硅的性質(zhì)與應(yīng)用習(xí)題及答案知識(shí)分享

1、硅的性質(zhì)與應(yīng)用習(xí)題及答案碳、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）.據(jù)參考消息報(bào)道，有科學(xué)家提出硅是“2世紀(jì)的能源”、朱來的石油”的觀點(diǎn)。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，下列關(guān)于其有利因素的說法中，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 TOC o 1-5 h z .（預(yù)測(cè)題）下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是（）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

2、作光導(dǎo)纖維陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料A.B.C.D.下列說法不正確的是（） 高湍A.在粗硅的制取中，2C+ SiO2=Si+ 2COT硅被還原，并不能說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高溫D.（2011廣東局考）精煉粗鋁時(shí)要清除生竭表面的石英砂，鋁與石英砂反應(yīng)的萬程式為3SiO2+4Al=3Si + 2Al2O3.（2012蚌埠模擬）根據(jù)陳述的知識(shí)，類推得出的結(jié)論正確的是（）A.Fe3O4可以表示為 FeOFe2O3,則Pb3O4也可以表示為 PbO-Pb2O

3、3B.苯不可使酸性高鎰酸鉀溶液退色，則甲苯也不可以使其退色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Na2O.（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.下列關(guān)于硅酸鹽材料的說法錯(cuò)誤的是（）A.生活中常見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.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Si6 xAlxOxN8 x

4、,以耐高溫、高強(qiáng)度、超硬度、耐磨損、抗腐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.新型無機(jī)非金屬材料D.無機(jī)高分子材料.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?，F(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.1 ： 1B.2 ： 1C.1 ： 2D.3 1.（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.Na2SiO3B.Na2CO3、Na2Si

5、O3C.Na2CO3、SiO2D.SiO2.（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）=SiHCl 3（1） + H2（g）；容器中進(jìn)行的反應(yīng)為 SiHCl3+H2=Si（純）十3HC1。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SiHCl 3C.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)。+ a溶

6、液十過量HCl據(jù)此填寫:* D-（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。（2）B和a溶液反應(yīng)的離子方程式是 （3）C和過量鹽酸反應(yīng)的離子方程式是.（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。焦炭高溫I粗硅（%I.5O-5OO V II精福III112純 SiCk試回答下列問題:該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為o第IV步反應(yīng)的化學(xué)方程式為（1）第I步制備粗硅的化學(xué)方程式為(2)地堪常用于實(shí)驗(yàn)室灼燒或熔融固體物質(zhì)，則熔融燒堿時(shí)，不能使用的地摒是(填字母)。A.普通玻璃地端B.石英片摒C.陶瓷片端D.鐵塔摒(3)整

7、個(gè)制備粗硅的過程中必須嚴(yán)格控制無水無氧。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。二氧化硅被大量用于生產(chǎn)玻璃。將SiO2、Na2CO3和CaCO3共283 kg在高溫下完全反應(yīng)時(shí)放出CO244 kg,生產(chǎn)出的玻璃可用化學(xué)式Na2SiO3 CaSiO3 xSiO2表示，則其中x=。.(14分)(易錯(cuò)題)材料科學(xué)是近年來與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)研究的熱點(diǎn)，某新型無機(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)中常見物質(zhì)為原料來生產(chǎn)的。如圖所示為其生產(chǎn)過程，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、

8、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)中的常見物質(zhì)。單質(zhì)A 單質(zhì)B請(qǐng)回答下列問題：(1)寫出化學(xué)式：?jiǎn)钨|(zhì) B,化合物F,化合物C(2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式：反應(yīng);反應(yīng)。(3)寫出反應(yīng) 的化學(xué)方程式： 。答案解析.【解析】選Do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，硅化合物易開采，其燃燒產(chǎn)物為 SiO2,對(duì)環(huán)境污染程度低；自然界沒有游離態(tài)的硅，因此，D是錯(cuò)誤的。.【解析】選Bo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。.【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；

9、SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，C不正確。.【解析】 選C。Pb3O4中由于含有十2價(jià)和十4價(jià)Pb,故應(yīng)表示為2PbOPbO2, A不正確；甲苯可被酸性 KMnO4溶液氧化 為苯甲酸，可使酸性 KMnO 4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。.【解析】選Ao水玻璃是Na2SiO3水溶液，故主要成分是硅酸鹽。.【解析】 選Bo普通玻璃的主要成分是 Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。.【解析】選Co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，故屬于新型無機(jī)非金屬材料H2的質(zhì)量.【解析】選Bo由于鋁

10、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)生的相等：Si + 2NaOH+ H2O=Na2SiO3+2H2 f1 mol4 gFe+2HCl=FeCl2+H2 f1 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1 : 2。.【解析】 選Ao將足量CO2氣體通入水玻璃中，發(fā)生反應(yīng)：2CO2+Na2SiO3+2H2O=H2SiO3j+ 2NaHCO3；加熱蒸干高一一,一 一一高溫人溫灼燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)： H2SiO3=H2O+ SiO2； 2NaHCO

11、3=Na2CO3+CO2 H H2O; SiO2 +Na2CO3=Na2SiO3+ CO2T,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Na2SiO3,故選A項(xiàng)。【誤區(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Na2SiO3o.【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)。.【解題指南】 該題的突破口為：(

12、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，且是加入過量鹽酸生成的白色沉淀，所以 E為H2SiO3,則a為NaOH, 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： SiO2+ 2OH =SiO2 + H2O0答案：(1)SiO2制光導(dǎo)纖維(2)SiO2 + 2OH =SiO2 + H2O(3)SiO2 +2H + =H2SiO3.【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn)：(1)燒堿是堿性物質(zhì)，

13、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。高溫一一一【解析】(1)制備粗硅時(shí)SiO2 + 2C=Si + 2COT,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1 1001 200 c比為1 ： 2,第IV步是SiCl4變成身純硅的過程，反應(yīng)的化學(xué)萬程式為：SiCl4+2H2Si + 4HCL(2)熔融燒堿不能用含 SiO2的硅酸鹽制品的川煙，則除鐵川病外，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：SiCl4 + 3H2O=4HCl + H2SiO3o一.高溫(4)根據(jù)玻璃的表示式 Na2SiO

14、3 CaSiO3 xSiO2可知，Na2SiO3和CaSiO3的物質(zhì)的量相等，則根據(jù) Na2CO3+SiO2=Na2SiO3 + CO2 T高溫人CaCO3 + SiO2=CaSiO3 + CO2 T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) =(283 kg-44 kg) 1000 g k g 60 g mol=2 000 mol則可知x=4o高溫f ,八答案：(1)SiO2+2C=Si+2COT 1 ： 2SiCl4+2H21 100 T 2

15、00 G Si+4HCl (2)A、B、C (3)SiCl4+3H2O=4HCl+H2SiO3 4【方法技巧】硅酸鹽化學(xué)式改寫成氧化物形式的方法 1、一(1)氧化物之間以隔開，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不能寫成5QOAlzOs 3SiO2,應(yīng)寫成 K2O-Al2O3 6SiO2o(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?！窘馕觥颗c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4個(gè)未成對(duì)電子，因此單質(zhì)A為Si,B為Cl2,反應(yīng)后得到的化合物 C為SiCl4