高考化學一輪復(fù)習《無機非金屬材料的主角-硅》45分鐘限時強化訓練

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《無機非金屬材料的主角——硅》 （考試時間：45分鐘 滿分：100分） 第I卷 選擇題 一、選擇題（每小題5分，共60分） 1、我國漢代器物上和秦俑彩繪用的顏料“漢紫”，直到近年來人們才研究出來其成分為紫色的硅酸銅鋇（銅為＋2價），它的化學式為：BaCuSi2Ox，則x的值為( ) A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 2、高嶺土的組成可表示為Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的數(shù)值分別是( ) A. 7，2 B. 5，4 C. 6，3 D. 3，6 3、顏色鮮艷的蛇紋石可作為裝飾品，已知蛇紋石的化學式可寫作為Mgx(Si4O10)(OH)6，其中x的值為( ) A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 4、有些科學家提出硅是“21世紀的能源”，這主要是由于作為半導體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列關(guān)于硅的說法不正確的是( ) A. 自然界硅的貯量豐富 B. 自然界中存在大量的單質(zhì)硅 C. 高純度的硅被廣泛用于制作計算機芯片 D. 硅橡膠可用于制作人造皮膚 5、下列關(guān)于硅和二氧化硅的敘述不正確的是( ) A. 晶體硅和二氧化硅晶體的結(jié)構(gòu)都類似于金剛石 B. 晶體硅和二氧化硅晶體都常用來制造電子部件 C. 硅和二氧化硅都不與酸（氫氟酸除外）反應(yīng) D. 硅和二氧化硅都廣泛存在于自然界中，天然單質(zhì)硅叫硅石 6、下列敘述中錯誤的是( ) A. 石灰石、高嶺石、石英和水晶的主要成份都是SiO2 B. SiO2是通訊材料光導纖維的主要成份 C. 氧化鋁陶瓷，氮化硅陶瓷都是主要的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 D. 含硅4%（質(zhì)量分數(shù)）的鋼，可制變壓器鐵芯 7、下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是( ) ①硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 ③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導纖維 ④陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 8、下列有關(guān)說法正確的是 (　　) A．信息產(chǎn)業(yè)中的光纜的主要成分是單質(zhì)硅 B．利用激光筆可以區(qū)別雞蛋清和濃鹽水 C．油脂、糖類、蛋白質(zhì)都屬于天然高分子化合物 D．煤經(jīng)氣化、液化和干餾三個物理變化過程，可變?yōu)榍鍧嵞茉? 9、化學與生產(chǎn)、生活、環(huán)境密切相關(guān)。下列說法錯誤的是 A．航天飛機上的隔熱陶瓷瓦屬于復(fù)合材料 B．硫酸鈉溶液和氯化鋇溶液均能使蛋白質(zhì)變性 C．“光化學煙霧”、“硝酸型酸雨”的形成都與氮氧化物有關(guān) D．綠色化學的核心是利用化學原理從源頭上減少或消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染 10、取等質(zhì)量的含F(xiàn)e、Si兩種雜質(zhì)的粗鋁樣品，分別投入足量的稀硫酸和氫氧化鈉中，充分反應(yīng)后都放出相同體積的氫氣(標準狀況)，則粗鋁中得鐵和硅的關(guān)系是（　　） A．物質(zhì)的量之比為1∶1 B．物質(zhì)的量之比為2∶1 C．質(zhì)量之比為1∶1 D．質(zhì)量之比為2∶1 11、化學與科學、技術(shù)、社會、環(huán)境密切相關(guān)，下列做法中不正確的是 A．回收廢舊電池，主要目的是回收其中的金屬 B．減少燃煤使用，改用風能、太陽能等能源，符合“低碳生活”的理念 C．在食品袋中放入盛有硅膠和鐵粉的透氣小袋，可防止食物受潮、氧化變質(zhì) D．用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土吸收水果中的乙烯，可以實現(xiàn)水果保鮮的目的 12、下列物質(zhì)與其用途完全符合的有（ ）條 ①CaCO3—制玻璃； ② SiO2—制光導纖維； ③AgBr—照相底片感光劑； ④NaCl—制純堿； ⑤ Al2O3—焊接鋼軌； ⑥NaClO—消毒劑； ⑦Fe2O3—紅色油漆； ⑧MgO—耐火材料 A．5 B．6 C．7 D．8 第II卷 非選擇題 二、非選擇題（共40分） 13、請回答下列問題: （1）制備硅半導體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷還原法是當前制備高純硅的主要方法,生產(chǎn)過程示意圖如下: ①寫出由純制備高純硅的化學方程式: 。 ②整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。遇水劇烈反應(yīng)生成、HCl和另一種物質(zhì),配平后的化學反應(yīng)方程式為 ;還原過程中若混入可能引起的后果是 。 （2）下列有關(guān)硅材料的說法正確的是 （填字母）。 A．碳化硅化學性質(zhì)穩(wěn)定,可用于生產(chǎn)耐高溫水泥 B．氮化硅硬度大、熔點高,可用于制作高溫陶瓷和軸承 C．高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料——光導纖維 D．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的,其熔點很高 E．鹽酸可以與硅反應(yīng),故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅 （3）硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中,逐滴加入稀硝酸,振蕩。寫出實驗現(xiàn)象并給予解釋 。 14、“蛇紋石石棉”主要成分有二氧化硅、氧化鎂和結(jié)晶水，它的化學式是Mg6（OH）4Si2O5]2。 （1）“蛇紋石石棉”的氧化物形式為 ，其中原子半徑最大的元素 在周期表中的位置是 。 （2）Si原子的最外層的電子排布式為 ，SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學方程式 為 。 （3） SiCl4比SiO2的熔點（填“低”、“高”），原因是 。 （4）從哪些方面不能判斷Si和O的非金屬性強弱 。 A．利用Si和O在周期表中的位置 B．SiO2與水不發(fā)生反應(yīng) C．Si在一定條件下與氧氣反應(yīng)，生成SiO2 D．H2SiO3的酸性比H2O的酸性強 15、晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下： ①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅 ②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2 ③SiHCl3與過量H2在1 000～1 100 ℃反應(yīng)制得純硅。 已知SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。 請回答下列問題： （1）第①步制備粗硅的化學反應(yīng)方程式為 。 （2）粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3（沸點－33 ℃）中含有少量SiCl4（沸點57.6 ℃）和HCl（沸點－84.7 ℃），提純SiHCl3采用的方法為 。 （3）用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下圖（熱源及夾持裝置略去） ①裝置B中的試劑是 。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是 。 ②反應(yīng)一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是 ，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是 。 裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為 。 ③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及 ④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑是（填寫字母代號） 。 a．碘水　b．氯水　c．NaOH溶液　d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液 16、CCTV對“南澳一號”沉船的考古進行了兩個小時的現(xiàn)場直播，從沉船中發(fā)現(xiàn)了大量宋代精美瓷器，體現(xiàn)了燦爛的中華文明。 青花瓷胎體的原料——高嶺土Al2Si2O5（OH）x]，可摻進瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是鉀長石（KAlSi3O8），在1300℃左右一次燒成的釉可形成精美的青花瓷。 （1）下列說法正確的是 （填序號）。 A．高嶺土分子中x＝2 B．鉀長石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液 C．燒制青花瓷過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學變化 D．青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品 （2）在“南澳一號”考古直播過程中，需用高純度SiO2制造的光纖。如圖是用海邊的石英砂（含氯化鈉、氧化鋁等雜質(zhì)）制備二氧化硅粗產(chǎn)品的工藝流程： ①洗滌石英砂的目的是 。 ②二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是 ③在以上流程中，要將洗凈的石英砂研磨成粉末，目的是 。 ④工業(yè)上常用純凈石英砂與C在高溫下發(fā)生反應(yīng)制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1：1。下列說法正確的是 （填序號）。 A．SiC性質(zhì)穩(wěn)定，能用于制造抗高溫水泥 B．