高考A计划新高考化学一轮复习 4.1 无机非金属材料的主角硅课时训练.doc

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角硅1.下列关于碳、硅的说法不正确的是(b)a.硅在地壳中的含量仅次于氧b.12c、13c、14c是碳的三种单质c.硅是非金属元素,晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体d.硅是构成一些岩石和矿物的基本元素【解析】12c、13c、14c是碳的三种同位素。2.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(c)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)h=-858.6 kjmol-1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】硅在自然界中无游离态,只有化合态,c项错误。3.(2015成都七中月考)下列说法不正确的是(b)a.纯碱溶液清洗油污,加热可增强其去污能力b.门窗玻璃、陶瓷餐具、玛瑙手镯、砖瓦所用材料为硅酸盐材料c.高温结构陶瓷氮化硅(si3n4)具有较高的硬度和耐磨性,可用于制造汽车发动机d.瓷坩埚不能高温熔融naoh【解析】玛瑙的主要成分为二氧化硅,不属于硅酸盐,b项错误;瓷坩埚中的sio2能与naoh反应,d项正确。4.(2015南京三模)下列物质性质与应用对应关系不正确的是(b)a.液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂b.硅酸钠溶液呈碱性,可用作木材防火剂c.硅具有特殊的导电性,可作半导体材料d.碳化硅(sic)的硬度大,熔点高,可用于制高温结构陶瓷和轴承【解析】硅酸钠溶液可用作木材防火剂与其呈碱性无关,b项错误。5.(2016北京大兴区期末检测)下列物质可通过化合反应生成的是(c)a.al(oh)3b.h2sio3c.fecl3d.ch3cl【解析】al(oh)3可由naalo2与酸或铝盐与碱反应制得,但都不是化合反应;h2sio3不能由sio2直接与h2o反应制得,能由na2sio3溶液与酸通过复分解反应制得;fecl3可由化合反应2fecl2+cl22fecl3或2fe+3cl22fecl3制得;ch3cl只能通过取代反应制得。6.下列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示变化的是(d)选项甲乙丙丁an2nh3nono2bnana2onaohna2o2csio2sif4h2sio3na2sio3dalalcl3al2o3naalo2【解析】n2不能通过一步反应生成no2,a项错误;naoh不能通过一步反应生成na2o2,b项错误;sio2不能通过一步反应生成h2sio3,c项错误。7.(2015湖南宜章一中月考)下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是(b)组别甲乙丙aalhclnaohbnh3o2hno3csio2naohhfdso2ca(oh)2nahco3【解析】o2与hno3不反应,b项符合题意。8.下列离子方程式正确的是(a)a.向na2sio3溶液中逐滴加入少量稀盐酸:sio32-+2h+h2sio3(胶体)b.利用sio2与hf反应来雕刻玻璃:sio2+4h+f-2h2o+sif4c.向硅酸钠溶液中通入过量co2:sio32-+co2+h2oh2sio3+co32-d.硅酸钠溶液呈碱性的原因:sio32-+h2oh2sio3+2oh-【解析】氢氟酸是弱酸,b项错误;向硅酸钠溶液中通入过量co2,应生成hco3-,c项错误;sio32-的水解反应应写可逆号,d项错误。9.如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程,下列说法错误的是(b)a.sio2不能通过一步反应直接转化为h2sio3b.硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中c.硅胶吸水后可重复再生d.图中所示转化反应不全是氧化还原反应【解析】sio2不能溶于水生成h2sio3,a项正确;硅酸钠是一种黏合剂,b项错误;如sio2与naoh溶液的反应不是氧化还原反应,d项正确。10.(2015上饶协作体五校模拟)对下列反应:khco3溶液与石灰水反应;na2so3溶液与稀盐酸反应;si与烧碱溶液反应;fe与稀硝酸反应。改变反应物用量,不能用同一个离子方程式表示的是(b)a.b.c.d.【解析】khco3少量时发生反应:khco3+ca(oh)2caco3+h2o+koh,khco3过量时发生反应:2khco3+ca(oh)2caco3+2h2o+k2co3,不能用同一个离子方程式表示;盐酸不足量时生成亚硫酸氢钠,盐酸足量时生成二氧化硫和水,不能用同一个离子方程式表示;fe与稀硝酸反应,fe不足量时生成fe3+,fe过量时生成fe2+,不能用同一个离子方程式表示。二、非选择题(共40分)11.(13分)硅基太阳电池需用化合物甲作钝化材料,甲的摩尔质量为140 gmol-1,其中硅元素的质量分数为60%。已知1 mol nh3与足量的化合物乙充分反应后可得到35 g甲与6 g h2。工业上制乙的流程如下:请回答下列问题:(1)乙的电子式是;比较热稳定性:乙”“”或“=”)。(2)nh3与足量的化合物乙反应制甲的化学方程式是3sih4+4nh3si3n4+12h2。(3)合成炉内物质需在保护气氛下高温合成,下列气体可作保护气的有be(填字母编号)。a.o2 b.h2 c.n2 d.co2 e.ar(4)上述生产乙的过程中液氨的作用是制冷或降温。(5)甲与少量h2so4溶液反应只得到h2sio3和盐m两种产物,写出该反应的离子方程式:si3n4+4h+9h2o3h2sio3+4nh4+。