高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第四章非金屬及其化合物第1節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角—硅課時(shí)跟蹤練

1、第1節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅課時(shí)跟蹤練一、選擇題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() A.瑪瑙 B.光導(dǎo)纖維C.太陽(yáng)能電池D.水晶解析：瑪瑙、光導(dǎo)纖維和水晶的主要成分是SiO2，硅單質(zhì)可用來(lái)制造太陽(yáng)能電池板。答案：C2大多數(shù)物質(zhì)的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質(zhì)或用途得來(lái)的。下列物質(zhì)的俗名與化學(xué)式或用途不相符的一組是()選項(xiàng)俗名主要成分(化學(xué)式)用途A石英SiO2集成電路板B純堿Na2CO3制備玻璃C水玻璃Na2SiO3制備硅膠D鐵紅Fe2O3用做油漆和涂料解析：石英主要用于生產(chǎn)玻璃(光導(dǎo)纖維)，晶體硅才用

2、于制作集成電路。答案：A3下列離子方程式的書(shū)寫(xiě)正確的是()A水玻璃中通入過(guò)量二氧化碳：Na2SiO3CO2H2O=2NaCOH2SiO3B澄清石灰水中通入過(guò)量二氧化碳：Ca(OH)22CO2=Ca22HCOC硅與氫氟酸的反應(yīng)：Si4H4F=SiF42H2D二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO22OH=SiOH2O解析：Na2SiO3是強(qiáng)電解質(zhì)，應(yīng)拆成Na、SiO，且應(yīng)生成HCO，A錯(cuò)；B項(xiàng)正確寫(xiě)法是CO2OH=HCO；C項(xiàng)，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H和F。答案：D4下列敘述正確的是()A紅寶石、珍珠、水晶、鉆石等裝飾的主要成分都是硅酸鹽B硅酸鈉的水溶液俗名為水玻璃，可用于制備硅膠和木材防火劑C制造玻

3、璃是復(fù)雜的物理過(guò)程，玻璃的組成不同，性能不同D金剛石是自然界中硬度最大的物質(zhì)，不可能與氧氣發(fā)生反應(yīng)解析：紅寶石的主要成分為Al2O3，珍珠的主要成分為CaCO3，水晶的主要成分為SiO2，鉆石為碳單質(zhì)，A錯(cuò)誤；制造玻璃包含復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化，C錯(cuò)誤；金剛石是碳單質(zhì)，具有碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，D錯(cuò)誤。答案：B5壽山石主要成分為葉蠟石，葉蠟石組成為Al2O34SiO2H2O，下列觀點(diǎn)不正確的是()A壽山石雕刻作品要避免與酸、堿接觸B壽山石顏色豐富多彩是因?yàn)楹胁煌螒B(tài)的金屬氧化物C潮濕的空氣可能導(dǎo)致壽山石作品表面溶解變質(zhì)D久置于干燥空氣中可能會(huì)導(dǎo)致壽山石作品脫水變質(zhì)解析：根據(jù)壽山石的主要成分，可

4、知其能與酸或堿發(fā)生反應(yīng)，A正確；壽山石中含有不同形態(tài)的Al2O3，造成其色彩豐富，B正確；其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反應(yīng)，在潮濕的空氣中不會(huì)溶解變質(zhì)，C錯(cuò)誤；久置于干燥空氣中，會(huì)失去其中的結(jié)晶水變質(zhì)，D正確。答案：C6下列除雜方法正確的是()ASiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可以加入足量NaOH溶液然后過(guò)濾除去BCO2中含有CO雜質(zhì)，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱CCO2中含有HCl雜質(zhì)，可以通過(guò)盛有Na2CO3溶液的洗氣瓶DNa2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可以通入足量的CO2，然后過(guò)濾解析：A項(xiàng)，SiO2、Al2O3均與NaOH溶液反應(yīng)；C項(xiàng)，應(yīng)通過(guò)盛有飽和Na

5、HCO3溶液的洗氣瓶；D項(xiàng)，引入NaHCO3。答案：B7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(shuō)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)發(fā)生改變D反應(yīng)器中發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)為SiO22NaOH=Na2SiO3H2O解析：稻殼灰來(lái)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，A正確；操作A為過(guò)濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，B錯(cuò)誤；二氧化硅中，硅元素的化合價(jià)是4價(jià)，硅酸鈉中，硅

