高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 非金屬及其化合物 第1講 碳、硅及無機非金屬材料練習(xí) 新人教版

第四章 第1講 碳、硅及無機非金屬材料1(導(dǎo)學(xué)號27346426)硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。在無機非金屬材料中，硅一直扮演著主角。下面幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是()解析：C瑪瑙、光導(dǎo)纖維和水晶的主要成分是SiO2，硅單質(zhì)可用來制造太陽能電池板。2(導(dǎo)學(xué)號27346427)硅單質(zhì)及其化合物在材料領(lǐng)域一直扮演重要角色。下列敘述中，不正確的是()A石英可用來制作工藝品B硅單質(zhì)可以用來制造太陽能電池C硅單質(zhì)是制造玻璃的主要原料D水玻璃可用作黏合劑和防火劑解析：C石英又稱水晶，寶石級水晶可用來制作工藝品，A項正確；硅單質(zhì)是良好的半導(dǎo)體材料，可用來制造太陽能電池，B項正確；制造玻璃可用石英，而不是硅單質(zhì)，C項錯誤；水玻璃是硅酸鈉的水溶液，可用作黏合劑和防火劑，D項正確。3(導(dǎo)學(xué)號27346428)據(jù)報道我國科學(xué)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(fù)合而成的。下列相關(guān)敘述不正確的是()A它耐高溫抗氧化B它比鋼鐵輕、硬，但質(zhì)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：B由題目信息中“連續(xù)纖維增韌”可知，該航天服的韌性很好，B錯誤。4(導(dǎo)學(xué)號27346429)(2018皖南八校高三聯(lián)考)下列關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)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(zhì)的粗硅B生產(chǎn)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(yīng)將粗銅連接在電源的正極D硅和鐵可以冶煉成合金解析：B生產(chǎn)普通水泥的原料是石灰石和黏土，B錯。5(導(dǎo)學(xué)號27346430)除去下列物質(zhì)中雜質(zhì)的試劑、方法錯誤的是()ACO2中混有少量的CO通入氧氣后點燃BCO2中混有少量SO2通過酸性KMnO4溶液、濃硫酸，洗氣CSiO2中混有少量石灰石加入足量鹽酸，過濾DCO中混有少量CO2通過氫氧化鈉溶液、濃硫酸，洗氣解析：AA項，少量CO在CO2中無法燃燒，且若通入氧氣過多會引入新的雜質(zhì)，通入氧氣不足，無法除盡CO，錯誤。6(導(dǎo)學(xué)號27346431)隨著我國“嫦娥三號”的成功著陸及“玉兔號”月球車開始工作，可以獲取大量月球物質(zhì)并進行成分分析，月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、鉀長石(KAlSi3O8)和橄欖石(Mg，F(xiàn)e)2SiO4等，下列說法或分析不正確的是 ()A輝石、鉀長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B鉀長石的氧化物形式可表示為K2OAl2O33SiO2C橄欖石中鐵元素為2價D月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因為月球的表面幾乎沒有氧氣解析：B根據(jù)輝石(CaMgSi2O6)、鉀長石(KAlSi3O8)和橄欖石(Mg，F(xiàn)e)2SiO4的化學(xué)式可知三者均屬于硅酸鹽礦，A正確；根據(jù)元素化合價不變的原則，將鉀長石的化學(xué)式改寫為氧化物的形式可表示為K2OAl2O36SiO2，B不正確；根據(jù)化合物中正負(fù)化合價代數(shù)和為零，橄欖石中鐵元素為2價，C正確；鐵單質(zhì)與氧氣接觸易被氧化，所以月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因為月球的表面幾乎沒有氧氣的緣故，D正確。7(導(dǎo)學(xué)號27346432)以下六種飽和溶液中Ba(NO3)2Ca(OH)2Na2SiO3NaAlO2Na2CO3NH3和NaCl，分別向其中持續(xù)通入CO2，最終得到固體的是()ABC D解析：CCO2與Ba(NO3)2溶液不反應(yīng)，錯誤；將CO2持續(xù)通入Ca(OH)2飽和溶液中，開始有沉淀生成，最終會轉(zhuǎn)化為可溶于水的Ca(HCO3)2，錯誤；Na2SiO3溶液與CO2作用會得到硅酸白色沉淀，正確；NaAlO2溶液與CO2作用最終會產(chǎn)生Al(OH)3沉淀，正確；Na2CO3飽和溶液與足量CO2作用會得到溶解度小的碳酸氫鈉白色沉淀，正確；NH3和NaCl飽和溶液中持續(xù)通入CO2，最終會產(chǎn)生溶解度小的碳酸氫鈉白色沉淀，正確。8(導(dǎo)學(xué)號27346433)二氧化硅(SiO2)又稱硅石，是制備硅及其化合物的重要原料(如圖所示)。