高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 無機(jī)非金屬材料的主角 硅限時(shí)集訓(xùn)卷

【創(chuàng)新方案】高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)無機(jī)非金屬材料的主角硅限時(shí)集訓(xùn)卷[對應(yīng)學(xué)生用書課下限時(shí)集訓(xùn)(十)]一、選擇題1．如圖是碳循環(huán)中的一部分。以下對該圖示的理解不正確的是()A．哥本哈根會(huì)議曾討論的議題主要涉及反應(yīng)①B．反應(yīng)②是在植物體內(nèi)完成的C．反應(yīng)③是造成大氣中CO2濃度逐漸升高的主要原因D．反應(yīng)④⑥是人為緩解溫室效應(yīng)的措施解析：選C哥本哈根會(huì)議主要倡導(dǎo)“低碳生活、減少CO2的排放”，化石燃料燃燒生成的CO2是大氣中CO2的主要來源，A正確；植物體內(nèi)的光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖，B正確；導(dǎo)致大氣中CO2濃度逐漸升高的主要原因是人為過度使用化石燃料、過度砍伐樹木，C錯(cuò)誤；D正確。2．(·河南鄭州期末)下列有關(guān)硅及其化合物的說法中正確的是()A．在粗硅的制取中發(fā)生反應(yīng)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO↑＋Si，硅被還原，說明碳的還原性大于硅的還原性B．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中C．用SiO2制取硅酸，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后再通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性強(qiáng)于碳酸解析：選C依據(jù)元素周期律知硅的還原性大于碳的還原性，但上述反應(yīng)能發(fā)生是因?yàn)楫a(chǎn)物中有氣體CO生成，使反應(yīng)平衡向右移動(dòng)，A錯(cuò)誤；硅酸鈉是一種黏合劑，B錯(cuò)誤；D項(xiàng)中的反應(yīng)不是在水溶液中進(jìn)行的，且產(chǎn)物中有氣體生成，與酸性強(qiáng)弱無關(guān)，D錯(cuò)誤。3．下列說法正確的是()A．高溫下，可在試管內(nèi)完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反應(yīng)B．CO2和鈉在一定條件下反應(yīng)可以得到金剛石和碳酸鈉，反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是3∶4C．現(xiàn)代海戰(zhàn)通過噴放液體SiCl4(極易水解)和液氨可產(chǎn)生煙幕，其主要成分是NH4ClD．從燃煤煙道灰中(含GeO2)提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge)，沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)解析：選CA項(xiàng)，試管自身含有二氧化硅，高溫條件下可以和焦炭反應(yīng)；B項(xiàng)，CO2和鈉在一定條件下反應(yīng)可以得到金剛石和碳酸鈉，反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是1∶4；C項(xiàng)，SiCl4(極易水解)水解后生成硅酸和氯化氫，氯化氫易和氨氣反應(yīng)生成氯化銨固體；D項(xiàng)，由GeO2提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge)是氧化還原反應(yīng)。4．高嶺土[Al2Si2O5(OH)x]是優(yōu)良的制瓷原料，青花瓷釉料的主要成分是鉀長石(KAlSi3O8)，在1300℃左右高溫一次燒成的釉可形成精美的青花瓷。下列有關(guān)分析中不正確的是()A．Al2Si2O5(OH)x中x＝4B．鉀長石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液C．燒制青花瓷過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理和化學(xué)變化D．青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品解析：選BA項(xiàng)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則，可得：3×2＋4×2－2×5－x＝0，解得x＝4；B項(xiàng)，將KAlSi3O8改寫為氧化物形式為K2O·Al2O3·6SiO2，SiO2不與鹽酸反應(yīng)，所以鉀長石與鹽酸反應(yīng)后不能形成澄清的溶液；C項(xiàng)，根據(jù)制瓷過程可猜想出燒制青花瓷過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理和化學(xué)變化；D項(xiàng)，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸鹽產(chǎn)品的特點(diǎn)，都屬于硅酸鹽產(chǎn)品。5．如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是()A．SiO2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：選CSiO2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)。6．能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是()A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水B．CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C．高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2D．CO2是氣體，而SiO2是固體解析：選B根據(jù)較強(qiáng)酸制較弱酸的原理，向可溶性硅酸鹽溶液中通入CO2生成硅酸，可證明硅酸酸性弱于碳酸。7．下列除雜方法正確的是()A．SiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可以加入足量NaOH溶液然后過濾除去B．CO2中含有CO雜質(zhì)，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱C．CO2中含有HCl雜質(zhì)，可以通過盛有Na2CO3溶液的洗氣瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可以通入足量的CO2，然后過濾解析：選BA項(xiàng)，SiO2、Al2O3均與NaOH反應(yīng)；C項(xiàng)，Na2CO3溶液也吸收CO2；D項(xiàng)，引入NaHCO3。8．(·湖北黃石高三質(zhì)檢)某無色混合氣體可能含有CO2、CO、H2O(水蒸氣)、H2中的一種或幾種。依次進(jìn)行如下連續(xù)處理(假定每步處理均反應(yīng)完全)：①通過堿石灰，氣體體積變?。虎谕ㄟ^赤熱的氧化銅，固體變?yōu)榧t色；③通過白色硫酸銅粉末，粉末變?yōu)樗{(lán)色；④通過澄清的石灰水，溶液變得渾濁。由此可以確定混合氣體中()A．一定含有CO2、H2O，至少含有H2、CO中的一種B．一定含有H2O、CO，至少含有CO2、H2中的一種C．一定含有CO、CO2，至少含有H2O、H2中的一種D．一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一種解析：選D由①可知，堿石灰吸收的是CO2或H2O，或二者的混合物；②中CuO被還原為Cu，還原劑為CO或H2，或二者的混合物；但由③可知，反應(yīng)②生成了H2O，故原混合氣體中一定有H2；由反應(yīng)④可知，反應(yīng)②又生成了CO2，故原混合氣體中一定有CO。9．工業(yè)上常用SiO2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。下列說法正確的是()A．SiC是一種新型無機(jī)非金屬材料，任何條件下都不可能在空氣中燃燒B．制造粗硅時(shí)的反應(yīng)為：2SiO2＋5Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋SiC＋4CO↑C．Si、SiO2能用NaOH溶液將其分離D．純凈的SiO2只能用于制造光導(dǎo)纖維解析：選BA項(xiàng)，根據(jù)SiC中元素的價(jià)態(tài)可知，SiC具有還原性，高溫下能在空氣中燃燒生成SiO2和CO2；B項(xiàng)，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＋5Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋SiC＋4CO↑；C項(xiàng)，Si、SiO2均能與NaOH溶液反應(yīng)；D項(xiàng)，純凈的SiO2還可用于制造光學(xué)玻璃等。10．(·江西九江模擬)蛇紋石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3組成?，F(xiàn)取一份蛇紋石試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，首先將其溶于過量的鹽酸，過濾后，在所得的沉淀X和溶液Y中分別加入NaOH溶液至過量。下列敘述不正確的是()A．沉淀X的成分是SiO2B．將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH溶液后過濾，可得到紅色顏料Fe2O3C．在溶液Y中加入過量的NaOH溶液，過濾得到的沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2D．溶液Y中的陽離子主要是Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋解析：選B向蛇紋石試樣中加入過量的鹽酸，其中的MgO、Al2O3、Fe2O3溶解形成含Mg2＋、Al3＋、Fe3＋和H＋的溶液Y，而SiO2不溶解形成沉淀X，溶液Y中加入過量NaOH溶液，將得到Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀，A、C、D正確；將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH溶液，其中的Al2O3和SiO2溶解形成AlOeq\o\al(－,2)和SiOeq\o\al(2－,3)，而MgO和Fe2O3不溶解形成沉淀，B錯(cuò)誤。11．對于第ⅣA族元素，下列敘述中不正確的是()A．SiO2和CO2中，Si和O，C和O之間都是共價(jià)鍵B．C、Si和Ge的最外層電子數(shù)都是4，次外層電子數(shù)都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定條件下都能和氧化鈣反應(yīng)D．該族元素的主要化合價(jià)是＋4和＋2解析：選B一般非金屬原子與非金屬原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合，A正確；C、Si、Ge為同主族元素，最外層電子數(shù)相等均為4，但核電荷數(shù)依次增多，次外層電子數(shù)依次為2、8、18，B錯(cuò)誤；大多數(shù)非金屬氧化物是酸性氧化物，如CO2、SiO2，酸性氧化物在一定條件下能夠與堿性氧化物(如CaO)反應(yīng)，C正確；最高正化合價(jià)數(shù)等于最外層電子數(shù)，第ⅣA族元素的主要化合價(jià)是＋4和＋2，D正確。二、非選擇題12．含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于第________族，與A同族但相對原子質(zhì)量比A小的元素B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________，A與B在原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是________，反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。(3)將C與純堿混合高溫熔融時(shí)也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含A的化合物F。①分別寫出生成D、F的化學(xué)反應(yīng)方程式：________________________________。②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中可選用的是________。A．普通玻璃坩堝B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩堝D．鐵坩堝解析：(1)A元素的單質(zhì)可作半導(dǎo)體材料，含A元素的化合物C是制造光導(dǎo)纖維的原料，可知A為硅元素，C為SiO2，D為Na2SiO3。比硅相對原子質(zhì)量小的同族元素B為碳。(2)C為SiO2，能與SiO2反應(yīng)的酸只有氫氟酸。(3)SiO2與Na2CO3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Na2CO3。答案：(1)ⅣA最外層均有4個(gè)電子，最內(nèi)層均有2個(gè)電子(2)氫氟酸SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(3)①SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓②D13．(·湖南邵陽質(zhì)檢)已知A、B、C、D、E、F、G、H可以發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化，反應(yīng)中部分生成物已略去。其中，A、G為同一主族元素的單質(zhì)，B、C、H在通常情況下為氣體，化合物C是一種形成酸雨的大氣污染物。請?zhí)羁眨?1)寫出E的兩種用途：______________、____________。(2)反應(yīng)③的化學(xué)方程式是__________________________。(3)反應(yīng)④的離子方程式是________________________。(4)寫出一個(gè)由A生成H的置換反應(yīng)方程式：_______________________________。解析：A、G為同主族的單質(zhì)，A能在高溫條件下從E中置換出G，且A能被濃H2SO4在加熱條件下氧化為氣體，則A為碳單質(zhì)，反應(yīng)①為SiO2(E)＋2C(A)eq\a\vs4\al(\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5()))Sieq\a\vs4\al(G)＋2CO↑(H)，反應(yīng)③為C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，C是形成酸雨的大氣污染物，為SO2，則B為CO2，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可推知其他物質(zhì)分別是：F為Na2SiO3，D為H2SiO3，有關(guān)問題即可迎刃而解。答案：(1)制光導(dǎo)纖維作建筑材料(2)C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(3)SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)(4)C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H214．為了證明一氧化碳具有還原性，有人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：(1)裝置B中最適宜的試劑是_____________________。(2)裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________。(3)必須用裝置C除去氣體中水蒸氣的理由是__________________________。(4)若根據(jù)F中石灰水變渾濁的現(xiàn)象也能確定CO具有還原性，應(yīng)在上圖中裝置________與________之間連接下列裝置中的________(填序號)。解析：解答本題注意以下兩點(diǎn)：(1)該實(shí)驗(yàn)的原理：先制取純凈、干燥的CO2，再用C將CO2還原為CO，利用余下裝置證明CO的還原性。(2)注意排除水蒸氣對實(shí)驗(yàn)的干擾。答案：(1)飽和NaHCO3溶液(2)CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO(3)水蒸氣進(jìn)入D中在高溫下能跟碳反應(yīng)產(chǎn)生H2，H2也能還原CuO，不能證明CO具有還原性(4)DE④(或②③)1．下列變化中，不能一步實(shí)現(xiàn)的是()A．Na2SiO3→H2SiO3B．H2SiO3→SiO2C．SiO2→H2SiO3D．SiO2→Na2SiO3解析：選CNa2SiO3eq\o(→,\s\up7(鹽酸))H2SiO3；H2SiO3eq\o(→,\s\up7(△))SiO2；SiO2eq\o(→,\s\up7(NaOH))Na2SiO3；SiO2不能一步轉(zhuǎn)化為H2SiO3。2．利用石英砂制取并獲得高純硅的主要化學(xué)反應(yīng)如下：①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗)＋2CO↑②Si(粗)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純)＋4HCl關(guān)于上述反應(yīng)的分析不正確的是()A．①、③是置換反應(yīng)，②是化合反應(yīng)B．高溫下，焦炭與氫氣的還原性均強(qiáng)于硅C．任一反應(yīng)中，每消耗或生成28g硅，均轉(zhuǎn)移4mol電子D．高溫下將石英砂、焦炭、氯氣、氫氣按一定比例混合可得高純硅解析：選D此三步反應(yīng)按照順序進(jìn)行，才可制得高純硅，D錯(cuò)誤。3．下列離子方程式書寫正確的是()A．往NaOH溶液中通入少量CO2：CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)B．單質(zhì)Si與氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF=H2＋SiF4C．石英砂與燒堿反應(yīng)制水玻璃：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OD．往水玻璃中通入二氧化碳：Na2SiO3＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)解析：選CA項(xiàng)的反應(yīng)為2OH－＋CO2=COeq\o\al(2－,3)＋H2O；B項(xiàng)的反應(yīng)中，H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2；D項(xiàng)，Na2SiO3為可溶性鹽，應(yīng)該拆開寫，并把前后的Na＋去掉即SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O＋CO2=COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3↓。4．如何除去下列各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號內(nèi)物質(zhì)為雜質(zhì))，請按下列提供的試劑和操作，將序號填在表內(nèi)。試劑：A.鹽酸B．燒堿溶液C．氧氣D．水E．二氧化碳F．不需要其他試劑操作：①加熱燃燒②加熱熔融③高溫灼燒④過濾⑤蒸餾⑥結(jié)晶混合物試劑操作(1)SiO2(CaCO3)(2)SiO2(Si)(3)NaCl(SiO2)(4)SiO2(H2SiO3)(5)Fe2O3(SiO2)解析：(1)利用二氧化硅難溶于鹽酸，碳酸鈣易溶于鹽酸的性質(zhì)差異，溶解后過濾。(2)加熱情況下，硅和氧氣反應(yīng)生成二氧化硅，變雜質(zhì)為主要成分。(3)利用二者的水溶性差異，溶解、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶即可。(4)采用加熱方式將硅酸轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸琛?5)加燒堿溶液將二氧化硅溶解后過濾即可。答案：(1)A④(2)C③(3)D④⑥(4)F③(5)B④5．CaCO3廣泛存在于自然界，是一種重要的化工原料。大理石主要成分為CaCO3，另外有少量的含硫化合物。實(shí)驗(yàn)室用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制備CO2氣體。如圖所示裝置可用于CO2氣體的提純和干燥。完成下列填空：(1)用濃鹽酸配制1∶1(體積比)的稀鹽酸(約6mol/L)，應(yīng)選用的儀器是________。a．燒杯b．玻璃棒c．量筒d．容量瓶(2)上述裝置中，A是________溶液，NaHCO3溶液可以吸收________________。(3)上述裝置中，B物質(zhì)是________。用這個(gè)實(shí)驗(yàn)得到的氣體測定CO2的分子量，如果B物質(zhì)失效，測定結(jié)果________(填“偏高”、“偏低”或“不受影響”)。(4)一次性飯盒中石蠟(高級烷烴)和CaCO3在食物中的溶出量是評價(jià)飯盒質(zhì)量的指標(biāo)之一，測定溶出量的主要實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)如下：剪碎、稱重→浸泡溶解→過濾→殘?jiān)娓伞鋮s、稱重→恒重為了將石蠟和碳酸鈣溶出，應(yīng)選用的試劑是________。a．氯化鈉溶液b．稀醋酸c．稀硫酸d．正己烷(5)在溶出量測定實(shí)驗(yàn)中，為了獲得石蠟和碳酸鈣的最大溶出量，應(yīng)先溶出________，后溶出________。(6)上述測定實(shí)驗(yàn)中，連續(xù)_______________________________________________，說明樣品已經(jīng)恒重。解析：(1)本實(shí)驗(yàn)的操作是按照體積比1∶1的稀釋，故選擇a、b、c，注意本題容易誤選容量瓶。(2)因大理石中含有少量的含硫化合物，故在制取的二氧化碳中含有H2S雜質(zhì)，裝置的A物質(zhì)是用于除去H2S的，可選用的試劑是銅鹽(如CuSO4)或酸性KMnO4溶液。而碳酸氫鈉溶液的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氫等酸性氣體，同時(shí)可以減少二氧化碳的損失。(3)顯然B物質(zhì)是用于干燥二氧化碳?xì)怏w的，可選用的干燥劑應(yīng)是固體干燥劑如P2O5、CaCl2等。若二氧化碳不干燥，測量