1、 20092013年高考真题备选题库专题2 从矿物到基础材料考点一 其他金属及其化合物的性质与应用1(2013山东理综，6分)足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()A氢氧化钠溶液 B稀硫酸C盐酸 D稀硝酸解析：选A本题考查金属铝的性质，意在考查考生运用元素化合物知识的能力。根据关系式：2Al2NaOH,2Al3H2SO4,2Al6HCl，A项正确，B、C项错误；Al与稀硝酸反应不产生氢气，D项错误。2(2013大纲理综，15分)铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿
2、中提炼Al2O3的流程如下：以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1)写出反应1的化学方程式_。(2)滤液中加入CaO生成的沉淀是_，反应2的离子方程式为_。(3)E可作为建筑材料，化合物C是_，写出由D制备冰晶石的化学方程式_。(4)电解制铝的化学方程式是_，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是_。解析：本题主要考查硅、铝及其化合物的性质等，意在考查考生的分析推理能力。(1)因为铝土矿的主要成分为二氧化硅、氧化铝，前者与NaOH反应生成硅酸钠，后者与NaOH反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)。(2)CaO加入水溶液中先生成氢氧化钙，氢氧化钙电离出的Ca2与Si
3、O反应生成CaSiO3；反应2为偏铝酸钠与CO2反应生成氢氧化铝。(3)浓硫酸与萤石反应生成HF气体和硫酸钙，故C为浓硫酸，D为HF，E为硫酸钙；结合制备冰晶石的反应物HF、碳酸钠和氢氧化铝及生成物Na3AlF6，由元素守恒可知该反应的生成物中还有二氧化碳和水。(4)工业上利用熔融的氧化铝，通过电解可制得单质铝，并有氧气生成；阳极生成物氧气可与石墨反应，生成碳的氧化物。答案：(1)2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O(2)CaSiO32AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO(3)浓H2SO412HF3Na2CO32Al(OH)3=2Na3Al
4、F63CO29H2O(4)2Al2O34Al3O2O2、CO2(CO)3(2012安徽理综，6分)已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 molL1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH 溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是()解析：由题中信息可知滴入NaOH溶液，起始时生成Fe(OH)3沉淀，因此起始时不会生成Al(OH)3沉淀，A、B项错；当滴入一定体积的NaOH溶液后才能生成Al(OH)3沉淀，当Al3全部沉淀后，加入过量的NaOH，Al(OH)3沉淀全部溶解，故可知C
5、项正确，D项错误。答案：C4(2012江苏，2分)下列物质的转化在给定条件下能实现的是()Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3SSO3H2SO4饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOA BC D解析：中硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，不是三氧化硫，故错；中加热氯化铁溶液时，因为氯化铁水解得到的是氢氧化铁，得不到无水氯化铁，应该在氯化氢的气氛中加热蒸干才可以得到无水氯化铁，故错。答案：A5(2011山东理综，4分)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素下列说法正确的是()A三者对应的氧化物均为碱性氧化物B三者的
6、单质放置在空气中均只生成氧化物C制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D电解AlCl3、FeCl3、 CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al解析：本题考查元素化合物和电解原理，意在考查考生对常见金属及其化合物性质和制备的掌握情况Al对应的氧化物为两性氧化物，A项错误；Cu放置在空气中可生成Cu2(OH)2CO3，B项错误；电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，由于放电能力：Cu2Fe3HFe2Al3，在阴极上依次析出Cu、H2，D项错误答案：C6(2011重庆理综，6分)下列叙述正确的是()AFe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同BK、
