高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)第9講無(wú)機(jī)非金屬材料(練)原卷版+解析

第9講無(wú)機(jī)非金屬材料【練基礎(chǔ)】1．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(wú)機(jī)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()2．中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化涉及很多的化學(xué)知識(shí)。下列有關(guān)說法不正確的是()A．“自古書契多編以竹簡(jiǎn)，其用縑帛者(絲質(zhì)品)謂之為紙”，這里的紙主要成分為纖維素B．中國(guó)藍(lán)是古代人工合成的藍(lán)色化合物，其化學(xué)式為BaCuSi4O10，可改寫成BaO·CuO·4SiO2C．東漢魏伯陽(yáng)在《周易參同契》中對(duì)汞的描述：“……得火則飛，不見埃塵，將欲制之，黃芽為根?！边@里的黃芽是指硫D．《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無(wú)沙黏土而為之”。這里的瓦屬于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料，主要成分為硅酸鹽3．材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)材料主要成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅4．下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述不正確的是()A．都是共價(jià)化合物B．都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)C．都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D．SiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨5．化學(xué)與社會(huì)、生活、科技有著密切的聯(lián)系，下列說法正確的是()A．燒制陶瓷和石油的分餾均不涉及化學(xué)變化B．明礬常用于水的凈化和消毒殺菌C．利用高純硅制造的太陽(yáng)能電池板可將光能直接轉(zhuǎn)化為電能D．航空母艦上用于艦載機(jī)降落攔阻索的特種鋼纜，屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料6．下列說法不正確的是()A．SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，因此可用氫氟酸刻蝕玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C．氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4D．石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能7．碳循環(huán)(如圖)對(duì)人類生存、發(fā)展有著重要的意義。下列說法錯(cuò)誤的是()A．碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素B．光合作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程C．化石燃料的大量燃燒是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的原因之一D．石油的年產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志8．能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是()A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水B．CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C．高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2D．氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，其氣體通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀9．新材料的新秀——石墨烯、氧化石墨烯已成為物理、化學(xué)、材料科學(xué)研究的國(guó)際熱點(diǎn)課題。其結(jié)構(gòu)模型如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．石墨烯是一種新型化合物B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物C．二者和石墨都是碳的同素異形體D．氧化石墨烯具有一定的親水性10．灼熱的焦炭與水蒸氣反應(yīng)所得產(chǎn)物為H2、CO和少量CO2，為了檢驗(yàn)產(chǎn)物中的H2和CO(設(shè)氣體均被充分吸收)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．為了實(shí)驗(yàn)安全，應(yīng)先點(diǎn)燃①處酒精燈，后點(diǎn)燃④處酒精燈B．②③⑤中依次盛裝氫氧化鈉溶液、濃硫酸和澄清石灰水C．④中黑色固體變紅色，即可證明產(chǎn)物中一定含有H2和CO中的一種或兩種D．若用堿石灰替換無(wú)水硫酸銅，也可以達(dá)到檢驗(yàn)H2和CO的目的【練提升】11．工業(yè)上制備高純硅有多種方法，其中的一種工藝流程如下：已知：流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，除SiCl4外，還有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。下列說法正確的是()A．電弧爐中發(fā)生的反應(yīng)為C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2↑＋SiB．SiCl4進(jìn)入還原爐之前需要經(jīng)過蒸餾提純C．每生產(chǎn)1mol高純硅，需要44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2D．該工藝Si的產(chǎn)率高，符合綠色化學(xué)要求12．由二氧化硅制高純硅的流程如圖，下列判斷中錯(cuò)誤的是()A.①②③均屬于氧化還原反應(yīng)B．氫氣和氯化氫均可循環(huán)利用C．二氧化硅是一種堅(jiān)硬難熔的固體D．三氯甲硅烷(SiHCl3)摩爾質(zhì)量為135.5g13．實(shí)驗(yàn)室用H2還原SiHCl3(沸點(diǎn)：31.85℃)制備高純硅的裝置如圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去)，下列說法正確的是()A．裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是濃硫酸、冰水B．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先加熱管式爐，再打開活塞KC．為鑒定制得的硅中是否含有微量鐵單質(zhì)，需要用到的試劑為鹽酸、雙氧水、KSCN溶液D．該實(shí)驗(yàn)中制備氫氣的裝置也可用于飽和食鹽水與電石反應(yīng)制備乙炔14．水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工藝流程：下列說法正確的是()A．