2011高考化学一轮复习《硅及其化合物 无机非金属材料》 人教大纲版

第二节第二节 硅及其化合物硅及其化合物 无机非金属材料无机非金属材料 1 2010 模拟题 1798 年法国化学家对绿柱石和祖母绿进行化学分析发现了铍 已知 绿 柱石是一种呈绿色的硅酸盐 可表示 BexAly SimOn x y m n 均为自然数 其中 阴离子部分结构如图所示 已知表示硅酸根离子 SiO44 下列说法不正确的是 A 阴离子化学式为 Si6O1812 B 绿柱石可用氧化物形式表示为 3BeO Al2O3 6SiO2 C 绿柱石可表示为 Be3Al2 Si3O12 D 绿柱石可溶于强碱和氢氟酸 解析 根据表示 SiO44 可判断绿柱石的阴离子化学式为 Si6O1812 A 项正确 绿柱石写为氧化物为 3BeO A12O3 6SiO2 B 项正确 C 项中氧原子个数不是 18 C 项不正确 BeO Al2O3 SiO2均能溶于强碱和氢氟酸 D 项正确 答案 C 2 2010 山师附中月考题 中据 2001 年 12 月的 参考消息 报道 有科学家提出硅是 21 世纪的能源 未来的石油 的观点 假如硅作为一种普遍使用的新型能源 被开发利用 关于其有利因素的下列说法中 你认为不正确的是 A 硅便于运输 贮存 从安全角度考虑 硅是最佳的燃料 B 自然界中存在大量单质硅 C 硅燃烧放出的热量大 且燃烧产物对环境污染程度低 容易有效控制 D 自然界中硅的贮量丰富 解析 由于 Si 的亲氧性 自然界的硅大都以 SiO2或硅酸盐的形式存在 无单质硅 存在 答案 B 3 2010 改编题 下列物质中 既可与盐酸反应 又可与氢氧化钠溶液反应的是 Na2SiO3 AlCl3 NH4HCO3 Al2O3 NaHSO3 A B C D 解析 Na2SiO3只能与 HCl 反应 AlCl3只能与 NaOH 反应 答案 D 4 2010 模拟题 下列说法正确的是 合金的硬度一般比它的各成分金属的小 熔点一般比它的各成分金属的高 SiC 俗称金刚砂 可用作砂纸 砂轮的磨料 漂白粉和漂粉精的有效成分都是 Ca ClO 2 NO 在人体的血管系统内具有传送信号的功能 也是大气污染物之一 氧化铜可作为制造玻璃 搪瓷的红色颜料 A B C D 解析 合金的硬度一般比它的成分金属的大 熔点一般比它的各成分金属的低 错 氧化铜是黑色物质 不能作为红色颜料 错 应是 Cu2O 作为红色颜料 答案 B 5 2010 模拟题 日前 科学家拟合成一种 二重构造 的球形分子 即把足球型的 C60分子融进到 Si60分子中 外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合 下列说 法正确的是 A 它是由两种单质组成的混合物 B 它是一种碳酸盐 C 它是一种新型化合物 D 它是一种高聚物 解析 A 项合成的新分子有固定组成和结构 应当属于化合物 B 项该分子不含氧 不是碳酸盐 D 项这种 二重构造 的球形分子仍是小分子 答案 C 6 2010 模拟题 下列说法都正确的是 高温消毒利用的是蛋白质的变性 对甲型 H1N1 流感有治疗作用的达菲 分子 式为 C16H31N2PO8 是有机物 造成海水赤潮 湖泊水华的原因是水体富营养化 船底镶嵌锌块 锌失电子 保护船体免受腐蚀 制作航天服的聚酯纤维属于新 型无机非金属材料 高纯度的二氧化硅常用于制作集成电路 A B C D 解析 聚酯纤维是有机高分子材料 用于制作成集成电路的是高纯度的硅晶体 答案 A 7 2010 西安市二中期中考题 青海昆仑玉被定为 2008 年北京奥运会奖牌用玉 昆仑 玉主要成分是由 透闪石 和 阳起石 组成的纤维状微晶结合体 透闪石 Tremolite 的化学成分为 Ca2Mg5Si8O22 