2022《創(chuàng)新設(shè)計(jì)》高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)(江蘇專用)專題訓(xùn)練-4-3含硅礦物與信息材料-2-

基礎(chǔ)課時(shí)3含硅礦物與信息材料(時(shí)間：45分鐘)一、選擇題(每小題僅有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．某短周期非金屬元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半，該元素()。A．在自然界中只以化合態(tài)的形式存在B．單質(zhì)常用作半導(dǎo)體材料和光導(dǎo)纖維C．最高價(jià)氧化物不與酸反應(yīng)D．氣態(tài)氫化物比甲烷穩(wěn)定解析硅在自然界中只有化合態(tài)，主要是以硅酸鹽存在，A正確；硅常用作半導(dǎo)體材料，SiO2是光導(dǎo)纖維的主要成分；SiO2雖然是酸性氧化物，但可以與氫氟酸反應(yīng)；硅的非金屬性比碳弱，其氣態(tài)氫化物不如甲烷穩(wěn)定。答案A2．關(guān)于硅及其化合物的敘述中，錯(cuò)誤的是()。A．硅是良好的半導(dǎo)體材料B．二氧化硅能與石灰石反應(yīng)：SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑C．可以用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2解析水泥的主要成分是3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3；玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。答案D3．下圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說(shuō)法正確的是()。A．SiO2屬于兩性氧化物B．非金屬性：Si>CC．硅膠吸水后可重復(fù)再生D．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)解析SiO2是酸性氧化物；非金屬性：C>Si；圖中有的轉(zhuǎn)化反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，如SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)。答案C4．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．青石棉中含有確定量的石英晶體C．青石棉的化學(xué)組成可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD．1mol青石棉能使1molHNO3被還原解析硅酸鹽指的是硅、氧與其他化學(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，故青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品；青石棉是一種純潔物，不行能含有確定量的石英晶體；1molNa2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O跟硝酸反應(yīng)時(shí)，失去3mol電子，故能使1molHNO3被還原。答案B5．下列Ⅰ、Ⅱ因果描述正確且二者有必定聯(lián)系的是()。Ⅰ(緣由)Ⅱ(結(jié)果)A木炭呈黑色木炭常用作能源B一氧化碳具有還原性工業(yè)上用一氧化碳冶煉金屬C碳酸鈉屬于堿類用熱的純堿溶液清洗油污器具D二氧化碳是酸性氧化物二氧化碳能與水反應(yīng)解析A項(xiàng)，二者之間沒(méi)有聯(lián)系；C項(xiàng)，Ⅰ描述錯(cuò)誤，碳酸鈉屬于鹽類；D項(xiàng)，二者沒(méi)有聯(lián)系。答案B6．將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是()。解析CO2與KOH和Ca(OH)2都會(huì)反應(yīng)，但存在著競(jìng)爭(zhēng)，假如先與KOH反應(yīng)，則反應(yīng)后生成的K2CO3馬上會(huì)與Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，因此，可以看成CO2先與Ca(OH)2反應(yīng)，所以通CO2后馬上有CaCO3生成。其次步還要推斷CO2是先跟KOH反應(yīng)還是先與生成的CaCO3反應(yīng)，同樣可以接受假設(shè)法推斷，即假如先與CaCO3反應(yīng)，則生成的Ca(HCO3)2又會(huì)與KOH反應(yīng)，因此應(yīng)是先與KOH反應(yīng)，此過(guò)程生成沉淀的物質(zhì)的量不變，當(dāng)KOH反應(yīng)完全，再與CaCO3反應(yīng)，直至沉淀完全溶解，故選D。答案D二、不定項(xiàng)選擇題(每小題有1～2個(gè)選項(xiàng)符合題意)7．下列離子方程式不正確的是()。A．石英與燒堿反應(yīng)：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OB．硅與燒堿反應(yīng)：Si＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2↑C．硅酸鈉溶液中通入過(guò)量CO2：SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3↓D．往水玻璃中加入鹽酸：2H＋＋SiOeq\o\al(2－,3)=H2SiO3↓解析B項(xiàng)，正確的離子方程式為Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑；C項(xiàng)，CO2過(guò)量，應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)。答案BC8．將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最終得到的固體物質(zhì)是()。A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2解析將足量CO2氣體通入水玻璃中，發(fā)生反應(yīng)：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3；加熱蒸干，高溫灼燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)：H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))H2O＋SiO2；2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O；Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，所以最終所得固體物質(zhì)是Na2SiO3，故選A項(xiàng)。答案A9．下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述中不正確的是()。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解析二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制得的。答案C10．(2022·南京一模)通過(guò)資源化利用的方式將CO2轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品(如圖所示)，是一種較為抱負(fù)的減排方式，下列說(shuō)法正確的是()。A．CO2高溫催化分解為C、CO、O2的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．除去碳酸鈉固體中的少量NaHCO3可用熱分解的方法C．過(guò)氧化尿素和SO2都能使品紅溶液褪色，但原理不相同D．