原材料稻殼灰價(jià)格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值B．操作A與操作B完全相同C．該流程中硅元素的化合價(jià)未發(fā)生改變D．反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)15．硅是無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。(1)下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是________(填標(biāo)號(hào))。A．陶瓷 B．玻璃C．水泥 D．生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________，工藝師常用________(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作______________。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應(yīng)制得，高溫熔融純堿時(shí)下列坩堝可選用的是________(填標(biāo)號(hào))。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)工業(yè)上常用2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑制備粗硅，該反應(yīng)物中所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是________(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是________。16．為檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w中是否混有一氧化碳，某課外興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置?；卮鹣铝袉栴}：(1)A裝置的作用是_______________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)后處理尾氣的方法為________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。(3)若實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到_____________________________________，則證明原氣體中一定含有一氧化碳。17．氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料，在航空航天、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如圖所示：eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(焦炭/高溫),\s\do5(①))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up7(Cl2/723～773K),\s\do5(②))eq\x(SiCl4(粗))eq\o(→,\s\up7(精餾),\s\do5(③))eq\x(SiCl4(精))eq\o(→,\s\up7(NH3),\s\do5(④))eq\x(Si(NH2)4)eq\o(→,\s\up7(高溫),\s\do5(⑤))eq\x(氮化硅)其中—NH2中各元素的化合價(jià)與NH3相同。請(qǐng)回答下列問題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學(xué)方程式表示其原因：________________________________________________________________________。(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是________。(3)在反應(yīng)⑤中，3molSi(NH2)4在高溫下加熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，則氮化硅的化學(xué)式為________。(4)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。18．晶體硅是信息科學(xué)和能源科學(xué)中的一種重要材料，可用于制芯片和太陽(yáng)能電池等。以下是工業(yè)上制取純硅的一種方法：請(qǐng)回答下列問題(各元素用相應(yīng)的元素符號(hào)表示)：(1)在上述生產(chǎn)過程中，屬于置換反應(yīng)的有________(填反應(yīng)代號(hào))。(2)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式_________________________________________________。(3)化合物W的用途很廣，通?？捎米鹘ㄖI(yè)和造紙工業(yè)的黏合劑，可作肥皂的填充劑，是天然水的軟化劑。將石英砂和純堿按一定比例混合加熱至1373～1623K反應(yīng)，生成化合物W，其化學(xué)方程式是_____________________________________________。(4)A、B、C三種氣體在“節(jié)能減排”中作為減排目標(biāo)的一種氣體是________(填化學(xué)式)；分別通入W溶液中能得到白色沉淀的氣體是____________(填化學(xué)式)。(5)工業(yè)上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭與水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣，再提純水煤氣得到純凈的H2，提純水煤氣得到純凈的H2的化學(xué)方程式為____________________________________________。19．高純硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料，如圖是一種生產(chǎn)高純硅的工藝流程示意圖：已知：①流化床反應(yīng)器的主反應(yīng)：Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃))SiHCl3＋H2；②還原爐的主反應(yīng)：SiHCl3＋H2eq\o(→,\s\up7(1100～1200℃))Si＋3HCl；③SiHCl3極易水解：SiHCl3＋3H2O=H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑?；卮鹣铝袉栴}：(1)石英砂的主要成分為SiO2，SiO2是一種酸性氧化物，能與燒堿反應(yīng)生成鹽和水，下列物質(zhì)中也能與燒堿反應(yīng)生成鹽和水的是________(填標(biāo)號(hào))。A．AlB．Al2O3C．CuOD．NaHCO3SiO2還能在一種常見的酸中溶解，生成一種氣態(tài)含硅物質(zhì)，這種酸的電子式為____________。(2)電弧爐中生成粗硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。若電弧爐中焦炭過量，還會(huì)有SiC生成，石英砂和焦炭生成SiC的反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為____________。