【名師一號】2021高考化學(xué)(蘇教版)一輪復(fù)習(xí)課時訓(xùn)練：3-3含硅礦物與信息材料

第三單元含硅礦物與信息材料(計(jì)時：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共10小題，每小題5分，共50分)1．(2022·遼寧月考)硅被譽(yù)為無機(jī)非金屬材料的主角。有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“將來的石油”。下列有關(guān)說法中正確的是()A．硅的含量居其次位，在地球上有豐富的單質(zhì)硅資源，如石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是單質(zhì)硅B．硅相對于氫氣便于運(yùn)輸、貯存，從平安角度考慮，硅是有開發(fā)價值的燃料C．存放NaOH溶液的試劑瓶應(yīng)用細(xì)口玻璃瓶并配磨口玻璃塞D．硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，所以是制造光導(dǎo)纖維的基本原料解析硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅，A項(xiàng)不正確；C項(xiàng)不正確，應(yīng)當(dāng)用橡皮塞；D項(xiàng)不正確，制造光導(dǎo)纖維的是二氧化硅，答案選B項(xiàng)。答案B2．(2022·太原月考)下列說法中不正確的是()A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可與NaOH溶液反應(yīng)B．水晶、瑪瑙都是純潔的二氧化硅，干冰是固體二氧化碳C．SiO2和CO2在肯定條件下均可與CaO發(fā)生反應(yīng)D．SiO2不溶于水，而CO2可與水反應(yīng)生成H2CO3答案B3．(2022·長郡中學(xué)月考)下列離子方程式不正確的是()A．向燒堿溶液中通入過量的二氧化碳：2OH－＋CO2=COeq\o\al(2－,3)＋H2OB．向純堿溶液中通入足量的二氧化碳：COeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)C．向水玻璃中通入少二氧化碳：SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋2H2O=H4SiO4↓＋COeq\o\al(2－,3)D．向氫氧化鈉溶液中加入硅：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑解析向燒堿溶液中通入過量的CO2的離子方程式為OH－＋CO2=HCOeq\o\al(－,3)，A項(xiàng)錯誤。答案A4．(2022·深圳調(diào)研)有些科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列關(guān)于硅的說法不正確的是()A．高純度的單質(zhì)硅被廣泛用于制作計(jì)算機(jī)芯片B．硅可由二氧化硅還原制得C．低溫時硅與水、空氣、鹽酸、硝酸、硫酸不反應(yīng)，但能與氫氟酸反應(yīng)D．自然界硅元素的貯量豐富，并存在大量的單質(zhì)硅解析自然界中無單質(zhì)硅存在。答案D5．(2022·北京101中學(xué)月考)北京2008年奧運(yùn)金牌“金鑲玉”環(huán)形玉璧由昆侖玉制成，昆侖玉的成分可簡潔看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，則其用二氧化硅和金屬氧化物的形式可表示為()A．CaO·MgO·SiO2·H2OB．2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC．MgO·2CaO·SiO2·2H2OD．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O解析硅酸鹽用氧化物的形式表示時，先書寫金屬氧化物，按活潑性由強(qiáng)到弱的挨次，然后寫二氧化硅，最終書寫水，中間用“·”隔開。A、C、D項(xiàng)中原子個數(shù)比不正確。答案B6．(2022·石蓮一中質(zhì)檢)現(xiàn)有物質(zhì)：①氫氟酸②濃H2SO4③燒堿溶液④Na2CO3固體⑤氧化鈣⑥濃HNO3。其中在肯定條件下能與SiO2反應(yīng)的有()A．①②⑥ B．全部C．①③④⑤ D．②③⑥解析SiO2與除氫氟酸以外的酸都不反應(yīng)，SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，則①可以，②和⑥不行以；SiO2是酸性氧化物，能夠與堿和堿性氧化物反應(yīng)，③和⑤可以；高溫下SiO2和Na2CO3能夠反應(yīng)，④可以。答案C7．(2022·湟川中學(xué)測試)已知A是一種單質(zhì)，在肯定條件下可發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，則下列敘述正確的是()①A可能是鋁或硅②A只可能是金屬單質(zhì)③D是一種兩性物質(zhì)④D晶體熔點(diǎn)極高A．①②③ B．①②④C．②③ D．①④解析在中學(xué)階段，與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)有H2產(chǎn)生的常見單質(zhì)只有Si與Al，對應(yīng)Na2SiO3和NaAlO2轉(zhuǎn)化成的H2SiO4(或H2SiO3)和Al(OH)3均為白色膠狀沉淀，它們煅燒后生成的SiO2和Al2O3也均為白色固體，故D選項(xiàng)正確。答案D8．氯氣用途格外廣泛，可用于生產(chǎn)半導(dǎo)體材料硅，其生產(chǎn)的流程如下，下列說法不正確的是()eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up15(①焦炭),\s\do15(高溫))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up15(②氯氣),\s\do15(加熱))eq\x(\a\al(四氯,化硅))eq\o(→,\s\up15(③氫氣),\s\do15(高溫))eq\x(純硅)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．流程的任一反應(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、氫氣按肯定比例混合可得高純硅解析在高溫下將石英砂、焦炭、氯氣、氫氣按肯定比例混合，則石英砂與焦炭反應(yīng)，氯氣與氫氣反應(yīng)，就不再依據(jù)題干的流程進(jìn)行反應(yīng)，也就不會得到高純硅。答案D9．將2.8g硅粉與2.3g鈉同時放入足量水中，接受恰當(dāng)?shù)姆椒ㄊ占磻?yīng)過程中產(chǎn)生的氣體(全部收集)。這些氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為()A．1.12L B．4.48LC．5.6L D．3.36L解析2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2×23g2mol22.4L2.3g0.1mol1.12LSi＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑28g2mol2×22.4L1．4g0.1mol2.24L反應(yīng)后硅剩余1.4g，V(H2)＝1.12L＋2.24L＝3.36L。答案D10．下列說法正確的是()A．在粗硅的制取中發(fā)生2C＋SiO2eq\o(=,\s\up15(高溫))2CO↑＋Si，硅被還原，所以碳的還原性大于硅的還原性B．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中C．用SiO2制取硅酸，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后再通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up15(高溫))CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸解析依據(jù)元素周期律硅的還原性大于碳，上述反應(yīng)能發(fā)生是由于產(chǎn)物中有CO氣體生成，使平衡向右移動，A項(xiàng)錯誤；硅酸鈉是一種黏合劑，B項(xiàng)錯誤；D項(xiàng)反應(yīng)不是在水溶液中進(jìn)行的，且產(chǎn)物中有氣體生成，與酸性強(qiáng)弱無關(guān)，D項(xiàng)錯誤。