硅的性質(zhì)與應(yīng)用習(xí)題及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上碳、硅的性質(zhì)與應(yīng)用習(xí)題一、選擇題(本題包括10小題，每小題6分，共60分)1.據(jù)參考消息報(bào)道，有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”、“未來(lái)的石油”的觀點(diǎn)。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開(kāi)發(fā)利用，下列關(guān)于其有利因素的說(shuō)法中，你認(rèn)為不妥的是()A.便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料B.自然界的含硅化合物易開(kāi)采C.硅燃燒放出的熱量大，燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染程度低且容易有效控制D.自然界中存在大量單質(zhì)硅2.(預(yù)測(cè)題)下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)法正確的是()硅是構(gòu)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(dǎo)纖維 陶瓷是

2、人類(lèi)應(yīng)用很早的硅酸鹽材料A.B.C.D.3.下列說(shuō)法不正確的是()A.在粗硅的制取中，2CSiO2Si2CO硅被還原，并不能說(shuō)明碳的還原性大于硅的還原性B.用SiO2制取硅酸，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后通CO2C.(2011江蘇高考)二氧化硅不與任何酸反應(yīng)，可用石英制造耐酸容器D.(2011廣東高考)精煉粗鋁時(shí)要清除坩堝表面的石英砂，鋁與石英砂反應(yīng)的方程式為3SiO24Al3Si2Al2O34.(2012蚌埠模擬)根據(jù)陳述的知識(shí)，類(lèi)推得出的結(jié)論正確的是()A.Fe3O4可以表示為FeOFe2O3，則Pb3O4也可以表示為PbOPb2O3B.苯不可使酸性高錳酸鉀溶液退色，則甲苯也不可

3、以使其退色C.Si是半導(dǎo)體材料，則Ge也是半導(dǎo)體材料D.鎂條在空氣中燃燒生成的氧化物是MgO，則鈉在空氣中燃燒生成的氧化物是Na2O5.(2012鄭州模擬)下列各物品或材料的主要成分為硅酸鹽的是()A.水玻璃 B.光導(dǎo)纖維C.計(jì)算機(jī)芯片 D.石英鐘表6.下列關(guān)于硅酸鹽材料的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.生活中常見(jiàn)的硅酸鹽材料有玻璃、水泥、陶瓷 B.普通玻璃的主要成分是SiO2C.陶瓷的主要原料是黏土 D.硅酸鹽水泥以石灰石和黏土為主要原料7.以氮化硅(Si3N4)和氧化鋁(Al2O3)為原料，采用常壓燒結(jié)或熱壓工藝制備賽倫。賽倫的化學(xué)通式為Si6xAlxOxN8x，以耐高溫、高強(qiáng)度、超硬度、耐磨損、抗腐

4、蝕等性能為主要特征，因此，在冶金、機(jī)械、光學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。它屬于()A.金屬材料 B.有機(jī)高分子材料 C.新型無(wú)機(jī)非金屬材料 D.無(wú)機(jī)高分子材料8.已知硅能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出氫氣，同時(shí)生成硅酸鈉。現(xiàn)有一種粗鋁含鐵、硅兩種雜質(zhì)，取等質(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，則粗鋁中鐵和硅的物質(zhì)的量之比為()A.11B.21C.12D.319.(易錯(cuò)題)將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后得到的固體物質(zhì)是()A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3 C.Na2CO3、SiO2 D.SiO

5、210.(2012銀川模擬)科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示：容器中進(jìn)行的反應(yīng)為Si(粗)3HCl(g)=SiHCl3(l)H2(g)；容器中進(jìn)行的反應(yīng)為SiHCl3H2=Si(純)3HCl。下列說(shuō)法中正確的是()A.該工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用B.最好用分液的方法分離Si和SiHCl3C.反應(yīng)和中HCl均作氧化劑D.反應(yīng)和屬于可逆反應(yīng)二、非選擇題(本題包括3小題，共40分)11.(12分)在下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系中，A是一種固體單質(zhì)，且常作半導(dǎo)體材料，E是一種白色沉淀，F(xiàn)是最輕的氣體單質(zhì)。據(jù)此填寫(xiě)：(1)B的化學(xué)式是，目前在現(xiàn)代通訊方面B已被用作的主要原料。

