2015苏教版本高考化学2.5（无机非金属材料的主角-硅）一轮随堂练习 6页

无机非金属材料的主角——硅 ‎1．下列所列各物质的用途不正确的是(　　)‎ A．分子筛：吸附剂、催化剂 B．硅胶：干燥剂、吸附剂、催化剂载体 C．碳化硅：砂纸、砂轮 D．硅酸：黏合剂、耐火材料 解析：　硅胶和分子筛均为疏松多孔物质，表面积大，可作为吸附剂以及催化剂的载体等，A、B项正确；碳化硅硬度大，可制作砂纸、砂轮等，C项正确；硅酸不能作耐火材料，D项错误。‎ 答案：　D ‎2．下列关于工业生产的说法中，不正确的是(　　)‎ A．工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含杂质的粗硅 B．生产普通水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱 C．工业上将粗铜进行精炼，应将粗铜连接在电源的正极 D．在高炉炼铁的反应中，一氧化碳作还原剂 ‎ 解析：　生产普通水泥的原料是石灰石和黏土，B项不正确。‎ 答案：　B ‎ ‎3. 有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法不正确的是(　　)‎ A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片 B．硅可由二氧化硅还原制得 C．低温时硅与水、空气、盐酸、硝酸、硫酸不反应，但能与氢氟酸反应 D．自然界中硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅 答案：　D ‎4．下列说法正确的是 (　　)‎ A．高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反应 B．CO2和钠在一定条件下反应可以得到金刚石和碳酸钠，反应中氧化剂和还原剂之比是3∶4‎ C．现代海战通过喷放液体SiCl4(极易水解)和液氨可产生烟幕，烟幕的主要成分是NH4Cl D．从燃煤烟道灰(含GeO2)中提取半导体材料单质锗(Ge)，没有发生氧化还原反应 解析：　A项，试管自身含有二氧化硅，高温条件下可以和焦炭反应；B项，CO2和钠在一定条件下反应可以得到金刚石和碳酸钠，反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶4；C项，SiCl4(极易水解)水解后生成硅酸和氯化氢，氯化氢易和氨气反应生成氯化铵固体；D项，由GeO2提取半导体材料单质锗(Ge)发生了氧化还原反应。‎ 答案：　C ‎5．下列离子方程式不正确的是(　　)‎ A．向烧碱溶液中通入过量的二氧化碳：2OH－＋CO2===CO＋H2O B．向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳：CO＋CO2＋H2O===2HCO C．向水玻璃中通入少量二氧化碳：SiO＋CO2＋2H2O===H4SiO4↓＋CO D．向氢氧化钠溶液中加入硅：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑‎ 解析：　向烧碱溶液中通入过量的CO2的离子方程式为OH－＋CO2===HCO，A项错误。‎ 答案：　A ‎6．北京2008年奥运金牌“金镶玉”‎ 环形玉璧由昆仑玉制成，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为(　　)‎ A．CaO·MgO·SiO2·H2O B．2CaO·5MgO·8SiO2·H2O C．MgO·2CaO·SiO2·2H2O D．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O 解析：　硅酸盐用氧化物的形式表示时，先书写金属氧化物，按活泼性由强到弱的顺序，然后写二氧化硅，最后书写水，中间用“·”隔开。A、C、D项中原子个数比不正确。‎ 答案：　B ‎7．将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是(　　)‎ A．Na2SiO3　　　　B．Na2CO3、Na2SiO‎3 C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2‎ 解析：　将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3；加热蒸干高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2O＋SiO2；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，各反应物存在如下关系，H2SiO3～2NaHCO3，H2SiO3～SiO2,2NaHCO3～Na2CO3～SiO2，由上述关系可知，最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。‎ 答案：　A ‎8．二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，硅及其化合物的转化见下图。下列说法中正确的是(　　)‎ A．SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物 B．SiO2和Si都是光导纤维材料 C．在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效 D．图中所示转化反应都是非氧化还原反应 解析：　两性氧化物的定义为：与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物，SiO2与HF反应得到的SiF4不属于盐类，A项错误；SiO2是光导纤维材料，Si为半导体材料，B项错误；CoCl2在吸水和失水状态下显示不同的颜色，C项正确；制取Si的过程中涉及了氧化还原反应，D项错误。‎ 答案：　C ‎9．已知A是一种单质，在一定条件下可发生如图所示的转化关系，则下列叙述正确的是(　　)‎ ‎①A可能是铝或硅　②A只可能是金属单质　③D是一种两性物质　④D晶体熔点极高 A．①②③ B．①②④ C．②③ D．①④‎ 解析：　在中学阶段，与强碱溶液反应有H2产生的常见单质只有Si与Al，对应Na2SiO3‎ 和NaAlO2转化成的H2SiO3和Al(OH)3均为白色胶状沉淀，它们煅烧后生成的SiO2和Al2O3也均为白色固体，故D选项正确。‎ 答案：　D ‎10．向含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体‎8.96 L(‎0 ℃‎，1.01×105 Pa)时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的总物质的量与通入CO2气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计)(　　)‎ 解析：　当未通入CO2气体时，溶液中的离子为0.2 mol Na＋、0.1 mol Ba2＋、0.4 mol OH－；当通入‎2.24 L CO2气体时，发生反应①Ba2＋＋CO2＋2OH－===BaCO3↓＋H2O，此时溶液中的离子为0.2 mol Na＋、0.2 mol OH－；当通入‎4.48 L CO2时，发生反应②2OH－＋CO2===CO＋H2O，此时溶液中的离子为0.2 mol Na＋、0.1 mol CO；当通入‎6.72 L CO2时，发生反应③CO＋CO2＋H2O===2HCO，此时溶液中的离子为0.2 mol Na＋、0.2 mol HCO；当通入‎8.96 L CO2时，发生反应④BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2，此时溶液中的离子为0.2 mol Na＋、0.1 mol Ba2＋、0.4 mol HCO。对比图像可知选项C正确。‎ 答案：　C ‎11．世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋混凝土、7 000多块红色铝板和1 200多块玻璃等建成。‎ ‎(1)铝________(填“是”或“不是”)红色的，铝板和玻璃均易被烧碱腐蚀，原因是_____________。