高优指导高三化学一轮复习 考点规范练10 无机非金属材料的主角硅 新人教版.doc

考点规范练10无机非金属材料的主角硅(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2015湖北八市3月联考)下列与化学有关的表述正确的是()a.生物质能是可再生能源,无污染b.光导纤维可用作通信材料是因为其具有导电性c.高纯度的单晶硅用于制造登月车的光电池和光导纤维d.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品答案:a解析:生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,a正确;光导纤维的主要成分是二氧化硅,是光通信的传输材料,在玻璃纤维中传导的不是电信号,而是光信号,故称其为光导纤维,b错误;高纯度的单晶硅用于制造登月车的光电池,但是制造光导纤维的材料是二氧化硅,c错误;水晶项链是二氧化硅制品,餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品,d错误。2.硅被誉为无机非金属材料的主角。下列有关说法正确的是()a.硅的含量居第二位,在地球上有丰富的单质硅资源,如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅b.硅相对于氢气便于运输、贮存,从安全角度考虑,硅是有开发价值的燃料c.存放naoh溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨口玻璃塞d.硅是一种良好的半导体材料,所以是制造光导纤维的基本原料导学号25730332答案:b解析:硅在自然界中以化合物的形式存在,石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅,a不正确;c不正确,应该用橡胶塞;d不正确,制造光导纤维的物质是二氧化硅。3.(2015浙江台州中学统练)运用相关化学知识进行判断,下列结论正确的是()a.晶体硅熔点高、硬度大,因而可用于制作半导体材料b.so2使溴水褪色与乙醛使溴水褪色的原理相同c.硅胶可作袋装食品的干燥剂,p2o5可用于干燥cl2和nh3d.金属汞一旦洒落在实验室地面或桌面上,必须尽可能收集,并深埋处理答案:b解析:晶体硅可用作半导体是因为其具有导电性,与硬度、熔点无关,a错误;so2使溴水褪色与乙醛使溴水褪色都是利用溴水的氧化性,b正确;p2o5是酸性干燥剂,不能用于干燥氨气,c错误;深埋金属汞会污染土壤,d错误。4.(2015陕西高三质量检测)下列关于sio2和co2的叙述中不正确的是()a.都是共价化合物b.sio2可用于制光导纤维,干冰可用于人工降雨c.都能溶于水且与水反应生成相应的酸d.都是酸性氧化物,都能与强碱溶液反应导学号25730333答案:c解析:sio2和co2中都只含有共价键,均为共价化合物,a项正确;干冰升华吸热,可用于人工降雨,b项正确;sio2不溶于水且与水不反应,c项错误;sio2与强碱溶液反应生成硅酸盐,co2与强碱溶液反应生成碳酸盐或碳酸氢盐。d项正确。5.(2015江苏四市调研)我国科学家制得了sio2超分子纳米管,微观结构如图。下列叙述正确的是()a.sio2与干冰的晶体结构相似b.sio2耐腐蚀,不与任何酸反应c.工业上用sio2制备粗硅d.光纤主要成分是sio2,具有导电性答案:c解析:sio2是硅氧正四面体结构,与干冰的晶体结构不同,a错误;sio2耐腐蚀,可与氢氟酸反应,b错误;工业上用焦炭与sio2制备粗硅:sio2+2csi+2co,c正确;光纤的主要成分是sio2,但它不导电,d错误。6.城市建设在改善城市面貌的同时,也给城市环境带来了一场严重的环境灾难石棉污染,吸入石棉纤维者易患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物,某种石棉的化学式表示为ca2mgxsiyo22(oh)2,式中x,y的值分别是()a.5,8b.8,3c.3,8d.8,5答案:a解析:硅酸盐是一类比较复杂的化合物,在化合物中,各元素的化合价的代数和为0。)2,22+2x+4y=44+2,可得:2x+4y=42,从式中可知,x=5,y=8。7.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()硅酸盐na2fe2si3o10用氧化物的形式表示为na2o2feo3sio2水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料a.b.c.d.