高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)規(guī)范練10《無機(jī)非金屬材料的主角-硅》(含詳解)

1、PAGE PAGE 9考點(diǎn)規(guī)范練10無機(jī)非金屬材料的主角硅(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.(2018廣東佛山教學(xué)質(zhì)量檢測一)2017年國產(chǎn)大飛機(jī)C919試飛成功,化學(xué)工作者研發(fā)的新材料發(fā)揮了重要作用。下列關(guān)于C919的說法中錯(cuò)誤的是()A.機(jī)身涂料中的氫氧化鋁有阻燃作用B.發(fā)動(dòng)機(jī)使用的高溫陶瓷材料氮化硅屬于硅酸鹽產(chǎn)品C.使用的碳纖維復(fù)合材料能經(jīng)受許多由溫差帶來的“冷凍熱蒸”的考驗(yàn)D.使用的第三代鋁鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度、優(yōu)良的耐低溫等性能2.下列敘述不正確的是()A.粗硅SiCl4Si的轉(zhuǎn)化均能一步實(shí)現(xiàn)B

2、.甲乙丙的轉(zhuǎn)化中,若甲為焦炭,則丁可能是O2C.單質(zhì)硅常用作半導(dǎo)體材料和制作光導(dǎo)纖維D.高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅3.(2018太原模擬)下列敘述正確的是()氧化鋁是一種比較好的耐火材料,可用來制造耐火坩堝氧化鐵常用于制作紅色油漆和涂料硅酸鈉是制備硅膠和木材防火劑的原料用純堿、石灰石、石英為原料可制普通玻璃石灰石、石英和水晶的主要成分都是SiO2A.B.C.D.4.近年來科學(xué)家制造出大量的新物質(zhì),對下列三種物質(zhì)的相關(guān)說法錯(cuò)誤的是()石墨烯:從石墨中分離出來,是最薄、最堅(jiān)硬的物質(zhì)石墨炔:平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的全碳分子,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性納米碳管:具有優(yōu)良的場發(fā)射性能,制作成陰極顯示管、儲(chǔ)氫材料A

3、.石墨烯具有良好的導(dǎo)電性B.上述三種物質(zhì)與金剛石互為同素異形體C.石墨炔孔徑略大于H2分子的直徑,可作H2的提純薄膜D.上述三種物質(zhì)與濃硫酸都能發(fā)生反應(yīng),但反應(yīng)產(chǎn)物不同5.下列說法正確的是()A.高溫下,可在試管內(nèi)完成焦炭和石英砂制硅的反應(yīng)B.自然界中硅的儲(chǔ)量豐富,自然界中存在大量的單質(zhì)硅C.現(xiàn)代海戰(zhàn)通過噴放液體SiCl4(極易水解)和液氨可產(chǎn)生煙幕,其主要成分是NH4ClD.從燃煤煙道灰中(含GeO2)提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge),不涉及氧化還原反應(yīng)6.(2018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(

4、l)+H2(g);容器中進(jìn)行的反應(yīng)為SiHCl3+H2Si(純)+3HCl。下列說法中正確的是()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)和均屬于可逆反應(yīng)7.在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C。下列說法正確的是()A.元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體B.Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2+)r(Mg)C.在該反應(yīng)條件下,Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性D.該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能8.下列離子方程式的書寫正確的是()A.水玻璃中通入過量二氧化碳:Na2SiO3+CO2+H2O2Na+CO32-+H2

5、SiO3B.澄清石灰水中通入過量二氧化碳:Ca(OH)2+2CO2Ca2+2HCO3-C.硅與氫氟酸的反應(yīng):Si+4H+4F-SiF4+2H2D.二氧化硅溶于燒堿溶液中:SiO2+2OH-SiO32-+H2O9.C、Si、S都是自然界中含量豐富的非金屬元素,下列關(guān)于其單質(zhì)及化合物的說法中正確的是()A.三種元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)B.C、Si、S的氧化物都屬于酸性氧化物,能與堿反應(yīng)C.最低價(jià)的氣態(tài)氫化物都具有還原性,一定條件下可與O2發(fā)生反應(yīng)D.其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱:H2SO4H2SiO3H2CO310.某溶液中含有SiO32-、Br-、CO32-、Na+,向該溶液中通

6、入過量的Cl2,下列判斷不正確的是()A.SiO32-和Br-濃度都會(huì)減小B.溶液顏色會(huì)發(fā)生變化C.該過程中不會(huì)有沉淀生成D.離子濃度基本保持不變的只有Na+二、非選擇題(本題共5小題,共50分)11.(8分)X是一種新型無機(jī)非金屬材料,具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊性。有關(guān)生產(chǎn)過程如下:為了確定C的組成,某同學(xué)進(jìn)行了以下的探究過程。已知F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀,I可用于制造光導(dǎo)纖維。按要求回答下列問題:(1)C的化學(xué)式為;X的化學(xué)式為。(2)寫出下列方程式:反應(yīng)的化學(xué)方程式;反應(yīng)的離子方程式。12.(10分)金剛石、SiC具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性,應(yīng)用廣泛。(1)碳與短周期元素Q

