2019年高考化学大一轮复习 4.1 无机非金属材料的主角 硅实效精练（含解析）.doc

2019年高考化学大一轮复习 4.1 无机非金属材料的主角 硅实效精练（含解析）一、选择题：本大题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1xx合肥模拟月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5 cm厚的沙土就含铁单质上亿吨，月球上的主要矿物有辉石 CaMgSi2O6、斜长石KAlSi3O8和橄榄石(Mg或Fe)2SiO4等，下列说法或分析不正确的是()A辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B斜长石的氧化物形式可表示为K2OAl2O33SiO2C橄榄石中铁为2价D月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气解析：根据辉石CaMgSi2O6、斜长石KAlSi3O8和橄榄石(Mg或Fe)2SiO4的化学式可知三者均属于硅酸盐矿，A正确。根据元素化合价不变的原则，将斜长石的化学式改写为氧化物的形式可表示为K2OAl2O36SiO2，B不正确；根据化合价代数和为零，橄榄石中铁为2价，C正确。铁单质与氧气接触易被氧化，所以月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气的缘故，D正确。答案：B2节能减排对发展经济、保护环境有重要意义。下列措施不能减少二氧化碳排放的是()A利用太阳能制氢B关停小火电企业C举行“地球一小时”熄灯活动D推广使用煤液化技术解析：本题考查的知识点是化学与生产、二氧化碳与环境，旨在考查学生对社会、环境的关注程度。煤液化后燃烧仍然会产生二氧化碳，所以选D。答案：D3下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是()A4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应B单质在加热时都能与氧气反应C氧化物都能溶于水生成相应的酸D碳和硅两种元素都有能导电的单质解析：A项，碳和硅的4价氧化物都是酸性氧化物，都能与氢氧化钠溶液反应；B项，碳和硅的单质在加热时都能与O2反应，生成氧化物；C项，SiO2不溶于水，不能生成硅酸；D项，石墨是导体，晶体硅是半导体，都能导电。答案：C4青花瓷中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年代科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是()A可用氧化物形式表示为BaOCuO2SiO2B性质稳定，不易脱色C易溶解于强酸和强碱Dx等于6解析：“硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定。不易脱色，不易与酸、碱反应。“硅酸铜钡”中Ba为2价，Cu为2价，Si为4价，则x6，用氧化物形式表示为BaOCuO2SiO2。A、B、D均正确。答案：C5xx泰州模拟将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是()ANa2SiO3BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2 DSiO2解析：将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2Na2SiO32H2O=H2SiO32NaHCO3；加热蒸干高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2OSiO2,2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，各反应物存在如下关系，H2SiO32NaHCO3，H2SiO3SiO2,2NaHCO3Na2CO3SiO2，由上述关系可知，最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。答案：A6月球上有丰富的绿柱石(绿宝石)矿藏，其主要化学成分为BenAl2(Si6O18)，用氧化物形式表示为nBeOAl2O36SiO2，其n的值为()A1 B2C3 D4解析：方法一：利用BenAl2(Si6O18)化学式化合价代数和为零可求得n3。方法二：BenAl2(Si6O18)与nBeOAl2O36SiO2为同种物质，根据氧原子守恒，也可求得n3。故答案为C。答案：C7某氧化物X难溶于水，能与烧碱反应，生成易溶于水的化合物Y，将少量Y溶液滴入盐酸中能生成一种白色的胶状沉淀，则X是()ASiO2 BAl2O3CMgO DP2O5解析：MgO不能溶于烧碱，C项错误；Al(OH)3是两性氢氧化物，故少量NaAlO2溶液滴入盐酸中不能生成沉淀，B项错误；磷酸钠与盐酸反应得不到胶状沉淀，D项错误。答案：A8xx河南南阳模拟下列物质：氢氟酸；浓硫酸；烧碱溶液；Na2CO3固体；氧化钙；浓硝酸，其中在一定条件下能与SiO2反应的有()A BC D解析：SiO2与除氢氟酸以外的酸都不反应：SiO24HF=SiF42H2O，符合、和不符合；SiO2是酸性氧化物，能够与碱和碱性氧化物反应，和符合；高温下SiO2和Na2CO3能够反应，符合。答案：C9下列说法正确的是()A在粗硅的制取中发生2CSiO22COSi，硅被还原，所以碳的还原性大于硅的还原性B硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中C用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2D由Na2CO3SiO2CO2Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸解析：依据元素周期律硅的还原性大于碳，上述反应能发生是因为产物中有CO气体生成，使平衡向右移动，A项错误；硅酸钠是一种黏合剂，B项错误；D项反应不是在水溶液中进行的，且产物中有气体生成，与酸性强弱无关，D项错误。