优化方案高考化学总复习 必修部分 第四章 材料家族中的元素 第1讲 硅 无机非金属材料课后达标检测 鲁教版.doc

硅 无机非金属材料一、选择题1下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()水玻璃是一种矿物胶，既不易燃烧也不受腐蚀水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料abc d解析：选c。水玻璃是na2sio3的水溶液，可用作防火剂和防腐剂，正确；沙子不属于硅酸盐制品，不正确；光导纤维的主要成分是sio2，不正确。2(2016安徽合肥联考)近几年我国载人飞船多次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流，飞船应用了许多尖端的合成材料。据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是()a它耐高温抗氧化b它比钢铁轻，强度大，但质地较脆c它没有固定熔点d它是一种新型无机非金属材料解析：选b。航空材料具有质轻、强度高、耐高温、抗氧化等性能，又由题中信息可知，该材料具有一定的韧性，故b错，a正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，碳化硅高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料属于新型无机非金属材料，c、d正确。3青石棉是一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一，其化学式为na2fe5si8o22(oh)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有no，下列说法不正确的是()a青石棉是一种硅酸盐材料b青石棉中含有一定量的石英晶体c青石棉的化学组成可表示为na2o3feofe2o38sio2h2od1 mol青石棉能使1 mol hno3被还原解析：选b。硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称，故青石棉是一种硅酸盐产品；青石棉是一种纯净物，不可能含有一定量的石英晶体；1 mol na2o3feofe2o38sio2h2o跟硝酸反应时，失去3 mol电子，故能使1 mol hno3被还原。4常温下，下列不发生反应的一组物质是()硅与naoh溶液硅与盐酸硅与氢氟酸二氧化硅与碳酸钠二氧化硅与naoh溶液二氧化硅与浓硝酸a bc d解析：选d。常温下，si2naohh2o=na2sio32h2，si4hf=sif42h2，sio22naoh=na2sio3h2o。5(2016江西九江七校联考)下列叙述正确的是()a利用高纯度二氧化硅可以制成光电池，将光能转化为电能b陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸c石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同d玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳解析：选d。光电池是利用高纯度的硅制成；玻璃、陶瓷、水泥中均含有sio2，会与氢氟酸反应；石灰抹墙发生反应co2ca(oh)2=caco3h2o，而水泥砌墙是水泥与水作用发生一系列变化而凝固变硬。6下列离子方程式不正确的是()a石英与烧碱反应：sio22oh=sioh2ob硅与烧碱反应：si2oh=sioh2c硅酸钠溶液中通入少量co2：sioco2h2o=coh2sio3d往水玻璃中加入盐酸：2hsio=h2sio3解析：选b。硅与烧碱溶液反应时，h2o参与反应：si2ohh2o=sio2h2。7下列叙述中正确的是()a因为na2co3sio2na2sio3co2，所以硅酸的酸性比碳酸强b碳和硅都是a族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似c二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物d二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸解析：选d。a项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体生成，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断h2co3与h2sio3的酸性强弱，a错误；co2和sio2的物理性质差异较大，b错误；sio2与氢氟酸的反应不属于酸性氧化物与一般酸的反应，在此反应中sio2并没有表现出碱性氧化物的性质，c错误。8下列说法正确的是()a单质氧化物酸或碱盐，硅单质可以按上述关系进行转化b若a、b、c分别为si、sio2、h2sio3，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系abcc太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置d单质硅常用于制造光导纤维解析：选c。sio2不能直接与h2o反应生成h2sio3，h2sio3不能直接得到si，a、b项均不正确；二氧化硅常用于制造光导纤维，d项不正确。9(2016山西孝义检测)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溶液的试剂瓶能用玻璃塞c硅胶吸水后可重复再生d图中所示转化反应都是氧化还原反应解析：选c。sio2是酸性氧化物，它能与氢氟酸反应是其特殊性质，a错；盛放na2co3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡皮塞，b错；在图示转化关系中只有第一行的变化是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应，d错。二、非选择题10从“南澳一号”沉船中发现了大量宋代精美瓷器，体现了灿烂的中华文明。青花瓷胎体的原料高岭土al2si2o5(oh)x可掺进瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石(kalsi3o8)，在1 300 左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。(1)下列说法正确的是_(填序号)。a高岭土分子中x2b钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液c烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化d青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品(2)在“南澳一号”考古过程中，需用高纯度sio2制造的光纤。下图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。