高中化学必修第2册 第5章 第3节（提能训练）

第五章第三节

课后I提能训练

A组•基础达标

1.20世纪80年代后，人们发现和证实碳的另一类单质，它们是由一系列偶数个碳原子

组成的分子，其中C60（足球烯，分子中含有30个双键）最具代表性。上图所示为〃个C60连

接而成的物质X.下列有关说法不正确的是（）

A.X难溶于水B.X的熔点比金刚石高

C.X是碳的一种同素异形体D.X的相对分子质量为720〃

【答案】B

【解析】X的熔点比金刚石低。

2.下列关于硅及其化合物的说法，不正确的是（）

A.晶体硅可用作半导体材料

B.硅的氧化物都可川作光导纤维的材料

C.碳化硅可用作砂纸、砂轮的磨料

D.生产玻璃和水泥的原料中都有石灰石

【答案】B

【解析】硅的单质有晶体硅和无定形硅两种，晶体硅才可用做半导体材料。硅的氧化物

中晶体二氧化硅才可用作光导纤维的材料。

3.下列叙述中，正碓的是（）

A.自然界中存在大量的单质硅

B.石英、水晶的主要成分都是二氧化硅

C.二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱溶液发生化学反应

D.自然界中硅元素都存在于石英中

【答案】B

【解析】自然界中硅元素含量很高，但都以化合态形式存在，A错误；二氧化硅的性质

稳定，C错误；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D错误。

4.材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是（）

选项材料主要化学成分

A刚玉、金刚石三氧化二铝

B大理石、石灰石碳酸钙

C普通水泥、普通玻璃硅酸盐

D沙子、石英二氧化硅

【答案】A

【解析】刚玉的成分是AI2O3,金刚石的成分是C,A错误。

5.下列有关水泥的说法不正确的是（）

A.制造水泥的主要原料是石灰石、纯碱和黏土

B.生产普通水泥的过程中发生复杂的物理和化学变化

C.生产水泥需要适量石膏

D.混凝土指水泥、沙子和碎石的混合物

【答案】A

【解析】制造水泥的原料中没有纯碱，A错误。

6.下列有关硅及其化合物的说法正确的是（）

A.晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料

B.常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在

C.SiO2是一种酸性毓化物，能够与水反应生成相应的酸

D.除去SiO?中混有的CaCCh可加入适量的稀盐酸

【答案】D

【解析】晶体硅虽然具有金属光泽，但它属于非金属单质，A错误；虽然常温下亚的化

学性质稳定，但自然界中没有游离态的硅，B错误；SiO?不同于其他酸性氧化物，它不溶于

水也不与水反应，C错误；SiCh不溶于稀盐酸，可使用稀盐酸除去其中混有的CaCCh,D正

确。

7.证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是（）

A.加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出

B.加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解

C.加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成

D.加入过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入

到NaOH溶液中看其是否溶解

【答案】D

【解析】SiO?不溶于除氯氤酸以外的任何酸，CaO、CaCCh均可溶于盐酸，且CaCCh溶

于盐酸有气泡生成。

8.（1）想一想，为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后从所给的4个词中选出

一个与它们同类的物质（填字母，下同）。

A.光导纤维B.有机陶瓷

C.人造纤维D.砖瓦

(2)下列物质中，属于新型无机非金属材料的是o

A.钢化玻璃B.碳化硼陶瓷

C.光导纤维D.硼酸盐玻璃

【答案】⑴D(2)BC

【解析】(1)传统的无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，如玻璃、水泥、陶兖，布瓦是

陶瓷中的一种，所以选D。

(2)新型无机非金属材料的品种较多，如高温结构陶花和光导纤维等，其中氟化硅陶究、

碳化硼陶竟等属于高温结构陶兖，所以选B、Co

9.A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如下图所示。A为地

壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。

_____碳乳化钙

|nj(mi加热0

氢氧化钠

加热D+H、O

请填空:

(1)组成A单质的元素的最高化合价为

(2)B的化学式为,B和碳反应生成A和E的化学方程式为。

(3)C的化学式为,D的化学式为o

4

【答案】(1)+4(2)SiO2SiO2+2C=^=Si+2CO

(3)CaSiChNa2SiO3

【解析】由本题题眼“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金

刚石相似”，推知人为硅；根据框图B+碳一-Si+E,B既能与氧化钙反应又能与氢泰,化钠

反应，推知B为二氧化硅，进一步推知C为硅酸钙，D为硅酸钠，E为一氧化碳。

B组•能力提升

10.我国科学家合成的3nm长的管状碳纳米管，长度居世界之首。这种碳纤维具有强

度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的1/4)、熔点高、化学稳定性好的特点，因

此被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法中不正确的是()