(3)整個(gè)操作流程都需隔絕空氣，原因是_________________________________________________________________________________________________________________(答出兩條即可)。(4)流化床反應(yīng)器中除SiHCl3外，還可能發(fā)生副反應(yīng)，生成其他含硅化合物(如SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等)，可以用分餾的方法加以分離，該操作方法的理論依據(jù)是________________________________________________________________________。(5)上述操作流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是_____________________________________。第9講無(wú)機(jī)非金屬材料【練基礎(chǔ)】1．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(wú)機(jī)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()【答案】C【解析】瑪瑙、光導(dǎo)纖維和水晶的主要成分都是SiO2，硅單質(zhì)可用來制造太陽(yáng)能電池。2．中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化涉及很多的化學(xué)知識(shí)。下列有關(guān)說法不正確的是()A．“自古書契多編以竹簡(jiǎn)，其用縑帛者(絲質(zhì)品)謂之為紙”，這里的紙主要成分為纖維素B．中國(guó)藍(lán)是古代人工合成的藍(lán)色化合物，其化學(xué)式為BaCuSi4O10，可改寫成BaO·CuO·4SiO2C．東漢魏伯陽(yáng)在《周易參同契》中對(duì)汞的描述：“……得火則飛，不見埃塵，將欲制之，黃芽為根?！边@里的黃芽是指硫D．《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無(wú)沙黏土而為之”。這里的瓦屬于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料，主要成分為硅酸鹽【答案】A【解析】“自古書契多編以竹簡(jiǎn)，其用縑帛者謂之為紙”，縑帛是絲織品，蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì)，故A錯(cuò)誤；硅酸鹽改寫成氧化物形式時(shí)：活潑的金屬氧化物寫在前面，再寫SiO2，含氫元素的H2O寫在最后，所以BaCuSi4O10用氧化物形式表示：BaO·CuO·4SiO2，故B正確；液態(tài)的金屬汞，受熱易變成汞蒸氣，汞屬于重金屬，能使蛋白質(zhì)變性，屬于有毒物質(zhì)，但常溫下，能和硫反應(yīng)生成硫化汞，從而防止其變成汞蒸氣，黃芽指呈淡黃色的硫黃，故C正確；擇取無(wú)沙黏土而為之得到“瓦”，是傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料，主要成分為硅酸鹽，故D正確。3．材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)材料主要成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅【答案】A【解析】剛玉和金剛石的主要成分分別是三氧化二鋁和碳；大理石和石灰石的主要成分都是碳酸鈣；普通玻璃和普通水泥都是常見的硅酸鹽材料；沙子和石英的主要成分都是二氧化硅。4．下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述不正確的是()A．都是共價(jià)化合物B．都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)C．都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D．SiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨【答案】C【解析】SiO2和CO2都是共價(jià)化合物，A正確；都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生鹽和水，B正確；SiO2不能溶于水且不能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，C錯(cuò)誤；光在SiO2中可以全反射，因此SiO2可用于制光導(dǎo)纖維，固態(tài)CO2容易升華，升華時(shí)吸收大量的熱，因此干冰可用于人工降雨，D正確。5．化學(xué)與社會(huì)、生活、科技有著密切的聯(lián)系，下列說法正確的是()A．燒制陶瓷和石油的分餾均不涉及化學(xué)變化B．明礬常用于水的凈化和消毒殺菌C．利用高純硅制造的太陽(yáng)能電池板可將光能直接轉(zhuǎn)化為電能D．航空母艦上用于艦載機(jī)降落攔阻索的特種鋼纜，屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料【答案】C【解析】A項(xiàng)，燒制陶瓷時(shí)黏土中的成分在高溫下發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，而石油的分餾是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離的一種實(shí)驗(yàn)操作，不涉及化學(xué)變化，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，明礬中的Al3＋發(fā)生水解生成Al(OH)3膠體，能夠吸附水中的顆粒狀雜質(zhì)，達(dá)到凈化水的目的，但沒有消毒殺菌作用，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，利用高純硅制造的太陽(yáng)能電池板可將光能直接轉(zhuǎn)化為電能，正確；D項(xiàng)，航空母艦上用于艦載機(jī)降落攔阻索的特種鋼纜需要有特別強(qiáng)的韌性和強(qiáng)度，耐高溫、抗腐蝕，是一種金屬材料，錯(cuò)誤。6．下列說法不正確的是()A．SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，因此可用氫氟酸刻蝕玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C．氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4D．石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能【答案】D【解析】A項(xiàng)，SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，因此可用氫氟酸刻蝕玻璃，正確；B項(xiàng)，向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠，正確；C項(xiàng)，氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4，正確；D項(xiàng)，硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能，不是石英，錯(cuò)誤。7．碳循環(huán)(如圖)對(duì)人類生存、發(fā)展有著重要的意義。下列說法錯(cuò)誤的是()A．碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素B．光合作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程C．