2022屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第三單元 含硅礦物與信息材料課后達(dá)標(biāo)檢測(cè) 蘇教版一、選擇題1材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)材料主要化學(xué)成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅解析：選A。剛玉和金剛石的成分分別是三氧化二鋁和碳；大理石和石灰石的主要成分都是碳酸鈣；普通玻璃和普通水泥都是常見的硅酸鹽材料；沙子和石英的主要成分都是二氧化硅。2天工開物記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無沙粘土而為之”“凡坯既成，干燥之后，則堆積窖中燃薪舉火”“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說法錯(cuò)誤的是()A沙子和粘土的主要成分為硅酸鹽B“燃薪舉火”使粘土發(fā)生了復(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粘土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料解析：選A。沙子的主要成分為二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不屬于硅酸鹽，A項(xiàng)錯(cuò)誤。粘土燒制成瓦的過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理化學(xué)變化，B項(xiàng)正確。由“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”可知，C項(xiàng)正確。粘土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料，D項(xiàng)正確。3(2018·梧州一模)下列敘述正確的是()A利用高純硅可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化為電能BCO、CO2均易與血紅蛋白結(jié)合而中毒C從SiO2制備高純Si的過程反應(yīng)中只涉及置換反應(yīng)DSiO2和H2O反應(yīng)可直接制備H2SiO3解析：選A。高純硅的其中一個(gè)用途就是制成光電池；CO2與血紅蛋白不結(jié)合；從SiO2制備高純Si的過程反應(yīng)中還涉及化合反應(yīng)；SiO2和H2O不反應(yīng)。4昆侖玉的成分可簡單看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，則其用二氧化硅和金屬氧化物的形式可表示為()ACaO·MgO·SiO2·H2OB2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC2CaO·MgO·SiO2·2H2OD5CaO·2MgO·8SiO2·H2O解析：選B。根據(jù)硅酸鹽改寫成氧化物的要求和元素守恒，昆侖玉的氧化物形式可表示為2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。5某短周期非金屬元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半，該元素()A在自然界中只以化合態(tài)的形式存在B單質(zhì)常用作半導(dǎo)體材料和光導(dǎo)纖維C最高價(jià)氧化物不與任何酸反應(yīng)D氣態(tài)氫化物比甲烷穩(wěn)定解析：選A。短周期非金屬元素最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)一半的是Si。硅在自然界中只以化合態(tài)形式存在。硅常用作半導(dǎo)體材料，SiO2是光導(dǎo)纖維的主要成分。SiO2雖然是酸性氧化物，但可以和HF反應(yīng)。硅的非金屬性比碳弱，其氣態(tài)氫化物比甲烷活潑。6下列離子方程式的書寫正確的是()A水玻璃中通入過量二氧化碳：Na2SiO3CO2H2O=2NaCOH2SiO3B澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca(OH)22CO2=Ca22HCOC硅與氫氟酸的反應(yīng)：Si4H4F=SiF42H2D二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO22OH=SiOH2O解析：選D。Na2SiO3是強(qiáng)電解質(zhì)，應(yīng)拆成Na、SiO，且應(yīng)生成HCO；B項(xiàng)正確寫法是CO2OH=HCO；C項(xiàng)，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H和F。7水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰(SiO2：65%70%、C：30%35%)制取水玻璃的工藝流程：下列說法正確的是()A原材料稻殼灰價(jià)格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值B操作A與操作B完全相同C該流程中硅元素的化合價(jià)發(fā)生改變D反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)解析：選A。A項(xiàng)，稻殼灰來源廣泛價(jià)格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，正確；B項(xiàng)，操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，二氧化硅中，硅元素的化合價(jià)是4價(jià)，硅酸鈉中，硅元素的化合價(jià)也是4價(jià)，所以該流程中硅元素的化合價(jià)沒有發(fā)生改變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，此反應(yīng)沒有化合價(jià)的變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤。8將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是()解析：選D。CO2與KOH和Ca(OH)2都會(huì)反應(yīng)，但存在著競(jìng)爭(zhēng)，如果先與KOH反應(yīng)，則反應(yīng)后生成的K2CO3立即會(huì)與 Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，因此，可以看成CO2先與Ca(OH)2反應(yīng)，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步還要判斷CO2是先跟KOH反應(yīng)還是先與生成的CaCO3反應(yīng)，同樣可以采用假設(shè)法判斷，即如果先與CaCO3反應(yīng)，則生成的Ca(HCO3)2又會(huì)與KOH反應(yīng)，因此是先與KOH反應(yīng)，此過程生成沉淀的物質(zhì)的量不變，當(dāng)KOH反應(yīng)完全，再與CaCO3反應(yīng)，直至沉淀完全溶解，故選D。9在水玻璃中通入少量的CO2氣體，充分反應(yīng)后加熱蒸干，再高溫充分灼燒，冷卻后所得的固體物質(zhì)為()ANa2SiO3BNa2SiO3與Na2CO3CSiO2與Na2CO3DSiO2、Na2SiO3及Na2CO3解析：選A。通入少量CO2生成少量Na2CO3和H2SiO3，高溫充分灼燒又發(fā)生反應(yīng)：H2SiO3SiO2H2O，SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2。10.將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量與所通入CO2的體積關(guān)系如圖所示。下列關(guān)于整個(gè)反應(yīng)過程中的敘述不正確的是()AOa段反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ba(OH)2CO2=BaCO3H2OBab段與cd段所發(fā)生的反應(yīng)相同Cde段沉淀減少是由于BaCO3固體的消失Dbc段反應(yīng)的離子方程式是2AlO3H2OCO2=2Al(OH)3CO解析：選B。CO2優(yōu)先與Ba(OH)2反應(yīng)(圖像中Oa段)，然后與KOH反應(yīng)(圖像中ab段)，接著與KAlO2反應(yīng)(圖像中bc段)，再與K2CO3反應(yīng)(圖像中cd段)，最后與BaCO3反應(yīng)(圖像中de段)。二、非選擇題11硅是無機(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_。