高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)規(guī)范練10無(wú)機(jī)非金屬材料的主角-硅含解析新人教版

一輪復(fù)習(xí)精品資料(高中)PAGE1-無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.(2018廣東佛山教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一)2017年國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919試飛成功,化學(xué)工作者研發(fā)的新材料發(fā)揮了重要作用。下列關(guān)于C919的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()。A.機(jī)身涂料中的氫氧化鋁有阻燃作用B.發(fā)動(dòng)機(jī)使用的高溫陶瓷材料氮化硅屬于硅酸鹽產(chǎn)品C.使用的碳纖維復(fù)合材料能經(jīng)受許多由溫差帶來(lái)的“冷凍熱蒸”的考驗(yàn)D.使用的第三代鋁鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度、優(yōu)良的耐低溫等性能〖答案〗:B〖解析〗:氮化硅(Si3N4)不是硅酸鹽產(chǎn)品,B項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下列敘述不正確的是()。A.粗硅SiCl4Si的轉(zhuǎn)化均能一步實(shí)現(xiàn)B.甲乙丙的轉(zhuǎn)化中,若甲為焦炭,則丁可能是O2C.單質(zhì)硅常用作半導(dǎo)體材料和制作光導(dǎo)纖維D.高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅〖答案〗:C〖解析〗:粗硅與氯氣在高溫下化合生成四氯化硅:Si+2Cl2SiCl4,再在高溫條件下用氫氣還原SiCl4得到純硅:2H2+SiCl4Si+4HCl,A正確;甲為焦炭,丁為氧氣,焦炭不充分燃燒生成CO(乙),CO繼續(xù)被氧氣氧化生成CO2(丙),CO2(丙)在高溫時(shí)被焦炭(甲)還原為CO(乙),B正確;單質(zhì)硅常用作半導(dǎo)體材料,但不能制作光導(dǎo)纖維,SiO2可用來(lái)制作光導(dǎo)纖維,C錯(cuò)誤;2C+SiO2Si+2CO↑,是工業(yè)上制取粗硅的主要反應(yīng),D正確。3.(2018太原模擬)下列敘述正確的是()。①氧化鋁是一種比較好的耐火材料,可用來(lái)制造耐火坩堝②氧化鐵常用于制作紅色油漆和涂料③硅酸鈉是制備硅膠和木材防火劑的原料④用純堿、石灰石、石英為原料可制普通玻璃⑤石灰石、石英和水晶的主要成分都是SiO2A.①③④⑤ B.②③④⑤ C.①②④⑤ D.①②③④〖答案〗:D〖解析〗:①氧化鋁具有很高的熔點(diǎn),是一種比較好的耐火材料,可用來(lái)制造耐火坩堝,故①正確;②氧化鐵俗稱鐵紅,常用于制作紅色油漆和涂料,故②正確;③硅酸鈉具有黏性,是用來(lái)制備硅膠和木材防火劑的原料,故③正確;④工業(yè)上以純堿、石灰石、石英為原料制普通玻璃,故④正確;⑤石灰石的主要成分是碳酸鈣,石英和水晶的主要成分都是SiO2,故⑤錯(cuò)誤。4.近年來(lái)科學(xué)家制造出大量的新物質(zhì),對(duì)下列三種物質(zhì)的相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。石墨烯:從石墨中分離出來(lái),是最薄、最堅(jiān)硬的物質(zhì)石墨炔:平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的全碳分子,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性納米碳管:具有優(yōu)良的場(chǎng)發(fā)射性能,制作成陰極顯示管、儲(chǔ)氫材料A.石墨烯具有良好的導(dǎo)電性B.上述三種物質(zhì)與金剛石互為同素異形體C.石墨炔孔徑略大于H2分子的直徑,可作H2的提純薄膜D.上述三種物質(zhì)與濃硫酸都能發(fā)生反應(yīng),但反應(yīng)產(chǎn)物不同〖答案〗:D〖解析〗:石墨烯作為電導(dǎo)體,它和銅有著一樣出色的導(dǎo)電性,A項(xiàng)正確;題給三種物質(zhì)均為碳的單質(zhì),與金剛石互為同素異形體,B項(xiàng)正確;碳原子半徑大于氫原子,則石墨炔孔徑大于H2分子的直徑,可以容納H2分子,則石墨炔是理想的H2提純薄膜,C項(xiàng)正確;題述三種物質(zhì)都是碳的單質(zhì),在加熱條件下與濃硫酸都能發(fā)生反應(yīng),且反應(yīng)產(chǎn)物相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.下列說(shuō)法正確的是()。A.高溫下,可在試管內(nèi)完成焦炭和石英砂制硅的反應(yīng)B.自然界中硅的儲(chǔ)量豐富,自然界中存在大量的單質(zhì)硅C.現(xiàn)代海戰(zhàn)通過(guò)噴放液體SiCl4(極易水解)和液氨可產(chǎn)生煙幕,其主要成分是NH4ClD.從燃煤煙道灰中(含GeO2)提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge),不涉及氧化還原反應(yīng)〖答案〗:C〖解析〗:試管的成分中含有二氧化硅,高溫條件下可以和焦炭反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;硅屬于親氧元素,在自然界中硅以化合態(tài)形式存在,B項(xiàng)錯(cuò)誤;SiCl4(極易水解)水解后生成硅酸和氯化氫,氯化氫易與氨氣反應(yīng)生成氯化銨固體,C項(xiàng)正確;由GeO2提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge),有元素化合價(jià)的升降,是氧化還原反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2018銀川模擬)科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示:容器①中進(jìn)行的反應(yīng)①為Si(粗)+3HCl(g)SiHCl3(l)+H2(g);容器②中進(jìn)行的反應(yīng)②為SiHCl3+H2Si(純)+3HCl。