请设计验证产物盐m的实验方案:取少量滤液于试管中,先加稀盐酸无明显现象,再加氯化钡溶液,有白色沉淀生成;另取少量滤液于试管中,加入氢氧化钠固体(或naoh浓溶液)并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸(或ph试纸)变蓝,则说明盐m是(nh4)2so4。【解析】(1)由nh3+乙甲+h2且甲中含si,结合元素守恒知乙为sih4、甲为si3n4。硅的非金属性比氮的非金属性弱,故sih4的稳定性弱于nh3的稳定性。(2)注意配平。(3)在高温下金属镁能与o2、n2、co2反应,故只能用h2或ar作保护气。(5)由元素守恒可知m为(nh4)2so4,需分别检测nh4+和so42-的存在。12.(13分)(2015沈阳模拟)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:si+3hclsihcl3+h2;sihcl3与过量h2在1100 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sio2+2csi+2co。(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采用的方法为蒸馏。(3)用sihcl3与过量h2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去):装置b中的试剂是浓硫酸,装置c中的烧瓶需要加热,其目的是使滴入烧瓶中的sihcl3汽化。反应一段时间后,装置d中观察到的现象是有固体物质生成,装置d中发生反应的化学方程式为sihcl3+h2si+3hcl。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排尽装置中的空气。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bd(填写字母代号)。a.碘水b.氯水c.naoh溶液d.kscn溶液e.na2so3溶液【解析】(1)高温下,sio2和c反应生成si和co。(2)根据沸点不同,可以采用蒸馏的方法分离。(3)为防止sihcl3与h2o反应,制取的氢气需要干燥,浓硫酸作干燥剂。升高c中温度使sihcl3汽化与h2同时进入d管发生反应。d中发生反应:sihcl3+h2si+3hcl。si是亲氧元素,为防止si被氧化,需要排尽装置中的空气。向溶液中加入强氧化剂,然后加入kscn溶液检验铁离子。13.(14分)清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一,硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质(如某些有机物、无机盐、金属、si、sio2、粉尘等)。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物通常用一定浓度的hf溶液,室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面,增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用naoh、na2sio3等混合溶液在7590 反应2535 min,效果良好。回答下列问题:.(1)写出晶片制绒反应的离子方程式:si+2oh-+h2osio32-+2h2,对单晶制绒1990年化学家seidel提出了一种电化学模型,他指出si与naoh溶液的反应,首先是si与oh-反应生成sio44-,然后sio44-迅速水解生成h4sio4。基于此原理分析反应中的氧化剂为naoh。(2)本校化学兴趣小组同学为验证seidel的理论是否正确,完成以下实验:实验事实事实一水蒸气在600 时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气事实二盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用事实三普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解事实四在野外环境里,用较高百分比的硅铁粉与干燥的ca(oh)2和naoh,点着后焖烧,可剧烈放出h2事实五1 g(0.036 mol)si和20 ml含有1 g naoh(0.025 mol)的溶液,小心加热(稍微预热),收集到约1 700 ml h2,很接近理论值(1 600 ml)结论:从实验上说明碱性水溶液条件下,h2o可作氧化剂;naoh作催化剂,降低反应活化能。高温无水环境下,naoh作氧化剂。.在工业中利用镁制取硅:2mg+sio22mgo+si,同时有副反应发生:2mg+simg2si,mg2si遇盐酸迅速反应生成sih4(硅烷),sih4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。如图是进行mg与sio2反应的实验装置:(3)由于氧气的存在对该实验有较大影响,实验中应通入气体x作为保护气,试管中的固体药品可选用b(填序号)。a.石灰石b.锌粒c.纯碱(4)实验开始时,必须先通入x气体,再加热反应物,其理由是用氢气排尽装置内的空气,避免空气中的成分影响实验,当反应开始后,移走酒精灯反应能继续进行,其原因是该反应为放热反应,可利用自身放出的热量维持反应进行。(5)反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸,可观察到闪亮的火星,产生此现象的原因用化学方程式表示为mg2si+4hcl2mgcl2+sih4;sih4+2o2sio2+2h2o。【解析】(1)由题意可知单晶制绒是硅与naoh溶液反应。按照seidel提出的模型,si与naoh溶液的反应,首先发生的反应应为si+4oh-sio44-+2h2,反应中硅失电子,作还原剂,oh-作氧化剂。(2)由实验事实可