高考化学 课时跟踪检测（十二）碳、硅及无机非金属材料 新人教版.doc

课时跟踪检测（十二） 碳、硅及无机非金属材料1硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是()解析：选c玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分是sio2，硅单质可用来制造太阳能电池板。2(2016南昌二模)c、si、s都是自然界中含量丰富的非金属元素，下列关于其单质及化合物的说法中正确的是()a三种元素在自然界中既有游离态又有化合态b二氧化物都属于酸性氧化物，能与碱反应而不能与任何酸反应c最低价的气态氢化物都具有还原性，易与o2发生反应d其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：h2so4h2sio3h2co3解析：选c硅是亲氧元素，硅元素在自然界中以硅酸盐、二氧化硅的形式存在，故a错误；二氧化硅属于酸性氧化物，能与氢氟酸反应，故b错误；最低价的气态氢化物化合价能升高，具有还原性，故c正确；碳酸酸性大于硅酸，酸性：h2so4h2co3h2sio3，故d错误。3(2016宿州模拟)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da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。4(2016济南联考)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：选dna2sio3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。5青石棉(crocidolite)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产品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跟足量硝酸反应时，失去3 mol电子，而还原产物只有no，故能使1 mol hno3被还原。6下列关于工业生产的说法中，不正确的是()a工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含少量杂质的粗硅b在高炉炼铁的反应中，焦炭为铁矿石的还原剂c工业上将粗铜进行精炼，应将粗铜连接电源的正极d生产普通玻璃的主要原料有石灰石、石英和纯碱解析：选ba项，2csio2si2co，正确；b项，在高炉炼铁的反应中，co为铁矿石的还原剂，错误；c项，电解精炼铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，纯铜作阴极，与电源负极相连，正确；d项正确。7下列除杂方法正确的是()asio2中含al2o3杂质，可以加入足量naoh溶液然后过滤除去bco2中含有co杂质，可以通入盛有cuo的玻璃管且加热cco2中含有hcl杂质，可以通过盛有na2co3溶液的洗气瓶dna2co3溶液中含有na2sio3杂质，可以通入足量的co2，然后过滤解析：选ba项，sio2、al2o3均与naoh溶液反应；c项，应通过盛有饱和nahco3溶液的洗气瓶；d项，引入nahco3。8(2016宜春月考)下列转化关系中，不能通过一步反应实现的是()sio2na2sio3cuso4cucl2sio2h2sio3cuocu(oh)2na2o2na2so4a和b和c d解析：选b中sio2可与naoh反应生成na2sio3；中cuso4可与bacl2反应生成baso4和cucl2；中sio2不能与水反应，所以不能由sio2一步制得h2sio3；中氧化铜不能与水反应生成氢氧化铜；中将过氧化钠加入稀硫酸中反应即可得到硫酸钠。9(2016南京模拟)二氧化硅(sio2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料(如图所示)。下列说法正确的是()asio2既能与hf反应，又能与naoh反应，属于两性氧化物b盛放na2co3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞c硅胶吸水后不能重复使用d图中所示转化反应都是氧化还原反应解析：选b二氧化硅与naoh反应：sio22naoh=na2sio3h2o，生成了盐和水，sio2能与hf反应：sio24hf=sif42h2o，没有盐的生成，所以二氧化硅不是两性氧化物，故a错误；na2co3溶液呈碱性，二氧化硅能与碱反应生成具有粘合性的硅酸钠，使玻璃塞无法打开，故b正确；硅胶吸附水分后，可通过热脱附方式将水分除去重复使用，故c错误；图中二氧化硅与氢氟酸、氢氧化钠、碳酸钠的反应，硅酸钠与盐酸的反应，硅酸的分解，硅酸的生成，元素的化合价都没有发生变化，是非氧化还原反应，故d错误。10水玻璃(na2sio3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(sio2：65%70%、c：30%35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是()a原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值b操作a与操作b完全相同c该流程中硅元素的化合价发生改变d反应器中发生的复分解反应为sio22naoh=na2sio3h2o解析：选aa项，稻壳灰来源广泛价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；b项，操作a为过滤，操作b为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；c项，二氧化硅中，硅元素的化合价是4价，硅酸钠中，硅元素的化合价是4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；d项，由复分解反应的概念可知，sio22naoh=na2sio3h2o不属于复分解反应，错误。11(2016渭南二模)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：si3hclsihcl3h2sihcl3与过量h2在1 100 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_。(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_。(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_，装置c中的烧瓶需要加热，其目的是_。反应一段时间后，装置d中观察到的现象是_，装置d中发生反应的化学方程式为_。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_。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_(填写字母代号)。a碘水 b氯水 cnaoh溶液 dkscn溶液ena2so3溶液解析：(1)高温下，sio2和c反应生成si和co，反应的化学方程式为sio22c si2co；(2)沸点不同的液体可以采用蒸馏的方法分离，这几种物质沸点不同，所以可以采用蒸馏的方法分离；(3)为防止sihcl3与h2o强烈反应，需要干燥剂干燥氢气，浓硫酸具有吸水性且不和氢气反应，所以可以作干燥剂；升高温度能使sihcl3气化，从而使sihcl3和氢气在d中反应；d中发生反应sihcl3h2si3hcl，si为固态，所以看到的现象是有固体物质生成；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，这几种物质中氯水具有强氧化性，故选b、d。答案：(1)sio22csi2co(2)蒸馏(3)浓硫酸使滴入烧瓶中的sihcl3气化有固体物质生成sihcl3h2si3hcl排尽装置中的空气bd12x是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下：为了确定c的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知f、g都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，i可作光导纤维。按要求回答下列问题：(1)c的化学式为_；x的化学式为_。(2)反应的化学方程式：_；反应的离子方程式：_。解析：由i可作光导纤维知，i为sio2，根据题给第二个框图中的转化关系和“f、g都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀”知f为硅酸，h为硅酸钠；由eg是加入了硝酸银和稀硝酸，生成了难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，则e中含有氯离子；则化合物c中含硅、氯两种元素，故c为sicl4，d为si(nh2)4，x为si3n4。答案：(1)sicl4si3n4(2)sicl44nh3=si(nh2)44hclsio2h2o2co2=h2sio32hco13.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：_。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sio，然后sio迅速水解生成h4sio4。基于此原理分析反应中氧化剂为_。(2)某化学兴趣小组同学，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，可剧烈反应放出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_剂；naoh作_剂，降低反应_。高温无水环境下，naoh作_剂。.在工业中利用镁制取硅：2mgsio2 2mgosi，同时有副反应发生：2mgsimg2si，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_(填字母)。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_，当反应开始后，移走酒精灯反应能继续进行，其原因是_。(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_。解析：(1)晶片制绒反应的离子方程式为si2ohh2o=sio2h2；在该反应中氧化剂为naoh。(2)由题中实验事实分析可知，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。(3)由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入还原性气体x作为保护气，试管中的固体药品可选用锌粒，使其发生反应产生h2，为反应的顺利进行创造有利的条件。(4)实