高中化學(xué)人教版第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角 省獲獎(jiǎng)

第一部分第四章第一節(jié)一、選擇題1．(2023屆河北省故城縣高級(jí)中學(xué)高三9月月考)科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程中具有重要的作用。下列關(guān)于硅的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．自然界中硅元素的儲(chǔ)量豐富B．自然界中存在大量的單質(zhì)硅C．高純度的硅被用作計(jì)算機(jī)芯片D．可用H2在高溫下還原SiCl4的方法得到高純硅解析：硅的存在和性質(zhì)。A.自然界中有大量含有硅元素的物質(zhì)，正確，不選A；B.硅是親氧元素，在自然界中沒(méi)有單質(zhì)硅，錯(cuò)誤，選B；C.硅是半導(dǎo)體，能做計(jì)算機(jī)芯片，正確，不選C；D.氫氣還原四氯化硅生成硅和氯化氫，能制取高純度的硅，正確，不選D。答案：B2．(2023屆寧夏回族自治區(qū)銀川一中高三月考)下列說(shuō)法中正確的是()A．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑可知，酸性H2SiO3>H2CO3B．氫氟酸需要密封存放在橡膠塞的玻璃試劑瓶中C．向硅酸鈉溶液中加入鹽酸產(chǎn)生白色沉淀，過(guò)量時(shí)沉淀溶解D．瓷坩堝、氧化鋁坩堝均不可作為融化NaOH固體的裝置解析：考查強(qiáng)酸制弱酸的原理，氫氟酸的性質(zhì)與保存，硅及其化合物的性質(zhì)。A.強(qiáng)酸制弱酸都是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，而SiO2與Na2CO3是高溫下的反應(yīng)，生成CO2氣體逸出，有利于反應(yīng)的進(jìn)行，與最高價(jià)含氧酸的酸性無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.氫氟酸與玻璃中的成分反應(yīng)，氫氟酸需要密封存放在橡膠塞的塑料試劑瓶中，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.向硅酸鈉溶液中加入鹽酸產(chǎn)生白色沉淀硅酸，硅酸與鹽酸不反應(yīng)，過(guò)量時(shí)沉淀不溶解，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.瓷坩堝、氧化鋁坩堝都和NaOH反應(yīng)，故均不可作為融化NaOH固體的裝置，D項(xiàng)正確；答案選D。答案：D3．(2023屆福建省八縣一中高三上學(xué)期期中測(cè)試)下列說(shuō)法正確的數(shù)目是()①二氧化硅具有良好的半導(dǎo)體特性，故而可用作光導(dǎo)纖維②硅酸鈉為鹽，非堿類(lèi)物質(zhì)，故可用玻璃瓶盛裝③高溫下SiO2能與Na2CO3固體反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，說(shuō)明硅酸酸性強(qiáng)于碳酸④硅溶于氫氧化鈉溶液，只有水作氧化劑，NaOH既非氧化劑也非還原劑A．1B．2C．3D．4解析：二氧化硅不導(dǎo)電，①錯(cuò)誤；硅酸鈉為鹽，非堿類(lèi)物質(zhì)，但Na2SiO3為粘合劑，故不可用帶玻璃塞得玻璃瓶盛裝，②錯(cuò)誤；碳酸酸性強(qiáng)于硅酸，③錯(cuò)誤；硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：Si＋4H2O=H4SiO4＋2H2↑，H4SiO4＋NaOH=Na2SiO3＋3H2O，氫氧化鈉既不做還原劑也不做氧化劑，④正確。答案：A4．(2023·西師大附中、臨川一中聯(lián)考)北京大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院的化學(xué)工作者已成功研制出堿金屬與C60形成的球碳鹽K3C60，實(shí)驗(yàn)測(cè)知該物質(zhì)屬于離子化合物，具有良好的超導(dǎo)性。下列有關(guān)分析正確的是()A．K3C60中只有離子鍵 B．K3C60中不含共價(jià)鍵C．該晶體在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電 D．C60與12C互為同素異形體解析：本題考查物質(zhì)中的化學(xué)鍵、晶體性質(zhì)、同素異形體等。A項(xiàng)，K3C60中既有離子鍵，也有共價(jià)鍵，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，K3C60中含共價(jià)鍵，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，該晶體是離子化合物，熔融狀態(tài)下離子能自由移動(dòng)，能導(dǎo)電，正確；D項(xiàng)，C60是單質(zhì)，12C是原子，不能互稱(chēng)同素異形體，錯(cuò)誤。答案：C5．