【红对勾】高三化学一轮总复习 讲与练课时作业9 无机非金属材料的主角——硅

课时作业9无机非金属材料的主角硅时间：45分钟分值：100分一、选择题(共60分，每小题4分)1下列物品或设备：水泥路桥；门窗玻璃；水晶镜片；石英钟表；玛瑙手镯；硅太阳能电池；光导纤维；计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是()A BC D全部答案C解析、物品或设备的所用材料为SiO2，生产水泥的原料黏土中含有SiO2，生产玻璃用到的主要原料为纯碱、石灰石和SiO2，和所用材料为硅，故C项正确。2下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是()选项XYZA.NaNaOHNaHCO3B.CuCuSO4Cu(OH)2C.CCOCO2D.SiSiO2H2SiO3答案C解析NaHCO3不能一步到Na；Cu(OH)2不能一步到Cu；依2CO22CO,2COO22CO2,2MgCO22MgOC；SiO2不能一步到H2SiO3，H2SiO3不能一步到Si，D错误。3华裔科学家高锟因“在光纤传输信息领域中的突破成就”获得2020年诺贝尔物理学奖，下列有关硅材料的说法正确的是()A光纤的主要成分是高纯度的单质硅B金刚砂的主要成分是二氧化硅C28 g硅含有6.021023个电子D28Si、29Si、30Si是不同的核素答案D解析光纤的主要成分为高纯度的二氧化硅，A错；金刚砂的主要成分为碳化硅，B错；1个硅原子中含有14个电子，因此28 g硅含有电子的数目为146.021023mol18.4281024，C错。4四氯化硅还原法是当前制备较高纯度硅的一种方法，有关反应的化学方程式为：SiCl42H24HClSi下列说法不合理的是()A反应制得的硅可用于制造半导体材料B增大压强有利于加快上述反应的化学反应速率C四氯化硅可以由粗硅与氯气通过化合反应制得D混入少量空气对上述反应无影响答案D解析此反应可以制得较高纯度的硅，工业上用此反应制得的硅生产半导体。对有气体参加的化学反应，增大压强能提高其反应速率。反应中的四氯化硅是由粗硅与氯气通过化合反应制得的。如果反应中混入少量空气，制得的硅会和氧气发生反应生成SiO2，使制得的不再是纯硅。5下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A BC D答案C解析水晶的成分是SiO2不属于硅酸盐，错；光导纤维的成分是SiO2，错，C项正确。6用4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，溶液不变浑浊，先通入CO2再通入氨气，溶液变浑浊CaCl2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Ca(OH)2溶液答案B解析A项CaCl2溶液不与CO2反应，但通入NH3后溶液变为(NH4)2CO3可产生浑浊；B项H2SiO3沉淀不溶于过量的CO2；C项生成的HClO具有漂白性，可使品红褪色；D项CaCO3Ca(HCO3)2CaCO3。7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：Si2OHH2O=SiO2H2C向小苏打溶液中加入过量的石灰水：2HCOCa22OH=CaCO32H2OCOD往水玻璃中加入盐酸：2HSiO=H2SiO3答案C解析C项中，加入过量的石灰水，溶液中一定不存在CO。8宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下列说法正确的是()A以石英砂为主要原料生产光导纤维B“水玻璃”超薄透明，是一种新型装饰材料C纳米材料是一种称为“纳米”的新物质制成的材料D炭炉边放盆水，可防止煤气中毒答案A解析石英砂的主要成分是SiO2；“水玻璃”是Na2SiO3水溶液的俗称；纳米是长度单位，1 nm109m；煤气(CO)不溶于水。9面对日益恶化的地球生态环境，联合国环境规划署建议“低碳生活方式”降低二氧化碳温室气体的排放，人人行动来保护我们生存的家园。下列说法正确的是()ACO2的比例模型为B用过氧化钠吸收CO2是目前比较经济的减碳方案C16O=C=18O与16O=C=16O互为同位素且化学性质相似D从我做起节电、节气等低碳生活方式可减少温室气体排放量答案D解析碳的原子半径比氧大，A错；用Na2O2吸收CO2成本太高，B错，C中的两物质不是核素，不可能是同位素的关系。