2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題4非金屬及其化合物第二單元含硅礦物與信息材料訓(xùn)練含解析

第二單元含硅礦物與信息材料一、選擇題1．以下表達正確的選項是()A．利用高純硅可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化為電能B．CO、CO2均易與血紅蛋白結(jié)合而中毒C．在SiO2制備高純硅的過程中只涉及置換反響D．SiO2和H2O反響可直接制備H2SiO3解析：選A。CO2不能與血紅蛋白結(jié)合，B項錯；粗硅提純時，Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4是化合反響，C項錯；SiO2不能和水反響，D項錯。2．以下我國科研成果所涉及材料中，主要成分為同主族元素形成的無機非金屬材料的是()解析：選A。碳化硅(SiC)是由碳元素和硅元素組成的無機非金屬材料，且碳元素與硅元素均位于元素周期表第ⅣA族，A項符合題意；聚氨酯為有機高分子化合物，不屬于無機非金屬材料，B項不符合題意；碳包覆銀納米材料屬于復(fù)合材料，不屬于無機非金屬材料，且Ag不是主族元素，C項不符合題意；鈦合金為含有金屬鈦元素的合金，其屬于金屬材料，不屬于無機非金屬材料，D項不符合題意。3．(2021·浙江9＋1聯(lián)盟聯(lián)考)X、Y、Z三種不同物質(zhì)有如下圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，那么X不可能是()A．SO2 B．SiO2C．CO2 D．NH4Cl解析：選D。將四個選項代入，如果X是NH4Cl，那么Y為NH3·H2O，Z為NH4Cl，與題目要求“X、Y、Z三種不同物質(zhì)〞不符，應(yīng)選擇D項。4．?青花瓷?中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝〞“色白花青的錦鯉躍然于碗底〞等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個謎，近年來科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價)，以下關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的選項是()A．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B．性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色C．易溶解于強酸和強堿D．x等于6解析：選C。硅酸銅鋇能穩(wěn)定存在說明其性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色，不易與酸、堿反響。“硅酸銅鋇〞中Ba為＋2價，Cu為＋2價，Si為＋4價，那么x＝6，用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2，A、B、D均正確。5．(2021·浙江1月選考，T8)以下說法不正確的選項是()A．二氧化硅導(dǎo)電能力強，可用于制造光導(dǎo)纖維B．石灰石在高溫下可用于消除燃煤煙氣中的SO2C．鈉著火不能用泡沫滅火器滅火D．利用催化劑可減少汽車尾氣中有害氣體的排放答案：A6．(2021·杭州余杭中學(xué)選考模擬)以下關(guān)于硅及其化合物的說法中正確的選項是()A．石英和水玻璃的主要成分都是硅酸鹽B．用二氧化硅與焦炭反響制取單質(zhì)硅，當(dāng)生成2.24L氣體(標準狀況)時，得到1.4g硅C．單質(zhì)硅與強酸、強堿都不反響D．因為高溫時二氧化硅與碳酸鈉反響放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸強解析：選B。A項石英的主要成分是SiO2，不是硅酸鹽，錯誤；B項用二氧化硅與焦炭反響制取單質(zhì)硅，當(dāng)生成2.24LCO氣體(標準狀況)時，可得到1.4g硅，正確；C項單質(zhì)硅與強堿溶液反響，生成硅酸鹽并放出氫氣，錯誤；D項硅酸的酸性比碳酸弱，錯誤。7．(2021·金麗衢十二校選考模擬)對于化學(xué)方程式：SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑，有關(guān)表達正確的選項是()A．反響中SiO2是氧化劑，C是復(fù)原劑B．硅元素被復(fù)原，碳元素被氧化C．在反響中C既是氧化劑又是復(fù)原劑D．在反響中氧化劑與復(fù)原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1解析：選C。Si元素化合價沒有發(fā)生變化，SiO2既不是氧化劑又不是復(fù)原劑，C元素化合價既升高又降低，既是氧化劑又是復(fù)原劑，由方程式可知3molC參加反響，有2mol被氧化，1mol被復(fù)原，那么在反響中氧化劑和復(fù)原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2，故A、B、D錯誤。8．證明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的方法是()A．參加過量鹽酸，觀察是否有氣泡冒出B．參加過量燒堿溶液，觀察是否有固體溶解C．加熱至高溫，觀察是否有氣泡冒出，是否有硅酸鈣生成D．先加過量鹽酸攪拌，觀察是否有不溶物剩余及氣泡出現(xiàn)；假設(shè)有不溶物那么濾出，投入氫氧化鈉溶液中看其是否溶解解析：選D。A.參加過量鹽酸，觀察是否有氣泡冒出，只能檢驗石灰石是否存在，不能檢驗石英是否存在，故A錯誤；B.參加過量燒堿溶液，觀察是否有固體溶解，只能檢驗石英是否存在，不能檢驗石灰石是否存在，故B錯誤；C.加熱至高溫時，不能觀察到是否有氣體生成，故C錯誤；D.CaCO3溶于鹽酸有氣泡生成，所以可用鹽酸檢驗石灰石是否存在；SiO2不溶于除氫氟酸以外的酸，但SiO2可以溶于NaOH溶液生成鹽和水，所以可用氫氧化鈉溶液檢驗石英石是否存在，故D正確。9．(2021·浙江11月選考，T8)以下說法不正確的選項是()A．電解熔融氯化鎂可制取金屬鎂B．電解飽和食鹽水可制取氯氣C．生產(chǎn)普通玻璃的主要原料為石灰石、純堿和晶體硅D．接觸法制硫酸的硫元素主要來源于硫黃或含硫礦石解析：選C。A.電解熔融氯化鎂的化學(xué)方程式是MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑，可制取金屬鎂，故A正確； B．電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式是2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，可制取氯氣，故B正確；C.生產(chǎn)普通玻璃的主要原料為石灰石、純堿和石英，不是晶體硅，故C不正確；D.接觸法制硫酸首先是SO2的制取，SO2主要來源于硫黃或含硫礦石的燃燒，故D正確。10．現(xiàn)有以下五個轉(zhuǎn)化，其中不可能通過一步反響實現(xiàn)的是()①SiO2→Na2SiO3②CuSO4→CuCl2③SiO2→H2SiO3④CuO→Cu(OH)2⑤Na2O2→NaOHA．①② B．③④C．②③④ D．②③④⑤解析：選B。①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；②CuSO4＋BaCl2=BaSO4↓＋CuCl2；⑤2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑；SiO2和CuO均不溶于水，因此SiO2、CuO不可能通過一步反響分別生成H2SiO3、Cu(OH)2。11．(2021·黃巖選考模擬)SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如以下圖所示)。以下說法錯誤的選項是()A．上圖所含反響都不屬于氧化復(fù)原反響B(tài)．純潔的二氧化硅和單晶硅都是信息產(chǎn)業(yè)的重要根底材料C．用鹽酸可除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D．高爐煉鐵時用石灰石將鐵礦石中的脈石轉(zhuǎn)化為易熔的爐渣解析：選A。A項，由SiO2制取單晶硅的一系列反響都屬于氧化復(fù)原反響，錯誤；B項，SiO2可作光導(dǎo)纖維，單晶硅可作半導(dǎo)體材料，正確；C項，鹽酸與SiO2不反響，但與CaCO3反響，正確；D項，高爐煉鐵中，存在反響：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑，SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3，CaSiO3作為爐渣除去，正確。12．工業(yè)生產(chǎn)的生石灰中?；煊卸趸韬褪沂，F(xiàn)將生石灰樣品溶于過量的鹽酸中，然后在不斷攪拌(必要時可以加熱)的情況下，向反響混合溶液中逐滴參加氫氧化鈉溶液至過量，如果縱坐標表示固體難溶物的質(zhì)量(m)，橫坐標表示所參加氫氧化鈉溶液的體積(V)，那么以下圖示正確的選項是()解析：選B。生石灰樣品溶于過量鹽酸后，溶液中的溶質(zhì)為CaCl2和過量的HCl。滴加NaOH溶液時，NaOH首先與鹽酸反響，所以開始時固體難溶物的質(zhì)量不變，C、D兩選項排除；當(dāng)酸耗完后，SiO2開始溶解，發(fā)生反響的離子方程式為SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O，SiOeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaSiO3↓，依據(jù)兩個化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系可知溶解1molSiO2(60g)時生成1mol難溶物CaSiO3(116g)，難溶物的質(zhì)量增加。二、非選擇題13．某研究性學(xué)習(xí)小組進行了“實驗室制Si〞的研究，他們以課本為根底，查閱資料得到以下可供參考的信息：①工業(yè)上在高溫時用C復(fù)原SiO2可制得Si；②Mg在點燃的條件下即可與SiO2反響；③金屬硅化物與稀H2SO4反響生成硫酸鹽與SiH4；④Si和SiO2均不與稀H2SO4反響；⑤SiH4在空氣中自燃。他們在研究報告中記載著：“……選用適宜的物質(zhì)在適宜的條件下充分反響，再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物；然后過濾、洗滌、枯燥，最后稱量……在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，其產(chǎn)率也只有預(yù)期值的63%左右。〞(1)該小組“實驗室制Si〞的化學(xué)方程式是___________________________________________________________。