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触B．寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物C．潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质D．置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质解析：选C。根据寿山石的主要成分,可知其能和酸或碱发生反应,A对；寿山石中含有不同形态的金属氧化物,造成其色彩丰富，B对;其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反应，不会溶解变质，C错；久置于干燥空气中，会造成其中的结晶水失去而变质，D对.7．(2013·龙岩四校联考)二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途.a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是（）①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2Ceq\o（=，\s\up7（高温)）Si＋2CO↑③SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O④Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7（高温））Na2SiO3＋CO2↑⑤SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7（高温))SiC＋2CO↑a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b．反应②中SiO2表现出氧化性c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的道理e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应A．aceB．bdeC．cdeD．ab解析：选B。通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a判断错误，c判断也错；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确;反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应,e判断也正确;所以选项B正确.8．(2013·安庆高三调研)将2。8g硅粉与2。3g钠同时放入足量水中，采用恰当的方法收集反应过程中产生的气体(全部收集）。这些气体在标准状况下的体积为（)A．1.12L B．4。48LC．5。6L D．3.36L解析：选D.2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2×23g2mol22。4L2.3g0。1mol1.12LSi＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑28g2mol2×22.4L1．4g0。1mol2。24L反应后硅剩余，V(H2)＝1.12L＋2。24L＝3。36L。9．向含有0。2molNaOH和0。1molBa(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体8。96L（0℃，1.01×105Pa）时立即停止,则这一过程中，溶液中离子的总物质的量与通入CO2气体的体积关系图像正确的是（气体的溶解和离子的水解忽略不计）(）解析：选C.当未通入CO2气体时，溶液中的离子为0。2molNa＋、0。1molBa2＋、0。4molOH－；当通入2。24LCO2气体时,发生反应①Ba2＋＋CO2＋2OH－=BaCO3↓＋H2O，此时溶液中的离子为0.2molNa＋、0.2molOH－；当通入4.48LCO2时，发生反应②2OH－＋CO2=COeq\o\al(2－,3)＋H2O，此时溶液中的离子为0。2molNa＋、0.1molCOeq\o\al（2－，3)；当通入6。72LCO2时，发生反应③COeq\o\al（2－,3）＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－，3)，此时溶液中的离子为0。2molNa＋、0.2molHCOeq\o\al（－，3）；当通入8。96LCO2时，发生反应④BaCO3＋CO2＋H2O=Ba(HCO3)2,此时溶液中的离子为0。2molNa＋、0。1molBa2＋、0。4molHCOeq\o\al（－,3）。对比图象可知选项C正确。10．（2013·聊城高三模拟）已知A、B、C三种元素均为短周期元素,它们的原子序数关系为C＞B＞A。A元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，B和C可形成BC4型化合物。用化学符号填空：（1）三种元素分别为A______，B______，C______.(2)A、B、C的最高价氧化物对应的水化物分别是______、________、________，在这些水化物中，酸性最弱的是________。(3）BC4的结构式是________________________。（4)已知BC4不能在空气中燃烧,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）用离子方程式表示出由B的氧化物制得B的氧化物对应水化物的原理________________________________________________________________________。解析：A元素原子最外层电子数是次外层的2倍，则次外层为K层，所以A元素为C，则BC4中不可能为CCl4、CH4、SiF4，只能为SiCl4;SiCl4中Si为＋4价不能继续氧化,Cl也不能被O2氧化，所以SiCl4不能在空气中燃烧；B的氧化物SiO2为不溶性氧化物，所以不能用SiO2与水反应制取H2SiO3，而只能用SiO2与碱反应生成硅酸盐，硅酸盐与酸反应制H2SiO3。答案：（1)CSiCl（2)H2CO3H2SiO3HClO4H2SiO3(3)(4）SiCl4中Si为＋4价不能继续氧化，Cl也不能被O2氧化，所以SiCl4不能在空气中燃烧(5)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al（2－,3)＋H2O，SiOeq\o\al（2－，3）＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al（2－,3)（或其它合理答案)11．