配餐作業(yè)(十)無機(jī)非金屬材料的主角硅14G網(wǎng)絡(luò)讓手機(jī)“飛”起來了。手機(jī)芯片的核心是硅板，其成分是()ASiO2 BSiCH2SiO3 DNa2SiO3解析手機(jī)芯片的核心是硅板，其成分是Si單質(zhì)，故B項(xiàng)正確。答案B2硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。在無機(jī)非金屬材料中，硅一直扮演著主角。下面幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是()A瑪瑙B光導(dǎo)纖維C太陽能電池D水晶解析瑪瑙、光導(dǎo)纖維和水晶的主要成分是SiO2，硅單質(zhì)可用來制造太陽能電池板。答案C3下列敘述中正確的是()A因?yàn)镹a2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)B碳和硅都是A族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似C二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸，所以二氧化硅是兩性氧化物D二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反應(yīng)生成硅酸解析A項(xiàng)的反應(yīng)之所以能夠發(fā)生，是因?yàn)樯傻漠a(chǎn)物中有氣體放出，平衡正向移動，促使反應(yīng)能夠順利進(jìn)行，故不能通過此反應(yīng)判斷H2CO3與H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，A項(xiàng)錯誤；CO2和SiO2的物理性質(zhì)差異較大，B項(xiàng)錯誤；SiO2與氫氟酸的反應(yīng)不屬于酸性氧化物與一般酸的反應(yīng)，在此反應(yīng)中SiO2并沒有表現(xiàn)出堿性氧化物的性質(zhì)，C項(xiàng)錯誤。答案D4(2018濟(jì)寧期末)化學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境密切相關(guān)。下列有關(guān)說法中正確的是()A“綠水青山就是金山銀山”，礦物燃料的脫硫脫硝，可以減少SO2、NO2的排放B2017年11月5日，發(fā)射北斗三號全球?qū)Ш叫l(wèi)星計(jì)算機(jī)的芯片材料是高純度二氧化硅C為防止月餅等富脂食品因被氧化而變質(zhì)，常在包裝袋中放入生石灰或硅膠D2MN=2P2Q,2PM=Q(M、N為原料，Q為期望產(chǎn)品)，不符合綠色化學(xué)的理念解析SO2、NOx是污染性氣體，大力實(shí)施礦物燃料的脫硫脫硝技術(shù)以減少SO2、NO2的排放符合綠色化學(xué)的理念，故A項(xiàng)正確；計(jì)算機(jī)的芯片材料是高純硅，故B項(xiàng)錯誤；生石灰或硅膠是干燥劑，不能防止氧化變質(zhì)，故C項(xiàng)錯誤；2MN=2P2Q,2PM=Q的總反應(yīng)是3MN=3Q，原料完全轉(zhuǎn)化為期望產(chǎn)品，符合綠色化學(xué)的理念，故D項(xiàng)錯誤。答案A5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謎，近代科學(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)，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是()A可用氧化物形式表示為BaOCuO2SiO2B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，Cu為2價，Si為4價，則x6，用氧化物形式表示為BaOCuO2SiO2。A、B、D三項(xiàng)均正確。答案C6(2018泰州月考)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。答案A7(2018安徽合肥月考)天工開物記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無沙粘(通黏)土而為之”“凡坯既成，干燥之后，則堆積窯中燃薪舉火”“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說法錯誤的是()A沙子和黏土主要成分為硅酸鹽B“燃薪舉火”使黏土發(fā)生復(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黏土是制作磚瓦和陶瓷等的主要原料解析沙子的主要成分為SiO2，不屬于硅酸鹽，A項(xiàng)錯誤；“燃薪舉火”是使成型的黏土器皿發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化而制成陶器，B項(xiàng)正確；燒制過程中鐵的化合物被氧化為氧化鐵，得到紅瓦，若澆水則發(fā)生還原反應(yīng)得到氧化亞鐵而成為青瓦，C項(xiàng)正確；磚瓦、陶瓷的主要原料是黏土，D項(xiàng)正確。答案A8. (2018江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市月考)我國科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管，微觀結(jié)構(gòu)如圖。