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非金属及其化合物2012高考试题

D 单元 非金属及其化合物 D1 无机非金属材料的主角——硅 (碳族元素) 26.D1 E5 [2012· 重庆卷] 金刚石、SiC 具有优良的耐磨、耐腐蚀特性,应用广泛。 (1)碳与短周期元素 Q 的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物 R 为 非极性分子。碳元素在周期表中的位置是________________,Q 是________,R 的电子式为 ________。 (2)一定条件下,Na 还原 CCl4 可制备金刚石,反应结束冷却至室温后,回收其中的 CCl4 的实验操作名称为________,除去粗产品中少量钠的试剂为________。 (3)碳还原 SiO2 制 SiC, 其粗产品中杂质为 Si 和 SiO2, 现将 20.0 g SiC 粗产品加入到过量 的 NaOH 溶液中充分反应,收集到 0.1 mol 氢气,过滤得 SiC 固体 11.4 g,滤液稀释到 1 L。 生 成 氢 气 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________,硅 酸盐的物质的量浓度为 ________。 (4)下列叙述正确的有________(填序号)。 ①Na 还原 CCl4 的反应、Cl2 与 H2O 的反应均是置换反应 ②水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同 ③Na2SiO3 溶液与 SO3 的反应可用于推断 Si 与 S 的非金属性强弱 ④钠、锂分别在空气中燃烧,生成的氧化物中阴阳离子数目比均为 1∶2
? ?

26.[答案] (1)第二周期第ⅣA 族 氧(或 O) ?O ? ? C? ? ? O (2)过滤 水(或乙醇) - - (3)Si+2OH +H2O===SiO2 +2H2↑ 3 -1 0.17 mol· L (4)③④ [解析] 本题考查碳族元素单质及其化合物的性质、制备、周期律、晶体类型、化学计算 等。 (1)碳与 Q 元素形成气态化合物,故 Q 为非金属元素,又由于是常见的含碳化合物,易 联想为 CO、CO2,且 CO2 为非极性分子。 (2)联想高温下 4Na+TiCl4===Ti+4NaCl, Na 还原 CCl4 发生反应后生成金刚石、 故 NaCl, 其中只有 CCl4 为液态,其余均为固体,故可采用过滤的方法回收 CCl4。粗产品中混有的金 属钠,利用其与乙醇或水反应除去。 (3)非金属单质只有硅可与 NaOH 溶液反应放出 H2,其化学方程式为:Si+2NaOH+ H2O===Na2SiO3+2H2↑, 将其改写成离子方程式。 m(Si)=1.4 g, m(SiC)=11.4 g, m(SiO2) 则 1.4 g 7.2 g 0.17 mol 2- =7.2 g,溶液中硅酸根物质的量= = - + - =0.17 mol,c(SiO3 )= 1L 28 g· mol 1 60 g· mol 1 0.17 mol/L。 (4)①Cl2 与 H2O 反应生成 HCl 与 HClO,不是置换反应,故①错。 ②水晶(即 SiO2)属于原子晶体,干冰属于分子晶体,熔化时,前者克服共价键,后者克 服分子间作用力。 ③ SO3 加 入 水 中 生 成 H2SO4 , H2SO4 与 Na2SiO3 溶 液 反 应 生 成 H2SiO3 。 即 酸 性 H2SO4>H2SiO3,可判断 S 元素的非金属性大于 Si。 - ④钠在空气中燃烧生成 Na2O2,阴离子为 O2 ,故阴阳离子数目比为 1∶2,锂在空气中 2 燃烧生成 Li2O,阴阳离子数目比为 1∶2,故④正确。 8.D1 M4 [2012· 课标全国卷] 下列说法中正确的是( ) A.医用酒精的浓度通常为 95% B.单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料 C.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物 D.合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料 8. [解析] 医用酒精的浓度通常为 75%, 项错; B A 单质硅是制太阳能电池的常用材料,

B 项正确;油脂属于小分子化合物,C 项错;合成纤维属于高分子材料,不属于新型无机非 金属材料,D 项错。 D2 富集在海水中的元素——`氯(卤素)

D3

硫及其化合物(涉及绿色化学)

D4

氮及其化合物(氮、磷及其化合物)

