（四川專用）2014屆高考化學總復習 第4章 第1講《無機非金屬材料的主角——硅》解析訓練

第四章 非金屬及其化合物第一講無機非金屬材料的主角硅一、選擇題(本題共7個小題，每題6分，共42分，每個小題只有一個選項符合題意)12012年我國載人飛船再次升空，顯示出我國航天技術已進入世界一流。飛船應用了許多尖端的合成材料。據報道我國科學家近年來研制出一種新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復合而成的。下列相關敘述不正確的是 ()。A它耐高溫抗氧化B它比鋼鐵輕、硬，但質地較脆C它沒有固定熔點D它是一種新型無機非金屬材料解析航空材料的特點是質輕、高強度、耐高溫抗氧化等高可靠性，故B錯，A正確；復合材料屬于混合物，沒有固定的熔點，碳化硅、高溫結構陶瓷和碳纖維復合而成的材料均屬于新型無機非金屬材料，C、D正確。答案B2(2013·雅安調研)硅作為一種新型能源被廣泛開發(fā)利用，關于其有利因素的下列說法中，你認為不正確的是()。A硅燃燒產物對環(huán)境產生的污染，容易得到有效控制B從Si(s)O2(g)SiO2(s)H858.6 kJ·mol1可知，硅燃燒放出的熱量多C自然界中硅的儲量豐富，可以從自然界直接獲得單質硅D硅便于運輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料之一解析硅燃燒生成二氧化硅，二氧化硅不是氣體，其污染容易得到有效控制；硅為固體燃料，化學性質不活潑，運輸、貯存比較容易且又安全；硅在自然界中無單質形式，只有化合物，所以C是錯誤的。答案C3(2013·江南八校高三聯(lián)考)下列關于工業(yè)生產的說法中，不正確的是()。A工業(yè)上，用焦炭在電爐中還原二氧化硅得到含雜質的粗硅B生產普通水泥的主要原料有石灰石、石英和純堿C工業(yè)上將粗銅進行精煉，應將粗銅連接在電源的正極D硅和鐵可以冶煉成合金解析生產普通水泥的原料是石灰石和黏土，B項不正確。答案B4(2013·福州質檢)壽山石主要成分為葉蠟石，葉蠟石組成為Al2O3·4SiO2·H2O，下列觀點不正確的是 ()。A壽山石雕刻作品要避免與酸、堿接觸B壽山石顏色豐富多彩是因為含有不同形態(tài)的金屬氧化物C潮濕的空氣可能導致壽山石作品表面溶解變質D置于干燥空氣中可能會導致壽山石作品脫水變質解析根據壽山石的主要成分，可知其能與酸或堿發(fā)生反應，A對；壽山石中含有不同形態(tài)的Al2O3，造成其色彩豐富，B對；其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反應，不會溶解變質，C錯；久置于干燥空氣中，會造成其中的結晶水失去而變質，D對。答案C5(2013·杭州模擬)硅及其化合物的應用范圍很廣。下列說法正確的是()。A硅是人類將太陽能轉換為電能的常用材料B粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應C反應：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2中，Si為還原劑，NaOH和H2O為氧化劑D硅能與氫氟酸反應，則硅可以與鹽酸反應解析粗硅提純涉及的反應：Si2Cl2SiCl4、SiCl42H2Si4HCl都是氧化還原反應，B錯誤；硅與氫氧化鈉溶液反應中NaOH既不是氧化劑，也不是還原劑，只是反應物，起氧化作用的是水，C錯誤；硅能與氫氟酸反應，但不能與鹽酸反應，D錯誤。答案A6(2013·長春一模)將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后所得的固體物質是 ()。ANa2SiO3 BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2 DSiO2解析分析題述過程中發(fā)生的化學反應：H2OCO2Na2SiO3=H2SiO3Na2CO3，Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，H2SiO3SiO2H2O,2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，且Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，因此最后所得的固體物質中只有Na2SiO3。答案A7(2013·眉山二調)有一粗硅，含雜質鐵，取等質量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中，放出等量的H2，則該粗硅中鐵和硅的關系正確的是(提示：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2) ()。A物質的量之比為：11 B物質的量之比為12C質量之比為41 D質量之比為21解析粗硅與鹽酸反應是其中的Fe與鹽酸反應：Fe2HCl=FeCl2H2，粗硅與堿反應是其中的硅與堿液反應：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。因放出等量H2，則Fe與Si的物質的量之比為21，質量之比為41。答案C二、非選擇題(本題共4個小題，共58分)8(12分)如何除去下列各粉末狀混合物中的雜質(括號內為雜質)，請選用下面提供的試劑和操作，將標號填在表內。供選試劑：A.