10(双选)青石棉(cricidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一，青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22(OH)2，青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法正确的是()A青石棉是一种易燃品且易溶于水B青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OC1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用，至少需消耗6 L 3 molL1 HNO3溶液D1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用，至少需消耗 5.5 L 2 molL1HF溶液答案BC解析根据化合物中化合价代数和为0，则计算Fe元素价态为|22(2)(1)2|2(1)8(4)|52.4，即Fe在该物质中有2种价态，设为x，为(5x)，得2x3(5x)2.45，求得x3，y2；由于1 mol该物质中含有3 mol F，则与HNO3反应时起氧化作用的稀硝酸的量为1 mol，而HNO3体现酸性时的物质的量为2 mol5 mol317 mol，共消耗HNO3为18 mol；与HF反应时生成NaF、FeF2、FeF3、SiF4，则共消耗HF为2 mol3 mol22 mol38 mol446 mol。1110 g含有杂质的CaCO3和足量盐酸反应，产生了0.1 mol CO2，试推断杂质的组成可能是()KHCO3和MgCO3K2CO3和SiO2MgCO3和SiO2Na2CO3和NaHCO3A BC D答案B解析由题假设杂质含CO，则得出样品的平均摩尔质量是100 gmol1，碳酸钙也是100 gmol1，则样品杂质中一种的摩尔质量比100 gmol1大，另一种比100 gmol1小，二氧化硅不与盐酸反应，可认为摩尔质量比碳酸钙大；碳酸镁摩尔质量是84 gmol1，小于100 gmol1。12下图表示从固体混合物中分离X的两种方案，请根据方案1和方案2指出下列说法合理的是()A可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵B方案1中残留物应该具有的性质是受热易挥发C方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应D方案2中加入NaOH溶液可以分离出含SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3答案D解析碳酸氢钠加热分解，故选项A错误；加热后留下的残留物一定是固体或难挥发的液体，选项B错误；加入的试剂可以是水且不一定发生化学反应，选项C错误；二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的硅酸钠而与氧化铁分离，选项D正确。13下列中物质间的反应不能产生气体的是()石灰石和盐酸冷浓硫酸中投入铝片石英与苏打混合加强热石墨与高温水蒸气过氧化钠与水氟与水钠与硫酸铜溶液碳酸氢钠与氢氧化钠A和 B和C和 D和答案D解析因为钝化，的反应为NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O，D项正确。14高温金属陶瓷广泛应用于火箭和导弹技术中。将铝粉、石墨和二氧化钛按一定比例混合均匀，涂在金属表面，在高温下锻烧：4Al3TiO23C=2Al2O33TiC，留在金属表面的涂层是一种高温金属陶瓷。下列有关该反应说法正确的是()ATiO2是氧化剂，C、Al是还原剂BTiC中钛元素为4价CTiC不属于新型无机非金属材料D每生成1 mol TiC转移电子4 mol答案D解析A项，根据化学方程式分析各元素化合价的变化情况，可知，Al在反应中失电子，为还原剂，C在反应中得电子，为氧化剂，TiO2中元素的价态没有变化，既不是氧化剂也不是还原剂；B项，TiC中钛元素为4价；C项TiC是新型无机非金属材料；D项，根据价态变化与电子转移的关系可知D项正确。15在全球号召节能减排的大背景下，2020年两会期间，政协委员们领到的会议通知、日程表、便签纸等东西都是以碳酸钙为主要原料的低碳“石头纸”。某化学探究小组的同学为了测定“石头纸”中碳酸钙的含量，称取了5.0 g碎纸样品。实验数据记录见下表(假设石头纸中其他成分既不溶于水，也不与水反应)：实验组别加入样品的质量/g1.01.01.01.01.0加入0.2mol/L稀盐酸的体积/mL20.040.060.080.0100.0充分反应后生成标准状况下气体的体积/mL44.889.6134.4179.2179.2则样品中碳酸钙的质量分数为()A20% B40%C60% D80%答案D解析前4组实验中加入的盐酸体积成倍增加，生成的二氧化碳体积也是成倍增加，但实验与实验气体体积不再有差别，故实验中碳酸钙完全反应，生成的二氧化碳的物质的量为0.008 mol，即反应的碳酸钙为0.008 mol，所以样品中碳酸钙的质量分数为100%80%。