(2023·吉林省吉林市期末檢測(cè))下列物質(zhì)①氫氟酸，②濃硫酸，③氫氧化鈉溶液，④碳酸鈉固體，⑤氧化鈣，⑥濃硝酸，在一定條件下能與SiO2反應(yīng)的有()A．①②⑥ B．全部C．②③⑥D(zhuǎn)．①③④⑤解析：本題考查SiO2的有關(guān)性質(zhì)。SiO2不與強(qiáng)酸反應(yīng)，但常溫下可以與氫氟酸反應(yīng)，也可以溶于氫氧化鈉溶液，在加熱條件下還可以與碳酸鈉、氧化鈣反應(yīng)。答案：D6.(2023·?？谡{(diào)研)英國(guó)科學(xué)家研制出一種名叫“干水”的物質(zhì)(如圖)，“干水”的每一個(gè)顆粒都包含一個(gè)水滴，這個(gè)水滴周?chē)粚由迟|(zhì)硅膜。這種糖粉狀物質(zhì)的最大特色就是具有強(qiáng)力吸收二氧化碳的能力，具有極高的商業(yè)價(jià)值。下列敘述正確的是()A．“干水”就是“干冰”B．“干水”是一種糖類(lèi)物質(zhì)C．沙質(zhì)硅膜能耐所有的酸堿腐蝕D．“干水”的應(yīng)用有利于緩解溫室效應(yīng)解析：本題考查化學(xué)信息，考查考生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。由題意可知，“干水”為混合物，則A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硅能與強(qiáng)堿反應(yīng)，也能與HF反應(yīng)，C錯(cuò)誤；“干水”能吸收二氧化碳，D正確。答案：D7．(2023·云南師大附中月考)下列說(shuō)法不正確的是()A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可與NaOH溶液反應(yīng)B．SiO2不能與任何酸發(fā)生反應(yīng)C．SiO2和CO2在一定條件下，均可與CaO發(fā)生反應(yīng)D．SiO2不溶于水，而CO2可與水反應(yīng)，生成H2CO3解析：本題考查SiO2、CO2的性質(zhì)，考查考生對(duì)SiO2、CO2性質(zhì)的理解能力。A項(xiàng)，SiO2、CO2均為酸性氧化物，均可與NaOH溶液反應(yīng)；B項(xiàng)，SiO2可以與氫氟酸(HF)反應(yīng)，生成SiF4和H2；C項(xiàng)，SiO2、CO2均為酸性氧化物，均可與CaO反應(yīng)；D項(xiàng)，SiO2不溶于水，CO2能與水反應(yīng)生成H2CO3。答案：B8．高純度單晶硅是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料，又稱(chēng)“半導(dǎo)體”材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一場(chǎng)“革命”。這種材料可以按下列方法制備：SiO2eq\o(→,\s\up7(①C),\s\do5(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③過(guò)量H2),\s\do5(1000℃～1100℃))Si(純)下列說(shuō)法正確的是()A．步驟①的化學(xué)方程式為SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋CO2↑B．步驟①②③中每生成或反應(yīng)1molSi，轉(zhuǎn)移4mol電子C．二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，而硅不能與氫氟酸反應(yīng)D．SiHCl3(沸點(diǎn)℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)℃)，通過(guò)蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3解析：本題主要考查無(wú)機(jī)化合物的知識(shí)。A項(xiàng)，錯(cuò)誤，正確的為2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑；B項(xiàng)，②③中每反應(yīng)或生成1molSi時(shí)，轉(zhuǎn)移2mol電子，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，硅與氫氟酸反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，二者沸點(diǎn)相差很大，可用蒸餾方法分離，正確。答案：D9．(2023·哈爾濱三中測(cè)試)有一粗硅中含有鐵雜質(zhì)，取等質(zhì)量的該樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的氫氧化鈉溶液中，放出氫氣的物質(zhì)的量之比為1∶8，則該粗硅中鐵和硅的關(guān)系正確的是(已知Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑)()A．質(zhì)量比為1∶4 C．物質(zhì)的量之比為1∶4B．質(zhì)量比為1∶8 D．