2014屆高三化學一輪 練出高分 4.1無機非金屬材料的主角-硅 新人教版1有些科學家提出硅是“21世紀的能源”，這主要是由于作為半導體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列有關硅的說法中，不正確的是()A高純度的硅廣泛用于制作計算機芯片B硅可由二氧化硅還原制得C低溫時，硅與水、空氣和酸不反應，但能與氫氟酸反應D自然界中硅的儲量豐富，自然界中存在大量的單質(zhì)硅答案D解析自然界中不存在單質(zhì)硅。2下列關于碳和硅的敘述中，正確的是()A其氧化物都能與NaOH溶液反應B其單質(zhì)在加熱時都能跟O2反應C其氧化物都能溶于水生成相應的酸D碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì)答案B解析CO不能與NaOH溶液反應；SiO2不能溶于水，也不生成相應的酸；碳有金剛石、石墨等同素異形體，硅有晶體硅和無定形硅，所以兩種元素有多種單質(zhì)。3下列敘述正確的是()A高溫下二氧化硅與碳酸鈉反應放出二氧化碳，說明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸強B陶瓷、玻璃、水泥容器都能貯存氫氟酸C石灰抹墻、水泥砌墻的硬化過程原理相同D玻璃窯中出來的氣體的主要成分是二氧化碳答案D解析二氧化硅在高溫下能與碳酸鈉反應：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，但不能說明硅酸的酸性比碳酸強，上述反應之所以能進行，是因為CO2不斷逸出，反應向右進行；玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO2，會與氫氟酸反應；石灰抹墻發(fā)生反應CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，而水泥砌墻是水泥與水作用發(fā)生一系列變化而凝固變硬。4向一定濃度的下列物質(zhì)澄清溶液中通入過量的CO2氣體，最后肯定沒有沉淀生成的是()Ca(OH)2Na2CO3CaCl2Ca(ClO)2A B C D答案A解析向Ca(OH)2、Ca(ClO)2溶液分別通入過量CO2，最終生成Ca(HCO3)2，沒有沉淀生成；飽和Na2CO3溶液中通入CO2，會析出NaHCO3晶體；CO2與CaCl2不反應。5在濃硝酸水濃硫酸氫氟酸氫氧化鉀溶液中，能與單質(zhì)硅起化學反應的是()A B C D答案C解析硅能與F2、HF、強堿在常溫下反應，在加熱或高溫條件下也能與Cl2、O2、H2發(fā)生反應。6下列關于SiO2和CO2的敘述中不正確的是()A都是共價化合物B都是酸性氧化物，都能與強堿溶液反應C都能溶于水且與水反應生成相應的酸DSiO2可用于制光導纖維，干冰可用于人工降雨答案C解析二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性硅酸鹽與酸反應制得的。7下列說法中正確的是()ACO2和CH4都是引起“溫室效應”的氣體BCO2和SO2都是產(chǎn)生酸雨的氣體C使用天然氣可避免CO2的排放DCO2是一種有害而無益的氣體答案A解析A項，正確；B項，二氧化碳不是產(chǎn)生酸雨的氣體；C項，天然氣的主要成分是甲烷，燃燒產(chǎn)物中也有二氧化碳，不正確；D項，二氧化碳是光合作用的原料之一，故不正確。8用足量的CO還原13.7 g某鉛氧化物，把生成的CO2全部通入到過量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后質(zhì)量為8.0 g，則此鉛氧化物的化學式是()APbO BPb2O3CPb3O4 DPbO2答案C解析設此鉛氧化物的化學式為PbxOy，PbxOyyOyCOyCO2yCaCO3 16y 100y m(O)1.28 g 8.0 g所以m(Pb)13.7 g1.28 g12.42 gxy34。9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)的關系正確的是()答案D解析CO2與KOH和Ca(OH)2都會反應，但存在著競爭，如果先與KOH反應，則反應后生成的K2CO3立即會與Ca(OH)2反應生成CaCO3，因此，可以看成CO2先與Ca(OH)2反應，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步還要判斷CO2是先跟KOH反應還是先與生成的CaCO3反應，同樣可以采用假設法判斷，即如果先與CaCO3反應，則生成的Ca(HCO3)2又會與KOH反應，因此應是先與KOH反應，此過程生成沉淀的物質(zhì)的量不變，當KOH反應完全，再與CaCO3反應，直至沉淀完全溶解，故選D。