河南省罗山高中2020学年高二化学下学期暑假自主学习考点自检测试 无机非金属材料的主角-硅（含解析）

无机非金属材料的主角硅1、光导纤维已成为信息社会必不可少的高技术材料。下列物质用于制造光导纤维的是（）A金刚石 B大理石 C铝合金 D二氧化硅【答案】【解析】用于制造光导纤维的是二氧化硅。2、下列试剂的保存方法正确的是（）A氢氟酸保存在玻璃瓶中B烧碱溶液放在带有橡胶塞的玻璃瓶中C水玻璃存放在滴瓶中D液溴直接存放在棕色滴瓶中【答案】B【解析】氢氟酸能与二氧化硅反应，不能保存在玻璃瓶中；水玻璃不能保存于滴瓶中，滴瓶是带有磨口胶头滴管的玻璃试剂瓶，水玻璃会将胶头滴管和玻璃瓶粘在一起；液溴易挥发，把液溴放在试剂瓶中时，需要在试剂瓶中加一些水，以减少挥发。3、月球的矿产资源极为丰富，仅月面表层5cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石CaMgSi2O6、斜长石 KAlSi3O8 和橄榄石（Mg或Fe）2SiO4等，下列说法或分析不正确的是（ ） A辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B斜长石的氧化物形式可表示为：K2OAl2O33SiO2C橄榄石中铁为+2价D月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气【答案】B 【解析】 4、现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是( ) SiO2 Na2SiO3 CuSO4 CuCl2 SiO2H2SiO3 CuO Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3A、 B、 C、 D、【答案】B 【解析】 5、奥运会会标是五环旗，假定奥运五环旗中的每一环表示一种物质，相连环物质间一定条件下能发生常见反应，不相连环物质间不能发生反应。且四种反应中必须包含化合反应、置换反应及复分解反应，适合的一组是（ ）选项蓝黑红黄绿ASiO2CuSO4溶液O2NaOH溶液AgBO2稀H2SO4CO2FeNaOH溶液CO2稀H2SO4Al(OH)3NH3NaOHDMgCO2KOH溶液AlFe2O3【答案】B 【解析】 6、实验室保存下列试剂的方法有错误的是（ ）A、水玻璃保存在有橡胶塞的试剂瓶中 B、氢氟酸保存在磨口玻璃试剂瓶中C、固体烧碱放在广口塑料试剂瓶中 D、浓硝酸存放在棕色玻璃试剂瓶中【答案】B 【解析】 7、化学已渗透到人类生活的各个方面。下列说法正确的是（ ）A光导纤维导电能力很强，是一种很好的通讯材料B氢氧燃料电池、硅太阳能电池都利用了原电池原理C在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀D禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染【答案】D 【解析】 8、地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是（ ）A熔点很高 B与水反应生成对应的酸C可与烧碱反应生成盐 D坚硬【答案】B【解析】地壳中含量第一和第二的两种元素分别是O和Si，所形成的化合物是二氧化硅，属于原子晶体，选项ACD都是正确的，B不正确，二氧化硅和水是不反应的，答案选B。9、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青石棉能完全溶于足量硝酸中，得到澄清透明溶液C青石棉的化学组成可表示为Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OD1 mol青石棉能还原1 mol HNO3的稀硝酸【答案】B【解析】解：A硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素（主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合而成的化合物的总称，所以青石棉是一种硅酸盐产品，故A正确；B青石棉能完全溶于足量硝酸中，会生成硅酸沉淀，故B错误；C硅酸盐写成氧化物形式的先后顺序为：活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O，故C正确；D青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，所以青石棉中含有二价铁离子；根据氧化还原反应中得失电子相等判断青石棉与硝酸的关系式，所以青石棉与硝酸反应的关系式计算得：Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OHNO3，所以1mol青石棉能使1mol硝酸被还原，故D正确；故选：B10、元素周期表里金属元素和非金属元素分界线附近能找到（ ）A制农药元素 B制催化剂元素C制半导体元素 D制耐高温合金元素【答案】C【解析】A、非金属元素位于右上方，非金属可以制备有机溶剂，部分有机溶剂可以用来做农药，故A错误；B、可以用于做催化剂的元素种类较多，一般为过渡金属元素，故B错误；C、在金属元素和非金属元素交接区域的元素通常既具有金属性又具有非金属性，可以用来做良好的半导体材料，如硅等，故C正确；D、制耐高温合金材料的元素在金属区副族和第族元素中找，故D错误，故选：C。11、中国天河一号超级计算机以每秒2 570万亿次的实测运算速度,是当时世界上运算最快的超级计算机。计算机芯片的主要材料是硅,下列有关硅及化合物的说法正确的是( )A.单质硅具有良好的导电性能B.光导纤维的主要成分是二氧化硅C.二氧化硅是H2SiO3的酸酐,因此SiO2能与水反应,也能与碱溶液反应D.硅酸盐均不溶于水,且化学性质很稳定【答案】B【解析】A项,单质硅是半导体材料;C项,SiO2不溶于水,不能与水反应;D项,某些硅酸盐能够溶于水,如Na2SiO3。12、和田玉在我国至少有7000年的历史，是我国玉文化的主体。和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐，某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，有关叙述不正确的是（） A和田玉可与某些酸反应B和田玉是一种无机非金属材料CMg元素的质量分数是Ca元素质量分数的0.9倍D其中铁的化合价为3【答案】D【解析】根据化合物中各元素化合价代数和等于零可判断出铁元素为2价，D错。13、将过量的CO2分别通入：CaCl2溶液；Na2SiO3溶液；Ca（ClO）2溶液；Ca（OH）2溶液，最终有沉淀析出的是（ ）A B C D【答案】B【解析】CO2与氯化钙溶液不反应，与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀，与次氯酸钙反应生成白色沉淀碳酸钙，CO2过量白色沉淀又溶解生成碳酸氢钙；与氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙，CO2过量白色沉淀又溶解生成碳酸氢钙，所以正确的答案选B。14、二氧化硅是酸酐的原因是（）A它溶于水得相应的酸B它对应的水化物是可溶性强酸C它与强碱溶液反应只生成盐和水D它是非金属氧化物【答案】C【解析】SiO2是酸酐的原因应当是它与强碱溶液反应只生成盐和水，它不溶于水，对应的酸H2SiO3也不是强酸，故应选C。15、关于硅的说法中，不正确的是 ( )A.硅是地壳中含量较丰富的元素B.在自然界里，硅存在于各种矿物质和岩石中的形式是硅酸C.晶体硅的结构与金刚石相似，都具有较高的熔沸点D.晶体硅是良好的半导体材料【答案】B【解析】16、铝土矿是工业上制取铝的基本原料。为了除去铝土矿中少量Fe2O3和SiO2等杂质制得纯净的Al2O3，某化学兴趣小组设计探究实验，操作过程如下图所示：(1)操作过程中的试剂或方法：A是_，B是_，C是_。(2)在溶液乙中通入过量CO2后发生反应的离子方程式为_。(3)如果A、B互换，则通CO2应改加_。(4)如果A、B互换，将溶液乙蒸干并灼烧，所得固体产物的主要成分是_(写化学式)。【答案】(1)盐酸过量氢氧化钠溶液灼烧(2)AlO22H2OCO2=Al(OH)3HCO3(3)氨水(4)Al2O3【解析】在铝土矿样品中加入适量盐酸，使Al2O3和Fe2O3溶解，溶液甲中含有AlCl3和FeCl3；在此溶液中加入过量NaOH溶液，使Fe3沉淀，Al3变成AlO2；向溶液乙中通入过量CO2，使AlO2变成Al(OH)3；加热Al(OH)3即得到Al2O3。若先加NaOH溶液后加盐酸，则乙溶液中含有Al3，要使Al3沉淀最好加入弱碱氨水。将含有AlCl3的溶液蒸干并灼烧，AlCl3水解生成Al(OH)3，最终得到Al2O3。