(新)2022届年高考化学一轮复习课时分层提升练十4.1无机非金属材料的主角__硅含解析新人教版20190803139.doc
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1、无机非金属材料的主角硅一、选择题1.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中,硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是()【解析】选C。玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分是SiO2,硅单质可用来制造太阳能电池板。2.硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列说法正确的是()A.水晶项链是硅酸盐制品B.硅单质广泛用于光纤通讯C.利用盐酸刻蚀石英制作艺术品D.硅酸钠可用于制备木材防火剂【解析】选D。A项,水晶是纯净的SiO2;B项,制造光导纤维的主要原料是SiO2,不是Si;C项,氢氟酸用于刻蚀石英制作艺术品,盐酸与SiO2不反应;D项,用Na2SiO3溶液浸泡的木
2、材不易燃烧,故Na2SiO3可用作防火剂。3.(2019·唐山模拟)和田玉在我国至少有7 000年的历史,是我国玉文化的主体。和田玉的主要成分是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐,某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2,下列有关叙述不正确的是()A.和田玉可与强酸或强碱溶液发生反应B.和田玉是一种无机非金属材料C.镁元素的质量分数是钙元素质量分数的0.9倍D.和田玉的氧化物的形式为2CaO·3MgO·2FeO·8SiO2·H2O【解析】选A。和田玉为硅酸盐材料,能与氢氟酸反应,但不能与盐酸、硫酸等强酸反应,故A不正确
3、;硅酸盐材料属于无机非金属材料,所以和田玉是一种无机非金属材料,故B正确;该化合物的化学式中Mg的个数为3,Ca的个数为2,则镁元素的质量分数是钙元素质量分数的24×340×2=0.9倍,故C正确;和田玉的氧化物的形式为2CaO·3MgO·2FeO·8SiO2·H2O,其中铁元素的化合价为+2,故D正确。4.下列除杂方法正确的是()A.SiO2中含Al2O3杂质,可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去B.CO2中含有CO杂质,可以通入盛有CuO的玻璃管且加热C.CO2中含有HCl杂质,可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶D.Na2CO3
4、溶液中含有Na2SiO3杂质,可以通入足量的CO2,然后过滤【解析】选B。A项,SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应;C项,应通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶;D项,Na2CO3与CO2反应生成NaHCO3。5.甲气体可发生如下变化:甲气体乙气体丙气体乙气体丁固体。则甲、乙、丙、丁分别为()A.CO2、CO、O2、CaOB.O2、CO、CO2、CaCO3C.O2、CO2、CO、CaCO3D.CO、CO2、O2、Ca(OH)2【解析】选C。以丙气体为突破口,丙通过灼热的CuO后,生成的乙气体可与澄清石灰水反应生成固体,说明乙是CO2,则丙是CO,甲是O2,丁是CaCO3。6.将足量CO2
5、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()A.Na2SiO3B.Na2CO3、Na2SiO3C.Na2CO3、SiO2D.SiO2【解析】选A。将足量CO2气体通入水玻璃中,发生反应:2CO2+Na2SiO3+2H2O H2SiO3+2NaHCO3;加热蒸干,高温灼烧时发生反应:H2SiO3H2O+SiO2;2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O;Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,所以最后所得固体物质是Na2SiO3。二、非选择题7.单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如图所示的路线制备,其中X为Z的氧化物,Y为氢化
6、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_。 【解析】(1)Z为半导体单质,则为Si;X是其氧化物,则为SiO2,能与SiO2反应的酸只有氢氟酸;根据反应的流程图可知,SiO2与Mg反应生成Mg2Si和MgO。(2)Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物,故Y的分子式是SiH4。(3)SiH4加热分解可得到Si单质,含有的SiSi键为非极性键,SiO2中的SiO键为极性键。答案:(1)氢氟酸
7、SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si(2)Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4(3)非极性键、极性键8.硅是信息高速公路的基石,通常以硅石(SiO2>99.0%,还有少量的Al2O3、Fe2O3等)为主要原料制备,主要流程如图所示。(1)从硅石中得到粗硅的化学方程式是_,粗硅含有的杂质有铝、_等。 (2)二氧化硅与焦炭在高温下也能得到一种硬度仅次于金刚石的物质金刚砂(化学式为SiC,Si为+4价),原理是SiO2+3CSiC+2CO,该反应中的氧化剂是_。 (3)若A是氯气,B是四氯化硅,精馏得到纯净SiCl4,温度应控制的范围是_(填序号)。 物质S
8、iCl4SiHCl3FeCl3AlCl3熔点/-70-128.2306沸点/57.631.85315181升华a.5560 b.180200 c.300320 则精馏分离出的杂质成分是_。 (4)若A是HCl,B是SiHCl3,生产过程中可循环利用的物质是_。 【解析】(1)从硅石中得到粗硅的化学方程式是SiO2+2CSi+2CO,同时焦炭将Al2O3、Fe2O3还原为单质铝和铁。(2)反应SiO2+3CSiC+2CO,C的化合价有由0价升高到CO2中的+4价,也有由0价降低到SiC中的-4价,说明C既作氧化剂也作还原剂。(3)若A是氯气,B是四氯化硅,精馏得到纯净SiCl
9、4,从表中数据可知,控制温度5560 时,SiCl4与FeCl3、AlCl3分离。(4)若A是HCl,B是SiHCl3,向B中通入H2发生反应:SiHCl3+H2Si+3HCl,HCl可循环利用。答案:(1)SiO2+2CSi+2CO铁(2)碳(3)aFeCl3、AlCl3(4)HCl一、选择题1.硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是()A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C.反应Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2中,Si为还原剂,NaOH和H2O为氧化剂D.硅能与氢氟酸反应,则硅可以与盐酸反应【解析】选A。由粗硅制备单晶硅的过程一般
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