2011高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《硅及其化合物 無(wú)機(jī)非金屬材料》 人教大綱版

1、第二節(jié)    硅及其化合物 無(wú)機(jī)非金屬材料1(2010·模擬題)1798年法國(guó)化學(xué)家對(duì)綠柱石和祖母綠進(jìn)行化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)了鈹。已知綠柱石是一種呈綠色的硅酸鹽，可表示BexAlySimOn(x、y、m、n均為自然數(shù))，其中陰離子部分結(jié)構(gòu)如圖所示(已知表示硅酸根離子SiO44)。下列說(shuō)法不正確的是()A陰離子化學(xué)式為：Si6O1812B綠柱石可用氧化物形式表示為：3BeO·Al2O3·6SiO2C綠柱石可表示為Be3Al2Si3O12D綠柱石可溶于強(qiáng)堿和氫氟酸解析：根據(jù)表示SiO44，可判斷綠柱石的陰離子化學(xué)式為Si6O1812，A項(xiàng)正確；綠

2、柱石寫為氧化物為：3BeO·A12O3·6SiO2，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)中氧原子個(gè)數(shù)不是18，C項(xiàng)不正確；BeO、Al2O3、SiO2均能溶于強(qiáng)堿和氫氟酸，D項(xiàng)正確。答案：C2(2010·山師附中月考題)中據(jù)2001年12月的參考消息報(bào)道，有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”、“未來(lái)的石油”的觀點(diǎn)。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(shuō)法中，你認(rèn)為不正確的是 ()A硅便于運(yùn)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(duì)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解析：由于Si的親氧性，自

3、然界的硅大都以SiO2或硅酸鹽的形式存在，無(wú)單質(zhì)硅存在。答案：B3(2010·改編題)下列物質(zhì)中，既可與鹽酸反應(yīng)，又可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是 ()Na2SiO3AlCl3NH4HCO3Al2O3NaHSO3A B. C. D.解析：Na2SiO3只能與HCl反應(yīng)，AlCl3只能與NaOH反應(yīng)。答案：D4(2010·模擬題)下列說(shuō)法正確的是 ()合金的硬度一般比它的各成分金屬的小，熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬的高SiC俗稱金剛砂，可用作砂紙、砂輪的磨料漂白粉和漂粉精的有效成分都是Ca(ClO)2NO在人體的血管系統(tǒng)內(nèi)具有傳送信號(hào)的功能，也是大氣污染物之一氧化銅可作為制造玻璃、搪瓷

4、的紅色顏料A B. C. D.解析：合金的硬度一般比它的成分金屬的大，熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬的低，錯(cuò)；氧化銅是黑色物質(zhì)，不能作為紅色顏料，錯(cuò)，應(yīng)是Cu2O作為紅色顏料。答案：B5(2010·模擬題)日前，科學(xué)家擬合成一種“二重構(gòu)造”的球形分子，即把足球型的C60分子融進(jìn)到Si60分子中，外面的硅原子與里面的碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合，下列說(shuō)法正確的是 ()A它是由兩種單質(zhì)組成的混合物B它是一種碳酸鹽C它是一種新型化合物D它是一種高聚物解析：A項(xiàng)合成的新分子有固定組成和結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)屬于化合物；B項(xiàng)該分子不含氧，不是碳酸鹽；D項(xiàng)這種“二重構(gòu)造”的球形分子仍是小分子。答案：C6(2010·

5、;模擬題)下列說(shuō)法都正確的是 ()高溫消毒利用的是蛋白質(zhì)的變性對(duì)甲型H1N1流感有治療作用的達(dá)菲(分子式為C16H31N2PO8)是有機(jī)物造成海水赤潮、湖泊水華的原因是水體富營(yíng)養(yǎng)化船底鑲嵌鋅塊，鋅失電子，保護(hù)船體免受腐蝕制作航天服的聚酯纖維屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料高純度的二氧化硅常用于制作集成電路A B. C. D.解析：聚酯纖維是有機(jī)高分子材料；用于制作成集成電路的是高純度的硅晶體。答案：A7(2010·西安市二中期中考題)青海昆侖玉被定為2008年北京奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌用玉，昆侖玉主要成分是由“透閃石”和“陽(yáng)起石”組成的纖維狀微晶結(jié)合體，透閃石(Tremolite)的化學(xué)成分為Ca2Mg5