洗涤石英砂的目的是_。二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是_。在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是_。工业上常用纯净石英砂与c在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有sic，其中si和sic的物质的量之比为11。下列说法正确的是_(填序号)。asic是一种传统的无机非金属材料b制造粗硅时的反应为2sio25csisic4coc在以上流程中，将盐酸改为naoh溶液，也可达到目的d纯净的sio2只能用于制造光导纤维解析：(1)选项a，根据化合物中各元素的正、负化合价代数和等于零的原则，可得：(3)2(4)2(2)5(1)x0，解得x4。选项b，钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液。选项c，根据陶瓷的制造过程可推测出烧制青花瓷的过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。选项d，青花瓷、玻璃、水泥是硅酸盐产品。(2)石英砂中含有易溶于水的nacl杂质，洗涤石英砂可使nacl与sio2分离。sio2与naoh溶液反应生成na2sio3和h2o，据此可写出相应的离子方程式。将纯净的石英砂研磨成粉末后能增大反应物的表面积，从而增大反应物与盐酸的接触面积，而增大反应速率，提高生产效率。选项a，sic是一种新型无机非金属材料。选项b，粗硅中含有sic，其中si和sic的物质的量之比为11，根据元素的原子个数守恒，可将题述信息转化为如下反应：2sio25c高温,sisic4co。 选项c，因sio2、al2o3都能溶解在naoh溶液中，无法实现二者的分离。选项d，纯净的sio2还可用于制造光学玻璃等。答案：(1)cd(2)除去石英砂中的nacl等可溶性杂质sio22oh=sioh2o增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率b11(2016四川成都调研)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，属于置换反应的有_(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：sio22c3 273 k,si2co，属于置换反应；反应是si3hcl523527 k,sihcl3h2，属于置换反应；反应是sihcl3h21 357 k,si3hcl，属于置换反应；反应为特定条件下的反应：coh2oh2co2，不属于置换反应。a、b、c分别为co、co2、hcl，其中co2是温室气体，是节能减排的目标气体，co2和hcl通入w(硅酸钠)溶液中能够生成白色沉淀(硅酸)。答案：(1)(2)sihcl3h21 357 k,si3hcl(3)sio2na2co31 3731 623 k,na2sio3co2(4)co2co2和hcl12(高考经典题)硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答下列问题：(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是_。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有_。(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：发生的主要反应电弧炉sio22csi2co流化床反应器si3hclsihcl3h2还原炉sihcl3h21si3hcl用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为_；碳化硅又称_，其晶体结构与_相似。在流化床反应的产物中，sihcl3大约占85%，还有sicl4、sih2cl2、sih3cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯sihcl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_。物质sisicl4sihcl3sih2cl2sih3clhclsih4沸点/2 35557.631.88.230.484.9111.9sihcl3极易水解，其完全水解的产物为_。(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是_。解析：(1)反应物是二氧化硅、木炭和铁，所得“金属”应是铁的合金。(2)生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂。(3)sic又名金刚砂，与金刚石或晶体硅具有相似的结构。在sicl4、sih2cl2、sih3cl中，sicl4和sihcl3在常温下呈液态。由于sicl4与sihcl3沸点相差较大，因此可用蒸馏的方法进行分离。sihcl3完全水解的化学方程式为sihcl34h2o=h4sio4h23hcl。(4)氯碱工业的产品是naoh、h2、cl2，其中h2、cl2反应可制备hcl。h2、hcl都是制备硅工艺中的原料。答案： (1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁)(2)石英砂、纯碱和石灰石(3)sio23c高温,sic2co金刚砂金刚石(或单晶硅)精馏(或蒸馏)h4sio4(或h2sio3)、h2、hcl(4)h2、hcl13铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及x射线防护材料等。回答下列问题：(1)铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第_周期、第_族；pbo2的酸性比co2的酸性_(填“强”或“弱”)。(2)pbo2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为_。(3)pbo2可由pbo与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为_。(4)pbo2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即100%)的残留固体。若a点固体组成表示为pbox或mpbo2npbo，列式计算x值和mn值：_。解析：(1)碳在元素周期表中位于第2周期第a族，铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，故铅在元素周期表的位置为第6周期第a族；铅位于碳的下方，同主族元素由上到下，非金属性逐渐减弱，故pbo2的酸性比co2的酸性弱。(2)pbo2中的pb为4价，pb为2价时相对稳定，故pbo2中的pb具有强氧化性，能发生类似mno2与浓盐酸的反应，将cl氧化为cl2，故反应方程式为pbo24hcl(浓)pbc