/07/7/從礦物到基礎材料專項訓練題組一硅及其化合物的性質與應用1．由石英制取純硅，通常要發生3個化學反應，對這3個反應的敘述中不正確的是()A．有2個置換反應B．3個反應均為氧化還原反應C．有1個化合反應D．在3個反應中硅元素均被還原答案D解析SiO2eq\o(→,\s\up7(C))Si，置換反應；Sieq\o(→,\s\up7(Cl2))SiCl4，化合反應；SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2))Si，置換反應。3個反應均為氧化還原反應，化合反應中硅元素被氧化。2．下列反應中能說明二氧化硅是酸性氧化物的是()A．SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑B．SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2OC．SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OD．SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑答案C3．在煉鋼、制玻璃、制水泥三種工業生產中，都需要的原料是()A．純堿 B．石灰石C．石英 D．黏土答案B解析煉鋼用鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石；制玻璃用純堿、石灰石、石英；制水泥用石灰石、黏土。4．下列有關說法中正確的是()A．硅是非金屬單質，與任何酸都不發生反應B．SiO2溶于水生成硅酸，其水溶液顯酸性C．硅的性質很穩定，但在自然界中不存在游離態D．二氧化硅是酸性氧化物，可以與堿反應，但是不能與酸反應答案C解析硅在常溫下可以與氫氟酸反應，A項錯誤；SiO2不溶于水，也不能與水反應，B項錯誤；自然界中沒有游離態的硅，化合態的硅幾乎全部是二氧化硅和硅酸鹽，C項正確；SiO2是酸性氧化物，但是可以與氫氟酸反應，D項錯誤。題組二鋁及其化合物的性質與應用5．下列有關從鋁土礦中提煉鋁的說法不正確的是()A．鋁土礦中的鋁元素是以化合態存在的，需用化學方法把鋁元素變成游離態B．提煉過程中，先將鋁土礦凈化提取氧化鋁，再進行冶煉鋁C．可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來D．冶煉鋁的方法與工業冶煉鈉、鎂相似，可用電解法答案C解析鋁在地殼中只能以化合態存在，將鋁元素由化合態變為游離態，必須采用化學方法，A項正確；冶煉鋁時先將鋁土礦經化學方法轉化為純凈的氧化鋁，B項正確；鋁化學性質較活潑，常見的還原劑很難將氧化鋁還原為鋁，可采用電解法冶煉，故C項錯誤、D項正確。6．下列離子方程式書寫正確的是()A．鋁與NaOH溶液反應：Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑B．向NaAlO2溶液中通少量CO2：2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)C．鐵與FeCl3溶液：Fe＋Fe3＋=2Fe2＋D．Al2O3和鹽酸反應：O2－＋2H＋=H2O答案B7．某溶液中含MgCl2和AlCl3各0.01mol，向其中逐滴滴加1mol·L－1的NaOH溶液至過量，下列關系圖正確的是()答案C解析含MgCl2和AlCl3各0.01mol，向其中逐滴加入1mol·L－1的NaOH溶液至過量，發生反應Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，得到沉淀0.01mol，消耗NaOH0.02mol，即20mL；Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，得到沉淀0.01mol，消耗NaOH0.03mol，即30mL。隨著反應的進行，沉淀量增大，共消耗NaOH溶液50mL。0.01molAl(OH)3會溶于過量的NaOH溶液中，Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，消耗NaOH溶液10mL，故沉淀達到最大量后，再加NaOH溶液，沉淀量減少，直至最后剩余0.01molMg(OH)2，C項正確。8．有Mg、Al混合粉末10.2g，將其溶于500mL4mol·L－1的鹽酸中，要使得到的沉淀最多，則加入2mol·L－1的NaOH溶液的體積為()A．1000mL B．500mLC．100mL D．1500mL答案A解析反應過程如下：沉淀最多時，Mg2＋、Al3＋全部沉淀，此時溶液中溶質只有NaCl，故HCl應和NaOH的物質的量相等，V(NaOH)＝eq\f(500mL×4mol·L－1,2mol·L－1)＝1000mL。9．圖中橫坐標為加入反應物的物質的量，縱坐標為產生沉淀的物質的量。下列說法錯誤的是()A．曲線A：向NaAlO2溶液中逐漸滴入HCl至過量B．曲線B：向澄清石灰水中通入CO2至過量C．曲線C：向含有鹽酸的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至過量D．曲線D：向含有等物質的量的Ba(OH)2、KOH的混合溶液中通入CO2至過量答案D解析A項，AlOeq\o\al(－,2)完全沉淀和Al(OH)3完全溶解所消耗的H＋之比為1∶3，正確；B項，Ca2＋完全沉淀和CaCO3完全溶解所消耗的CO2之比為1∶1，正確；C項，開始階段滴入的NaOH中和H＋，后來使Al3＋全部沉淀和使Al(OH)3完全溶解所消耗的OH－之比為3∶1，正確；D項，向Ba(OH)2、KOH(設各為1mol)混合溶液中通入CO2，CO2先與Ba(OH)2反應：Ba(OH)2＋CO2=BaCO3↓＋H2O，消耗1molCO2，再與KOH反應：2KOH＋CO2=K2CO3＋H2O、K2CO3＋CO2＋H2O=2KHCO3，消耗1molCO2，最后使BaCO3溶解消耗1molCO2，即3個階段消耗的n(CO2)之比為1∶1∶1，錯誤。10．向含有amolAlCl3的溶液中加入含bmolKOH的溶液，生成沉淀的物質的量可能是()①amol②bmol③eq\f(a,3)mol④eq\f(b,3)mol⑤0⑥(4a－b)molA．①④⑤ B．①②③④⑤C．①④⑤⑥ D．①③④⑤⑥答案D解析由Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O可知，0≤n(沉淀)≤amol,0≤n(沉淀)≤eq\f(b,3)mol，故①③④⑤是可能的，當3a＜b＜4a時，⑥也可能，而②的值超過了eq\f(b,3)mol，是不可能的。題組三鐵、銅及其化合物的性質與應用11．在含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋的溶液中加入鐵粉，充分反應后，固體殘渣用鹽酸處理有氣體放出，則與鐵粉反應后的溶液中離子最多的是()A．Fe3＋ B．Fe2＋C．Cu2＋ D．H＋答案B解析殘渣用鹽酸處理有氣體放出表明鐵過量，則溶液中Fe3＋、Cu2＋、H＋均已完全與Fe反應。12．下列各組物質中，X是主體物質，Y是少量雜質，Z是為除去雜質所要加入的試劑。