（廣西專用）2014屆高三化學一輪復(fù)習題庫 4-1 無機非金屬材料的主角—硅（含解析）

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1、第四章 常見的非金屬及其化合物 第一講 無機非金屬材料的主角——硅 一、選擇題 1．從光合作用的反應(yīng)原理6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2可知碳是農(nóng)作物生長的必需元素之一。關(guān)于用二氧化碳生產(chǎn)肥料的評價正確的是 (　　) A．緩解地球溫室效應(yīng)，抑制農(nóng)作物營養(yǎng)平衡 B．加劇地球溫室效應(yīng)，促進農(nóng)作物營養(yǎng)平衡 C．緩解地球溫室效應(yīng)，促進農(nóng)作物營養(yǎng)平衡 D．加劇地球溫室效應(yīng)，抑制農(nóng)作物營養(yǎng)平衡 解析　消耗CO2，緩解地球溫室效應(yīng)，生成葡萄糖，促進農(nóng)作物營養(yǎng)平衡。 答案　C 2．下列關(guān)于碳和硅的敘述中，正確的是(　　) A．其氧化物都能與NaOH溶液反應(yīng) B

2、．其單質(zhì)在加熱時都能跟O2反應(yīng) C．其氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸 D．碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì) 解析　CO不溶于水，也不能與NaOH溶液反應(yīng)；SiO2不能溶于水，也不生成相應(yīng)的酸； 碳有金剛石、石墨等同素異形體，硅有晶體硅和無定形硅，所以有多種單質(zhì)。 答案　B 3．下列各組物質(zhì)中，不能滿足下圖物質(zhì)一步轉(zhuǎn)化關(guān)系的是 (　　) 　 物質(zhì) 選項　 X Y Z A Cl2 HClO HCl B Br2 HBr NaBr C Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 D Si SiO2 H2SiO3 　 解析　A項： ；B項

3、：；C項：。 答案　D 4．下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是 (　　) ①硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素?、谒唷⒉Ａ?、水晶飾物都是硅酸鹽制品　 ③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維?、芴沾墒侨祟悜?yīng)用很早的硅酸鹽材料 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 解析　硅元素在地殼中的含量僅次于氧，排第二位，是構(gòu)成巖石和礦物的基本元素；水 晶的主要成分為SiO2，②錯；制作光導(dǎo)纖維的原料是石英，而不是高純硅，③錯。 答案　C 5．下列說法正確的是 (　　) A．二氧化硅溶于水顯酸性，所以二氧化硅屬于酸性氧化物

4、 B．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 C．二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸 D．因為高溫時二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸強 解析　二氧化硅不溶于水，能溶于氫氟酸：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，碳酸鈉與二氧 化硅在高溫下能反應(yīng)是因為產(chǎn)生的CO2氣體不斷逸出，使化學平衡不斷向生成物的方向 移動，故A、B、D不正確。 答案　C 6．開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關(guān)材料的說法正確的是 (　　) A．氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料 B．C60屬于原子晶體，用于制造納米材料 C．纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料 D．單晶硅常用于

5、制造光導(dǎo)纖維 解析　C60是分子晶體，不是原子晶體，B項不正確；纖維素乙酸酯是人工合成的，不是 天然高分子材料，C項錯誤；制造光導(dǎo)纖維的材料是SiO2而不是Si，D項不正確；故選 A。 答案　A 7．在一定條件下，下列物質(zhì)不能與二氧化硅反應(yīng)的是 (　　) ①焦炭?、诩儔A　③碳酸鈣?、軞浞帷、菹跛帷、逇溲趸c?、吡蛩徕} A．③⑦ B．⑤⑦ C．③⑤ D．⑤⑥ 答案　B 8．材料與化學密切相關(guān)，表中對應(yīng)關(guān)系錯誤的是 (　　) 選項 材料 主要化學成分 A 剛玉、金剛石 三氧化二鋁 B 大理石、石灰石 碳酸鈣

