必修一化学412.docx

必修一化学412.docx

《必修一化学412.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《必修一化学412.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

必修一化学412

一、选择题（每小题3分，共39分。

每小题有1～2个正确选项）

1．下列关于硅和硅的化合物的叙述，不正确的是（　　）

①二氧化硅的晶体结构与金刚石相似，都是立体网状结构

②硅是地壳中含量最多的非金属元素

③晶体硅是良好的半导体材料

④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料

⑤SiO2分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的

⑥SiO2是酸性氧化物，它可溶于水生成硅酸

A．①②⑥　　　　　　　B．①⑤⑥

C．③④⑤⑥D．②⑤⑥

解析：

地壳中含量最多的非金属元素为氧；SiO2只是晶体二氧化硅的表示式，表示晶体中硅原子与氧原子个数比为1∶2；SiO2不溶于水。

答案：

D

2．下列说法正确的是（　　）

①二氧化硅熔点很高，可用作耐高温材料，如高温下用石英坩埚熔融氢氧化钠

②化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐

③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料

④碳化硅俗称金刚砂，具有金刚石的结构，硬度大，可作砂轮的磨料

⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能

A．①②③B．②③④

C．③④⑤D．②③⑤

解析：

玛瑙、石英的主要成分是SiO2，具有SiO2的性质；水泥是一种传统硅酸盐产品；碳化硅是一种类似金刚石结构的物质，所以其硬度大。

答案：

C

3．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（　　）

①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素

②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品

③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维

④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料

A．①②B．②③

C．①④D．③④

解析：

硅的氧化物及硅酸盐占地壳质量的90%以上，故硅是构成岩石和矿物的的基本元素，陶瓷是人类使用很早的硅酸盐材料，①④正确；②中水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸盐制品，③中光导纤维的原料是SiO2而不是硅，②③错误。

答案：

C

4．下列关于碳和硅的比较，正确的是（　　）

A．它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸

B．碳和硅的最高正价都是＋4价

C．硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位

D．碳和硅在自然界的存在形式都是既有游离态也有化合态

解析：

SiO2不溶于水，也不与水反应，A不正确；在地壳中含量第一的是氧元素，硅占第二位，C不正确；自然界中有游离态的碳（金刚石），但是没有游离态的硅，因为硅是一种亲氧元素，D不正确。

答案：

B

5．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是（　　）

选项

材料

主要化学成分

A

刚玉、金刚石

三氧化二铝

B

大理石、石灰石

碳酸钙

C

普通水泥、普通玻璃

硅酸盐

D

沙子、石英

二氧化硅

解析：

金刚石是由碳元素组成的单质，故其主要成分不是三氧化二铝，A项错误。

答案：

A

6．下列有关硅酸盐的说法错误的是（　　）

A．硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成

B．硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体

C．水玻璃长期暴露在空气中会变质，这是因为水玻璃主要发生了氧化还原反应

D．传统无机非金属材料的优缺点：

抗腐蚀、耐高温，质脆、经不起冲击

解析：

水玻璃长期暴露在空气中会变质，这是因为水玻璃发生了复分解反应。

答案：

A

7．下列材料的特性及用途的说法中不正确的是（　　）

A．光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料

B．氧化铝陶瓷具有两性，不可以用于制耐高温设备

C．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用来制造轴承

D．人造刚玉硬度高，可用来制造刚玉球磨机

解析：

氧化铝陶瓷具有熔点高的特点，可以用于制耐高温设备。

答案：

B

8．制备硅单质时，主要化学反应如下：

（1）SiO2＋2C

Si＋2CO↑　

（2）Si＋2Cl2

SiCl4　（3）SiCl4＋2H2

Si＋4HCl。

下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是（　　）

A．

（1）（3）为置换反应

B.

（1）

（2）（3）均为氧化还原反应

C.

