高考化學(xué) 第4章 材料家族中的元素1雙基限時(shí)練（含解析）

【備考新思路】高考化學(xué)第4章材料家族中的元素1雙基限時(shí)練（含解析）一、選擇題1．(·煙臺(tái)市萊州一中質(zhì)量檢測)化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會(huì)密切相關(guān)。下列有關(guān)說法中，錯(cuò)誤的是()A．今夏，很多地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的旱情，緩解旱情的措施之一是用碘化銀進(jìn)行人工增雨B．新能源汽車的推廣與使用有助于減少光化學(xué)煙霧的產(chǎn)生C．利用太陽能、風(fēng)能和氫能等能源替代化石能源有利于實(shí)現(xiàn)“低碳經(jīng)濟(jì)”D．華裔科學(xué)家高琨在光纖傳輸信息領(lǐng)域中取得突破性成就，光纖的主要成分是高純度的單質(zhì)硅解析光纖的主要成分為SiO2。答案D2．(·哈爾濱市第九中學(xué)模擬)下列說法中，正確的是()A．粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)B．工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品C．水晶項(xiàng)鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品D．硅是目前人類將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿闹匾牧辖馕龃止枧cCl2反應(yīng)生成SiCl4，SiCl4再與H2反應(yīng)生成單質(zhì)硅，該過程涉及氧化還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；工藝師用氫氟酸刻蝕石英制作藝術(shù)品，B項(xiàng)錯(cuò)誤；水晶主要成分為SiO2，C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D3．(·天津大港區(qū)模擬)下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的敘述正確的是()①硅是構(gòu)成巖石和許多礦物的基本元素②水玻璃可用作制備木材防火劑的原料③制造光導(dǎo)纖維的主要原料是SiO2④制玻璃和水泥均需要石灰石作為原料⑤硅膠可用作催化劑的載體和袋裝食品的干燥劑⑥高純度的硅除了用于制造計(jì)算機(jī)芯片外，在太陽能發(fā)電過程中也具有重要的作用A．①②③⑤ B．①③④⑤C．①③⑥ D．全部解析掌握硅及其化合物的用途是解答本題的關(guān)鍵。生產(chǎn)水泥需要原料為黏土、石灰石，生產(chǎn)玻璃需要石灰石、純堿、石英，二者均使用了石灰石作原料。答案D4．(·華安、連城、永安、漳平一中、龍海二中、泉港一中六校聯(lián)考)下列物品或設(shè)備：①水泥路橋②門窗玻璃③水晶鏡片④石英鐘表⑤瑪瑙手鐲⑥硅太陽能電池⑦光導(dǎo)纖維⑧計(jì)算機(jī)芯片。所用材料為SiO2或要用到SiO2的是()A．⑥⑧ B．①②⑦⑧C．①②③④⑤⑦ D．全部解析硅太陽能電池、計(jì)算機(jī)芯片所用材料為硅單質(zhì)，其他各項(xiàng)所用材料或用到的均為SiO2。答案C5．(·哈爾濱師大附中模擬)關(guān)于CO2和SiO2的比較錯(cuò)誤的是()A．都是酸性氧化物 B．熔沸點(diǎn)都比較高C．都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng) D．都具有一定的氧化性解析CO2常溫為氣態(tài)，而SiO2常溫為固態(tài)，SiO2的熔沸點(diǎn)較高而CO2熔沸點(diǎn)較低，B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B6．下列離子方程式的書寫正確的是()A．水玻璃中通入過量的二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3B．澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)C．水玻璃中加入過量鹽酸：SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓D．硅溶于燒堿溶液中：Si＋2Na＋＋2OH－=Na2SiO3＋H2↑解析A項(xiàng)離子方程式應(yīng)為SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2O＋2CO2=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)；B項(xiàng)應(yīng)為CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)；D項(xiàng)應(yīng)為Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑。答案C7．下列變化不可能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是()A．Na2CO3→Na2SiO3 B．Si→SiO2C．SiO2→H2SiO3 D．CuSO4→CuCl2解析SiO2不溶于水，不能一步反應(yīng)生成H2SiO3，可通過SiO2eq\o(→,\s\up15(NaOH))Na2SiO3eq\o(→,\s\up15(HCl))H2SiO3得以實(shí)現(xiàn)。答案C8．(·望江回龍中學(xué)模擬)青海昆侖玉被定為年北京奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌用玉，昆侖玉主要成分是“透閃石”和“陽起石”組成的纖維狀微晶結(jié)合體，透閃石(Tremolite)的化學(xué)成分為Ca2Mg5Si8O22(OH)2。下列說法不正確的是()A．透閃石的化學(xué)式寫成氧化物的形式為：2CaO·5MgO·8SiO2·H2OB．透閃石中Mg元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是Ca元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.5倍C．1molCa2Mg5Si8O22(OH)2與足量的鹽酸作用，至少需要14molHClD．透閃石是一種新型無機(jī)非金屬材料，難溶于水解析根據(jù)透閃石氧化物形式寫為化學(xué)式，可知，A項(xiàng)正確。在透閃石中m(Mg):m(Ca)＝(5×24):2×40＝3:2，可判斷Mg元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是Ca元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.5倍，B項(xiàng)正確；根據(jù)CaO～2HCl，MgO～2HCl，結(jié)合透閃石氧化物形式可知1mol透閃石，至少需要消耗14molHCl，C項(xiàng)正確；透閃石不是新型無機(jī)非金屬材料，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D9．(改編題)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)或應(yīng)用的說法不正確的是()A．陶瓷是一種硅酸鹽材料B．水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑C．氮化硅陶瓷是傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料D．硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間解析氮化硅是新型無機(jī)非金屬材料。答案C10．(·隴縣中學(xué)模擬)從石英砂制取并獲得高純硅的主要化學(xué)反應(yīng)如下：①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(高溫))Si(粗)＋2CO②Si(粗)＋2Cl2eq\o(=,\s\up15(加熱))SiCl4③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up15(高溫))Si(純)＋4HCl關(guān)于上述反應(yīng)的分析不正確的是()A．①③是置換反應(yīng)，②是化合反應(yīng)B．高溫下，焦炭與氫氣的還原性均強(qiáng)于硅C．任一反應(yīng)中，每消耗或生成28g硅，均轉(zhuǎn)移4mol電子D．