2019年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 4.1 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角 硅實(shí)效精練（含解析）一、選擇題：本大題共10小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1xx·合肥模擬月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，僅月球表層5 cm厚的沙土就含鐵單質(zhì)上億噸，月球上的主要礦物有輝石 CaMgSi2O6、斜長(zhǎng)石KAlSi3O8和橄欖石(Mg或Fe)2SiO4等，下列說(shuō)法或分析不正確的是()A輝石、斜長(zhǎng)石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B斜長(zhǎng)石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·3SiO2C橄欖石中鐵為2價(jià)D月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑虻谋砻鎺缀鯖](méi)有氧氣解析：根據(jù)輝石CaMgSi2O6、斜長(zhǎng)石KAlSi3O8和橄欖石(Mg或Fe)2SiO4的化學(xué)式可知三者均屬于硅酸鹽礦，A正確。根據(jù)元素化合價(jià)不變的原則，將斜長(zhǎng)石的化學(xué)式改寫(xiě)為氧化物的形式可表示為K2O·Al2O3·6SiO2，B不正確；根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零，橄欖石中鐵為2價(jià)，C正確。鐵單質(zhì)與氧氣接觸易被氧化，所以月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑虻谋砻鎺缀鯖](méi)有氧氣的緣故，D正確。答案：B2節(jié)能減排對(duì)發(fā)展經(jīng)濟(jì)、保護(hù)環(huán)境有重要意義。下列措施不能減少二氧化碳排放的是()A利用太陽(yáng)能制氫B關(guān)停小火電企業(yè)C舉行“地球一小時(shí)”熄燈活動(dòng)D推廣使用煤液化技術(shù)解析：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是化學(xué)與生產(chǎn)、二氧化碳與環(huán)境，旨在考查學(xué)生對(duì)社會(huì)、環(huán)境的關(guān)注程度。煤液化后燃燒仍然會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，所以選D。答案：D3下列關(guān)于碳和硅的敘述中，不正確的是()A4價(jià)氧化物都與氫氧化鈉溶液反應(yīng)B單質(zhì)在加熱時(shí)都能與氧氣反應(yīng)C氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸D碳和硅兩種元素都有能導(dǎo)電的單質(zhì)解析：A項(xiàng)，碳和硅的4價(jià)氧化物都是酸性氧化物，都能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)；B項(xiàng)，碳和硅的單質(zhì)在加熱時(shí)都能與O2反應(yīng)，生成氧化物；C項(xiàng)，SiO2不溶于水，不能生成硅酸；D項(xiàng)，石墨是導(dǎo)體，晶體硅是半導(dǎo)體，都能導(dǎo)電。答案：C4青花瓷中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”、“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個(gè)謎，近年代科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍(lán)紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為2價(jià))，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說(shuō)法不正確的是()A可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色C易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿Dx等于6解析：“硅酸銅鋇”能穩(wěn)定存在說(shuō)明其性質(zhì)穩(wěn)定。不易脫色，不易與酸、堿反應(yīng)?！肮杷徙~鋇”中Ba為2價(jià)，Cu為2價(jià)，Si為4價(jià)，則x6，用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2。A、B、D均正確。答案：C5xx·泰州模擬將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后得到的固體物質(zhì)是()ANa2SiO3BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2 DSiO2解析：將足量CO2氣體通入水玻璃中，發(fā)生反應(yīng)：2CO2Na2SiO32H2O=H2SiO32NaHCO3；加熱蒸干高溫灼燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)：H2SiO3H2OSiO2,2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，各反應(yīng)物存在如下關(guān)系，H2SiO32NaHCO3，H2SiO3SiO2,2NaHCO3Na2CO3SiO2，由上述關(guān)系可知，最后所得固體物質(zhì)是Na2SiO3，故選A項(xiàng)。