17、铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2）中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。（1）在滤液A中加入漂白液，所得滤液B显酸性。滤液A中加入漂白液的目的是： （用离子方程式表示）。将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为 （填代号）。 A氢氧化钠溶液 B硫酸溶液 C氨水 D二氧化碳（2）由滤液B制备少量无水AlCl3（AlCl3极易在空气中水解）由滤液B制备氯化铝晶体（将AlCl3？6H2O）涉及的操作为： 、冷却结晶、 、洗涤（填操作名称）。将AlCl3？6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏，也能得到一定量的无水AlCl3，此原理是利用浓硫酸下列性质中的 （填序号）氧化性吸水性难挥发性脱水性（3）SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为 （填代号）。【答案】（1）2Fe2+ClO-+5H2O=2Fe（OH）3+C1-+4H+(Fe3+ + 3ClO- +3H2O= Fe（OH）3+3HClO，但该离子反应式不计分)；C;（2）边滴加浓盐酸边蒸发浓缩，过滤；（3）B【解析】（1）在滤液A中含有氯化铁、氯化亚铁、氯化铝，在滤液A中加入漂白液，目的是氧化氯化亚铁并形成氢氧化铁沉淀而除去铁，所得滤液B显酸性，亚铁离子被氧化为铁离子在溶液中形成氢氧化铁沉淀，次氯酸根离子被还原为氯离子；反应的方程式为：2Fe2+ClO-+5H2O=2Fe（OH）3+C1-+4H+；滤液中含有氯化铝溶液，将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，氢氧化钠溶液可以沉淀铝离子但过了会溶解氢氧化铝，故a不是最好；硫酸溶液不能沉淀铝离子；过量的氨水和铝离子形成氢氧化铝沉淀过滤得到氢氧化铝固体；二氧化碳和氯化铝不反应不能生成氢氧化铝沉淀，故选c。（2）AlCl3易水解，因此由滤液B制备氯化铝晶体，应该防水解，采取的方法是边滴加浓盐酸边蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤。将AlCl3？6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏，也能得到一定量的无水AlCl3，此原理是利用浓硫酸的吸水性和难挥发性（抑制水解）（3）焙烧一般在坩埚中进行，而且蒸发皿、玻璃中的二氧化硅和氢氧化钠反应，因此选B。18、已知硅可与碱溶液发生下列反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。现将6.9 g钠和4.2 g硅同时投入足量水中充分反应后，测得溶液体积为500 mL，求产生的氢气在标准状况下的体积为多少升？所得溶液的物质的量浓度为多少？【答案】10.08 L，0.3 molL1【解析】设6.9 g金属钠与水反应放出的氢气体积为V1，生成的NaOH的物质的量为n1,4.2 g硅与氢氧化钠反应生成的氢气体积为V2，生成的Na2SiO3的物质的量为n2。2Na2H2O=2NaOHH2 223 g 2 mol 22.4 L 6.9 g n1 V1n10.3 molV13.36 LSi2NaOHH2O=Na2SiO32H2 28 g 2 mol 1 mol 222.4 L 4.2 g 0.3 mol n2 V2经分析可知，4.2 g硅与0.3 mol NaOH恰好完全反应，则：n20.15 molV26.72 L所以，产生的氢气在标准状况下的体积为336 L6.72 L10.08 L，所得溶液的物质的量浓度为0.3 molL119、(1)物质X、Y是化学中的常见物质，X既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。若X为氧化物，X的化学式是_；若X与稀硫酸反应生成无色无味的气体A，与浓氢氧化钠溶液加热反应生成气体B。等物质的量的A和B在水溶液中反应又生成X。X与足量稀氢氧化钠溶液反应的离子方程式是_；若X为金属单质，写出X与氢氧化钠溶液反应的化学方程式_；若Y为非金属单质，Y不能与浓硫酸或稀硫酸反应，却能与某种酸反应放出氢气，并与氢氧化钠溶液反应放出氢气。