（新課標(biāo)）高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 10無(wú)機(jī)非金屬材料的主角-硅配餐作業(yè) 新人教版-新人教版高三化學(xué)試題

配餐作業(yè)(十)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅A組·全員必做題1．氣凝膠是一種世界上最輕的固體，也被稱(chēng)為“固態(tài)煙”，非常堅(jiān)固耐用，它可以承受相當(dāng)于自身重量幾千倍的壓力，最高能承受1400攝氏度的高溫，絕熱性能十分優(yōu)越，其主要成分是二氧化硅等。下列說(shuō)法正確的是()A．該材料具有良好的導(dǎo)電性B．二氧化硅可用于制作光導(dǎo)纖維C．二氧化硅耐所有的酸或堿D．水泥的主要成分是二氧化硅解析氣凝膠的主要成分是二氧化硅，二氧化硅不導(dǎo)電，A項(xiàng)不正確；二氧化硅可溶于強(qiáng)堿和氫氟酸，C項(xiàng)不正確；水泥的主要成分是硅酸鹽，D項(xiàng)不正確。答案B2．我國(guó)成功發(fā)射了嫦娥一號(hào)探測(cè)衛(wèi)星，確定對(duì)月球土壤中14種元素的分布及含量進(jìn)行探測(cè)等。月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，僅月面表層5cm的沙土就含有鐵單質(zhì)上億噸，月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、鉀長(zhǎng)石(KAlSi3O8)和橄欖石(Mg2Fe2Si2O8)等。下列說(shuō)法或分析不正確的是()A．輝石、鉀長(zhǎng)石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B．鉀長(zhǎng)石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·3SiO2C．橄欖石中鐵為＋2價(jià)D．輝石的氧化物形式為CaO·MgO·2SiO2解析B項(xiàng)，K、Al、Si的個(gè)數(shù)比為1∶1∶3，應(yīng)表示為K2O·Al2O3·6SiO2。答案B3．(2017·湖北八校聯(lián)考)如何解決好碳排放問(wèn)題是關(guān)系到人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的重大課題之一。目前，采用較多的方法是對(duì)二氧化碳進(jìn)行捕集封存和富集再利用。下列與二氧化碳有關(guān)的敘述正確的是()A．CO2是形成酸雨的主要物質(zhì)B．CO2導(dǎo)致溫室效應(yīng)，是一種大氣污染物C．CO2(g)＋C(s)eq\o(=,\s\up17(高溫))2CO(g)ΔH>0，高溫有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行D．實(shí)驗(yàn)室常用大理石與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳解析硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2不屬于大氣污染物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2(g)＋C(s)eq\o(=,\s\up17(高溫))2CO(g)為熵增的吸熱反應(yīng)，當(dāng)ΔT＝ΔH－TΔS<0時(shí)，反應(yīng)易自發(fā)進(jìn)行，故高溫有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，C項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)室不能用稀硫酸與大理石反應(yīng)制取二氧化碳，因?yàn)樯傻牧蛩徕}微溶，包裹在大理石的表面，會(huì)阻止大理石與稀硫酸接觸，使反應(yīng)停止，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C4．《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個(gè)謎，近代科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍(lán)紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價(jià))，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說(shuō)法不正確的是()A．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B．性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色C．易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿D．x等于6解析“硅酸銅鋇”能穩(wěn)定存在說(shuō)明其性質(zhì)穩(wěn)定。不易脫色，不易與酸、堿反應(yīng)?！肮杷徙~鋇”中Ba為＋2價(jià)，Cu為＋2價(jià)，Si為＋4價(jià)，則x＝6，用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2。A、B、D均正確。答案C5．(2017·泰州月考)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，最后得到的固體物質(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\up17(△))H2O＋SiO2,2NaHCO3eq\o(=,\s\up17(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O；SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，各反應(yīng)物存在如下關(guān)系，H2SiO3～2NaHCO3，H2SiO3～SiO2,2NaHCO3～Na2CO3～SiO2，由上述關(guān)系可知，最后所得固體物質(zhì)是Na2SiO3，故選A。答案A6．(2017·安徽合肥月考)《天工開(kāi)物》記載：凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無(wú)沙粘(通“黏”)土而為之”，“凡坯既成，干燥之后，則堆積窯中燃薪舉火”，“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．沙子和黏土主要成分為硅酸鹽B．“燃薪舉火”使黏土發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化C．燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦D．黏土是制作磚瓦和陶瓷等的主要原料解析沙子的主要成分為SiO2，不屬于硅酸鹽，A錯(cuò)誤；“燃薪舉火”是使成型的黏土器皿發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化而制成陶器，B正確；燒制過(guò)程中鐵的化合物被氧化為氧化鐵，得到紅瓦，若澆水則發(fā)生還原反應(yīng)得到氧化亞鐵而成為青瓦，C正確；磚瓦、陶瓷的主要原料是黏土，D正確。答案A7．(2017·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市月考)我國(guó)科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管，微觀結(jié)構(gòu)如圖。下列敘述正確的是()A．SiO2與干冰的物理性質(zhì)相似B．SiO2耐腐蝕，不與任何酸反應(yīng)C．工業(yè)上用SiO2制備粗硅D．光纖主要成分是SiO2，具有導(dǎo)電性解析SiO2熔點(diǎn)高，硬度大，而CO2熔點(diǎn)低，常溫下為氣體，A錯(cuò)誤；SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，B錯(cuò)誤；SiO2無(wú)導(dǎo)電性，D錯(cuò)誤。答案C8．(2016·安徽省示范高中聯(lián)考)將硅、鐵物質(zhì)的量均為1mol的某種硅鐵合金粉末分別與下列溶液充分反應(yīng)(溶液均過(guò)量)，放出氫氣最多的是()A．18.4mol·L－1H2SO4溶液B．1.5mol·L－1HCl溶液C．4mol·L－1HNO3溶液D．3mol·L－1NaOH溶液解析A、C中不能產(chǎn)生氫氣，1mol硅與足量的NaOH溶液可產(chǎn)生2mol氫氣，1mol鐵與鹽酸反應(yīng)可產(chǎn)生1mol氫氣，故A、B、C均錯(cuò)誤，D正確。答案D9．(2017·陜西西安一中月考)近年來(lái)科學(xué)家制造出大量的新物質(zhì)，對(duì)下列三種物質(zhì)的相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()石墨烯：從石墨中分離出來(lái)，是最薄、最堅(jiān)硬的物質(zhì)石墨炔：平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的全碳分子，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性納米碳管：具有優(yōu)良的場(chǎng)發(fā)射性能，制作成陰極顯示管、儲(chǔ)氫材料A.石墨烯具有良好的導(dǎo)電性B．上述三種物質(zhì)與金剛石互為同素異形體C．石墨炔孔徑略大于H2分子的直徑，可作H2的提純薄膜D．上述三種物質(zhì)與濃硝酸都能發(fā)生反應(yīng)，但反應(yīng)產(chǎn)物不同解析石墨烯作為電導(dǎo)體，它和銅有著一樣出色的導(dǎo)電性，因此具有良好的導(dǎo)電性，A正確；題述三種物質(zhì)均為碳的單質(zhì)，與金剛石互為同素異形體，B正確；碳原子半徑大于氫原子，則石墨炔孔徑大于H2分子的直徑，可以容納H2分子，則石墨炔是理想的H2提純薄膜，C正確；題述三種物質(zhì)都是碳的單質(zhì)，在加熱條件下與濃硫酸都能發(fā)生反應(yīng)，且反應(yīng)產(chǎn)物相同，D錯(cuò)誤。答案D10．(2017·皖南八校聯(lián)考)高純度晶硅是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料，又稱(chēng)“半導(dǎo)體”材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一場(chǎng)“革命”。它可以按下列方法制備：SiO2eq\o(→,\s\up17(①C),\s\do15(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up17(②HCl),\s\do15(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up17(③過(guò)量H2),\s\do15(1000℃～1100℃))Si(純)下列說(shuō)法正確的是()A．步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2＋Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋CO2↑B．步驟①②③中每生成或反應(yīng)1molSi，轉(zhuǎn)移4mol電子C．二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，而硅不能與氫氟酸反應(yīng)D．SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)67.6℃)，通過(guò)蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3解析步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑，A錯(cuò)誤；步驟②③中每生成或反應(yīng)1molSi，轉(zhuǎn)移2mol電子，B錯(cuò)誤；硅能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和氫氣，C錯(cuò)誤；D正確。答案D11．2010年5月15日，CCTV對(duì)“南澳一號(hào)”沉船的考古進(jìn)行了兩個(gè)小時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)直播，從沉船中發(fā)現(xiàn)了大量宋代精美瓷器，體現(xiàn)了燦爛的中華文明。青花瓷胎體的原料——高嶺土[Al2Si2O5(OH)x]，可摻進(jìn)瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是鉀長(zhǎng)石(KAlSi3O8)，在1300℃左右一次燒成的釉可形成精美的青花瓷。(1)下列說(shuō)法正確的是________(填選項(xiàng)字母)。A．高嶺土分子中x＝2B．鉀長(zhǎng)石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液C．燒制青花瓷過(guò)程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化D．青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品(2)在“南澳一號(hào)”考古直播過(guò)程中，需用高純度SiO2制造的光纖。下圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉、氧化鋁等雜質(zhì))制備二氧化硅粗產(chǎn)品的工藝流程。①洗滌石英砂的目的是___________________________。②二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________。③在以上流程中，要將洗凈的石英砂研磨成粉末，目的是__________________________________。④工業(yè)上常用純凈石英砂與C在高溫下發(fā)生反應(yīng)制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1。下列說(shuō)法正確的是______(填選項(xiàng)字母)。A．SiC性質(zhì)穩(wěn)定，能用于制造抗高溫水泥B．制造粗硅時(shí)的反應(yīng)為：2SiO2＋5Ceq\o(=,\s\up17(高溫),\s\do15())Si＋SiC＋4CO↑C．在以上流程中，將鹽酸改為NaOH溶液，也可達(dá)到目的D．純凈的SiO2只能用于制造光導(dǎo)纖維解析(1)選項(xiàng)A，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則，可得：6＋8－10－x＝0，解得x＝4。選項(xiàng)B，鉀長(zhǎng)石與鹽酸反應(yīng)后不能形成澄清的溶液。選項(xiàng)C，根據(jù)水泥制造過(guò)程可推測(cè)出燒制青花瓷過(guò)程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。選項(xiàng)D，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸鹽產(chǎn)品的特點(diǎn)，是硅酸鹽產(chǎn)品。(2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl雜質(zhì)，洗滌石英砂可使NaCl與SiO2分離。②SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O，據(jù)此可寫(xiě)出相應(yīng)的離子方程式。③將純凈的石英砂研磨后能增大物質(zhì)的表面積，從而增大反應(yīng)物與鹽酸的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。④選項(xiàng)A，根據(jù)SiC中元素的價(jià)態(tài)可知，SiC具有還原性，在高溫下仍能在O2中燃燒生成SiO2和CO2，因此不能用于制造抗高溫水泥。選項(xiàng)B，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1，根據(jù)原子守恒，可將題述信息轉(zhuǎn)化為如下反應(yīng)：2SiO2＋5C=Si＋SiC＋4CO↑。選項(xiàng)C，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)二者的分離。選項(xiàng)D，純凈的SiO2還可用于制造光學(xué)玻璃等。答案(1)CD(2)①除去石英砂中的NaCl雜質(zhì)②SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O③增大反應(yīng)物之間的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率④B12．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________(填選項(xiàng)字母)。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)下列坩堝可選用的是__________(填選項(xiàng)字母)。A．普通玻璃坩堝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\up17(高溫))Si＋2CO↑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(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)CSiO2B組·重點(diǎn)選做題13.氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料，在航天航空、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路線圖如下所示。eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up17(焦炭/高溫),\s\do15(①))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up17(Cl2/723～773K),\s\do15(②))eq\x(SiCl4粗)eq\o(→,\s\up17(精餾),\s\do15(③))eq\x(SiCl4精)eq\o(→,\s\up17(NH3),\s\do15(④))eq\x(SiNH24)eq\o(→,\s\up17(高溫),\s\do15(⑤))eq\x(氮化硅)其中—NH2基團(tuán)中各元素的化合價(jià)與NH3相同。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學(xué)反應(yīng)方程式表示其原因_________________________________________________________________________________________________。(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是__________________________________________________________。(3)SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解，產(chǎn)生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_________________________________________________________。(4)在反應(yīng)⑤中，3molSi(NH2)4在高溫下加熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，則氮化硅的化學(xué)式為_(kāi)_______________。(5)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫(xiě)出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________________________________________。解析石英砂不能與堿共同存放的實(shí)質(zhì)是SiO2與堿可以發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)①是石英砂與焦炭發(fā)生氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)②是硅單質(zhì)與Cl2反應(yīng)，也是氧化還原反應(yīng)。SiCl4水解可以看做Si結(jié)合四個(gè)OH－生成H4SiO4，原硅酸不穩(wěn)定失水生成H2SiO3，Cl－結(jié)合H＋生成HCl。氮化硅的化學(xué)式可通過(guò)題目信息，運(yùn)用質(zhì)量守恒求得。結(jié)合題給信息，SiCl4與N2、H2反應(yīng)可得到Si3N4和HCl。答案(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(2)①②(3)SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓(若寫(xiě)H4SiO4也對(duì))(4)Si3N4(5)3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si3N4＋12HCl14．媒體曾報(bào)道江蘇肯德基連鎖店在煎炸中添加濾油粉的情況，經(jīng)衛(wèi)生部門(mén)檢測(cè)，濾油粉實(shí)質(zhì)為食品級(jí)三硅酸鎂。三硅酸鎂為白色無(wú)味粉末，不溶于水和乙醇，易與無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。有關(guān)部門(mén)規(guī)定三硅酸鎂樣品中含水量不超過(guò)12.2%為優(yōu)良級(jí)。某化學(xué)小組欲測(cè)定三硅酸鎂的化學(xué)式(可用MgxSi3Oy·mH2O