高考化学一轮总复习 第四章 非金属及其化合物 第12讲 无机非金属材料的主角硅限时训练.doc

无机非金属材料的主角-硅选题细目表考查知识点基础题中档题较难题1.碳、硅及其化合物的主要应用12.硅的制备273.硅及其化合物的转化关系34、6、9104.硅酸盐材料55.硅及其化合物知识的综合应用811一、选择题(本题包括7个小题，每小题6分，共42分，每小题仅有一个选项符合题意)1大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是()选项俗名主要成分(化学式)用途a石英sio2集成电路板b纯碱na2co3制备玻璃c水玻璃na2sio3制备硅胶d铁红fe2o3用做油漆和涂料解析：石英主要用于生产玻璃(光导纤维)，晶体硅才用于制作集成电路。答案：a2单晶硅是制作电子集成电路的基础材料，对硅的纯度要求很高。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为sio22csi2cosi2cl2sicl4sicl42h2si4hcl。下列对上述三个反应的叙述不正确的是()a为置换反应b为化合反应c均为氧化还原反应d三个反应的反应物中硅元素均被还原解析：反应为置换反应，反应为化合反应，三个反应均有元素化合价变化，均属于氧化还原反应，其中反应和中硅元素被还原，反应中硅元素被氧化。答案：d3(2016济南模拟)下列离子方程式的书写正确的是()a水玻璃中通入过量二氧化碳：na2sio3co2h2o=2nacoh2sio3b澄清石灰水中通入过量二氧化碳：ca(oh)22co2=ca22hcoc硅与氢氟酸的反应：si4h4f=sif42h2d二氧化硅溶于烧碱溶液中：sio22oh=sioh2o解析：na2sio3是强电解质，应拆成na、sio，且应生成hco，a错；b项正确写法是co2oh=hco；c项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成h和f。答案：d4下列变化中，不能一步实现的是()ana2sio3h2sio3bh2sio3sio2csio2h2sio3dsio2na2sio3解析：na2sio3h2sio3；h2sio3sio2，sio2na2sio3，sio2不与h2o反应，故不能一步转化为h2sio3。答案：c5(2016宣城模拟)下列叙述正确的是()a红宝石、珍珠、水晶、钻石等装饰的主要成分都是硅酸盐b硅酸钠的水溶液俗名为水玻璃，可用于制备硅胶和木材防火剂c制造玻璃是复杂的物理过程，玻璃的组成不同，性能不同d金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应解析：红宝石的主要成分为al2o3，珍珠的主要成分为caco3，水晶的主要成分为sio2，钻石为碳单质，a选项错误；制造玻璃包含复杂的物理变化和化学变化，c选项错误；金刚石是碳单质，具有碳单质的化学性质，d选项错误。答案：b6如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程。下列说法正确的是()asio2属于两性氧化物b盛放na2co3溶液的试剂瓶用玻璃塞c硅胶吸水后可重复再生d图中所示的转化都是氧化还原反应解析：sio2是酸性氧化物；na2co3溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞；题图中有的转化不是氧化还原反应，例如sio2与naoh溶液的反应。答案：c7(2017晋城模拟)科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：容器中进行的反应为si(粗)3hcl(g)=sihcl3(l)h2(g)；容器中进行的反应为sihcl3h2=si(纯)3hcl。下列说法正确的是()a该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用b最好用分液的方法分离si和sihcl3c反应和中hcl均作氧化剂d反应和属于可逆反应解析：该工艺流程中hcl和h2可循环使用；分离si与sihcl3可用过滤的方法；反应中hcl是生成物，是氧化产物；反应、不在同一条件下进行，不是可逆反应。答案：a二、非选择题(本题包括4个小题，共58分)8(14分)硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)下列物质不属于硅酸盐的是_。a陶瓷b玻璃c水泥 d生石灰(2)sio2是玻璃的主要成分之一，sio2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_，工艺师常用_(填物质名称)来雕刻玻璃。(3)用na2sio3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明na2sio3可用作_。na2sio3可通过sio2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是_。a普通玻璃坩埚 b石英玻璃坩埚c氧化铝坩 d铁坩埚(4)工业上常利用反应2csio2si2co制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是_(填化学式，下同)，氧化剂是_。