2020年高考化学一轮复习第4章第1节无机非金属材料的主角—硅课时跟踪练（含解析）.doc

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1、1无机非金属材料的主角硅1(2019厦门检测)天工开物记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之” ， “凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火” ， “浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法” 。下列说法错误的是( )A粘土是制砖瓦和水泥的主要原料B “燃薪举火”使粘土发生复杂的物理化学变化C沙子的主要成分为硅酸盐D泥坯烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦解析：由题目的“择取无砂粘土而为之” ，说明粘土是制砖瓦和水泥的主要原料，所以选项 A 正确。 “燃薪举火”是提供高温的环境，使粘土发生复杂的物理化学变化，选项 B 正确。沙子的主要成分为二氧化硅，选项 C 错误。粘土中有一定量的 Fe

2、 元素，泥坯烧制后自然冷却成红瓦(含氧化铁)，浇水冷却时 C 与水反应得到 CO 和 H2，将三价铁还原为二价，形成青瓦，选项 D 正确。答案：C2大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是( )选项 俗名 主要成分(化学式) 用途A 石英 SiO2 集成电路板B 纯碱 Na2CO3 制备玻璃C 水玻璃 Na2SiO3 制备硅胶D 铁红 Fe2O3 用作油漆和涂料解析：石英主要用于生产玻璃，也可用于制造光导纤维，晶体硅才用于制作集成电路板。答案：A3(2019大同模拟)有些科学家提出硅是“21 世纪的能源” ，下列说法正确的是( )A晶体硅具

3、有半导体性质，可用于生产光导纤维B玻璃中含有的 SiO2可与 NaOH 溶液反应，故常用 NaOH 溶液雕刻玻璃纹饰C陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料D硅酸盐 Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为 Na2O2FeO3SiO2解析：晶体硅具有半导体性质，可用于生产电脑芯片，二氧化硅可用于制造光导纤维，A 不正确；玻璃中含有的 SiO2可与 NaOH 溶液反应，但不能用 NaOH 溶液雕刻玻璃纹饰，因为玻璃表面是光滑的，该反应太慢，B 不正确；陶瓷、水泥属于硅酸盐材料，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，C 不正确；硅酸盐 Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为2Na2O2FeO3Si

4、O2，D 正确。答案：D4(2019哈师大附中一模)下列说法不正确的是( )ASiO 2能与 HF 反应，因此可用 HF 刻蚀玻璃B向 Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶C氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为 Si3N4D石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能解析：SiO 2能与 HF 反应，因此可用 HF 刻蚀玻璃，A 正确；向 Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶，B 正确；氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为 Si3N4，C 正确；硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，不是石英，D 错误，答案选 D。答案：D5下列

5、离子方程式的书写正确的是( )A水玻璃中通入过量二氧化碳：Na 2SiO3CO 2H 2O=2Na CO H 2SiO323B澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH) 22CO 2=Ca2 2HCO 3C硅与氢氟酸的反应：Si4H 4F =SiF42H 2D二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO 22OH =SiO H 2O23解析：A 项，Na 2SiO3是强电解质，应拆分成 Na 、SiO ，且应生成 HCO ；B 项，正23 3确写法是 CO2OH =HCO ； C 项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成 H 和 F 。 3答案：D6下列叙述正确的是( )A红宝石、珍珠、水晶、钻石等装饰的主要成分都是硅

6、酸盐B硅酸钠的水溶液俗名为水玻璃，可用于制备硅胶和木材防火剂C制造玻璃是复杂的物理过程，玻璃的组成不同，性能不同D金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应解析：红宝石的主要成分为 Al2O3，珍珠的主要成分为 CaCO3，水晶的主要成分为SiO2，钻石为碳单质，A 选项错误；制造玻璃包含复杂的物理变化和化学变化，C 选项错误；金刚石是碳单质，具有碳单质的化学性质，D 选项错误。答案：B7(2019深圳模拟)用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下，下列说法正确的是( )3A制取粗硅时生成的气体产物为 CO2B生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应C电解精炼铜时，

7、当电路中转移 0.2 mol 电子时阳极质量减轻 6.4 gD粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法解析：A 项，石英和碳在高温下反应生成 Si 和 CO，错误；B 项，生产玻璃涉及的反应有 SiO2Na 2CO3 Na2SiO3CO 2和= = = = =高 温 SiO2CaCO 3 CaSiO3CO 2，元素化合价没有发生变化，不是氧化还原反= = = = =高 温 应，错误；C 项，精炼铜时，阳极为粗铜，粗铜中如果有比 Cu 活泼的杂质金属，该杂质先放电，所以转移 0.2 mol 电子时，阳极质量减少的不一定是 1 mol Cu 的质量，故不一定为6.4 g，错误； D 项，制备

8、硅的过程中，利用沸点不同进行分馏，将 SiCl4从杂质中提到出来，再与 H2发生置换反应得到高纯硅，正确。答案：D8(2019晋城一模)A、B、C、D、E 五种物质中均含有同一种短周期主族元素 R，它们能发生如图所示的转化关系，已知 A、B、D、E 四种物质均难溶于水，单质 R 能与 NaOH溶液反应生成盐和氢气。下列说法正确的是( )A反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 11B化合物 A 既能溶于 NaOH 又能溶于氢氟酸C反 应 的 离 子 方 程 式 为 ： 2R 2OH 2H2O=2RO 3H2 2D化合物 C 的溶液与反应产生的气体能够发生化学反应解析：单质 R 能与 NaOH 溶