答案:d解析:硅酸盐na2fe2si3o10用氧化物的形式表示为na2ofe2o33sio2,错误;水晶的主要成分是sio2,不是硅酸盐制品,错误;高纯度的硅单质广泛用于电子行业,sio2作光导纤维,错误;单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料,正确。8.(2015福建名校模拟)如图表示物质通过一步反应的转化关系,下列说法正确的是()x酸性氧化物还原性盐a.x可能是si单质b.x可能是含s元素的化合物c.酸性氧化物可能为co2d.还原性盐可能为fecl3导学号25730334答案:b解析:若x为si,则酸性氧化物为sio2,由于硅元素处于最高价态,故由其形成的盐不具有还原性,a错误;同理c错误;x可能是h2s,与过量o2反应可生成so2,进一步形成具有还原性的盐,b正确;fecl3中铁元素处于最高价,故其不具有还原性,且铁对应的氧化物也不是酸性氧化物,d错误。9.高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备:sio2si(粗)sihcl3si(纯)下列说法正确的是()a.步骤的化学方程式为sio2+csi+co2b.步骤中每生成或反应1 mol si,转移4 mol电子c.二氧化硅能与氢氟酸反应,而硅不能与氢氟酸反应d.sihcl3(沸点为33.0 )中含有少量的sicl4(沸点为67.6 ),通过蒸馏(或分馏)可提纯sihcl3答案:d解析:a项,步骤的化学方程式为sio2+2csi+2co;b项,步骤中每生成或反应1 mol si,转移2 mol电子;c项,硅能与氢氟酸反应生成sif4和氢气;d项,sihcl3和sicl4的沸点相差较大,可通过蒸馏(或分馏)提纯sihcl3。10.欲除去下表中各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质),所用试剂、操作名称及化学方程式或原因错误的是()选项样品所用试剂操作名称化学方程式或原因asio2(caco3)盐酸过滤caco3+2hclcacl2+h2o+co2bcaco3(sio2)naoh溶液过滤2naoh+sio2na2sio3+h2ocsio2(si)氧气加热si+o2sio2dsio2(h2sio3)水过滤硅酸溶于水,而sio2不溶于水答案:d解析:sio2和h2sio3均不溶于水,所以不能通过加水过滤的方法除去硅酸,正确的方法是加热,使硅酸分解:h2sio3sio2+h2o。二、非选择题(本题共4个题,共50分)11.(15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:。答案:(1)sio2casio3na2sio3sih2sio3(2)sio2+2csi+2co12(3)si+2oh-+h2osi+2h2(4)si+ca2+casio3(5)si+co2+h2oh2sio3+c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。12.(12分)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题。(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(sihcl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:石英砂粗硅sihcl3(粗)sihcl3(纯)高纯硅写出由纯sihcl3制备高纯硅的反应的化学方程式:。整个制备过程必须严格控制无水无氧。sihcl3遇水剧烈反应生成h2sio3、hcl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式:;h2还原sihcl3过程中若混入o2,可能引起的后果是。(2)下列有关硅材料的说法正确的是(填字母)。a.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥b.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承c.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高d.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅e.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料光导纤维(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化铵溶液,振荡。写出实验现象并给予解释:。(4)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时,从资料查阅到下列信息:mg在高温条件下可与sio2反应;金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐和sih4;sih4在空气中自燃。