鲁科版高中化学硅及其化合物单元测试

1、名校名 推荐硅及其化合物一、选择题 ( 本题包括 8 小题 , 每题 6 分, 共 48 分)1. 大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是()选项俗名化学式用途a石英sio2集成电路b纯碱na2co3制备玻璃c水玻璃na2sio3制备硅胶d铁红fe2o3用作油漆和涂料【解析】 选 a。石英主要用于生产玻璃和光导纤维等, 晶体硅才用于制作集成电路。【加固训练】(2018 长沙模拟 ) 下列关于硅及其化合物的叙述错误的是()a. 硅是良好的半导体材料 , 二氧化硅可用于制造光导纤维b. 二氧化硅能与石灰石反应:sio 2+caco3casio

2、3+co2c.可以用焦炭还原二氧化硅生产硅:sio 2+2csi+2cod.水泥的主要成分是na2sio3、casio3 和 sio2【解析】 选 d。水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙, 普通玻璃的主要成分是 na2sio3、casio3 和 sio2,d 错误。2. 气凝胶是一种世界上最轻的固体 , 也被称为“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 , 最高能承受 1 400 摄氏度的高温 , 绝热性能十分优越 , 其主要成分是二氧化硅等。下列说法正确的是()- 1 -名校名 推荐a.si sio2h2sio3 可以通过一步反应实现b. 可以用陶瓷坩

3、埚熔融烧碱c.二氧化硅溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸 , 所以二氧化硅是两性氧化物d.气凝胶与豆浆具有相似的性质【解析】 选 d。二氧化硅不与水反应 ,a 错误 ; 陶瓷坩埚的成分中含二氧化硅 , 与烧碱反应 ,b 错误 ; 二氧化硅是酸性氧化物 ,c 错误 ; 气凝胶与豆浆都属于胶体 , 具有相似的性质 ,d 正确。【加固训练】硅是构成无机非金属材料的一种主要元素, 下列有关硅的化合物的叙述错误的是()a. 氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料, 其化学式为 si 3n4b. 碳化硅 (sic) 的硬度大 , 熔点高 , 可用于制作砂纸、砂轮的磨料c.祖母绿的主要成分为 be3al 2si 6o

4、18, 用氧化物形式表示为 3beoal 2o36sio2 d.二氧化硅为立体网状结构 , 其晶体中硅原子和硅氧单键的个数之比为 12 【解析】选 d。二氧化硅晶体中 , 一个硅原子可形成 4 个硅氧单键 , 故硅原子和硅氧单键的个数之比为 14,d 错误。-3. 化学家指出 si 与 naoh溶液的反应 , 首先是 si 与 oh迅速反应 , 生成 si,然后 si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. 蓝紫色的硅酸铜钡 (bacusi2o6) 易溶于强酸和强碱c.2hcl+n

5、asio3h2 sio3+2nacl, 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- 2 -名校名 推荐【解析】 选 d。 na4 sio4 为强电解质 ,a 错误 ;bacusi 2o6 是弱酸盐 , 所以能和强酸反应, 和强碱不反应 ,b 错误 ; 盐酸不是 cl 的最高价氧化物对应的水化物,c 错误 ; 工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅,d 正确。4. 下列离子方程式不正确的是 ()-si+h2oa. 石英与烧碱溶液反应 :sio 2+2ohb. 硅与烧碱溶液反应:si+2oh-+hosi+2h2c.向小苏打溶液中加入过量

6、的石灰水 :2hc2+-3+ca +2ohcaco+2ho+cd.往水玻璃中加入盐酸 :2h+sih2sio3-2+【解析】 选 c。选项 c 中, 当石灰水过量时 , 离子方程式应为 hc +oh+caho+caco,c 错误。235. 下列说法正确的是()+-、si2a. 向含 k、na、br的溶液中通入 co后仍能大量共存b. 合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料c.nahco3溶液中含有 na2 sio3 杂质 , 可通入少量 co2后过滤 d.sio2 中含 al 2o3 杂质 , 可加入足量稀盐酸溶液 , 然后过滤除去2223错误 ; 合成纤维属于有机高分【解析】选 d。co+

7、ho+sih sio +c,a子材料 ,b 错误 ; 除去 nahco3溶液中的 na2sio3 杂质 ,应通入足量 co2, 发生反应 :na2sio3+2co+2ho2nahco3+h2sio3,c 错误 ;sio 2不与稀盐酸反应 ,d 正确。6. 用足量的 co还原 13.7 g 某铅氧化物 , 把生成的 co2全部通入到过量的澄清石灰水中 , 得到的沉淀干燥后质量为8.0 g, 则此铅氧化物的化学式是()- 3 -名校名 推荐a.pbob.pb2o3c.pb3o4d.pbo2【解析】 选 c。设此铅氧化物的化学式为pbxoy,pbxoyyo ycoyco2ycaco316y100ym

