碳、硅及無機非金屬材料+Word版含答案

1、碳、硅及無機非金屬材料1.硅及其化合物已被廣泛用于生產生活中，下列說法不正確的是圖1圖29Si為原料的太陽能電A.圖1是常見于汽車中的小擺件“蘋果花”，它的動力源于以 池B.互聯(lián)網通過光纖交換信息，光纖的主要原料是SiO2C.硅酸鈉溶液的俗名是水玻璃，常用作木材的阻燃劑D.圖2中這幅玻璃上的精美刻花，是工藝師用鹽酸刻蝕玻璃形成的解析：選D工藝師用氫氟酸刻蝕玻璃，D錯誤。2 .下列關于 SiO2和CO 2的說法中正確的是（）A. CO2、SiO2都能與堿及堿性氧化物反應B. CO 2 SiO2與水反應分別生成相應的酸C. SiO2可用來制作干燥劑，因 SiO2可與水反應D. CO2和SiO2都是

2、由相應的分子構成的解析：選A CO2、SiO2都是酸性氧化物，都能與堿及堿性氧化物反應，故 A正確； SiO2不溶于水，也不能和水反應生成硅酸，B不正確；硅膠可用作干燥劑，但SiO2不與水反應，C不正確；CO2是由分子構成的，SiO2是由Si、O原子直接構成的，D不正確。3 .據某網站報道：國家質檢總局稱，在我國銷售的德國NUK牌嬰兒爽身粉含有一級致癌物滑石粉。已知滑石粉的化學式為 Mg3（Si4Oi0）（OH） 2,色白、滑爽、柔軟、耐火。下列 有關說法不正確的是（）A.滑石粉屬于無機硅酸鹽類物質B.滑石粉的組成可表示為 3MgO- 4SiO2 H2OC.爽身粉中添加滑石粉是利用它的滑爽、柔

3、軟和耐火性D.滑石粉可能會與氫氟酸、NaOH溶液發(fā)生反應解析：選C 滑石粉屬于無機硅酸鹽類物質，故 A正確；從滑石粉的化學式可知其組 成可表示為3MgO 4SiO2 H2O,故B正確；爽身粉中添加滑石粉，與它的耐火性無關，故 C錯誤；從滑石粉的組成可知它具有SiO2的性質，能與氫氟酸、NaOH溶液反應，故 D正確。高溫4.工業(yè)制粗硅的反應為 2C+SiO2=Si+2CO T。下列說法正確的是 （）A. SiO2為分子晶體，Si為原子晶體B. Si是光導纖維的主要成分C.在該反應條件下，C的氧化性強于Si的氧化性D.每生成1 mol Si理論上轉移的電子數目約為4X 6.02X 1023解析：選

4、D A項，Si。2、Si晶體類型均為原子晶體，故該項錯誤；B項，SiO?是光導纖維的主要成分，故該項錯誤；C項，在該反應條件下，C的還原性強于 Si的還原性，故該項錯誤；D項，在反應中每有 1 mol Si生成，理論上轉移的電子為4 mol,即約為4X 6.02X 1023,故選項正確。5.月球的礦產資源極為豐富，僅月球表層5 cm厚的沙土就含鐵單質有上億噸，月球上的主要礦物有輝石 CaMgSi2O6、斜長石KAlSisOs和橄欖石（Mg或Fe）2SiO4等，下列說法 或分析不正確的是（）A.輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B.斜長石的氧化物形式可表示為K2O Al2O3 3SiO2C.月球

5、表層沙土中有游離態(tài)鐵是因為月球的表面幾乎沒有氧氣D.橄欖石中鐵為+ 2價解析：選B 斜長石的氧化物形式應為K2O Al2O3 6SiO206. （2018銀川*II擬）科學家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產高純硅的工藝流程如圖所 示：圾氣容器I中進行的反應為 Si（粗）+ 3HCl（g）=SiHCl 3（l）+ H 2（g）;容器n中進行的反應為SiHCl 3+ H 2=Si（純）+ 3HCl。下列說法正確的是（）A.該工藝流程的優(yōu)點是部分反應物可循環(huán)使用B.最好用分液的方法分離Si和SiHCl 3C.反應和中 HCl均作氧化劑D.反應和屬于可逆反應解析：選A 該工藝流程中 HCl和H2兩種氣體

6、可循環(huán)使用；分離 Si與SiHCl 3可用過 濾的方法；反應中HCl是生成物，是氧化產物；反應、都不在同一條件下進行，不是可逆反應。7 .甲氣體可發(fā)生如下變化:由一/* 通過灼熱的炭層 ,一 通過灼熱的炭層 h-/*通過灼熱的CUO, 一通過澄清石灰水 丁用,*甲氣體> 乙氣體> 丙氣體> 乙氣體>丁固體。則甲、乙、丙、丁分別為 ()A. CO2、CO、O2、CaOB. O2、CO、CO2、CaCO 3C. O2、CO2、CO、CaCO 3D. CO、CO2、O2、Ca(OH) 2解析：選C 以丙氣體為突破口，丙通過灼熱的CuO后，生成的乙氣體可與澄清石灰水反應生成固體

7、，說明乙是CO 2,則丙是CO,甲是。2, 丁是CaCO 3。8 .二氧化硅(SiO2)又稱硅石，是制備硅及其化合物的重要原料(如圖)。下列說法正確的是()A. SiO2既能與HF反應，又能與 NaOH反應，屬于兩性氧化物8 .瑪瑙和紅寶石的主要成分都是SiO2, SiO2和Si都是制造光導纖維的材料C,雖然高溫下 SiO2能與Na2CO3反應放出CO2,但不能說明硅酸的酸性強于碳酸D.圖中所示轉化反應中非氧化還原反應的種數多于氧化還原反應的種數解析：選CD SiO2只能和特殊酸反應，和其他酸不反應，沒有普遍性，所以不能說明 其具有兩性，故 A錯誤；紅寶石的主要成分是AI2O3,瑪瑙的主要成分

8、是 SiO2, SiO2是制造光導纖維的材料，故B錯誤；高溫條件下，SiO2和Na2CO3反應生成Na2SiO3和CO 2,常溫下，SiO2和Na2CO3不反應，所以不能說明 H2SiO3的酸性強于H2CO3,故C正確；圖 中氧化還原反應有 3個，非氧化還原反應有6個，所以圖中所示轉化反應中非氧化還原反應的數目多于氧化還原反應的數目，故D正確。9 .如圖所示物質的轉化關系中，A是一種固體單質，E是一種白色沉淀。請回答下列問題:(1)B的化學式是 ,目前B已被用作 的主要原料。(2)B和a溶液反應的離子方程式是 。(3)A和a溶液反應的離子方程式是 (4)C和過量的鹽酸反應的離子方程式是 。解析

9、：C與過量的鹽酸反應生成白色沉淀E,則E可能是H2SiO3或AgCl,若E是AgCl,則C是AgNO3, A為Ag ,根據已有知識，Ag與HNO 3反應能生成三種產物，不符合框圖 中物質間的轉化關系。故 E只能為H2S23, C為硅酸鹽，A為Si, a溶液為強堿的水溶液， 進一步推出B為SiO2。答案：(1)SiO2光導纖維 一2- (2)SiO2+2OH =SiO3 +H2O (3)Si + 2OH + H 2O=SiO 3 + 2H2 T (4)SiO 3 + 2H =H 2SiO3 J10 .如圖中的每一方框表示相關的一種反應物或生成物。其中 B是一種單質，其余物 質也都是含有 B元素的

10、化合物。C是一種鈉鹽，E是C對應的酸，其結構與碳酸相似；B的結構類似金剛石，D為B的氧化物。(其他不含B元素的反應產物以及各步反應添加的必 要試劑和反應條件已被略去 )請回答下列問題：(1)A、D、E的化學式分別為 、。(2)A的B的互相轉化在工業(yè)上的實際意義是 。 (3)寫出D一C的化學方程式： 。(4)寫出E一D的化學方程式： 。解析：由單質B的結構類似金剛石可知，B是單質硅，D為B的氧化物，則D是Si。？,結合轉化關系知，A為SiCl4, C是一種鈉鹽，則 C是Na2SiO3, E是C對應的酸，則E是H2SiO3。(1)由以上分析可知 A為SiCl4, D為SiO2, E為H2SQ3。(

11、2)A和B的互相轉化在 工業(yè)上的實際意義是粗硅提純。(3)D-C可以為二氧化硅和 NaOH溶液反應生成硅酸鈉和水，化學方程式為 SiO2+2NaOH=Na 2SiO3+H2。(4)H2SiO3不穩(wěn)定，加熱分解生成 SiO2 和 SO,故E-D的化學萬程式為 H2SiO3=SiO2+H2。答案:(1)SiCl4 SiO2 H2SiO(2)粗硅提純(3)SiO 2+ 2NaOH=Na 2SiO3 + H 2。(或其他合理答案) (4)H 2SiO3=SiO2 + H 2。11 .單晶硅是信息產業(yè)中重要的基礎材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅 (含鐵、鋁、硫、磷等雜質)，粗硅與氯氣反應生成四

12、氯化硅 (反應溫度450500 C),四氯化硅 經提純后用氫氣還原可得高純硅。如圖是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。接氣現(xiàn)置 連尾處裝相關信息如下:a.四氯化硅遇水極易水解;b.硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應生成相應的氯化物;c.有關物質的物理常數見表:物質SiCl4BCl3AlCl 3FeCl3PCl5沸點/C57.712.8一315一熔點/C-70.0 107.2一一一升華溫度/C一一180300162回答下列問題：（1）寫出裝置 A中發(fā)生反應的離子方程式： 。（2）裝置A中g管的作用是 ;裝置C中的試劑是 ;裝置E中 的h瓶需要冷卻理由是。（3）裝置E中h瓶收集到的粗產物可通過

13、精儲（類似多次蒸儲）得到高純度四氯化硅，精儲后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質元素是 （填寫元素符 號）。解析：制備四氯化硅的原料為C12和Si。A裝置為C12的制備裝置，B、C裝置為除雜裝置。先用B除去HCl ,再用C（濃H2SO4）除去水蒸氣。C12通入粗硅中反應，用冷水將產 生SiCl4冷凝即可。（1）制取氯氣用濃鹽酸和 MnO 2在加熱條件下反應。（2）g管是將分液漏斗 與燒瓶相連，則它們中的壓強是相等的，這樣便于鹽酸能順利滴下。SiC。的沸點很低，只有57.7 C,而反應的溫度達幾百度，故需要冷凝收集。（3）從物質的物理性質表可發(fā)現(xiàn)， AlCl 3, FeCl3和PCl5均易升

14、華，故還應含有 Al、P、Cl元素。答案：（1）MnO 2 + 4H + + 2C=Mn2+Cl2f + 2H2O （2）平衡壓強濃硫酸 使SiCl4冷凝 （3）Al、P、Cl12 .二氯二氫硅（SiH2Cl2）常用于外延法工藝中重要的硅源。易燃、有毒，與水接觸易水解，沸點為 8.2 C。在銅催化作用下，HCl與硅在250260 C反應可以制得 SiHzCE電動攪拌器心(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)連接次序為a >() >(

15、) >() )(母，其中裝置C用到2次)。)> ()-> ()> ()(填儀器接口的字(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)反應除生成二氯二氫硅之外，還會生成H2和、等。(6)新的制取SiH2Cl2的方法是：往硅粉中先通入C12,在300350 C反應生成 SiCj然后再與HCl在250260 C反應，可以大大提高產率。如果通入氣體次序相反，結果會 (用化學方程式表示)。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進入D中反應，SiH2Cl2從g處揮發(fā)，

16、在B裝置中收 集，SiH2Cl2的密度比空氣大，導氣管應長進短出，為防止空氣中的水進入B中，則應在B后接干燥管。(4)前面的裝置 C是用來干燥氯化氫氣體的，應選用P2O5或無水CaCl2,后面裝置C的作用為尾氣處理和防止空氣中的水進入B中，應選堿石灰。(6)如果通入氣體次序相反，SiH2Cl2會與C12繼續(xù)反應，生成 SiCl4、SiHC。答案：吸水 (2)Si+2HCl=25°=SiH2Cl2(3)d e f g b c d(4)P2O5或無水 CaCl2 尾氣處理和防止空氣中的水進入B中 (5)SiCl 4 SiHCl 3 (6)SiH2Cl2+ 2Cl2=SiCl4 + 2HC

17、l(或 SiHzCS+ CL=SiHCl 3+ HCl)13 .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：高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；“.I 一，一_ 一 _ 高溫粗硅與干燥 HCl氣體反應制得 SiHCl 3： Si+3HCl=SiHCl3+H2； SiHC。與過量H2在1 0001 100 C反應制得純硅。已知：SiHCh能與H2O強烈反應，在空氣中易自燃。請回答下列問題：(1)第步制備粗硅的化學方程式為 。(2)粗硅與HCl反應完全后，經冷凝得到的SiHCl 3(沸點33.0 C)中含有少量SiCl4(沸點57.6 C)和HCl(沸點一84.7 C),提純 SiHCl 3

18、采用的方法為 。(3)用SiHCl 3與過量H2反應制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去):石英管尾氣處理裝置略去裝置B中的試劑是裝置C中的燒瓶需要水浴加熱，其目的是反應一段時間后，裝置 D中觀察到的現(xiàn)象是 ,裝置D不能采用普 通玻璃管的原因是 ,裝置D中發(fā)生反應的化 學方程式為。為保證制備純硅實驗的成功，操作的關鍵是檢查實驗裝置的氣密性、控制好反應溫 度以及。為鑒定產品硅中是否含微量鐵單質，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入 的試劑是(填字母)。a.碘水b.氯水 c. Mg(OH) 2固體d. KSCN 溶液e. Na2SO3 溶液解析：(2)沸點不同的液體可以采用蒸儲的方法分離。(

19、3)為防止SiHCl 3與H2O強烈反應，需要干燥氫氣；升高溫度能使 SiHCl 3汽化，從而使SiHCl 3和氫氣在D中反應。D 中發(fā)生反應SiHCl3+H2=11=Si+3HCl , Si為固態(tài)，所以看到的現(xiàn)象是有固體物質 生成。Si是親氧元素，為防止Si被氧化和SiHCl 3在空氣中易自燃，需要排盡裝置中的空 氣。向溶液中加入氧化劑將Fe2+氧化成Fe3 ,然后加入KSCN溶液檢驗Fe3答案：(1)SiO2 + 2C=Si+ 2CO T(2)分儲(或蒸儲)(3)濃硫酸 使滴入燒瓶中的SiHCl 3汽化 有固體物質生成在高溫下，普通玻璃會軟化 SiHCl 3+H217=Si+ 3HCl排盡

20、裝置中的空氣 bd14.石墨在材料領域有重要應用。某初級石墨中含 SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質。設計的提純與綜合利用工藝如下：際礙第含水.菊的泄礪液右用I 5001'步程(1)1加愁化.圜-T宕電極I(注：SiCl4的沸點為57.6 c,金屬氯化物的沸點均高于150 C)(1)向反應器中通入 Cl2前，需通一段時間 N2,主要目的是 (2)高溫反應后，石墨中氧化物雜質均轉變?yōu)橄鄳穆然?。氣體I中的碳氧化物主要為。由氣體H中某物得到水玻璃的化學反應方程式為 (3)步驟為攪拌、 。所得溶液IV中的陰離子有 。(4)由溶液I

21、V生成沉淀V的總反應的離子方程式為 100 kg初級石墨最多可能獲得V的質量為 kg。(5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學防腐，完成如圖防腐示意圖，并作相應標注。解析：(1)通入N2的目的是為了排除裝置中的空氣(特別是氧氣)，防止在高溫時石墨與氧氣反應。(2)高溫反應后，SiO2、AI2O3、Fe2O3、MgO分別轉化為 SiCL AICI3、FeC、 MgCl 2o因為石墨是過量的， 故高溫條件下，C和SiO2、Fe2O3反應生成的是 CO °由于SiCl4 的沸點為57.6 C,低于80 C,故氣體n為 SiCL,在NaOH溶液中水解生成 Na2SiO3和 NaCl: SiCl