1、无机非金属材料的主角硅角度1硅酸盐的组成1.月球的矿产资源极为丰富,仅月球表层5 cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨,月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8)和橄榄石(Mg2SiO4或Fe2SiO4)等,下列说法或分析不正确的是()A.辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B.斜长石的氧化物形式可表示为K2OAl2O33SiO2C.月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气D.橄榄石中铁为+2价【解析】选B。斜长石的氧化物形式应为K2OAl2O36SiO2。 角度2无机非金属材料2.(2019德阳模拟)青石棉是一种致癌物质,是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之
2、一,其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时,还原产物只有NO,下列说法不正确的是()A.青石棉是一种硅酸盐产品B.青石棉中含有一定量的石英晶体C.青石棉的化学组成可表示为Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OD.1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原【解析】选B。硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称,故青石棉是一种硅酸盐产品;青石棉是一种纯净物,不可能含有一定量的石英晶体;1 mol Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O跟足量硝酸反应时,失去3 mol电子,而还原产物只有NO,故能使1 mol
3、 HNO3被还原。 3.(2019全国卷)陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是()A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点【解析】选A。氧化铁是红色的,俗称铁红,所以瓷器的青色不是氧化铁。4.(2019荆州模拟)“一带一路”贸易使国外的特色产品走入百姓的日常生活,下列商品的主要成分所对应的材料类型不正确的是()商品材料类型A金属材料B天然高分子材料C合成高分子材料D无机非金属材料
4、【解析】选C。A.银为金属单质,所以银饰品属于金属材料,故A正确;B.棉制品的主要成分是纤维素,纤维素是天然的有机高分子化合物,故B正确;C.水晶的主要成分是二氧化硅,不是合成高分子材料,故C错误;D.陶瓷是硅酸盐产品,属于无机非金属材料,故D正确。5.X是一种新型无机非金属材料,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下:为了确定C的组成,某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀,I可用于制造光导纤维。按要求回答下列问题:(1)C的化学式为_;X的化学式为_。(2)写出下列方程式反应的化学方程式:_;反应的离子方程式:_。【解析】本题可从I入手推断,I可用于
5、制造光导纤维,故其为二氧化硅,F为硅酸,H为硅酸钠。E为HCl,C为四氯化硅,X为Si3N4。反应为Si与Cl2反应生成SiCl4,反应为硅酸钠与过量的二氧化碳反应生成硅酸和碳酸氢钠。答案:(1)SiCl4Si3N4(2)Si+2Cl2SiCl4Si+2H2O+2CO2H2SiO3+2HC6.(2017全国卷)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:回答下列问题:(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_,还可使用_代替硝酸。(2)沉淀A的主
6、要成分是_,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为_。(3)加氨水过程中加热的目的是_。沉淀B的主要成分为_、_(写化学式)。(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为Mn+H+H2C2O4Mn2+CO2+H2O。实验中称取0.400 g水泥样品,滴定时消耗了0.050 0 molL-1的KMnO4溶液36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为_。【解析】根据题目给出的流程可以得出:水泥样品中的SiO2在用氯化铵、盐酸和硝酸的处理过程中以沉淀的形式除去,而所得滤液中含有Mg2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等
7、,用氨水调节pH在45时Fe3+、Al3+将会转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去,此时在滤液中加入草酸铵溶液会生成草酸钙沉淀,草酸钙沉淀经稀硫酸处理后,用KMnO4标准溶液滴定,根据KMnO4溶液的用量来计算水泥样品中钙的含量。(1)Fe2+和Fe3+相比较,Fe3+在溶液的pH较小时就能形成沉淀,因此需要将溶液中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+ ,以便于以沉淀的形式除去。双氧水在酸性条件下可以将Fe2+氧化为Fe3+且不会引入杂质。(2)一般SiO2 不溶于酸性溶液,所以沉淀A是SiO2,SiO2能与弱酸HF发生反应,其反应的方程式为SiO2+4HFSiF4+2H2O。(3)滤液
8、中含有Mg2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等,用氨水调节pH在45时Fe3+、Al3+将会转化为Fe(OH)3、 Al(OH)3沉淀,加热可以促进Fe3+、Al3+水解,防止生成二者的胶体,而胶体微粒能透过滤纸,从而影响分离效果。(4)将题目给出的方程式配平为2Mn+6H+5H2C2O42Mn2+10CO2+8H2O,则有5Ca2+5H2C2O42KMnO4,n(KMnO4)=0.050 0 molL-136.00 mL10-3LmL-1=1.8010-3 mol,n(Ca2+)=4.5010-3 mol,水泥中钙的质量分数为100%=45.0%。答案:(1)将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+双氧水(或H2O2)(合理即可)(2)SiO2(或H2SiO3)SiO2+4HFSiF4+2H2O(或H2SiO3+4HFSiF4+3H2O)(3)防止胶体生成,易沉淀分离Fe(OH)3Al(OH)3(4)45.0%
