【志鸿优化设计】高考化学一轮复习 4.1 硅 无机非金属材料随堂演练（含解析）鲁科版(1).doc

第1讲硅无机非金属材料 (时间:45分钟,满分:100分)一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个正确答案)1.下列关于硅的说法中,不正确的是() a.硅是非金属元素,晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体b.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体c.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应d.加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应解析:晶体硅虽然外形像金属(有金属光泽),但实际上属于非金属,a项正确;硅既有金属性,又有非金属性,其导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,b项正确;硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下),但常温下仍能与氢氟酸和naoh溶液等发生反应,c项错误;加热至一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属发生反应,分别生成四氯化硅、二氧化硅等,d项正确。答案:c2.宣传科学知识,介绍高新科技,揭露伪科学,是科学工作者的义务,下列说法正确的是()a.以石英砂为主要原料生产光导纤维b.“水玻璃”超薄透明,是一种新型装饰材料c.纳米材料是一种称为“纳米”的新物质制成的材料d.炭炉边放盆水,可防止煤气中毒解析:石英砂的主要成分是sio2;“水玻璃”是na2sio3水溶液的俗称;纳米是长度单位,1 nm=10-9 m;煤气(主要成分为co)不溶于水。答案:a3.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、水泥和陶瓷属于传统的硅酸盐材料,而氮化硅、碳化硅等被称之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硅酸钠,将磨口玻璃塞和瓶口黏在一起,无法打开,c项错误;高温下,利用碳制取粗硅:2c+sio2si+2co,玻璃的制取中有sio2与na2co3和caco3的反应:sio2+na2co3na2sio3+co2,sio2+caco3casio3+co2,d项正确。答案:c4.化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关,下列说法错误的是()a.“天宫一号”中使用的碳纤维,是一种新型无机非金属材料b.为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质,常在包装袋中放入硅胶c.用co2合成聚碳酸酯可降解塑料,实现“碳”的循环利用d.小苏打可用于某些食品加工行业中解析:硅胶不能防氧化,只具有吸水、防潮的作用,b项错误。答案:b5.(2014湖北襄阳调研)下列说法中正确的是()a.硅主要以单质、氧化物、硅酸盐的形式存在于自然界中b.青铜是我国使用最早的合金,钢是用量最大、用途最广泛的合金c.漂白粉、漂粉精可用来漂白棉、麻、纸张,不能用作游泳池及环境的消毒剂d.合成纤维和光导纤维都是高分子化合物解析:硅在自然界中均以化合态形式存在,a项错误;漂白粉和漂粉精均具有杀菌和消毒功能,可用来作游泳池和环境的消毒剂,c项错误;光导纤维的主要成分为sio2,不属于高分子化合物,d项错误。答案:b6.氮化硅陶瓷的机械强度高,硬度接近于刚玉(al2o3),热稳定性好,化学性质稳定。以下关于氮化硅陶瓷的用途不正确的是()a.可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备b.在电子工业上制成耐高温的电的良导体c.研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机d.氮化硅陶瓷的原料来源丰富,很有发展前途解析:根据“性质决定用途”可知a、c两项都是利用了氮化硅陶瓷的机械强度高、硬度大、热稳定性好的性质,a、c两项正确;氮化硅耐高温,但不是电的良导体,b项错误。答案:b7.现有下列五个转化,其中不可能通过一步反应实现的是()sio2na2sio3cuso4cucl2sio2h2sio3cuocu(oh)2na2o2naoha.b.c.d.解析:sio2+2naohna2sio3+h2o;cuso4+bacl2baso4+cucl2;2na2o2+2h2o4naoh+o2,sio2和cuo均不溶于水,因此sio2、cuo不可能通过一步反应分别生成h2sio3、cu(oh)2。答案:b8.下列有关化学用语表示正确的是()a.二氧化硅的分子式:sio2b.聚乙烯的结构简式:ch2ch2c.高氯酸钠(naclo4)中cl元素的化合价:+6d.mg5(si4o10)2(oh)24h2o的氧化物形式:5mgo8sio25h2o解析:二氧化硅为立体网状结构的原子晶体,不存在二氧化硅分子,a项错误;b项为乙烯的结构简式,而不是聚乙烯的结构简式,错误;高氯酸钠中氯元素的化合价为+7,c项错误。答案:d9.在室温时,下列各组中的物质分别与足量naoh溶液反应,生成盐的种类最多的是()a.cl2、al(no3)3、so2、sio2b.co、al、nahco3、n2o5c.sio2、nh4hco3、so3、co2d.cao、co2、cl2、nh4al(so4)2解析:a中生成的盐有nacl、naclo、naal(oh)4、nano3、na2so3和na2sio3 6种;b中co不与naoh溶液反应,其余依次生成naal(oh)4、na2co3和nano3 3种盐;c中可生成na2sio3、na2co3和na2so4 3种盐;d中生成na2co3、nacl、naclo、naal(oh)4和na2so4 5种盐。答案:a10.(2013陕西榆林一中第七次模拟)x、y、z分别是三种非金属单质,m、n、r是三种常见的氧化物,只有一种氧化物具有高熔点,而且有如下反应(条件未标出,方程未配平):(1)x+zn;(2)m+xn;(3)r+xy+n。下列说法正确的是()a.