6、Si8O22(OH)2。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 ()A透閃石的化學(xué)式寫成氧化物的形式為：2CaO·5MgO·8SiO2·H2OB透閃石中Mg元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是Ca元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.5倍C1 mol Ca2Mg5Si8O22(OH)2與足量的鹽酸作用，至少需要14 mol HClD透閃石是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，難溶于水解析：由透閃石組成知它屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽材料，但難溶于水，D錯(cuò)；依改寫規(guī)則可判斷A對(duì)；透閃石中鎂的總式量為120，是鈣的1.5倍；與鹽酸作用時(shí)，SiO2與HCl不反應(yīng)，其他金屬元素則轉(zhuǎn)化為金屬氯化物，根據(jù)氯原子守恒易知C對(duì)。答案：D8(2010·

7、;模擬題)金屬陶瓷是一種廣泛應(yīng)用于高科技的復(fù)合材料，合成方法是將陶瓷(主要成分為Al2O3、ZnO2等耐高溫材料)和黏結(jié)金屬(主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔點(diǎn)金屬)研磨混勻成型后，高溫?zé)Y(jié)使金屬仍然以單質(zhì)的形式存在于金屬陶瓷之中，據(jù)此判斷合成工藝必須 ()A在氧氣中合成 B.在HCl氣氛中合成C在氮?dú)鈿夥罩泻铣?D在空氣中合成解析：由題給信息“高溫?zé)Y(jié)使金屬仍然以單質(zhì)的形式存在”知C正確，其他三個(gè)選項(xiàng)所列舉的反應(yīng)條件均會(huì)使黏結(jié)金屬以化合物的形式存在，如在高溫下氧氣與金屬反應(yīng)生成氧化物、在HCl氣氛中金屬變成氯化物。答案：C9(2010·嘉興一中期中考題)氣凝膠的應(yīng)用被英國(guó)泰晤士報(bào)評(píng)

8、為2009年度最受關(guān)注的十大新聞。氣凝膠是一種世界上最輕的固體，密度僅為5 mg·cm3，被稱為“固態(tài)煙”。非常堅(jiān)固耐用，它可以承受相當(dāng)于自身重量幾千倍的壓力，在溫度達(dá)到1 200攝氏度時(shí)才會(huì)熔化，絕熱性能十分優(yōu)越，其成分是二氧化硅。下列說(shuō)法正確的是()A該材料有良好的導(dǎo)電性能 B.硅原子與氧原子間以共價(jià)鍵連接C二氧化硅耐所有酸和堿 D二氧化硅的分子式為SiO2解析：二氧化硅組成的“固態(tài)煙”不導(dǎo)電，A項(xiàng)不正確；二氧化硅可溶于強(qiáng)堿，C項(xiàng)不正確；二氧化硅中沒有分子，應(yīng)該說(shuō)二氧化硅的化學(xué)式為SiO2。答案：B10(2010·四川成都市三校聯(lián)考)下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()AHF、HC

9、l、HBr、HI的穩(wěn)定性依次增強(qiáng)B生產(chǎn)水泥、玻璃都需要石英，需要消耗大量的能量C原子晶體內(nèi)一定含有共價(jià)鍵，分子晶體內(nèi)不一定含有共價(jià)鍵D溫室氣體不包括CH4解析：穩(wěn)定性由HFHClHClHBrHI依次減弱，A項(xiàng)不正確；生產(chǎn)水泥的主要原料有石灰石、粘土、石膏，不需要石英，B項(xiàng)不正確；溫室氣體包括CO2、CH4、N2O等氣體，D項(xiàng)不正確；原子晶體是由共價(jià)鍵形成的一類晶體，稀有氣體固態(tài)時(shí)為 分子晶體，不含有任何化學(xué)鍵，C項(xiàng)正確。答案：C11(2010·模擬題)我國(guó)具有廣泛的海域，大部分海域中存在蛭石，蛭石為一種層狀結(jié)構(gòu)的含鎂的水鋁硅酸鹽，是黑云母等天然礦物風(fēng)化蝕變的產(chǎn)物，因?yàn)槠涫軣崤蛎洉r(shí)呈撓

10、曲狀，形態(tài)酷似水蛭，故此得名蛭石。膨化后的蛭石呈顆粒狀，有隔熱、耐凍、抗菌、防火、吸聲等優(yōu)異性能，但不耐酸。(1)某硅酸鹽礦石的組成可以看成是二氧化硅中1/3的硅被鋁置換，再由鉀平衡其電荷形成的。該礦石的組成以氧化物的形式表示為_。(2)某校研究性學(xué)習(xí)小組取某牌的膨化蛭石樣品，其成分可以用氧化物(MgO，F(xiàn)e2O3，Al2O3，SiO2，H2O)的形式表示。為研究蛭石的組成，擬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)流程及相關(guān)數(shù)據(jù)如下(所加藥品均過(guò)量)：固體A的化學(xué)式是_。固體F的物質(zhì)的量是_。寫出濾液C與足量二氧化碳反應(yīng)的離子方程式：_ _。通過(guò)計(jì)算，寫出用氧化物的形式表示該膨化蛭石組成的化學(xué)式：_ _。過(guò)濾、灼

