高考化学一轮复习 专题4_1 无极非金属材料的主角--硅（练）（含解析）1

专题4.1 无极非金属材料的主角-硅1【2016届湖北省八校高三上学期12月联考】如何解决好碳排放问题是关系到人类可持续发展的重大课题之一。目前，采用较多的方法是对二氧化碳进行捕集封存和富集再利用。下列与二氧化碳有关的叙述正确的是 （ ）ACO2是形成酸雨的主要物质BCO2导致温室效应，是一种大气污染物CCO2(g)+C(s)2CO(g) H0，高温有利于该反应自发进行D实验室常用大理石与稀盐酸或稀硫酸反应制取二氧化碳【答案】C考点：考查化学与环境保护，低碳经济。2【2016届河北省行唐启明中学高三上学期12月月考】下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A BC D【答案】C【解析】试题分析：硅在自然界中以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，构成岩石和矿物的基本元素，故正确；水晶成分是二氧化硅，不属于硅酸盐，故错误； 光导纤维的成分是二氧化硅，故错误；陶瓷是人类应用很早饿硅酸盐材料，故正确；因此选项C正确。考点：考查硅及其化合物的性质用途等知识。3【2016届陕西省西安一中高三上学期12月月考】近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是 （ ）A石墨烯具有良好的导电性B上述三种物质与金刚石互为同素异形体C石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜D上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同【答案】D考点：以新材料为载体，考查碳的性质。4【2016届山东省实验中学高三上学期第二次诊断】下列有关SiO2的叙述中错误的是 （ ）ASiO2是酸性氧化物，它对应的水化物是硅酸(H2SiO3)B硅酸可由SiO2跟水反应制得CSiO2可与碱性氧化物或强碱反应D光导纤维的主要原料就是SiO2【答案】B【解析】试题分析：A二氧化硅是酸性氧化物，可与碱性氧化物或强碱反应，但不溶于水，不能直接和水反应生成硅酸，B不正确，其余都是正确的，答案选B。考点：二氧化硅的性质和用途5【2016届西藏拉萨中学高三上学期第三次月考】用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是 （ ）选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊澄清石灰水【答案】B考点：考查化学实验方案的评价6【2016届辽宁省东北育才学校高三上学期第二次模拟】二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。ae是对反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行判断，ae的叙述中有几个正确的选项 （ ）SiO22NaOH=Na2SiO3H2O SiO22CSi2COSiO24HF=SiF42H2O Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2SiO23CSiC2COa反应中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b反应中SiO2表现出氧化性c反应中SiO2表现了酸性氧化物的通性d反应符合用较强酸制取较弱酸的道理e反应中SiO2未参加氧化还原反应A二个 B三个 C四个 D五个【答案】A考点：考查硅元素单质及其化合物的性质。7【2016届山西怀仁一学高三上期中】某实验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO + PdCl2 + H2O = CO2 + 2HCl + Pd（产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊）。（1）实验时要通入足够长时间的N2，其原因是_ 。（2）装置B的作用是_ 。（3）装置C、D中所盛试剂分别为_ _ 、_ _ ，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为_ 。（4）该装置的缺点是_ 。（5）资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18 g SiO2和8.4 g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体1344 L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为_ 。（6）设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：_ 。【来源】【百强校】2016届山西怀仁第一中学高三上学期期中考试化学试卷（带解析）【答案】（1）避免空气中的O2、CO2、水蒸气对实验产生干扰（2）作安全瓶，防止倒吸（3）澄清石灰水；PdCl2溶液（1分）；3SiO2 4C = 2CO2 2CO 3Si（4）无尾气吸收装置（5）2：1（6）向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊考点：探究物质的组成或测量物质的含量。8【2016届湖南衡阳一中高三上第三次月考】氮化硅硬度大、熔点高、不溶于酸（氢氟酸除外），是一种重要的结构陶瓷材料。一种用工业硅（含少量钾、钠、铁、铜的氧化物），已知硅的熔点是1420，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺主要流程如下：（1）净化N2和H2时，铜屑的作用是：_；硅胶的作用是 。（2）在氮化炉中3Si(s)+2N2(g)=Si3N4(s) H=727.5kJ/mol，开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度： ；（3）X可能是 （选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”）（4）如何说明氮化硅产品已用水洗干净？ 