2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第5單元 第1節(jié)《無機(jī)非金屬材料的主角 硅》課時(shí)檢測(cè).doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第5單元 第1節(jié)《無機(jī)非金屬材料的主角 硅》課時(shí)檢測(cè) 一、單項(xiàng)選擇題(本大題共24分，每小題4分，每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)) 1．下列表述正確的是(　　)。 ①人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級(jí)耐火材料，主要成分是二氧化硅；②化學(xué)家采用瑪瑙研缽研磨固體反應(yīng)物進(jìn)行無熔劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽；③提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料；④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護(hù)眼睛；⑤太陽能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能。 A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤ 2．二氧化硅(SiO2)又稱硅石，是制備硅及其化合物的重要原料。下列說法正確的是(　　)。 A．SiO2既能與HF反應(yīng)，又能與NaOH反應(yīng)，屬于兩性氧化物 B．SiO2和Si都是光導(dǎo)纖維材料 C．利用SiO2與NaOH溶液反應(yīng)可制取水玻璃 D．制取Si的過程中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng) 3．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．其單質(zhì)在加熱時(shí)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) 4．假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(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．硅便于運(yùn)輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料 B．自然界中存在大量單質(zhì)硅 C．硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染程度低，容易有效控制 D．自然界中硅的貯量豐富 5．某短周期非金屬元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半，該元素(　　)。 A．在自然界中只以化合態(tài)的形式存在 B．單質(zhì)常用作半導(dǎo)體材料和光導(dǎo)纖維 C．最高價(jià)氧化物不與酸反應(yīng) D．氣態(tài)氫化物比甲烷穩(wěn)定 6．四氯化硅還原法是當(dāng)前制備較高純度硅的一種方法，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)。下列說法合理的是(　　)。 A．光導(dǎo)纖維的主要成分是硅單質(zhì) B．減小壓強(qiáng)有利于加快化學(xué)反應(yīng)速率 C．高溫下，氫氣的還原性強(qiáng)于硅 D．混入少量空氣對(duì)上述反應(yīng)無影響 二、雙項(xiàng)選擇題(本大題共12分，每小題6分，每小題有二個(gè)正確選項(xiàng)。選對(duì)一個(gè)給3分，選錯(cuò)一個(gè)不給分) 7．下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是(　　)。 A．二氧化硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料 B．硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料 C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng) D．加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng) 8．Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是(　　)。 A．Al2O3、MgO和SiO2都不溶于水 B．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固體 C．Al2O3、MgO和SiO2都是氧化物 D．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔點(diǎn) 三、非選擇題(本大題共64分) 9．(16分)(xx年廣東佛山模擬)多晶硅(硅單質(zhì)的一種)被稱為“微電子大廈的基石”制備中副產(chǎn)物以SiCl4為主，它對(duì)環(huán)境污染很大，能遇水強(qiáng)烈水解，放出大量的熱。研究人員利用SiCl4水解生成的鹽酸和鋇礦粉(主要成分為BaCO3，且含有鈣、鐵、鎂等離子)制備BaCl22H2O，工藝流程如下。已知常溫下Fe3＋、Mg2＋完全沉淀的pH分別是：3.4、12.4。 (1)SiCl4水解控制在40 ℃以下的原因是____________________________________。已知：SiCl4(s)＋H2(g)===SiHCl3(s)＋HCl(g)　ΔH1＝47 kJmol－1SiHCl3(s)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g)　ΔH2＝189 kJmol－1則由SiCl4制備硅的熱化學(xué)方程式為：_____________________________。 (2)加鋇礦粉時(shí)生成BaCl2的離子反應(yīng)方程式是：________________________________。 (3)加20%NaOH調(diào)節(jié)pH＝12.5，得到濾渣A的主要成分是__________________，控制溫度70 ℃的目的是____________________________。 (4)BaCl2濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾，再經(jīng)真空干燥后得到BaCl22H2O。