答案：A6月球上有豐富的綠柱石(綠寶石)礦藏，其主要化學(xué)成分為BenAl2(Si6O18)，用氧化物形式表示為nBeO·Al2O3·6SiO2，其n的值為()A1 B2C3 D4解析：方法一：利用BenAl2(Si6O18)化學(xué)式化合價(jià)代數(shù)和為零可求得n3。方法二：BenAl2(Si6O18)與nBeO·Al2O3·6SiO2為同種物質(zhì)，根據(jù)氧原子守恒，也可求得n3。故答案為C。答案：C7某氧化物X難溶于水，能與燒堿反應(yīng)，生成易溶于水的化合物Y，將少量Y溶液滴入鹽酸中能生成一種白色的膠狀沉淀，則X是()ASiO2 BAl2O3CMgO DP2O5解析：MgO不能溶于燒堿，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Al(OH)3是兩性氫氧化物，故少量NaAlO2溶液滴入鹽酸中不能生成沉淀，B項(xiàng)錯(cuò)誤；磷酸鈉與鹽酸反應(yīng)得不到膠狀沉淀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A8xx·河南南陽(yáng)模擬下列物質(zhì)：氫氟酸；濃硫酸；燒堿溶液；Na2CO3固體；氧化鈣；濃硝酸，其中在一定條件下能與SiO2反應(yīng)的有()A BC D解析：SiO2與除氫氟酸以外的酸都不反應(yīng)：SiO24HF=SiF42H2O，符合、和不符合；SiO2是酸性氧化物，能夠與堿和堿性氧化物反應(yīng)，和符合；高溫下SiO2和Na2CO3能夠反應(yīng)，符合。答案：C9下列說(shuō)法正確的是()A在粗硅的制取中發(fā)生2CSiO22COSi，硅被還原，所以碳的還原性大于硅的還原性B硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中C用SiO2制取硅酸，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后再通入CO2D由Na2CO3SiO2CO2Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸解析：依據(jù)元素周期律硅的還原性大于碳，上述反應(yīng)能發(fā)生是因?yàn)楫a(chǎn)物中有CO氣體生成，使平衡向右移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；硅酸鈉是一種黏合劑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)反應(yīng)不是在水溶液中進(jìn)行的，且產(chǎn)物中有氣體生成，與酸性強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C10xx·浙江師大附中模擬下列說(shuō)法正確的是()A工業(yè)制水泥、玻璃、陶瓷都要用到石灰石B剛玉、紅寶石、藍(lán)寶石主要成分是氧化鋁C石英、硅石、水晶、珍珠、瑪瑙主要成分都是SiO2D二氧化硅是酸性氧化物，能抗?jié)饬蛩?、濃硝酸的腐蝕，故能抗氫鹵酸(HX)的腐蝕解析：A項(xiàng)，工業(yè)制水泥的原料為石灰石和黏土，制玻璃的原料為純堿、石灰石和石英，制陶瓷是以黏土為原料，不用石灰石；B項(xiàng)，剛玉的主要成分是氧化鋁，紅寶石、藍(lán)寶石是含少量不同金屬氧化物的優(yōu)質(zhì)剛玉；C項(xiàng)，石英、硅石、水晶、瑪瑙主要成分都是SiO2，珍珠的主要成分是碳酸鈣；D項(xiàng)，二氧化硅是酸性氧化物，能抗鹽酸、濃硫酸、濃硝酸的腐蝕，但不能抗氫氟酸的腐蝕。答案：B二、非選擇題：本大題共4小題，將答案填在題中橫線上。112010年5月15日，CCTV對(duì)“南澳一號(hào)”沉船的考古進(jìn)行了兩個(gè)小時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)直播，從沉船中發(fā)現(xiàn)了大量宋代精美瓷器，體現(xiàn)了燦爛的中華文明。青花瓷胎體的原料高嶺土Al2Si2O5(OH)x，可摻進(jìn)瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是鉀長(zhǎng)石(KAlSi3O8)，在1 300左右一次燒成的釉可形成精美的青花瓷。(1)下列說(shuō)法正確的是_(填序號(hào))。A高嶺土分子中x2B鉀長(zhǎng)石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液C燒制青花瓷過(guò)程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化D青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品(2)在“南澳一號(hào)”考古直播過(guò)程中，需用高純度SiO2制造的光纖。下圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉、氧化鋁等雜質(zhì))制備二氧化硅粗產(chǎn)品的工藝流程。洗滌石英砂的目的是_。二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是_。在以上流程中，要將洗凈的石英砂研磨成粉末，目的是_。工業(yè)上常用純凈石英砂與C在高溫下發(fā)生反應(yīng)制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為11。下列說(shuō)法正確的是_(填序號(hào))。ASiC性質(zhì)穩(wěn)定，能用于制造抗高溫水泥B制造粗硅時(shí)的反應(yīng)為：2SiO25CSiSiC4COC在以上流程中，將鹽酸改為NaOH溶液，也可達(dá)到目的D純凈的SiO2只能用于制造光導(dǎo)纖維解析：(1)選項(xiàng)A，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則，可得：6810x0，解得x4。選項(xiàng)B，鉀長(zhǎng)石與鹽酸反應(yīng)后不能形成澄清的溶液。選項(xiàng)C，根據(jù)水泥制造過(guò)程可推測(cè)出燒制青花瓷過(guò)程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。