2019高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第4章 非金屬及其化合物 4-1 碳、硅及無(wú)機(jī)非金屬材料練習(xí) 新人教版.doc

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4-1 碳、硅及無(wú)機(jī)非金屬材料 板塊三 限時(shí)規(guī)范特訓(xùn) 　　時(shí)間：45分鐘　　　滿(mǎn)分：100分 一、選擇題(每題6分，共72分) 1．下列敘述中不正確的是(　　) A．單質(zhì)硅是重要的半導(dǎo)體材料 B．二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的材料 C．硅酸鈉可以作木材防火劑 D．自然界里存在大量的單質(zhì)硅和二氧化硅 答案　D 解析　硅在自然界中以化合態(tài)形式存在，多以硅酸鹽或二氧化硅的形式存在于巖石、礦物中，D錯(cuò)誤。 2．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．SiO2和CO2都是酸性氧化物 B．為防止月餅等富脂食品氧化變質(zhì)，可在包裝袋中放入硅膠 C．NaHCO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可通入少量CO2后過(guò)濾 D．SiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可加入足量NaOH溶液然后過(guò)濾除去 答案　A 解析　SiO2、CO2分別為H2SiO3、H2CO3對(duì)應(yīng)的酸性氧化物，A正確；硅膠具有吸水性，可以防止食品受潮，而不能防止食品氧化，B錯(cuò)誤；除去NaHCO3溶液中的Na2SiO3雜質(zhì)，應(yīng)通入足量CO2，發(fā)生反應(yīng)：Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===2NaHCO3＋H2SiO3↓，C錯(cuò)誤；SiO2、Al2O3均能與NaOH溶液反應(yīng)，應(yīng)加入稀鹽酸后過(guò)濾，D錯(cuò)誤。 3．[2017合肥高三質(zhì)檢]硅及其化合物是帶來(lái)人類(lèi)文明的重要物質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽產(chǎn)品 B．水玻璃是純凈物，可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑 C．某硅酸鹽的化學(xué)式為KAlSi3O8，可用K2OAl2O36SiO2表示 D．高純硅可用于制造光導(dǎo)纖維，高純二氧化硅可用于制造太陽(yáng)能電池 答案　C 解析　水晶的主要成分是SiO2不是硅酸鹽，A錯(cuò)誤；水玻璃是Na2SiO3溶液，屬于混合物，B錯(cuò)誤；高純度的SiO2用于制光導(dǎo)纖維，高純度的Si用于制太陽(yáng)能電池，D錯(cuò)誤。 4．[2017銀川模擬]下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A．因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2對(duì)應(yīng)的酸 B．CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀 C．SiO2熔點(diǎn)高、硬度大 D．氫氟酸能夠雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶來(lái)盛裝氫氟酸 答案　A 解析　H2SiO3對(duì)應(yīng)的酸性氧化物是SiO2，但SiO2不能直接與水反應(yīng)生成H2SiO3。 5．[2017湖南株洲質(zhì)檢]化學(xué)與社會(huì)、生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A．煤炭經(jīng)氣化、液化和干餾等過(guò)程，可以轉(zhuǎn)化為清潔能源 B．利用二氧化碳來(lái)制造全降解塑料，可以緩解溫室效應(yīng) C．高純硅可用于制造太陽(yáng)能電池、計(jì)算機(jī)芯片和光導(dǎo)纖維 D．在醫(yī)療上，可用碳酸氫鈉治療胃酸過(guò)多癥 答案　C 解析　煤炭經(jīng)氣化、液化和干餾等過(guò)程，可以轉(zhuǎn)化為清潔能源，減少污染物的排放，故A正確；利用二氧化碳制造全降解塑料，減少了二氧化碳的排放，可以緩解溫室效應(yīng)，故B正確；光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，不是硅單質(zhì)，故C錯(cuò)誤；可以用碳酸氫鈉中和胃酸，治療胃酸過(guò)多癥，故D正確。 6．如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．SiO2屬于兩性氧化物 B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶用玻璃塞 C．硅膠吸水后可重復(fù)再生 D．圖中所示的轉(zhuǎn)化都是氧化還原反應(yīng) 答案　C 解析　SiO2是酸性氧化物，它能與氫氟酸反應(yīng)是其特殊性質(zhì)，A錯(cuò)誤；在圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系中只有第一行的變化是氧化還原反應(yīng)，其余均為非氧化還原反應(yīng)。 7．下列離子方程式中書(shū)寫(xiě)正確的是( 　　) A．水玻璃中通入過(guò)量的二氧化碳： Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO＋H2SiO3 B．澄清石灰水中通入過(guò)量二氧化碳： Ca(OH)2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO C．二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)： SiO2＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2O D．