(用化学方程式表示)‎ ‎(2)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是__________。‎ ‎(3)石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特种玻璃，石英玻璃的主要成分是_____________；‎ 有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)实际上不是硅酸盐材料，而是一种___________(选填“橡胶”、“纤维”或“塑料”)。‎ 答案：　(1)不是 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ‎(2)CaCO3　(3)SiO2　塑料 ‎12．已知A～I有如下所示的转化关系：‎ 已知：①单质E可作为半导体材料；‎ ‎②化合物F是不能生成盐的氧化物；‎ ‎③化合物I能溶于水，呈酸性，它能够跟氧化物A发生反应。‎ ‎④‎2F2＋2H2O=== 4HF＋O2‎ 据此，请填空：‎ ‎(1)化合物F是________；‎ ‎(2)化合物I是________；‎ ‎(3)反应①的化学方程式是__________________。‎ ‎(4)写出I的水溶液与A反应的化学方程式：__________。‎ 解析：　由已知①及现阶段所学知识知E为Si，再根据反应①知A为SiO2。B为C，F为CO。由已知③知I为HF，结合已知④和反应④知C为H2O、D为F2，H为O2。由反应②C＋H2O(g)CO＋H2知G为H2，经反应③验证之。因此A～I分别为SiO2、C、H2O、F2、Si、CO、H2、O2和HF。‎ 答案：　(1)CO　 (2)HF　 (3)SiO2＋‎2CSi＋2CO↑ (4)4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O ‎13．(2013·海南高考)硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是________。‎ ‎(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有____________。‎ ‎(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种技术路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：‎ 发生的主要反应 电弧炉 SiO2＋‎2CSi＋2CO↑‎ 流化床 反应器 Si＋3HClSiHCl3＋H2‎ 还原炉 SiHCl3＋H2Si＋3HCl ‎①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为________________；‎ 碳化硅又称__________，其晶体结构与________相似。‎ ‎②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3‎ 的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和____________________。‎ 物质 Si SiCl4‎ SiHCl3‎ SiH2Cl2‎ SiH3Cl HCl SiH4‎ 沸点/℃‎ ‎2 355 ‎ ‎57.6 ‎ ‎31.8‎ ‎8.2‎ ‎－30.4‎ ‎－84.9‎ ‎－111.9‎ ‎③SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为__________。‎ ‎(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是____________。‎ 解析：　(1)反应物是二氧化硅、木炭和铁，所得“金属”应是铁的合金。(2)生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂。(3)①SiC又名金刚砂，与金刚石或晶体硅具有相似的结构。②在SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl中，SiCl4在常温下呈液态，会成为杂质。由于SiCl4与SiHCl3沸点相差较大，因此可用蒸馏的方法进行分离。③SiHCl3完全水解的化学方程式为SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl↑。(4)氯碱工业的产品是NaOH、H2、Cl2，其中H2、Cl2反应可制备HCl。H2、HCl都是制备硅工艺中的原料。‎ 答案：　(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁) (2)石英砂、纯碱和石灰石　‎ ‎(3)①SiO2＋‎3CSiC＋2CO↑　金刚砂　金刚石(或单晶硅) ②精馏(或蒸馏)　③H2SiO3、H2、HCl ‎(4)H2、HCl ‎14. 硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。‎ ‎(1)氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定条件下反应，并在600 T的加热基板上生成氮化硅膜：‎ ‎3SiH4＋4NH3一定条件,Si3N4＋12H2‎ 以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下：‎ 反应原理：4NH4Cl＋Mg2Si4NH3↑＋SiH4↑＋2MgCl2　(ΔH<0)‎ ‎①NH4Cl中的化学键类型有______________，SiH4的电子式为______________。 ‎ ‎②上述生产硅烷的过程中液氨的作用是____________________。‎ ‎③氨气是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式________________，‎ 实验室可利用如下图所示装置完成该反应。‎ 在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，白烟的主要成分是____________。‎ ‎(2)三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)难溶于水，在医药上可做抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余酸之外，生成的H2SiO3还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为____________。‎ 将‎0.184 g三硅酸镁加入到50 mL 0.1 mol/L盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30 mL，则Mg2Si3O8·nH2O中的n值为______。(注：Mg2Si3O8的摩尔质量为‎260 g/mol)‎ 解析：　(1)②液氨的作用是制冷、吸收热量，保证反应在常温下进行，并不参与反应。‎ ‎(2)书写Mg2Si3O8·nH2O与HCl反应的化学方程式时，Mg2Si3O8·nH2O要以整体形式出现。‎ Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl===3H2SiO3＋2MgCl2＋(n－1)H2O ‎ 1 mol 4 mol ‎ x mol ‎0.050 L×0.1 mol/L－0.1 mol/L×‎‎0.030 L x＝0.000 5‎ ‎0．000 5×(260＋18n)＝0.184，n＝6。‎ 答案：　(1)①极性键(或共价键)、离子键　HS ②吸收热量，保证反应在常温下进行(答“制冷”或“降温”均可) ③4NH3＋5O24NO＋6H2O　NH4NO3(或硝酸铵)‎ ‎(2)Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl===3H2SiO3＋2MgCl2＋(n－1)H2O 6‎