化石燃料的大量燃燒是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的原因之一D．石油的年產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志【答案】D【解析】有機(jī)物一定含有碳元素，所以碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素，A正確；光合作用是綠色植物將二氧化碳和水合成葡萄糖和氧氣的過程，是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，B正確；化石燃料中含碳元素，化石燃料的大量燃燒產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的原因之一，C正確；乙烯的年產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志，D錯(cuò)誤。8．能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是()A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水B．CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C．高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2D．氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，其氣體通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀【答案】B【解析】酸性強(qiáng)弱與水溶性沒有關(guān)系，則無(wú)法據(jù)此比較酸性強(qiáng)弱，故A錯(cuò)誤；CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀，反應(yīng)方程式是Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓，反應(yīng)原理是強(qiáng)酸制弱酸，說明碳酸比硅酸酸性強(qiáng)，故B正確；比較強(qiáng)酸制取弱酸是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，則在高溫下固體之間的反應(yīng)不能比較酸性強(qiáng)弱，故C錯(cuò)誤；HCl通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，其氣體通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸，只能說明鹽酸的酸性比碳酸強(qiáng)，可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀，可能為鹽酸與硅酸鹽的反應(yīng)，無(wú)法確定碳酸與硅酸酸性的強(qiáng)弱，故D錯(cuò)誤。9．新材料的新秀——石墨烯、氧化石墨烯已成為物理、化學(xué)、材料科學(xué)研究的國(guó)際熱點(diǎn)課題。其結(jié)構(gòu)模型如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．石墨烯是一種新型化合物B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物C．二者和石墨都是碳的同素異形體D．氧化石墨烯具有一定的親水性【答案】D【解析】石墨烯是碳的單質(zhì)，不是化合物，A錯(cuò)誤；氧化石墨烯因?yàn)檫€含有氫元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素異形體，B、C錯(cuò)誤；由于氧化石墨烯結(jié)構(gòu)中含有羥基和羧基等親水基團(tuán)，所以具有一定的親水性，D正確。10．灼熱的焦炭與水蒸氣反應(yīng)所得產(chǎn)物為H2、CO和少量CO2，為了檢驗(yàn)產(chǎn)物中的H2和CO(設(shè)氣體均被充分吸收)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．為了實(shí)驗(yàn)安全，應(yīng)先點(diǎn)燃①處酒精燈，后點(diǎn)燃④處酒精燈B．②③⑤中依次盛裝氫氧化鈉溶液、濃硫酸和澄清石灰水C．④中黑色固體變紅色，即可證明產(chǎn)物中一定含有H2和CO中的一種或兩種D．若用堿石灰替換無(wú)水硫酸銅，也可以達(dá)到檢驗(yàn)H2和CO的目的【答案】D【解析】由圖可知，①中C與水蒸氣反應(yīng)生成H2、CO和少量CO2，實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑闄z驗(yàn)產(chǎn)物中的H2和CO，則②中NaOH溶液可除去CO2，③中濃硫酸干燥氣體，④中H2和CO均還原CuO，若無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，則檢驗(yàn)出含有氫氣，⑤中澄清石灰水變渾濁可檢驗(yàn)出含有CO，最后處理尾氣。A項(xiàng)，H2、CO不純時(shí)加熱易發(fā)生爆炸，則為了實(shí)驗(yàn)安全性，應(yīng)先點(diǎn)燃①處酒精燈，排出裝置中空氣后點(diǎn)燃④處酒精燈，正確；B項(xiàng)，由上述分析可知，②、③、⑤中依次盛裝氫氧化鈉溶液、濃硫酸和澄清石灰水，正確；C項(xiàng)，H2和CO均還原CuO，當(dāng)黑色氧化銅變紅色，只能說明產(chǎn)物中一定含有H2和CO中的一種或兩種，無(wú)法確定具體是哪種氣體，正確；D項(xiàng)，若用堿石灰替換無(wú)水硫酸銅，堿石灰可吸收水、二氧化碳，不能檢驗(yàn)氫氣，故D錯(cuò)誤?！揪毺嵘?1．工業(yè)上制備高純硅有多種方法，其中的一種工藝流程如下：已知：流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，除SiCl4外，還有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。下列說法正確的是()A．電弧爐中發(fā)生的反應(yīng)為C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2↑＋SiB．SiCl4進(jìn)入還原爐之前需要經(jīng)過蒸餾提純C．每生產(chǎn)1mol高純硅，需要44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2D．該工藝Si的產(chǎn)率高，符合綠色化學(xué)要求【答案】B【解析】A項(xiàng)，二氧化碳與焦炭在高溫下反應(yīng)生成粗硅和一氧化碳，則電弧爐中發(fā)生的反應(yīng)為2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO↑＋Si，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在流化床反應(yīng)器中除SiCl4外，還有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等，故SiCl4在進(jìn)入還原爐之前需要經(jīng)過蒸餾提純，選項(xiàng)B正確；C項(xiàng)，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系Si→SiCl4→Si，每生產(chǎn)1mol高純硅，需要44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2，由于含有其他副反應(yīng)，消耗Cl2大于44.8L，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該工藝中產(chǎn)生氯化氫氣體且有氯氣的參與，容易引起空氣污染，不符合綠色化學(xué)要求，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12．