涉及本考点的考题主要以硅的化合物知识为载体,考查硅、二氧化硅的性质及硅的制备知识,其题型一般以选择题、填空题为主。
硅酸盐材料是人类生活必不可少的物质基础,与当今的生产、生活实际密不可分,新课程改革理念及新高考命题思想均要求与社会生产、生活实际紧密结合,所以相关知识点一定会在今后的高考中重现。
硅及其化合物的转化关系如下:[考题印证]1.用“√”或“×”判断下列高考选项的正误。
(1)(2012·新课标全国卷)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料()(2)(2012·广东高考)SiO2有导电性,所以SiO2可用于制备光导纤维()(3)(2012·天津高考)SiO2与酸、碱均不反应()(4)(2011·山东高考)硅在自然界中只以化合态的形式存在()(5)(2011·山东高考)硅单质常用作半导体材料和光导纤维()(6)(2011·山东高考)硅的最高价氧化物不与酸反应()解析:(1)单质硅用于太阳能电池。
(2)SiO2可用于制备光导纤维,但SiO2是非金属氧化物,不能导电。
(3)SiO2能与氢氟酸反应:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O,也能与NaOH 反应:SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O。
(4)硅是一种亲氧元素,在自然界它总是与氧相化合的,因此在自然界中硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。
(5)硅常用作半导体材料,二氧化硅才用作光导纤维。
(6)硅的最高价氧化物是二氧化硅,SiO2与酸不反应但氢氟酸例外,与氢氟酸反应生成SiF4和水。
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×2.硅单质及其化合物应用范围很广。
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(SiHCl3)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: 石英砂――→焦炭高温粗硅――→HCl 573 K 以上粗――→精馏 纯――→H21 357 K高纯硅 ①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式:_______________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。
SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl 和另一种物质,写出配平的化学方程式:_____________________________________________;H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是_______________________________________________________________________________________________________。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)。
A .盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高解析:(1)①根据给定的反应物和生成物写出化学方程式,注意反应条件和配平。
②写出反应物和给出的生成物H2SiO3和HCl,用原子守恒法找出另一种生成物H2,并配平化学方程式。
(2)A项盐酸和硅不反应。
回忆课本硅的化合物的用途可知,B、C两项说法都正确。
D项玻璃是混合物没有固定熔点。
高温Si+3HCl答案:(1)①SiHCl3+H2=====②SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+3H Cl↑+H2↑氧气与氢气混合,可能引起爆炸;氧气可能会氧化SiHCl3(2)BC氯元素是中学化学中非金属元素的典型代表,试题往往以Cl2、氯水的性质(氧化性为主)、其发生的化学反应及其化合物在生活中的应用为选择背景,一般以选择题、物质推断题的形式进行考查。
在离子共存及离子方程式书写中出现频率较高。
氯及其化合物的转化关系如下:[考题印证]3.(2011·江苏高考,节选)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:回答下列问题:通氯气氧化时,发生的主要反应的离子方程式为____________________________;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为________(写化学式)。
解析:注意抓住题目所给条件“氯气氧化”和最终产物(FeCl3·6H2O),该过程应是将Fe2+氧化,根据能被碱液吸收和生产过程中使用的原料分析尾气应为氯气和氯化氢气体。
答案:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+Cl2、HCl4.(2012·上海高考)下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。
向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O对实验现象的“解释或结论”正确的是()解析:A项,由现象得,氧化性:Cl2>Br2,Cl2>I2,但无法对比Br2与I2的氧化性强弱;B项,由现象可知在此过程有酸性物质生成,同时生成了漂白性物质;C项,在此过程中只能判断溶液不再显碱性,无法判断有无漂白性物质生成;D项,此时Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,而Cl2被还原为Cl-,还原剂Fe2+的还原性强于还原产物Cl -。
答案:D硫及其化合物间的转化多以氧化还原反应为主,该考点的命题特点为它既能对重点元素化合物知识考查又能对氧化还原基本理论作考查,而且以此知识作切入点,可以联系环境保护、化工生产作背景进行一些综合性较强的推断题、实验题,综合考查学生分析问题、解决问题的能力,增强学生的环境保护意识。
硫及其化合物间的转化关系如下:[考题印证]5.(2011·北京高考)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。
实验操作和现象:(1)A 中反应的化学方程式是_____________________________________________。
(2)C 中白色沉淀是________,该沉淀的生成表明SO2具有________性。
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_______________________________________________________________________________________ _____________。
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上:甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是________;乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是________。
②进行实验,B中现象:检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。
结合离子方程式解释实验现象异同的原因:___________________________________________________________ _____________________________________。
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。
B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是___________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____________。
解析:铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。
白色沉淀不溶于稀盐酸,说明该白色沉淀为硫酸钡沉淀,SO2溶于水生成H2SO3,4,二氧化硫表现出还原性,3氧化成SO2-硝酸在酸性条件下将SO2-将HNO3还原,生成无色的一氧化氮,一氧化氮与洗气瓶上方的氧气发生反应生成红棕色的二氧化氮气体。
甲同学在实验前通入足量的氮气排出整个装置中的空气,排除空气中氧气的干扰;乙同学在装置A、B之间增加盛有饱和亚硫酸氢钠的洗气瓶D,排除白色酸雾的干扰;甲、乙两同学的实验中,B中均有不溶于稀盐酸的白色沉淀,说明有硫酸钡沉淀生成,甲是酸雾引起的,乙是氧气引起的,根据甲同学得到的沉淀多,说明酸雾的量远大于装置中氧气的量。
合并甲、乙两同学的装置实验,既除去了氧气又除去了酸雾,装置 B 中无白色沉淀生成,说明二氧化硫与可溶性钡的强酸盐不能反应生成亚硫酸钡沉淀。
△CuSO4+SO2↑+2H2O答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)=====(2)BaSO4还原(3)2NO+O2=== 2NO2(4)①通N2一段时间,排出装置中的空气饱和NaHSO3溶液4+Ba2+===BaSO4↓,乙:2Ba2++2SO2+O2+②甲:SO2-2H2O===2BaSO4↓+4H+白雾的量远多于装置中O2的量(5)SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀6.(2012·安徽高考节选)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。
为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计),某研究小组设计了如下两种实验流程:(1)气体A的主要成分是________。
为防止煮沸时发生暴沸,必须先向烧瓶中加入________;通入N2的目的是________。
(2)写出甲方案第①步反应的离子方程式:________。
(3)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,则按乙方案实验测定的结果________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(4)若取样品w g,按乙方案测得消耗0.010 00 mol·L-1I2溶液V mL,则 1 kg 样品中含SO2的质量是_________________________________________________________________g(用含w 、V 的代数式表示)。
解析:样品中亚硫酸盐与稀硫酸作用生成SO2,通入N2可将生成的SO2全部赶出,因此气体A 的主要成分为SO2、N2;为防止暴沸,可向烧瓶中加入沸石或碎瓷片。
(2)H2O2与SO2发生氧化还原反应得到H2SO4,因此反应的离子方程式为H2O2+SO2===2H ++SO2-4。
(3)若用盐酸代替稀硫酸,不会影响SO2的吸收,对测定结果无影响。
(4)在方案乙中用I2滴定的过程中发生的反应为SO2-3+I2+H2O===SO2-4+2I -+2H +,由“S”守恒知w g 样品中,m(SO2)=6.4×10-4V g ,故1 kg 样品中含有SO2的质量为6.4×10-4V g÷w g×1000 g =0.64V w g 。