8、(o)8.0 gm (o)=1.28 g所以 m(pb)=13.7 g-1.28 g=12.42 gxy=34。7.(2018 安庆模拟 ) 金刚砂 (sic) 可由 sio2 和碳在一定条件下反应制得, 反应方程式为 sio2+3csic+2co, 下列有关说法中正确的是()a. 该反应中的氧化剂是sio2, 还原剂为 cb. 该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为12c.该反应中每生成1 mol sic转移 12 mol电子d.该反应中的还原产物是sic、氧化产物是co,其物质的量之比为12【解析】 选 d。反应产物 sic 中 si 、c的化合价分别为 +4 价、-4 价,sio

9、2 既不是氧化剂也不是还原剂 ,a 错误 ; 碳元素从 0 价转变成 -4 价(sic) 和+2 价(co),co是氧化产物 ,sic 是还原产物 , 物质的量之比为 21,b 错误 ,c 正确 ; 该反应中每生成 1 mol sic, 转移 4 mol 电子 ,c 错误。- 4 -名校名 推荐8.( 能力挑战题 ) 硅烷(sih 4) 在空气中易自燃或爆炸 , 可作橡胶等产品的偶联剂 , 硅烷的制备方法为 mg2si+4hcl 2mgcl+sih4。下列说法不正确的是()a.sih 4 与 ch4的结构相似b. 硅烷自燃反应中的氧化剂是sih4c.硅烷自燃产生 sio2 和 h2od.制备硅

10、烷时应隔绝氧气【解析】 选 b。硅烷自燃反应中的氧化剂是o2,b 错误。【加固训练】下列物质 : 氢氟酸 ; 浓硫酸 ; 烧碱溶液 ; na2co3固体 ; 氧化钙 ; 浓硝酸。其中在一定条件下能与sio2 反应的有 ()a. b. c.d.全部【解析】选 c。sio2 不溶于除 hf之外的任何酸 , 因此 sio2 与浓硫酸、浓硝酸不反应。二、非选择题 ( 本题包括 3 小题 , 共 52 分)9.(18 分) 单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅 ( 含铁、铝、硼、磷等杂质 ), 粗硅与氯气反应生成四氯化硅 ( 反应温度为 450500 ), 四氯化硅经提

11、纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图 :- 5 -名校名 推荐相关信息如下 :四氯化硅遇水极易水解硼、铝、铁在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物有关物质的物理常数见表:物质sicl 4bcl3alcl 3fecl3沸点 / 57.712.8315熔点 / -70.0-107.2升华温度 / 180300请回答下列问题 :(1) 装置 a 中 g 管的作用是 _;装置 c中的试剂是。(2) 甲方案 :f 接装置 ; 乙方案 :f接装置。但是装置、都有不足之处, 请你评价后填写下表。方案优点缺点甲乙- 6 -名校名 推荐(3) 在上述 (2) 的评价基础上 , 请你设计

12、一个合理方案并用文字表述:_。(4)sicl 4 与 h2 反应的化学方程式为。【解析】 (1)g 管的作用是平衡压强 , 使分液漏斗中的浓盐酸顺利流下; 四氯化硅遇水极易水解 ,b 是饱和食盐水 ,c 是浓硫酸。(2) 四氯化硅容易液化 , 若收集的导管太细 , 容易堵塞导管 ; 制取四氯化硅需要冷凝, 因有氯气参与反应 , 要有尾气处理装置。(3) 将甲、乙方案的优点集中在一起设计合理的方案。答案 : (1) 平衡压强 , 使分液漏斗中的浓盐酸顺利流下浓硫酸(2)方案优点缺点收集产品的导管粗 , 不会堵空气中的水蒸气进入产品甲塞导管收集装置 , 使 sicl 4 水解冷凝产品 , 减少产品