7、的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見氣態(tài)化合物,其中一種化合物R為非極性分子。碳元素在周期表中的位置是,Q是(填名稱),R的電子式為。(2)一定條件下,Na還原CCl4可制備金剛石。反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后,回收其中的CCl4的實(shí)驗(yàn)操作名稱為,除去粗產(chǎn)品中少量鈉的試劑為。(3)碳還原SiO2制SiC,其粗產(chǎn)品中雜質(zhì)為Si和SiO2?，F(xiàn)將20.0 g SiC粗產(chǎn)品加入過量的NaOH溶液中充分反應(yīng),收集到0.1 mol氫氣,過濾得SiC固體11.4 g,濾液稀釋到1 L。生成氫氣的離子方程式為,硅酸鹽的物質(zhì)的量濃度為。(4)下列敘述正確的有(填序號)。Na還原CCl4的反應(yīng)、Cl2與H2O的反應(yīng)均是置換反應(yīng)水晶

8、、干冰熔化時(shí)克服粒子間作用力的類型相同Na2SiO3溶液與SO3的反應(yīng)可用于推斷Si與S的非金屬性強(qiáng)弱鈉、鋰分別在空氣中燃燒,生成的氧化物中陰陽離子數(shù)目比均為1213.(10分)金屬鋁質(zhì)輕且有良好的防腐蝕性,在國防工業(yè)中有非常重要的作用,利用鋁熱反應(yīng)完成鋼軌的焊接非常方便迅速。完成下列填空:(1)在特制漏斗中將鋁熱劑混合均勻后,引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是。(2)硅與鋁同周期,地殼里硅、鋁的含量硅(填“”“r(Mg2+),B項(xiàng)錯(cuò)誤;化學(xué)方程式為2Mg+CO22MgO+C,還原劑為Mg,還原產(chǎn)物為C,根據(jù)還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性知,Mg的還原性強(qiáng)于C的,C項(xiàng)正確;燃燒過程中除了熱能還有光能等其

9、他形式的能量放出,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.DNa2SiO3是強(qiáng)電解質(zhì),應(yīng)拆成Na+、SiO32-,通入過量CO2應(yīng)生成HCO3-,A項(xiàng)錯(cuò)誤;澄清石灰水中通入過量二氧化碳的離子方程式為CO2+OH-HCO3-,B項(xiàng)錯(cuò)誤;氫氟酸是弱酸,不能拆分成H+和F-,C項(xiàng)錯(cuò)誤。9.C硅是親氧元素,硅元素在自然界中以硅酸鹽、二氧化硅的形式存在,A錯(cuò)誤;CO是不成鹽氧化物,不與堿反應(yīng),B錯(cuò)誤;最低價(jià)的氣態(tài)氫化物化合價(jià)只能升高,具有還原性,一定條件下可與氧氣反應(yīng),C正確;碳的非金屬性比硅強(qiáng),則碳酸酸性強(qiáng)于硅酸,酸性:H2SO4H2CO3H2SiO3,D錯(cuò)誤。10.C溶液中含有SiO32-、Br-、CO32-、Na+,向該溶

10、液中通入過量的Cl2,溶液呈酸性,SiO32-、CO32-均與H+反應(yīng),前者生成H2SiO3沉淀,后者生成CO2氣體,溶液中Br-與Cl2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Br2,故溶液中SiO32-和Br-濃度都會(huì)減小,A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;原溶液為無色溶液,通入過量的Cl2后會(huì)有Br2生成,溶液呈橙色,B項(xiàng)正確;Na+不與Cl2反應(yīng),故其濃度基本保持不變,D項(xiàng)正確。11.答案(1)SiCl4Si3N4(2)Si+2Cl2SiCl4SiO32-+2H2O+2CO2H2SiO3+2HCO3-解析本題可從I入手推斷,I可用于制造光導(dǎo)纖維,故其為二氧化硅,F為硅酸,H為硅酸鈉,E為HCl,C為四氯化硅,X為Si3

11、N4。反應(yīng)為Si與Cl2反應(yīng)生成SiCl4,反應(yīng)為硅酸鈉與過量的二氧化碳反應(yīng)生成硅酸和碳酸氫鈉。12.答案(1)第二周期第A族氧OCO(2)過濾乙醇或水(合理即可)(3)Si+2OH-+H2OSiO32-+2H20.17 molL-1(4)解析(1)由題意可知元素Q為O(氧),形成的化合物R為CO2,其電子式為OCO。(2)因?yàn)镃Cl4為液體,C(金剛石)和Na都為固體,所以用過濾法分離;除去C(金剛石)中的Na可以用水或乙醇。(3)混合物中的Si可以與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣,離子方程式為Si+2OH-+H2OSiO32-+2H2。由于雜質(zhì)SiO2也能生成Na2SiO3,所以可先求混合物中S