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_，工藝師常用_(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作_。Na2SiO3可通過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_。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)2CSiO2Si2CO制備粗硅，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元素，不屬于硅酸鹽。(2)SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。由于SiO2能溶于氫氟酸，因此工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又稱“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)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O氫氟酸(3)防火劑D(4)CSiO212硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)1810年瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是_。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有_。(3)高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下：發(fā)生的主要反應(yīng)電弧爐SiO22CSi2CO流化床反應(yīng)器Si3HClSiHCl3H2還原爐SiHCl3H2Si3HCl用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；碳化硅又稱_，其晶體結(jié)構(gòu)與_相似。在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和_。物質(zhì)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點(diǎn)/2 35557.631.88.230.484.9111.9SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為_。(4)氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是_。解析：(1)加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，得到的為合金。(2)生產(chǎn)普通玻璃的主要原料為石英砂、純堿和石灰石。(3)石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱反應(yīng)生成碳化硅，化學(xué)方程式為SiO23CSiC2CO；碳化硅俗稱金剛砂；它的結(jié)構(gòu)與金剛石(或單晶硅)相似。比較SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl的沸點(diǎn)，可得常溫下SiHCl3、SiCl4為液體，SiH2Cl2、SiH3Cl為氣體，沉降除去產(chǎn)物中的固體后，冷凝得到SiHCl3、SiCl4的混合液體，用蒸餾法可分離二者。SiHCl3極易水解：SiHCl33H2O=H2SiO3H23HCl。(4)氯堿工業(yè)產(chǎn)生的H2、HCl，能作為上述工藝生產(chǎn)的原料。答案：(1)含有硅、碳的鐵合金(或硅鐵)(2)石英砂、純堿和石灰石(3)SiO23CSiC2CO金剛砂金剛石(或單晶硅)精餾(或蒸餾)H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl(4)H2、HCl13(2018·廈門十中月考)某同學(xué)為了驗(yàn)證碳和硅兩種元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱，用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去，氣密性已檢驗(yàn))。實(shí)驗(yàn)操作步驟：.打開彈簧夾1，關(guān)閉彈簧夾2，并打開活塞a，滴加鹽酸。.A中看到白色沉淀時(shí)，關(guān)閉活塞a。請(qǐng)回答：(1)B中反應(yīng)的離子方程式是_。(2)通過步驟、得知鹽酸具有的性質(zhì)是_(填字母)。A揮發(fā)性 B還原性C氧化性 D酸性(3)C裝置的作用是_，X是_(寫化學(xué)式)。(4)為了驗(yàn)證碳的非金屬性強(qiáng)于硅，步驟中未寫的操作和現(xiàn)象是_，D中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(5)碳、硅的非金屬性逐漸減弱的原因是_(從原子結(jié)構(gòu)角度加以解釋)。解析：B中CaCO3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為CaCO32H=Ca2CO2H2O，此反應(yīng)表明鹽酸具有酸性，A中看到的白色沉淀是AgCl沉淀，此現(xiàn)象表明鹽酸具有揮發(fā)性。C裝置是用飽和NaHCO3溶液除去CO2中混有的HCl氣體，以保證與Na2SiO3溶液反應(yīng)生成白色膠狀沉淀的是CO2，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3，從而說明碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸，進(jìn)而證明碳的非金屬性強(qiáng)于硅。答案：(1)CaCO32H=Ca2CO2H2O(2)AD(3)除去CO2中的HCl氣體NaHCO3(4)打開彈簧夾2，關(guān)閉彈簧夾1，當(dāng)D中出現(xiàn)白色膠狀沉淀后Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3(5)碳和硅位于同一主族，從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子的能力減弱，非金屬性減弱14(2017·高考全國卷)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示： 回答下列問題：(1)在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是_，還可使用_代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是_，其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)加氨水過程中加熱的目的是_。沉淀B的主要成分為_、_(寫化學(xué)式)。(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應(yīng)為MnOHH2C2O4Mn2CO2H2O。實(shí)驗(yàn)中稱取0.400 g水泥樣品，滴定時(shí)消耗了0.050 0 mol·L1的KMnO4溶液36.00 mL，則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。解析：(1)水泥熟料中的CaO和鐵、鋁、鎂等金屬的氧化物均能溶于鹽酸，加入硝酸能將水泥樣品中可能含有的Fe2氧化為Fe3，為了不引入新雜質(zhì)，還可用H2O2代替硝酸。(2)根據(jù)圖示流程可知，不溶于鹽酸和硝酸的沉淀A為SiO2(或H2SiO3)，SiO2(或H2SiO3)能溶于弱酸氫氟酸，生成SiF4和H2O。(3)加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH45的過程中加熱，能防止膠體生成，易沉淀分離，結(jié)合流程圖可知，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)根據(jù)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可找出關(guān)系式2MnO5H2C2O4，結(jié)合消耗KMnO4溶液的濃度和體積可求出n(H2C2O4)4.5×103mol，則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%45.0%。答案：(1)將樣品中可能存在的Fe2氧化為Fe3H2O2(2)SiO2(或H2SiO3)SiO24HF=SiF42H2O(或H2SiO34HF=SiF43H2O)(3)防止膠體生成，易沉淀分離Al(OH)3Fe(OH)3(4)45.0%