下列說(shuō)法中正確的是()。A.該工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用B.最好用分液的方法分離Si和SiHCl3C.反應(yīng)①和②中HCl均作氧化劑D.反應(yīng)①和②均屬于可逆反應(yīng)〖答案〗:A〖解析〗:從反應(yīng)流程容易看出,HCl可循環(huán)使用,A項(xiàng)正確;Si為固體,SiHCl3為液體,應(yīng)該用過(guò)濾法分離兩者,B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)①中HCl作氧化劑,反應(yīng)②中HCl為氧化產(chǎn)物,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)①和②都不是可逆反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C。下列說(shuō)法正確的是()。A.元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體B.Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2+)>r(Mg)C.在該反應(yīng)條件下,Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性D.該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能〖答案〗:C〖解析〗:元素C的單質(zhì)還存在C60等同素異形體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Mg的電子層數(shù)比Mg2+多,所以半徑r(Mg)>r(Mg2+),B項(xiàng)錯(cuò)誤;化學(xué)方程式為2Mg+CO22MgO+C,還原劑為Mg,還原產(chǎn)物為C,根據(jù)還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性知,Mg的還原性強(qiáng)于C的,C項(xiàng)正確;燃燒過(guò)程中除了熱能還有光能等其他形式的能量放出,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.下列離子方程式的書寫正確的是()。A.水玻璃中通入過(guò)量二氧化碳:Na2SiO3+CO2+H2O2Na++CO32-+H2B.澄清石灰水中通入過(guò)量二氧化碳:Ca(OH)2+2CO2Ca2++2HCO3C.硅與氫氟酸的反應(yīng):Si+4H++4F-SiF4↑+2H2↑D.二氧化硅溶于燒堿溶液中:SiO2+2OH-SiO32-+H〖答案〗:D〖解析〗:Na2SiO3是強(qiáng)電解質(zhì),應(yīng)拆成Na+、SiO32-,通入過(guò)量CO2應(yīng)生成HCO3-,A項(xiàng)錯(cuò)誤;澄清石灰水中通入過(guò)量二氧化碳的離子方程式為CO2+OH-HCO39.(2020山東卷改編)下列關(guān)于C、Si及其化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的論述錯(cuò)誤的是()。A.鍵能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6穩(wěn)定性大于Si2H6B.立方型SiC是與金剛石成鍵、結(jié)構(gòu)均相似的共價(jià)晶體,因此具有很高的硬度C.SiH4中Si的化合價(jià)為+4價(jià),CH4中C的化合價(jià)為-4價(jià),因此SiH4還原性小于CH4D.Si原子間難形成雙鍵而C原子間可以,是因?yàn)镾i的原子半徑大于C,難形成p-pπ鍵〖答案〗:C〖解析〗:本題立足于核心素養(yǎng)中的“宏觀辨識(shí)和微觀探析”。A項(xiàng),鍵長(zhǎng)C—C<Si—Si、C—H<Si—H,所以鍵能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,則C2H6的穩(wěn)定性>Si2H6;B項(xiàng),金剛石與SiC均屬于共價(jià)(原子)晶體,具有很高的硬度;C項(xiàng),C與Si在同一主族,非金屬性C>Si,故CH4的還原性弱于SiH4,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),π鍵是p軌道肩并肩重疊形成的,由于Si的原子半徑較大,p軌道重疊程度小,所以Si原子間難以形成雙鍵。10.某溶液中含有SiO32-、Br-、CO32A.SiO32-B.溶液顏色會(huì)發(fā)生變化C.該過(guò)程中不會(huì)有沉淀生成D.離子濃度基本保持不變的只有Na+〖答案〗:C〖解析〗:溶液中含有SiO32-、Br-、CO32-、Na+,向該溶液中通入過(guò)量的Cl2,溶液呈酸性,SiO32-、CO32-均與H+反應(yīng),前者生成H2SiO3沉淀,后者生成CO2氣體,溶液中Br-與Cl2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Br2,故溶液中Si二、非選擇題(本題共5小題,共50分)11.(8分)X是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料,具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊性。有關(guān)生產(chǎn)過(guò)程如下:為了確定C的組成,某同學(xué)進(jìn)行了以下的探究過(guò)程。已知F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀,I可用于制造光導(dǎo)纖維。按要求回答下列問(wèn)題:(1)C的化學(xué)式為;X的化學(xué)式為。

