（四川專用）2014屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第4章 第1講《無機非金屬材料的主角——硅》解析訓(xùn)練

第四章 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(本題共7個小題，每題6分，共42分，每個小題只有一個選項符合題意)12012年我國載人飛船再次升空，顯示出我國航天技術(shù)已進(jìn)入世界一流。飛船應(yīng)用了許多尖端的合成材料。據(jù)報道我國科學(xué)家近年來研制出一種新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的。下列相關(guān)敘述不正確的是 ()。A它耐高溫抗氧化B它比鋼鐵輕、硬，但質(zhì)地較脆C它沒有固定熔點D它是一種新型無機非金屬材料解析航空材料的特點是質(zhì)輕、高強度、耐高溫抗氧化等高可靠性，故B錯，A正確；復(fù)合材料屬于混合物，沒有固定的熔點，碳化硅、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的材料均屬于新型無機非金屬材料，C、D正確。答案B2(2013·雅安調(diào)研)硅作為一種新型能源被廣泛開發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說法中，你認(rèn)為不正確的是()。A硅燃燒產(chǎn)物對環(huán)境產(chǎn)生的污染，容易得到有效控制B從Si(s)O2(g)SiO2(s)H858.6 kJ·mol1可知，硅燃燒放出的熱量多C自然界中硅的儲量豐富，可以從自然界直接獲得單質(zhì)硅D硅便于運輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料之一解析硅燃燒生成二氧化硅，二氧化硅不是氣體，其污染容易得到有效控制；硅為固體燃料，化學(xué)性質(zhì)不活潑，運輸、貯存比較容易且又安全；硅在自然界中無單質(zhì)形式，只有化合物，所以C是錯誤的。答案C3(2013·江南八校高三聯(lián)考)下列關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)的說法中，不正確的是()。A工業(yè)上，用焦炭在電爐中還原二氧化硅得到含雜質(zhì)的粗硅B生產(chǎn)普通水泥的主要原料有石灰石、石英和純堿C工業(yè)上將粗銅進(jìn)行精煉，應(yīng)將粗銅連接在電源的正極D硅和鐵可以冶煉成合金解析生產(chǎn)普通水泥的原料是石灰石和黏土，B項不正確。答案B4(2013·福州質(zhì)檢)壽山石主要成分為葉蠟石，葉蠟石組成為Al2O3·4SiO2·H2O，下列觀點不正確的是 ()。A壽山石雕刻作品要避免與酸、堿接觸B壽山石顏色豐富多彩是因為含有不同形態(tài)的金屬氧化物C潮濕的空氣可能導(dǎo)致壽山石作品表面溶解變質(zhì)D置于干燥空氣中可能會導(dǎo)致壽山石作品脫水變質(zhì)解析根據(jù)壽山石的主要成分，可知其能與酸或堿發(fā)生反應(yīng)，A對；壽山石中含有不同形態(tài)的Al2O3，造成其色彩豐富，B對；其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反應(yīng)，不會溶解變質(zhì)，C錯；久置于干燥空氣中，會造成其中的結(jié)晶水失去而變質(zhì)，D對。答案C5(2013·杭州模擬)硅及其化合物的應(yīng)用范圍很廣。下列說法正確的是()。A硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料B粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)C反應(yīng)：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2中，Si為還原劑，NaOH和H2O為氧化劑D硅能與氫氟酸反應(yīng)，則硅可以與鹽酸反應(yīng)解析粗硅提純涉及的反應(yīng)：Si2Cl2SiCl4、SiCl42H2Si4HCl都是氧化還原反應(yīng)，B錯誤；硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)中NaOH既不是氧化劑，也不是還原劑，只是反應(yīng)物，起氧化作用的是水，C錯誤；硅能與氫氟酸反應(yīng)，但不能與鹽酸反應(yīng)，D錯誤。答案A6(2013·長春一模)將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后所得的固體物質(zhì)是 ()。ANa2SiO3 BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2 DSiO2解析分析題述過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：H2OCO2Na2SiO3=H2SiO3Na2CO3，Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，H2SiO3SiO2H2O,2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，且Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，因此最后所得的固體物質(zhì)中只有Na2SiO3。答案A7(2013·眉山二調(diào))有一粗硅，含雜質(zhì)鐵，取等質(zhì)量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中，放出等量的H2，則該粗硅中鐵和硅的關(guān)系正確的是(提示：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2) ()。A物質(zhì)的量之比為：11 B物質(zhì)的量之比為12C質(zhì)量之比為41 D質(zhì)量之比為21解析粗硅與鹽酸反應(yīng)是其中的Fe與鹽酸反應(yīng)：Fe2HCl=FeCl2H2，粗硅與堿反應(yīng)是其中的硅與堿液反應(yīng)：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。因放出等量H2，則Fe與Si的物質(zhì)的量之比為21，質(zhì)量之比為41。答案C二、非選擇題(本題共4個小題，共58分)8(12分)如何除去下列各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))，請選用下面提供的試劑和操作，將標(biāo)號填在表內(nèi)。供選試劑：A.