其中所加試劑正確的一組是()選項ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液BaCl2溶液答案C解析A項中Cl2能把FeCl2氧化，B項中Fe能把FeCl3還原，D項除去了COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)又引入了Cl－，均不合要求。A中應加適量鐵粉，B中可加足量鐵粉過濾后，向濾液中通足量Cl2，D中應加適量稀H2SO4。13．在硫酸鐵溶液中，加入ag銅，完全溶解后，又加入bg鐵，充分反應后得到cg殘余固體，且b＜c。則下列判斷不正確的是()A．最后得到的溶液不含有Fe3＋B．殘余固體可能為鐵、銅混合物C．最后得到的溶液中只含Cu2＋D．殘余固體不一定都是銅答案C解析由b＜c，說明一定有Cu生成，而Fe粉可能不足，也可能過量，即溶液中一定有Fe2＋，一定無Fe3＋，可能有Cu2＋，殘余固體可能為Cu，也可能為Cu、Fe混合物。14．為了驗證Fe3＋的性質，某化學興趣小組設計了下圖所示的一組實驗，其中實驗方案設計錯誤的是()A．④ B．③C．③④ D．①②③④⑤答案C解析③不反應，實驗方案及現象均錯；④檢驗的是Cl－，與Fe3＋的性質無關。題組四綜合應用15．鋁是一種應用廣泛的金屬，工業上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下：②以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下：回答下列問題：(1)寫出反應1的化學方程式：______________________________________________。(2)濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是______________，反應2的離子方程式為_____________________________________________________。(3)E可作為建筑材料，化合物C是________________，寫出由D制備冰晶石的化學方程式：___________________________________________。(4)電解法制鋁的化學方程式是_________________________________________________。答案(1)2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3=2NaAlO2＋H2O(2)CaSiO3AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)(3)濃H2SO412HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3=2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O(4)2Al2O3eq\o(=,\s\up7(通電))4Al＋3O2↑解析結合Al2O3、SiO2與NaOH溶液反應后產物的性質來分析流程圖一，根據螢石和純堿為原料制取冰晶石來分析流程圖二，充分利用質量守恒等來書寫方程式。(1)在加入NaOH溶液時，Al2O3和SiO2都能與NaOH反應，分別生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiOeq\o\al(2－,3)與Ca2＋結合生成難溶物CaSiO3；濾液Ⅱ中主要含有AlOeq\o\al(－,2)，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅燒后生成Al2O3。(3)螢石能與濃硫酸反應生成CaSO4和HF氣體；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者沒有發生氧化還原反應，根據質量守恒定律可寫出化學方程式。16．晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：①高溫下用過量的碳還原二氧化硅制得粗硅，同時得到一種可燃性氣體；②粗硅與干燥的HCl氣體反應制得SiHCl3(Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃),\s\do5(銅粉))SiHCl3＋H2)；③SiHCl3與過量的H2在1100～1200℃的溫度下反應制得純硅，已知SiHCl3能與水劇烈反應，在空氣中易自燃。請回答下列問題：(1)第一步制取粗硅反應的化學方程式為__________________________________________。(2)粗硅與HCl氣體反應完全后，經冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6℃)和HCl(沸點－84.7℃)，提純SiHCl3采用的方法為________。(3)實驗室用SiHCl3與過量的H2反應制取純硅裝置如圖所示(加熱和夾持裝置略去)：①裝置B中的試劑是________，裝置C中的燒杯需要加熱，目的是____________________________________。②反應一段時間后，裝置D中觀察到的現象是______________________________，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是______________________________________，裝置D中發生反應的化學方程式是___________________________________________________________。③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應溫度以及______________________________________________________。答案(1)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑(2)蒸餾(或分餾)(3)①濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化②有固體物質生成在題給反應溫度下(1100～1200℃)，普通的玻璃會軟化SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1100～1200℃))Si＋3HCl③排盡裝置中的空氣解析(3)①因SiHCl3與水劇烈反應，故A中產生的H2必須干燥，因此B中的試劑為濃H2SO4，且C燒瓶需加熱，其目的是使SiHCl3汽化，加快其與H2的反應速率。②石英管中產生的物質應為硅，故D中有固體產生，由題給信息，制純硅的反應條件為1100～1200℃，此溫度下普通的玻璃容易軟化。③因高溫下H2與O2反應容易爆炸，故還應排盡裝置中的空氣。17．向MgCl2、AlCl3混合溶液中，開始滴加試劑X，之后改滴試劑Y，所得沉淀n(mol)與試劑體積V(mL)間的關系如圖所示：(1)寫出“a～b段”和“c～d”段發生反應的離子方程式：____________________________、_______________________________