11、燒都需使用的儀器是_。有同學(xué)認(rèn)為，該實(shí)驗(yàn)流程中第一步的鹽酸可以用氫氧化鈉溶液代替，你的觀點(diǎn)是_，理由是_ _。解析：(1)因二氧化硅中有1/3的硅原子被鋁原子取代，不足的由鉀原子補(bǔ)充，使化合價(jià)代數(shù)和為0，故一個(gè)硅原子可被一個(gè)鋁原子和一個(gè)鉀原子取代。則3SiO2Si2AlKO6Si4Al2K2O12K2O·Al2O3·4SiO2較活潑金屬氧化物·較不活潑金屬氧化物·非金屬(除氫外)氧化物·水。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程圖知，固體A為二氧化硅，n(SiO2)2.40 g/60 g·mol10.04 mol，D為氫氧化鐵和氫氧化鎂，G為氧化鐵和氧化

12、鎂。設(shè)氧化鐵和氧化鎂的物質(zhì)的量分別為x、y，則160 g·mol1×x40 g·mol1×y4.80 g，107 g·mol1×2x58 g·mol1×y6.78 g，聯(lián)立解得：x0.01 mol，y0.08 mol，即n(Fe2O3)0.01 mol，n(MgO)0.08 mol。固體F為Al(OH)3，nAl(OH)31.56 g/78 g·mol10.02 mol，n(Al2O3)0.01 mol，故n(H2O)(8.58 g40 g·mol1×0.08 mol2.40 g160

13、 g·mol1×0.01 mol102 g·mol1×0.01 mol)/18 g·mol10.02 mol。則n(MgO)n(Fe2O3)n(Al2O3)n(SiO2)n(H2O)0.08 mol0.01 mol0.01 mol0.04 mol0.02 mol81142，即該膨化蛭石的組成為8 MgO·Al2O3·Fe2O3·4SiO2·2H2O。答案：(1)K2O·Al2O3·4SiO2(2)SiO20.020 molCO2OH=HCO3；AlO2CO22H2O=Al(OH)3HC

14、O38MgO·Al2O3·Fe2O3·4SiO2·2H2O玻璃棒不能改用氫氧化鈉溶液二氧化硅、氧化鋁均能溶于氫氧化鈉溶液12(2010·山師附中月考題)2008年11月10日新浪網(wǎng)報(bào)道，瑞士環(huán)游世界的太陽(yáng)能飛機(jī)“太陽(yáng)脈動(dòng)號(hào)”進(jìn)行首次試飛。硅是太陽(yáng)能電池的重要材料，制取精硅的主要化學(xué)反應(yīng)如下：村料一SiCl4熔點(diǎn)為70，沸點(diǎn)為57.6，在潮濕的空氣中發(fā)生水解反應(yīng)：SiCl44H2O=H4SiO44HCl。材料二晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：步驟一：高溫下，用碳還原二氧化硅制得粗硅。步驟二：粗硅與干燥的氯氣反應(yīng)制取四氯化硅：

15、Si2Cl2SiCl4。步驟三：在1 0001 100時(shí)四氯化硅被氫氣還原制得純硅：SiCl42H2Si4HCl。下面是制取純硅的實(shí)驗(yàn)裝置(熱源及夾持裝置均略去)：請(qǐng)你分析下列問(wèn)題：(1)為使四氯化硅從裝置B中逸出與氫氣充分混合，應(yīng)采取的措施是_ _。(2)裝置C不采用普通玻璃管的原因是_ _。(3)如果從A中直接快速向B中通入氣體，可能觀察到的現(xiàn)象是_ _。(4)為了防止空氣污染，含有四氯化硅的尾氣要通入盛有_溶液的燒杯中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ _。(5)為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度，還應(yīng)對(duì)該裝置進(jìn)行改進(jìn)的是_ _。解析：本題主要考查制取純硅過(guò)程