A.它是制造飞机的理想材料B.它的主要组成元素是碳元素

C.它的结构与石墨相似D.碳纤维复合材料耐高温

【答案】C

【解析】石墨的内部结构是层状的，碳纳米管是管状的。

11.下列有关说法正幽的是()

A.CO2与水反应生成碳酸，是酸性氧化物：SiOz不能与水反应生成硅酸(H2SQ3)，不是

酸性氧化物

B.NaOH溶液不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放

C.除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水

D.粗硅制备时，发生的反应为C+SiO2=Si+CO"

【答案】B

【解析】酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，而不是能与水反应生成酸的氧

化物，A错误：玻璃的成分中含二氧化硅，碱性试剂都不能用带磨口玻墙塞的玻璃瓶盛放，

B正确；二氧化硅和碳酸钙都不溶于水，不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质，C错

rL

误；粗壮制备时的反应原理是2C+SiO2-—Si+2COt,需在高温条件下反应，且产物中

生成的是CO,而不是CO?,D错误。

12.(2019•全国卷I)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化

学有着密切的关系。下列说法错误的是()

A.“雨过天晴云破史”所描述的瓷器青色，来自氧化铁

B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成

C.陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是砂酸盐

D.陶瓷化学性质稳定，具的耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点

【答案】A

【解析】氧化铁为红色，瓷器青色不是氧化铁形成的，A错误；黏土具有良好的可塑性，

可用于烧制陶制品，B正确：陶瓷属于硅酸盐产品，C正确；陶兖的主要化学成分是硅酸盐，

一般不易与酸碱等物质反应，D正确。

13.下列表述正确的是()

A.化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行无机溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐

B.三峡大坝使用了大量水泥，水泥是新型无机盐非金属材料

C.普通玻璃质地透明，有固定熔点

D.太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能

【答案】D

【解析】玛瑙的主要成分是SiCh,A错误；水泥是传统硅酸盐材料，B错误；普通玻璃

属于混合物，没有固定熔点，C错误。

14.硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。

(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种

“金属“可能是。

(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有

(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯偌有多

种技术路线，其中一种工N流程示意图及主要反应如下:

______---------------I1CIH,

京蜃砂------磕]-4siHo]_►高纯珪

温,流化床反应器还原炉

项目发生的主要反应

8<）r

电弧炉SiO2+2c'S^Si+2COt

300'C

流化床反应器

Si+3HCl』=SiHC】3+H2

1i（y）'Q

还原炉

SiHCh+H2----Si+3HCI

①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为

：碳化硅又称,其晶体结构与相似。

②在流化床反应的产物中，SiHCb大约占85%,还芍SiCL、SiH2ck、SiH3cl等,有关

物质的沸点数据如下表，提纯SiHCh的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和o

物质

SiSiCl4SiHChS1H2CI2S1H3CIHC1SiH」

沸点/匕24ss57.6**8.2-30.4-84.9-111.9

【答案】（1）含有硅、碳的铁合金（或硅铁）

（2）石英砂、纯碱和石灰石

（3）©SiO2+3C=^=SiC+2COt金刚砂金刚石

②精储（或蒸储）

【解析】（l）SiO2+2cM=Si+2cCH,因此得到的金属状物质可能为含有硅、碳的铁合

金。（2）生产普通玻璃的主要原料为石英砂、纯碱和石灰石。（3）①石英砂与焦炭反应制及SiC

的化学方程式为SiO?+3cW=SiC+2cot,SiC俗名金刚砂，结构类似于金刚石。

②根据沸点的不同可选择蒸储法提纯SiHCh0

15.清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一，硅片化学清洗的主要目的是除去借片表

面杂质（如某些有机物，无机盐，金属、Si、SiO2粉尘等）。常用的化学清洗剂有高纯水、有

机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物，通常用一定浓度的HF溶液，室温

条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面，增加硅对太阳光的

吸收。单晶制绒通常用NaOH、m2$23等混合溶液在75~90℃反应25—351[]出，效果良好。

回答下列问题：

I.写出晶片制绒反应的离子方程式o对单晶制绒，

1990年化学家Seidel提出了一种电化学模型，他指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与

OH一反应，生成SiOt，然后SiO「迅速水解生成H4Si04o基于此原理分析反应中氧化剂为

II.（1）在工业中利用镁制取硅：_____________________________________（写化学方程

式）。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置：

（2）由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固

体药品可选用______________（填序号）。

a.Na2so3b.锌粒c.纯碱

（3）实验开始时，必须先通入X气体，再加热反应物，其理由是；

当反应开始后，移走酒精灯反应能继续进行，其原因是。

【答案】Si+2OH+H2O=SiOr+2H2tNaOH

II.（1）2Mg4-SiO2=^=2MgO4-Si

（2）b（3）让氢气排尽装置内的空气，避免空气中的成分对实验的影响该反应为放热反

应，可利用自身放出的热量维持反应进行

综合素养测评

一、选择题：本题共K小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。

1.我国“化学”一说最早出干《化学鉴原》（1871年该书把一种元素翻译为“矽”.