物質(zhì)的量之比為1∶2解析：本題主要考查Si的化學(xué)性質(zhì)。Si與鹽酸不反應(yīng)，F(xiàn)e與NaOH溶液不反應(yīng)。由化學(xué)方程式Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，和Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑可知，當(dāng)氫氣的物質(zhì)的量之比為1∶8時(shí)，F(xiàn)e與Si之間的關(guān)系式為Fe～4Si，即二者的物質(zhì)的量之比為1∶4，質(zhì)量之比為1∶2。答案：C10．用足量的CO還原g某鉛氧化物，把生成的CO2全部通入到過(guò)量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后質(zhì)量為g，則此鉛氧化物的化學(xué)式是()A．PbOB．Pb2O3C．Pb3O4D．PbO2解析：本題主要考查CO、CO2的性質(zhì)。由題意可知，此氧化物中n(O)＝n(CO)＝n(CO2)＝n(CaCO3)＝eq\fg,100g·mol－1)＝mol，n(Pb)＝eq\fg－mol·16g·mol－1,207g·mol－1)＝mol，n(Pb)∶n(O)＝mol∶008mol＝3∶4，故此氧化物的化學(xué)式為Pb3O4。答案：C11．(2023·宜昌調(diào)研)下列物質(zhì)的主要成分、用途對(duì)應(yīng)正確的是()選項(xiàng)ABCD物質(zhì)加碘食鹽石英砂漂白液食用植物油主要成分KIO3SiO2NaClO飽和高級(jí)脂肪酸甘油酯用途預(yù)防碘缺乏病作太陽(yáng)能電池作消毒劑重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)解析：本題考查化學(xué)與生活的聯(lián)系，意在考查考生對(duì)生活中物質(zhì)的組成及用途的掌握情況。加碘食鹽的主要成分是NaCl，含有少量的KIO3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Si可用于制作太陽(yáng)能電池，而SiO2不能，B項(xiàng)錯(cuò)誤；漂白液的主要成分是NaClO，用途是作消毒劑，C項(xiàng)正確；食用植物油的主要成分是不飽和高級(jí)脂肪酸甘油酯，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C12．(2023屆湖南省益陽(yáng)市箴言中學(xué)高三上學(xué)期第二次模擬)青石棉是一種致癌物質(zhì)，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學(xué)品之一，其化學(xué)式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液處理時(shí)，還原產(chǎn)物只有NO，下列說(shuō)法不正確的是()A．青石棉是一種硅酸鹽材料B．青石棉能完全溶于足量硝酸中，得到澄清透明溶液C．青石棉的化學(xué)組成可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD．1mol青石棉能還原含1molHNO3的稀硝酸解析：A.硅酸鹽指的是硅、氧與其它化學(xué)元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結(jié)合而成的化合物的總稱(chēng)，所以青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品，故A正確；B.二氧化硅和硝酸不反應(yīng)，所以Na2Fe5Si8O22(OH)2不能完全溶于足量硝酸中，故B錯(cuò)誤；C.硅酸鹽寫(xiě)成氧化物形成的先后順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸铩⑤^活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化學(xué)組成用氧化物的形式可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，故C正確；D.據(jù)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子相等，1mol青石棉中有3molFe2＋被氧化成Fe3＋，能將1molHNO3還原成NO，故D正確。故答案選B。答案：B13．(2023·河南八市聯(lián)考)A是一種常見(jiàn)的單質(zhì)，B、C為中學(xué)常見(jiàn)的化合物，A、B、C均含有元素X，它們有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物及反應(yīng)條件已略去)。下列判斷正確的是()A．X元素可能為Al B．X元素可能為SiC．反應(yīng)①和②互為可逆反應(yīng) D．反應(yīng)①和②一定為氧化還原反應(yīng)解析：本題主要考查了常見(jiàn)元素及其化合物之間的轉(zhuǎn)化、可逆反應(yīng)與氧化還原反應(yīng)的含義等，意在考查考生的綜合判斷能力。