16、中氫氣還原四氯化硅的實(shí)驗(yàn)，解題過(guò)程中要充分利用題干所給信息，去考慮裝置的設(shè)計(jì)、優(yōu)化所應(yīng)采取的措施。如四氯化硅沸點(diǎn)低(57.6)，故要使其逸出燒瓶與氫氣反應(yīng)，則需對(duì)裝置B進(jìn)行水浴加熱，且用溫度計(jì)控制溫度在57.6左右。由于氫氣還原四氧化硅是在1 0001 100的高溫下進(jìn)行的，在此溫度下普通玻璃管會(huì)軟化，故需用石英玻璃管。由于四氯化硅易水解生成硅酸和氯化氫，不難想到尾氣應(yīng)通入氫氧化鈉溶液中。而氫氣從A逸出時(shí)會(huì)帶出水蒸氣，使B中四氯化硅發(fā)生水解影響實(shí)驗(yàn)，所以應(yīng)在A、B之間加一個(gè)干燥裝置。若快速向B中通入含有水蒸氣的氫氣，少量的四氯化硅會(huì)發(fā)生水解生成硅酸和氯化氫，氯化氫在液面上形成白霧。答案：(1)

17、對(duì)裝置B水浴加熱，且用溫度計(jì)控制溫度在57.6左右(2)在1 0001 100時(shí)普通玻璃管會(huì)軟化(3)B中液面上方產(chǎn)生少量白霧，液體中有少量白色膠狀物生成(4)氫氧化鈉SiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O(5)在裝置A與B之間連接一個(gè)盛有濃硫酸的洗氣瓶(或裝有堿石灰的干燥管)13(2010·模擬題)右圖中每一方格表示有關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物。已知：B是一種單質(zhì)，結(jié)構(gòu)與金剛石相似。其余物質(zhì)都是含有B元素的化合物，C是一種鈉鹽，E是C對(duì)應(yīng)的酸，B和D的晶體均為高熔點(diǎn)、堅(jiān)硬的固體，D為B的氧化物(其他不含B元素的反應(yīng)物以及各步反應(yīng)添加的必要試劑和反應(yīng)條件已被略去)。(1)

18、寫出化學(xué)式：A：_；D：_；E：_。(2)A和B的互變?cè)诠I(yè)上的實(shí)際意義是_ _。(3)寫出化學(xué)方程式：反應(yīng)：_；反應(yīng)：_ 。(4)有人預(yù)測(cè)B是21世紀(jì)具有開發(fā)潛力的新能源，如果B為能源，其優(yōu)點(diǎn)是_ _ (寫兩條)；可以肯定上述框圖中_反應(yīng)是放熱反應(yīng)(填序號(hào))。解析：高熔點(diǎn)、高硬度，與金剛石結(jié)構(gòu)相似的固體單質(zhì)只有晶體硅，故B為晶體硅，其他物質(zhì)則可由硅的化合物的性質(zhì)推出，A為四氯化硅，C為硅酸鈉，D為二氧化硅E為硅酸。A與B轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)：Si2Cl2SiCl4，蒸餾四氯化硅，分離除去難溶雜質(zhì)；將四氯化硅用氫氣還原得到純度高的硅：SiCl42H2Si4HCl。硅燃燒放出大量熱量，生成固體二氧化硅

19、，對(duì)環(huán)境污染??；而二氧化硅可以用焦炭冶煉得到硅，原料可以循環(huán)利用，同時(shí)副產(chǎn)物一氧化碳既是燃料又是化工產(chǎn)品。答案：(1)SiCl4SiO2H2SiO3(2)粗硅提純(3)Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2SiO22CSi2CO(4)產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染??；原料循環(huán)利用14(2010·模擬題)A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素。B、E同主族，它們的單質(zhì)以及它們之間反應(yīng)生成的化合物在常溫時(shí)狀態(tài)相同，形成的晶體類型也相同；A與C、D與C之間都能形成原子個(gè)數(shù)比分別為21和11的兩種化合物。試解答下列有關(guān)問(wèn)題：(1)B、E單質(zhì)以及它們之間反應(yīng)生成的化合物熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)開

20、(填元素符號(hào)或化學(xué)式)。(2)C與D形成的化合物的電子式為：_ _。(3)實(shí)驗(yàn)室可由B、C、D組成的化合物為反應(yīng)物之一制取由A、C、D組成的化合物，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_ _。(4)寫出E單質(zhì)與A、C、D形成的化合物的水溶液反應(yīng)的離子方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目_ _。解析：根據(jù)題意可知B、E分別為C和Si，可以化合生成SiC。A與C，D與C都能形成原子個(gè)數(shù)比分別為21和11的兩種化合物，推出A為H、C為O，D為Na，C與D形成Na2O或Na2O2。答案：(1)C>SiC>Si(2)Na··O··,····2Na，Na··O··,····O··,····2Na(3)Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH(4)Si2OH4H4e2O=SiO322H