OH 2 下列有关说法不正确的是 A 透闪石的化学式写成氧化物的形式为 2CaO 5MgO 8SiO2 H2O B 透闪石中 Mg 元素的质量分数是 Ca 元素质量分数的 1 5 倍 C 1 mol Ca2Mg5Si8O22 OH 2与足量的盐酸作用 至少需要 14 mol HCl D 透闪石是一种新型无机非金属材料 难溶于水 解析 由透闪石组成知它属于传统的硅酸盐材料 但难溶于水 D 错 依改写规则 可判断 A 对 透闪石中镁的总式量为 120 是钙的 1 5 倍 与盐酸作用时 SiO2与 HCl 不反应 其他金属元素则转化为金属氯化物 根据氯原子守恒易知 C 对 答案 D 8 2010 模拟题 金属陶瓷是一种广泛应用于高科技的复合材料 合成方法是将陶瓷 主要成分为 Al2O3 ZnO2等耐高温材料 和黏结金属 主要是 Cr Mo W Ti 等高 熔点金属 研磨混匀成型后 高温烧结使金属仍然以单质的形式存在于金属陶瓷之 中 据此判断合成工艺必须 A 在氧气中合成 B 在 HCl 气氛中合成 C 在氮气气氛中合成 D 在空气中合成 解析 由题给信息 高温烧结使金属仍然以单质的形式存在 知 C 正确 其他三 个选项所列举的反应条件均会使黏结金属以化合物的形式存在 如在高温下氧气与 金属反应生成氧化物 在 HCl 气氛中金属变成氯化物 答案 C 9 2010 嘉兴一中期中考题 气凝胶的应用被英国 泰晤士报 评为 2009 年度最受关 注的十大新闻 气凝胶是一种世界上最轻的固体 密度仅为 5 mg cm 3 被称为 固态烟 非常坚固耐用 它可以承受相当于自身重量几千倍的压力 在温度达 到 1 200 摄氏度时才会熔化 绝热性能十分优越 其成分是二氧化硅 下列说法正 确的是 A 该材料有良好的导电性能 B 硅原子与氧原子间以共价键连接 C 二氧化硅耐所有酸和碱 D 二氧化硅的分子式为 SiO2 解析 二氧化硅组成的 固态烟 不导电 A 项不正确 二氧化硅可溶于强碱 C 项不正确 二氧化硅中没有分子 应该说二氧化硅的化学式为 SiO2 答案 B 10 2010 四川成都市三校联考 下列有关说法正确的是 A HF HCl HBr HI 的稳定性依次增强 B 生产水泥 玻璃都需要石英 需要消耗大量的能量 C 原子晶体内一定含有共价键 分子晶体内不一定含有共价键 D 温室气体不包括 CH4 解析 稳定性由 HF HCl HCl HBr HI 依次减弱 A 项不正确 生产水泥的 主要原料有石灰石 粘土 石膏 不需要石英 B 项不正确 温室气体包括 CO2 CH4 N2O 等气体 D 项不正确 原子晶体是由共价键形成的一类晶体 稀 有气体固态时为 分子晶体 不含有任何化学键 C 项正确 答案 C 11 2010 模拟题 我国具有广泛的海域 大部分海域中存在蛭石 蛭石为一种层状结 构的含镁的水铝硅酸盐 是黑云母等天然矿物风化蚀变的产物 因为其受热膨胀 时呈挠曲状 形态酷似水蛭 故此得名蛭石 膨化后的蛭石呈颗粒状 有隔热 耐冻 抗菌 防火 吸声等优异性能 但不耐酸 1 某硅酸盐矿石的组成可以看成是二氧化硅中 1 3 的硅被铝置换 再由钾平衡其 电荷形成的 该矿石的组成以氧化物的形式表示为 2 某校研究性学习小组取某牌的膨化蛭石样品 其成分可以用氧化物 MgO Fe2O3 Al2O3 SiO2 H2O 的形式表示 为研究蛭石的组成 拟进行实验 探究 实验流程及相关数据如下 所加药品均过量 固体 A 的化学式是 固体 F 的物质的量是 写出滤液 C 与足量二氧化碳反应的离子方程式 通过计算 写出用氧化物的形式表示该膨化蛭石组成的化学式 过滤 灼烧都需使用的仪器是 有同学认为 该实验流程中第一步的盐酸可以用氢氧化钠溶液代替 你的观点 是 理由是 解析 