13、损失尾气没有处理 , 污染环境有尾气处理装置 , 注重环保产品易堵塞导管乙避免空气中的水蒸气进入装没有冷凝装置 , 产品易损失置(3) 在装置的 i 处接干燥管 j(4)sicl 4+2hsi+4hcl10.(16 分)某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。- 7 -名校名 推荐已知 :pdcl 2 溶液可用于检验co,反应的化学方程式为co+pdcl2+h2oco2+2hcl+pd( 产生黑色金属钯粉末 , 使溶液变浑浊 ) 。(1)实验前要通入足够长时间的n2, 其原因是 _。(2)装置 b 的作用是。(3) 装置 c、d中所盛试剂分别为 _、_,若装置 c、

14、d 中溶液均变浑浊 , 且经检测两气体产物的物质的量相等 , 则该反应的化学方程式为。(4) 该装置的缺点是。(5) 资料表明 , 上述反应在焦炭过量时会生成副产物sic。取 18 g sio 2 和 8.4 g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体13.44 l, 假定气体产物只有co,固体产物只有 si 和 sic, 则 si 和 sic 的物质的量之比为 _。(6) 设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强:_。【解析】 (1) 碳与二氧化硅反应要在高温下进行, 而高温下碳与空气中氧气反应,所以实验前要通入足够长时间的n2 将装置中的空气排尽。(2) 根据装置图可知 ,b 装置作安全瓶 , 防止倒

15、吸。(3) 碳与二氧化硅反应可能生成 co也可能生成 co2, 所以 c装置用来检验 co2,d 装置用来检验 co,所盛试剂分别为澄清石灰水、 pdcl2 溶液 ; 若装置 c、d中溶液均- 8 -名校名 推荐变浑浊 , 说明既有 co2又有 co,由于两气体产物的物质的量相等, 根据元素守恒可知化学方程式为3sio2+4c2co+2co+3si 。(4)co 有毒 , 不能直接排放到空气中 , 而该装置缺少尾气吸收装置吸收未反应的co。(5)18 g sio2 是 0.3 mol ,8.4 g c是 0.7 mol ,充分反应后收集到13.44 l(0.6 mol )气体 , 假定气体产物

16、只有co,固体产物只有 si 和 sic, 则有sio2+2c2co+si0.3 mol0.6 mol0.6 mol0.3 molsi+csic1110.1 mol 0.1 mol 0.1 molsi 和 sic 的物质的量之比为0.2 mol 0.1 mol =2 1。(6) 验证碳酸、硅酸的酸性强弱 , 将 co2气体通入硅酸钠溶液 , 发生反应co2+h2o+na2sio3na2co3+h2sio3, 溶液变浑浊 , 说明酸性 h2co3h2sio3。答案 : (1) 将装置中的空气排尽 , 避免空气中的氧气等对实验产生干扰(2) 作安全瓶 , 防止倒吸(3) 澄清石灰水pdcl2 溶液

17、3sio2+4c2co+2co+3si(4) 缺少尾气吸收装置(5)2 1(6) 向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体 , 溶液变浑浊 , 证明碳酸酸性大于硅酸11.(18 分)( 能力挑战题 ) 硅是带来人类文明的重要元素之一, 在传统材料发展到信息材料的过程中创造了一个又一个奇迹。- 9 -名校名 推荐(1) 新型陶瓷 si 3n4 的熔点高、硬度大、化学性质稳定。 工业上可以采用化学气相沉积法 , 在 h2 的作用下 , 使 sicl 4 与 n2 反应生成 si 3n4 沉积在石墨表面 , 该反应的化学方程式为。(2) 一种用工业硅 ( 含少量铁、铜的单质及化合物 ) 和氮气 ( 含少量氧气

18、 ) 合成氮化硅的工艺主要流程如下 :已知硅的熔点是 1 420 , 高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。n2净化时 , 铜屑的作用是 _;硅胶的作用是。在氮化炉中反应为3si(s)+2n 2(g)si 3n4(s)h=-727.5 kjmol-1 , 开始时须严格控制氮气的流速以控制温度的原因是_。x可能是 _(选填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”) 。(3) 工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅 :整个制备过程必须严格控制无水无氧。sihcl 3 遇水剧烈反应 , 该反应的化学方程式为。- 10 -名校名 推荐假设每一轮次制备 1 mol 纯硅, 且生产过程中硅元素没有损失 , 反应中 hcl 的利用率为 90%,反应中 h2 的利用率为 93.75%。则在第二轮次的生产中 , 补充投入 hcl 和 h2 的物质的量之比是 _。【解析】 (1) 制备 si 3n4 的反应中 , 反应物是 h2、sicl 4 和 n2, 根据质量守恒 , 除了si 3n4 外, 还有 hcl 气体生成 , 从而写出该反应的化学方程式。(2) 氮气中含有少量氧气及水蒸气