12、iO2的質(zhì)量,再求硅酸鹽的物質(zhì)的量濃度。Si2H228g2mol1.4g0.1molm(SiO2)=20.0g-11.4g-1.4g=7.2gn(SiO2)=0.12mol所以n(Na2SiO3)=n(Si)+n(SiO2)=1.4g28gmol-1+0.12mol=0.17molc(Na2SiO3)=0.17mol1L=0.17molL-1。(4)中Cl2與H2O的反應(yīng)不是置換反應(yīng);中水晶熔化克服的是共價(jià)鍵,干冰熔化克服的是分子間作用力,兩者不同。13.答案(1)鋪上一層KClO3粉末,點(diǎn)燃插入的鎂條(2)2Al2O3(熔融)4Al+3O2(3)Na2OAl2O36SiO2CaAl2Si2O

13、8(4)0.4 mol0.6 mol解析(1)氧化鐵與鋁在高溫條件下發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成氧化鋁和鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3,為使反應(yīng)順利進(jìn)行,可加入氯酸鉀,為助燃劑,同時(shí)插上鎂條作為引燃劑,點(diǎn)燃鎂條時(shí)反應(yīng)放出大量的熱引發(fā)反應(yīng)進(jìn)行,所以引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是加少量KClO3,插上鎂條并將其點(diǎn)燃。(2)地殼中含量排在前五位的元素分別是O、Si、Al、Fe、Ca,地殼里硅的含量大于鋁;工業(yè)上通過電解氧化鋁冶煉金屬鋁。(3)結(jié)合鈉長石的化學(xué)式及化合物中各元素的化合價(jià)代數(shù)和等于0可得鈣長石的氧化物形式為CaOAl2O32SiO2,則鈣長石的化學(xué)式為CaAl2Si2O8。(4

14、)A中Al、Si與氫氧化鈉溶液反應(yīng),B中Al、Mg與鹽酸反應(yīng),A和B中Al反應(yīng)放出的氣體相等,因此兩份氣體差和質(zhì)量差均來源于Mg、Si,Si、Mg與生成氫氣的物質(zhì)的量關(guān)系為Si2H2、MgH2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下2240mL氣體的物質(zhì)的量為2.24L22.4Lmol-1=0.1mol,通過討論分析可知合金中Mg的質(zhì)量大于Si,Si反應(yīng)放出的氣體體積大于Mg反應(yīng)放出的氣體。設(shè)A中含有的Si的物質(zhì)的量為x,B中含有Mg的物質(zhì)的量為y,由質(zhì)量差可得:24gmol-1y-28gmol-1x=1.60g由氣體相差0.1mol可得:2x-y=0.1mol,聯(lián)立求得:x=0.2mol,y=0.3mol,則100g該

15、鋁合金樣品中Si和Mg的物質(zhì)的量分別為0.4mol、0.6mol。14.答案(1)(2)SiO2+4HFSiF4+2H2O(3)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3D解析含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料,則A元素是Si;含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通信材料光導(dǎo)纖維,則C是SiO2;C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D,則D是Na2SiO3。(1)與Si同族但相對原子質(zhì)量比Si小的元素B是碳元素,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為+624。(2)C是SiO2,SiO2與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是SiO2+4HFSiF4+2H2O

16、。(3)將SiO2與純堿混合高溫熔融時(shí)反應(yīng)生成Na2SiO3,化學(xué)方程式是SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2;由于酸性:H2CO3H2SiO3,將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2通入Na2SiO3水溶液中,發(fā)生反應(yīng):Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3。要將純堿高溫熔化,坩堝應(yīng)該不能與純堿發(fā)生反應(yīng)。普通玻璃坩堝中含有SiO2,能夠與純堿在高溫下發(fā)生反應(yīng),不能使用;石英玻璃坩堝的主要成分是SiO2,能夠與純堿在高溫下發(fā)生反應(yīng),不能使用;氧化鋁坩堝的主要成分氧化鋁是兩性氧化物,可以像SiO2那樣能夠與純堿在高溫下發(fā)生反應(yīng),不能使用;鐵坩堝與純堿不發(fā)生反應(yīng),可以使用。15.答案(1)吸水(2)Si+2HClSiH2Cl2(3)defgbcd(4)P2O5或CaCl2尾氣處理和防止空氣中的水進(jìn)入B中(5)SiCl4SiHCl3(6)SiH2Cl2+2Cl2SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2SiHCl3+