實(shí)驗(yàn)室中蒸發(fā)濃縮用到的含硅酸鹽的儀器有________種。 (5)為體現(xiàn)該工藝的綠色化學(xué)思想，該工藝中能循環(huán)利用的物質(zhì)是______________。 10．(16分)碳酸鈉與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活緊密相關(guān)。工業(yè)碳酸鈉大多采用侯氏制堿法制取，所得碳酸鈉樣品中往往含有少量NaCl，現(xiàn)欲測(cè)定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某探究性學(xué)習(xí)小組分別設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案。請(qǐng)回答下列有關(guān)問題： 方案一：沉淀分析法。 (1)把一定質(zhì)量的樣品溶解后加入過量的CaCl2溶液，將所得沉淀________(填操作)、洗滌、烘干、稱量，洗滌沉淀的操作是___________________________________________ _______________________________________________________________________________。 方案二：氣體分析法。 (2)把一定量的樣品與足量鹽酸反應(yīng)后，用下圖所示裝置測(cè)定產(chǎn)生CO2的體積，為了確保測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，B中的溶液最好采用______________，但選用該溶液后實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍然不夠準(zhǔn)確，其原因是__________________________________________。 方案三：質(zhì)量差分析法。 把一定質(zhì)量的樣品和足量的稀硫酸反應(yīng)，采用如下圖所示裝置，通過稱量反應(yīng)前后盛有堿石灰的干燥管的質(zhì)量，利用其質(zhì)量差求算樣品的純度。 該實(shí)驗(yàn)的操作步驟有：①在干燥管內(nèi)填滿堿石灰，質(zhì)量為m g；②取n g樣品裝入廣口瓶中；③檢驗(yàn)裝置的氣密性；④緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘，再稱量干燥管質(zhì)量為w g；⑤關(guān)閉止水夾；⑥打開止水夾；⑦緩慢加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體為止；⑧緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘。 (3)正確的操作順序是(填序號(hào))： ③→________→⑥→________→⑤→________→⑦→________→④。 (4)若去掉裝置A，測(cè)定結(jié)果________；若去掉裝置B，測(cè)定結(jié)果________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 11．(16分)(xx年海南高考)硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。回答下列問題： (1)1810年瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是________。 (2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有________。 (3)高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下： 反應(yīng)儀器 發(fā)生的主要反應(yīng) 電弧爐 SiO2＋2CSi＋2CO↑ 流化床反應(yīng)器 Si＋3HClSiHCl3＋H2 還原爐 SiHCl3＋H2Si＋3HCl ①用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________________；碳化硅又稱________，其晶體結(jié)構(gòu)與________相似。 ②在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和________。 物質(zhì) Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4 沸點(diǎn)/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 －30.4 －84.9 －111.9 ③SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為________________。 (4)氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是________。 12．(16分)某化學(xué)興趣小組的成員撿到一塊礦石，觀察外觀發(fā)現(xiàn)該礦石堅(jiān)硬且呈紅褐色，投入水中沒有任何變化，再向水中加濃鹽酸至過量，礦石部分溶解，并有大量無色氣體生成。學(xué)生猜測(cè)該礦石可能由CaCO3、SiO2、Fe2O3三種成分組成，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明CaCO3以外的兩種成分。僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、滴管、藥匙、漏斗、漏斗架；2 molL－1鹽酸、2 molL－1NaOH溶液、2%KSCN溶液。 (1)將實(shí)驗(yàn)方案用以下流程示意圖表示，試寫出每步所用試劑名稱或化學(xué)式。 試劑Ⅰ________；試劑Ⅱ________；試劑Ⅲ________。 (2)如果猜測(cè)是成立的，試根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案，敘述實(shí)驗(yàn)操作，預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。 編號(hào) 實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 ① 取適量礦石研細(xì)，加足量2 molL－1鹽酸 有大量無色氣體生成，得棕黃色溶液，且仍有少量固體殘留 ② ③ ④ 第五單元　非金屬及其化合物 第1節(jié)　無機(jī)非金屬材料的主角——硅 1．D　解析：人造剛玉的成分為氧化鋁，①錯(cuò)；瑪瑙的主要成分是二氧化硅，②錯(cuò)；水泥的主要成分是硅酸鈣，③正確；變色眼鏡是在玻璃中添加了溴化銀，而不是氧化亞銅，④錯(cuò)；因?yàn)楣枋前雽?dǎo)體，常用于電池中，既環(huán)保又節(jié)能，⑤正確。 