7、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性CLi、Na、K的原子半径和密度随原子序数的增加而增大DC、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强解析：本题考查元素化合物的性质、元素周期律的应用等知识A选项铁与氯气反应时生成FeCl3，与盐酸反应时生成FeCl2；B选项金属钾较活泼能与水反应，生成氢氧化钾而使溶液呈碱性；C选项碱金属元素中，随着原子序数的递增，其对应单质的密度总体趋势是依次增大的，但是钾反常，密度比钠小；根据元素周期律可知，酸性：碳酸磷酸硫酸_(填写元素符号)(3)写出反应的化学方程式(有机物用结构简式表示)_，举出该反应的一个应用实例_(4)已知F溶于稀硝酸，溶液变成
8、蓝色，并放出无色气体请写出该反应的化学方程式：_.(5)研究表明：气体D在一定条件下可被还原为晶莹透明的晶体N，其结构中原子的排列为正四面体，请写出N及其2种同素异形体的名称_、_、_.解析：据题意，首先推出X为H，G为Cl2，反应为2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，即M为Cu，L为FeCl3，K为FeCl2，由转化关系可知，FeCl2由H与一金属反应得到，结合J为金属可知，J为Fe，H为HCl，I有漂白作用为HClO，C为H2O，O最外层电子数为6，另一元素原子最外层电子数为4，因为X、Y、Z的原子序数依次增大，所以Y为C，Z为O.BEF这条线根据现象与葡萄糖可知F为Cu2O，E为C
9、u(OH)2，B为CuCl2，即A与HCl反应得CuCl2、H2O、CO2，所以A为CuCO3或碱式碳酸铜(1)注意要求写A的化学式、水的电子式(2)C与O属同周期元素，从左到右，原子半径随原子序数递增而减小(3)葡萄糖是多羟基醛，与新制Cu(OH)2发生反应方程式也可写为CH2OH(CHOH)4CHO2Cu(OH)2NaOHCH2OH(CHOH)4COONaCu2O3H2O，实例可举医学上检验病人是否患糖尿病(4)Cu2O与HNO3反应被氧化成Cu2，同时生成无色气体NO，注意书写化学方程式后配平(5)CO2被还原为C，据题意可知晶体N为金刚石，再写出其同素异形体答案：(1)Cu2(OH)2
10、CO3或Cu(OH)2CuCO3或CuCO3HH(2)CO(3)CH2OH(CHOH)4CHO2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOHCu2O2H2O医学上可用这个反应检验尿液中的葡萄糖(4)3Cu2O14HNO3(稀)=6Cu(NO3)22NO7H2O(5)金刚石石墨富勒烯(C60)(或碳纳米管等)考点四硅及其化合物的性质与应用5(2011山东理综，4分)某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素()A在自然界中只以化合态的形式存在B单质常用作半导体材料和光导纤维C最高价氧化物不与酸反应D气态氢化物比甲烷稳定解析：本题考查硅及其化合物，意在考查考生对硅及其化
11、合物知识的理解与应用该短周期非金属元素为Si，硅在自然界中只以化合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，B项错误；Si的最高价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金属性SiC，因此气态氢化物稳定性：SiH4CH4，D项错误答案：A6(2010福建理综，6分)下表各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是()选项XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu(OH)2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO3解析：本题考查元素化合物，意在考查考生对常见金属和非金属元素及其化合物相互转化的理解和分析能力NaHCO3不能一步转化为Na，
12、A项错误；Cu(OH)2不能一步转化为Cu，B项错误；根据CCOCO2C知，C项正确；H2SiO3不能一步转化为Si，D项错误答案：C7(2010天津理综，6分)化学已渗透到人类生活的各个方面下列说法不正确的是()A阿司匹林具有解热镇痛作用B可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品C在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀D禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染解析：本题考查化学与生活知识，考查考生运用化学知识解决实际问题的能力阿司匹林是乙酰水杨酸，是一种具有解热镇痛作用的药物，A项正确Si3N4、Al2O3都具有较高的熔点，可以作为耐高温材料铜比钢铁的活动性差