(2)寫出下列方程式:反應(yīng)①的化學(xué)方程式;

反應(yīng)⑦的離子方程式。

〖答案〗:(1)SiCl4Si3N4(2)Si+2Cl2SiCl4SiO32-+2H2O+2CO2H2SiO3↓+2HC〖解析〗:本題可從I入手推斷,I可用于制造光導(dǎo)纖維,故其為二氧化硅,F為硅酸,H為硅酸鈉,E為HCl,C為四氯化硅,X為Si3N4。反應(yīng)①為Si與Cl2反應(yīng)生成SiCl4,反應(yīng)⑦為硅酸鈉與過(guò)量的二氧化碳反應(yīng)生成硅酸和碳酸氫鈉。12.(10分)金剛石、SiC具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性,應(yīng)用廣泛。(1)碳與短周期元素Q的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見(jiàn)氣態(tài)化合物,其中一種化合物R為非極性分子。碳元素在周期表中的位置是,Q是(填名稱),R的電子式為。

(2)一定條件下,Na還原CCl4可制備金剛石。反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后,回收其中的CCl4的實(shí)驗(yàn)操作名稱為,除去粗產(chǎn)品中少量鈉的試劑為。

(3)碳還原SiO2制SiC,其粗產(chǎn)品中雜質(zhì)為Si和SiO2?，F(xiàn)將20.0gSiC粗產(chǎn)品加入過(guò)量的NaOH溶液中充分反應(yīng),收集到0.1mol氫氣,過(guò)濾得SiC固體11.4g,濾液稀釋到1L。生成氫氣的離子方程式為,硅酸鹽的物質(zhì)的量濃度為。

(4)下列敘述正確的有(填序號(hào))。

①Na還原CCl4的反應(yīng)、Cl2與H2O的反應(yīng)均是置換反應(yīng)②水晶、干冰熔化時(shí)克服粒子間作用力的類型相同③Na2SiO3溶液與SO3的反應(yīng)可用于推斷Si與S的非金屬性強(qiáng)弱④鈉、鋰分別在空氣中燃燒,生成的氧化物中陰陽(yáng)離子數(shù)目比均為1∶2〖答案〗:(1)第二周期第ⅣA族氧(2)過(guò)濾乙醇或水(合理即可)(3)Si+2OH-+H2OSiO32-+2H2(4)③④〖解析〗:(1)由題意可知元素Q為O(氧),形成的化合物R為CO2,其電子式為

··O······C····O····。(2)因?yàn)镃Cl4為液體,C(金剛石)和Na都為固體,所以用過(guò)濾法分離;除去C(金剛石)中的Na可以用水或乙醇。(3)混合物中的Si可以與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣,離子方程式為Si+2OH-Si~2H228g2mol1.4g0.1molm(SiO2)=20.0g-11.4g-1.4g=7.2gn(SiO2)=0.12mol所以n(Na2SiO3)=n(Si)+n(SiO2)=1.c(Na2SiO3)=0.17mol1L(4)①中Cl2與H2O的反應(yīng)不是置換反應(yīng);②中水晶熔化克服的是共價(jià)鍵,干冰熔化克服的是分子間作用力,兩者不同。13.(10分)金屬鋁密度小且有良好的防腐蝕性,在國(guó)防工業(yè)中有非常重要的作用,利用鋁熱反應(yīng)完成鋼軌的焊接非常方便迅速。完成下列填空:(1)在特制漏斗中將鋁熱劑混合均勻后,引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是。(2)硅與鋁同周期,地殼里硅、鋁的含量硅(填“>”“<”或“=”)鋁。工業(yè)上制備金屬鋁的化學(xué)方程式是。

(3)SiO2是硅酸鹽玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分,Na2CaSi6O14也可寫成Na2O·CaO·6SiO2,鈉長(zhǎng)石(NaAlSi3O8)的氧化物形式為,長(zhǎng)石是鋁硅酸鹽,不同類長(zhǎng)石其氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同,由此可推知鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式為。