6、元素的化合價(jià)是4價(jià)，所以該流程中硅元素的化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生改變，C錯(cuò)誤；由復(fù)分解反應(yīng)的概念可知，SiO22NaOH=Na2SiO3H2O不屬于復(fù)分解反應(yīng)，D錯(cuò)誤。答案：A8如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()ASiO2屬于兩性氧化物B盛放Na2CO3溶液的試劑瓶用玻璃塞C硅膠吸水后可重復(fù)再生D圖中所示的轉(zhuǎn)化都是氧化還原反應(yīng)解析：SiO2是酸性氧化物；Na2CO3溶液呈堿性，試劑瓶不能用玻璃塞；題圖中有的轉(zhuǎn)化不是氧化還原反應(yīng)，例如SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)。答案：C9下列說(shuō)法不正確的是()二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟堿反應(yīng)，但不能與任何酸反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)：SiO2CaCO3

7、CaSiO3CO2可推知硅酸酸性比碳酸強(qiáng)二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以制得硅酸二氧化硅常被用來(lái)制造光導(dǎo)纖維A B C D解析：二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，硅酸酸性化碳酸弱。答案：A二、非選擇題10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_(kāi)，工藝師常用_(填物質(zhì)名稱(chēng))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

8、可選用的是()A普通玻璃坩堝B石英玻璃坩堝C氧化鋁坩 D鐵坩堝(4)工業(yè)上常利用反應(yīng)2CSiO2Si2CO制備硅單質(zhì)，該反應(yīng)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_。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SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。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(chēng)“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(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與N

9、a2CO3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)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O氫氟酸(3)防火劑D(4)CSiO211A、B、C、D、E五種物質(zhì)中均含有同一種非金屬元素，它們能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，該元素(用R表示)的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出各物質(zhì)的化學(xué)式：A_，B_，C_，D_，E_。(2)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)。(3)寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式：_。(4)寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式：_

10、。(5)H2CO3的酸性強(qiáng)于E，請(qǐng)用離子方程式予以證明：_。解析：解答本題的“突破口(1)”是非金屬元素R的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣，說(shuō)明是硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化?！巴黄瓶?2)”是反應(yīng)條件“高溫”，A在高溫條件下，能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應(yīng)，則A為SiO2。從而順藤摸瓜推知B為CaSiO3，D為Si，E為H2SiO3。答案：(1)SiO2CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO3(2)SiO22CSi2CO12(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiOCa2=CaSiO3(5)SiOCO2H2O=H2SiO3CO12硅是人類(lèi)文明發(fā)展的重要元素之一，從傳統(tǒng)材

11、料到信息材料的發(fā)展過(guò)程中創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。(1)工業(yè)生產(chǎn)粗硅的反應(yīng)有SiO22CSi(粗)2CO，SiO23CSiC2CO。若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為11，則參加反應(yīng)的C和SiO2的質(zhì)量之比為_(kāi)。(2)工業(yè)上可以通過(guò)下圖所示的流程制取純硅：若反應(yīng)為Si(粗)3HClSiHCl3H2，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。下列說(shuō)法正確的是()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)和中HCl均作氧化劑D反應(yīng)和屬于可逆反應(yīng)設(shè)每一

12、輪次制備1 mol純硅，且生產(chǎn)過(guò)程中硅元素沒(méi)有損失，反應(yīng)中HCl的利用率為90%，反應(yīng)中H2的利用率為93.75%，則在第二輪次的生產(chǎn)中，補(bǔ)充投入HCl 和H2的物質(zhì)的量之比是_ 。解析：(1)將兩方程式疊加，可知C和SiO2的物質(zhì)的量之比為52，因此質(zhì)量之比為(512)(260)12。(2)由流程圖可知反應(yīng)是SiHCl3和H2反應(yīng)生成純硅和HCl，因此方程式為SiHCl3H2Si(純)3HCl。寫(xiě)出方程式中已知物質(zhì)：SiHCl33H2OH2SiO33HCl，由原子守恒可知另一種物質(zhì)為H2，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2。該工藝流程中HCl和H2可循環(huán)使用；分離Si與SiHCl3可用過(guò)濾的方法；反應(yīng)中HCl是生成物，是氧化產(chǎn)物；反應(yīng)、不在同一條件下進(jìn)行，不是可逆反應(yīng)。由題中條件可知：Si(粗)3HClSiHCl3H21 mol 3 mol1 molSiHCl3H2Si(純