(2013·山西六校联考）以磷矿石、石英、氯化氢等为原料生产白炭黑(SiO2·nH2O)、磷及甲醇，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。（1)上述反应中,属于置换反应的是________(选填：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）。(2）已知SiHCl3的沸点为33。0℃，提纯SiHCl3适宜的方法是________________________________________________________________________。（3）高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；固体废弃物CaSiO3可用于____________。（4）反应Ⅲ需在高温、隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是________________________________________________________________________。(5）CH3OH可用作燃料电池的燃料，在强酸性介质中，负极的电极反应式为________________________________________________________________________。解析:反应Ⅰ为SiO2＋2Ceq\o（=,\s\up7（高温)）Si＋2CO↑.从图中可以看出，反应Ⅱ的反应物为SiO2、C和Ca3(PO4)2，产物为CO、P和CaSiO3。反应Ⅲ为Si＋3HCl=SiHCl3＋H2↑。反应Ⅳ的反应物有SiHCl3和H2O，产物有HCl、H2和SiO2·nH2O。反应Ⅴ为CO＋2H2eq\o（=，\s\up7(高温）)CH3OH.（1）置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，只有Ⅰ、Ⅲ符合。(2）SiHCl3的沸点低,可用蒸馏法分离出来.（4)反应Ⅲ产生H2，若与O2混合会引起爆炸。从流程图中的反应Ⅳ可知,SiHCl3可以与H2O反应，所以反应Ⅲ必须在无水条件下反应。(5）CH3OH作为燃料在电池负极反应，产物为CO2。酸性条件，CH3OH中的C从－2价升到CO2中的＋4价，共失去6个电子,由氧原子守恒得,反应物还有H2O，产物中还有H＋。答案：（1)Ⅰ、Ⅲ(2)分馏（蒸馏)(3）Ca3(PO4)2＋5C＋3SiO2eq\o（=,\s\up7(高温))3CaSiO3＋2P＋5CO↑生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等（4)SiHCl3会水解,同时产生的H2与O2混合会发生爆炸（5）CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋12．（2013·银川质检）某化学兴趣小组的学生从网上查得如下信息：①钠能在CO2中燃烧.②常温下CO能与PdCl2溶液反应得到黑色的Pd。经过分析讨论，他们认为钠在CO2中燃烧时,还原产物可能是碳，也可能是CO，氧化产物可能是Na2CO3.为验证上述推断，他们设计如下方案进行实验，请回答下列问题。（1)他们欲用上述装置组装一套新装置：用石灰石与盐酸反应制取CO2(能随意控制反应的进行）来证明钠能在CO2中燃烧并检验其还原产物，所用装置接口连接顺序为________，制取CO2反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2)装置连接好后，首先要进行的实验操作是________，点燃酒精灯前，应进行的操作是________________________________________________________________________，等装置____________________(填写装置字母代号及现象)时,再点燃酒精灯，这步操作的目的是________________________________________________________________________.(3)若装置D的PdCl2溶液中有黑色沉淀，C中有残留固体(只有一种物质),则C中反应的化学方程式为________________________________；若装置D的PdCl2溶液中无黑色沉淀，C中有残留固体（有两种物质），则C中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。（4)后来有一位同学提出，钠的氧化产物也可能是Na2O，因此要最终确定钠的氧化产物是何种物质，还需要检验C中残留的固体是否含有Na2O，为此，他认为应较长时间通入CO2以确保钠反应完，然后按照如下方案进行实验,可确定残留固体中是否含有Na2O，他的实验方案是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:（1)装置F可通过关闭或打开导管上的止水夹实现对制气反应的控制，制取的CO2中含有HCl、H2O，可分别用饱和NaHCO3溶液、浓硫酸除去.（2）由于钠易与氧气反应，故点燃酒精灯前，先用CO2将装置内空气排出，当澄清石灰水变浑浊时，表明装置中空气已排尽。（3)当C中残留固体只有一种而D中的PdCl2溶液中有黑色沉淀时，表明反应的产物是Na2CO3与CO；当C中固体有两种而D中的PdCl2溶液中没有黑色固体出现时，表明生成物是Na2CO3与单质碳，由此可写出相应的化学方程式。(4）将C中残留固体溶于水,加过量钡盐除去COeq\o\al(2－,3)，再检验溶液是否呈碱性，若呈碱性，则表明固体中有Na2O，否则不含Na2O。答案：(1)jcdabefgh(e与f可颠倒）CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑（2)检查装置的气密性打开F中导管上的止水夹D中澄清石灰水变浑浊排尽装置内的空气(3)2Na＋2CO2eq\o(=,\s\up7（△））Na2CO3＋CO4Na＋3CO2eq\o(=,\s\up7（△)）2Na2CO3＋C(4）将残留固体溶于水，在所得水溶液中加入过量BaCl2溶液，再向溶液中滴加2滴酚酞试液，若溶液变红色，则残留固体中含有Na2O，否则不含Na2O13．(2012·北京海淀区高三检测)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。eq\x(石英砂）eq\o（→,\s\up7（焦炭/高温)，\s\do5（①）)eq\x(粗硅）eq\o（→,\s\up7(Cl2/723～773K),\s\do5（②））eq\x(SiCl4粗）eq\o（→,\s\up7(精馏），\s\do5(③))eq\x（SiCl4精)eq\o(→,\s\up7（NH3）,\s\do5(④))eq\x（SiNH24)eq\o（→,\s\up7(高温),\s\do5（⑤）)eq\x（氮化硅)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