若X元素為Al，則A為Al單質(zhì)，Al與OH－反應(yīng)生成AlOeq\o\al(－,2)與H2，H2是單質(zhì)，且不滿足A、B、C均含有元素X，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同理知B項(xiàng)錯(cuò)誤；由可逆反應(yīng)的定義知C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)①為單質(zhì)(A)生成化合物(B、C)的反應(yīng)，反應(yīng)②為化合物(B、C)生成單質(zhì)(A)的反應(yīng)，故反應(yīng)①和②一定為氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)正確。答案：D二、非選擇題14．(2023屆浙江省建人高復(fù)學(xué)校高三上學(xué)期第二次月考)硅是信息產(chǎn)業(yè)、太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)材料。鋅還原四氯化硅是一種有著良好應(yīng)用前景的制備硅的方法，該制備過(guò)程示意圖如下：eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(焦炭/高溫),\s\do5(Ⅰ))eq\x(Si粗)eq\o(→,\s\up7(Cl2/300℃),\s\do5(Ⅱ))eq\x(SiCl4)eq\o(→,\s\up7(Zn/高溫),\s\do5(Ⅲ))eq\x(高純硅)(1)硅元素位于元素周期表的第________周期________族。(2)已知反應(yīng)Ⅰ得到的粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為2∶1。寫(xiě)出制造粗硅時(shí)的反應(yīng)方程式________________。SiC熔融時(shí)不導(dǎo)電，工業(yè)上常用作耐火和高溫爐的材料，由此推知，它屬于________晶體。(3)因?yàn)镾iCl4遇水劇烈水解生成SiO2和一種酸，所以整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水條件。在干燥Cl2時(shí)，從有利用充分干燥和操作安全的角度考慮，需將約90℃的潮濕氯氣先冷卻至12℃，然后通入到濃H2SO4中。冷卻的作用是________________。解析：(1)硅元素位于元素周期表的第三周期ⅣA族。(2)3SiO2＋7Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Si＋SiC＋6CO↑；SiC熔融時(shí)不導(dǎo)電，推知，它屬于原子晶體。(3)如果不降低溫度，則水蒸氣會(huì)被濃硫酸稀釋?zhuān)档蜐饬蛩岬奈裕岳鋮s的作用是使水蒸氣冷凝，減少進(jìn)入濃硫酸的水，保持濃硫酸持續(xù)的吸水性，同時(shí)降低放出的熱量。答案：(1)三ⅣA(2)3SiO2＋7Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Si＋SiC＋6CO↑原子(3)使水蒸氣冷凝，減少進(jìn)入濃硫酸的水，使?jié)饬蛩崮鼙３殖掷m(xù)的吸水性，同時(shí)降低放出的熱量15．(2023屆河南省三門(mén)峽市陜州中學(xué)高三高考仿真訓(xùn)練)硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開(kāi)發(fā)由來(lái)已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(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：發(fā)生的主要反應(yīng)電弧爐SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(1600～1800℃))Si＋2CO↑流化床反應(yīng)器Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃))SiHCl3＋H2還原爐SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1100～1200℃))Si＋3HCl①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_(kāi)_____________________，碳化硅又稱(chēng)________，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)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點(diǎn)/℃2355－－－③SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為_(kāi)_______。(4)氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提