写出Y与氢氧化钠溶液反应的化学方程式并用单线桥法标明电子的转移_。(2)在宇航器中，可以不断地将座舱内的空气通过盛有金属过氧化物(以过氧化钠为例)的容器，以除去A。反应的化学方程式是_。科学家设计出新的航天飞船内的空气更新系统。其中的一步反应是A和氢气在200 250 ，镍作催化剂的条件下，生成甲烷和另一种物质。该反应的化学方程式是_。【答案】(1)Al2O3NH4+HCO32OH=NH3H2OCO32H2O2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2=Na2SiO32H23H2O(2)2CO22Na2O2=2Na2CO3O2CO24H2 CH42H2O【解析】(1)该氧化物既能和酸反应又能和碱反应，属于两性氧化物，即Al2O3；根据题中描述，生成的气体A和B分别为CO2和NH3，则X为NH4HCO3，X与足量NaOH溶液的反应为NH4+HCO32OH=NH3H2OCO32H2O；该金属能和NaOH溶液反应，即X为Al；符合题中条件的非金属单质Y为Si，Y与NaOH溶液的反应为Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2，但标电子转移时需当做Si和水反应生成H2SiO3、H2SiO3再与NaOH溶液反应的两步反应来看，即=Na2SiO32H23H2O。(2)该空气中的CO2能用Na2O2除去，反应为2CO22Na2O2=2Na2CO3O2。20、已知物质A、B、C、D的组成元素都属于短周期元素，它们之间的简单转化关系如图所示。请按要求写出有关反应的化学方程式：(1)若其中A、D为单质且在同主族，B、C为氧化物：(该反应在工业上有重要用途)_。(2)若A、D为常态下的气体单质且在不同主族，B、C为化合物且B为水：_。(3)若A、B、C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体：_。(4)若A、B、C均为氧化物，D为单质，反应是在高温下进行：_。(5)若A、D为固体单质且在不同主族，B、C为氧化物：_。【答案】(1)2CSiO22COSi(2)2F22H2O=4HFO2(3)SO22H2S3S2H2O(4)COH2O(g) CO2H2(5)2MgCO22MgOC【解析】无机框图题是历年高考化学试题的重要组成部分，这类题涉及知识面广，要求学生有较高的逻辑思维能力。以短周期元素为重点。本题较综合地考查了化学中常见的置换反应类型，化学阶段所涉及的置换反应类型通常有非金属置换非金属、金属置换金属、金属置换非金属、非金属置换金属四种类型，常见的有Fe2O32Al2FeAl2O3、4H2O(g)3FeFe3O44H2、2MgCO22MgOC、H2O(g)CCOH2、SiO22C2COSi、2F22H2O=4HFO2、2H2O2Na=2NaOHH2、H2(或C或CO)CuOCuH2O(或CO2)等；21、沸石是一种具有多孔结构的铝硅酸盐（NaAlSiO4nH2O），其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面，故又称“分子筛”。“分子筛”在表面化学中有重要作用，是重要的催化剂和催化剂载体。以高岭土（主要成分：Al2Si2O72H2O）、石灰石、海水为原料生产“分子筛”的工艺流程如下：回答下列问题 （1）操作a的作用是 ，副产品A是 ； （2）上述少量气体通入滤液中发生反应的离子方程式为 、 ； （3）NaOH和不溶物在适当温度下发生的化学反应方程式为 、 ； （4）高岭土主要成分的化学式可表示为Al2O32SiO22H2O，则分子筛的化学式也可表示为 。【答案】（1）除去粗盐中的可溶性杂质 Na2CO3 （2）CO22AlO23H2O2Al(OH)3CO32 CO2SiO32H2OH2SiO3CO32 （3）Al(OH)3OHAlO22H2O H2SiO32OHSiO322H2O （4）Na2OAl2O32SiO22nH2O 【解析】从工业生产流程图可看出,(1)问中食盐水精制的过程,经过a操作后得到纯NaCl ,在操作前已过滤,不溶性杂质已经除去,所以a的操作应该是除去粗盐中可溶性杂质。含有钠离子碱性滤液中通入CO2 ，由于CO2的量不能确定，在常温下蒸发就可能是Na2CO3或NaHCO3 或Na2CO3 和