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第三单元含硅矿物与信息材料1.下列说法不正确的是()A.炼铁需要用到石灰石B.钠钾合金可用作核反应堆热交换剂C.工业上可用铁制容器存放浓硫酸D.用超纯硅制造光导纤维答案D用二氧化硅制造光导纤维,D错误。2.化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是()A.金属钠可以用来冶炼某些金属B.镁条着火可以用CO2灭火C.石灰石用于工业炼铁和玻璃制造D.二氧化硅除可用于制作光学镜片、石英坩埚外,还可用于制造光导纤维答案B金属钠可以用于冶炼钾及钛、锆、铌、钒、钽等金属和稀土金属,A正确;镁条可以在CO2中燃烧,故镁条着火不能用CO2灭火,B错误;碳酸钙能参与工业炼铁形成炉渣、碳酸钙能与二氧化硅反应生成硅酸钙从而生产玻璃,C正确;二氧化硅具有很好的光学特性,可用于制作光学镜片,二氧化硅熔点很高,可用于制作石英坩埚,二氧化硅是光导纤维的主要成分,D正确。3.某固体混合物X可能由Na2SiO3、Fe、Na2CO3、BaCl2中的两种或两种以上的物质组成。某兴趣小组为探究该固体混合物的组成,设计实验方案如下图所示(所加试剂均过量)。下列说法不正确的是()A.气体A一定是混合气体B.沉淀A一定是H2SiO3C.白色沉淀B在空气中逐渐变成灰绿色,最后变成红褐色D.该固体混合物一定含有Fe、Na2CO3、BaCl2答案D固体混合物可能由Na2SiO3、Fe、Na2CO3、BaCl2中的两种或两种以上的物质组成,由实验可知,气体A与澄清石灰水反应,溶液变浑浊,则气体A中一定含CO2;混合物与足量稀盐酸反应后的沉淀A为H2SiO3。溶液A与NaOH反应后生成白色沉淀B,则B为Fe(OH)2,溶液B与硝酸、硝酸银反应生成的白色沉淀C为AgCl,则原混合物中一定含有Fe、Na2CO3、Na2SiO3,可能含有BaCl2。根据以上分析知,稀盐酸与Na2CO3反应生成CO2气体,与Fe反应生成H2,气体A是CO2与H2的混合气体,A正确;沉淀A为H2SiO3沉淀,B正确;B为Fe(OH)2,在空气中被氧气氧化,逐渐变成灰绿色,最后变成红褐色,C正确;该固体混合物中可能含有BaCl2,D错误。4.二氧化硅(SiO2)又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料(见下图)。已知无水CoCl2是蓝色固体,遇水变成粉红色。下列说法正确的是()A.SiO2既能与HF反应,又能与NaOH反应,属于两性氧化物B.SiO2和Si都是光导纤维材料C.在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效D.图中所示转化反应都是非氧化还原反应答案CSiO2与HF反应得到的SiF4不属于盐类,A项错误;SiO2是光导纤维材料,Si为半导体材料,B项错误;CoCl2在吸水和失水状态下显示不同的颜色,C项正确;制取Si的过程中涉及氧化还原反应,D项错误。5.下列离子方程式的书写正确的是()A.水玻璃中通入过量二氧化碳:Na2SiO3+CO2+H2O2Na+CO32-+H2SiO3B.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca(OH)2+2CO2Ca2+2HCO3-C.硅与氢氟酸的反应:Si+4H+4F-SiF4+2H2D.二氧化硅溶于烧碱溶液中:SiO2+2OH-SiO32-+H2O答案DNa2SiO3是强电解质,在离子方程式中应拆成Na+、SiO32-且通入过量二氧化碳时应生成HCO3-,A错误;B项的正确写法是CO2+OH-HCO3-,错误;氢氟酸是弱酸,在离子方程式中不能拆分成H+和F-,C错误。6.将过量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,最后所得的固体物质是()A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2答案A二氧化碳先与水玻璃反应生成硅酸和碳酸氢钠,加热蒸干,高温灼烧时,硅酸分解成二氧化硅和水,碳酸氢钠分解得到碳酸钠、二氧化碳和水;二氧化硅和碳酸钠在高温下又发生反应,生成二氧化碳和硅酸钠,所以最终所得的固体物质是硅酸钠。故选A。7.