6、 C 普通水泥、普通玻璃 硅酸鹽 D 沙子、石英 二氧化硅 解析　金剛石是一種碳單質(zhì)，所以A項錯。 答案　A 二、非選擇題 9．已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，化學性質(zhì)具有一定的相似性；Mg和Na的化學性質(zhì)也具有一定的相似性。 Ⅰ.用如上圖所示裝置進行Mg和SO2的實驗，其中A是制備SO2的發(fā)生裝置。 (1)選擇制取SO2的合適試劑________(填序號)。 ①10%的H2SO4溶液　②80%的H2SO4溶液?、跱a2SO3固體?、蹸aSO4固體 (2)寫出裝置B中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學方程式：_____________________________

7、__ ________________________________________________________________________。 裝置C中NaOH溶液的作用是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)請在圖中畫出制備SO2的發(fā)生裝置并注明主要儀器的名稱，固定儀器省略不畫 _____________________________________________

8、___________________________。 (4)你認為該裝置的不足之處是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.某研究性學習小組進行了“實驗室制Si”的研究，他們以課本為基礎(chǔ)，查閱資料得到 以下可供參考的信息：①工業(yè)上在高溫時用C還原SiO2可制得Si?、贛g在點燃的條件 下即可與SiO2反應(yīng)?、劢饘俟杌锱c稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH4　④Si和SiO2均

9、 不與稀H2SO4反應(yīng)?、軸iH4在空氣中自燃 他們在研究報告中記載著：“……選用合適的物質(zhì)在適宜的條件下充分反應(yīng)，再用足量 稀硫酸溶解固體產(chǎn)物；然后過濾、洗滌、干燥，最后稱量……在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物 時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，其產(chǎn)率也只有預(yù)期值的63%左右?！? (1)該小組“實驗室制取Si”的化學方程式是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)你估計“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花

10、”的原因是 ________________________________________________________________________。 解析?、?(1)制取SO2應(yīng)用濃H2SO4和亞硫酸鹽。選項中不可選用CaCO3，因為CaSO4 微溶于水，會附在固體表面，阻礙反應(yīng)進行。 (2)Mg具有還原性，SO2具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 (3)本反應(yīng)為固液反應(yīng)。 (4)該裝置中，①A中的水蒸氣會進入B與Mg反應(yīng)，在A、B中間應(yīng)加干燥裝置。②Mg 能與SiO2反應(yīng)，在Mg下方墊一不銹鋼片，隔離Mg和SiO2。③尾氣處理裝置C試管用 膠塞封閉，使C與空氣不通，

11、此處錯誤，且無防倒吸裝置。 Ⅱ.(1)該小組用Mg還原SiO2中的Si。 (2)在制Si的過程中部分Si與Mg反應(yīng)生成硅化鎂，硅化鎂與稀H2SO4反應(yīng)生成SiH4， SiH4可自燃。 答案?、?(1)②③ (2)3Mg＋SO22MgO＋MgS(或2Mg＋SO22MgO＋S，Mg＋SMgS)　吸收 多余的SO2，防止污染環(huán)境 (3)如圖 (4)在A和B之間沒有連接一干燥裝置；C裝置未與大氣相通；在鎂下方未墊一不銹鋼片， 鎂與玻璃管反應(yīng)；未設(shè)計一防倒吸裝置 Ⅱ.(1)2Mg＋SiO22MgO＋Si (2)金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH4

12、可自燃。(或 用化學方程式表示：2Mg＋SiMg2Si，Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，SiH4 ＋2O2===SiO2↓＋2H2O) 10．單質(zhì)硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度為450 ℃～500 ℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置圖： 相關(guān)信息如下： ①四氯化硅遇水極易水解 ②硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物 ③有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表： 物質(zhì) SiCl4 BCl3 A

13、lCl3 FeCl3 PCl5 沸點/ ℃ 57.7 12.8 － 315 － 熔點/ ℃ －70.0 －107.2 － － － 升華溫 度/ ℃ － － 180 300 162 請回答下列問題： (1)裝置A中g(shù)管的作用是_________________________________________________ _______________________；裝置C中的試劑是________。 (2)甲方案：f接裝置Ⅰ；乙方案：f接裝置Ⅱ。但是裝置Ⅰ、Ⅱ都有不足之處，請你評價 后填寫下表。 方案 優(yōu)點 缺點 甲 乙