由二氧化硅制高純硅的流程如圖，下列判斷中錯(cuò)誤的是()A.①②③均屬于氧化還原反應(yīng)B．氫氣和氯化氫均可循環(huán)利用C．二氧化硅是一種堅(jiān)硬難熔的固體D．三氯甲硅烷(SiHCl3)摩爾質(zhì)量為135.5g【答案】D【解析】①②③反應(yīng)前后元素化合價(jià)發(fā)生改變，故①②③發(fā)生的反應(yīng)均是氧化還原反應(yīng)，A正確；由二氧化硅制高純硅的流程圖中反應(yīng)過程中生成氫氣和氯化氫，同時(shí)氯化氫和氫氣也作為反應(yīng)物參與化學(xué)反應(yīng)，故氫氣和氯化氫均可循環(huán)利用，B正確；二氧化硅熔點(diǎn)比較高，硬度比較大，C正確；三氯甲硅烷(SiHCl3)摩爾質(zhì)量為135.5g·mol－1，D錯(cuò)誤。13．實(shí)驗(yàn)室用H2還原SiHCl3(沸點(diǎn)：31.85℃)制備高純硅的裝置如圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去)，下列說法正確的是()A．裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是濃硫酸、冰水B．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先加熱管式爐，再打開活塞KC．為鑒定制得的硅中是否含有微量鐵單質(zhì)，需要用到的試劑為鹽酸、雙氧水、KSCN溶液D．該實(shí)驗(yàn)中制備氫氣的裝置也可用于飽和食鹽水與電石反應(yīng)制備乙炔【答案】C【解析】制備高純硅的反應(yīng)為H2＋SiHCl3eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋3HCl，此反應(yīng)應(yīng)在裝置Ⅳ中進(jìn)行。裝置Ⅰ的目的是制取氫氣，氫氣中含有水蒸氣，對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，必須除去，因此裝置Ⅱ的目的是除去氫氣中的水蒸氣，即裝置Ⅱ中盛放濃硫酸；裝置Ⅲ的目的是使SiHCl3汽化，與氫氣充分混合，因此應(yīng)在熱水浴中加熱，A項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先打開活塞K，通入氫氣，排盡裝置中的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸，B項(xiàng)錯(cuò)誤；硅不能與鹽酸反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋被H2O2氧化成Fe3＋，遇KSCN溶液變紅，可以鑒定制得的硅中是否含有鐵單質(zhì)，C項(xiàng)正確；飽和食鹽水與電石反應(yīng)制備乙炔，反應(yīng)迅速放出大量熱且生成微溶的氫氧化鈣，因此不能用啟普發(fā)生器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。14．水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工藝流程：下列說法正確的是()A．原材料稻殼灰價(jià)格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值B．操作A與操作B完全相同C．該流程中硅元素的化合價(jià)未發(fā)生改變D．反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)【答案】AC【解析】A項(xiàng)，稻殼灰來源廣泛價(jià)格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，正確；B項(xiàng)，操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，二氧化硅中硅元素的化合價(jià)是＋4價(jià)，硅酸鈉中硅元素的化合價(jià)也是＋4價(jià)，所以該流程中硅元素的化合價(jià)沒有發(fā)生改變，正確；D項(xiàng)，反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，此反應(yīng)沒有化合價(jià)的變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤。15．硅是無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。(1)下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是________(填標(biāo)號(hào))。A．陶瓷 B．玻璃C．水泥 D．生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________，工藝師常用________(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作______________。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應(yīng)制得，高溫熔融純堿時(shí)下列坩堝可選用的是________(填標(biāo)號(hào))。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)工業(yè)上常用2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑制備粗硅，該反應(yīng)物中所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是________(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是________?！窘馕觥?1)生石灰(CaO)不含Si元素，不屬于硅酸鹽。(2)SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，SiO2與HF反應(yīng)，所以通常用氫氟酸來雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又稱“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火劑。含有SiO2的坩堝可與Na2CO3反應(yīng)，Al2O3也可與Na2CO3反應(yīng)?！敬鸢浮?1)D(2)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氫氟酸(3)防火劑D(4)CSiO216．為檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w中是否混有一氧化碳，某課外興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置?；卮鹣铝袉栴}：(1)A裝置的作用是_______________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)后處理尾氣的方法為________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。(3)若實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到_____________________________________，則證明原氣體中一定含有一氧化碳?！