下列敘述正確的是()ASiO2與干冰的物理性質(zhì)相似BSiO2耐腐蝕，不與任何酸反應(yīng)C工業(yè)上用SiO2制備粗硅D光纖主要成分是SiO2，具有導(dǎo)電性解析SiO2熔點(diǎn)高，硬度大，而CO2熔點(diǎn)低，常溫下為氣體，A項(xiàng)錯誤；SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，B項(xiàng)錯誤；SiO2無導(dǎo)電性，D項(xiàng)錯誤。答案C9(2018晉豫省際大聯(lián)考)山西博物院是太原市地標(biāo)性建筑之一，下列相關(guān)說法正確的是()A展柜使用的鋼化玻璃，其主要成分只有SiO2B墻體使用的磚瓦、水泥，是硅酸鹽材料C陳列的元青花瓷的原料有高嶺土Al2Si2O5(OH)4，也可以表示為Al2O3SiO2H2OD展示的青銅器上有一層綠色物質(zhì)可能是堿式碳酸銅，此綠色物質(zhì)不溶于鹽酸解析鋼化玻璃與普通玻璃的成分相同(只是制造的工藝不同)，主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅，A項(xiàng)錯誤；磚瓦和水泥都是硅酸鹽工業(yè)的產(chǎn)品，所以B項(xiàng)正確；高嶺土Al2Si2O5(OH)4，應(yīng)該表示為Al2O32SiO22H2O，C項(xiàng)錯誤；銅綠是堿式碳酸銅，該物質(zhì)可以與鹽酸反應(yīng)生成氯化銅而溶解，D項(xiàng)錯誤。答案B10(2018皖南八校聯(lián)考)高純度晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一場 “革命”。它可以按下列方法制備：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純)下列說法正確的是()A步驟的化學(xué)方程式為SiO2CSiCO2B步驟中每生成或反應(yīng)1 mol Si，轉(zhuǎn)移4 mol電子C二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，而硅不能與氫氟酸反應(yīng)DSiHCl3(沸點(diǎn)33.0 )中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)67.6 )，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3解析步驟的化學(xué)方程式為SiO22CSi2CO，A項(xiàng)錯誤；步驟中每生成或反應(yīng)1 mol Si，轉(zhuǎn)移2 mol電子，B項(xiàng)錯誤；硅能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和氫氣，C項(xiàng)錯誤；D項(xiàng)正確。答案D11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)下列說法正確的是_(雙選；填選項(xiàng)字母)。A高嶺土分子中x2B鉀長石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液C燒制青花瓷過程中發(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”考古直播過程中，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_。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。下列說法正確的是_(填選項(xiàng)字母)。ASiC性質(zhì)穩(wěn)定，能用于制造抗高溫水泥B制造粗硅時的反應(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)A項(xiàng)，根據(jù)化合價代數(shù)和等于零的原則，可得6810x0，解得x4。B項(xiàng)，鉀長石與鹽酸反應(yīng)后不能形成澄清的溶液。C項(xiàng)，根據(jù)水泥制造過程可推測出燒制青花瓷過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。D項(xiàng)，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。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。A項(xiàng)，根據(jù)SiC中元素的價態(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。B項(xiàng)，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)：2SiO25CSiSiC4CO。C項(xiàng)，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，無法實(shí)現(xiàn)二者的分離。D項(xiàng)，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)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_(填選項(xiàng)字母)。