(4)某鋁合金由Al、Si、Cu、Mg組成。①稱取100g該鋁合金樣品,分成等質(zhì)量的A、B兩份。向A中加入足量NaOH溶液,向B中加入足量的稀鹽酸。②待兩份反應(yīng)物都充分反應(yīng)之后,稱得濾渣質(zhì)量相差1.60g,收集得到的兩份氣體的體積相差2240mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。則100g該鋁合金樣品中Si和Mg的物質(zhì)的量分別是n(Si)=和n(Mg)=。

〖答案〗:(1)鋪上一層KClO3粉末,點(diǎn)燃插入的鎂條(2)>2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑(3)Na2O·Al2O3·6SiO2CaAl2Si2O8(4)0.4mol0.6mol〖解析〗:(1)氧化鐵與鋁在高溫條件下發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成氧化鋁和鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3,為使反應(yīng)順利進(jìn)行,可加入氯酸鉀,為助燃劑,同時(shí)插上鎂條作為引燃劑,點(diǎn)燃鎂條時(shí)反應(yīng)放出大量的熱引發(fā)反應(yīng)進(jìn)行,所以引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是加少量KClO3,插上鎂條并將其點(diǎn)燃。(2)地殼中含量排在前五位的元素分別是O、Si、Al、Fe、Ca,地殼里硅的含量大于鋁;工業(yè)上通過(guò)電解氧化鋁冶煉金屬鋁。(3)結(jié)合鈉長(zhǎng)石的化學(xué)式及化合物中各元素的化合價(jià)代數(shù)和等于0可得鈣長(zhǎng)石的氧化物形式為CaO·Al2O3·2SiO2,則鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式為CaAl2Si2O8。(4)A中Al、Si與氫氧化鈉溶液反應(yīng),B中Al、Mg與鹽酸反應(yīng),A和B中Al反應(yīng)放出的氣體相等,因此兩份氣體差和質(zhì)量差均來(lái)源于Mg、Si,Si、Mg與生成氫氣的物質(zhì)的量關(guān)系為Si~2H2、Mg~H2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下2240mL氣體的物質(zhì)的量為2.24L22.4L由質(zhì)量差可得:①24g·mol-1y-28g·mol-1x=1.60g由氣體相差0.1mol可得:②2x-y=0.1mol,聯(lián)立①②求得:x=0.2mol,y=0.3mol,則100g該鋁合金樣品中Si和Mg的物質(zhì)的量分別為0.4mol、0.6mol。14.(10分)含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料,含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通信材料——光導(dǎo)纖維,C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。(1)與A同族但相對(duì)原子質(zhì)量比A小的元素B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。

(2)C與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

(3)將C與純堿混合高溫熔融時(shí)反應(yīng)生成D,同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E;將全部的E與全部的D在足量的水中混合后,生成了含A的化合物F。①生成D和F的化學(xué)方程式分別為,。②要將純堿高溫熔化,下列坩堝中可選用的是(填字母)。

A.普通玻璃坩堝 B.石英玻璃坩堝C.氧化鋁坩堝 D.鐵坩堝〖答案〗:(1)(2)SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(3)①SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓②D〖解析〗:含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料,則A元素是Si;含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通信材料——光導(dǎo)纖維,則C是SiO2;C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D,則D是Na2SiO3。(1)與Si同族但相對(duì)原子質(zhì)量比Si小的元素B是碳元素,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為。(2)C是SiO2,SiO2與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是SiO2+4HFSiF4↑+2H2O。(3)①將SiO2與純堿混合高溫熔融時(shí)反應(yīng)生成Na2SiO3,化學(xué)方程式是SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑;由于酸性:H2CO3>H2SiO3,將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2通入Na2SiO3水溶液中,發(fā)生反應(yīng):Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓。②要將純堿高溫熔化,坩堝應(yīng)該不能與純堿發(fā)生反應(yīng)。普通玻璃坩堝中含有SiO2,能夠與純堿在高溫下發(fā)生反應(yīng),不能使用;石英玻璃坩堝的主要成分是SiO2,能夠與純堿在高溫下發(fā)生反應(yīng),不能使用;氧化鋁坩堝的主要成分氧化鋁是兩性氧化物,可以像SiO2那樣能夠與純堿在高溫下發(fā)生反應(yīng),不能使用;鐵坩堝與純堿不發(fā)生反應(yīng),可以使用。15.(12分)二氯二氫硅(SiH2Cl2)常用于外延法工藝中重要的硅源。SiH2Cl2易燃、有毒,與水接觸易水解,沸點(diǎn)為8.2℃。在銅的催化作用下,HCl與硅在250~260℃反應(yīng)可以制得SiH2Cl2。(1)利用濃硫酸、濃鹽酸為原料,選用A裝置制取HCl,利用了濃硫酸的性。