CO2合成甲醇及碳酸二甲酯，原子利用率均為100%解析A項(xiàng)中應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；C項(xiàng)，過(guò)氧化尿素使品紅溶液褪色是利用它的強(qiáng)氧化性，而二氧化硫使品紅溶液褪色是利用它與品紅試劑化合生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)，原理不相同，故C正確；D項(xiàng)，由圖示可知，二氧化碳與氫氣合成甲醇以及甲醇與二氧化碳合成碳酸二甲酯的原子利用率都不是100%，故D錯(cuò)誤。答案BC三、填空題11．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________。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(lái)雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡過(guò)的棉花不易燃燒，說(shuō)明Na2SiO3可用作________。Na2SiO3可通過(guò)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________。A．一般玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩堝 D．鐵坩堝(4)工業(yè)上常利用反應(yīng)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑制備硅單質(zhì)，該反應(yīng)中所含元素化合價(jià)上升的物質(zhì)是________(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是________。解析(1)生石灰是CaO，為堿性氧化物且不含Si，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。由于SiO2能溶于氫氟酸，因此工藝師常用氫氟酸來(lái)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。SiO2和Na2CO3在高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(一般玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應(yīng)，故不能用以上材質(zhì)的坩堝熔融純堿。(4)題給反應(yīng)中C(碳)被氧化，SiO2中＋4價(jià)的硅被還原，因此SiO2作氧化劑。答案(1)D(2)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氫氟酸(3)防火劑D(4)CSiO212．多晶硅生產(chǎn)工藝流程如下：→多晶硅(1)粗硅粉碎的目的是___________________。分別SiHCl3(l)和SiCl4(l)的方法為__________________。(2)900℃以上，H2與SiHCl3發(fā)生如下反應(yīng)：SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)ΔH>0，其平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝________。為提高還原時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率，可實(shí)行的措施有_____________。(3)該流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是____________。(4)SiCl4與上述流程中的單質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)，可以制得SiHCl3其化學(xué)方程式為____________________。解析(1)粗硅粉碎后，固體的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快。SiHCl3(l)和SiCl4(l)的沸點(diǎn)不同，可用蒸餾方法分別。(2)硅是固體，不能寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中。為提高SiHCl3的轉(zhuǎn)化率，需使平衡正向移動(dòng)，可用升溫、減壓、增大氫氣的濃度等方法。(3)從流程圖看，合成SiHCl3生成的H2，可用于后面的還原反應(yīng)，還原時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為SiHCl3＋H2=Si＋3HCl，生成的HCl，用于前面的合成SiHCl3反應(yīng)，所以循環(huán)使用的物質(zhì)為HCl和H2。(4)上述流程中的單質(zhì)是Si和H2，故反應(yīng)物有三種：SiCl4、Si和H2，生成物為SiHCl3，從而可寫出方程式。答案(1)增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，充分反應(yīng)蒸餾(2)eq\f(c3HCl,cSiHCl3·cH2)上升溫度或增大氫氣與SiHCl3的物質(zhì)的量之比或增大氫氣的濃度(3)HCl、H2(4)3SiCl4＋Si＋2H2=4SiHCl313．硅及其化合物在自然界廣泛存在并被人類應(yīng)用。(1)氮化硅膜與二氧化硅膜相比較具有表面化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，故氮化硅膜可用于半導(dǎo)體工業(yè)。可以用NH3和SiH4(硅烷)在確定條件下反應(yīng)，并在600T的加熱基板上生成氮化硅膜：3SiH4＋4NH3eq\o(=,\s\up7(確定條件))Si3N4＋12H2以硅化鎂為原料制備硅烷的反應(yīng)和工業(yè)流程如下：反應(yīng)原理：4NH4Cl＋Mg2Sieq\o(=,\s\up10(常溫),\s\do12(常壓))4NH3↑＋SiH4↑＋2MgCl2(ΔH＜0)①NH4Cl中的化學(xué)鍵類型有______________________，SiH4的電子式為______________。②上述生產(chǎn)硅烷的過(guò)程中液氨的作用是_______________。③氨氣是重要的工業(yè)原料，寫出氨氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成NO的化學(xué)方程式____________________，試驗(yàn)室可利用如右圖所示裝置完成該反應(yīng)。在試驗(yàn)過(guò)程中，除觀看到錐形瓶中產(chǎn)生紅棕色氣體外，還可觀看到有白煙生成，白煙的主要成分是______________。(2)三硅酸鎂(Mg2Si3O8·nH2O)難溶于水，在醫(yī)藥上可做抗酸劑。它除了可以中和胃液中多余的酸之外，生成的H2SiO3還可掩蓋在有潰瘍的胃表面，疼惜其不再受刺激。三硅酸鎂與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。將0.184g三硅酸鎂加入到50mL0.1mol·L－1鹽酸中，充分反應(yīng)后，濾去沉淀，用0.1mol·L－1NaOH溶液滴定剩余的鹽酸，消耗NaOH溶液30mL，則Mg2Si3O8·nH2O中的n值為__________。(注：Mg2Si3O8的摩爾質(zhì)量為260g·mol－1)。解析(1)②液氨的作用是制冷、吸取熱量，保證反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，并不參與反應(yīng)。(2)書寫Mg2Si3O8·nH2O與HCl反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)，Mg2Si3O8·nH2O要以整體形式毀滅。Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl=3H2SiO3＋2MgCl2＋(n－1)H2O1mol4moleq\a\vs4\al(0.050