（2）为化合反应

D．三个反应的反应物中硅元素均被还原

解析：

三个反应中元素的化合价发生了变化，都是氧化还原反应，其中

（1）和（3）为置换反应，

（2）为化合反应，在反应

（2）中，硅元素被氧化。

答案：

D

9．下列物品或设备：

①水泥路桥，②门窗玻璃，③水晶镜片，④石英钟表，⑤玛瑙手镯，⑥硅太阳能电池，⑦光导纤维，⑧计算机芯片。

所用材料为SiO2或要用到SiO2的是（　　）

A．⑥⑧B．①②⑦⑧

C．①②③④⑤⑦D．全部

解析：

⑥硅太阳能电池、⑧计算机芯片的所用材料为硅。

答案：

C

10．不用任何试剂就可以将①Na2SiO3，②Na2SO4，

③CuCl2，④KCl，⑤Ba（NO3）2，五种溶液鉴别出来的顺序是（　　）

A．③④⑤①②B．③①⑤②④

C．①③④②⑤D．③②①⑤④

解析：

CuCl2为蓝色溶液，可首先鉴别出来，将CuCl2加入到其他溶液中，出现蓝色沉淀的是Na2SiO3，然后将Na2SiO3加入到其他溶液中，出现白色沉淀的是Ba（NO3）2，将Ba（NO3）2加入到剩下的溶液中出现白色沉淀的是Na2SO4。

答案：

B

11．工业上常用SiO2与C在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。

下列说法正确的是（　　）

A．SiC是一种新型无机非金属材料，任何条件下都不可能在空气中燃烧

B．制造粗硅时的反应：

2SiO2＋5C

Si＋SiC＋4CO↑

C．Si、SiO2能用NaOH溶液分离

D．纯净的SiO2只能用于制造光导纤维

解析：

根据SiC中元素的价态可知，SiC具有还原性，高温下能在空气中燃烧生成SiO2和CO2，A项错误。

粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1，根据原子守恒，可将题述信息转化为如下反应：

2SiO2＋5C

Si＋SiC＋4CO↑，B项正确。

Si、SiO2均能与NaOH溶液反应，C项错误。

纯净的SiO2还可用于制造光学玻璃等，D项错误。

答案：

B

12．有一粗铝，含铁和硅两种杂质。

取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗铝中铁和硅的关系正确的是（　　）

A．物质的量比为1∶1B．物质的量比为2∶1

C．质量比为4∶1D．质量比为2∶1

解析：

一定量铝与酸反应或铝与碱反应放出氢气相等，则据题意可知粗铝中的铁与酸反应放出的氢气和硅与碱反应放出的氢气量相等，依据反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑可知Fe与Si的物质的量之比为2∶1时产生H2量相等，而Fe与Si物质的量之比为2∶1时其质量比为4∶1。

答案：

BC

13．将2.8g硅粉与2.3g钠同时放入足量水中，采用恰当的方法收集反应过程中产生的气体（全部收集），这些气体在标准状况下的体积为（　　）

A．1.12LB．4.48L

C．5.6LD．3.36L

解析：

本题重点是考查钠与水、硅与碱溶液的反应的有关计算。

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

2×23g2mol22.4L

2.3g0.1mol1.12L

Si　＋　2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑

28g2mol2×22.4L

1.4g0.1mol2.24L

反应后硅有剩余，V（H2）＝1.12L＋2.24L＝3.36L。

答案：

D

二、填空题（共46分）

14．（14分）常见物质之间的转化如下图所示：

其中B常被用于制造光导纤维，其对应的单质的结构与金刚石的结构是相似的。

（1）试推测：

A________，C________，F______。

（写化学式）

（2）试写出反应⑥的离子方程式：

_____________________________________________________。

（3）在反应①中，碳的作用是____________，当生成1molA时，转移电子的物质的量为________________。

解析：

（1）由题中信息可知B是SiO2；SiO2在高温下与碳反应得到Si与CO，而其中只有Si可与氯气反应，所以A为Si，D为CO，G为SiCl4；SiO2与NaOH溶液反应可得Na2SiO3，所以C为Na2SiO3；而E是由CO得到的，从反应过程看，应为CO2，所以F为H2SiO3。