A陶瓷 B玻璃C水泥 D生石灰(2)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，高溫熔融純堿時下列坩堝可選用的是_(填選項(xiàng)字母)。A普通玻璃坩堝 B石英玻璃坩堝C氧化鋁坩堝 D鐵坩堝(3)工業(yè)上常利用反應(yīng)2CSiO2Si2CO制備硅單質(zhì)，該反應(yīng)中所含元素化合價升高的物質(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，不屬于硅酸鹽。(2)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。(3)題給反應(yīng)中C(碳)被氧化，SiO2中4價的硅被還原，因此SiO2作氧化劑。答案(1)D(2)防火劑D(3)CSiO2【拓展延伸】B、H3BO3、NaBH4、Mg2B2O5的制備與性質(zhì)NH3H3BO3=NH3H3BO3；NH3H3BO3HCl=NH4ClH3BO3Mg2B2O5H2O2H2SO42MgSO42H3BO3；2H3BO3B2O33H2O；B2O33Mg3MgO2BNaBO22SiO24Na2H2=NaBH42Na2SiO3NaBH42H2O=NaBO24H2 13氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料，在航天航空、汽車發(fā)動機(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)中各元素的化合價與NH3相同。請回答下列問題：(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_。(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_。(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水解可以看作Si結(jié)合四個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H4SiO4也對)(4)Si3N4(5)3SiCl42N26H2Si3N412HCl14半水煤氣是工業(yè)合成氨的原料氣，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。半水煤氣經(jīng)過下列步驟轉(zhuǎn)化為合成氨的原料。完成下列填空：(1)半水煤氣在銅催化下實(shí)現(xiàn)CO變換：COH2OCO2H2若半水煤氣中V(H2)V(CO)V(N2)382822，經(jīng)CO變換后的氣體中：V(H2)V(N2)_。 (2)堿液吸收法是脫除二氧化碳的方法之一。已知：Na2CO3K2CO3 20 堿液最高濃度/(molL1)2.08.0堿的價格(元/kg)1.259.80若選擇Na2CO3堿液作吸收液，其優(yōu)點(diǎn)是_；缺點(diǎn)是_。如果選擇K2CO3堿液作吸收液，用什么方法可以降低成本？_；寫出這種方法涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。(3)以下是測定半水煤氣中H2以及CO的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)方案。取一定體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的半水煤氣，經(jīng)過下列實(shí)驗(yàn)步驟測定其中H2以及CO的體積分?jǐn)?shù)。選用合適的無機(jī)試劑分別填入、方框中。該實(shí)驗(yàn)方案中，步驟、的目的是_。該實(shí)驗(yàn)方案中，步驟_(填“”或“”)可以確定半水煤氣中H2的體積分?jǐn)?shù)。解析(1)經(jīng)CO變換后CO轉(zhuǎn)化為氫氣，則根據(jù)化學(xué)方程式可知，所得的氣體中：V(H2)V(N2)(3828)2231。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知若選擇Na2CO3堿液作吸收液，其優(yōu)點(diǎn)是價廉，缺點(diǎn)是吸收CO2的能力差。由于生成的碳酸氫鉀受熱易分解產(chǎn)生碳酸鉀，所以使堿液循環(huán)使用可以降低成本，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KHCO3K2CO3CO2H2O。(3)由于半水煤氣中含有二氧化碳，所以首先利用堿液除去二氧化碳，干燥后再通過氧化銅反應(yīng)，利用濃硫酸吸收產(chǎn)生的水蒸氣，利用堿液吸收產(chǎn)生的二氧化碳，進(jìn)而計(jì)算體積分?jǐn)?shù)。氫氣還原氧化銅生成水蒸氣，濃硫酸吸收水蒸氣，所以該實(shí)驗(yàn)方案中，步驟可以確定半水煤氣中H2的體積分?jǐn)?shù)。答案(1)31(2)價廉吸收CO2能力差堿液循環(huán)使用2KHCO3K2CO3CO2H2O除去半水煤氣中的CO2和H2O【拓展延伸】H2C2O4、CaC2O4的性質(zhì)1H2C2O4的性質(zhì)H2C2O4是二元酸，存在如下關(guān)系：H2C2O4HC2OC2O。H2C2O4有較強(qiáng)的還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。H2C2O4固體受熱分解，產(chǎn)生CO和CO2氣體。2CaC2O4的性質(zhì)CaC2O4不溶于水、醋酸，溶于鹽酸、稀硝酸。灼燒時轉(zhuǎn)變成碳酸鈣或氧化鈣。