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,溶液变澄清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,溶液变澄清,再加入足量NaOH溶液,又变浑浊澄清石灰水答案BA项,由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3,因而会析出NaHCO3晶体,正确;B项,CO2+Na2SiO3+H2ONa2CO3+H2SiO3,CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3,H2SiO3与CO2不反应,溶液仍浑浊,错误;C项,CO2+Ca(ClO)2+H2OCaCO3+2HClO,溶液变浑浊后加入品红溶液,被HClO氧化褪色,正确;D项,首先CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O,继续通CO2,生成可溶于水的Ca(HCO3)2,再加入足量的NaOH溶液,则2NaOH+Ca(HCO3)2CaCO3+Na2CO3+2H2O,溶液又变浑浊,正确。8.下列有关说法或对有关现象的解释正确的是()A.SiO2既可与NaOH溶液反应也可与HF溶液反应,均生成盐和水,所以SiO2属于两性氧化物B.SO2和NH3分别通入水中,水溶液均可以导电,所以SO2和NH3均属于电解质C.“水滴石穿”不仅包含着“量变到质变”的哲学思想,同时也包含了物理和化学变化D.14CO2和12CO2具有相同的元素组成,所以14CO2、12CO2互为同素异形体答案CA项,SiO2属于酸性氧化物,且SiF4不是盐,故错误;B项,SO2和NH3均与水反应生成了电解质,而不是SO2和NH3自身电离出离子,SO2和NH3均为非电解质,故错误;D项,同素异形体是同种元素组成的不同单质之间的互称,错误。故选C。9.SiO2是一种化工原料,可以制备一系列物质。下列说法正确的是()A.图中所有反应都不属于氧化还原反应B.硅酸盐的化学性质稳定,常用于制造光导纤维C.可用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高答案C图中SiO2与CaO、CaCO3、Na2CO3的反应不属于氧化还原反应,SiO2与C、Si与Cl2、SiCl4与H2的反应均属于氧化还原反应,A错误;光导纤维的主要成分是SiO2,B错误;玻璃没有固定的熔点,D错误。10.山西博物院是太原地标性建筑之一。下列有关说法正确的是()A.展柜使用的钢化玻璃,其主要成分只有SiO2B.墙体使用的砖瓦、水泥是硅酸盐制品C.陈列的元青花瓷的原料有高岭土Al2Si2O5(OH)4,也可以表示为Al2O3SiO2H2OD.展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜,此绿色物质不溶于盐酸答案B钢化玻璃与普通玻璃的成分相同(只是制造的工艺不同),主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅,A项错误;砖瓦和水泥都是硅酸盐制品,B项正确;高岭土Al2Si2O5(OH)4应该表示为Al2O32SiO22H2O,C项错误;铜绿是碱式碳酸铜,该物质可以与盐酸反应生成氯化铜而溶解,D项错误。11.高温下焦炭、石英砂的混合物与氯气反应可生成SiCl4。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图(注:SiCl4遇水易水解)。请回答:(1)用MnO2和浓盐酸制取氯气,为了得到纯净干燥的氯气,可将制得的氯气依次通过盛有、浓硫酸的洗气瓶。(2)装置C的作用是 。(3)设计一个实验方案,用化学方法检验装置D中生成的SO42-:。答案(1)饱和食盐水 (2)避免水蒸气进入B,防止SiCl4水解(3)取少量D中溶液于试管中,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,说明含有SO42-解析(1)实验室用MnO2和浓盐酸制取氯气,制得的氯气中含有HCl气体和水蒸气,饱和食盐水可以吸收HCl气体,且不会吸收氯气,因此为了得到纯净干燥的氯气,可将制得的氯气先通过饱和食盐水,再通过浓硫酸。(2)SiCl4遇水易水解,利用装置C吸收水蒸气,避免水蒸气进入B中,防止SiCl4水解。(3)检验SO42-的方法是先加过量的盐酸,再加BaCl2溶液,因此设计的实验方案为:取少量D中溶液于试管中,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,说明含有SO42-。12.某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O),设计了如下流程:(1)固体1中一定含有的物质是(填化学式)。(2)试剂X选用,写出试剂X与溶液1反应的离子方程式:。(3)从溶液2中获得FeSO47H2O晶体的实验操作是蒸发浓缩、洗涤、干燥。答案(1)SiO2(2)Fe2Fe3+Fe 3Fe2+、Fe+2H+ Fe2+H2(3)冷却结晶、过滤解析根据流程设计图可知用硫酸把Fe2O3、Al2O3转化为硫酸盐,SiO2与硫酸不反应,过滤除去SiO2,固体1是SiO2,溶液1是硫酸铁、硫酸铝和稀硫酸的混合液;然后用铁粉还原Fe3+得到硫酸亚铁,则试剂X是Fe粉,溶液2是硫酸亚铁。