制造粗硅時的反應(yīng)為：2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑ C．在以上流程中，將鹽酸改為NaOH溶液，也可達到目的 D．純凈的SiO2只能用于制造光導纖維 參考答案 1.D 2.B 3.B 4.B 5.D 6.A 7.C 8.B A項，光纜的主要成分為SiO2。B項，雞蛋清為膠體溶液，具有丁達爾效應(yīng)。C項，油脂及糖類中的單糖、二糖均不是高分子化合物。D項，煤的氣化和液化及干餾均為化學變化。 9.B 10.B 由應(yīng)2Al+6H+═2Al3++3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑， 則等質(zhì)量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液中，充分反應(yīng)后都放出等量的氫氣， 則反應(yīng)Fe+2H+═Fe2++H2↑、Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑中生成的氫氣相同， 若都生成2molH2，n（Fe）=2mol，n（Si）=1mol， 則粗鋁中鐵和硅的物質(zhì)的量比為2mol：1mol=2：1，質(zhì)量之比為4：1。 故選B。 11.A 12.C ⑤ Al2O3—焊接鋼軌；這個是不符合的，因為用的是鋁和鐵的氧化物。真他都正確因此選C。 13.（1）①Si+3HCl②↑ 發(fā)生爆炸（2）BC（3）有白色膠狀沉淀生成,反應(yīng)原理為 Na2SiO3 + 2HNO3 = H2SiO3↓+ 2NaNO3 （1）①根據(jù)原子守恒即質(zhì)量守恒可以寫出SiHCl3與H2反應(yīng)的化學方程式。 ②SiHCl3和H2O劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，分析它們化合價的變化可知， ，而Cl的化合價未發(fā)生變化，因此另一種元素即H元素的化合價必定降低，即另一種物質(zhì)是H2。 （2）SiC和Si3N4均為原子晶體，熔點高，性質(zhì)穩(wěn)定，A、B正確。光導纖維的材料為SiO2，C正確。玻璃是一種玻璃態(tài)物質(zhì)，無固定的熔點。鹽酸不能與硅反應(yīng)，而HCl在573 K以上的溫度下可與硅發(fā)生反應(yīng)。因此D、E都不正確。 （3）有白色膠狀沉淀生成,HNO3的酸性大于硅酸，所以發(fā)生反應(yīng)：Na2SiO3 + 2HNO3 = H2SiO3↓+ 2NaNO3。 14.（1）6MgO4SiO24H2O 第三周期ⅡA（2）3s23p2 SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O （3）低 SiCl4是分子晶體，晶體中主要作用力是較弱的分子間作用力；SiO2是原子晶體，晶體中的作用力為共價鍵，所以后者的熔點更高（4）BD （1）“蛇紋石石棉”的氧化物形式在進行變換寫法時，將各元素表示成氧化物的形式，注意原子個數(shù)和元素種類不能變，化合價不能改變，故答案為：6MgO4SiO24H2O。其中原子半徑最大的元素是鎂，在周期表中的位置是第三周期ⅡA 。 （2）Si原子的最外層的電子排布式為3s23p2，SiO2是酸性氧化物，與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水，化學方程式為 SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O 。 （3）SiCl4是分子晶體而SiO2是原子晶體，故后都的熔點高。 （4）從哪些方面不能判斷Si和O的非金屬性強弱A．利用Si和O在周期表中的位置處于同一周期左到右元素非金屬性增強，可以判斷。B．SiO2與水不發(fā)生反應(yīng)這不能做為判斷依據(jù)；C．Si在一定條件下與氧氣反應(yīng)，生成SiO2，由于氧的非金屬性強，故化合價為負；可以判斷。D．H2SiO3的酸性比H2O的酸性強，無法判斷。故選BD。 15.（1）SiO2＋2C Si＋2CO↑（3）①濃硫酸　使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化?、谟泄腆w生成　在該反應(yīng)溫度下，普通玻璃管會軟化 SiHCl3＋H2Si＋3HCl ③排盡裝置內(nèi)的空氣?、躡d 解決分離沸點不同的液體方法就是分餾；根據(jù)題干“SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中自燃”可知道H2的作用之一就是排盡裝置內(nèi)空氣，防止SiHCl3自燃，而且H2必須是干燥的，可知B的作用就是干燥H2，所以選用濃H2SO4。由于通入D中應(yīng)是穩(wěn)定的SiHCl3與過量H2的氣流。所以C裝置要加熱，并且是水浴加熱。由D裝置應(yīng)加熱到1 000～1 100 ℃，所以必須用石英管。鑒定是否含鐵單質(zhì)，用稀HCl溶解后生成Fe2＋，如果選用NaOH會將生成的Si也溶解，所以考慮轉(zhuǎn)化為Fe3＋后再檢驗，故選b、d。 16.（1）CD（2）①除去石英砂中的NaCl雜質(zhì) ②SiO2＋2OH－=SiO32-＋H2O ③增大反應(yīng)物之間的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率 ④B