他们根据信息进行实验,当用足量稀硫酸溶解第步实验获得的固体产物时,发现有爆鸣声和火花;然后过滤、洗涤、干燥;最后称量、计算,测得其产率只有预期值的63%左右。第步实验发生反应的化学方程式是。用稀硫酸溶解第步实验获得固体产物时,产生爆鸣声和火花的原因是。答案:(1)sihcl3+h2si+3hclsihcl3+3h2oh2sio3+h2+3hcl高温下,h2遇o2发生爆炸(2)be(3)生成白色絮状沉淀,有刺激性气味的气体生成;si与n发生相互促进的水解反应,si+2n+2h2o2nh3h2o+h2sio3(4)2mg+sio22mgo+si、2mg+simg2si硅化镁与稀硫酸反应生成的sih4可自燃,即发生反应mg2si+2h2so42mgso4+sih4,sih4+2o2sio2+2h2o解析:(1)在sihcl3中,把硅考虑为+4价,则氢为-1价,氯是-1价,sihcl3水解时,-1价氢还原水中+1价的氢,生成氢气。(2)碳化硅主要用作耐磨材料(如砂纸),普通玻璃没有固定熔点,硅与盐酸不反应,所以a、c、d三项说法错误。13.(2015湖北黄冈中学期中)(12分)多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以sicl4为主,它对环境污染很大,遇水能强烈水解,放出大量的热。研究人员利用sicl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成分为baco3,且含有铁、镁等离子),制备bacl22h2o,工艺流程如下:已知:常温下fe3+、mg2+完全沉淀的ph分别是3.4、12.4;baco3的相对分子质量是197;bacl22h2o的相对分子质量是244。(1)sicl4发生水解反应的化学方程式:。(2)氮化硅(si3n4)是一种高温结构材料,粉末状的si3n4可以在高温条件下由sicl4蒸气与nh3反应得到,请写出该反应的化学方程式:。(3)加钡矿粉调节ph=7的作用是:使baco3转化为bacl2。(4)生成滤渣a的离子方程式:。(5)bacl2滤液经、过滤、洗涤,再经真空干燥后得到bacl22h2o。(6)10 t含78.8% baco3的钡矿粉理论上最多能生成bacl22h2ot。导学号25730335答案:(1)sicl4+4h2oh4sio4+4hcl(2)3sicl4+4nh3si3n4+12hcl(3)使fe3+完全沉淀(4)mg2+2oh-mg(oh)2(5)蒸发浓缩冷却结晶(6)9.76解析:(1)根据题给流程图可知,sicl4发生水解生成h4sio4沉淀,同时还生成hcl,化学方程式为sicl4+4h2oh4sio4+4hcl。(2)sicl4与nh3反应的产物之一为si3n4,根据元素守恒知另一产物为hcl,化学方程式为3sicl4+4nh3si3n4+12hcl。(3)常温下fe3+、mg2+完全沉淀的ph分别是3.4、12.4,加钡矿粉调节ph=7的另一作用为使fe3+完全沉淀。(4)因mg2+完全沉淀的ph为12.4,当调节ph=12.5时,mg2+将转化为mg(oh)2沉淀,故滤渣a为mg(oh)2,离子方程式为mg2+2oh-mg(oh)2。(6)反应关系式为baco3bacl22h2o19724410 t78.8%mm=9.76 t。14.(2015四川德阳二诊)(11分)硅及其化合物在工业上有广泛用途,以硅粉、镁粉等原料制备硅烷的工业流程如下:反应釜中发生反应:4nh4cl+mg2si4nh3+sih4+2mgcl2h150 )发生催化氧化反应能释放出226.5 kj的热量,该反应的热化学方程式是。(5)三硅酸镁(mg2si3o8nh2o)难溶于水,在医药上可作抗酸剂。它可以中和多余胃酸(主要成分是盐酸),生成的难溶物还可覆盖在有溃疡的胃表面,保护其不再受刺激。三硅酸镁与胃酸反应的化学方程式是。若将1.84 g三硅酸镁加到50 ml 1.0 moll-1盐酸中,充分反应后,滤去沉淀,以甲基橙为指示剂,用1.0 moll-1 naoh溶液滴定剩余的盐酸,消耗naoh溶液30 ml,则mg2si3o8nh2o中n的值是。答案:(1)原子si3n4nh3sih4(2)降低反应釜的压强,使平衡4nh4cl+mg2si4nh3+sih4+2mgcl2正向移动,有利于提高硅烷产量(3)吸收热量,保证反应在常温下正常进行(4)4nh3(g)+5o24no(g)+6h2o(g)h=-906 kjmol-1(5)mg2si3o8nh2o+4hcl2mgcl2+3h2sio3+(n-1)h2o6 解析:(1)结合题中信息知si3n4耐高温,所以确定为原子晶体,熔沸点很高,氨气和硅烷都属于分