1 因二氧化硅中有 1 3 的硅原子被铝原子取代 不足的由钾原子补充 使 化合价代数和为 0 故一个硅原子可被一个铝原子和一个钾原子取代 则 3SiO2 Si2AlKO6 Si4Al2K2O12 K2O Al2O3 4SiO2 较活泼金属氧化物 较 不活泼金属氧化物 非金属 除氢外 氧化物 水 2 根据实验流程图知 固体 A 为 二氧化硅 n SiO2 2 40 g 60 g mol 1 0 04 mol D 为氢氧化铁和氢氧化镁 G 为氧化铁和氧化镁 设氧化铁和氧化镁的物质的量分别为 x y 则 160 g mol 1 x 40 g mol 1 y 4 80 g 107 g mol 1 2x 58 g mol 1 y 6 78 g 联立 解得 x 0 01 mol y 0 08 mol 即 n Fe2O3 0 01 mol n MgO 0 08 mol 固体 F 为 Al OH 3 n Al OH 3 1 56 g 78 g mol 1 0 02 mol n Al2O3 0 01 mol 故 n H2O 8 58 g 40 g mol 1 0 08 mol 2 40 g 160 g mol 1 0 01 mol 102 g mol 1 0 01 mol 18 g mol 1 0 02 mol 则 n MgO n Fe2O3 n Al2O3 n SiO2 n H2O 0 08 mol 0 01 mol 0 01 mol 0 04 mol 0 02 mol 8 1 1 4 2 即该膨化蛭石的组成为 8 MgO Al2O3 Fe2O3 4SiO2 2H2O 答案 1 K2O Al2O3 4SiO2 2 SiO2 0 020 mol CO2 OH HCO3 AlO2 CO2 2H2O Al OH 3 HCO3 8MgO Al2O3 Fe2O3 4SiO2 2H2O 玻璃棒 不能改用氢氧化钠溶液 二氧化 硅 氧化铝均能溶于氢氧化钠溶液 12 2010 山师附中月考题 2008 年 11 月 10 日新浪网报道 瑞士环游世界的太阳能飞 机 太阳脉动号 进行首次试飞 硅是太阳能电池的重要材料 制取精硅的主要 化学反应如下 村料一 SiCl4熔点为 70 沸点为 57 6 在潮湿的空气中发生水解反应 SiCl4 4H2O H4SiO4 4HCl 材料二 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 步骤一 高温下 用碳还原二氧化硅制得粗硅 步骤二 粗硅与干燥的氯气反应制取四氯化硅 Si 2Cl2SiCl4 步骤三 在 1 000 1 100 时四氯化硅被氢气还原制得纯硅 SiCl4 2H2 Si 4HCl 高温 下面是制取纯硅的实验装置 热源及夹持装置均略去 请你分析下列问题 1 为使四氯化硅从装置 B 中逸出与氢气充分混合 应采取的措施是 2 装置 C 不采用普通玻璃管的原因是 3 如果从 A 中直接快速向 B 中通入气体 可能观察到的现象是 4 为了防止空气污染 含有四氯化硅的尾气要通入盛有 溶液的烧杯中 反应的化学方程式为 5 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 还应对该装置进行改进的是 解析 本题主要考查制取纯硅过程中氢气还原四氯化硅的实验 解题过程中要充 分利用题干所给信息 去考虑装置的设计 优化所应采取的措施 如四氯化硅沸 点低 57 6 故要使其逸出烧瓶与氢气反应 则需对装置 B 进行水浴加热 且 用温度计控制温度在 57 6 左右 由于氢气还原四氧化硅是在 1 000 1 100 的 高温下进行的 在此温度下普通玻璃管会软化 故需用石英玻璃管 由于四氯化 硅易水解生成硅酸和氯化氢 不难想到尾气应通入氢氧化钠溶液中 