(2)D裝置中生成二氯二氫硅的化學(xué)方程式為。(3)按照氣體從左到右的方向,制取SiH2Cl2的裝置(h處用止水夾夾好)連接次序?yàn)閍→()。→()。→()?！?)?！?)?！?)?！?)。(填儀器接口的字母,其中裝置C用到兩次)。(4)按從左到右的順序,前面裝置C中裝的藥品為,后面裝置C的作用為。

(5)反應(yīng)除生成二氯二氫硅之外,還會(huì)生成H2和、等。

(6)新的制取SiH2Cl2的方法是:往硅粉中先通入Cl2,在300~350℃反應(yīng)生成SiCl4,然后再與HCl在250~260℃反應(yīng),可以大大提高產(chǎn)率。如果通入氣體次序相反,結(jié)果會(huì)(用化學(xué)方程式表示)。

〖答案〗:(1)吸水(2)Si+2HClSiH2Cl2(3)defgbcd(4)P2O5或CaCl2尾氣處理和防止空氣中的水進(jìn)入B中(5)SiCl4SiHCl3(6)SiH2Cl2+2Cl2SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2SiHCl3+HCl)〖解析〗:(1)濃硫酸有吸水性,使?jié)恹}酸更易揮發(fā)出HCl。(2)利用原子守恒法配平。(3)A裝置制取HCl,連接C裝置干燥,從f進(jìn)入D中反應(yīng),SiH2Cl2從g處揮發(fā)出來(lái),在B裝置中收集,SiH2Cl2的密度比空氣的大,導(dǎo)氣管應(yīng)“長(zhǎng)進(jìn)短出”,為防止空氣中的水進(jìn)入B中,則應(yīng)在B后接干燥管。(4)前面的裝置C是用來(lái)干燥氯化氫氣體的,應(yīng)選用P2O5或CaCl2,后面裝置C的作用為尾氣處理和防止空氣中的水進(jìn)入B中,應(yīng)選堿石灰。(6)如果通入氣體次序相反,SiH2Cl2會(huì)與Cl2繼續(xù)反應(yīng),生成SiCl4、SiHCl3。無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.(2018廣東佛山教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一)2017年國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919試飛成功,化學(xué)工作者研發(fā)的新材料發(fā)揮了重要作用。下列關(guān)于C919的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()。A.機(jī)身涂料中的氫氧化鋁有阻燃作用B.發(fā)動(dòng)機(jī)使用的高溫陶瓷材料氮化硅屬于硅酸鹽產(chǎn)品C.使用的碳纖維復(fù)合材料能經(jīng)受許多由溫差帶來(lái)的“冷凍熱蒸”的考驗(yàn)D.使用的第三代鋁鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度、優(yōu)良的耐低溫等性能〖答案〗:B〖解析〗:氮化硅(Si3N4)不是硅酸鹽產(chǎn)品,B項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下列敘述不正確的是()。A.粗硅SiCl4Si的轉(zhuǎn)化均能一步實(shí)現(xiàn)B.甲乙丙的轉(zhuǎn)化中,若甲為焦炭,則丁可能是O2C.單質(zhì)硅常用作半導(dǎo)體材料和制作光導(dǎo)纖維D.高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅〖答案〗:C〖解析〗:粗硅與氯氣在高溫下化合生成四氯化硅:Si+2Cl2SiCl4,再在高溫條件下用氫氣還原SiCl4得到純硅:2H2+SiCl4Si+4HCl,A正確;甲為焦炭,丁為氧氣,焦炭不充分燃燒生成CO(乙),CO繼續(xù)被氧氣氧化生成CO2(丙),CO2(丙)在高溫時(shí)被焦炭(甲)還原為CO(乙),B正確;單質(zhì)硅常用作半導(dǎo)體材料,但不能制作光導(dǎo)纖維,SiO2可用來(lái)制作光導(dǎo)纖維,C錯(cuò)誤;2C+SiO2Si+2CO↑,是工業(yè)上制取粗硅的主要反應(yīng),D正確。3.(2018太原模擬)下列敘述正確的是()。①氧化鋁是一種比較好的耐火材料,可用來(lái)制造耐火坩堝②氧化鐵常用于制作紅色油漆和涂料③硅酸鈉是制備硅膠和木材防火劑的原料④用純堿、石灰石、石英為原料可制普通玻璃⑤石灰石、石英和水晶的主要成分都是SiO2A.①③④⑤ B.②③④⑤ C.①②④⑤ D.①②③④〖答案〗:D〖解析〗:①氧化鋁具有很高的熔點(diǎn),是一種比較好的耐火材料,可用來(lái)制造耐火坩堝,故①正確;②氧化鐵俗稱鐵紅,常用于制作紅色油漆和涂料,故②正確;③硅酸鈉具有黏性,是用來(lái)制備硅膠和木材防火劑的原料,故③正確;④工業(yè)上以純堿、石灰石、石英為原料制普通玻璃,故④正確;⑤石灰石的主要成分是碳酸鈣,石英和水晶的主要成分都是SiO2,故⑤錯(cuò)誤。4.近年來(lái)科學(xué)家制造出大量的新物質(zhì),對(duì)下列三種物質(zhì)的相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。石墨烯:從石墨中分離出來(lái),是最薄、最堅(jiān)硬的物質(zhì)石墨炔:平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的全碳分子,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性納米碳管:具有優(yōu)良的場(chǎng)發(fā)射性能,制作成陰極顯示管、儲(chǔ)氫材料A.石墨烯具有良好的導(dǎo)電性B.上述三種物質(zhì)與金剛石互為同素異形體C.石墨炔孔徑略大于H2分子的直徑,可作H2的提純薄膜D.上述三種物質(zhì)與濃硫酸都能發(fā)生反應(yīng),但反應(yīng)產(chǎn)物不同〖答案〗:D〖解析〗:石墨烯作為電導(dǎo)體,它和銅有著一樣出色的導(dǎo)電性,A項(xiàng)正確;題給三種物質(zhì)均為碳的單質(zhì),與金剛石互為同素異形體,B項(xiàng)正確;碳原子半徑大于氫原子,則石墨炔孔徑大于H2分子的直徑,可以容納H2分子,則石墨炔是理想的H2提純薄膜,C項(xiàng)正確;題述三種物質(zhì)都是碳的單質(zhì),在加熱條件下與濃硫酸都能發(fā)生反應(yīng),且反應(yīng)產(chǎn)物相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.下列說(shuō)法正確的是()。A.高溫下,可在試管內(nèi)完成焦炭和石英砂制硅的反應(yīng)B.自然界中硅的儲(chǔ)量豐富,自然界中存在大量的單質(zhì)硅C.現(xiàn)代海戰(zhàn)通過(guò)噴放液體SiCl4(極易水解)和液氨可產(chǎn)生煙幕,其主要成分是NH4ClD.