18．某化学兴趣小组的成员捡到一块矿石，观察外观发现该矿石坚硬且呈红褐色，投入水中

没有任何变化，再向水中加浓盐酸至过量，矿石部分溶解，并有大量无色气体生成。学

生猜测该矿石可能由CaCO₃、SiO₂、Fe₂O₃三种成分组成，试设计实验证明CaCO₃以外

的两种成分。

仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、滴管、药匙、漏斗、漏斗架；2 mol/L盐

酸、2 mol/L NaOH溶液、2% KSCN溶液。

(1)将实验方案用以下流程示意图表示，试写出每步所用试剂名称或化学式。

试剂Ⅰ__________；试剂Ⅱ__________；试剂Ⅲ__________。

(2)如果猜测是成立的，试根据上述实验方案，叙述实验操作，预期现象和结论。

解析：Fe₂O₃可溶于盐酸，在溶液中存在Fe³⁺，可用SCN^－检验其存在，从而说明矿石

中含Fe₂O₃；SiO₂不溶于盐酸，作为残渣被滤出。为进一步确认，加入NaOH溶液，

充分反应后，再加盐酸，如果生成白色胶状沉淀则说明矿石中有SiO₂。

答案：(1)2% KSCN溶液　2 mol/L NaOH溶液　2 mol/L盐酸

(2)

17. (2008·广东，23)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：

焦炭高温HCl573 K以上H21 357 K

①写出由纯SiHCl₃制备高纯硅的化学反应方程式___________________________________

________________________________________________________________________。

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，写出配平的化学反应方程式______________________________________________；

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．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥

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讯材料--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

E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释__________________________________________________。

解析：(1)①根据原子守恒即质量守恒可以写出SiHCl₃与H₂反应的化学方程式。

②SiHCl₃和H₂O剧烈反应生成H₂SiO₃、HCl和另一种物质，分析它们化合价的变化可知 ，而Cl的化合价未发生变化，因此另一种元素即H元素的化合价必定降低，即另一种物质是H₂。

(2)碳化硅、氮化硅为原子晶体，则A、B、C都正确；D中玻璃没有固定的熔点，盐酸不能与硅反应，而HCl在573 K以上的温度下可与硅发生反应。因此E不正确。

答案：(1)①SiHCl₃+H₂Si+3HCl　②SiHCl₃+3H₂O===H₂SiO₃↓+3HCl↑+H₂↑　氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl₃　(2)ABC　(3)现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气体生成　解释：Na₂SiO₃和NH₄Cl均能够水解，二者相互促进，Na₂SiO₃水解生成H₂SiO₃，NH₄Cl水解产生NH₃

16．如下图所示。已知单质I可作为半导体材料，单质G是密度最小的气体，化合物H是无色无味的有毒气体，能在空气中燃烧，化合物E极易溶于水形成无氧酸，该无氧酸在常温时能够与氧化物A起反应。

请填空：

(1)氧化物A的化学式是________________。

(2)化合物E的化学式是____________________。

(3)反应①的化学方程式是___________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)反应④的化学方程式是___________________________________________________。

解析：本题属“框图”题型。要求在全面系统地掌握元素及其化合物性质的基础上，抓住某些物质的特殊性，以此作为“切入点”，找到解题的突破口。本题所给条件单质I是半导体材料，H是有毒的无色无味的气体，能在空气中燃烧，可初步得出I为Si，H为CO，A为SiO₂，再根据E的性质，判断出E为HF，G为H₂，F为O₂等。

答案：(1)SiO₂　(2)HF　(3)SiO₂+2CSi+2CO↑　(4)2F₂+2H₂O===4HF+O₂

15. 为测定大理石中碳酸钙的纯度(设含杂质SiO₂)，某兴趣小组设计了如下几个方案：

方案Ⅰ　按下图连接好装置开始实验，通过测定装置E反应前后的质量，计算纯度。

(1)B中发生反应的离子方程式为_________________________________________________。

(2)装置C中所装的试剂是________，F的作用是___________________________________。

(3)当样品充分反应完后，缓慢通入空气的目的是：_________________________________

________________，A中所装的试剂是__________________________________________。

方案Ⅱ①称取碳酸钙样品m g　②将样品充分高温煅烧，冷却后称量，剩余固体质量为m₁ g。

(4)该方案中高温煅烧应选用的仪器名称是________；判断碳酸钙样品完全分解的方法是________________________________________________________________________；

“冷却”应如何操作__________________________________________________________，

理由是_______________________________________________________________________。

(5)有同学认为方案Ⅱ高温煅烧的过程中会发生CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑，会导致测定结果有误，你认为这位同学的观点正确吗？____________(填“正确”或“错误”)；请说明自己的理由：__________________________________________________________。

解析：方案Ⅰ的原理是大理石与盐酸反应产生CO₂，通过CO₂的质量可测得大理石中CaCO₃的质量。但实验过程中要注意：一是要用空气将产生的CO₂全部排出，空气要事先经过NaOH溶液处理；二是生成的CO₂要先除HCl，再干燥；三是防止外界空气中的H₂O和CO₂进入装置影响结果的测定。方案Ⅱ的原理是将大理石样品在坩埚中分解，通过计算产生CO₂的量求得CaCO₃的质量，尽管在煅烧过程中可能发生反应CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑，但不影响CaCO₃产生CO₂的量，故无影响。但要注意冷却一定要在干燥器中进行，以防CaO在冷却时吸收空气中的水和CO₂。

答案：(1)CaCO₃+2H⁺===Ca²⁺+H₂O+CO₂↑　(2)饱和NaHCO₃溶液　防止空气中的H₂O和CO₂进入E中影响测定结果　(3)将装置中的残留的CO₂全部赶进E中被完全吸收　NaOH溶液　(4)坩埚　样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差0.1 g以内　在干燥器中冷却　防止CaO冷却的时候吸收空气中的水和CO₂　(5)错误　无论是否发生该反应，生成的CO₂的量一定，由C守衡计算出CaCO₃的质量一定

14．氮化碳结构如下图所示，其硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是(　)

A．氮化碳属于原子晶体

B．氮化碳中碳显－4价，氮显+3价

C．氮化碳的化学式为C₃N₄

D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连

解析：氮化碳硬度超过金刚石晶体，说明它属于原子晶体；碳氮原子间以共价键结合，由于氮原子的得电子能力大于碳原子，共用电子对偏向氮原子而使其显负价，根据最外层电子数可得碳显+4价，氮显－3价，据此也可得出其化学式为C₃N₄。由题图分析得每一个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连。

答案：B

13. 2008年9月25，“神舟七号”飞船上天了，又一次显示出我国航天技术已进入世界一流。飞船应用了许多尖端的合成材料。据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是(　)

A．它耐高温抗氧化　 　　　　　　　　　　 B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆

C．它没有固定熔点　 　　　　　　　　　　 D．它是一种新型无机非金属材料

思路点拨：解题要点就是根据物质的性能确定其用途或根据其用途推知其性能。

解析：航空材料的特点是质轻、高强度、耐高温抗氧化等高可靠性，故B错，A正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的材料均属于新型无机非金属材料，C、D正确。

答案：B

12．金属陶瓷是一种应用于高科技的复合材料，合成方法是将陶瓷(主要成分为Al₂O₃、ZrO₂等耐高温材料)和粘结金属(主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属)研磨混匀成型后，高温烧结使金属仍然以单质的形式存在于金属陶瓷之中，据此判断合成工艺必须(　)

A．在氧气中合成　 B．在HCl气氛中合成　 C．在氮气气氛中合成　 D．在空气中合成

解析：要金属以单质存在于陶瓷中，金属不能与O₂、HCl等发生反应。

答案：C

11．下列溶液可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是(　)

A．稀盐酸溶液　 　　　　　　　 B．氢氟酸　 　　　　　　　 C．氢氧化钠溶液　 　 　D．氯化钠溶液

解析：C项中溶液呈碱性，不能与光滑的玻璃反应，但能与毛玻璃裸露的SiO₂反应；氢氟酸能腐蚀玻璃。

答案：C

10．制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯硅常用以下反应实现：

①Si(s)+3HCl(g)SiHCl₃(g)+H₂(g)；ΔH＝－381 kJ·mol^－1

②SiHCl₃+H₂Si+3HCl

对上述两个反应的叙述中，错误的是(　)

A．两个反应都是置换反应　 　　　　　　　　 B．反应②是吸热反应

C．两个反应互为可逆反应　 　　　　　　　　 D．两个反应都是氧化还原反应

解析：①②是逆向进行的反应，①放热反应，②必然是吸热反应，①②进行条件不一样，不能称为可逆反应。

答案：C

9. 硅酸铜钡是当今最新科学技术合成的一种物质，然而科学家惊奇地发现，我国秦朝兵马俑用的一种颜料也是硅酸铜钡。由以上事实推测，下列关于硅酸铜钡的说法错误的是(　)

A．易溶于水　 　 B．难溶于水　 　　 C．属于硅酸盐　 　　　 　D．含有两种金属阳离子

解析：硅酸铜钡属于硅酸盐，含有Cu²⁺和Ba²⁺两种金属阳离子。硅酸盐除了钾盐、钠盐一般都不溶于水，而且作为一种颜料，也应该不溶于水。

答案：A