答案C二、非選擇題(本大題共4小題，共50分)11．(12分)(2022·昆明一中月考)如何除去下列各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))，請選用下列供應(yīng)的試劑和操作，將標(biāo)號填在表內(nèi)。試劑：A.鹽酸B．燒堿溶液C．氧氣D．水E．二氧化碳?xì)怏wF．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)除去碳酸鈉中的碳酸氫鈉可用加熱法，使碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水。(2)除去二氧化硅中的碳酸鈣可用鹽酸溶解，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氣體和溶液，然后再過濾。(3)除去二氧化硅中的硅可用加熱法，硅與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅。(4)除去氯化鈉中的二氧化硅可用過濾、結(jié)晶法，由于氯化鈉溶于水而二氧化硅不溶于水。答案(1)F①(2)A③(3)C①(4)D③④12．(12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可做光導(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)①的化學(xué)方程式________________________________；反應(yīng)⑦的離子方程式________________________________。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(xiàn)為硅酸，H為硅酸鈉。E為HCl，C為四氯化硅，X為Si3N4。反應(yīng)①為Si與Cl2反應(yīng)生成SiCl4、反應(yīng)⑦為硅酸鈉與過量的二氧化碳反應(yīng)生成硅酸和碳酸氫鈉。答案(1)SiCl4Si3N4(2)Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up15(△))SiCl4SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2O＋2CO2=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)13．(13分)氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料，在航天航空、汽車發(fā)動機(jī)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路線圖如下所示。eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up15(焦炭/高溫),\s\do15(①))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up15(Cl2/723K～773K),\s\do15(②))eq\x(SiCl4粗)eq\o(→,\s\up15(精餾),\s\do15(③))eq\x(SiCl4精)eq\o(→,\s\up15(NH3),\s\do15(④))eq\x(SiNH24)eq\o(→,\s\up15(高溫),\s\do15(⑤))eq\x(氮化硅)其中—NH2基團(tuán)中各元素的化合價與NH3相同。請回答下列問題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學(xué)反應(yīng)方程式表示其緣由：______________________________。(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是______________________________________________________。(3)SiCl4在潮濕的空氣中猛烈水解，產(chǎn)生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________。(4)在反應(yīng)⑤中，3molSi(NH2)4在高溫下加熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，則氮化硅的化學(xué)式為______________________。(5)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，B和C兩種氣體在肯定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________。解析石英砂不能與堿共同存放的實(shí)質(zhì)是SiO2與堿可以發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)①是石英砂與焦炭發(fā)生氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)②是硅單質(zhì)與Cl2反應(yīng)，也是氧化還原反應(yīng)。SiCl4水解可以看做Si結(jié)合四個OH－生成H4SiO4，原硅酸不穩(wěn)定失水生成H2SiO3，Cl－結(jié)合H＋生成HCl。氮化硅的化學(xué)式可通過題目信息，運(yùn)用質(zhì)量守恒求得。結(jié)合題給信息，SiCl4與N2、H2反應(yīng)可得到Si3N4和HCl。答案(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(2)①②(3)SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓(若寫H4SiO4也對)(4)Si3N4(5)3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up15(高溫))Si3N4＋12HCl14．(13分)(2021·海南)硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)1810年瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時，得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是______________。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)一般玻璃的主要原料有____________________________________________。(3)高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基本材料。工業(yè)上提純硅有多種技術(shù)路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下：發(fā)生的主要反應(yīng)電弧爐SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(1600～1800℃))Si＋2CO↑流化床反應(yīng)器Si＋3HCleq\o(=,\s\up15(250～300℃))SiHCl3＋H2還原爐SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up15(1100～1200℃))Si＋3HCl①用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________；碳化硅又稱________，其晶體結(jié)構(gòu)與________相像。②在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和________。物質(zhì)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點(diǎn)/℃235557.631.88.2－30.4－84.9－111.9③SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為________。(4)氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)供應(yīng)部分原料，這些原料是____。解析(1)反應(yīng)物是二氧化硅、木炭和鐵，所得“金屬”應(yīng)是鐵的合金。(2)生產(chǎn)一般玻璃的原料是純堿、石灰石和石英。(3)①SiC又名金剛砂，與金剛石或晶體硅具有相像的結(jié)構(gòu)。②在SiCl4、SiH2Cl