二、非选择题(共40分)16(10分)含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于_族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为_，A与B在原子的电子层结构上的相同点是_。(2)易与C发生化学反应的酸是_，反应的化学方程式是_。(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。写出生成D和F的化学反应方程式：_。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是_。A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚C氧化铝坩埚 D铁坩埚答案(1)A最外层均有4个电子，最内层均有2个电子(2)氢氟酸SiO24HF=SiF42H2O(3)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3D解析(1)A元素的单质可作半导体材料，含A元素的化合物C是制造光导纤维的原料，可知A为硅元素，C为SiO2，D为Na2SiO3。比硅相对原子质量小的同族元素B为碳。(2)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。17(14分)媒体报道某肯德基连锁店在煎炸油中添加滤油粉的情况，经卫生部门检测，滤油粉实质为食品级三硅酸镁，三硅酸镁为白色无味粉末，不溶于水和乙醇 ，易与无机酸反应。某化学兴趣小组欲测定三硅酸镁的化学式(可用MgxSi3OymH2O表示)，实验步骤如下：步骤一：取16.6 g三硅酸镁样品，充分加热至不再分解，冷却、称量，得固体13.0 g。步骤二：另取16.6 g三硅酸镁，向其中加入足量100 mL 4 mol/L的盐酸，充分反应后，过滤，洗涤，灼烧得固体9.0 g。该固体为空间网状结构且熔沸点很高。有关部门规定三硅酸镁样品中含水量不超过12.2%为优良级。(1)计算确定MgxSi3OymH2O的化学式为：_。(2)该小组测定的三硅酸镁样品是否为优良级，简单说明理由。_。(3)写出该三硅酸镁样品与盐酸反应的化学方程式_。答案(1)Mg2Si3O84H2O(2)不是，样品中含水量为21.7%大于12.2%，故样品不是优良级(3)Mg2Si3O84H2O4HCl=2MgCl23H2SiO33H2O解析由步骤一知16.6 g三硅酸镁样品中水的质量为16.6 g13.0 g3.6 g，n(H2O)0.2 mol，故该样品的含水量为：100%21.7%，所以样品不是优良级；利用步骤二可知9.0 g固体为SiO2，所以16.6 g样品中含有n(Si)0.15 mol，因此含有n(Mg)0.1 mol，所以三硅酸镁中n(Mg)n(Si)n(H2O)234，再利用“化合物中正负化合价的代数和等于0”和已知“三硅酸镁的化学式为MgxSi3OymH2O”可推知x2、y8、m4。18(16分)已知SiO2、SO2、CO2都是酸性氧化物、化学性质具有一定的相似性；Mg和Na的化学性质也具有一定的相似性(提示：2MgCO22MgOC)。.用如图所示的装置进行Mg和SO2反应的实验：(1)选择制取SO2的合适试剂_(填选项代号)。10%的H2SO4溶液；80%的H2SO4溶液；Na2SO3固体；CaSO3固体。(2)写出装置B中发生的主要反应的化学方程式：_。(3)你认为该装置是否有不足之处？_，如果有，请一一说明_。.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究，他们以课本为基础，查阅资料后得到以下可供参考的信息：工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si；Mg在点燃的条件下即可与SiO2反应；金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4；Si和SiO2均不与稀H2SO4反应；SiH4在空气中能自燃。他们在研究报告中记载着“选用合适的物质在适宜的条件下充分反应；再用足量稀H2SO4溶解固体产物；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量在用稀H2SO4溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期值的63%左