在地壳里，“矽”的含量在所有元素含量中占第二位，现代把这种“矽”元素命名为（）

A.锡B.硒

C.氧D.硅

2.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性

最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指（）

A.氨水B.硝酸

C.醋D.卤水

3.下列气体①N2；②。2：③NO2；④NO；⑤CO2；⑥CO中，属于大气污染物的是（）

A.③④©B.①②®®

C.③④©©D.全部

4.环境污染已成为人类社会面临的重大威肋、各种污染数不胜数。下列名词与环境污染

无关的是（）

①白色垃圾②潮汐③酸雨④光化学烟雾⑤臭氧空洞⑥可吸入颗粒物⑦赤潮

⑧绿色化学

A.①⑦B.②⑤

C.@@D.⑦⑧

5.纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是（）

NaOH溶液^•hSO1i—I灼烧

粗SiCh-j-*凶~firISQl

A.X可用作木材防火剂

B.步骤II的反应是NazSiCh十H2so4―H2S1O3I+Na2so4

C.步骤II中的稀硫酸可用C02来代替

D.步骤in若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行

6.如图所示，夹子开始处于关闭状态，将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开

夹子，发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合不可能是下列的（）

A.亚硫酸钠溶液、氯气B.水、二氧化氮

C.水、一氧化氮D.氢氧化钠溶液、二氧化碳

7.在标准状况下，将02和NO2按14体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶

内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为（）

14

A.yjmoIL1B.§mol-L-1

C.表niol-L1D.*niol-L1

8.如图表示Cu与HNO3反应的量的关系，图中哪一点表示铜与稀硝酸反应中被还原的

HNO3与Cu的量的关系（）

A.a点B.b点

C.c点D.d点

二、选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题意,

全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

9.用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法不合理的是（）

A.若品红溶液①褪色，则说明产物中含有SO?

B.若溟水褪色，则说明SO2具的还原性

C.若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，则说明Na2s2。3只作氧化剂

D.若品红溶液②不褪色、NazSiCh溶液中出现白色浑浊，则说明亚硫酸比碳酸的酸性强

10.高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾

引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：

SiO24?Si（粗）器SiHQ310tF（纯）

附mn5VUV1vUU~1IUUL

下列说法正确的是（）

A.步骤①的化学方程式为SQ+2cX=Si+2cOf

B.步骤①©③中每生成或反应1molSi,转移4mcl电子

C.二氧化硅能与氢氨酸反应，而硅不能与氢氟酸反应

D.SiHCb（沸点33.0°C）中含有少量的SiCI”沸点67.6℃）,通过蒸镯（或分储）可提纯

SiHCh

II.下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是（）

含SO2的尾气空气

A.向B溶液中滴加KSCN溶液，溶液可能变为红色

+2+3+

B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H+4Fe+O2=4Fe+2H2O

C.溶液酸性A>B>C

D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A

12.氮在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键,海洋中无机氮的循环过程

可用下图表示。其中反应④的离子方程式为4NH；+5O2=2NO£+6H-+N2O+5H2O。下列

说法正确的是（）

N2

海洋表面吊

硝化作用

・“NO；

反硝化作用

A.①②均属于固氮反应

B.海洋中的反硝化作用一定有氯气参加

C.反应④中每生成1molH2O共转移4mol电子

D,向海洋中排放含NO5的废水可能影响海洋中氮的循环

三、非选择题（本题包括4小题，共52分）

13.（12分）盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大强酸”"现就硫酸与金属铜反应

的情况，回答下列问题：

（1）工业上制备硫酸铜是利用废铜屑经灼烧后，在加热条件下跟稀硫酸反应，有关的化学

方程式是____________________________________________________________________________

不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜的原因是

（2）在一定体积的10nio卜I71的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为

0.9moL则浓硫酸的实际体积（填“大于”“等于”或“小于”）180mLo

（3）将8gFez。?投入15（）mL某浓度的稀硫酸中，再投入7g铁粉，充分反应后，收集到

1.68L比（标准状况），同时，Fe和FezCh均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元

素完全沉淀，共消耗4moi的NaOH溶液150mL,则原硫酸的物质的量浓度为。

14.（13分）某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如下

实验。实验装置如图所示（已知NO、NO?能与NaOH溶液反应）：

(1)设计装置A的目的是,为达此目的应进

行的操作是。

(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是

__________________________________________;B中反应的离子方程式是

⑶将注射器F中的空气推入E中，E中的气体变为红棕色,该实验的目的是

(4)D装置的作用是

15.(13分)某同学用加图所示装置探究SO2