10金剛砂(SiC)可由SiO2和碳在一定條件下反應制得，反應方程式為SiO23CSiC2CO，下列有關制造金剛砂的說法中正確的是()A該反應中的氧化劑是SiO2，還原劑為CB該反應中的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為12C該反應中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為12eD該反應中的還原產(chǎn)物是SiC、氧化產(chǎn)物是CO，其物質(zhì)的量之比為12答案D解析反應產(chǎn)物SiC中Si、C的化合價分別為4、4價，所以SiO2既不是氧化劑，又不是還原劑；碳元素從0價轉(zhuǎn)變成4價(SiC)和2價(CO)，CO是氧化產(chǎn)物，SiC是還原產(chǎn)物，兩者的物質(zhì)的量之比為21；根據(jù)化學方程式，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為4e。11如圖所示物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系中，A是一種固體單質(zhì)，E是一種白色沉淀。請回答下列問題：(1)B的化學式是_，目前B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反應的離子方程式是_。(3)A和a溶液反應的離子方程式是_。(4)C和過量的鹽酸反應的離子方程式是_。審題分析本題應抓住框圖中的轉(zhuǎn)化關系，以題設條件C過量鹽酸E(白色沉淀)為突破口進行推斷，并結(jié)合已有知識進行設定與推測。答案(1)SiO2光導纖維(2)SiO22OH=SiOH2O(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiO2H=H2SiO3解析C與過量的鹽酸反應生成白色沉淀E，則E可能是硅酸或氯化銀，若E是氯化銀，則C是硝酸銀，A為銀，則根據(jù)已有知識，銀可以與硝酸反應生成硝酸銀，而銀與硝酸反應能生成三種產(chǎn)物，不符合框圖中物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關系。則E只能為硅酸，則C為硅酸鹽，A為硅，a溶液為強堿的水溶液，進一步推出B為二氧化硅。12世博會中國館“東方之冠”由鋼筋混凝土、7 000多塊紅色鋁板和1 200多塊玻璃等建成。(1)鋁_(填“是”或“不是”)紅色的，鋁板和玻璃均易被燒堿腐蝕，原因是_、_(用化學方程式表示)。(2)生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是_。(3)石英玻璃化學穩(wěn)定性強、膨脹系數(shù)小，是一種特種玻璃，石英玻璃的主要成分是_；有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)實際上不是硅酸鹽材料，而是一種_(選填“橡膠”、“纖維”或“塑料”)。答案(1)不是2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(2)CaCO3(3)SiO2塑料13(2010·上海，26)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。實驗室用大理石和稀鹽酸反應制備CO2氣體。下列裝置可用于CO2氣體的提純和干燥。完成下列填空：(1)用濃鹽酸配制11(體積比)的稀鹽酸(約6 mol·L1)，應選用的儀器是_。a燒杯 b玻璃棒 c量筒 d容量瓶(2)上述裝置中，A是_，NaHCO3溶液可以吸收_。(3)上述裝置中，B物質(zhì)是_。用這個實驗得到的氣體測定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飯盒質(zhì)量的指標之一，測定溶出量的主要實驗步驟設計如下：剪碎、稱重浸泡溶解過濾殘渣烘干冷卻、稱重恒重為了將石蠟和碳酸鈣溶出，應選用的試劑是_。a氯化鈉溶液 b稀醋酸 c稀硫酸 d正己烷(5)在溶出量測定實驗中，為了獲得石蠟和碳酸鈣的最大溶出量，應先溶出_，后溶出_。(6)上述測定實驗中，連續(xù)_，說明樣品已經(jīng)恒重。