D5 非金属及其化合物综合 7.C5 D5 [2012· 重庆卷] 下列叙述正确的是( ) A.Fe 与 S 混合加热生成 FeS2 B.NaHCO3 的热稳定性大于 Na2CO3 C.过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成 D.白磷在空气中加热到一定温度能转化为红磷 7.C [解析] Fe 是变价金属单质,遇强氧化剂(如:HNO3、Cl2 等)生成+3 价铁,遇弱 氧化剂(如 S 或 I2)生成+2 价铁,故 Fe 与 S 混合加热生成 FeS,A 错误;NaHCO3 受热易分 解生成 Na2CO3、CO2、H2O,而 Na2CO3 加热不分解,故 B 不正确;Cu 与浓 HNO3 反应开始 时生成 Cu(NO3)2、NO2、H2O,随反应的进行,HNO3 变稀,过量的铜继续与稀 HNO3 反应生 成 NO,故过量的铜与浓 HNO3 反应生成的气体,既有 NO2 又有 NO, C 正确;白磷与红磷是 磷元素的两种同素异形体,在一定条件下可相互转化。白磷的着火点为 40 ℃,若在空气中加 热,则易燃烧生成 P2O5,隔绝空气加热到 260 ℃白磷可转变为红磷,故 D 错。

13. B1、 C5、 D5 [2012· 浙江卷] 水溶液 X 中只可能溶有 K 、 2 、 3 、 2 、 2 、 Mg Al AlO SiO3
- - - SO2 、CO2 、SO2 中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下实验: 3 3 4











图0 下列判断正确的是( ) A.气体甲一定是纯净物 B.沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物 + - - C.K 、AlO2 和 SiO2 一定存在于溶液 X 中 3 - - D.CO2 和 SO2 一定不存在于溶液 X 中 3 4 - - 13. [解析] 溶液 X 与过量稀盐酸反应能生成气体, C 则原溶液中至少有 SO2 或 CO2 中 3 3 2+ 3+ 的一种,则一定不存在 Mg 和 Al ,此时得到的溶液中加入过量氨水得到的白色沉淀则为 - Al(OH)3,则原溶液中一定有 AlO2 ,能与过量盐酸反应产生沉淀甲,则原溶液还一定含有 2- SiO3 ,C 正确。 2.D5 [2012· 天津卷] 下列单质或化合物性质的描述正确的是( ) A.NaHSO4 水溶液显中性 B.SiO2 与酸、碱均不反应 C.NO2 溶于水时发生氧化还原反应 D.Fe 在足量 Cl2 中燃烧生成 FeCl2 和 FeCl3 + 2.C [解析] NaHSO4 溶液电离出 H 使溶液呈酸性,A 项错误;SiO2 可与 HF、NaOH 溶液等反应,B 项错误;NO2 溶于水时发生氧化还原反应生成 HNO3 与 NO,C 项正确;Fe 在氯气中燃烧生成产物只有 FeCl3,D 项错误。 12.D5 [2012· 山东卷] 下列由相关实验现象所推出的结论正确的是( ) A.Cl2、SO2 均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性 - B.向溶液中滴加酸化的 Ba(NO3)2 溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有 SO2 4 C.Fe 与稀 HNO3、稀 H2SO4 反应均有气泡产生,说明 Fe 与两种酸均发生置换反应 D.分别充满 HCl、NH3 的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水 12.D [解析] SO2 使品红溶液褪色,利用的是 SO2 与有色物质化合生成无色物质,不能 - 说明其具有氧化性,A 项错;溶液中含有 SO2 时,加入酸化的 Ba(NO3)2 溶液也会出现白色 3 沉淀,B 项错;Fe 与稀硝酸反应生成的气体为 NO,该反应不是置换反应,C 项错;HCl、 NH3 极易溶于水,分别充满 HCl、NH3 的烧瓶倒置水中,气体溶解,液面迅速上升,D 项正 确。 12.D5C3 [2012· 广东卷] 下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是( )

选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A SO2 有漂白性 SO2 可使溴水褪色 B SiO2 有导电性 SiO2 可用于制备光导纤维 C 浓硫酸有强氧化性 浓硫酸可用于干燥 H2 和 CO + D Fe3 有氧化性 FeCl3 溶液可用于回收废旧电路板中的铜 12.D [解析] 本题综合考查元素化合物的主要性质和用途,考查考生分析元素及其化合 物的主要性质和应用问题以及解决元素及其化合物的主要性质和应用等化学问题的能力。

