（全国）2020版高考化学一轮复习 课时跟踪训练 第四章 材料家族中的元素 基础课时1 硅 无机非金属材料 鲁科版VIP

基础课时1硅无机非金属材料一、选择题1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航空材料具有质轻、高强度、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。答案B2下列物质性质与用途对应关系正确的是()性质用途A硅酸钠化学性质稳定制备木材防火剂B硅酸溶胶具有吸附水分的能力硅作半导体的材料C二氧化硅硬度大、熔点高氢氟酸在玻璃上刻花纹D焦炭具有可燃性焦炭还原二氧化硅冶炼粗硅解析硅胶吸附水，与硅作半导体的材料无关，B错误；二氧化硅硬度大，与氢氟酸和玻璃反应无关，C错误；焦炭具有可燃性，与焦炭还原二氧化硅无关，D错误。答案A3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 B C D解析常温下，Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2，Si4HF=SiF42H2，SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。答案D4(2020南阳模拟)下列叙述正确的是()A利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能BCO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒C在SiO2制备高纯硅的过程中只涉及置换反应DSiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3解析CO2不能与血红蛋白结合，B错；C项，粗硅提纯时，Si2Cl2SiCl4是化合反应，错；SiO2不能和水反应，D项错。答案A5硅作为一种新型能源被广泛开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是()A硅燃烧产物对环境产生的污染，容易得到有效控制B从Si(s)O2(g)SiO2(s)H858.6 kJmol1可知，硅燃烧放出的热量多C自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅D硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料之一解析硅燃烧生成二氧化硅，二氧化硅不是气体，其污染容易得到有效控制；硅为固体燃料，化学性质不活泼，运输、贮存比较容易且又安全；硅在自然界中无单质形式，只有化合物，所以C是错误的。答案C6(2020滨州模拟)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解析粗硅提纯涉及的反应：Si2Cl2SiCl4、SiCl42H2Si4HCl都是氧化还原反应，B错误；硅与氢氧化钠溶液反应中NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的是水，C错误；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D错误。答案A7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解析硅与烧碱溶液反应时，H2O参与反应，Si2OHH2O=SiO2H2。答案B8(2020安庆二模)化学家Seidel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，下列有关说法正确的是()A原硅酸钠(Na4SiO4)能迅速水解，溶液呈碱性，故Na4SiO4为弱电解质B石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl，说明Cl的非金属性强于SiD半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指：将二氧化硅制成晶体硅解析原硅酸钠是强电解质，A项错误；石英玻璃的主要成分是SiO2，不属于硅酸盐产品，B项错误；盐酸不是Cl的最高价氧化物对应的水化物，无法通过盐酸与硅酸钠的反应比较Cl、Si的非金属性强弱，C项错误。答案D9(2020四川雅安诊断)二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。ae是对反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是()SiO22NaOH=Na2SiO3H2OSiO22CSi2COSiO24HF=SiF42H2ONa2CO3SiO2Na2SiO3CO2SiO23CSiC2COa反应中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b反应中SiO2表现出氧化性c反应中SiO2表现了酸性氧化物的通性d反应符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的道理e反应中SiO2未参加氧化还原反应Aace Bbde Ccde Dab解析通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是，因此a判断错误；中反应表现的是SiO2的特性，c判断也错；反应是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应中硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断也正确；所以选项B正确。答案B10(2020山西名校联考)诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德博伊尔和乔治史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是()A二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸B用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到2.8 g硅C6 g的二氧化硅中含有0.2 mol的共价键D二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应解析A项，SiO2不与水反应；B项，SiO22CSi2CO，可知当生成标准状况下2.24 L气体时，得到1.4 g Si；C项，6 g SiO2为0.1 mol，含有0.4 mol SiO键；D项正确。答案D11有一粗硅，含杂质铁，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是(提示：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2)()A物质的量之比为11 B物质的量之比为12C质量之比为41 D质量之比为21解析粗硅与盐酸反应是其中的Fe与盐酸反应：Fe2HCl=FeCl2H2，粗硅与碱反应是其中的硅与碱液反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。因放出等量的H2，则Fe与Si的物质的量之比为21，质量之比为41。答案C二、填空题12硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)下列物质不属于硅酸盐的是 。A陶瓷 B玻璃 C水泥 D生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 ，工艺师常用 (填物质名称)来雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作 。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是 。A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚C氧化铝坩埚 D铁坩埚(4)工业上常利用反应2CSiO2Si2CO制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是 (填化学式，下同)，氧化剂是 。解析(1)生石灰是CaO，为碱性氧化物且不含Si元素，不属于硅酸盐。(2)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。答案(1)D(2)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O氢氟酸(3)防火剂D(4)CSiO213(2020天津高三模拟)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：高温下用炭还原二氧化硅制得粗硅；粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si3HClSiHCl3H2；SiHCl3与过量H2在1 0001 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与过量的H2反应制备纯硅的装置如下(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不能采用普通玻璃管的原因是 ，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溶液解析高纯硅的制备是以初步冶炼得到的粗硅为原料，在加热条件下与氯化氢气体反应，制成气态化合物SiHCl3，与杂质分离，然后在高温条件下用氢气还原，重新得到硅和氯化氢气体，这样就除掉杂质，得到高纯硅。(1)工业上制粗硅时，是用SiO2为原料，在高温下用C还原SiO2得到粗硅：SiO22CSi2CO，这样得到的硅含有杂质，可以作为冶炼制取高纯硅的原料。(2)中由题给物质沸点的不同，可以考虑用分馏的方法来进行分离。(3)由于SiHCl3遇水强烈反应，所以反应环境必须无水，制得的氢气必须干燥，B中放的是干燥剂(浓硫酸)，常温下，SiHCl3呈液态，为了增大两者的接触面积，可以通过加热的方法使SiHCl3汽化。D装置用石英管而不用普通玻璃管的目的是两者反应需要高温，温度太高，普通玻璃管会软化。SiHCl3在空气中会自燃，必须排尽空气。铁元素的检验是利用Fe3遇KSCN溶液变红色。所以鉴定产品硅中是否含微量铁单质，试样用稀盐酸溶解后，还需要的试剂是氯水和KSCN溶液。答案(1)SiO22CSi2CO(2)分馏(或蒸馏)(3)浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化有固体物质生成在反应温度下，普通玻璃会软化SiHCl3H2Si3HCl排尽装置中的空气bd选做题14(2020山西六校联考)以磷矿石、石英、氯化氢等为原料生产白炭黑(SiO2nH2O)、磷及甲醇，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。(1)上述反应中，属于置换反应的是 (填“”、“”、“”、“”或“”)。(2)已知SiHCl3的沸点为33.0 ，提纯SiHCl3适宜的方法是 。(3)高温下进行的反应的化学方程式为 ；固体废弃物CaSiO3可用于 。(4)反应需在高温、隔绝氧气和无水条件下