從燃煤煙道灰中(含GeO2)提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge),不涉及氧化還原反應(yīng)〖答案〗:C〖解析〗:試管的成分中含有二氧化硅,高溫條件下可以和焦炭反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;硅屬于親氧元素,在自然界中硅以化合態(tài)形式存在,B項(xiàng)錯(cuò)誤;SiCl4(極易水解)水解后生成硅酸和氯化氫,氯化氫易與氨氣反應(yīng)生成氯化銨固體,C項(xiàng)正確;由GeO2提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge),有元素化合價(jià)的升降,是氧化還原反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2018銀川模擬)科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示:容器①中進(jìn)行的反應(yīng)①為Si(粗)+3HCl(g)SiHCl3(l)+H2(g);容器②中進(jìn)行的反應(yīng)②為SiHCl3+H2Si(純)+3HCl。下列說(shuō)法中正確的是()。A.該工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用B.最好用分液的方法分離Si和SiHCl3C.反應(yīng)①和②中HCl均作氧化劑D.反應(yīng)①和②均屬于可逆反應(yīng)〖答案〗:A〖解析〗:從反應(yīng)流程容易看出,HCl可循環(huán)使用,A項(xiàng)正確;Si為固體,SiHCl3為液體,應(yīng)該用過(guò)濾法分離兩者,B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)①中HCl作氧化劑,反應(yīng)②中HCl為氧化產(chǎn)物,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)①和②都不是可逆反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C。下列說(shuō)法正確的是()。A.元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體B.Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2+)>r(Mg)C.在該反應(yīng)條件下,Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性D.該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能〖答案〗:C〖解析〗:元素C的單質(zhì)還存在C60等同素異形體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Mg的電子層數(shù)比Mg2+多,所以半徑r(Mg)>r(Mg2+),B項(xiàng)錯(cuò)誤;化學(xué)方程式為2Mg+CO22MgO+C,還原劑為Mg,還原產(chǎn)物為C,根據(jù)還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性知,Mg的還原性強(qiáng)于C的,C項(xiàng)正確;燃燒過(guò)程中除了熱能還有光能等其他形式的能量放出,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.下列離子方程式的書寫正確的是()。A.水玻璃中通入過(guò)量二氧化碳:Na2SiO3+CO2+H2O2Na++CO32-+H2B.澄清石灰水中通入過(guò)量二氧化碳:Ca(OH)2+2CO2Ca2++2HCO3C.硅與氫氟酸的反應(yīng):Si+4H++4F-SiF4↑+2H2↑D.二氧化硅溶于燒堿溶液中:SiO2+2OH-SiO32-+H〖答案〗:D〖解析〗:Na2SiO3是強(qiáng)電解質(zhì),應(yīng)拆成Na+、SiO32-,通入過(guò)量CO2應(yīng)生成HCO3-,A項(xiàng)錯(cuò)誤;澄清石灰水中通入過(guò)量二氧化碳的離子方程式為CO2+OH-HCO39.(2020山東卷改編)下列關(guān)于C、Si及其化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的論述錯(cuò)誤的是()。A.鍵能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6穩(wěn)定性大于Si2H6B.立方型SiC是與金剛石成鍵、結(jié)構(gòu)均相似的共價(jià)晶體,因此具有很高的硬度C.SiH4中Si的化合價(jià)為+4價(jià),CH4中C的化合價(jià)為-4價(jià),因此SiH4還原性小于CH4D.Si原子間難形成雙鍵而C原子間可以,是因?yàn)镾i的原子半徑大于C,難形成p-pπ鍵〖答案〗:C〖解析〗:本題立足于核心素養(yǎng)中的“宏觀辨識(shí)和微觀探析”。A項(xiàng),鍵長(zhǎng)C—C<Si—Si、C—H<Si—H,所以鍵能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,則C2H6的穩(wěn)定性>Si2H6;B項(xiàng),金剛石與SiC均屬于共價(jià)(原子)晶體,具有很高的硬度;C項(xiàng),C與Si在同一主族,非金屬性C>Si,故CH4的還原性弱于SiH4,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),π鍵是p軌道肩并肩重疊形成的,由于Si的原子半徑較大,p軌道重疊程度小,所以Si原子間難以形成雙鍵。10.某溶液中含有SiO32-、Br-、CO32A.SiO32-B.溶液顏色會(huì)發(fā)生變化C.該過(guò)程中不會(huì)有沉淀生成D.離子濃度基本保持不變的只有Na+〖答案〗:C〖解析〗:溶液中含有SiO32-、Br-、CO32-、Na+,向該溶液中通入過(guò)量的Cl2,溶液呈酸性,SiO32-、CO32-均與H+反應(yīng),前者生成H2SiO3沉淀,后者生成CO2氣體,溶液中Br-與Cl2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Br2,故溶液中Si二、非選擇題(本題共5小題,共50分)11.(8分)X是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料,具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊性。有關(guān)生產(chǎn)過(guò)程如下:為了確定C的組成,某同學(xué)進(jìn)行了以下的探究過(guò)程。已知F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀,I可用于制造光導(dǎo)纖維。按要求回答下列問(wèn)題:(1)C的化學(xué)式為;X的化學(xué)式為。