14、 (3)在上述(2)的評價基礎(chǔ)上，請你設(shè)計一個合理方案并用文字表達： ________________________________________________________________________。 (4)SiCl4與H2反應(yīng)的化學方程式為___________________________________________ _____________________________。 解析　(1)g管使分液漏斗與燒瓶連通，使?jié)恹}酸順利滴下。由信息知，四氯化硅與水反 應(yīng)，故需除去氯氣中的水。B瓶裝飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫氣體，C瓶裝濃硫酸 干燥氯氣。

15、(2)四氯化硅在常溫下易液化，如果收集產(chǎn)品的導(dǎo)管太細易堵塞導(dǎo)管；制取的 四氯化硅需要冷凝；由于尾氣中含有氯氣，要設(shè)置尾氣處理裝置，四氯化硅易水解，要 避免空氣中的水蒸氣進入產(chǎn)品收集裝置。(3)將甲、乙方案的優(yōu)點集中在一起設(shè)計合理的 方案。 答案　(1)平衡壓強，使液體從分液漏斗中順利流下　濃硫酸 (2) 方案 優(yōu)點 缺點 甲 ①收集產(chǎn)品的導(dǎo)管粗，不會堵塞導(dǎo)管 ②冷凝產(chǎn)品，減少產(chǎn)品損失 ①空氣中的水蒸氣進入產(chǎn)品收集裝置，使四氯化硅水解 ②尾氣沒有處理，污染環(huán)境 乙 ①有尾氣處理裝置，注重環(huán)保 ②避免空氣中的水蒸氣進入裝置 ①產(chǎn)品易堵塞導(dǎo)管 ②沒有冷凝裝置，產(chǎn)品

16、易損失 (3)在裝置Ⅰ的i處接干燥管j (4)SiCl4＋2H2Si＋4HCl 11．物質(zhì)A是一種高熔點化合物，不溶于硫酸、硝酸等強酸。A與純堿熔融反應(yīng)，生成化合物B，同時放出氣體C；把氣體C通入B的溶液中，則得到化合物D；D在干燥空氣中轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔顴；將E加熱又得到化合物A。試寫出A、B、C、D、E的化學式：A________、B________、C________、D________、E________。 解析　A是不溶于硫酸、硝酸等強酸的高熔點化合物，它能與純堿熔融反應(yīng)，而且放出 氣體C，可初步判斷A可能是SiO2，B可能是Na2SiO3，C可能是CO2。若把CO2通入 Na

17、2SiO3溶液中，會得到膠狀沉淀H4SiO4，H4SiO4在干燥空氣中易脫水生成H2SiO3， H2SiO3加熱生成SiO2。 答案　A：SiO2　B：Na2SiO3　C：CO2　D：H4SiO4 E：H2SiO3 12．硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。 (1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅，工業(yè)上可以按如下步驟制備高純硅。 Ⅰ.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅； Ⅱ.粗硅與干燥的氯氣在450～500 ℃條件下反應(yīng)制得SiCl4； Ⅲ.SiCl4液體經(jīng)精餾提純后與過量H2在1 100～1 200 ℃條件下反應(yīng)制得高純硅。 已知SiCl4沸點為57.6 ℃，能與H2O強烈反應(yīng)。1

18、 mol H2與SiCl4氣體完全反應(yīng)吸收的熱 量為120.2 kJ。 請回答下列問題： ①第Ⅲ步反應(yīng)的熱化學方程式為______________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②整個制備純硅的過程中必須嚴格控制在無水無氧的條件下。SiCl4在潮濕的空氣中因水 解而產(chǎn)生白色煙霧，其生成物是____________________；H2還原SiCl4過程中若混入O2， 可能引起的后果是___________________________________________________________。 (2)二氧化硅被大量用于生產(chǎn)玻璃。工業(yè)上用SiO2、Na2CO3和CaCO3共283 kg在高溫下 完全反應(yīng)時放出CO2 44 kg，生產(chǎn)出的玻璃可用化學式Na2SiO3·CaSiO3·xSiO2表示，則其 中x＝____________。 答案　(1)①2H2(g)＋SiCl4(g)Si(s)＋4HCl(g)　ΔH＝＋240.4 kJ·mol－1　 ②H2SiO3(或H4SiO4)和HCl　爆炸　(2)4