高溫下將石英砂、焦炭、氯氣、氫氣按一定比例混合可得高純硅解析根據(jù)題目所給反應(yīng)，①③符合置換反應(yīng)的定義A項(xiàng)正確；高溫下碳能將SiO2還原為Si單質(zhì)，H2能將SiCl4中的硅還原出來，故高溫下H2、焦炭的還原性強(qiáng)于硅，B項(xiàng)正確；根據(jù)①②③反應(yīng)，每消耗或生成28g硅(1mol)，轉(zhuǎn)移4mol電子，C項(xiàng)正確；將石英砂、焦炭、H2、Cl2混合，H2與Cl2發(fā)生反應(yīng)生成HCl，無法得到高純硅，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D二、非選擇題11．如何除去下列各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))，請(qǐng)選用下面提供的試劑和操作，將標(biāo)號(hào)填在表內(nèi)。試劑：A.鹽酸B．燒堿溶液C．氧氣D．水E．CO2F．不用其他試劑操作：①加熱②加熱熔融③過濾④結(jié)晶含雜質(zhì)的物質(zhì)所加試劑主要操作(1)Na2CO3(NaHCO3)(2)SiO2(CaCO3)(3)SiO2(Si)(4)NaCl(SiO2)解析(1)除去Na2CO3中的NaHCO3可用加熱法，即2NaHCO3eq\o(=,\s\up15(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。(2)除去SiO2中的CaCO3可用鹽酸溶解：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，然后再過濾。(3)除去SiO2中的Si可用加熱法：Si＋O2eq\o(=,\s\up15(△))SiO2。(4)除去NaCl中的SiO2可用過濾、結(jié)晶法，因NaCl溶于水，而SiO2不溶于水。答案(1)F①(2)A③(3)C①(4)D③④12．(·東北三省聯(lián)考)硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。(1)硅在元素周期表中的位置是________。(2)工業(yè)生產(chǎn)粗硅的反應(yīng)有：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(3273K))Si(粗)＋2CO↑；SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up15(3273K))SiC＋2CO↑。若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳的物質(zhì)的量之比為1:1，則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為________。(3)工業(yè)上可以通過如下圖所示的流程制取純硅：①若反應(yīng)Ⅰ為Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up15(553～573K))SiHCl3＋H2，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為________。②整個(gè)制備過程中必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________________________________。③假設(shè)每一輪次制備1mol純硅，且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失，反應(yīng)Ⅰ中HCl的利用率為90%，反應(yīng)Ⅱ中H2的利用率為93.75%，則在第二輪次的生產(chǎn)中，補(bǔ)充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比是________。解析(2)若產(chǎn)品中含有碳，則生產(chǎn)粗硅時(shí)發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(3273K))Si(粗)＋2CO↑，SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up15(3273K))SiC＋2CO↑，若產(chǎn)物中有1mol單質(zhì)硅、1mol碳，可判斷反應(yīng)①消耗1molSiO2、2mol碳。反應(yīng)②消耗1molSiO2,3mol碳，參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為5:2。(3)反應(yīng)Ⅰ為Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up15(553～572K))SiHCl3＋H2，反應(yīng)Ⅱ?yàn)镾iHCl3＋H2eq\o(=,\s\up15(1373～1453K))Si(純)＋3HCl，反應(yīng)生產(chǎn)1mol純硅需補(bǔ)充HCl3mol×(1－90%)，需補(bǔ)充H2：1mol×(1－93.75%)，補(bǔ)充HCl與H2的物質(zhì)的量之比為eq\f(3mol×1－90%,1mol×1－93.75%)≈5:1。答案(1)第三周期ⅣA族(2)5:2(3)①SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up15(1373～1453K))Si(純)＋3HCl②SiHCl3＋3H2O=H2SiO3＋3HCl＋H2↑③5:113．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：(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)A和a溶液反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)C和過量鹽酸反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析A是固體單質(zhì)且為半導(dǎo)體材料，所以A為Si，則B為SiO2。根據(jù)框圖中的關(guān)系知E中含有Si，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。Si與NaOH反應(yīng)的離子方程式為Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑，SiO2與NaOH反應(yīng)的離子方程式為SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O。答案(1)SiO2制光導(dǎo)纖維(2)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O(3)Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑(4)SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓14．在電子工業(yè)中利用鎂制取硅的反應(yīng)為2Mg＋SiO2eq\o(=,\s\up15(△))2MgO＋Si，同時(shí)會(huì)發(fā)生副反應(yīng)：2Mg＋Sieq\o(=,\s\up15(△))Mg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)，SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易自燃的氣體。下圖是進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置。試回答下列問題：(1)由于O2和H2O(g)的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn)有不良影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入X氣體作為保護(hù)氣，在A、B、C三種儀器中應(yīng)加入的試劑分別是：A________，B________，C________(填序號(hào))。①稀硫酸②濃硫酸③稀鹽酸④石灰石⑤純堿⑥鋅粒(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，必須先通入X氣體，再加熱反應(yīng)物，其理由是__________________________________________________________，當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后，移走酒精燈，反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。(3)反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至常溫時(shí)，往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學(xué)方程式表示為①__________________________________________________，②____________________________________________