13、，和钢铁闸门连接在一起与海水构成原电池，加速了闸门的腐蚀速度，C项不正确铅是重金属元素，会给环境带来污染，D项正确答案：C8(2009四川理综，6分)开发新材料是现代科技发展的方向之一下列有关材料的说法正确的是()A氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料BC60属于原子晶体，用于制造纳米材料C纤维素乙酸酯属于天然高分子材料D单晶硅常用于制造光导纤维解析：B项，C60属于分子晶体；C项，纤维素乙酸酯不是天然高分子材料；D项，二氧化硅常用于制造光导纤维答案：A9(2009重庆理综，6分)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
14、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)。Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同
15、Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱钠、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12解析：(1)C的两种常见气态化合物为CO、CO2，其中CO2为非极性分子，所以Q为O，R为CO2。(2)根据Na能与H2O(或CH3CH2OH)反应，而金刚石性质稳定的特点，可用H2O(或CH3CH2OH)除去金刚石中含有的Na。(3)Si与NaOH溶液反应的离子方程式为Si2OHH2O=SiO2H2。 20.0 g粗产品中，含有11.4 g SiC，根据Si2H2，可得n(Si)0.05 mol28 g/mol1.4 g，m(SiO2)20.0 g11.4 g1.4 g
16、7.2 g，n(SiO2)0.12 mol，根据Si原子守恒，可得n(Na2SiO3)0.17 mol，故c(Na2SiO3)0.17 molL1。(4)Cl2与H2O反应生成HCl、HClO，无单质生成，不是置换反应。水晶是原子晶体，熔化时克服的是共价键；干冰是分子晶体，熔化时克服的是分子间作用力。SO3与H2O反应生成H2SO4，H2SO4与Na2SiO3反应生成H2SiO3，说明H2SO4的酸性强于H2SiO3，可得S的非金属性强于Si。Li在空气中燃烧生成Li2O，Na在空气中燃烧生成Na2O2。Li2O中阳离子为Li，阴离子为O2，阴阳离子数目比为12；Na2O2中阳离子为Na，阴离
17、子为O，阴阳离子数目比也为12。答案：(1)第二周期第A族氧(或O)C(2)过滤水(或乙醇)(3)Si2OHH2O=SiO2H2017 molL1(4)10(2009浙江理综，15分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450500)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图相关信息如下：a四氯化硅遇水极易水解；b硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/57.712.
18、8315熔点/70.0107.2升华温度/180300162请回答下列问题：(1)写出装置A中发生反应的离子方程式_.(2)装置A中g管的作用是_；装置C中的试剂是_；装置E中的h瓶需要冷却的理由是_.(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是_(填写元素符号)(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O滴定前是否要滴加指示剂？_(填“是”或“否”)，请说明理由_某
19、同学称取5.000 g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000102 molL1 KMnO4标准溶液滴定达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是_解析：制四氯化硅是由粗硅与Cl2反应得到的，所以必须先制得Cl2，因SiCl4极易水解，所以Cl2须干燥，再根据表格数据分析提纯SiCl4的方法(1)书写的是离子方程式，B中盛装饱和食盐水除去HCl，C用浓H2SO4除水以制得干燥纯净的Cl2；(2)A中用恒压分液漏斗平衡压强，使液体顺利流下；h瓶用冷却液冷却，主要目的是得到SiCl4；(3)精馏粗产物得到SiCl4，温度应控制在57.7，此时BCl3已汽化，但AlCl3、FeCl3、PCl5均残留在瓶中，所以残留杂质元素是Fe、Al、P、Cl，(4)中滴定时MnO是自身指示剂，终点时变为紫红色且30 s内不变即可读数；中5Fe2MnO51x1.000102 molL120 mL103 LmL12.000104 molx1.000103 mol，从100 mL中取出25 mL，原溶液中n(Fe2)4.000103 mol，w4.480%.答案：(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O(2)平衡压强浓硫酸使SiCl4冷凝(3)Al、P、Cl(4)否KMnO4溶液自身可作指示剂4.480%