高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題4 常見非金屬及其化合物 4.2 含硅礦物與信息材料（選考部分B版）蘇教版

第2單元 含硅礦物與信息材料(時間：45分鐘) 基礎(chǔ)過關(guān)題1下列說法正確的是()A硅材料廣泛用于光纖通訊B工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品C自然界中存在游離態(tài)的硅DH2SiO3的酸性比H2CO3的酸性強(qiáng)解析SiO2廣泛用于光纖通訊，A正確。石英中的SiO2與鹽酸不反應(yīng)，不能用鹽酸刻蝕石英，但可用氫氟酸刻蝕石英制作藝術(shù)品，B錯誤。由于硅是親氧元素，所以自然界中只有化合態(tài)的硅，C錯誤；H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性強(qiáng)，D錯誤。答案A2近幾年我國載人飛船多次升空，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，強(qiáng)度大，但質(zhì)地較脆C它沒有固定熔點(diǎn)D它是一種新型無機(jī)非金屬材料解析航空材料具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度、耐高溫、抗氧化等性能，又由題中信息可知，該材料具有一定的韌性，故B錯，A正確；復(fù)合材料屬于混合物，沒有固定的熔點(diǎn)，碳化硅高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的材料屬于新型無機(jī)非金屬材料，C、D正確。答案B3關(guān)于硅及其化合物的敘述中，錯誤的是()A硅是良好的半導(dǎo)體材料B二氧化硅能與石灰石反應(yīng)：SiO2CaCO3CaSiO3CO2C可以用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO22CSi2COD水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2解析水泥的主要成分是3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3；玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。答案D4(臺州月考)下列離子方程式書寫正確的是()A往澄清石灰水中通入過量的二氧化碳：Ca22OHCO2=CaCO3 H2OB往碳酸鈉溶液中加入二氧化硅：COSiO2=SiOCO2C二氧化硅與燒堿溶液反應(yīng)：SiO22OH=SiOH2D硅酸與燒堿溶液中和：H2SiO32OH=SiO2H2O解析A項(xiàng)，往澄清石灰水中通入過量的二氧化碳生成的是Ca(HCO3)2；B項(xiàng)，SiO2與Na2CO3溶液不反應(yīng)；C項(xiàng)，二氧化硅與燒堿溶液反應(yīng)不能生成H2；D項(xiàng)正確。答案D5常溫下，下列不發(fā)生反應(yīng)的一組物質(zhì)是 ()A硅與NaOH溶液 B硅與氫氟酸C二氧化硅與NaOH溶液 D二氧化硅與濃硝酸解析A發(fā)生反應(yīng)：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2，B發(fā)生反應(yīng)：Si4HF=SiF42H2，C發(fā)生反應(yīng)：SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。答案D6下列說法不正確的是 ()A因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2對應(yīng)的酸，或SiO2不是H2SiO3的酸酐B光導(dǎo)纖維是一種新型無機(jī)非金屬材料，其主要成分是SiO2CSiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、硬度大D氫氟酸能雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶盛放氫氟酸解析因?yàn)镠2SiO3H2OSiO2，SiO2是H2SiO3的酸酐，不能因?yàn)镾iO2不溶于水，而否定它是H2SiO3的酸酐，酸酐必須與對應(yīng)酸的中心原子同價態(tài)。SiO2為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子間結(jié)合緊密，因此熔點(diǎn)高、硬度大。氫氟酸能腐蝕玻璃，故不能用玻璃瓶盛裝氫氟酸。答案A7下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述中不正確的是 ()A都是共價化合物B都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)C都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸DSiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨解析二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制得的。答案C應(yīng)試提升題8下列離子方程式不正確的是 ()A石英與燒堿反應(yīng)：SiO22OH=SiOH2OB硅與燒堿反應(yīng)：Si2OH=SiOH2C硅酸鈉溶液中通入少量CO2：SiOCO2H2O=COH2SiO3D往水玻璃中加入鹽酸：2HSiO=H2SiO3解析硅與燒堿溶液反應(yīng)時，H2O參與反應(yīng)，Si2OHH2O=SiO 2H2。答案B9下列盛放試劑的方法正確的是 ()A氫氟酸或濃硝酸存放在帶橡皮塞的棕色玻璃瓶中B汽油或煤油存放在帶橡皮塞的棕色玻璃瓶中C碳酸鈉溶液或氫氧化鈣溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中D氯水或硝酸銀溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中解析氫氟酸可以和SiO2反應(yīng)，不能存放在玻璃瓶中；汽油、煤油可使橡膠膨脹，因而不能用橡膠塞；堿性溶液可與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成具有黏性的Na2SiO3，故不能用磨口塞。答案D10A、B、C、D、E五種物質(zhì)中均含有同一種非金屬元素，它們能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，該元素(用R表示)的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣。請回答下列問題：(1)寫出各物質(zhì)的化學(xué)式：A_；B_；C_；D_；E_。(2)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_。(3)寫出反應(yīng)的離子方程式：_。(4)寫出反應(yīng)的離子方程式：_。(5)H2CO3的酸性強(qiáng)于E的，請用離子方程式予以證明：_。解析解答本題的“突破口(1)”是非金屬元素R的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣，說明是硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化?！巴黄瓶?2)”是反應(yīng)條件“高溫”，A在高溫條件下，能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應(yīng)，則A為SiO2。從而推知B為CaSiO3，C為Na2SiO3，D為Si，E為H2SiO3。答案(1)SiO2CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO3(2)SiO22CSi2CO12(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiOCa2=CaSiO3(5)SiOCO2H2O=H2SiO3CO11硅及其化合物對人類現(xiàn)代文明具有特殊貢獻(xiàn)。請回答下列有關(guān)問題：(1)硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖為：_。(2)下列物品或設(shè)備所用材料屬于硅酸鹽的是_。長江三峽水泥大壩光導(dǎo)纖維陶瓷坩堝 普通玻璃硅太陽能電池A B C D(3)下列說法正確的是_。A在粗硅的制取中發(fā)生2CSiO22COSi，硅被還原，所以碳的還原性大于硅的還原性B硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中C用SiO2制取硅酸，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后再通入CO2D由Na2CO3SiO2CO2Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸(4)常溫下，SiCl4為液態(tài)，沸點(diǎn)為57.6 ，在空氣中冒白霧。制備高純度硅的中間產(chǎn)物SiCl4中溶有液態(tài)雜質(zhì)，若要得到高純度SiCl4，應(yīng)采用的方法是_；用化學(xué)方程式及必要的文字解釋SiCl4在空氣中冒白霧的原因：_。解析(2)長江三峽大壩的水泥中含有硅酸鹽，光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，不是硅酸鹽，陶瓷坩堝中含有硅酸鹽，玻璃中含有硅酸鹽，硅太陽能電池中含有單質(zhì)硅的成分，不含硅酸鹽。(3)依據(jù)元素周期律，硅的還原性大于碳，A項(xiàng)反應(yīng)能發(fā)生是因?yàn)镃O氣體不斷逸出，使平衡向右移動；硅酸鈉是一種黏合劑，能夠把瓶塞和瓶頸黏合在一起，B錯誤；D選項(xiàng)中的反應(yīng)不是在水溶液中進(jìn)行的，且產(chǎn)物中有氣體生成，與酸性強(qiáng)弱無關(guān)，D錯誤。(4)分離液體混合物可以選擇蒸餾的方法，但因?yàn)镾iCl4能夠水解，所以必須選擇無水(無水蒸氣)的環(huán)境進(jìn)行該操作；SiCl4在空氣中與水蒸氣反應(yīng)生成H2SiO3和HCl，其中HCl在空氣中遇到水蒸氣產(chǎn)生白霧。答案(1)(2)D(3)C(4)在干燥條件下蒸餾SiCl43H2O=H2SiO34HCl，HCl遇水蒸氣產(chǎn)生白霧12硅及其化合物在自然界廣泛存在并被人類應(yīng)用。(1)氮化硅膜與二氧化硅膜相比較具有表面化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，故氮化硅膜可用于半導(dǎo)體工業(yè)?？梢杂肗H3和SiH4(硅烷)在一定條件下反應(yīng)，并在600 T的加熱基板上生成氮化硅膜：3SiH44NH3Si3N412H2以硅化鎂為原料制備硅烷的反應(yīng)和工業(yè)流程如下：反應(yīng)原理：4NH4ClMg2Si4NH3SiH42MgCl2(H0)NH4Cl中的化學(xué)鍵類型有_，SiH4的電子式為_。上述生產(chǎn)硅烷的過程中液氨的作用是_。氨氣是重要的工業(yè)原料，寫出氨氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成NO的化學(xué)方程式_，實(shí)驗(yàn)室可利用如圖所示裝置完成該反應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)過程中，除觀察到錐形瓶中產(chǎn)生紅棕色氣體外，還可觀察到有白煙生成，白煙的主要成分是_。(2)三硅酸鎂(Mg2Si3O8nH2O)難溶于水，在醫(yī)藥上可做抗酸劑。它除了可以中和胃液中多余的酸之外，生成的H2SiO3還可覆蓋在有潰瘍的胃表面，保護(hù)其不再受刺激。三硅酸鎂與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。將0.184 g三硅酸鎂加入到50 mL 0.1 molL1鹽酸中，充分反應(yīng)后，濾去沉淀，用0.1 molL1 NaOH溶液滴定剩余的鹽酸，消耗NaOH溶液30 mL，則Mg2Si3O8nH2O中的n值為_。(注：Mg2Si3O8的摩爾質(zhì)量為260 gmol1)。解析(1)液氨的作用是制冷、吸收熱量，保證反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，并不參與反應(yīng)。(2)書寫Mg2Si3O8nH2O與HCl反應(yīng)的化學(xué)方程式時，Mg2Si3O8nH2O要以整體形式出現(xiàn)。Mg2Si3O8nH2O4HCl=3H2SiO32MgCl2(n1)H2O 1 mol 4 mol 0.050 L0.1 molL10.1 molL10.030 L x mol 0.002 molx0.000 50000 5(26018n)0.184，n6。答案(1)極性鍵(或共價鍵)、離子鍵吸收熱量，保證反應(yīng)在常溫下進(jìn)行(答“制冷”或“降溫”均可)4NH35O24NO6H2ONH4NO3(或硝酸銨)(2)Mg2Si3O8nH2O4HCl=3H2SiO32MgCl2(n1)H2O6