鹽酸B燒堿溶液C氧氣D水ECO2F不用其他試劑供選操作：加熱加熱熔融過濾結晶含雜質的物質所加試劑主要操作(1)SiO2(NaHCO3)(2)SiO2(CaCO3)(3)SiO2(Si)(4)NaCl(SiO2)解析(1)除去SiO2中的NaHCO3可用水溶法；(2)除去SiO2中的CaCO3可用鹽酸溶解；CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2然后再過濾。(3)除去SiO2中的Si可用加熱法：SiO2SiO2。(4)除去NaCl中的SiO2可用過濾、結晶法，因NaCl溶于水而SiO2不溶于水。答案(1)D(2)A(3)C(4)D9(16分)(2012·南京月考)如圖所示物質的轉化關系中，A是一種固體單質，E是一種白色沉淀。請回答下列問題：(1)B的化學式是_，目前B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反應的離子方程式是_。(3)A和a溶液反應的離子方程式是_。(4)C和過量的鹽酸反應的離子方程式是_。解析C與過量的鹽酸反應生成白色沉淀E，則E可能是硅酸或氯化銀，若E是氯化銀，則C是硝酸銀，A為銀，則根據已有知識，銀可以與硝酸反應生成硝酸銀，而銀與硝酸反應能生成三種產物，不符合框圖中物質間的轉化關系。則E只能為硅酸，則C為硅酸鹽，A為硅，a溶液為強堿的水溶液，進一步推出B為二氧化硅。答案()(1)SiO2光導纖維(2)SiO22OH=SiOH2O(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiO2H=H2SiO310(16分)(2013·廣元模擬)含A元素的一種單質是一種重要的半導體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現代通訊材料光導纖維，C與燒堿反應生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于_族，與A同族但相對原子質量比A小的元素B的原子結構示意圖為_，A與B在原子的電子層結構上的相同點是_。(2)易與C發(fā)生化學反應的酸是_，反應的化學方程式是_。(3)將C與純堿混合高溫熔融時也發(fā)生化學反應生成D，同時還生成B的最高價氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學反應生成含A的化合物F。分別寫出生成D和F的化學反應方程式：_。要將純堿高溫熔化，下列坩堝中不可選用的是 ()A普通玻璃坩堝 B石英玻璃坩堝C氧化鋁坩堝 D鐵坩堝(4)100 g C與石灰石的混合物充分反應后，生成的氣體在標準狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質量分數是_。解析(1)A的單質可作半導體材料，可知A為Si，位于A族，與之同族且相對原子質量較小的是碳元素，兩者共同點是最外層均有4個電子。(2)C為SiO2，易與氫氟酸反應生成SiF4和H2O。(3)SiO2與純堿高溫反應生成Na2SiO3(D)和CO2(E)，Al2O3高溫下也與堿性物質反應。(4)不論CaCO3過量與否，生成的CO2由CaCO3決定，由關系式CaCO3CO2得：，解得m(CaCO3)50 g?；旌衔镏惺沂馁|量分數為：×100%50%。答案(1)A最外層均有4個電子(2)氫氟酸SiO24HF=SiF42H2O(3)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2；Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3ABC(4)50%11(14分)在工業(yè)中利用鎂制取硅：2MgSiO22MgOSi，同時有副反應發(fā)生：2MgSiMg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4(硅烷)，SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。如圖是進行Mg與SiO2反應的實驗裝置：(1)由于氧氣的存在對該實驗有較大影響，實驗中應通入氣體X作為保護氣，試管中的固體藥品可選用_(填序號)。a石灰石b鋅粒c純堿(2)實驗開始時，必須先通入X氣體，再加熱反應物，其理由是_，當反應開始后，移走酒精燈反應能繼續(xù)進行，其原因是_。(3)反應結束后，待冷卻至常溫時，往反應后的混合物中加入稀鹽酸?？捎^察到閃亮的火星，產生此現象的原因用化學方程式表示為_。解析(1)由于Mg可在CO2中燃燒，故不能用CO2作為保護氣而可用H2。那么試管中應選用的固體藥品為鋅粒；(2)實驗開始時應先通入氫氣排盡裝置內的空氣，避免空氣中的成分對實驗的影響。然后才能點燃酒精燈，因反應放熱，反應開始后移走酒精燈，可利用自身放出的熱量維持反應繼續(xù)進行；(3)反應結束后，向反應后的混合物中加入稀鹽酸會發(fā)生反應：Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4，生成的SiH4可自燃，SiH42O2=SiO22H2O，所以會觀察到閃亮的火星。答案(1)b(2)讓氫氣排盡裝置內的空氣，避免空氣中的成分對實驗的影響該反應為放熱反應，可利用自身放出的熱量維持反應進行(3)Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4SiH42O2=SiO22H2O