SO2 有漂白性,能使品红溶液褪色,则陈述Ⅰ正确,SO2 与溴水能发生如下反应:“SO2+Br2 +2H2O===H2SO4+2HBr”, 是体现了 SO2 的还原性, 与漂白性没有因果关系, A 错; 2 故 SiO 无导电性,且与制备光导纤维没有因果关系,故 B 错;+6 价是硫元素的最高价态,因此浓 H2SO4 具有强氧化性,则陈述Ⅰ正确,浓硫酸能用于干燥 H2 和 CO 的原因是其具有吸水性, 而非其强氧化性,则陈述Ⅱ正确,但陈述Ⅰ、Ⅱ之间无因果关系,故 C 错;+3 价是铁元素 + 的高价态,化合价可以降低,发生还原反应,因此 Fe3 可作氧化剂,有氧化性,则陈述Ⅰ正 + 确,FeCl3 溶液腐蚀废旧电路板中铜的原理是:“2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2 或 2Fe3 + + + + Cu===2Fe2 +Cu2 ”,其中铁元素的化合价降低,发生还原反应,说明 Fe3 作氧化剂,有氧 化性,因此陈述Ⅰ、Ⅱ有因果关系,故 D 正确。 11. C5D5 [2012· 福建卷] 下列物质与水作用形成的溶液能与 NH4Cl 反应生成 NH3 的是 ) A.二氧化氮 B.钠 C.硫酸镁 D.二氧化硅 11.B [解析] 本题考查无机物间的反应。二氧化硅不溶于水;二氧化氮溶于水形成硝 酸溶液,硫酸镁溶于水形成硫酸镁溶液,这两者都不能与 NH4Cl 反应;钠溶于水形成 NaOH 溶液,能与 NH4Cl 发生复分解反应生成 NH3,故选 B 项。 ( 10.D5 [2012· 北京卷] 用如图 0 所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一 .. 致的是( ) .

图0 ①中的物质 ②中的物质 预测①中的现象 A 淀粉 KI 溶液 浓硝酸 无明显变化 B 酚酞溶液 浓盐酸 无明显变化 C AlCl3 溶液 浓氨水 有白色沉淀 D 湿润红纸条 饱和氯水 红纸条褪色 - 10.A [解析] 浓硝酸具有挥发性、强氧化性,因此小烧杯①中 I 会被 HNO3 氧化生成 I2 而使溶液变蓝色,A 项错误;酚酞遇酸不变色, B 项正确;浓氨水具有挥发性,小烧杯①中 + Al3 与溶入的 NH3 作用可形成 Al(OH)3 白色沉淀,C 项正确;饱和氯水中会挥发出氯气,进 入小烧杯①与水作用生成具有强氧化性的 HClO 而使湿润的红纸条褪色,D 项正确。

1.[2012· 济宁期末] 某氧化物 X 难溶于水,能与烧碱反应,生成易溶于水的化合物 Y, 将少量 Y 溶液滴入盐酸中能生成一种白色的胶状沉淀,则 X 是( ) A.SiO2 B.Al2O3 C.MgO D.P2O5 1.A [解析] C 项 MgO 不能溶于烧碱,不正确;少量 Y 滴入盐酸能够形成沉淀,SiO2 符合题意,A 项正确;因 Al(OH)3 是两性氢氧化物,故 NaAlO2 在过量盐酸中不能生成沉淀, B 项不正确;D 项 P2O5 能够溶于水,不正确。 2.[2012· 石门模拟] 工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气中含有 SO2, 为便于监控, 实施环境保护,下列适合测定硫酸尾气 SO2 含量的试剂是( ) A.品红溶液 B.浓硝酸