2．C　解析：兩性氧化物的定義為與酸和堿反應(yīng)均生成鹽和水的氧化物，SiO2與HF反應(yīng)得到的SiF4不屬于鹽類，A錯(cuò)誤；SiO2是光導(dǎo)纖維材料，Si為半導(dǎo)體材料，B錯(cuò)誤；水玻璃是NaSiO3的水溶液，C正確；制取Si的過程中涉及了氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。 3．B　解析：CO不溶于水，也不能與NaOH溶液反應(yīng)，A錯(cuò)；SiO2不能溶于水，也不生成相應(yīng)的酸，C錯(cuò)；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)，D錯(cuò)。 4．B　解析：由于Si的親氧性，自然界的硅大都以SiO2和硅酸鹽的形式存在，無單質(zhì)硅存在。 5．A　解析：短周期非金屬元素中，原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)一半的元素只有Si。Si在自然界中只以化合態(tài)存在，A項(xiàng)正確；光導(dǎo)纖維的成分是SiO2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2可與氫氟酸反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；碳的非金屬性強(qiáng)于硅，故CH4比SiH4穩(wěn)定，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．C　解析：光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，A錯(cuò)誤；減小壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率減小，B錯(cuò)誤，高溫下H2能夠還原四氯化硅制備高純硅，因此H2的還原性強(qiáng)于Si，C正確；混入少量空氣，制得的高純硅能夠被空氣中的氧氣氧化，D錯(cuò)誤。 7．AC　解析：硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料，A錯(cuò)誤；硅在常溫下能與F2、氫氟酸等發(fā)生反應(yīng)，C錯(cuò)誤。 8．AD　解析：分析三種氧化物，可知三者都不溶于水且都具有很高的熔點(diǎn)。 9．(1)防止HCl揮發(fā)污染環(huán)境或控制SiCl4的水解速率，防止反應(yīng)過于劇烈　SiCl4(s)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)　ΔH＝236 kJmol－1 (2)BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O (3)Fe(OH)3、Mg(OH)2、Ca(OH)2　確保鈣離子完全除去[或溫度越高，Ca(OH)2溶解度越小] (4)3　(5)BaCl2溶液 解析：(1)由SiCl4制備硅的熱化學(xué)方程式可由題給兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加得到，為SiCl4(s)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)　ΔH＝47 kJmol－1＋189 kJmol－1＝236 kJmol－1；(2)加鋇礦粉生成BaCl2的化學(xué)方程式為：BaCO3＋2HCl===BaCl2＋CO2↑＋H2O；(3)根據(jù)濾液的成分可知，向?yàn)V液中加入20%NaOH調(diào)節(jié)pH＝12.5的目的是將其中的Ca2＋、Fe3＋、Mg2＋等雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，控制溫度70 ℃的目的是控制Ca(OH)2的溶解度，以確保Ca2＋全部轉(zhuǎn)化為Ca(OH)2沉淀除去。(4)在蒸發(fā)濃縮時(shí)用到的含硅酸鹽的儀器有三種，分別是蒸發(fā)皿、玻璃棒和酒精燈。 10．(1)過濾　沿玻璃棒緩慢地向過濾器中加蒸餾水至浸沒沉淀物，使水自然流下，重復(fù)2～3次 (2)飽和NaHCO3溶液　CO2中混有的HCl與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2 (3)②?、唷、佟、? (4)偏大　偏大 解析：測(cè)定碳酸鈉樣品(樣品中混有氯化鈉)中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，即要得到一定質(zhì)量的樣品中含有Na2CO3的質(zhì)量，方法有：設(shè)法將Na2CO3、NaCl轉(zhuǎn)化為沉淀或?qū)a2CO3轉(zhuǎn)化為氣體，然后測(cè)定沉淀的質(zhì)量或氣體的體積來進(jìn)一步轉(zhuǎn)換求算。(1)中沉淀應(yīng)過濾出來，然后洗滌、干燥、稱量。(2)中為保證CO2氣體不溶于B瓶液體，瓶中液體應(yīng)使用飽和NaHCO3溶液，以降低CO2的溶解度；但A中所用鹽酸具有揮發(fā)性，因此CO2中會(huì)混有HCl，HCl會(huì)與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2，從而導(dǎo)致測(cè)得的CO2的體積要比實(shí)際的大。 11．(1)含有硅、碳的鐵合金(或硅鐵) (2)石英砂、純堿和石灰石 (3)①SiO2＋3CSiC＋2CO↑　金剛砂　金剛石(或單晶硅) ②精餾(或蒸餾)?、跦4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl (4)H2、HCl 解析：(3)比較SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl的沸點(diǎn)，可得常溫下SiHCl3、SiCl4為液體，SiH2Cl2、SiH3Cl為氣體，沉降除去產(chǎn)物中的固體后，冷凝得到SiHCl3、SiCl4的混合液體，蒸餾可分離二者。 12．(1)2%KSCN溶液　2 molL－1NaOH溶液　2 molL－1鹽酸 (2)②向溶液中滴入幾滴KSCN溶液　溶液變成紅色，說明礦石中有Fe2O3?、巯驓?jiān)屑尤? molL－1NaOH溶液　殘?jiān)芙?，得無色溶液　④向溶液中加入少量2 molL－1鹽酸　產(chǎn)生白色沉淀，說明礦石中含有SiO2 解析：由于礦石的成分為CaCO3、Fe2O3、SiO2，依據(jù)三者的化學(xué)性質(zhì)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)流程為：