答案：C10xx浙江师大附中模拟下列说法正确的是()A工业制水泥、玻璃、陶瓷都要用到石灰石B刚玉、红宝石、蓝宝石主要成分是氧化铝C石英、硅石、水晶、珍珠、玛瑙主要成分都是SiO2D二氧化硅是酸性氧化物，能抗浓硫酸、浓硝酸的腐蚀，故能抗氢卤酸(HX)的腐蚀解析：A项，工业制水泥的原料为石灰石和黏土，制玻璃的原料为纯碱、石灰石和石英，制陶瓷是以黏土为原料，不用石灰石；B项，刚玉的主要成分是氧化铝，红宝石、蓝宝石是含少量不同金属氧化物的优质刚玉；C项，石英、硅石、水晶、玛瑙主要成分都是SiO2，珍珠的主要成分是碳酸钙；D项，二氧化硅是酸性氧化物，能抗盐酸、浓硫酸、浓硝酸的腐蚀，但不能抗氢氟酸的腐蚀。答案：B二、非选择题：本大题共4小题，将答案填在题中横线上。112010年5月15日，CCTV对“南澳一号”沉船的考古进行了两个小时的现场直播，从沉船中发现了大量宋代精美瓷器，体现了灿烂的中华文明。青花瓷胎体的原料高岭土Al2Si2O5(OH)x，可掺进瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8)，在1 300左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。(1)下列说法正确的是_(填序号)。A高岭土分子中x2B钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液C烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化D青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品(2)在“南澳一号”考古直播过程中，需用高纯度SiO2制造的光纤。下图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。洗涤石英砂的目的是_。二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是_。在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是_。工业上常用纯净石英砂与C在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为11。下列说法正确的是_(填序号)。ASiC性质稳定，能用于制造抗高温水泥B制造粗硅时的反应为：2SiO25CSiSiC4COC在以上流程中，将盐酸改为NaOH溶液，也可达到目的D纯净的SiO2只能用于制造光导纤维解析：(1)选项A，根据化合价代数和等于零的原则，可得：6810x0，解得x4。选项B，钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液。选项C，根据水泥制造过程可推测出烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。选项D，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸盐产品的特点，是硅酸盐产品。(2)石英砂中含有易溶于水的NaCl杂质，洗涤石英砂可使NaCl与SiO2分离。SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O，据此可写出相应的离子方程式。将纯净的石英砂研磨后能增大物质的表面积，从而增大反应物与盐酸的接触面积，增大反应速率，提高生产效率。选项A，根据SiC中元素的价态可知，SiC具有还原性，在高温下仍能在O2中燃烧生成SiO2和CO2，因此不能用于制造抗高温水泥。选项B，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为11，根据原子守恒，可将题述信息转化为如下反应：2SiO25C=SiSiC4CO。选项C，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，无法实现二者的分离。选项D，纯净的SiO2还可用于制造光学玻璃等。答案：(1)CD(2)除去石英砂中的NaCl杂质SiO22OH=SiOH2O增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，提高生产效率B12氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路线图如下所示。其中NH2基团中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：_。(2)图示的变化中，属于氧化还原反应的是_。(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反应方程式为_。(4)在反应中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为_。(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：_。解析：石英砂不能与碱共同存放的实质是SiO2与碱可以发生反应。反应是石英砂与焦炭发生氧化还原反应；反应是硅单质与Cl2反应，也是氧化还原反应。SiCl4水解可以看做Si结合四个OH生成H4SiO4，原硅酸不稳定失水生成H2SiO3，Cl结合H生成HCl。氮化硅的化学式可通过题目信息，运用质量守恒求得。结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。