而氢气从 A 逸出时会带出水蒸气 使 B 中四氯化硅发生水解影响实验 所以应在 A B 之间 加一个干燥装置 若快速向 B 中通入含有水蒸气的氢气 少量的四氯化硅会发生 水解生成硅酸和氯化氢 氯化氢在液面上形成白雾 答案 1 对装置 B 水浴加热 且用温度计控制温度在 57 6 左右 2 在 1 000 1 100 时普通玻璃管会软化 3 B 中液面上方产生少量白雾 液体中有少量白色胶状物生成 4 氢氧化钠 SiCl4 6NaOH Na2SiO3 4NaCl 3H2O 5 在装置 A 与 B 之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶 或装有碱石灰的干燥管 13 2010 模拟题 右图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物 已知 B 是一种 单质 结构与金刚石相似 其余物质都是含有 B 元素的化合物 C 是一种钠盐 E 是 C 对应的酸 B 和 D 的晶体均为高熔点 坚硬的固体 D 为 B 的氧化物 其 他不含 B 元素的反应物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去 1 写出化学式 A D E 2 A 和 B 的互变在工业上的实际意义是 3 写出化学方程式 反应 反应 4 有人预测 B 是 21 世纪具有开发潜力的新能源 如果 B 为能源 其优点是 写 两条 可以肯定上述框图中 反应是放热反应 填序号 解析 高熔点 高硬度 与金刚石结构相似的固体单质只有晶体硅 故 B 为晶体 硅 其他物质则可由硅的化合物的性质推出 A 为四氯化硅 C 为硅酸钠 D 为 二氧化硅 E 为硅酸 A 与 B 转化的化学反应 Si 2Cl2SiCl4 蒸馏四 氯化硅 分离除去难溶杂质 将四氯化硅用氢气还原得到纯度高的硅 SiCl4 2H2Si 4HCl 硅燃烧放出大量热量 生成固体二氧化硅 对 环境污染小 而二氧化硅可以用焦炭冶炼得到硅 原料可以循环利用 同时副产 物一氧化碳既是燃料又是化工产品 答案 1 SiCl4 SiO2 H2SiO3 2 粗硅提纯 3 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 SiO2 2CSi 2CO 高温 4 产物对环境污染小 原料循环利用 14 2010 模拟题 A B C D E 是原子序数依次增大的五种短周期元素 B E 同 主族 它们的单质以及它们之间反应生成的化合物在常温时状态相同 形成的晶 体类型也相同 A 与 C D 与 C 之间都能形成原子个数比分别为 2 1 和 1 1 的 两种化合物 试解答下列有关问题 1 B E 单质以及它们之间反应生成的化合物熔点由高到低的顺序为 填元素符号或化学式 2 C 与 D 形成的化合物的电子式为 3 实验室可由 B C D 组成的化合物为反应物之一制取由 A C D 组成的化合 物 反应的化学方程式为 4 写出 E 单质与 A C D 形成的化合物的水溶液反应的离子方程式 并标出电 子转移的方向和数目 解析 根据题意可知 B E 分别为 C 和 Si 可以化合生成 SiC A 与 C D 与 C 都能形成原子个数比分别为 2 1 和 1 1 的两种化合物 推出 A 为 H C 为 O D 为 Na C 与 D 形成 Na2O 或 Na2O2 答案 1 C SiC Si 2 Na O 2 Na Na O O 2 Na 3 Na2CO3 Ca OH 2 CaCO3 2NaOH 4 Si 2OH 4H4e 2O SiO32 2H2 3H2O 15 2010 潍坊一中期中考题 2008 年奥运会在北京举行 右