。（5）用硅粉作硅源、叠氮化钠（NaN3）作氮源，直接燃烧生成氮化硅（发生置换反应），该反应的化学方程式为： 。【答案】（1）除去原料气中的氧气；除去生成的水蒸气。（2）这是放热反应，防止局部过热，导致硅熔化熔合成团，阻碍与N2的接触；将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去。（3）硝酸（4）洗涤后的滤出液呈中性；（5）9Si+4NaN33Si3N4 +4Na（4）氮化硅不溶于水、不溶于酸（HF酸除外），若氮化硅产品用水洗干净，则洗涤后的滤出液呈中性，故答案为：洗涤后的滤出液呈中性；（5）硅粉作硅源、叠氮化钠（NaN3）作氮源，直接燃烧生成氮化硅，发生置换反应，还生成Na，该反应为9Si+4NaN33Si3N4+4Na，故答案为：9Si+4NaN33Si3N4+4Na。考点：考查了制备实验方案的设计的相关知识。 1【2016届浙江省杭州高级中学高三上学期月考（三）】青石棉（crocidolite）是一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2 ，青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是 （ ）A青石棉是一种硅酸盐产品B青石棉中含有一定量的石英晶体C青石棉的化学组成可表示为Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OD1mol青石棉能使1molHNO3被还原【答案】B考点：考查硅酸盐的组成和性质。2【河北冀州中学2016届第二次】氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得：3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO，也可由SiCl4的蒸汽和NH3反应制取：3SiCl4+4NH3高温Si3N4+12HCl。则下列叙述正确的是 （ ）A反应属于离子反应B若制取等量的Si3N4，则反应转移电子数目必然相等C反应的氧化剂是N2D反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为1:6【答案】C【解析】试题分析：A反应是固体之间的反应，不属于离子反应，错误；B在反应中每产生1mol Si3N4，转移电子的物质的量是12mol；反应是非氧化还原反应，因此没有发生电子转移因此制取等量的Si3N4，反应转移电子数目不相等，错误；C在反应N2得到电子由反应前N2的0价变为反应后Si3N4中的N元素的-3价，N得到电子，被还原，因此该反应的氧化剂是N2，正确；D在反应中氧化剂N2得到电子，被还原变为Si3N4，还原剂C失去电子被氧化变为CO，所以氧化产物CO与还原产物Si3N4物质的量之比为6:1，错误。考点：考查化学反应的类型的判断及氧化还原反应的有关概念及计算的知识。3【黑龙江大庆实验中学2016届第一次月考】将l00ml 1mol/L 的NaHCO3溶液等分为两份，其中一份加入少许冰醋酸，另外一份加入少许Ba(OH)2固体，忽略溶液体积变化。两份溶液中c(CO32-)的变化分别是 （ ）A减小、减小 B减小、增大C增大、增大 D增大、减小【答案】B考点：考查NaHCO3的性质4【江西南昌二中2016届第一次月考】向含2mol NaOH、1mol Ba(OH)2、2mol NaAlO2的混合液中慢慢通 入CO2至过量，下列有关说法正确的是 （ ）A整个过程中共发生四个离子反应。B根据现象可判断酸性强弱为：H2CO3HAlO2HCO3-C通入3molCO2和通入5molCO2都只产生3mol沉淀D整个过程中生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的图象如右图所示：【答案】C考点：离子反应的先后顺序5【辽宁师大附中2016届10月月考】一化学研究性学习小组对某Na2CO3和NaHCO3混合溶液的组成进行探究。取20.0 mL该混合溶液不断加入1.00 molL1的稀盐酸，加入盐酸的体积和产生的现象见下表。反应阶段盐酸体积x/mL0x10.010.040.0现象无气体产生气体无气体则混合溶液中c(HCO)为 （ ）A、1.00 molL1 B、0.50 molL1 C、1.50 molL1 D、2.00 molL1【答案】A【解析】试题分析：碳酸钠先和盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，消耗0.01摩尔盐酸，说明碳酸钠有0.01摩尔，生成0.01摩尔碳酸氢钠，后产生气体消耗0.03摩尔盐酸，说明有0.03摩尔碳酸氢钠，则原来的碳酸氢钠有0.03-0.01=0.02摩尔，碳酸氢根离子浓度=0.02/0.02=1mol/L，选A。考点：碳酸钠和碳酸氢钠的性质6【重庆一中2016届10月月考】工业上用无机矿物资源生产部分材料。下列有关说法不正确的是 （ ） A制取玻璃的同时产生CO2气体，制取粗硅时生成的气体产物为CO B生产高纯硅、铝、铜及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应 C粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法 D黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜时产生的SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料【答案】B【解析】试题分析：A.制取玻璃的化学反应为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2，制取粗硅的化学反应为SiO2+C=Si+CO，A正确；B.根据上述化学方程式可知，生产玻璃的过程没有发生氧化还原反应，B错误；C.四氯化硅在常温常压下是液体，所以提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法，C正确；D.工业上，SO2可用于生产硫酸，根据FeO+COFe+CO2，所以FeO可用作冶炼铁的原料，D正确；答案选B。考点：考查硅及其化合物的性质7【甘肃天水一中2016届上期中】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）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（2）C与氢氟酸反应的化学方程式是（3）将C与纯碱混合高温熔融时反应生成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，生成了含A的化合物F生成D和F的化学方程式分别为 、 要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚 C氧化铝坩埚 D铁坩埚【答案】SiO2+4HFSiF4+2H2OSiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3；D。C氧化铝坩埚，氧化铝是两性氧化物，可以像SiO2那样能够与纯碱在高温下发生反应，不能使用，错误；D铁坩埚与纯碱不能反应，可以使用，正确。考点：考查了硅元素的单质及化合物的知识。8【2016届北京一五六中学上高三期中】碳、硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。（1）SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是_（用化学方程式表示）；Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是_。A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚 C氧化铝坩埚 D铁坩埚（2）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为_。在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_。物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸点/2 35557.631.88.230.484.9111.9SiHCl3极易水解，其完全水解的化学方程式为_。（3）某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验），实验操作步骤：.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。.A中看到白色沉淀时，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，关闭活塞a。 B中反应的离子方程式是_。通过步骤得知盐酸具有的性质是_（填字母）。A挥发性 B. 还原性 C. 氧化性 D. 酸性 C装置中的试剂X是_（写化学式）。D中反应的化学方程式是_。碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因：碳和硅_。【答案】（1）SiO22NaOH=Na2SiO3H2O D（2）SiO23CSiC2CO 精馏(或蒸馏)SiHCl3+4H2O（或3H2O） = H4SiO4(或H2SiO3) +H2+3HCl（3）CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2+ H2OA D NaHCO3Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3（胶体）+ Na2CO3位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力减弱，非金属性减弱。弱，所以碳、硅的非金属性逐渐减弱。考点：考查元素周期律等相关知识。1【2016年高考上海卷】类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是 （ ）ACO2是直线型分子，推测CS2也是直线型分子BSiH4的沸点高于CH4，推测H2Se的沸点高于H2SCFe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3DNaCl与浓H2SO4加热可制HCl，推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr【答案】AB【考点定位】考查类比推理方法在掌握化学知识中的合理运用。【名师点睛】类比推理是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的科学思维方法。由于物质的结构决定性质、性质决定用途，结构相似的物质往往具有相似的物理、化学性质。所以，依据事先设定好的“标准”将物质进行合理分类，对掌握物质的结构、通性等化学知识起着事半功倍的作用。但由于各种物质组成和结构具有一定的差异性，运用类推法时一定不能完全照搬。2【2015安徽理综化学】下列有关说法正确的是 （ ）A在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解BFe(OH)3胶体无色、透明，能发生丁达尔现象CH2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥DSiO2既能和氢氧化钠溶液反应也能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物【答案】C【解析】A、Na2CO3固体受热不易分解，故A错误；B、Fe(OH)3胶体是红褐色，故B错误；C、以上三种气体都不与浓硫酸反应，能用浓硫酸干燥，故C正确；D、SiO2和氢氟酸反应，没有生成盐和水，不是两性氧化物，故D错误；此题选C。【考点定位】本题考查几种常见无机化合物的性质，包括盐、氧化物和氢氧化物的性质，还涉及到胶体的性质。【名师点睛】解决本题需要具备的知识基础是掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较，关键是化学性质中热稳定性的比较；氢氧化铁胶体的性质中除了需要重点掌握其具有丁达尔现象，同时不能忽略它的颜色等性质。