高考化學一輪復習第5單元第1節(jié)《無機非金屬材料的主角硅》課時檢測

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1、第五單元 非金屬及其化合物 第 1 節(jié) 無機非金屬材料的主角 —— 硅 一、單項選擇題 ( 本大題共 24 分，每小題 4 分，每小題只有一個正確選項 ) 1 ．下列表述正確的是 ( ) 。 ①人造剛玉熔點很高，可用作高級耐火材料，主要成分是二氧化硅；②化學家采用瑪瑙 研缽研磨固體反應物進行無熔劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽；③提前建成的三峽大壩使 用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料；④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃 制作的變色眼鏡來保護眼睛；⑤太陽能電池可采用硅材料制作，其應用有利于環(huán)保、節(jié)能。 A.①②③B .②④ C.③④⑤D .③⑤ 2．二氧化硅 (SiO 2

2、) 又稱硅石， 是制備硅及其化合物的重要原料。 下列說法正確的是 ( ) 。 A. SQ既能與HF反應，又能與 NaO阪應，屬于兩性氧化物 8． SiO2 和 Si 都是光導纖維材料 C.利用SiO2與NaOH液反應可制取水玻璃 D.制取Si的過程中，轉(zhuǎn)化反應都是非氧化還原反應 3 ．下列關(guān)于碳和硅的敘述中，正確的是 ( ) 。 A.其氧化物都能與 NaOH液反應 B.其單質(zhì)在加熱時都能跟 Q反應 C.其氧化物都能溶于水生成相應的酸 D.碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì) 4 ．假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說法中，你 認為不正確 的是 ( )

3、。 ．．． A.硅便于運輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料 B.自然界中存在大量單質(zhì)硅 C.硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境污染程度低，容易有效控制 D.自然界中硅的貯量豐富 5 ． 某短周期非金屬元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半， 該元素 ( ) 。 A.在自然界中只以化合態(tài)的形式存在 B.單質(zhì)常用作半導體材料和光導纖維 C.最高價氧化物不與酸反應 D.氣態(tài)氫化物比甲烷穩(wěn)定 6 ． 四氯化硅還原法是當前制備較高純度硅的一種方法， 有關(guān)反應的化學方程式為： SiCl 4(g) 高溫 ＋ 2H2(g)=====Si(s) ＋ 4HCl(g) 。下列

4、說法合理的是 ( ) 。 A.光導纖維的主要成分是硅單質(zhì) B.減小壓強有利于加快化學反應速率 C.高溫下，氫氣的還原性強于硅 D.混入少量空氣對上述反應無影響 二、雙項選擇題 ( 本大題共 12 分，每小題 6 分，每小題有二個正確選項。選對一個給 3 分，選錯一個不給分 ) 7．下列關(guān)于硅的說法中，不正確 ．．． 的是 ( ) 。 A.二氧化硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料 B.硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料 C.硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應 D.加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應 8． AI2Q、MgOF口 SiO

5、2都可以制耐火材料，其原因是 ( )。 A. AI2Q、MgOF口 SiO2都不溶于水 B . AI2Q、MgOF口 SiO2都是白色固體 C. Al 2Q、MgOF口 SiO2都是氧化物 D . Al 2Q、MgOF口 SiO2都有很高的熔點 三、非選擇題 ( 本大題共 64 分) 9． (16 分)(2013 年廣東佛山模擬 ) 多晶硅 (硅單質(zhì)的一種 )被稱為“微電子大廈的基石” 制備中副產(chǎn)物以 SiCl 4 為主，它對環(huán)境污染很大，能遇水強烈水解，放出大量的熱。研究人員 利用 SiCl 4 水解生成的鹽酸和鋇礦粉 ( 主要成分為 BaCO3 ，且含有鈣、鐵、鎂等離子 ) 制

6、備 BaCl2 2HO,工藝流程如下。已知常溫下 Fe"、Mgp完全沉淀的pH分別是：3.4、12.4。 (1)SiCl 4水解控制在 40 ℃以下的原因是 。 已知： SiCl 4(s) +H(g)===SiHCl 3(s) + HCl(g) AH = 47 kJ mol1SiHCl3(s) + H2(g)===Si(s) + 3HCl(g) 4b=189 kJ mol-則由SiCl 4制備硅的熱化學方程式為： 。 (2) 加鋇礦粉時生成 BaCl2 的離子反應方程式是： 。 (3)力口 20%NaO刪節(jié)pH= 12.5 ,得到濾渣A的主要成分是 ,控制溫度 70 ℃的目

7、的是 。 (4)BaCl 2濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾，再經(jīng)真空干燥后得到 BaCl2 2HQ實驗室中 蒸發(fā)濃縮用到的含硅酸鹽的儀器有 種。 (5) 為體現(xiàn)該工藝的綠色化學思想，該工藝中能循環(huán)利用的物質(zhì)是 。 10 ． (16 分) 碳酸鈉與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活緊密相關(guān)。工業(yè)碳酸鈉大多采用侯氏制堿法 制取，所得碳酸鈉樣品中往往含有少量 NaCl,現(xiàn)欲測定樣品中 NaCO的質(zhì)量分數(shù)，某探究性 學習小組分別設(shè)計了如下實驗方案。請回答下列有關(guān)問題： 方案一：沉淀分析法。 (1)把一定質(zhì)量的樣品溶解后加入過量的 CaCl2溶液，將所得沉淀 (填操作)、洗 滌 、 烘干