6、(2)B和a溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(3)C和過(guò)量鹽酸反應(yīng)的離子方程式是_。12.(14分)硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅，工業(yè)上可按如下流程制備高純硅。試回答下列問(wèn)題：(1)第步制備粗硅的化學(xué)方程式為_(kāi)，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。第步反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)坩堝常用于實(shí)驗(yàn)室灼燒或熔融固體物質(zhì)，則熔融燒堿時(shí)，不能使用的坩堝是_(填字母)。A.普通玻璃坩堝 B.石英坩堝 C.陶瓷坩堝 D.鐵坩堝(3)整個(gè)制備粗硅的過(guò)程中必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiCl4在潮濕的空氣中會(huì)水解而產(chǎn)生HCl和H2SiO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(4)二氧化硅被大量用

7、于生產(chǎn)玻璃。將SiO2、Na2CO3和CaCO3共283 kg在高溫下完全反應(yīng)時(shí)放出CO2 44 kg，生產(chǎn)出的玻璃可用化學(xué)式Na2SiO3CaSiO3xSiO2表示，則其中x_。13.(14分)(易錯(cuò)題)材料科學(xué)是近年來(lái)與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)研究的熱點(diǎn)，某新型無(wú)機(jī)非金屬材料K由兩種非金屬元素組成，它是一種超硬物質(zhì)，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊、抗氧化的特性，它是以中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)物質(zhì)為原料來(lái)生產(chǎn)的。如圖所示為其生產(chǎn)過(guò)程，其中虛線框內(nèi)的轉(zhuǎn)化是為探究C的組成而設(shè)計(jì)的；G、F、H均難溶于水且為白色固體；圖中除M、K(均含A元素)外均為中學(xué)化學(xué)中的常見(jiàn)物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出化學(xué)式：?jiǎn)钨|(zhì)B，化合物F

8、_，化合物C。(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式：反應(yīng)_；反應(yīng)_。(3)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。答案解析1.【解析】選D。硅是固體，便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存；硅常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，是非常安全的；硅在自然界存在廣泛，硅化合物易開(kāi)采，其燃燒產(chǎn)物為SiO2，對(duì)環(huán)境污染程度低；自然界沒(méi)有游離態(tài)的硅，因此，D是錯(cuò)誤的。2.【解析】選B。水晶飾物的主要成分是SiO2，錯(cuò)誤；用于制作光導(dǎo)纖維的是SiO2，錯(cuò)誤。3.【解析】選C。由于碳的非金屬性強(qiáng)于硅，故碳的還原性弱于硅，A正確；SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，C不正確。4.【解析】選C。Pb3O4中由于含有2價(jià)和4價(jià)Pb，故應(yīng)表示為2PbOPbO2，A不正確；甲苯可被酸性KMnO

9、4溶液氧化為苯甲酸，可使酸性KMnO4退色，B不正確；Si、Ge均位于金屬與非金屬分界線附近，均可作半導(dǎo)體材料，C正確；鈉在空氣中燃燒生成Na2O2，D不正確。5. 【解析】選A。水玻璃是Na2SiO3水溶液，故主要成分是硅酸鹽。6. 【解析】選B。普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。7. 【解析】選C。由于賽倫具有耐高溫、高強(qiáng)度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕等性能，故屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料。8.【解析】選B。由于鋁與酸或堿反應(yīng)放出氣體的體積相等，所以應(yīng)該是其中的硅跟堿反應(yīng)與鐵跟酸反應(yīng)產(chǎn)生的H2的質(zhì)量相等：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H21 mol 4 gFe2HC

10、l=FeCl2H21 mol 2 g當(dāng)混合物投入鹽酸中時(shí)，鐵反應(yīng)放出氫氣；當(dāng)混合物投入氫氧化鈉溶液中時(shí)硅反應(yīng)放出氫氣，通過(guò)上面兩個(gè)式子，可以看出放出質(zhì)量相同的氫氣，硅和鐵的物質(zhì)的量的比為12。9.【解析】選A。將足量CO2氣體通入水玻璃中，發(fā)生反應(yīng)：2CO2Na2SiO32H2O=H2SiO32NaHCO3；加熱蒸干高溫灼燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)：H2SiO3H2OSiO2；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，各反應(yīng)物存在如下關(guān)系：H2SiO32NaHCO3，H2SiO3SiO2,2NaHCO3Na2CO3SiO2，由上述關(guān)系可知，最后所得固體物質(zhì)是Na2Si

