1、陌北学习网： www.985211.bid 1 第十讲 无机非金属材料的主角 硅 (时间： 45 分钟 满分： 100 分 ) 考 点 题 号 硅及其化合物的性质 2、 5、 6、 7、 8、 9、 11 无机非金属材料 1、 3、 4、 10 一、选择题 (本题共 7 个小题，每题 6 分，共 42 分，每个小题只有一个选项符合题意 ) 1 2012 年我国载人飞船再次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流。飞船应用了许多尖端的合成材料。据报道我国科学家近年来研制出一种新型 “ 连续纤维增韧 ” 航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是 ( )。 A它耐
2、高温抗氧化 B它比钢铁轻、硬，但质地较脆 C它没有固定熔点 D它是一种新型无机非金属材料 解析 航空材料的特点是质轻、高强度、耐高温抗氧化等高可靠性，故 B 错， A 正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，碳化硅、高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料均属于新型无机非金属材料， C、 D 正确。 答案 B 2 (2013 雅安调研 )硅作为一种新型能源被广泛开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是 ( )。 A硅燃烧产物对环境产生的污染， 容易得到有效控制 B从 Si(s) O2(g)= SiO2(s) H 858.6 kJmol 1可 知，硅燃烧放出 的热量多 C自然界中硅的储
3、量丰富，可以从自然界直接获得单质硅 D硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料之一 解析 硅燃烧生成二氧化 硅，二氧化硅不是气体，其污染容易得到有效控制；硅为固体燃料，化学性质不活泼， 运输、贮存比较容易且又安全；硅在自然界中无单质形式，只有化合物，所以 C 是错误的。 答 案 C 3 (2013 江 南八校高三联考 )下列关于工业生产的说法中，不正确的是 ( )。 A工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含杂质的粗硅 B生产普通水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱 C工业上将粗铜进行精炼，应将粗铜连接在电源的正极 陌北学习网： www.985211.bid 2 D硅和铁可以冶炼成合金
4、解析 生产普通水泥的原料是石灰石和黏土， B 项不正确。 答案 B 4 (2013 福州质检 )寿山石主要成分为叶蜡石，叶蜡石组成为 Al2O34SiO 2H 2O，下列观点不正确的是 ( )。 A寿山石雕刻作品要 避免与酸、碱接触 B寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物 C潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质 D置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质 解析 根据寿山石的主要成分，可知其能与酸或碱发生反应， A 对；寿山石中含有不同形态的 Al2O3，造成其色彩丰富， B 对；其中的氧化物 Al2O3和 SiO2不溶于水也不和水反应，不会溶解变质， C 错；久置于干燥空气中
5、，会造成其中的结晶水失去而变质，D 对。 答案 C 5 (2013 杭州模拟 )硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是 ( )。 A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C反应： Si 2NaOH H2O=Na2SiO3 2H2 中， Si 为还原剂， NaOH 和 H2O为氧化剂 D硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应 解析 粗硅提纯涉及的反应： Si 2Cl2=高温 SiCl4、 SiCl4 2H2=高温 Si 4HCl 都是氧化还原反应， B 错误；硅与氢氧化钠溶液反应中 NaOH 既不是氧化剂，也不是还原剂， 只是反应物，起氧化作用的是水， C
6、 错误；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应， D错误。 答案 A 6 (2013 长春一模 )将足量 CO2 气体通入水玻璃 (Na2SiO3 溶液 )中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后所得的固体物质是 ( )。 A Na2SiO3 B Na2CO3、 Na2SiO3 C Na2CO3、 SiO2 D SiO2 解析 分析题述过程中发生的化学反应 ： H2O CO2 Na2SiO3=H2SiO3 Na2CO3， Na2CO3 H2O CO2=2NaHCO3， H2SiO3= SiO2 H2O,2NaHCO3= Na2CO3 H2O CO2 ， 且 Na2CO3 SiO2=高温 Na2S
7、iO3 CO2 ， 因此最后所得的固体物质中只有 Na2SiO3。 答案 A 7 (2013 眉山二调 )有一粗硅 ， 含杂质铁 ， 取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足陌北学习网： www.985211.bid 3 量的稀氢氧化钠溶液中 ， 放出等量的 H2， 则该粗硅中铁和硅的关系正确的是 (提示 ：Si 2NaOH H2O=Na2SiO3 2H2) ( )。 A物质的量之比为： 11 B物质的量之比为 12 C质量之比为 41 D质量之比为 21 解析 粗硅与盐酸反应是其中的 Fe 与盐酸反应： Fe 2HCl=FeCl2 H2 ，粗硅与碱反应是其中的硅与碱液反应： Si 2NaOH
