高三化学一轮复习 4_1 无机非金属材料的主角-硅课时测试（含解析）.doc

4-1 无机非金属材料的主角硅（测试时间：45分钟 满分 100分）姓名： 班级： 得分： 一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是 （ ）A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂D硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应【答案】A【解析】A硅是良好的半导体材料，常用来制造太阳能材料，A正确；B粗硅制备单晶硅的反应为：SiO2+2C Si+2CO，为置换反应，是氧化还原反应，B错误；C反应：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2中，Si为还原剂，H2O为氧化剂，C错误；D、硅只与HF反应，与盐酸不反应，D错误，答案选A。2下列关于硅材料的说法正确的是 （ ）A玛瑙的主要成分是硅酸盐B制普通玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英砂C光导纤维的主要成分是晶体硅D水晶项链、玻璃、水泥和陶瓷都是硅酸盐制品【答案】B【解析】A玛瑙的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故A错误； B根据玻璃的组成可知，制玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英，故B正确；C光导纤维的主要成分是二氧化硅，故C错误；D水晶的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故D错误；故选B。3下列有关SiO2的叙述中错误的是 （ ） ASiO2是酸性氧化物，它对应的水化物是硅酸(H2SiO3)B硅酸可由SiO2跟水反应制得CSiO2可与碱性氧化物或强碱反应 D光导纤维的主要原料就是SiO2【答案】B【解析】A二氧化硅是酸性氧化物，可与碱性氧化物或强碱反应，但不溶于水，不能直接和水反应生成硅酸，B不正确，其余都是正确的，答案选B。4制备硅单质时，主要化学反应如下：（1）SiO22CSi2CO（2）Si2Cl2SiCl4（3）SiCl42H2Si4HCl下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是 （ ）A（1）（3）为置换反应 B（1）（2）（3）均为氧化还原反应C（2）为化合反应 D三个反应的反应物中硅元素均被还原【答案】D【解析】A一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应是置换反应，（1）（3）为置换反应，A正确；B反应（1）（2）（3）中均有化合价的升高和降低，都是氧化还原反应，B正确；C化合反应是两种或者两种以上的物质生成一种物质的反应，（2）为化合反应，C正确；D反应（1）（3）中硅元素的化合价降低，被还原，（2）中硅元素的化合价升高，被氧化， D错误，答案选D。5纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是 （ ）AX可用作木材防火剂B步骤II的反应是Na2SiO3 + H2SO4 = H2SiO3(胶体) + Na2SO4C步骤中的稀硫酸可用CO2来代替D步骤 若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行【答案】D【解析】分析流程知反应为，反应为，反应为。A、X为硅酸钠溶液，可用作木材防火剂，正确；B、步骤II的反应是Na2SiO3 + H2SO4 = H2SiO3(胶体) + Na2SO4，正确；C、碳酸的酸性比硅酸强，故步骤中的稀硫酸可用CO2来代替，正确；D、步骤 为硅酸固体的灼烧，若在实验室完成，一般在坩埚中进行，错误。 6钢化玻璃俗称普通玻璃的化身，是普通玻璃经一定物理方法处理后得到的。钢化玻璃一般不会发生自爆现象，但当钢化玻璃中含有硫化镍结核时就有可能发生自爆现象。下列有关说法中错误的是 （ ）A制取钢化玻璃的原料为石灰石、纯碱和石英B钢化玻璃是一种新型无机非金属材料C制取钢化玻璃的主要反应都是非氧化还原反应D在碳素钢中加入镍等合金元素可以制得不锈钢及各种特种钢【答案】B【解析】A制取普通玻璃的原料为石灰石、纯碱和石英，由于钢化玻璃是玻璃在制取过程中将温度迅速降低得到的，因此制取原料与普通玻璃相同，正确；B钢化玻璃是一种传统无机非金属材料，错误；C制取钢化玻璃的主要反应是SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2；SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2，因此都是非氧化还原反应，正确；D在碳素钢中加入镍等合金元素经过加工可以制得不锈钢及各种特种钢，正确。7下列说法正确的数目是 （ ）二氧化硅具有良好的半导体特性，故而可用作光导纤维硅酸钠为盐，非碱类物质，故可用玻璃瓶盛装高温下SiO2能与Na2CO3固体反应生成Na2SiO3和CO2，说明硅酸酸性强于碳酸硅溶于氢氧化钠溶液，只有水作氧化剂，NaOH既非氧化剂也非还原剂A1 B2 C3 D4【答案】A【解析】二氧化硅不导电，错误；硅酸钠为盐，非碱类物质，故不可用带玻璃塞得玻璃瓶盛装，错误；碳酸酸性强于硅酸，错误；硅与氢氧化钠溶液反应的实质是：Si +4H2O =H4SiO4 + 2H2 H4SiO4 + NaOH = Na2SiO3 + 3H2O，氢氧化钠既不做还原剂也不做氧化剂，正确。