9、液反应生成盐和氢气，常见的是 Al 或 Si，由图中转化关系4可知，若 R 是 Al，则 C 应为 NaAlO2，但 NaAlO2与过量盐酸反应生成 NaCl 和 AlCl3的混合溶液，不能生成难溶物，所以 R 是 Si。A 在高温下能与焦炭和石灰石反应，说明 A 是SiO2，根据图中转化关系可推知，B 为 CaSiO3，D 为 Si、C 为 Na2SiO3、E 为 H2SiO3。A 项，反应的化学方程式为 SiO22C Si2CO，由方程式可知，氧化剂与还= = = = =高 温 原剂的物质的量之比为 12，错误；B 项，SiO 2既能与 NaOH 溶液反应，又能和氢氟酸反应，正确；C 项，

10、反应的离子方程式为 Si2OH H 2O=SiO 2H 2，错误；D 项，反应23产生的气体是 CO，Na 2SiO3溶液与 CO 不反应，错误。答案：B9水玻璃(Na 2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO 2：65%70%、C：30%35%)制取水玻璃的工艺流程。下列说法正确的是( )A原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B操作 A 与操作 B 完全相同C该流程中硅元素的化合价发生改变D反应器中发生的反应为氧化还原反应解析：A 项，稻壳灰来源广泛价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B 项，操作 A

11、为过滤，操作 B 为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C 项，二氧化硅中，硅元素的化合价是4 价，硅酸钠中，硅元素的化合价也是4 价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D 项，反应器中发生的反应为SiO22NaOH= =Na2SiO3H 2O，此反应没有化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。答案：A10硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的 90%以上。(1)下列物质不属于硅酸盐的是_(填序号)。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，SiO 2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_，工艺师常用_(填物质名称)来雕刻玻璃。(3)用 Na2

12、SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明 Na2SiO3可用作_。Na 2SiO3可通过 SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时，5下列坩埚可选用的是_(填序号)。A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚C氧化铝坩埚 D铁坩埚(4)工业上常用 2CSiO 2 Si2CO制备粗硅，该反应中所含元素化= = = = =高 温 合价升高的物质是_(填化学式，下同)，氧化剂是_。解析：(1)生石灰(CaO)不含 Si 元素，不属于硅酸盐。(2)SiO2与 HF 反应，所以通常用氢氟酸来雕刻玻璃。答案：(1)D (2)SiO 22NaOH= =Na2SiO3H 2O氢氟酸 (3)防火剂 D (4)C

13、SiO 211硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl 3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：石 英 砂 焦 炭 高 温 粗 硅 HCl 573 K以 上 SiHCl3（ 粗 ） 粗 馏 SiHCl3（ 纯 ） H2 1 357 K高 纯 硅写出由纯 SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：_。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl 3遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质，写出并配平该化学反应方程式：_；H2还原 SiHCl3过程中若混有 O2，可能引起的后果是_。(2)化学研究性学习

14、小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息：.Mg 在高温条件下可与 SiO2反应；.金属硅化物与稀 H2SO4反应生成硫酸盐和 SiH4；.SiH 4在空气中自燃。根据信息进行实验，当用足量稀 H2SO4溶解第步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的 63%左右。第步实验发生反应的化学方程式是_。用稀 H2SO4溶解第步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是_6_。解析：(1)在 SiHCl3中，把硅考虑为4 价，则氢为1 价，氯为1 价，SiHCl 3水解时，1 价氢还原水中1 价的氢，生成氢气。答案：(1)SiHC

15、l 3H 2 Si3HCl= = = = =1 357 K SiHCl 33H 2O=H2SiO3H 23HCl 高温下，H 2遇 O2发生爆炸(2)2MgSiO 2 2MgOSi、2MgSi Mg2Si= = = = =高 温 = = = = =高 温 硅化镁与稀硫酸反应生成的 SiH4可自燃，即发生反应：Mg2Si2H 2SO4=2MgSO4SiH 4，SiH 42O 2=SiO22H 2O12(2019贵阳模拟)某实验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。已知：PdCl 2溶液可用于检验 CO，反应的化学方程式为COPdCl 2H 2O=CO22HCl Pd(产生

16、黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。(1)实验时要通入足够长时间的 N2，其原因是_。(2)装置 B 的作用是_。(3)装置 C、D 中所盛试剂分别为_、_，若装置 C、D 中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为_。(4)该装置的缺点是_。(5)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：_。解析：(1)碳与二氧化硅反应要在高温下进行，高温下，碳与空气中氧气也能反应，所以实验时要将装置中的空气排尽，所以实验时要通入足够长时间的 N2。(2)根据装置图可知，B 装置可以作安全瓶，防止倒吸。7(3)根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以 C装置用

17、来检验二氧化碳，D 装置用来检验一氧化碳，所以装置 C、D 中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl 2溶液；若装置 C、D 中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，经检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知化学方程式为 3SiO24C2CO22CO3Si。= = = = =高 温 (4)一氧化碳有毒，不能排放到空气中，而该装置没有尾气吸收装置将 CO 吸收。(5)验证碳酸、硅酸的酸性强弱，产生的 CO2气体先通过饱和的碳酸氢钠溶液除去混有的杂质气体，然后再通入硅酸钠溶液发生反应 CO2H 2ONa 2SiO3=Na2CO3H 2SiO3，说明酸性 H2CO3H 2SiO3。答案：(1)要用 N2将装置中的空气排尽，避免空气中的 O2、CO 2、水蒸气对实验产生干扰(2)作安全瓶，防止倒吸(3)澄清石灰水 PdCl 2溶液 3SiO 24C 2CO22CO3Si= = = = =高 温 (4)没有尾气处理装置将 CO 吸收(5)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸8