2011高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《硅及其化合物 無機非金屬材料》 人教大綱版

1、第二節(jié)    硅及其化合物 無機非金屬材料1(2010·模擬題)1798年法國化學(xué)家對綠柱石和祖母綠進行化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)了鈹。已知綠柱石是一種呈綠色的硅酸鹽，可表示BexAlySimOn(x、y、m、n均為自然數(shù))，其中陰離子部分結(jié)構(gòu)如圖所示(已知表示硅酸根離子SiO44)。下列說法不正確的是()A陰離子化學(xué)式為：Si6O1812B綠柱石可用氧化物形式表示為：3BeO·Al2O3·6SiO2C綠柱石可表示為Be3Al2Si3O12D綠柱石可溶于強堿和氫氟酸解析：根據(jù)表示SiO44，可判斷綠柱石的陰離子化學(xué)式為Si6O1812，A項正確；綠

2、柱石寫為氧化物為：3BeO·A12O3·6SiO2，B項正確；C項中氧原子個數(shù)不是18，C項不正確；BeO、Al2O3、SiO2均能溶于強堿和氫氟酸，D項正確。答案：C2(2010·山師附中月考題)中據(jù)2001年12月的參考消息報道，有科學(xué)家提出硅是“21世紀的能源”、“未來的石油”的觀點。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說法中，你認為不正確的是 ()A硅便于運輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料B自然界中存在大量單質(zhì)硅C硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境污染程度低，容易有效控制D自然界中硅的貯量豐富解析：由于Si的親氧性，自

3、然界的硅大都以SiO2或硅酸鹽的形式存在，無單質(zhì)硅存在。答案：B3(2010·改編題)下列物質(zhì)中，既可與鹽酸反應(yīng)，又可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是 ()Na2SiO3AlCl3NH4HCO3Al2O3NaHSO3A B. C. D.解析：Na2SiO3只能與HCl反應(yīng)，AlCl3只能與NaOH反應(yīng)。答案：D4(2010·模擬題)下列說法正確的是 ()合金的硬度一般比它的各成分金屬的小，熔點一般比它的各成分金屬的高SiC俗稱金剛砂，可用作砂紙、砂輪的磨料漂白粉和漂粉精的有效成分都是Ca(ClO)2NO在人體的血管系統(tǒng)內(nèi)具有傳送信號的功能，也是大氣污染物之一氧化銅可作為制造玻璃、搪瓷

4、的紅色顏料A B. C. D.解析：合金的硬度一般比它的成分金屬的大，熔點一般比它的各成分金屬的低，錯；氧化銅是黑色物質(zhì)，不能作為紅色顏料，錯，應(yīng)是Cu2O作為紅色顏料。答案：B5(2010·模擬題)日前，科學(xué)家擬合成一種“二重構(gòu)造”的球形分子，即把足球型的C60分子融進到Si60分子中，外面的硅原子與里面的碳原子以共價鍵結(jié)合，下列說法正確的是 ()A它是由兩種單質(zhì)組成的混合物B它是一種碳酸鹽C它是一種新型化合物D它是一種高聚物解析：A項合成的新分子有固定組成和結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)屬于化合物；B項該分子不含氧，不是碳酸鹽；D項這種“二重構(gòu)造”的球形分子仍是小分子。答案：C6(2010·

5、;模擬題)下列說法都正確的是 ()高溫消毒利用的是蛋白質(zhì)的變性對甲型H1N1流感有治療作用的達菲(分子式為C16H31N2PO8)是有機物造成海水赤潮、湖泊水華的原因是水體富營養(yǎng)化船底鑲嵌鋅塊，鋅失電子，保護船體免受腐蝕制作航天服的聚酯纖維屬于新型無機非金屬材料高純度的二氧化硅常用于制作集成電路A B. C. D.解析：聚酯纖維是有機高分子材料；用于制作成集成電路的是高純度的硅晶體。答案：A7(2010·西安市二中期中考題)青海昆侖玉被定為2008年北京奧運會獎牌用玉，昆侖玉主要成分是由“透閃石”和“陽起石”組成的纖維狀微晶結(jié)合體，透閃石(Tremolite)的化學(xué)成分為Ca2Mg5

6、Si8O22(OH)2。下列有關(guān)說法不正確的是 ()A透閃石的化學(xué)式寫成氧化物的形式為：2CaO·5MgO·8SiO2·H2OB透閃石中Mg元素的質(zhì)量分數(shù)是Ca元素質(zhì)量分數(shù)的1.5倍C1 mol Ca2Mg5Si8O22(OH)2與足量的鹽酸作用，至少需要14 mol HClD透閃石是一種新型無機非金屬材料，難溶于水解析：由透閃石組成知它屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽材料，但難溶于水，D錯；依改寫規(guī)則可判斷A對；透閃石中鎂的總式量為120，是鈣的1.5倍；與鹽酸作用時，SiO2與HCl不反應(yīng)，其他金屬元素則轉(zhuǎn)化為金屬氯化物，根據(jù)氯原子守恒易知C對。答案：D8(2010·

7、;模擬題)金屬陶瓷是一種廣泛應(yīng)用于高科技的復(fù)合材料，合成方法是將陶瓷(主要成分為Al2O3、ZnO2等耐高溫材料)和黏結(jié)金屬(主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔點金屬)研磨混勻成型后，高溫?zé)Y(jié)使金屬仍然以單質(zhì)的形式存在于金屬陶瓷之中，據(jù)此判斷合成工藝必須 ()A在氧氣中合成 B.在HCl氣氛中合成C在氮氣氣氛中合成 D在空氣中合成解析：由題給信息“高溫?zé)Y(jié)使金屬仍然以單質(zhì)的形式存在”知C正確，其他三個選項所列舉的反應(yīng)條件均會使黏結(jié)金屬以化合物的形式存在，如在高溫下氧氣與金屬反應(yīng)生成氧化物、在HCl氣氛中金屬變成氯化物。答案：C9(2010·嘉興一中期中考題)氣凝膠的應(yīng)用被英國泰晤士報評

8、為2009年度最受關(guān)注的十大新聞。氣凝膠是一種世界上最輕的固體，密度僅為5 mg·cm3，被稱為“固態(tài)煙”。非常堅固耐用，它可以承受相當(dāng)于自身重量幾千倍的壓力，在溫度達到1 200攝氏度時才會熔化，絕熱性能十分優(yōu)越，其成分是二氧化硅。下列說法正確的是()A該材料有良好的導(dǎo)電性能 B.硅原子與氧原子間以共價鍵連接C二氧化硅耐所有酸和堿 D二氧化硅的分子式為SiO2解析：二氧化硅組成的“固態(tài)煙”不導(dǎo)電，A項不正確；二氧化硅可溶于強堿，C項不正確；二氧化硅中沒有分子，應(yīng)該說二氧化硅的化學(xué)式為SiO2。答案：B10(2010·四川成都市三校聯(lián)考)下列有關(guān)說法正確的是()AHF、HC

9、l、HBr、HI的穩(wěn)定性依次增強B生產(chǎn)水泥、玻璃都需要石英，需要消耗大量的能量C原子晶體內(nèi)一定含有共價鍵，分子晶體內(nèi)不一定含有共價鍵D溫室氣體不包括CH4解析：穩(wěn)定性由HFHClHClHBrHI依次減弱，A項不正確；生產(chǎn)水泥的主要原料有石灰石、粘土、石膏，不需要石英，B項不正確；溫室氣體包括CO2、CH4、N2O等氣體，D項不正確；原子晶體是由共價鍵形成的一類晶體，稀有氣體固態(tài)時為 分子晶體，不含有任何化學(xué)鍵，C項正確。答案：C11(2010·模擬題)我國具有廣泛的海域，大部分海域中存在蛭石，蛭石為一種層狀結(jié)構(gòu)的含鎂的水鋁硅酸鹽，是黑云母等天然礦物風(fēng)化蝕變的產(chǎn)物，因為其受熱膨脹時呈撓

10、曲狀，形態(tài)酷似水蛭，故此得名蛭石。膨化后的蛭石呈顆粒狀，有隔熱、耐凍、抗菌、防火、吸聲等優(yōu)異性能，但不耐酸。(1)某硅酸鹽礦石的組成可以看成是二氧化硅中1/3的硅被鋁置換，再由鉀平衡其電荷形成的。該礦石的組成以氧化物的形式表示為_。(2)某校研究性學(xué)習(xí)小組取某牌的膨化蛭石樣品，其成分可以用氧化物(MgO，F(xiàn)e2O3，Al2O3，SiO2，H2O)的形式表示。為研究蛭石的組成，擬進行實驗探究，實驗流程及相關(guān)數(shù)據(jù)如下(所加藥品均過量)：固體A的化學(xué)式是_。固體F的物質(zhì)的量是_。寫出濾液C與足量二氧化碳反應(yīng)的離子方程式：_ _。通過計算，寫出用氧化物的形式表示該膨化蛭石組成的化學(xué)式：_ _。過濾、灼

11、燒都需使用的儀器是_。有同學(xué)認為，該實驗流程中第一步的鹽酸可以用氫氧化鈉溶液代替，你的觀點是_，理由是_ _。解析：(1)因二氧化硅中有1/3的硅原子被鋁原子取代，不足的由鉀原子補充，使化合價代數(shù)和為0，故一個硅原子可被一個鋁原子和一個鉀原子取代。則3SiO2Si2AlKO6Si4Al2K2O12K2O·Al2O3·4SiO2較活潑金屬氧化物·較不活潑金屬氧化物·非金屬(除氫外)氧化物·水。(2)根據(jù)實驗流程圖知，固體A為二氧化硅，n(SiO2)2.40 g/60 g·mol10.04 mol，D為氫氧化鐵和氫氧化鎂，G為氧化鐵和氧化

12、鎂。設(shè)氧化鐵和氧化鎂的物質(zhì)的量分別為x、y，則160 g·mol1×x40 g·mol1×y4.80 g，107 g·mol1×2x58 g·mol1×y6.78 g，聯(lián)立解得：x0.01 mol，y0.08 mol，即n(Fe2O3)0.01 mol，n(MgO)0.08 mol。固體F為Al(OH)3，nAl(OH)31.56 g/78 g·mol10.02 mol，n(Al2O3)0.01 mol，故n(H2O)(8.58 g40 g·mol1×0.08 mol2.40 g160

13、 g·mol1×0.01 mol102 g·mol1×0.01 mol)/18 g·mol10.02 mol。則n(MgO)n(Fe2O3)n(Al2O3)n(SiO2)n(H2O)0.08 mol0.01 mol0.01 mol0.04 mol0.02 mol81142，即該膨化蛭石的組成為8 MgO·Al2O3·Fe2O3·4SiO2·2H2O。答案：(1)K2O·Al2O3·4SiO2(2)SiO20.020 molCO2OH=HCO3；AlO2CO22H2O=Al(OH)3HC

14、O38MgO·Al2O3·Fe2O3·4SiO2·2H2O玻璃棒不能改用氫氧化鈉溶液二氧化硅、氧化鋁均能溶于氫氧化鈉溶液12(2010·山師附中月考題)2008年11月10日新浪網(wǎng)報道，瑞士環(huán)游世界的太陽能飛機“太陽脈動號”進行首次試飛。硅是太陽能電池的重要材料，制取精硅的主要化學(xué)反應(yīng)如下：村料一SiCl4熔點為70，沸點為57.6，在潮濕的空氣中發(fā)生水解反應(yīng)：SiCl44H2O=H4SiO44HCl。材料二晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：步驟一：高溫下，用碳還原二氧化硅制得粗硅。步驟二：粗硅與干燥的氯氣反應(yīng)制取四氯化硅：

15、Si2Cl2SiCl4。步驟三：在1 0001 100時四氯化硅被氫氣還原制得純硅：SiCl42H2Si4HCl。下面是制取純硅的實驗裝置(熱源及夾持裝置均略去)：請你分析下列問題：(1)為使四氯化硅從裝置B中逸出與氫氣充分混合，應(yīng)采取的措施是_ _。(2)裝置C不采用普通玻璃管的原因是_ _。(3)如果從A中直接快速向B中通入氣體，可能觀察到的現(xiàn)象是_ _。(4)為了防止空氣污染，含有四氯化硅的尾氣要通入盛有_溶液的燒杯中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ _。(5)為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度，還應(yīng)對該裝置進行改進的是_ _。解析：本題主要考查制取純硅過程

16、中氫氣還原四氯化硅的實驗，解題過程中要充分利用題干所給信息，去考慮裝置的設(shè)計、優(yōu)化所應(yīng)采取的措施。如四氯化硅沸點低(57.6)，故要使其逸出燒瓶與氫氣反應(yīng)，則需對裝置B進行水浴加熱，且用溫度計控制溫度在57.6左右。由于氫氣還原四氧化硅是在1 0001 100的高溫下進行的，在此溫度下普通玻璃管會軟化，故需用石英玻璃管。由于四氯化硅易水解生成硅酸和氯化氫，不難想到尾氣應(yīng)通入氫氧化鈉溶液中。而氫氣從A逸出時會帶出水蒸氣，使B中四氯化硅發(fā)生水解影響實驗，所以應(yīng)在A、B之間加一個干燥裝置。若快速向B中通入含有水蒸氣的氫氣，少量的四氯化硅會發(fā)生水解生成硅酸和氯化氫，氯化氫在液面上形成白霧。答案：(1)

17、對裝置B水浴加熱，且用溫度計控制溫度在57.6左右(2)在1 0001 100時普通玻璃管會軟化(3)B中液面上方產(chǎn)生少量白霧，液體中有少量白色膠狀物生成(4)氫氧化鈉SiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O(5)在裝置A與B之間連接一個盛有濃硫酸的洗氣瓶(或裝有堿石灰的干燥管)13(2010·模擬題)右圖中每一方格表示有關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物。已知：B是一種單質(zhì)，結(jié)構(gòu)與金剛石相似。其余物質(zhì)都是含有B元素的化合物，C是一種鈉鹽，E是C對應(yīng)的酸，B和D的晶體均為高熔點、堅硬的固體，D為B的氧化物(其他不含B元素的反應(yīng)物以及各步反應(yīng)添加的必要試劑和反應(yīng)條件已被略去)。(1)

18、寫出化學(xué)式：A：_；D：_；E：_。(2)A和B的互變在工業(yè)上的實際意義是_ _。(3)寫出化學(xué)方程式：反應(yīng)：_；反應(yīng)：_ 。(4)有人預(yù)測B是21世紀具有開發(fā)潛力的新能源，如果B為能源，其優(yōu)點是_ _ (寫兩條)；可以肯定上述框圖中_反應(yīng)是放熱反應(yīng)(填序號)。解析：高熔點、高硬度，與金剛石結(jié)構(gòu)相似的固體單質(zhì)只有晶體硅，故B為晶體硅，其他物質(zhì)則可由硅的化合物的性質(zhì)推出，A為四氯化硅，C為硅酸鈉，D為二氧化硅E為硅酸。A與B轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)：Si2Cl2SiCl4，蒸餾四氯化硅，分離除去難溶雜質(zhì)；將四氯化硅用氫氣還原得到純度高的硅：SiCl42H2Si4HCl。硅燃燒放出大量熱量，生成固體二氧化硅

19、，對環(huán)境污染??；而二氧化硅可以用焦炭冶煉得到硅，原料可以循環(huán)利用，同時副產(chǎn)物一氧化碳既是燃料又是化工產(chǎn)品。答案：(1)SiCl4SiO2H2SiO3(2)粗硅提純(3)Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2SiO22CSi2CO(4)產(chǎn)物對環(huán)境污染??；原料循環(huán)利用14(2010·模擬題)A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素。B、E同主族，它們的單質(zhì)以及它們之間反應(yīng)生成的化合物在常溫時狀態(tài)相同，形成的晶體類型也相同；A與C、D與C之間都能形成原子個數(shù)比分別為21和11的兩種化合物。試解答下列有關(guān)問題：(1)B、E單質(zhì)以及它們之間反應(yīng)生成的化合物熔點由高到低的順序為_

20、(填元素符號或化學(xué)式)。(2)C與D形成的化合物的電子式為：_ _。(3)實驗室可由B、C、D組成的化合物為反應(yīng)物之一制取由A、C、D組成的化合物，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_ _。(4)寫出E單質(zhì)與A、C、D形成的化合物的水溶液反應(yīng)的離子方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目_ _。解析：根據(jù)題意可知B、E分別為C和Si，可以化合生成SiC。A與C，D與C都能形成原子個數(shù)比分別為21和11的兩種化合物，推出A為H、C為O，D為Na，C與D形成Na2O或Na2O2。答案：(1)C>SiC>Si(2)Na··O··,····2Na，Na··O··,····O··,····2Na(3)Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH(4)Si2OH4H4e2O=SiO322H