11、O3，故選A項(xiàng)?！菊`區(qū)警示】本題易錯(cuò)選C，錯(cuò)因主要是容易忽視在高溫條件下充分灼燒時(shí)，Na2CO3和SiO2還能夠繼續(xù)反應(yīng)生成Na2SiO3。10. 【解析】選A。該工藝流程中HCl和H2兩種氣體可循環(huán)使用；分離Si與SiHCl3可用過(guò)濾方法；反應(yīng)中HCl是生成物，是氧化產(chǎn)物；反應(yīng)、不在同一條件下進(jìn)行不是可逆反應(yīng)。11. 【解題指南】該題的突破口為：(1)A是固體單質(zhì)，常作半導(dǎo)體材料。(2)F是最輕的氣體單質(zhì)?！窘馕觥緼是固體單質(zhì)且為半導(dǎo)體材料，所以A為Si，則B為SiO2(常用作制光導(dǎo)纖維)，根據(jù)框圖中的關(guān)系知E中含有Si元素，且是加入過(guò)量鹽酸生成的白色沉淀，所以E為H2SiO3，則a為NaO

12、H，C為Na2SiO3，D為H2O，而F是最輕的氣體單質(zhì)，所以F為H2，SiO2與NaOH反應(yīng)的離子方程式為：SiO22OH=SiOH2O。答案：(1)SiO2制光導(dǎo)纖維(2)SiO22OH=SiOH2O(3)SiO2H=H2SiO312.【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn)：(1)燒堿是堿性物質(zhì)，可與含SiO2的硅酸鹽制品發(fā)生反應(yīng)；(2)守恒觀點(diǎn)在化學(xué)計(jì)算中的正確應(yīng)用。【解析】(1)制備粗硅時(shí)SiO22CSi2CO，該反應(yīng)中C是還原劑，SiO2是氧化劑，故氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為12，第步是SiCl4變成高純硅的過(guò)程，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiCl42H2Si4HCl。(2)熔融燒堿不能用含

13、SiO2的硅酸鹽制品的坩堝，則除鐵坩堝外，其他均不能使用。(3)SiCl4水解的生成物為HCl和H2SiO3，故水解方程式為：SiCl43H2O=4HClH2SiO3。(4)根據(jù)玻璃的表示式Na2SiO3CaSiO3xSiO2可知，Na2SiO3和CaSiO3的物質(zhì)的量相等，則根據(jù)Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2CaCO3SiO2CaSiO3CO2由于產(chǎn)生的CO2是44 kg，共1 000 mol，則生成Na2SiO3 500 mol。生成CaSiO3500 mol，則根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒可得剩余SiO2的物質(zhì)的量為：n(SiO2)2 000 mol則可知x4。答案：(1)SiO22C

14、Si2CO12SiCl42H2Si4HCl(2)A、B、C(3)SiCl43H2O=4HClH2SiO3(4)4【方法技巧】硅酸鹽化學(xué)式改寫(xiě)成氧化物形式的方法(1)氧化物之間以“ ”隔開(kāi)，化學(xué)計(jì)量數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)化為整數(shù)。如長(zhǎng)石：KAlSi3O8不能寫(xiě)成K2OAl2O33SiO2，應(yīng)寫(xiě)成K2OAl2O36SiO2。(2)硅酸鹽用氧化物的形式表示時(shí)，遵循各元素化合價(jià)不變的原則，且一般活潑金屬排在前面。13.【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn)：(1)由化合物A(NH2)4可推知A最外層有4個(gè)電子；(2)化合物C溶于水生成E可與AgNO3溶液生成G(AgCl)，且G不溶于稀硝酸可推知化合物C中含Cl元素。【解析】與硝酸銀溶液反應(yīng)生成難溶于稀硝酸的白色固體可確定其為AgCl，因此C中有Cl元素。溶于堿性溶液，加入二氧化碳可以得到白色沉淀的物質(zhì)為偏鋁酸鈉或硅酸鈉，另根據(jù)組成K的元素為兩種非金屬元素，可確定含有硅元素。由M的化學(xué)式和反應(yīng)條件可知K由Si和N兩種元素組成。由化合物M的結(jié)構(gòu)可推測(cè)A有