8有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用下列关于硅的说法不正确的是 （ ）A高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片B硅可由二氧化硅还原制得C常温时硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅【答案】D【解析】半导体硅晶体制造计算机芯片，选项A正确；焦炭和二氧化硅在高温下反应制得粗硅其中二氧化硅作氧化剂被还原，选项B正确；常温时硅不与水、氧气及酸反应，但可与氢氟酸反应，选项C正确；硅元素在自然界的主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，选项D不正确。 9下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是 （ ）A4价氧化物都能与氢氧化钠溶液反应B单质在加热时都能与氧气反应C氧化物都能溶于水生成相应的酸D碳和硅两种元素都有能导电的单质【答案】C【解析】A、二氧化碳和二氧化硅均为酸性氧化物，都能与氢氧化钠溶液反应生成盐和水，正确；B、碳单质和硅单质在加热时都能与氧气反应，正确；C、CO、二氧化硅不溶于水，不能与水反应生成相应的酸，错误；D、石墨和晶体硅两种单质都能导电，正确。10用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是 （ ）选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊澄清石灰水【答案】B【解析】A盐酸的酸性大于碳酸，则二氧化碳通入氯化钡溶液中不反应，无现象，故A正确；B碳酸的酸性大于硅酸，则二氧化碳与硅酸钠溶液反应，生成硅酸沉淀，溶液变浑浊，再通入二氧化碳沉淀不消失，故B错误；C碳酸的酸性大于HClO，且HClO具有漂白性，则操作及现象”与“溶液”对应均合理，故C正确；D二氧化碳少量，与石灰水反应生成碳酸钙，二氧化碳过量时生成碳酸氢钙，则操作及现象”与“溶液”对应均合理，故D正确；故选B。二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11（9分）硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法，该制备过程示意如下：石英砂焦炭/高温Si（粗）Cl2/300SiCl4Zn/高温 高纯硅（1）硅元素位于元素周期表的第_周期_族。（2）已知反应得到的粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为21。写出制造粗硅时的反应方程式 。SiC熔融时不导电，工业上常用作耐火和高温炉的材料，由此推知，它属于_晶体。（3）因为SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸，所以整个制备过程必须严格控制无水条件。在干燥Cl2 时，从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑，需将约90的潮湿氯气先冷却至12，然后再通入到浓H2SO4中。冷却的作用是 。【答案】（1）三、A （共2分。只要有一处错误，均不给分）（2）3SiO27C 2SiSiC6CO（3分）；原子（2分）（3）使水蒸气冷凝，减少进入浓硫酸的水，使浓硫酸能保持持续的吸水性（1分），同时降低放出的热量（1分）。【解析】（1）硅元素位于元素周期表的第三周期A族（2）3SiO27C 2SiSiC6CO；SiC熔融时不导电，推知，它属于原子晶体（3）如果不降低温度，则水蒸气会被浓硫酸稀释，降低浓硫酸的性能，所以冷却的作用是使水蒸气冷凝，减少进入浓硫酸的水，保持浓硫酸持续的吸水性，同时降低放出的热量。12（16分）取 A、B 两份物质的量浓度相等的 NaOH 溶液，体积均为 50mL，分别向其中通入一定量的 CO2后，再分别稀释为 100mL。（1）在 NaOH 溶液中通入一定量的 CO2后，溶液中溶质的组成可能是：（填化学式）_。（2）在稀释后的溶液中分别逐滴加 01mol/L 的盐酸，产生的 CO2 的体积（标准状况）与所加盐酸的体积关系如图所示：分别加入足量的盐酸后，溶液中的溶质是_，原 NaOH 溶液的物质的量浓度为_。A 曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶质的化学式为_，与盐酸反应 产生 CO2的最大体积是_mL（标准状况）。B 曲线表明，原溶液通入 CO2后，所得溶质的化学式为_，其物质的量 之比为_。【答案】（1）NaHCO3 ；Na2CO3 ；Na2CO3和NaHCO3 ；Na2CO3和NaOH（4分，每空各1分）（2）（12分，每空各2分）NaCl、HCl；015 molLNa2CO3和NaOH；336Na2CO3和NaHCO3 ； 