(2)寫出下列方程式:反應(yīng)①的化學(xué)方程式;

反應(yīng)⑦的離子方程式。

〖答案〗:(1)SiCl4Si3N4(2)Si+2Cl2SiCl4SiO32-+2H2O+2CO2H2SiO3↓+2HC〖解析〗:本題可從I入手推斷,I可用于制造光導(dǎo)纖維,故其為二氧化硅,F為硅酸,H為硅酸鈉,E為HCl,C為四氯化硅,X為Si3N4。反應(yīng)①為Si與Cl2反應(yīng)生成SiCl4,反應(yīng)⑦為硅酸鈉與過(guò)量的二氧化碳反應(yīng)生成硅酸和碳酸氫鈉。12.(10分)金剛石、SiC具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性,應(yīng)用廣泛。(1)碳與短周期元素Q的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見(jiàn)氣態(tài)化合物,其中一種化合物R為非極性分子。碳元素在周期表中的位置是,Q是(填名稱),R的電子式為。

(2)一定條件下,Na還原CCl4可制備金剛石。反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后,回收其中的CCl4的實(shí)驗(yàn)操作名稱為,除去粗產(chǎn)品中少量鈉的試劑為。

(3)碳還原SiO2制SiC,其粗產(chǎn)品中雜質(zhì)為Si和SiO2。現(xiàn)將20.0gSiC粗產(chǎn)品加入過(guò)量的NaOH溶液中充分反應(yīng),收集到0.1mol氫氣,過(guò)濾得SiC固體11.4g,濾液稀釋到1L。生成氫氣的離子方程式為,硅酸鹽的物質(zhì)的量濃度為。

(4)下列敘述正確的有(填序號(hào))。

①Na還原CCl4的反應(yīng)、Cl2與H2O的反應(yīng)均是置換反應(yīng)②水晶、干冰熔化時(shí)克服粒子間作用力的類型相同③Na2SiO3溶液與SO3的反應(yīng)可用于推斷Si與S的非金屬性強(qiáng)弱④鈉、鋰分別在空氣中燃燒,生成的氧化物中陰陽(yáng)離子數(shù)目比均為1∶2〖答案〗:(1)第二周期第ⅣA族氧(2)過(guò)濾乙醇或水(合理即可)(3)Si+2OH-+H2OSiO32-+2H2(4)③④〖解析〗:(1)由題意可知元素Q為O(氧),形成的化合物R為CO2,其電子式為

