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

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從光合作用的反應原理6CO26H2OC6H12O66O2可知碳是農(nóng)作物生長的必需元素之一。關于用二氧化碳生產(chǎn)肥料的評價正確的是 ()A緩解地球溫室效應，抑制農(nóng)作物營養(yǎng)平衡B加劇地球溫室效應，促進農(nóng)作物營養(yǎng)平衡C緩解地球溫室效應，促進農(nóng)作物營養(yǎng)平衡D加劇地球溫室效應，抑制農(nóng)作物營養(yǎng)平衡解析消耗CO2，緩解地球溫室效應，生成葡萄糖，促進農(nóng)作物營養(yǎng)平衡。答案C2下列關于碳和硅的敘述中，正確的是()A其氧化物都能與NaOH溶液反應B其單質(zhì)在加熱時都能跟O2反應C其氧化物都能溶于水生成相應的酸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；SiO2不能溶于水，也不生成相應的酸；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B3下列各組物質(zhì)中，不能滿足下圖物質(zhì)一步轉化關系的是 () 物質(zhì)選項XYZACl2HClOHClBBr2HBrNaBrCAl2O3NaAlO2Al(OH)3DSiSiO2H2SiO3解析A項： ；B項：；C項：。答案D4下列關于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是 ()硅是構成一些巖石和礦物的基本元素水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導纖維陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料A B C D解析硅元素在地殼中的含量僅次于氧，排第二位，是構成巖石和礦物的基本元素；水晶的主要成分為SiO2，錯；制作光導纖維的原料是石英，而不是高純硅，錯。答案C5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：SiO24HF=SiF42H2O，碳酸鈉與二氧化硅在高溫下能反應是因為產(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C6開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關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BC60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單晶硅常用于制造光導纖維解析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；制造光導纖維的材料是SiO2而不是Si，D項不正確；故選A。答案A7在一定條件下，下列物質(zhì)不能與二氧化硅反應的是 ()焦炭純堿碳酸鈣氫氟酸硝酸氫氧化鈉硫酸鈣A B C D答案B8材料與化學密切相關，表中對應關系錯誤的是 ()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。.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)。10%的H2SO4溶液80%的H2SO4溶液Na2SO3固體CaSO4固體(2)寫出裝置B中發(fā)生的主要反應的化學方程式：_。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_。(4)你認為該裝置的不足之處是_。.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，查閱資料得到以下可供參考的信息：工業(yè)上在高溫時用C還原SiO2可制得SiMg在點燃的條件下即可與SiO2反應金屬硅化物與稀H2SO4反應生成硫酸鹽與SiH4Si和SiO2均不與稀H2SO4反應SiH4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，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”的原因是_。解析.(1)制取SO2應用濃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。(3)本反應為固液反應。(4)該裝置中，A中的水蒸氣會進入B與Mg反應，在A、B中間應加干燥裝置。Mg能與SiO2反應，在Mg下方墊一不銹鋼片，隔離Mg和SiO2。尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉，使C與空氣不通，此處錯誤，且無防倒吸裝置。.(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反應生成硅化鎂，硅化鎂與稀H2SO4反應生成SiH4，SiH4可自燃。答案.(1)(2)3MgSO22MgOMgS(或2MgSO22MgOS，MgSMgS)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；未設計一防倒吸裝置.(1)2MgSiO22MgOSi(2)金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反應生成的SiH4可自燃。(或用化學方程式表示：2MgSiMg2Si，Mg2Si2H2SO4=2MgSO4SiH4，SiH42O2=SiO22H2O)10單質(zhì)硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎材料。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))，粗硅與氯氣反應生成四氯化硅(反應溫度為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：相關信息如下：四氯化硅遇水極易水解硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應生成相應的氯化物有關物質(zhì)的物理常數(shù)見下表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點/ 57.712.8315熔點/ 70.0107.2升華溫度/ 180300162請回答下列問題：(1)裝置A中g管的作用是_；裝置C中的試劑是_。(2)甲方案：f接裝置；乙方案：f接裝置。但是裝置、都有不足之處，請你評價后填寫下表。方案優(yōu)點缺點甲乙(3)在上述(2)的評價基礎上，請你設計一個合理方案并用文字表達：_。(4)SiCl4與H2反應的化學方程式為_。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，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。(2)四氯化硅在常溫下易液化，如果收集產(chǎn)品的導管太細易堵塞導管；制取的四氯化硅需要冷凝；由于尾氣中含有氯氣，要設置尾氣處理裝置，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)點缺點甲收集產(chǎn)品的導管粗，不會堵塞導管冷凝產(chǎn)品，減少產(chǎn)品損失空氣中的水蒸氣進入產(chǎn)品收集裝置，使四氯化硅水解尾氣沒有處理，污染環(huán)境乙有尾氣處理裝置，注重環(huán)保避免空氣中的水蒸氣進入裝置產(chǎn)品易堵塞導管沒有冷凝裝置，產(chǎn)品易損失(3)在裝置的i處接干燥管j(4)SiCl42H2Si4HCl11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，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，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Na2SiO3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：SiO2B：Na2SiO3C：CO2D：H4SiO4E：H2SiO312硅單質(zhì)及其化合物應用范圍很廣。(1)制備硅半導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。.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；.粗硅與干燥的氯氣在450500 條件下反應制得SiCl4；.SiCl4液體經(jīng)精餾提純后與過量H2在1 1001 200 條件下反應制得高純硅。已知SiCl4沸點為57.6 ，能與H2O強烈反應。1 mol H2與SiCl4氣體完全反應吸收的熱量為120.2 kJ。請回答下列問題：第步反應的熱化學方程式為_。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)2H2(g)SiCl4(g)Si(s)4HCl(g)H240.4 kJ·mol1H2SiO3(或H4SiO4)和HCl爆炸(2)4