(1)根据上述分析,固体1中一定含有的物质是SiO2。(2)试剂X选用Fe,铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,同时铁与剩余的稀硫酸反应,则离子方程式为2Fe3+Fe 3Fe2+、Fe+2H+ Fe2+H2。(3)由溶液得到结晶水合物的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。13.某矿石可能由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一种或几种组成,欲探究其组成,设计探究过程如图所示。已知:碳酸不能溶解Al(OH)3沉淀。(1)Si在元素周期表中的位置是。(2)下列说法正确的是。a.酸性:H2CO3H2SiO3b.原子半径:OCSiCH4SiH4d.离子半径:O2-H2SiO3。15.(2018课标,28,15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式。(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48 kJmol-13SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g)H2=-30 kJmol-1则反应4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的H为kJmol-1。(3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K时反应的平衡转化率=%。平衡常数K343 K=(保留2位小数)。在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有、。比较a、b处反应速率大小:vavb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl32-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的v正v逆=(保留1位小数)。答案(1)2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl(2)114(3)220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)大于1.3解析本题考查化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡的移动及相关计算。(1)依据题意知,SiHCl3遇潮气时发烟的化学方程式为2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl。(2)由盖斯定律可知H=3H1+H2=348 kJmol-1-30 kJmol-1=114 kJmol-1。(3)反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48 kJmol-1,由于H10,升高温度,化学平衡正向移动,SiHCl3的转化率增大,故曲线a表示343 K,观察图像知,343 K时反应的平衡转化率为22%;设起始时SiHCl3的物质的量浓度为c,列出“三段式”:2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始 c 0 0变化 0.22c 0.11c 0.11c平衡 0.78c 0.11c 0.11c故K343 K=c(SiCl4)c(SiH2Cl2)c2(SiHCl3)=0.11c0.11c(0.78c)20.02。已知2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48 kJmol-1,该反应的正反应是气体体积不变的吸热反应,故要在温度不变的情况下提高SiHCl3转化率可采取的措施是及时移去产物;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有提高反应物压强(浓度)和改进催化剂等。a、b处SiHCl3的转化率相等,但a处温度比b处高,故va大于vb;依据题意知v正=k正xSiHCl32,v逆=k逆xSiH2Cl2xSiCl4,由平衡时v正=v逆知,k正k逆=xSiH2Cl2xSiCl4xSiHCl32=0.02,对于a处,列出“三段式”计算知,xSiHCl3=0.8,xSiH2Cl2=0.1,xSiCl4=0.1,故a处v正v逆=k正xSiHCl32k逆xSiH2Cl2xSiCl4=0.020.820.10.11.3。
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