高考化學(xué)（第01期）大題狂練系列 專題11 硅及其化合物（含解析）1

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專題11 硅及其化合物 （滿分60分 時(shí)間30分鐘） 姓名： 班級： 得分： 1．硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}： （1）1810 年瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是_____________ 。 （2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有_____________。 （3）高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下： ①用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________ ；碳化硅又稱_____________，其晶體結(jié)構(gòu)與_____________相似。 ②在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占 85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和_____________。 物質(zhì) Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4 沸點(diǎn)/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9 ③SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為_____________。 （4）氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是_____________。 【答案】（1）含有硅碳的鐵合金；（2）純堿、石英和石灰石； （3）①SiO2+3CSiC+2CO↑；金剛砂；金剛石；②精餾(或蒸餾)；③H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl； （4）H2、HCl 【考點(diǎn)定位】考查硅和二氧化硅 【名師點(diǎn)晴】本題考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，側(cè)重考查了硅及其化合物的有關(guān)知識(shí)，注意粗硅的提純反應(yīng)原理，對知識(shí)進(jìn)行遷移解決情形相似的新問題體現(xiàn)出知識(shí)運(yùn)用與問題分析的能力是本題的特點(diǎn)。 2．X是一種新型無機(jī)非金屬材料，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊性。有關(guān)生產(chǎn)過程如下： 為了確定C的組成，某同學(xué)進(jìn)行了以下的探究過程。已知F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可做光導(dǎo)纖維。 按要求回答下列問題： （1）C的空間構(gòu)型為__________；X的化學(xué)式為__________。 （2）反應(yīng)②的化學(xué)方程式為__________。 （3）反應(yīng)⑦的離子方程式__________。 【答案】（1）正四面體；Si3N4；（2）SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl；（3）SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-； 【考點(diǎn)定位】本題考查無機(jī)物的推斷，硅及其化合物的性質(zhì)。 【名師點(diǎn)晴】本題考查無機(jī)物的推斷。此類題的解答一般有以下步驟：思維起點(diǎn)的選擇：思維起點(diǎn)是指開始時(shí)的思維指向、思維對象或思維角度，推斷題中的思維起點(diǎn)應(yīng)是最具特征的某個(gè)條件(包括文字?jǐn)⑹龌蚰硞€(gè)變化過程)；思維過程的展開：解題者在確定思維起點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用題目所給信息，結(jié)合已有的化學(xué)知識(shí)和解題經(jīng)驗(yàn)，不斷地縮小問題狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)的距離；思維過程的檢驗(yàn)：將上述思維過程的結(jié)果代入題中，檢查一下是否符合題中條件。最關(guān)鍵的是尋找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊顏色、特殊狀態(tài)、特殊氣味、特殊反應(yīng)、特殊現(xiàn)象、特殊制法、特殊用途等。 3．“材料”的發(fā)現(xiàn)和使用往往會(huì)極大地推動(dòng)生產(chǎn)、生活的發(fā)展，一些材料的出現(xiàn)甚至具有里程碑式劃時(shí)代的意義。請回答下列問題： Ⅰ、（1）石棉(CaMg3Si4O12)是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其組成 。 （2）高分子材料可以分成無機(jī)高分子材料和有機(jī)高分子材料。 Al Fe (OH)n Cl6-n]m屬于無機(jī)高分子材料，是一種新型高效凈水劑，它廣泛應(yīng)用生活用水和工業(yè)污水的處理，其中鐵元素的化合價(jià)為 ； Ⅱ、高純二氧化硅可用來制造光纖。某稻殼灰的成分為： 組 分 SiO2 C Na2O K2O Al2O3 Fe2O3 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 59.20 38.80 0.25 0.50 0.64 0.16 通過如下流程可由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅。 請回答下列問題： （1）根據(jù)氧化物的性質(zhì)進(jìn)行分類，稻殼灰中涉及的氧化物最多有 類。 （2）步驟①中涉及SiO2的離子反應(yīng)方程式為 。 （3）濾渣A的成分有 （填化學(xué)式） （4）步驟②洗滌沉淀的方法是： （5）步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ；實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟③用到的儀器有坩堝、泥三角、酒精燈、 和 。 【答案】Ⅰ、 CaO3MgO4SiO2 ＋3 Ⅱ、（1）3（2）SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2O（3）C和Fe2O3 （4）往漏斗里的沉淀中注入蒸餾水致水浸沒沉淀，讓水自然流下，重復(fù)2-3次。 （5）H2SO SiO2+ H2O 坩堝鉗 三角架 （3）Fe2O3、C與氫氧化鈉不反應(yīng)，濾渣A的成分有Fe2O3、C （4）洗滌沉淀的方法是：往漏斗里的沉淀中注入蒸餾水致水浸沒沉淀，讓水自然流下，重復(fù)2-3次。 （5）步驟③為硅酸分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2SOSiO2+ H2O；實(shí)驗(yàn)室灼燒固體用到的儀器有坩堝、泥三角、酒精燈、坩堝鉗和三角架。 考點(diǎn)：本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)。 4．由Ca3(PO4)2、SiO2、焦炭等為原料生產(chǎn)硅膠(SiO2?nH2O)、磷、磷酸及CH3OH，下列工藝過程原料綜合利用率高，廢棄物少。 （1）上述反應(yīng)中，屬于置換反應(yīng)的是___________選填：(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)、(Ⅴ)]． （2）高溫下進(jìn)行的反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為：___________；固體廢棄物CaSiO3可用于___________； （3）反應(yīng)Ⅲ需在隔絕氧氣和無水條件下進(jìn)行，其原因是___________； （4）CH3OH可用作燃料電池的燃料，在強(qiáng)酸性介質(zhì)中，負(fù)極的電極反應(yīng)式為___________； （5）指出(Ⅵ)這一環(huán)節(jié)在工業(yè)生產(chǎn)上的意義___________； （6）寫出由P→H3PO4 有關(guān)反應(yīng)式①___________，②___________。 【答案】（1）(Ⅰ)、(Ⅲ)； （2）Ca3(PO4)2+5C+3SiO23CaSiO3+2P+5CO↑；生產(chǎn)水泥、磚瓦或作為建筑材料等； （3）SiHCl3會(huì)水解，同時(shí)產(chǎn)生的H2，與O2混合發(fā)生爆炸等；（4）CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+； （5）原料的循環(huán)利用，節(jié)能減排；（6）P+O2=P2O5；P2O5+3H2O=2H3PO4 【考點(diǎn)定位】考查無機(jī)物的推斷 【名師點(diǎn)晴】本題考查化學(xué)工藝流程，涉及基本反應(yīng)類型、對條件的控制與操作步驟的理解、原電池、方案設(shè)計(jì)等理解工業(yè)流程原理是關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，綜合考查學(xué)生分析解決問題的能力，難度中等。