選項(xiàng)D，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸鹽產(chǎn)品的特點(diǎn)，是硅酸鹽產(chǎn)品。(2)石英砂中含有易溶于水的NaCl雜質(zhì)，洗滌石英砂可使NaCl與SiO2分離。SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O，據(jù)此可寫(xiě)出相應(yīng)的離子方程式。將純凈的石英砂研磨后能增大物質(zhì)的表面積，從而增大反應(yīng)物與鹽酸的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。選項(xiàng)A，根據(jù)SiC中元素的價(jià)態(tài)可知，SiC具有還原性，在高溫下仍能在O2中燃燒生成SiO2和CO2，因此不能用于制造抗高溫水泥。選項(xiàng)B，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為11，根據(jù)原子守恒，可將題述信息轉(zhuǎn)化為如下反應(yīng)：2SiO25C=SiSiC4CO。選項(xiàng)C，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)二者的分離。選項(xiàng)D，純凈的SiO2還可用于制造光學(xué)玻璃等。答案：(1)CD(2)除去石英砂中的NaCl雜質(zhì)SiO22OH=SiOH2O增大反應(yīng)物之間的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率B12氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料，在航天航空、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路線圖如下所示。其中NH2基團(tuán)中各元素的化合價(jià)與NH3相同。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學(xué)反應(yīng)方程式表示其原因：_。(2)圖示的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是_。(3)SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解，產(chǎn)生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)。(4)在反應(yīng)中，3 mol Si(NH2)4在高溫下加熱可得1 mol氮化硅粉末和8 mol A氣體，則氮化硅的化學(xué)式為_(kāi)。(5)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫(xiě)出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。解析：石英砂不能與堿共同存放的實(shí)質(zhì)是SiO2與堿可以發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)是石英砂與焦炭發(fā)生氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)是硅單質(zhì)與Cl2反應(yīng)，也是氧化還原反應(yīng)。SiCl4水解可以看做Si結(jié)合四個(gè)OH生成H4SiO4，原硅酸不穩(wěn)定失水生成H2SiO3，Cl結(jié)合H生成HCl。氮化硅的化學(xué)式可通過(guò)題目信息，運(yùn)用質(zhì)量守恒求得。結(jié)合題給信息，SiCl4與N2、H2反應(yīng)可得到Si3N4和HCl。答案：(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(2)(3)SiCl43H2O=4HClH2SiO3(若寫(xiě)H4SiO4也對(duì))(4)Si3N4(5)3SiCl42N26H2Si3N412HCl13媒體曾報(bào)道江蘇肯德基連鎖店在煎炸中添加濾油粉的情況，經(jīng)衛(wèi)生部門(mén)檢測(cè)，濾油粉實(shí)質(zhì)為食品級(jí)三硅酸鎂。三硅酸鎂為白色無(wú)味粉末，不溶于水和乙醇，易與無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。有關(guān)部門(mén)規(guī)定三硅酸鎂樣品中含水量不超過(guò)12.2%為優(yōu)良級(jí)。某化學(xué)小組欲測(cè)定三硅酸鎂的化學(xué)式(可用MgxSi3Oy·mH2O表示)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟一：取16.6 g 三硅酸鎂樣品，充分加熱至不再分解，冷卻、稱(chēng)量，得固體13.0 g。步驟二：另取 16.6 g 三硅酸鎂樣品，向其中加入足量100 mL 4 mol/L 的鹽酸，充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌、灼燒，得固體 9.0 g 。該固體為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且熔沸點(diǎn)很高。(1)通過(guò)計(jì)算確定MgxSi3Oy·mH2O的化學(xué)式。(2)該小組測(cè)定的三硅酸鎂樣品是否為優(yōu)良級(jí)？(3)寫(xiě)出該三硅酸鎂樣品與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。解析：(1)由題意知步驟二中得到的固體為SiO2,9.0 g SiO2的物質(zhì)的量為0.15 mol，樣品中H2O的質(zhì)量為16.6 g13.0 g3.6 g，物質(zhì)的量為0.2 mol。設(shè)16.6 g 三硅酸鎂的物質(zhì)的量為a。