鹽酸B燒堿溶液C氧氣D水ECO2F不用其他試劑供選操作：加熱加熱熔融過濾結(jié)晶含雜質(zhì)的物質(zhì)所加試劑主要操作(1)SiO2(NaHCO3)(2)SiO2(CaCO3)(3)SiO2(Si)(4)NaCl(SiO2)解析(1)除去SiO2中的NaHCO3可用水溶法；(2)除去SiO2中的CaCO3可用鹽酸溶解；CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2然后再過濾。(3)除去SiO2中的Si可用加熱法：SiO2SiO2。(4)除去NaCl中的SiO2可用過濾、結(jié)晶法，因NaCl溶于水而SiO2不溶于水。答案(1)D(2)A(3)C(4)D9(16分)(2012·南京月考)如圖所示物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系中，A是一種固體單質(zhì)，E是一種白色沉淀。請回答下列問題：(1)B的化學(xué)式是_，目前B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(3)A和a溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(4)C和過量的鹽酸反應(yīng)的離子方程式是_。解析C與過量的鹽酸反應(yīng)生成白色沉淀E，則E可能是硅酸或氯化銀，若E是氯化銀，則C是硝酸銀，A為銀，則根據(jù)已有知識，銀可以與硝酸反應(yīng)生成硝酸銀，而銀與硝酸反應(yīng)能生成三種產(chǎn)物，不符合框圖中物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。則E只能為硅酸，則C為硅酸鹽，A為硅，a溶液為強堿的水溶液，進(jìn)一步推出B為二氧化硅。答案()(1)SiO2光導(dǎo)纖維(2)SiO22OH=SiOH2O(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiO2H=H2SiO310(16分)(2013·廣元模擬)含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于_族，與A同族但相對原子質(zhì)量比A小的元素B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_，A與B在原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點是_。(2)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)將C與純堿混合高溫熔融時也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時還生成B的最高價氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含A的化合物F。分別寫出生成D和F的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。要將純堿高溫熔化，下列坩堝中不可選用的是 ()A普通玻璃坩堝 B石英玻璃坩堝C氧化鋁坩堝 D鐵坩堝(4)100 g C與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。解析(1)A的單質(zhì)可作半導(dǎo)體材料，可知A為Si，位于A族，與之同族且相對原子質(zhì)量較小的是碳元素，兩者共同點是最外層均有4個電子。(2)C為SiO2，易與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和H2O。(3)SiO2與純堿高溫反應(yīng)生成Na2SiO3(D)和CO2(E)，Al2O3高溫下也與堿性物質(zhì)反應(yīng)。(4)不論CaCO3過量與否，生成的CO2由CaCO3決定，由關(guān)系式CaCO3CO2得：，解得m(CaCO3)50 g。混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%50%。答案(1)A最外層均有4個電子(2)氫氟酸SiO24HF=SiF42H2O(3)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2；Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3ABC(4)50%11(14分)在工業(yè)中利用鎂制取硅：2MgSiO22MgOSi，同時有副反應(yīng)發(fā)生：2MgSiMg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)，SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。如圖是進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實驗裝置：(1)由于氧氣的存在對該實驗有較大影響，實驗中應(yīng)通入氣體X作為保護(hù)氣，試管中的固體藥品可選用_(填序號)。a石灰石b鋅粒c純堿(2)實驗開始時，必須先通入X氣體，再加熱反應(yīng)物，其理由是_，當(dāng)反應(yīng)開始后，移走酒精燈反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，其原因是_。(3)反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至常溫時，往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸。可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學(xué)方程式表示為_。解析(1)由于Mg可在CO2中燃燒，故不能用CO2作為保護(hù)氣而可用H2。那么試管中應(yīng)選用的固體藥品為鋅粒；(2)實驗開始時應(yīng)先通入氫氣排盡裝置內(nèi)的空氣，避免空氣中的成分對實驗的影響。然后才能點燃酒精燈，因反應(yīng)放熱，反應(yīng)開始后移走酒精燈，可利用自身放出的熱量維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；(3)反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸會發(fā)生反應(yīng)：Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4，生成的SiH4可自燃，SiH42O2=SiO22H2O，所以會觀察到閃亮的火星。答案(1)b(2)讓氫氣排盡裝置內(nèi)的空氣，避免空氣中的成分對實驗的影響該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可利用自身放出的熱量維持反應(yīng)進(jìn)行(3)Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4SiH42O2=SiO22H2O