1：1【解析】（1）由CO2+2NaOHNa2CO3+H2O、CO2+NaOHNaHCO3，二氧化碳少量时固体为Na2CO3和NaOH；以1：2恰好反应时为Na2CO3；物质的量比介于1：11：2之间为Na2CO3和NaHCO3；二氧化碳过量时为NaHCO3，故答案为：Na2CO3和NaOH；Na2CO3；Na2CO3和NaHCO3；NaHCO3；（2）由图可知，A溶液来说，滴加盐酸60mL时没有气体生成，可能发生OH-+H+=H2O和CO32-+H+=HCO3-，假设原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，实际上需要盐酸的体积60mL远远大于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积（75-60）mL=15mL，说明原溶液中的溶质是NaOH和Na2CO3，对于B溶液来说，滴加盐酸25mL时没有气体生成，可能发生OH-+H+=H2O和CO32-+H+=HCO3-，假设原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，实际上需要盐酸的体积25mL小于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积（75-25）mL=50mL，说明原溶液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3，加入足量的盐酸后的溶液中均存在NaCl及未反应的HCl，加入75mL盐酸时，溶液中溶质为NaCl，n（NaCl）=n（HCl）=n（NaOH）=0075L01mol/L=00075mol，则c（NaOH）=015mol/L，故答案为：NaCl、HCl；015mol/L；上述分析可知，A曲线表明，NaOH溶液通入CO2后，所得溶液中的溶质是：NaOH和Na2CO3，对于A溶液来说，生成二氧化碳消耗盐酸的体积为75mL-60mL=15mL，生成CO2气体时，发生反应HCO3-+H+=H2O+CO2，由方程式可知，n（CO2）=n（HCl）=0015L01mol/L=00015mol，标况下体积为00015mol224L/mol=00336L=336mL，故答案为：NaOH和Na2CO3；336；由上述分析可知，B中溶质是Na2CO3和NaHCO3，碳酸钠转化为碳酸氢钠消耗25mL 盐酸，碳酸氢钠完全转化消耗盐酸50mL，二者都是按1：1反应，故原溶液中碳酸氢钠消耗盐酸为50mL-25mL=25mL，由消耗盐酸的关系可知，Na2CO3和NaHCO3的物质的量相同，即物质的量比为1：1，故答案为：Na2CO3和NaHCO3；1：1。13（14分）金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。（1）碳与短周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物，其中一种化合物R为非极性分子。碳元素在周期表中的位置是 ，Q是 ，R的电子式为 ；（2）一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收其中的CCl4的实验操作名称为 ，除去粗产品中少量钠的试剂为 ；（3）碳还原SiO2制SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO2现将200g SiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到01mol氢气，生成氢气的离子方程式为 ，将滤液稀释到1L，若所得Na2SiO3的物质的量浓度为017mol L-1，则SiC的纯度为_；（4）下列叙述正确的有 （填序号）Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物中阴阳离子数目比均为12水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同【答案】（1）第二周期第A族（1分）；氧（或O）（1分）；（2分）（2）过滤（2分）；水（或乙醇）（2分）（3）Si+2OH+H2OSiO32+2H2（2分）；57%（2分）（4）（2分）【解析】（1）由题给信息科推知Q为氧，非极性分子R为二氧化碳，根据周期序数=电子层数，主族序数最外层电子数分析，碳在第二周期第A族；二氧化碳的电子式为；（2）金刚石是不溶于四氯化碳的固体，四氯化碳是液体，将固体和液体分开的操作为过滤；由于钠可以与水或乙醇反应，而金刚石与水或乙醇都不反应，所有除去粗产品中少量的钠可以用水或乙醇。（3）硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气写出其离子方程式为：Si+2OH+H2OSiO32+2H2；计算溶液中硅酸盐的浓度需要根据方程式进行计算。根据氢气的物质的量为01摩尔，计算硅有005摩尔，质量为14克，硅生成的硅酸钠的物质的量为005摩尔，总共的硅酸钠的物质的量为017*1=017摩尔，则二氧化硅生成的硅酸钠的物质的量为017-005=012摩尔，则二氧化硅有012摩尔，质量为012*60=72克，则碳化硅的质量=200-14-72=114克，质量分数=114/200=57%。（4）钠还原四氯化硅的反应是置换反应，氮氯气和水的反应不是置换，错误；硅酸钠溶液与三氧化硫的反应说明酸性硫酸比硅酸强，可以推断硫的非金属性比硅强，正确；钠在空气燃烧生成过氧化钠，阴阳离子数目比为1:2，锂在空气中生成氧化锂，阴阳离子比为1:2，正确；水晶属于原子晶体，干冰属于分子晶体，熔化时克服粒子之间的作用力的类型不同，错误。所以选14（11分）某学习小组欲设计实验探究焦炭与二氧化硅反应的产物。查阅资料:实验室可以用PdCl2溶液检验CO，二者发生反应会产生黑色金属钯，溶液变浑浊。回答下列问题:（1）上述装置连接顺序(按气流从左至右)为B_E。（2）加热前，向装置内通入一段时间氮气，其目的是_；D装置的作用是_。（3）若A中出现浑浊，写出A中发生反应的化学方程式_。（4）C装置可用来检验CO2气体，可选用的试剂是_ (填字母)。ANaOH溶液 BBa(OH)2溶液CBaCl2溶液 D品红溶液（5）如果不用E装置，可能的后果是_。（6）经测定B装置中生成的CO与CO2物质的量之比为2：1，写出B中发生反应的化学方程式_。【答案】（1）DCAC（2分）（2）除去装置内的空气，防止生