下列說法正確的是()ASiO2既能與HF反應(yīng)， 又能與NaOH反應(yīng)，屬于兩性氧化物B盛放Na2CO3溶液的試劑瓶不能用玻璃塞C硅膠吸水后不能重復(fù)使用D圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)解析：B兩性氧化物是指與酸和堿反應(yīng)均生成鹽和水的氧化物，SiO2與HF反應(yīng)生成的SiF4，不屬于鹽類，A項錯誤；吸水后的硅膠加熱失水后可以繼續(xù)使用，C項錯誤；圖中SiO2與碳酸鈉反應(yīng)、硅酸的生成及硅酸分解等均為非氧化還原反應(yīng)，D項錯誤。9(導(dǎo)學(xué)號27346434)下列化學(xué)物質(zhì)在實際生產(chǎn)、生活和科技等方面的應(yīng)用正確的是()A石英砂可以用于制取高純度的硅，SiO2和Si都是光導(dǎo)纖維材料B水泥、玻璃和陶瓷都屬于傳統(tǒng)的無機非金屬材料C生產(chǎn)普通水泥的主要原料有石灰石、石英和燒堿D測NaOH熔點時可以將NaOH放入石英坩堝中高溫加熱解析：BSiO2是光導(dǎo)纖維材料，Si是半導(dǎo)體材料及光電池的主要成分，A項錯誤；生產(chǎn)普通玻璃使用的原料是石灰石、石英和純堿，C項錯誤；石英坩堝的主要成分是SiO2，高溫下能夠與NaOH反應(yīng)，D項錯誤。10(導(dǎo)學(xué)號27346435)“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并利用。如利用NaOH溶液來“捕捉”CO2，其基本過程如下圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)。下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是()能耗大是該方法的一大缺點整個過程中，只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中，分離物質(zhì)的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶、過濾該方法可減少碳排放，捕捉到的CO2還可用來制備甲醇等產(chǎn)品A BC D解析：D該方法中高溫反應(yīng)爐分離出CO2，需要消耗較多能量，對；整個過程中NaOH和CaO均可循環(huán)利用，錯；從捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通過過濾的方法即可分離，錯；捕捉到的CO2可與H2反應(yīng)制備甲醇：CO23H2CH3OHH2O，對。11(導(dǎo)學(xué)號27346436)(2018大連一中模擬)將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量與所通入CO2的體積關(guān)系如圖所示。下列關(guān)于整個反應(yīng)過程中的敘述不正確的是()AOa段反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ba(OH)2CO2=BaCO3H2OBab段與cd段所發(fā)生的反應(yīng)相同Cde段沉淀減少是由于BaCO3固體的消失Dbc段反應(yīng)的離子方程式是2AlO3H2OCO2=2Al(OH)3CO解析：BCO2優(yōu)先與Ba(OH)2反應(yīng)(圖像中Oa段)，然后與KOH反應(yīng)(圖像中ab段)，接著與KAlO2反應(yīng)(圖像中bc段)，再與K2CO3反應(yīng)(圖像中cd段)，最后與BaCO3反應(yīng)(圖像中de段)。12(導(dǎo)學(xué)號27346437)(2018福建福州質(zhì)檢)晶體硅是一種重要的非金屬材料，模擬制備純硅的主要步驟如下：高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅。粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si3HClSiHCl3H2；SiHCl3與過量H2在1 0001 100 反應(yīng)制得純硅SiHCl3SiCl4HCl沸點/33.057.684可能用到的信息如下：已知SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃；步驟中粗硅與HCl反應(yīng)時會生成少量SiCl4；請回答下列問題：(1)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，依據(jù)上表所示沸點差異提純SiHCl3。該提純方法為_。(2)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去)：依次連接的合理順序為_；裝置D中g(shù)管的作用是_；裝置B中的試劑是_；裝置C中的燒瓶加熱的目的是_。裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。操作時應(yīng)先打開裝置_(選填“C”或“D”)中分液漏斗的旋塞，理由是_。(3)請設(shè)計實驗證明產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)：將產(chǎn)品用稀鹽酸溶解，取上層清液后_。解析：(1)由于SiHCl3極易自燃、極易和水反應(yīng)，因此用一般的化學(xué)方法難以提純，由于SiHCl3的沸點和所含雜質(zhì)的沸點相差較大，故可以采用分餾(或蒸餾)的方法。