（3）反应①的方程式为：

SiO2＋2C

Si＋2CO↑，C是还原剂，当生成1molSi时，转移电子的物质的量为4mol。

答案：

（1）Si　Na2SiO3　H2SiO3

（2）SiO

＋CO2＋H2O===CO

＋H2SiO3↓　（3）作还原剂　4mol

15．（10分）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1300℃时反应获得。

（1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是______（填字母）。

A．制气轮机叶片　　　　　　B．制有色玻璃

C．制永久性模具D．制造柴油机

（2）画出N的原子结构示意图________，已知得电子能力N＞Si，请写出氮化硅的化学式________。

（3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。

试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程________________。

解析：

由氮化硅的性质（硬度大、熔点高、化学性质稳定）可判断其用途为A、C、D。

有色玻璃只是在制作玻璃的过程中熔入了有颜色的化合物如Co2O3、Cu2O等；因非金属性N＞Si，故在氮化硅中，N显－3价，Si显＋4价，由此可写出其化学式为Si3N4；氮化硅被氢氟酸腐蚀是由于Si3N4能与HF发生化学反应，由于Si与F有极强的亲合性生成SiF4，则另一种产物为NH3。

答案：

（1）A、C、D　

（2）

　Si3N4

（3）Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑

16．（10分）硅单质及其化合物应用范围很广。

请回答下列问题。

（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。

三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：

①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：

____________________________________________________________________。

②整个制备过程必须严格控制无水无氧。

SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：

______________________________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_______________________________。

（2）下列有关硅材料的说法正确的是________（填字母）。

A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥

B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承

C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维

D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高

E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

解析：

Si3N4为原子晶体（选修3学习，可先了解），熔点高，B正确；光导纤维的材料为SiO2，C正确；普通玻璃的主要成分为硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，它是以石英砂、石灰石和纯碱为主要原料制成的，没有固定的熔点；常温下，Si只能与唯一一种酸——HF反应，E错误。

答案：

（1）①SiHCl3＋H2

Si＋3HCl

②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl↑　高温下，H2遇O2可能发生爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3

（2）B、C

17．（12分）在电子工业中利用镁制取硅的反应为：

2Mg＋SiO2

2MgO＋Si，同时会发生副反应：

2Mg＋Si

Mg2Si，Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷），SiH4在常温下是一种不稳定、易自燃的气体。

下图是进行Mg与SiO2反应的实验装置。

试回答下列问题：

（1）由于O2的存在对该实验有较大影响，实验中应通入X气体作为保护气。

试管中的固体药品可选用________（填序号）。

①石灰石　②锌粒　③纯碱

（2）实验开始时，必须先通入X气体，再加热反应物，其理由是__________________________________________。

（3）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为：

①______________________________________________________________________________________________________________；

②___________________________________________________。

解析：

本题属于信息给予题，认真审题，根据题中信息可作答。

答案：

（1）②　

（2）防止在加热条件下H2和O2混合发生爆炸　（3）Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑　SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O

三、计算题（共15分）

18．（15分）已知硅能与碱反应生成氢气，将镁、铝、硅的混合物分为等质量的两份，一份跟足量的NaOH溶液反应，另一份跟足量的盐酸反应，最终产生的H2一样多，则镁与硅的物质的量之比为多少？

解析：

Mg不和NaOH反应，所以

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，

Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

Si不和HCl反应，所以

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，

Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。

因为产生的H2一样多，等量的Al分别产生的H2是1∶1，

所以Si和Mg产生的氢气就该是1∶1，

所以由方程式得n（Mg）∶n（Si）＝2∶1。

答案：

2∶1。