解析：(1)生石灰是cao，为碱性氧化物且不含si，不属于硅酸盐。(2)sio2与naoh溶液反应的化学方程式为sio22naoh=na2sio3h2o。由于sio2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)na2sio3水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。sio2和na2co3在高温下反应生成na2sio3和co2，故含sio2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及al2o3等都能与na2co3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。(4)题给反应中c(碳)被氧化，sio2中4价的硅被还原，因此sio2作氧化剂。答案：(1)d(2)sio22naoh=na2sio3h2o氢氟酸(3)防火剂d(4)csio29(14分)a、b、c、d、e五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系，该元素(用r表示)的单质能与naoh溶液反应生成盐(na2ro3)和氢气。请回答下列问题：(1)写出各物质的化学式：a_；b_；c_；d_；e_。(2)写出反应的化学方程式：_，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(3)写出反应的离子方程式：_。(4)写出反应的离子方程式：_。(5)h2co3的酸性强于e的，请用离子方程式予以证明：_。解析：解答本题的“突破口(1)”是非金属元素r的单质能与naoh溶液反应生成盐(na2ro3)和氢气，说明是硅及其化合物之间的转化。“突破口(2)”是反应条件“高温”，a在高温条件下，能与焦炭、caco3发生反应，则a为sio2。从而顺藤摸瓜推知b为casio3，d为si，e为h2sio3。答案：(1)sio2casio3na2sio3sih2sio3(2)sio22csi2co12(3)si2ohh2o=sio2h2(4)sioca2=casio3(5)sioco2h2o=h2sio3co10(14分)(2016滨州模拟)以磷矿石、石英、氯化氢等为原料生产白炭黑(sio2nh2o)、磷及甲醇，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。(1)上述反应中，属于置换反应的是_(填“”“”“”“”或“”)。(2)已知sihcl3的沸点为33.0 ，提纯sihcl3适宜的方法是_。(3)高温下进行的反应的化学方程式为_；固体废弃物casio3可用于_。(4)反应需在高温、隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是_。解析：反应为sio22csi2co。从图中可以看出，反应的反应物为sio2、c和ca3(po4)2，产物为co、p和casio3。反应为si3hcl=sihcl3h2。反应的反应物有sihcl3和h2o，产物有hcl、h2和sio2nh2o。反应为co2h2=ch3oh。(1)置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，只有、符合。(2)sihcl3的沸点低，可用蒸馏法分离出来。(4)反应产生h2，若与o2混合会引起爆炸。从流程图中的反应可知，sihcl3可以与h2o反应，所以反应必须在无水条件下反应。答案：(1)、(2)分馏(蒸馏)(3)ca3(po4)25c3sio23casio32p5co生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等(4)sihcl3会水解，同时产生的h2与o2混合会发生爆炸11(16分)(2016淄博模拟)单质硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450500 )，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图：相关信息如下：四氯化硅遇水极易水解；硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；有关物质的部分物理常数见下表：物质sicl4bcl3alcl3fecl3pcl5沸点/57.712.8315熔点/70.0107.2升华温度/180300162请回答下列问题。(1)装置a中g管的作用是_；装置c中的试剂是_。(2)甲方案：f接装置；乙方案：f接装置。但是装置、都有不足之处，请你分别评价后填写下表。方案优点缺点甲乙(3)在上述(2)的评价基础上，请你设计一个合理方案并用文字表达：_。(4)sicl4与h2反应的化学方程式为_。解析：(1)g管使分液漏斗与烧瓶连通，使浓盐酸顺利滴下。由信息知，四氯化硅遇水极易水解，故需除去氯气中的水。b盛放饱和食盐水用来除去氯气中的氯化氢气体，c盛放浓硫酸用来干燥氯气。(2)四氯化硅在常温下易液化，如果收集产品的导管太细，易堵塞导管；制取的四氯化硅需要冷凝；由于尾气中含有氯气，要设置尾气处理装置，四氯化硅易水解，要避免空气中的水蒸气进入产品收集装置。(3