MgxSi3Oy·mH2O3SiO2mH2O1 3ma0.15 mol0.2 mol解得a0.05 mol，m4MgxSi3Oy·mH2O的摩爾質(zhì)量為332 g/mol則24x28×316y18×4332由化合物中各元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零得2x4×32y聯(lián)立解得：x2，y8，所求化學(xué)式為：Mg2Si3O8·4H2O。(2)樣品中含水量為×100%21.7%12.2%，故樣品不是優(yōu)良級(jí)。(3)根據(jù)反應(yīng)情況可寫(xiě)出該三硅酸鎂樣品與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mg2Si3O8·4H2O4HCl=2MgCl23H2SiO33H2O。答案：(1)Mg2Si3O8·4H2O(2)否(3)Mg2Si3O8·4H2O4HCl=2MgCl23H2SiO33H2O14已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性；Mg和Na的化學(xué)性質(zhì)也具有一定的相似性。.用如圖所示裝置進(jìn)行Mg和SO2的實(shí)驗(yàn)。其中A是制備SO2的發(fā)生裝置。(1)選取制取SO2的合適試劑_(填序號(hào))。10%的H2SO4溶液80%的H2SO4溶液Na2SO3固體CaSO3固體(2)寫(xiě)出裝置B中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。裝置C中NaOH溶液的作用是_。(3)請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出制備SO2的發(fā)生裝置并注明主要儀器的名稱(chēng)，固定儀器省略不畫(huà)。(4)你認(rèn)為該裝置的不足之處是_。.某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了“實(shí)驗(yàn)室制Si”的研究，他們以課本為基礎(chǔ)，查閱資料得到以下可供參考的信息：工業(yè)上在高溫時(shí)用C還原SiO2可制得SiMg在點(diǎn)燃的條件下即可與SiO2反應(yīng)金屬硅化物與稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH4Si和SiO2均不與稀H2SO4反應(yīng)SiH4在空氣中自燃他們?cè)谘芯繄?bào)告中記載著：“選用合適的物質(zhì)的適宜的條件下充分反應(yīng)，再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物；然后過(guò)濾、洗滌、干燥，最后稱(chēng)量在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，其產(chǎn)率也只有預(yù)期值的63%左右?！?5)該小組“實(shí)驗(yàn)室制Si”的化學(xué)方程式是_。(6)你估計(jì)“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是_。解析：(1)制取SO2應(yīng)用濃H2SO4和亞硫酸鹽。選項(xiàng)中不可選用CaSO3，因?yàn)镃aSO4微溶于水，會(huì)附在固體表面，阻礙反應(yīng)進(jìn)行。(2)Mg具有還原性，SO2具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(3)本反應(yīng)為固液不加熱制取氣體的反應(yīng)，故可用分液漏斗盛80%的H2SO4，用錐形瓶裝固體Na2SO3。(4)該裝置中：A中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入B與Mg反應(yīng)，在A、B中間應(yīng)加干燥裝置；Mg能與SiO2反應(yīng)，在Mg下方墊一不銹鋼片，隔離Mg和SiO2；尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉，且無(wú)防倒吸裝置。答案：(1)(2)3MgSO22MgOMgS(或2MgSO22MgOS，MgSMgS)吸收多余的SO2，防止污染環(huán)境(3)如下圖所示(4)在A和B之間沒(méi)有連接一個(gè)干燥裝置；C裝置未與大氣相通；在鎂下方未墊一個(gè)不銹鋼片，鎂與玻璃管反應(yīng)；未設(shè)計(jì)一個(gè)防倒吸裝置(5)2MgSiO22MgOSi(6)金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH4可自燃(或用化學(xué)方程式表示：2MgSiMg2Si，Mg2Si2H2SO4=2MgSO4SiH4，SiH42O2=SiO22H2O)創(chuàng)新試題教師備選教學(xué)積累資源共享本題是硅及其化合物的相互轉(zhuǎn)化題目，作為備用例題強(qiáng)化本講內(nèi)容。(1)露置于空氣中一段時(shí)間后的水玻璃會(huì)渾濁，向此渾濁溶液中加入稀鹽酸，會(huì)生成白色沉淀，同時(shí)伴隨有氣泡產(chǎn)生。用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因：溶液變渾濁：_；生成白色沉淀：_；產(chǎn)生氣泡：_。(2)已知A、B、C、D均含有同一種元素，A為單質(zhì)，根據(jù)如下圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列有關(guān)問(wèn)題。寫(xiě)出A、B、C、D各物質(zhì)的名稱(chēng)：A_，B_，C_，D_。寫(xiě)出AD的化學(xué)方程式：_。寫(xiě)出下列變化的離子方程式：BC_；DB_。解析：(2)A是單質(zhì)，D是氧化物，且氧化物與堿反應(yīng)還與碳反應(yīng)，所以D不是Al2O3，而是SiO2。答案：(1)Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3Na2SiO32HCl=H2SiO32NaClNa2CO32HCl=2NaClCO2H2O(2)硅硅酸鈉硅酸二氧化硅SiO2SiO2SiOCO2H2O=H2SiO3COSiO22OH=SiOH2O