C.碘水、淀粉溶液 D.以上都能 2.C [解析] A 项只适合定性判断 SO2 的存在,不能用来定量测定 SO2 的含量;C 项可 以用碘水来定量滴定,淀粉溶液可以充当指示剂的作用,C 项正确。 3.[2012· 银川模拟] 化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关,下列说法正确 的是( ) A.“天宫一号”中使用的碳纤维,是一种新型有机高分子材料 B.为改善食品的色、香、味并防止变质,可加入大量食品添加剂 C.用 CO2 合成聚碳酸酯可降解塑料,实现“碳”的循环利用 D.大量使用化肥和农药,以提高农作物产量 3.C [解析] 碳纤维为无机非金属材料,A 项错误;食品添加剂在一定范围内使用对人 体无害,B 项错误;大量使用化肥和农药,会造成土壤和水体污染,D 项错误。 4.[2012· 九江统考] 将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸溶液中,两者恰好完全反应, - 假设反应过程中还原产物全部是 NO,向所得溶液中加入物质的量浓度为 3 mol· 1 的 NaOH L 溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加 5.1 g,则下列有关叙述中正确的 是( ) A.开始加入合金的质量可能为 16.4 g B.参加反应的硝酸的物质的量为 0.1 mol C.生成沉淀完全时消耗 NaOH 溶液的体积为 100 mL D.标况下产物 NO 的体积为 22.4 L - - - 4. [解析] 合金增加的质量即为 OH 的质量, n(OH )=5.1 g÷ g· C 则 17 mol 1=0.3 mol, 故 C 项正确。根据电子守恒和电荷守恒可知,反应中转移的电子总数为 0.3 mol。若全部为 Mg 质量为 3.6 g,若全部是铜质量为 9.6 g,A 项不正确。被还原的硝酸为 0.1 mol,起酸性作 用的硝酸为 0.3 mol,B 项不正确。标况下产物 NO 的体积为 2.24 L,D 项不正确。 5.[2012· 黄山七校联考] 水是生命之源。饮用水消毒作为控制水质的一个重要环节,令 世人关注。 (1) 液 氯 消 毒 是 最 早 的 饮 用 水 消 毒 方 法 。 氯 气 溶 于 水 能 杀 菌 消 毒 的 原 因 是 ________________________________________________________________________。 近年来科学家提出,氯气能与水中的有机物发生反应,生成的有机氯化物可能对人体有 害。 - - 臭氧(O3)是优良的水消毒剂。但当水中含溴离子(Br )时,臭氧可将溴离子(Br )氧化为溴 - - - 酸盐(BrO3 )。而溴酸盐(BrO3 )是对人体有致癌作用的化合物,我国规定饮用水中 BrO3 含量在 - 10 μg/L 以下。测定 BrO3 浓度可用离子色谱法。

图 K14-1 - (2)水中的氯离子(Cl )对 BrO3 测定干扰很大,需要先除去氯离子(Cl )。用图 K14-1 所 - 示的装置可除去水中的氯离子(Cl )。 装 置 中 Ag 是 ________ 极 ( 填 电 极 名 称 ) , Ag 电 极 的 电 极 反 应 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)O3 氧化溴离子的原理如下:
- -

Br



― ― O3?→BrO ― →BrO2 ― →BrO3


O3



O3



? O3 O3 - ― ?→HBrO― →BrO-― →BrO3 2 ―
- -

已知 HBrO 是一种弱酸,O3 与 HBrO 反应很慢,BrO3 主要是由 BrO 与 O3 反应生成。对 - 影响生成 BrO3 速率的因素提出如下假设:(请你完成假设②和假设③) 假设①:反应的温度。

假设②:__________________________________________________________。 假设③:________________________________________________________。 (4)设计实验验证假设①。 验证实验操作: a.配制 250 mL 50 mg/L KBr 溶液,加入 15 mL 某种 pH=7 的缓冲溶液(维持溶液的 pH 基本不变),并将溶液分为 2 份。 b._________________________________________________________________。 实验中要测定的量是________________。 实验结论是_______________________________________________。 5.(1)生成的 HClO 具有强氧化性,可以杀菌 - - (2)阳 Ag+Cl -e ===AgCl - (3)溶液的 pH Br 的浓度(或通入 O3 的速率) (4)分别在不同温度下,(以相同的速率)通入 O3(相同时间) 分别测定相同时间内生成 - - - BrO3 的浓度 若测得 BrO3 的浓度不同,则假设①正确; 若测得 BrO3 的浓度相同,则假 设①不正确 [解析] (1)由于氯气溶于水能与水反应生成具有强氧化性的 HClO, 才具有杀菌消毒作用。 + - - (2)是用 Ag 结合 Cl 生成沉淀,除去水中的 Cl 。与电池正极连接的为阳极,发生电极 - - 反应式为 Ag+Cl -e ===AgCl。 (3)分析比较实验反应原理,推测影响反应速率的因素除了反应温度外,还可能是溶液的 - pH、 Br 的浓度、O3 通入速率等。


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