··O······C····O····。(2)因?yàn)镃Cl4為液體,C(金剛石)和Na都為固體,所以用過(guò)濾法分離;除去C(金剛石)中的Na可以用水或乙醇。(3)混合物中的Si可以與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣,離子方程式為Si+2OH-Si~2H228g2mol1.4g0.1molm(SiO2)=20.0g-11.4g-1.4g=7.2gn(SiO2)=0.12mol所以n(Na2SiO3)=n(Si)+n(SiO2)=1.c(Na2SiO3)=0.17mol1L(4)①中Cl2與H2O的反應(yīng)不是置換反應(yīng);②中水晶熔化克服的是共價(jià)鍵,干冰熔化克服的是分子間作用力,兩者不同。13.(10分)金屬鋁密度小且有良好的防腐蝕性,在國(guó)防工業(yè)中有非常重要的作用,利用鋁熱反應(yīng)完成鋼軌的焊接非常方便迅速。完成下列填空:(1)在特制漏斗中將鋁熱劑混合均勻后,引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是。(2)硅與鋁同周期,地殼里硅、鋁的含量硅(填“>”“<”或“=”)鋁。工業(yè)上制備金屬鋁的化學(xué)方程式是。

(3)SiO2是硅酸鹽玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分,Na2CaSi6O14也可寫成Na2O·CaO·6SiO2,鈉長(zhǎng)石(NaAlSi3O8)的氧化物形式為,長(zhǎng)石是鋁硅酸鹽,不同類長(zhǎng)石其氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同,由此可推知鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式為。

(4)某鋁合金由Al、Si、Cu、Mg組成。①稱取100g該鋁合金樣品,分成等質(zhì)量的A、B兩份。向A中加入足量NaOH溶液,向B中加入足量的稀鹽酸。②待兩份反應(yīng)物都充分反應(yīng)之后,稱得濾渣質(zhì)量相差1.60g,收集得到的兩份氣體的體積相差2240mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。則100g該鋁合金樣品中Si和Mg的物質(zhì)的量分別是n(Si)=和n(Mg)=。

〖答案〗:(1)鋪上一層KClO3粉末,點(diǎn)燃插入的鎂條(2)>2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑(3)Na2O·Al2O3·6SiO2CaAl2Si2O8(4)0.4mol0.6mol〖解析〗:(1)氧化鐵與鋁在高溫條件下發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成氧化鋁和鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3,為使反應(yīng)順利進(jìn)行,可加入氯酸鉀,為助燃劑,同時(shí)插上鎂條作為引燃劑,點(diǎn)燃鎂條時(shí)反應(yīng)放出大量的熱引發(fā)反應(yīng)進(jìn)行,所以引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是加少量KClO3,插上鎂條并將其點(diǎn)燃。(2)地殼中含量排在前五位的元素分別是O、Si、Al、Fe、Ca,地殼里硅的含量大于鋁;工業(yè)上通過(guò)電解氧化鋁冶煉金屬鋁。(3)結(jié)合鈉長(zhǎng)石的化學(xué)式及化合物中各元素的化合價(jià)代數(shù)和等于0可得鈣長(zhǎng)石的氧化物形式為CaO·Al2O3·2SiO2,則鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式為CaAl2Si2O8。(4)A中Al、Si與氫氧化鈉溶液反應(yīng),B中Al、Mg與鹽酸反應(yīng),A和B中Al反應(yīng)放出的氣體相等,因此兩份氣體差和質(zhì)量差均來(lái)源于Mg、Si,Si、Mg與生成氫氣的物質(zhì)的量關(guān)系為Si~2H2、Mg~H2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下2240mL氣體的物質(zhì)的量為2.24L22.4L由質(zhì)量差可得:①24g·mol-1y-28g·mol-1x=1.60g由氣體相差0.1mol可得:②2x-y=0.1mol,聯(lián)立①②求得:x=0.2mol,y=0.3mol,則100g該鋁合金樣品中Si和Mg的物質(zhì)的量分別為0.4mol、0.6mol。14.(10分)含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料,含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通信材料——光導(dǎo)纖維,C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。(1)與A同族但相對(duì)原子質(zhì)量比A小的元素B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。

(2)C與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

(3)將C與純堿混合高溫熔融時(shí)反應(yīng)生成D,同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E;將全部的E與全部的D在足量的水中混合后,生成了含A的化合物F。①生成D和F的化學(xué)方程式分別為,。②要將純堿高溫熔化,下列坩堝中可選用的是(填字母)。

A.普通玻璃坩堝 B.石英玻璃坩堝C.氧化鋁坩堝 D.鐵坩堝〖答案〗:(1)(2)SiO2+4HFSiF4↑+