高考化学二轮复习 专题训练15 无机非金属材料的主角硅

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。无机非金属材料的主角-硅一、选择题1（2016宁波市北仑中学高一下学考期中）科学家在不断深入的研究中，发现了一系列新的碳单质，对碳单质的研究已发展成一门独立的科学碳科学。下列关于碳单质的叙述正确的是（）A碳的各种单质互称为碳的同素异形体B碳元素的各种单质结构虽然不同，但性质差别不大C碳元素的单质性质不同，其用途相同D碳元素的单质只有金刚石、石墨和C60解析碳元素的单质结构不同，物理性质差别较大，B错误；碳元素单质性质不同，用途也不相同，C错误；常见的碳元素单质有金刚石、石墨和C60，但同时还存在其他单质，D错误。答案A2（2016浙江余姚中学高一下期中）用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是（）选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca（ClO）2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊澄清石灰水解析A项，由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3，Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，因而会析出NaHCO3晶体；B项，CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3，CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，CO2Ca（ClO）2H2O=CaCO32HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色；D项，首先CO2Ca（OH）2=CaCO3H2O，继续通CO2，生成可溶于水的Ca（HCO3）2，再加入足量的NaOH，则：2NaOHCa（HCO3）2=CaCO3Na2CO32H2O，溶液又变浑浊。答案B3（2016杭州市七校高一下期中）将足量CO2气体通入水玻璃（Na2SiO3溶液）中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是（）ANa2SiO3 BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2 DSiO2解析将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2Na2SiO32H2O=H2SiO32NaHCO3；加热蒸干，高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2OSiO2；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。答案A4（2016绍兴一中高一下期中）向下列溶液中，通过量的CO2，溶液出现浑浊的是（）A澄清石灰水 BCaCl2溶液CNa2SiO3溶液 DNaHCO3溶液解析A澄清石灰水通入过量的二氧化碳，先生成白色碳酸钙沉淀，继续通入二氧化碳，碳酸钙沉淀又会溶解，最终无沉淀生成，故A不符合；B.CaCl2溶液通入过量的二氧化碳不反应，无沉淀生成，故B不符合；C.碳酸酸性大于硅酸酸性，二氧化碳可与Na2SiO3溶液反应生成H2SiO3，硅酸不溶于碳酸，会出现浑浊，故C符合；D.二氧化碳与碳酸氢钠溶液不反应，无沉淀生成，故D不符合。答案C5（2016浙江台州中学高一下期中）下列除杂方法正确的是（）ASiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去BCO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热CCO2中含有HCl杂质，可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶DNa2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤解析A项，SiO2、Al2O3均与NaOH反应；C项，Na2CO3溶液吸收CO2；D项，引入NaHCO3。答案B6（2016浙江省丽水中学月考）用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。下列说法不正确的是（）A生产水泥的原料是大理石、纯碱、石英，其组成一般为Na2OCaO6SiO2BSi与NaOH溶液反应的离子方程式为：Si2OHH2O=SiO2H2C焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是CO2D经处理后的熔渣36.0 g（仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2），加入足量稀盐酸，分离得到11.0 g固体；滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4 g固体；则此熔渣中Al2O3的质量分数为25%解析A、生产玻璃的原料是石英、大理石和纯碱，故A错误；B、根据硅与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2可知，NaOH和Na2SiO3可以拆，故离子方程式为：Si2OHH2O=SiO2H2，故B正确；C、由药皮的成分大理石、水泥、硅铁可知，在高温下大理石分解产生CO2，故C正确；D、熔渣中只有SiO2与盐酸不反应，因此11.0 g是SiO2的质量。Fe2O3、Al2O3溶于盐酸分别生成FeCl3、AlCl3，当滤液中加入过量NaOH溶液时AlCl3生成NaAlO2，FeCl3生成Fe（OH）3沉淀。所以21.4 g固体是Fe（OH）3的质量，其物质的量为：0.2 mol，由铁原子守恒知Fe2O3的物质的量为0.1 mol，其质量为0.1 mol160gmol116.0 g，熔渣中Al2O3的质量分数为 100%25%，故D正确。答案A7（2015浙江杭州师大附中第二次月考）硅作为一种新型能源被广泛开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是（）A硅燃烧产物对环境产生的污染，容易得到有效控制B从Si（s）O2（g）SiO2（s）H858.6 kJmol1可知，硅燃烧放出的热量多C自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅D硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料之一解析硅燃烧生成二氧化硅，二氧化硅是固体，其污染容易得到有效控制；硅为固体燃料，化学性质不活泼，运输、贮存比较容易且又安全；硅在自然界中无单质形式，只有化合物，所以C是错误的。答案C8（2015浙江象山中学月考）常温下，下列各组物质中，Y既能与X反应又能与Z反应的是（）XYZANaOH溶液Al（OH）3稀硫酸BKOH溶液SiO2浓盐酸CO2N2H2DFeCl3溶液Cu浓硫酸解析Al（OH）3显两性，既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应生成盐和水，A正确；SiO2与盐酸不反应，B错误；N2与O2在放电条件下反应生成NO，N2在高温、高压及催化剂存在条件下与H2反应生成NH3，但在常温时N2与O2、H2均不反应，C错误；Cu与FeCl3溶液发生反应：Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2，铜与浓硫酸常温时不发生反应，D错误。