8、H2O=Na2SiO3 2H2 。因放出等量 H2，则Fe 与 Si 的物质的量之比为 21 ，质量之比为 41 。 答案 C 二、非选择题 (本题共 4 个小题，共 58 分 ) 8 (12 分 )如何除去下列各粉末状混合物中的杂质 (括号内为杂质 )，请选用下面提供的试剂和操作，将标号填在表内。 供选试剂： A.盐酸 B烧碱溶液 C氧气 D水 E CO2 F不用其他试剂 供选操作： 加热 加热熔融 过滤 结晶 含杂质的物质 来源 :学。科。网 所加试剂 主要操作 (1)SiO2(NaHCO3) (2)SiO2(CaCO3) (3)SiO2(Si) (4)NaCl(SiO2) 解析 (1)除
9、去 SiO2中的 NaHCO3可用水溶法； (2)除去 SiO2中的 CaCO3可用盐酸溶解； CaCO3 2HCl=CaCl2 H2O CO2 然后再过滤。 (3)除去 SiO2中的 Si 可用加热法： Si O2= SiO2。 (4)除去 NaCl 中的 SiO2可用过滤、结晶法，因 NaCl 溶于水而 SiO2不溶于水。 答案 (1)D (2)A (3)C (4)D 9 (16 分 )(2012 南京月考 )如图所示物质的转化关系中， A 是一种固体单质， E 是一种白色沉淀。 陌北学习网： www.985211.bid 4 请回答下列问题： (1)B 的化学式是 _，目前 B 已被用作
10、 _的主要原料。 (2)B 和 a 溶液反应的离子方程式是 _。 (3)A 和 a 溶液反应的离子方程式是 _。 来源 :Zxxk.Com (4)C 和 过 量 的 盐 酸 反 应 的 离 子 方 程 式 是_ _。 解析 C 与过量的盐酸反应生成白色沉淀 E，则 E 可能是硅酸或氯化银，若 E 是氯化银，则 C 是硝酸银， A 为银，则根据已有知识，银可以与硝酸反应 生成硝酸银，而银与硝酸反应能生成三种产物，不符合框图中物质间的转化关系。则 E 只能为硅酸，则C 为硅酸盐， A 为硅， a 溶液为强碱的水溶液，进一步推出 B 为二氧化硅。 来源 :学科网 答案 ()(1)SiO2 光导纤维
11、(2)SiO2 2OH =SiO 23 H2O (3)Si 2OH H2O=SiO23 2H2 (4)SiO23 2H =H2SiO3 10 (16 分 )(2013 广元模拟 )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
12、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。 分 别 写 出 生 成 D 和 F 的 化 学 反 应 方 程 式 ：_ _。 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氧化铝坩埚 D铁坩埚 (4)100 g C 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,100 g混合物中石灰石的质量分数是 _。 解析 (1)A 的单质 可作半导体材料，可知 A为 Si，位于 A 族，与之同族且相对原子质量较小的是碳元素，两
13、者共同点是最外层均有 4 个电子。 (2)C 为 SiO2，易与氢氟酸反应生成 SiF4和 H2O。 (3)SiO2与纯碱高温反应生成 Na2SiO3(D)和 CO2(E)， Al2O3高温下陌北学习网： www.985211.bid 5 也与碱性物质反应。 (4)不论 CaCO3过量与否，生成的 CO2由 CaCO3决定，由关系式 CaCO3CO2得： 100 gm3 22.4 L11.2 L，解得 m(CaCO3) 50 g。混合物中石灰石的质量分数为：50 g100 g100% 50%。 答案 (1)A 最外层均有 4 个电子 (2)氢氟酸 SiO2 4HF=SiF4 2H2O (3)S
14、iO 2 Na2CO3=高温 Na2SiO3 CO2 ； Na2SiO3 CO2 H2O=Na2CO3 H2SiO3 ABC (4)50% 11 (14 分 )在工业中利用镁制取硅： 2Mg SiO2= 2MgO Si，同时有副反应发生： 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、易分解的气体。如图是进行 Mg 与 SiO2反应的实验装置： (1)由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体 X 作为保护气，试管中的固体药品可选用 _(填序号 )。 a石灰石 b锌粒 c纯碱 (2) 实验开始时，必须先通入 X 气 体
15、 ， 再 加 热 反 应 物 ， 其 理 由 是_， 当反应开始后，移走酒精灯反应能继续进行，其原因是 _。 (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_ _。 来源 :学科网 解析 (1)由于 Mg 可在 CO2中燃烧，故不能用 CO2作为保 护气而可用 H2。那么试管中应陌北学习网： www.985211.bid 6 选用的固体药品为锌粒； (2)实验开始时应先通入氢气排尽装置内的空气，避免空气中的成分对实验的影响。然后才能点燃酒精灯，因反应放热，反应开始后移走酒精灯，可利用自身放出的热量维持反应继 续进行； (3)反应结束后，向反应后的混合物中加入稀盐酸会发生反应： Mg2Si 4HCl=2MgCl2 SiH4 ，生成的 SiH4 可自燃， SiH42O2=SiO2 2H2O，所以会观察到闪亮的火星。 答案 (1)b (2)让氢气排尽装置内的空气，避免空气中的成分对实验的影响 该反应为放热 反应，可利用自身放出的热量维持反应进行 (3)Mg 2Si 4HCl=2MgCl2SiH4 SiH 4 2O2=SiO2 2H2O