(2)你估計“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花〞的原因是(用文字和化學(xué)方程式解釋)__________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由提供的信息可知，該小組“實驗室制Si〞的原理為Mg在點燃的條件下與SiO2反響生成Si和MgO。(2)稀H2SO4溶解固體產(chǎn)物時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，說明固體產(chǎn)物中含有Mg2Si，Mg2Si與H2SO4反響生成MgSO4和SiH4，SiH4在空氣中自燃。答案：(1)2Mg＋SiO2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO＋Si(2)金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反響生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反響生成的SiH4可自燃，用化學(xué)方程式表示為2Mg＋Sieq\o(=,\s\up7(△))Mg2Si，Mg2Si＋2H2SO4=2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O14．(2021·浙江選考十校聯(lián)盟考試)為探究某礦物固體X(僅含4種短周期元素)的組成和性質(zhì)，現(xiàn)設(shè)計并完成如下實驗，其中固體乙可制光導(dǎo)纖維。請答復(fù)：(1)X除了含有H、O元素以外還含有________。(2)固體丙的用途：__________________________________________。(3)X的化學(xué)式是________。(4)固體乙與NaOH溶液反響的離子方程式是_______________________________________________________________________________________________________________________________。解析：X隔絕空氣高溫分解生成水，水的質(zhì)量是37.8g－36.0g＝1.8g，物質(zhì)的量是0.1mol，X中含有H、O元素；固體甲與稀硫酸反響生成無色溶液，參加過量氫氧化鈉溶液生成白色沉淀，那么白色沉淀是Mg(OH)2，加熱分解生成固體丙，那么丙是氧化鎂，物質(zhì)的量是0.3mol，說明X中含有鎂元素；乙可制光導(dǎo)纖維，說明是二氧化硅，根據(jù)其質(zhì)量24.0g可求出物質(zhì)的量是0.4mol，X中含有硅元素；因此X中氧元素的質(zhì)量是37.8g－0.2g－11.2g－7.2g＝19.2g，其物質(zhì)的量為1.2mol，由此可知H、O、Mg、Si的物質(zhì)的量之比是2∶12∶3∶4，所以X的化學(xué)式是Mg3Si4H2O12。(1)根據(jù)以上分析可知X中除了含有H、O元素以外還含有Mg、Si。(2)氧化鎂的用途為制耐高溫材料。(3)X的化學(xué)式是Mg3Si4H2O12，也可以表示為Mg3Si4O10(OH)2或3MgO·4SiO2·H2O。(4)二氧化硅與NaOH溶液反響的離子方程式是SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O。答案：(1)Si、Mg(2)制耐高溫材料(3)Mg3Si4H2O12[或Mg3Si4O10(OH)2或3MgO·4SiO2·H2O](4)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O15．(2021·溫嶺選考模擬)白炭黑(SiO2·H2O)廣泛用于橡膠、涂料、印刷等行業(yè)，可用蛇紋石[主要成分為Mg6(Si4O10)(OH)8]來制取，其主要工藝流程如下：(1)堿浸時，為提高其中硅酸鹽的浸取率，除采用適宜的液固比和循環(huán)浸取外，還可采用的方法有①______________；②______________。(任舉兩種)(2)過濾1得到的濾液的主要成分是________________________________。(3)沉淀時參加氯化鈉溶液的作用可能是____________________________________________。解析：(1)酸浸是將蛇紋石中金屬離子溶解除去，堿浸就是將硅元素轉(zhuǎn)變成可溶的硅酸鹽，要提高浸取率可以采用延長反響時間、攪拌使浸渣與堿液充分接觸、適當(dāng)提高堿的濃度、適當(dāng)升高反響溫度等措施。(2)過濾1得到的濾液中主要成分為硅酸鈉(或硅酸鈉和氫氧化鈉)。(3)硅酸鈉溶液與鹽酸反響生成的硅酸容易形成膠體而不產(chǎn)生沉淀，所以參加NaCl溶液可以促使硅酸產(chǎn)生沉淀。答案：(1)適當(dāng)升高溫度連續(xù)攪拌(或適當(dāng)延長反響時間或適當(dāng)提高NaOH溶液的濃度)(2)硅酸鈉(或硅酸鈉和氫氧化鈉)(3)防止生成硅酸膠體16．晶體硅是信息科學(xué)和能源科學(xué)中的一種重要材料，可用于制芯片和太陽能電池等。以下是工業(yè)上制取純硅的一種方法。請答復(fù)以下問題(各元素用相應(yīng)的元素符號表示)：(1)在上述生產(chǎn)過程中，屬于置換反響的有________(填反響代號)。(2)寫出反響③的化學(xué)方程式：____________________________________________________