答案(1)abc(2)CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液HCl氣體或酸性氣體(3)無水CaCl2偏低(4)bd(5)石蠟CaCO3(6)兩次稱量的結(jié)果相差不超過(或小于)0.001 g解析(1)考查等體積比濃度的溶液配制，用量筒量取等體積水與濃鹽酸，倒入燒杯，攪拌混勻即可。(2)由于制備得到的CO2中含H2S以及反應揮發(fā)出的HCl，因此可通過CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液除去H2S，通過飽和NaHCO3溶液除去HCl。(3)固體B應為無水CaCl2，可除去CO2中的H2O(g)。如果CaCl2失效，則氣體為CO2與H2O(g)的混合氣體，其平均分子量小于CO2的分子量，因此測定結(jié)果偏低。(4)要溶解CaCO3應選用稀醋酸，不能用稀H2SO4，因為H2SO4與CaCO3反應生成CaSO4，微溶于水。正己烷用于溶解石蠟。(5)先用正己烷溶解石蠟，才能使其中的CaCO3與醋酸充分接觸發(fā)生反應，使二者達到最大溶出量。(6)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.001 g，說明已經(jīng)恒重。14硅單質(zhì)及其化合物應用范圍很廣。(1)制備硅半導體材料必須先得到高純硅，工業(yè)上可以按如下步驟制備高純硅。.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；.粗硅與干燥的氯氣在450500 條件下反應制得SiCl4；.SiCl4液體經(jīng)精餾提純后與過量H2在1 1001 200 條件下反應制得高純硅。已知SiCl4沸點為57.6 ，能與H2O強烈反應。1 mol H2與SiCl4氣體完全反應吸收的熱量為120.2 kJ。請回答下列問題：第步反應的熱化學方程式為_。整個制備純硅的過程中必須嚴格控制在無水無氧的條件下。SiCl4在潮濕的空氣中因水解而產(chǎn)生白色煙霧，其生成物是_；H2還原SiCl4過程中若混入O2，可能引起的后果是_。(2)二氧化硅被大量用于生產(chǎn)玻璃。工業(yè)上用SiO2、Na2CO3和CaCO3共283 kg在高溫下完全反應時放出CO2 44 kg，生產(chǎn)出的玻璃可用化學式Na2SiO3·CaSiO3·xSiO2表示，則其中x_。答案(1)2H2(g)SiCl4(g)Si(s)4HCl(g)H240.4 kJ·mol1H2SiO3(或H4SiO4)和HCl爆炸(2)415在工業(yè)中利用鎂制取硅：2MgSiO22MgOSi，同時有副反應發(fā)生：2MgSiMg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4(硅烷)，SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。如圖是進行Mg與SiO2反應的實驗裝置：(1)由于氧氣的存在對該實驗有較大影響，實驗中應通入氣體X作為保護氣，試管中的固體藥品可選用_(填序號)。a石灰石b鋅粒c純堿(2)實驗開始時，必須先通入X氣體，再加熱反應物，其理由是_，當反應開始后，移走酒精燈反應能繼續(xù)進行，其原因是_。(3)反應結(jié)束后，待冷卻至常溫時，往反應后的混合物中加入稀鹽酸。可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學方程式表示為_；_。答案(1)b(2)讓氫氣排盡裝置內(nèi)的空氣，避免空氣中的成分對實驗的影響該反應為放熱反應，可利用自身放出的熱量維持反應進行(3)Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4SiH42O2=SiO22H2O解析(1)由于Mg可在CO2中燃燒，故不能用CO2作為保護氣而可用H2，那么試管中應選用的固體藥品為鋅粒。(2)實驗開始時應先通入氫氣排出裝置內(nèi)的空氣，避免空氣中的成分對實驗的影響。然后才能點燃酒精燈，因反應放熱，反應開始后移走酒精燈，可利用自身放出的熱量維持反應繼續(xù)進行。(3)反應結(jié)束后，向反應后的混合物中加入稀鹽酸會發(fā)生反應：Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4，生成的SiH4可自燃，SiH42O2=SiO22H2O，所以會觀察到閃亮的火星。