8、 、 稱量 ， 洗滌沉 淀 的操作是 方案二：氣體分析法。 (2) 把一定量的樣品與足量鹽酸反應后，用下圖所示裝置測定產(chǎn)生 CO2 的體積，為了確保 測定結(jié)果的準確性， B 中的溶液最好采用 ， 但選用該溶液后實驗結(jié)果仍然不夠 準確，其原因是 。 方案三：質(zhì)量差分析法。 把一定質(zhì)量的樣品和足量的稀硫酸反應，采用如下圖所示裝置，通過稱量反應前后盛有 堿石灰的干燥管的質(zhì)量，利用其質(zhì)量差求算樣品的純度。 該實驗的操作步驟有：①在干燥管內(nèi)填滿堿石灰，質(zhì)量為 m g;②取n g樣品裝入廣口瓶 中； ③檢驗裝置的氣密性； ④緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘， 再稱量干燥管質(zhì)量為 wg ； ⑤關(guān)

9、閉止水夾； ⑥打開止水夾；⑦緩慢加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體為止；⑧緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘。 (3) 正確的操作順序是 ( 填序號 ) ： ③ f—⑥ f—⑤ f—⑦ ——④。 (4) 若去掉裝置 A， 測定結(jié)果 ； 若去掉裝置 B， 測定結(jié)果 ( 填“偏大”“偏 小”或“無影響” ) 。 11 ． (16 分 )(2013 年海南高考 ) 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)代生活中有廣泛應用?；卮鹣铝袉栴}： (1)1810 年瑞典化學家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時，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

10、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如下： - 3 - 反應儀器 發(fā)生的主要反應 電弧爐 Sg2C16嗎二建」第二CSi+2W 流化床反應器 250 C ?300 c Si+3HCl SiHCl3+H2 還原爐 1100 c ?1200 c SiHCl3+H2 =Si + 3HCl 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，該反應的化學方程式為： ;碳化硅又稱,其晶體結(jié)構(gòu)與 相似。 ②在流化床反應的產(chǎn)物中， SiH

11、Cl3大約占85%還有SiCl 4、SiH2c12、SiH3Cl等，有關(guān)物 質(zhì)的沸點數(shù)據(jù)如下表，提純 SiHC13的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和 。 物質(zhì) Si SiCl 4 SiHCl3 SiH2cl2 SiH3Cl HCl SiH4 沸點/ c1 2355 57.6 31.8 8.2 — 30.4 P-84.9 -111.9 ③SiHC13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 12. (16分)某化學興趣小組的成員撿到一塊礦石， 觀察外觀發(fā)現(xiàn)該礦石堅硬且呈紅褐色， 投入水中沒有任何變化，再向水

12、中加濃鹽酸至過量，礦石部分溶解，并有大量無色氣體生成。 學生猜測該礦石可能由 CaCQ SiO2、FezQ三種成分組成，試設(shè)計實驗證明 CaCO以外的兩種 成分。僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、滴管、藥匙、漏斗、漏斗架； 2 mol L 1 鹽酸、2 mol L-NaOH^^、2%KSC澹液。 (1)將實驗方案用以下流程示意圖表示，試寫出每步所用試劑名稱或化學式。 試齊Ji ；試劑n ；試劑出。 (2)如果猜測是成立的，試根據(jù)上述實驗方案，敘述實驗操作，預期現(xiàn)象和結(jié)論。 編P 實驗操作 預期現(xiàn)象和結(jié)論 ① 取適重礦石研細，加足重 2 mol L鹽酸 有大量無色

13、氣體生成， 得棕黃色溶液，且 仍用少量固體殘留 ② ③ ④ 第五單元非金屬及其化合物 第1節(jié)無機非金屬材料的主角一一硅 1. D解析：人造剛玉的成分為氧化鋁，①錯；瑪瑙的主要成分是二氧化硅，②錯；水 泥的主要成分是硅酸鈣，③正確；變色眼鏡是在玻璃中添加了澳化銀，而不是氧化亞銅，④ 錯；因為硅是半導體，常用于電池中，既環(huán)保又節(jié)能，⑤正確。 2. C解析：兩性氧化物的定義為與酸和堿反應均生成鹽和水的氧化物， SiO2與HF反應 得到的SiF4不屬于鹽類，A錯誤；SiO2是光導纖維材料，Si為半導體材料，B錯誤；水玻璃是 NaSid的水溶液，C正確；制取S