答案A9（2016浙江省余杭区高一下期末）硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述错误的是（）A硅单质可用来制造太阳能电池B氮化硅陶瓷属于新型的无机非金属材料C为防止NaOH溶液变质，常将其保存在磨口玻璃瓶中D高温下，二氧化硅能分别与C、CaCO3、Na2CO3发生反应解析单质硅能够使太阳能直接转化为电能，故用来制作太阳能电池板，A项正确；玻璃、水泥和陶瓷均属于传统的硅酸盐材料，而Si3N4、SiC等被称为新型的无机非金属材料，B项正确；NaOH能够与玻璃中的SiO2反应生成具有黏合能力的Na2SiO3，将磨口玻璃塞和瓶口黏在一起，无法打开，C项错误；2CSiO2Si2CO，SiO2CaCO3CaSiO3CO2，SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，D项正确。答案C10（2016浙江台州中学高一下期中）下列有关硅的叙述中，正确的是（）A工业上通常以SiO2为原料，用氧化剂与其反应制备单质硅B硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有元素中居第一位C硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态形式存在D硅在电子工业中，是重要的半导体材料解析制备单质硅的反应是SiO22CSi2CO，碳作还原剂，A项错误；硅是矿物和岩石的主要成分，但硅在地壳中的含量在所有元素中居第二位，B项错误；硅是亲氧元素，在自然界中无游离态存在，C项错误；硅的导电性介于导体和绝缘体之间，故硅是电子工业中的重要半导体材料，D项正确。答案D二、填空题11判断正误，正确的划“”，错误的划“”（1）（2015安徽高考）SiO2既能和氢氧化钠溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物（）（2）（2015重庆高考）烧结黏土制陶瓷不涉及化学反应（）（3）（2015新课标全国卷）硅胶可用作食品干燥剂（）（4）（2014天津高考）NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中（）（5）（2014重庆高考）氢氟酸刻蚀玻璃涉及化学变化（）（6）（2014江苏高考）因为晶体硅熔点高、硬度大，可用于制作半导体材料（）（7）（2014海南高考）浓硫酸可刻蚀石英制艺术品（）（8）（2014海南高考）Si和SiO2都用于制造光导纤维（）（9）（2013福建高考）石英只能用于生产光导纤维（）（10）（2013广东高考）高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅（）答案（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）12（20159月浙江绍兴市适应性试卷，27）已知A与D均为非金属单质，其中A有多种同素异形体，其转化关系如下图。请回答：（1）反应为工业制粗硅原理，写出E化学式。（2）反应的化学方程式为_。解析A为非金属单质、A有多种同素异形体，且A能与SiO2反应生成单质D，可推知A为碳，D为Si。B为CO2，C为MgO，E为CO。反应和的化学方程式分别为：2MgCO22MgOC，2CSiO2Si2CO。答案（1）CO（2）2MgCO22MgOC13晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅.粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si3HClSiHCl3H2.SiHCl3与过量的H2在1 0001 100 反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：（1）第步制备粗硅的化学反应方程式为_。（2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0 ）中含有少量SiCl4（沸点57.6 ）和HCl（沸点84.7 ），提纯SiHCl3采用的方法为_。（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：装置B中的试剂是。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_。反应一段时间后，装置D中观察到的现象是，装置D不能采用普通玻璃管的原因是_，装置D中发生反应的化学方程式为_。为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_。为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是（填写字母代号）。a碘水 b氯水 cNaOH溶液 dKSCN溶液 eNa2SO3溶液解析（1）根据题给信息，粗硅可以用碳还原二氧化硅的办法来制得，故反应方程式为SiO22CSi2CO。（2）因HCl易溶于水，而SiHCl3与H2O强烈反应，故提纯SiHCl3的方法只能在无水的条件下利用它们的沸点不同，采用分馏的方法进行。（3）因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，故B中的液体一定为浓H2SO4，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3气化，加快与H2的反应。根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象应有固体产生。由题给信息，制纯硅的反应条件为1 0001 100 ，此温度下普通玻璃容易软化。因高温下H2与O2容易反应而爆炸，故还应排尽装置中的空气。铁与盐酸反应产生Fe2抖，其检验方法常常采用先将Fe2氧化为Fe3，然后再加入KSCN溶液，看是否变血红色来检验。答案（1）SiO22CSi2CO（2）分馏（或蒸馏）（3）浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3气化有固体物质生成在反应温度下，普通玻璃会软化SiHCl3H2Si3HCl排尽装置中的空气bd14（2015成都调研）晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。以下是工业上制取纯硅的一种方法。请回答下列问题（各元素用相应的元素符号表示）：（1）在上述生产过程中，属于置换反应的是（填反应代号）。（2）写出反应的化学方程式_。（3）化合物W的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 3731 623 K反应，生成化合物W，其化学方程式是_。（4）A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是（填化学式）；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是（填化学式）。解析反应为石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反应：SiO22CSi2CO，属于置换反应；反应是Si3HClSiHCl3H2，属于置换反应；反