答案：(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(2)(3)SiCl43H2O=4HClH2SiO3(若写H4SiO4也对)(4)Si3N4(5)3SiCl42N26H2Si3N412HCl13媒体曾报道江苏肯德基连锁店在煎炸中添加滤油粉的情况，经卫生部门检测，滤油粉实质为食品级三硅酸镁。三硅酸镁为白色无味粉末，不溶于水和乙醇，易与无机酸反应。有关部门规定三硅酸镁样品中含水量不超过12.2%为优良级。某化学小组欲测定三硅酸镁的化学式(可用MgxSi3OymH2O表示)，实验步骤如下：步骤一：取16.6 g 三硅酸镁样品，充分加热至不再分解，冷却、称量，得固体13.0 g。步骤二：另取 16.6 g 三硅酸镁样品，向其中加入足量100 mL 4 mol/L 的盐酸，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧，得固体 9.0 g 。该固体为空间网状结构且熔沸点很高。(1)通过计算确定MgxSi3OymH2O的化学式。(2)该小组测定的三硅酸镁样品是否为优良级？(3)写出该三硅酸镁样品与盐酸反应的化学方程式。解析：(1)由题意知步骤二中得到的固体为SiO2,9.0 g SiO2的物质的量为0.15 mol，样品中H2O的质量为16.6 g13.0 g3.6 g，物质的量为0.2 mol。设16.6 g 三硅酸镁的物质的量为a。MgxSi3OymH2O3SiO2mH2O1 3ma0.15 mol0.2 mol解得a0.05 mol，m4MgxSi3OymH2O的摩尔质量为332 g/mol则24x28316y184332由化合物中各元素正负化合价代数和为零得2x432y联立解得：x2，y8，所求化学式为：Mg2Si3O84H2O。(2)样品中含水量为100%21.7%12.2%，故样品不是优良级。(3)根据反应情况可写出该三硅酸镁样品与盐酸反应的化学方程式：Mg2Si3O84H2O4HCl=2MgCl23H2SiO33H2O。答案：(1)Mg2Si3O84H2O(2)否(3)Mg2Si3O84H2O4HCl=2MgCl23H2SiO33H2O14已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相似性；Mg和Na的化学性质也具有一定的相似性。.用如图所示装置进行Mg和SO2的实验。其中A是制备SO2的发生装置。(1)选取制取SO2的合适试剂_(填序号)。10%的H2SO4溶液80%的H2SO4溶液Na2SO3固体CaSO3固体(2)写出装置B中发生的主要反应的化学方程式：_。装置C中NaOH溶液的作用是_。(3)请在图中画出制备SO2的发生装置并注明主要仪器的名称，固定仪器省略不画。(4)你认为该装置的不足之处是_。.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究，他们以课本为基础，查阅资料得到以下可供参考的信息：工业上在高温时用C还原SiO2可制得SiMg在点燃的条件下即可与SiO2反应金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐与SiH4Si和SiO2均不与稀H2SO4反应SiH4在空气中自燃他们在研究报告中记载着：“选用合适的物质的适宜的条件下充分反应，再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、干燥，最后称量在用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期值的63%左右。”(5)该小组“实验室制Si”的化学方程式是_。(6)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的原因是_。解析：(1)制取SO2应用浓H2SO4和亚硫酸盐。选项中不可选用CaSO3，因为CaSO4微溶于水，会附在固体表面，阻碍反应进行。(2)Mg具有还原性，SO2具有氧化性，两者发生氧化还原反应。(3)本反应为固液不加热制取气体的反应，故可用分液漏斗盛80%的H2SO4，用锥形瓶装固体Na2SO3。(4)该装置中：A中的水蒸气会进入B与Mg反应，在A、B中间应加干燥装置；Mg能与SiO2反应，在Mg下方垫一不锈钢片，隔离Mg和SiO2；尾气处理装置C试管用胶塞封闭，且无防倒吸装置。答案：(1)(2)3MgSO22MgOMgS(或2MgSO22MgOS，MgSMgS)吸收多余的SO2，防止污染环境(3)如下图所示(4)在A和B之间没有连接一个干燥装置；C装置未与大气相通；在镁下方未垫一个不锈钢片，镁与玻璃管反应；未设计一个防倒吸装置(5)2MgSiO22MgOSi(6)金属镁与生成的硅继续反应生成硅化镁，硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃(或用化学方程式表示：2MgSiMg2Si，Mg2Si2H2SO4=2MgSO4SiH4，SiH42O2=SiO22H2O)创新试题教师备选教学积累资源共享本题是硅及其化合物的相互转化题目，作为备用例题强化本讲内容。(1)露置于空气中一段时间后的水玻璃会浑浊，向此浑浊溶液中加入稀盐酸，会生成白色沉淀，同时伴随有气泡产生。用化学方程式解释产生上述现象的原因：溶液变浑浊：_；生成白色沉淀：_；产生气泡：_。(2)已知A、B、C、D均含有同一种元素，A为单质，根据如下图所示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。写出A、B、C、D各物质的名称：A_，B_，C_，D_。写出AD的化学方程式：_。写出下列变化的离子方程式：BC_；DB_。解析：(2)A是单质，D是氧化物，且氧化物与碱反应还与碳反应，所以D不是Al2O3，而是SiO2。答案：(1)Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3Na2SiO32HCl=H2SiO32NaClNa2CO32HCl=2NaClCO2H2O(2)硅硅酸钠硅酸二氧化硅SiO2SiO2SiOCO2H2O=H2SiO3COSiO22OH=SiOH2O