窘馕觥?1)A裝置的作用是吸收CO2，以排除對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)的干擾。(2)CO有毒，故將CO點(diǎn)燃生成CO2后才能排放到空氣中。(3)CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是黑色粉末變成紅色，且生成的氣體(CO2)能使澄清石灰水變渾濁?！敬鸢浮?1)吸收CO2(2)點(diǎn)燃2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2(3)B中無(wú)明顯現(xiàn)象，C裝置中黑色粉末變成光亮的紅色，D中澄清石灰水變渾濁17．氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料，在航空航天、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如圖所示：eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(焦炭/高溫),\s\do5(①))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up7(Cl2/723～773K),\s\do5(②))eq\x(SiCl4(粗))eq\o(→,\s\up7(精餾),\s\do5(③))eq\x(SiCl4(精))eq\o(→,\s\up7(NH3),\s\do5(④))eq\x(Si(NH2)4)eq\o(→,\s\up7(高溫),\s\do5(⑤))eq\x(氮化硅)其中—NH2中各元素的化合價(jià)與NH3相同。請(qǐng)回答下列問題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學(xué)方程式表示其原因：________________________________________________________________________。(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是________。(3)在反應(yīng)⑤中，3molSi(NH2)4在高溫下加熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，則氮化硅的化學(xué)式為________。(4)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。【解析】(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放的實(shí)質(zhì)是SiO2與堿性物質(zhì)可以發(fā)生反應(yīng)。(2)反應(yīng)①是石英砂與焦炭發(fā)生氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)②是硅單質(zhì)與Cl2發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(3)氮化硅的化學(xué)式可通過題目信息運(yùn)用質(zhì)量守恒求得：3Si(NH2)4eq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4＋8NH3↑。(4)結(jié)合題給信息，SiCl4與N2、H2反應(yīng)可得到Si3N4和HCl?！敬鸢浮?1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(2)①②(3)Si3N4(4)3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4＋12HCl18．晶體硅是信息科學(xué)和能源科學(xué)中的一種重要材料，可用于制芯片和太陽(yáng)能電池等。以下是工業(yè)上制取純硅的一種方法：請(qǐng)回答下列問題(各元素用相應(yīng)的元素符號(hào)表示)：(1)在上述生產(chǎn)過程中，屬于置換反應(yīng)的有________(填反應(yīng)代號(hào))。(2)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式_________________________________________________。(3)化合物W的用途很廣，通?？捎米鹘ㄖI(yè)和造紙工業(yè)的黏合劑，可作肥皂的填充劑，是天然水的軟化劑。將石英砂和純堿按一定比例混合加熱至1373～1623K反應(yīng)，生成化合物W，其化學(xué)方程式是_____________________________________________。(4)A、B、C三種氣體在“節(jié)能減排”中作為減排目標(biāo)的一種氣體是________(填化學(xué)式)；分別通入W溶液中能得到白色沉淀的氣體是____________(填化學(xué)式)。(5)工業(yè)上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭與水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣，再提純水煤氣得到純凈的H2，提純水煤氣得到純凈的H2的化學(xué)方程式為____________________________________________。【解析】反應(yīng)①為石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反應(yīng)：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(3273K))Si＋2CO↑，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)②是Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(523～527K))SiHCl3＋H2，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)③是SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1357K))Si＋3HCl，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)④為特定條件下的反應(yīng)：CO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(1073K),\s\do5(催化劑))H2＋CO2，不屬于置換反應(yīng)。A、B、C分別為CO、CO2、HCl，其中CO2是溫室氣體，是節(jié)能減排的目標(biāo)氣體；CO2和HCl通入W(硅酸鈉)溶液中能夠生成白色沉淀(硅酸)?！敬鸢浮?1)①②③(2)SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1357K))Si＋3HCl(3)SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(1373～1623K))Na2SiO3＋CO2↑(4)CO2CO2和HCl(5)CO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(1073K),\s\do5(催化劑))CO2＋H2、CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O19．高純硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料，如圖是一種生產(chǎn)高純硅的工藝流程示意圖：已知：①流化床反應(yīng)器的主反應(yīng)：Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃)