高中化学 第四章第一节无机非金属材料的主角硅练习题.docx
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高中化学第四章第一节无机非金属材料的主角硅练习题
第四章第一节无机非金属材料的主角——硅
命题报告
知识点
难度
基础
中档
拔高
硅的性质、用途和制备
1
6、11
SiO2的性质及用途
2、4
5、8
硅酸盐的性质及用途
3、7
9、12
硅及其化合物的转化
13
14
综合应用
10
15、16
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.硅被誉为无机非金属材料的主角,下列物品用到硅单质的是( )
A.陶瓷餐具B.石英钟表
C.计算机芯片D.光导纤维
解析:
A项为硅酸盐,B、D项为SiO2.
答案:
C
2.下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是( )
A.NaOH溶液B.Na2SiO3溶液
C.盐酸D.氢氟酸
解析:
玻璃中的SiO2能与HF发生反应,与NaOH溶液作用生成具有粘合性的Na2SiO3,
不与盐酸作用,故选C.
答案:
C
3.赛伦的化学通式为Si6-xAlxOxN8-x,以耐高温、高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀等性能为主要特征,因此,在冶金、机械、光学、医学等领域有重要应用.它属于( )
A.金属材料B.有机高分子材料
C.新型无机非金属材料D.无机高分子材料
解析:
赛伦属于无机物,具备新型无机非金属材料的特征.
答案:
C
4.(2010·东城模拟)下列四种物质中,不能与水发生反应,但能与碱发生反应的是( )
A.Cl2B.CO2C.NOD.SiO2
解析:
A、B项均能与水、碱反应,C项不能与水、与碱反应.
答案:
D
5.下列说法正确的是( )
①二氧化硅是酸性氧化物,它可以跟碱反应,但不能与任何酸反应
②根据反应SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑可推知硅酸酸性比碳酸强
③二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸
④二氧化硅常被用来制造光导纤维
A.①②B.②③C.③④D.①④
解析:
①SiO2能与HF反应,②高温条件下反应并不能说明硅酸的酸性比碳酸强的结
论.
答案:
C
6.从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下:
①SiO2+2CSi(粗)+2CO↑
②Si(粗)+2Cl2SiCl4
③SiCl4+2H2Si(纯)+4HCl
关于上述反应的分析不正确的是( )
A.①、③是置换反应,②是化合反应
B.高温下,焦炭与氢气的还原性均强于硅
C.任一反应中,每消耗或生成28g硅,均转移4mol电子
D.高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅
解析:
根据置换反应和化合反应的概念即可判断,A项正确;根据反应①可知还原性焦炭大于硅,根据反应③可知还原性氢气大于硅,B项正确;在三个反应中,硅元素的化合价从0价变为+4价或从+4价变为0价,故每消耗或生成28g硅,转移电子均为4mol,C项正确;反应中得到的易挥发的SiCl4分离出来后再用氢气还原才可以得到高纯硅,故操作不正确.
答案:
D
7.(2010·南京模拟)下列有关Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的共同点的描述中不正确的是( )
A.水溶液均显碱性
B.滴入盐酸均有气泡产生
C.均能与CO2反应
D.均不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存
解析:
二者水解均呈碱性,故A、D正确,均能与CO2反应生成NaHCO3、H2SiO3,
B项Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3,不能放出气泡.
答案:
B
8.工业制造金刚砂(SiC)的化学方程式如下:
SiO2+3CSiC+2CO↑.在这个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比是( )
A.3∶5B.1∶2C.2∶1D.1∶1
解析:
在该反应中,3molC参加化学反应,生成1mol的Si和2mol的O,所以氧
化剂与还原剂均为C,且物质的量之比为1∶2,B正确.
答案:
B
9.用4种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是( )
选项
操作及现象
溶液
A
通入CO2,溶液不变浑浊.先通入CO2再通入氨气,溶液变浑浊
CaCl2溶液
B
通入CO2,溶液不变浑浊.继续通CO2至过量,浑浊消失
Na2SiO3溶液
C
通入CO2,溶液变浑浊.再加入品红溶液,红色褪去
Ca(ClO)2溶液
D
通入CO2,溶液变浑浊.继续通CO2至过量,浑浊消失.再加入足量NaOH溶液,又变浑浊
Ca(OH)2溶液
解析:
A项CaCl2溶液不与CO2反应,但通入NH3后溶液变为(NH4)2CO3可产生浑浊;
B项H2SiO3沉淀不溶于过量的CO2;C项生成的HClO漂白品红;D项CaCO3
Ca(HCO3)2CaCO3.
答案:
B
10.下列离子方程式书写不正确的是( )
A.SiO2与烧碱溶液作用:
SiO2+2OH-===SiO+H2O
B.向烧碱溶液中通入足量CO2:
CO2+OH-===HCO
C.晶体硅与烧碱溶液作用:
Si+2OH-+H2O===SiO+2H2↑
D.CaCO3溶于稀硝酸中:
CO+2H+===CO2↑+H2O
解析:
SiO2与CO2均具有酸性氧化物的性质,均能与碱作用生成盐和水,但CO2过量时生成碳酸氢盐,故A、B正确;单质硅能与NaOH溶液作用生成Na2SiO3同时放出H2,C正确;D项中CaCO3难溶于水,应写化学式,D错误.
答案:
D
11.下列事实中能证明碳的非金属性比硅强的是( )
①往Na2SiO3溶液中通入CO2产生白色沉淀 ②石墨是导体,晶体硅是半导体 ③制
玻璃过程中发生反应:
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ ④CH4比SiH4稳定
A.①④B.②③C.③④D.①②
解析:
①说明酸性H2CO3>H2SiO3;②③不能说明碳比硅的非金属性强.
答案:
A
12.(2010·海淀模拟)北京奥运金牌“金玉合璧”(如图)上的环形玉是产自新疆
的和田玉,和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐.某种和田玉的
化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2,下列有关叙述中正确的是( )
A.将该和田玉的化学式改写成氧化物的形式表示如下:
2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2O
B.该和田玉能抵抗任何酸或碱的腐蚀
C.该和田玉中Fe的化合价为+2价
D.该和田玉是由5种氧化物组成的混合物
解析:
A项应为2CaO·3MgO·2FeO·8SiO2·H2O,B项HF与之可反应,D项属于纯净物.
答案:
C
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(12分)A、B、C、D、E代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系如图所示,A
为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似.
请填空:
(1)形成单质A的原子的结构示意图为________,它的最高化合价为________价.
(2)B的化学式(分子式)为________,B的晶体类型为____________,B和碳反应生成A
和E的化学方程式是__________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)C的化学式(分子式)为________,D的化学式(分子式)为________.
解析:
根据“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质”可确定A是Si单质,它
可由SiO2和C在高温条件下反应制取.
答案:
(1)
(2)SiO2 原子晶体 SiO2+2C高温,Si+2CO↑
(3)CaSiO3 Na2SiO3
14.(14分)含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料,含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维,C与烧碱溶液反应生成含A元素的化合物D.
(1)在元素周期表中,A位于__________族,与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为________,A与B在原子的电子层结构上的相同点是__________________________.
(2)易与C发生化学反应的酸是________,反应的化学方程式是_____________________.
(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D.同时还生成B的最高价氧化物
E;将全部的E与全部的D在足量的水中混合后,又发生化学反应生成含A的化合物
F.
①写出生成D和F的化学方程式:
_____________________________________
________________________________________________________________________.
②要将纯碱高温熔化,下列坩埚中不可选用的是________.
A.普通玻璃坩埚B.石英玻璃坩埚
C.氧化铝坩锅D.铁坩锅
(4)100gC与石灰石的混合物充分反应后,生成的气体在标准状况下的体积为11.2
L,100g混合物中石灰石的质量分数是______.
解析:
(1)A元素单质可做半导体材料,含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料,
可知A为硅元素,比硅相对原子质量小的同族元素为碳.
(2)C为SiO2,能与SiO2反应的酸只有氢氟酸.
(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2,故含SiO2的材料、普通玻璃、石
英玻璃以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应,故不能用以上材质的坩埚熔融
Na2CO3.
(4)若SiO2恰好或过量,与CaCO3反应方程式只有一个,即CaCO3+SiO2CaSiO3
+CO2↑.
若CaCO3过量,除发生上述反应外,还会发生反应:
CaCO3CaO+CO2↑.总之,
CaCO3的多少决定了CO2的产量,可通过以下关系式列式求解:
CaCO3~CO2
=,m(CaCO3)=50g.
混合物中CaCO3的质量分数:
×100%=50%.
答案:
(1)ⅣA 最外层均有4个电子,最内层均有2个电子
(2)氢氟酸 SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
(3)①SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓
②ABC (4)50%
15.(14分)(2009·浙江高考)单晶硅是信息产业中重要的基础材料.通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅.以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图.
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
-
315
-
熔点/℃
-70.0
-107.2
-
-
-
升华温度/℃
-
-
180
300
162
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式_________________________________
________________________________________________________________________.
(2)装置A中g管的作用是________;装置C中的试剂是_________;装置E中的h瓶
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