组成y的元素是地壳中含量最多的元素b.非金属性:xyc.组成x、y的元素位于同主族,组成y、z的元素位于同周期d.高熔点的氧化物是m解析:本题的突破点在r+xy+n,该反应为置换反应,且为一种非金属置换另一种非金属,可推出r、x、y、n分别为sio2、c、si、co,则m和z分别为co2和o2。答案:b二、非选择题(本题包括4个小题,共50分)11.(12分)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;有关物质的物理常数见下表:物质sicl4bcl3alcl3fecl3pcl5沸点/57.712.8-315-熔点/-70.0-107.2-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,四氯化硅与水反应,故需除去氯气中的水。b瓶装饱和食盐水用来除去氯气中的氯化氢气体,c瓶装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)将甲、乙方案的优点集中在一起设计合理的方案即可。答案:(1)平衡压强,使液体从分液漏斗中顺利流下浓硫酸(2)方案优点缺点甲收集产品的导管粗,不会堵塞导管冷凝产品,减少产品损失空气中的水蒸气进入产品收集装置,使四氯化硅水解尾气没有处理,污染环境乙有尾气处理装置,注重环保避免空气中的水蒸气进入装置产品易堵塞导管没有冷凝装置,产品易损失(3)在装置的i处接干燥管j(4)sicl4+2h2si+4hcl12.(14分)已知sio2、so2、co2都是酸性氧化物,化学性质具有一定的相似性;mg和na的化学性质也具有一定的相似性(提示:2mg+co22mgo+c)。.用如图所示的装置进行mg和so2反应的实验:(1)选择制取so2的合适试剂(填选项代号)。10%的h2so4溶液;80%的h2so4溶液;na2so3固体;caso3固体。(2)写出装置b中发生的主要反应的化学方程式:。(3)你认为该装置是否有不足之处?,如果有,请一一说明。.某研究性学习小组进行了“实验室制si”的研究,他们以课本为基础,查阅资料后得到以下可供参考的信息:工业上在高温时用c还原sio2可制得si;mg在点燃的条件下即可与sio2反应;金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐和sih4;si和sio2均不与稀硫酸反应;sih4在空气中能自燃。他们在研究报告中记载着“选用合适的物质在适宜的条件下充分反应;再用足量稀硫酸溶解固体产物;然后过滤、洗涤、干燥;最后称量在用稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花,其产率也只有预期值的63%左右”。(4)该小组“实验室制si”的化学方程式是。(5)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花”的原因是。答案:(1)(2)3mg+so22mgo+mgs(或写成2mg+so22mgo+s,mg+smgs)(3)有在a和b之间未连接一干燥装置;c装置未与大气相通;在镁下方未垫一不锈钢垫片,镁能与玻璃管反应;未设计一防倒吸装置(只要答出两点即可)(4)2mg+sio22mgo+si(5)金属镁与生成的硅继续反应生成硅化镁,硅化镁与稀硫酸反应生成的sih4可自燃(或用方程式表示:2mg+simg2si,mg2si+2h2so42mgso4+sih4,sih4+2o2sio2+2h2o)13.(12分)甲、乙、丙是分别由h、c、o、si、al、cu六种元素中的两种或多种元素组成的化合物。已知甲、乙、丙均不含结晶水,含化合物甲的矿物是工业上电解法冶炼某种常见金属单质的原料,经检测甲是一种高熔点化合物,能溶于强酸、强碱溶液;化合物乙是光导纤维的主要成分;化合物丙为一种呈深蓝色的碱式盐,将34.6 g丙隔绝空气加热分解生成24 g黑色固体x、无色酸性气体y(标准状况下,密度为1.96 gl-1)和水。生成的y折合成标准状况下的体积为4.48 l。固体x难溶于水,能溶于硫酸,形成蓝色溶液。请回答下列问题。(1)写出气体y的结构式:,化合物丙的化学式为。(2)写出甲与naoh溶液反应的离子方程式:。另外,工业上常用甲与焦炭、氯气共热生成化合物丁和co,而丁仅由两种元素组成,请写出该反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目:。(3)乙溶于氢氟酸后生成一种极强的二元酸和水。经分析该酸由3种元素组成,其中氟元素的质量分数为79.17%。请写出乙溶于氢氟酸的离子方程式:。(4)将固体x溶于适量的硫酸,往所得溶液中滴加naoh浓溶液时,先出现蓝色絮状沉淀,继续滴加naoh浓溶液并不断振荡,则沉淀消失形成蓝色溶液。综合以上信息可以说明蓝色絮状沉淀物具有(填化学性质)。解析:甲是一种高熔点化合物,能溶于强酸、强碱溶液,说明是两性化合物,为氧化铝;光导纤维的主要成分乙是sio2;标准状况下,密度为1.96 gl-1的气体其摩尔质量是1.96 gl-122.4 lmol-1=44 gmol-1,显然y是co2,物质的量是0.2 mol。固体x难溶于水,能溶于硫酸,形成蓝色溶液,说明是铜的化合物,因x是黑色的,所以是氧化铜,物质的量是0.3 mol,丙分解生成的水是34.6 g-24 g-8.8 g=1.8 g,其物质的量是0.1 mol,所以丙中cu2+、oh-、c的物质的量之比是322,即丙的化学式为cu3(co3)2(oh)2或2cuco3cu(oh)2。答案:(1)ococu3(co3)2(oh)2或2cuco3cu(oh)2(2)al2o3+2oh-+3h2o2al(oh)4-(3)sio2+6hf2h+si+2h2o(4)两性14.(12分)材料科学是近年来与化学有关的科学研究热点。某新型无机非金属材料k由两种非金属元素组成。它是一种超硬物质,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征。它是以中学化学中常见物质为原料来生产的,其中b是气体。下图虚线框内的其他转化是为探究c的组成而设。g、f、h均为难溶于水的白色固体;图中c、h、k均含a元素。其余物质均为中学化学中常见物质。请回答下列问题。(1)实验室制取a的化学方程式为。(2)写出下列物质的化学式:化合物c;化合物f。(3)写出反应的化学方程式:。(4)写出反应的离子方