(2)由圖可以看出D為制取氫氣的裝置，B為干燥氫氣的裝置，C為SiHCl3的氣化裝置，A為SiHCl3與過量H2反應(yīng)裝置，E為尾氣處理裝置，故依次連接的合理順序為DBCAE；裝置D中g(shù)管的作用是平衡壓強；由于SiHCl3易水解，所以必須干燥氫氣，即裝置B中試劑是濃硫酸；由SiHCl3的沸點可知其在常溫下為液態(tài)，對C裝置加熱可以使其氣化，以保證它和氫氣充分接觸并進入A中，在較高溫度下反應(yīng)得到單質(zhì)硅。在裝置A中氫氣還原SiHCl3生成單質(zhì)硅，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiHCl3H2Si3HCl；由于高溫下氫氣及硅都能和空氣中的氧氣反應(yīng)，而裝置中含有空氣，所以應(yīng)先通一段時間H2，將裝置中的空氣排盡，故操作時應(yīng)先打開裝置D中分液漏斗的旋塞。(3)鐵是活潑的金屬，能和酸反應(yīng)，而硅和一般的酸是不反應(yīng)的，所以正確的方法是將產(chǎn)品用稀鹽酸溶解，取上層清液后，先滴加氯水，再滴加硫氰化鉀溶液，溶液顯紅色。答案：(1)蒸餾(“分餾”也可)(2)DBCAE平衡壓強(“使分液漏斗中的溶液順利滴下”也可)濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化SiHCl3H2Si3HClD因為SiHCl3容易在空氣中自燃且高溫下氫氣及硅都能和空氣中的氧氣反應(yīng)，實驗中還要注意先通一段時間H2排盡裝置中的空氣(3)先滴加氯水，再滴加硫氰化鉀溶液，溶液顯紅色(或加入氫氧化鈉溶液，出現(xiàn)白色沉淀后變灰綠色最后變紅褐色等合理答案)13(導(dǎo)學(xué)號27346438)(2018江西師大附中期中)氮化硅(Si3N4)是一種優(yōu)良的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，在工業(yè)生產(chǎn)和科技領(lǐng)域中有重要用途。.工業(yè)上有多種方法來制備氮化硅，下面是幾種常見的方法：(1)方法一直接氮化法：在1 3001 400時，高純粉狀硅與純氮氣化合，其反應(yīng)方程式為3Si2N2Si3N4。(2)方法二可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定條件下反應(yīng)，并在600 的加熱基板上生成氮化硅膜，其化學(xué)方程式為_。(3)方法三化學(xué)氣相沉積法：在高溫條件下利用四氯化硅氣體、純氮氣、氫氣反應(yīng)生成氮化硅和氯化氫，與方法一相比，用此法制得的氮化硅純度較高，其原因是_。(4)方法四Si(NH2)4熱分解法：先用四氯化硅與氨氣反應(yīng)生成Si(NH2)4和一種氣體：_(填化學(xué)式)；然后使Si(NH2)4受熱分解，分解后的另一種產(chǎn)物的化學(xué)式為_。.工業(yè)上制取高純硅和四氯化硅的生產(chǎn)流程如下：已知：X、高純硅、原料B的主要成分都可與Z反應(yīng)，Y與X在光照或點燃條件下可反應(yīng)，Z的焰色呈黃色。(1)寫出焦炭與原料B中的主要成分反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)上述生產(chǎn)流程中電解A的水溶液時，以Cu為陽極電解A的水溶液的電解方程式為_。解析：.(2)方法二：可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定條件下反應(yīng)，并在600 的加熱基板上生成氮化硅膜，其化學(xué)方程式為3SiH44NH3Si3N412H2。(3)方法三：所得到的產(chǎn)品中混有單質(zhì)硅，而方法三除產(chǎn)品是固體，其他物質(zhì)均為氣體，故方法三得到的氮化硅純度較高。(4)方法四：依據(jù)化學(xué)反應(yīng)中原子守恒可知四氯化硅與氨氣發(fā)生反應(yīng)：SiCl44NH3=Si(NH2)44HCl，Si(NH2)4受熱發(fā)生分解：3Si(NH2)4Si3N48NH3。.原料B與焦炭反應(yīng)得到的粗產(chǎn)品與X反應(yīng)生成SiCl4，則X為氯氣，粗產(chǎn)品為Si，故B為SiO2；Y與氯氣在光照或點燃條件下可反應(yīng)，且與SiCl4反應(yīng)得到高純度Si，則Y為氫氣；Z的焰色呈黃色，含有Na元素，電解A的水溶液得到氫氣、氯氣與Z，則Z為NaOH、A為NaCl。(1)焦炭具有還原性，與SiO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Si與CO，化學(xué)方程式為SiO22CSi2CO。(2)以Cu為陽極電解NaCl的水溶液，開始一段時間，陽極Cu放電生成Cu2，陽極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2，陰極水放電生成氫氣與氫氧根離子，陰極反應(yīng)式為2H2O2e=H22OH，電解的總反應(yīng)方程式為Cu2H2O=H2Cu(OH)2。答案：.(2)3SiH44NH3Si3N412H2(3)方法一所得到的產(chǎn)品中混有單質(zhì)硅(或方法三除產(chǎn)品是固體外，其他物質(zhì)均為氣體)(4)HClNH3.(1)SiO22CSi2CO(2)Cu2H2O=H2Cu(OH)26EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375