在氧化物性质中考查了两性氧化物的概念，同时要注意二氧化硅作为酸性氧化物不能说明的一个性质，它可以与氢氟酸反应。3【2014年高考新课标卷第8题】化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是 （ ）选项现象或事实解释A用热的纯碱溶液洗去油污Na2CO3可直接和油污反应B漂白粉在空气中久置变质漂白粉中的CaCl2 与空气中的CO2反应生成CaCO3C施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效DFeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作FeCl3能从含有Cu2的溶液中置换出铜【答案】C【命题意图】化学是一门实用科学，它渗透到社会、生活、生产、科研的方方面面，与我们息息相关。学以致用是我们的学习目的，只有了解了化学原理，我们才可以提高我们的生活质量、生产效益、科研水平，生活的更安全、健康、环保、和谐。做题时一定要认真审题，看清盐的成分、性质等关键字眼，避免不必要的丢分。考察了学生对化学知识的掌握情况。考察了应用所学知识进行必要的分析、和解决具体的问题的能力。它充分体现了“源于教材又不拘泥于教材”的命题指导思想。在今后的考试中份量会逐渐加重。我们应该加强练习，力求掌握。4（2013江苏卷）下列有关物质性质的应用正确的是 （ ）A液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂B二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸C生石灰能与水反应，可用来干燥氯气D氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝【答案】 A【考点定位】本题考查中学常见物质的性质、用途及其制备。容易题。5【2015海南化学】（8分）单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备，其中X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：（1）能与X发生化学反应的酸是 ；由X制备Mg2Z的化学方程式为 。（2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为 ，Y分子的电子式为 。（3）Z、X中共价键的类型分别是 。【答案】（1）氢氟酸；SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si； （2）Mg2Si+4HCl=2 MgCl2+SiH4； （3）非极性（共价键）、极性（共价键）【解析】Z为半导体单质，则Z是Si元素；Si可与氢氟酸反应；其氧化物为二氧化硅，根据反应的流程图可知，二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si，Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物，则Y的分子式是SiH4，加热分解可得到Si单质。其余问题可解。【考点定位】考查以Si为载体的物质的转化的判断。【名师点睛】将硅及其化合物的性质与化学键的判断、电子式的书写和化学方程式的书写放在一起考查了学生对硅及其化合物的性质掌握的熟练程度，考查学生的阅读材料接收信息的能力、推理能力、规范书写化学用语的能力。注意把握硅及其化合物的特殊性，灵活运用题给信息是解题的关键。6【2016年高考上海卷】（本题共12分）半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O（g）。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。完成下列填空：（1）半水煤气含有少量硫化氢。将半水煤气样品通入_溶液中（填写试剂名称），出现_，可以证明有硫化氢存在。（2）半水煤气在铜催化下实现CO变换：CO+H2OCO2+H2若半水煤气中V(H2):V(CO):V(N2)=38：28：22，经CO变换后的气体中：V(H2):V(N2)=_ _。（3）碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一。已知：Na2CO3K2CO320碱液最高浓度（mol/L）2.08.0碱的价格（元/kg）1.259.80若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是_；缺点是_。如果选择K2CO3碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？_写出这种方法涉及的化学反应方程式。_（4）以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案。取一定体积（标准状况）的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数。选用合适的无机试剂分别填入、方框中。该实验方案中，步骤、的目的是： 。该实验方案中，步骤_（选填“”或“”）可以确定半水煤气中H2的体积分数。【答案】（1）硝酸铅（或硫酸铜）；黑色沉淀 （4）3:1 （3）价廉；吸收CO2能力差碱液循环使用；2KHCO3K2CO3+CO2+H2O（4）除去半水煤气中的CO2（包括H2S）和H2O IV【考点定位】考查水煤气中气体成分测定实验设计与探究。【名师点睛】“教真实的化学，学有用的知识”已成为大家的共识，现在的化学试题强调化学与生活的交融，突出理论联系生产、生活实际和科技前沿，强调学以致用。试题将真实的问题转化为试题情境，真实问题的复杂性带来了化学试题的综合性，这就要求考生首先读懂并捕捉到全部相关信息，弄清这些信息之间的逻辑关系，特别是确定性信息和未知信息之间的关系，为问题的解决奠定基础。这显然属于“关键能力”。对于一个流程的设计和评价，要分析它由几个部分组成，每个部分在整体中处于什么地位、有什么作用，为什么要这样设计，这样设计的优缺点如何，可以如何改进等等，这些都是高考中考查综合能力的重点。