14、i的過程中涉及了氧化還原反應， D錯誤。 3. B解析：CO不溶于水，也不能與 NaOH液反應，A錯；SiO2不能溶于水，也不生成 相應的酸，C錯；碳有金剛石、石墨等同素異形體， 硅有晶體硅和無定形硅， 所以有多種單質(zhì)， D錯。 4. B解析：由于Si的親氧性，自然界的硅大都以 SiO2和硅酸鹽的形式存在，無單質(zhì)硅 存在。 5. A 解析：短周期非金屬元素中，原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)一半的元素 只有Si。Si在自然界中只以化合態(tài)存在， A項正確；光導纖維的成分是 SiO2, B項錯誤；SiO2 可與氫氟酸反應，C項錯誤；碳的非金屬性強于硅，故 CH比SiH4穩(wěn)定，D項錯誤。

15、 6. C解析：光導纖維的主要成分是二氧化硅， A錯誤；減小壓強，化學反應速率減小， B錯誤，高溫下 H2能夠還原四氯化硅制備高純硅，因此 H2的還原性強于 Si, C正確；混入少 量空氣，制得的高純硅能夠被空氣中的氧氣氧化， D錯誤。 7. AC解析：硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料， A錯誤；硅在常溫下能與 F2、 氫氟酸等發(fā)生反應，C錯誤。 8. AD解析：分析三種氧化物，可知三者都不溶于水且都具有很高的熔點。 9. (1)防止HCl揮發(fā)污染環(huán)境或控制 SiCl 4的水解速率，防止反應過于劇烈 SiCl4s) + _ _ _ -1 2H2(g)===Si(s)

16、+4HCl(g) 刖=236 kJ mol (2)BaCO3+ 2H+===b+ + COT + H2O (3)Fe(OH) 3、Mg(OH》、Ca(OH)2確保鈣離子完全除去［或溫度越高，Ca(OH%溶解度越小］ (4)3 (5)BaCl 2溶液 解析：(1)由SiCl 4制備硅的熱化學方程式可由題給兩個熱化學方程式相加得到， 為SiCl 4(s) + 2H(g)===Si(s) +4HCl(g) AH= 47 kJ mol1+ 189 kJ mol 1=236 kJ mol 1; (2)加銀礦粉 生成BaCl2的化學方程式為： BaCO+ 2HCl===BaC2+COT + H

17、2O; (3)根據(jù)濾液的成分可知，向 濾液中加入20%NaO硼節(jié)pH= 12.5的目的是將其中的 CaT、Fe3+、Mg^等雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉 淀除去，控制溫度 70 c的目的是控制 Ca(OH)2的溶解度，以確保 Ca"全部轉(zhuǎn)化為Ca(OH)2沉 淀除去。(4)在蒸發(fā)濃縮時用到的含硅酸鹽的儀器有三種，分別是蒸發(fā)皿、玻璃棒和酒精燈。 10. (1)過濾 沿玻璃棒緩慢地向過濾器中加蒸儲水至浸沒沉淀物，使水自然流下，重復 2?3次 (2)飽和NaHCOm^ CO中混有的HCl與NaHCO^^反應生成 CO (3)②⑧①⑥ (4)偏大偏大 解析：測定碳酸鈉樣品(樣品中混有氯化鈉)中碳酸

18、鈉的質(zhì)量分數(shù)，即要得到一定質(zhì)量的 樣品中含有NaCO的質(zhì)量，方法有：設(shè)法將 NaCO、NaCl轉(zhuǎn)化為沉淀或?qū)?Ns2CO轉(zhuǎn)化為氣體， 然后測定沉淀的質(zhì)量或氣體的體積來進一步轉(zhuǎn)換求算。 (1)中沉淀應過濾出來，然后洗滌、干 燥、稱量。(2)中為保證CO氣體不溶于B瓶液體，瓶中液體應使用飽和 NaHCO容液，以降低 CO的溶解度；但 A中所用鹽酸具有揮發(fā)性，因此 CO中會混有HCl, HCl會與NaHCOB液反應 生成CO,從而導致測得的 CO的體積要比實際的大。 11. (1)含有硅、碳的鐵合金(或硅鐵) (2)石英砂、純堿和石灰石 一 高溫 ■ 一」 (3)①SiO2+3

19、C====SiC + 2COT 金剛砂 金川J石(或單晶硅) ②精儲(或蒸儲) ③HSiO4(或H2SQ3)、H、HCl (4)H2、HCl 解析：(3)比較 SiHCl 3> SiCl 4、SiH2cl2、SiHsCl 的沸點，可得常溫下 SiHCl 3、SiCl 4為液 體，SiH2cl2、SiH3Cl為氣體，沉降除去產(chǎn)物中的固體后，冷凝得到 SiHCl 3> SiCl 4的混合液體， 蒸播可分離二者。 12. (1)2%KSCN溶液 2 mol L 1NaOH液 2 mol L 1 鹽酸 (2)②向溶液中滴入幾滴 KSCN溶液 溶液變成紅色，說明礦石中有 Fe2c3③向殘渣中加 入2 mol LTNaOH容液 殘渣溶解，得無色溶液 ④向溶液中加入少量 2 mol L 1鹽酸 產(chǎn)生 白色沉淀，說明礦石中含有 SiO2 解析：由于礦石的成分為 CaCG FezQ、SiO2,依據(jù)三者的化學性質(zhì)設(shè)計的實驗流程為: 曲也沉淀 -5 -