二氧化硅溶于燒堿溶液中： SiO2＋2OH－===SiO＋H2O 答案　D 解析　Na2SiO3是強(qiáng)電解質(zhì)，應(yīng)拆成Na＋、SiO，CO2過(guò)量，產(chǎn)物應(yīng)為HCO，A項(xiàng)正確寫(xiě)法是SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO；B項(xiàng)正確寫(xiě)法是CO2＋OH－===HCO；C項(xiàng)氫氟酸是弱酸，在離子方程式中不能拆分。 8．下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A．光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅 B．二氧化硅是硅酸的酸酐，但不可以用它和水直接反應(yīng)來(lái)制取硅酸 C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但在常溫下也可和某些物質(zhì)反應(yīng) D．盛放硅酸鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞的主要原因是硅酸鈉溶液水解呈堿性 答案　D 解析　盛放硅酸鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞的主要原因是硅酸鈉溶液黏性強(qiáng)，容易使瓶塞和瓶口黏合在一起而不易打開(kāi)，D錯(cuò)誤。 9．金剛砂(SiC)可由SiO2和碳在一定條件下反應(yīng)制得，反應(yīng)方程式為SiO2＋3CSiC＋2CO↑，下列有關(guān)制造金剛砂的說(shuō)法正確的是 (　　) A．該反應(yīng)中的氧化劑是SiO2，還原劑為C B．該反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2 C．該反應(yīng)中每生成1 mol SiC轉(zhuǎn)移電子12 mol D．該反應(yīng)中的還原產(chǎn)物是SiC、氧化產(chǎn)物是CO，其物質(zhì)的量之比為1∶2 答案　D 解析　反應(yīng)產(chǎn)物SiC中Si、C的化合價(jià)分別為＋4、－4價(jià)，所以SiO2既不是氧化劑，又不是還原劑；碳元素從0價(jià)轉(zhuǎn)變成－4價(jià)(SiC)和＋2價(jià)(CO)，CO是氧化產(chǎn)物，SiC是還原產(chǎn)物，兩者的物質(zhì)的量之比為2∶1；每生成1 mol SiC轉(zhuǎn)移電子4 mol。 10．硅及其化合物是帶來(lái)人類(lèi)文明的重要物質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．可以用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：2C＋SiO2Si＋2CO↑ B．SiO2是非金屬氧化物，它不與任何酸反應(yīng) C．在粗硅的制取中發(fā)生反應(yīng)2C＋SiO22CO↑＋Si，硅被還原，所以碳的還原性強(qiáng)于硅的還原性 D．高純硅可用于制造太陽(yáng)能電池，高純二氧化硅可用于制造計(jì)算機(jī)芯片 答案　A 解析　工業(yè)上用焦炭在電爐中還原二氧化硅生產(chǎn)硅：2C＋SiO2Si＋2CO↑，A正確；SiO2能與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水，B錯(cuò)誤；在粗硅的制取中發(fā)生反應(yīng)2C＋SiO22CO↑＋Si，由于反應(yīng)是在高溫條件下進(jìn)行，且生成CO氣體從體系中逸出能夠進(jìn)一步促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，因此盡管是硅被還原，也不能說(shuō)明碳的還原性強(qiáng)于硅的還原性，C錯(cuò)誤；二氧化硅可用于制造光導(dǎo)纖維，高純硅可用于制造太陽(yáng)能電池、計(jì)算機(jī)芯片等，D錯(cuò)誤。 11．[2017濰坊模擬]硅是構(gòu)成無(wú)機(jī)非金屬材料的一種主要元素，下列有關(guān)硅的化合物的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．氮化硅陶瓷是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，其化學(xué)式為Si3N4 B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔點(diǎn)高，可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承 C．光導(dǎo)纖維是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，其主要成分為SiO2 D．硅酸鹽均不溶于水 答案　D 解析　在氮化硅中，N元素為－3價(jià)，Si元素為＋4價(jià)，則化學(xué)式為Si3N4，A正確；硅酸鈉易溶于水，D錯(cuò)誤。 12．[2017湖南十三校聯(lián)考]將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀與通入CO2的量的關(guān)系可表示為(　　) 答案　D 解析　將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，發(fā)生反應(yīng)的先后順序?yàn)锽a(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O、2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O、2KAlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋K2CO3、K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3、BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2，根據(jù)物質(zhì)的溶解性可知，只有D項(xiàng)符合題意。 二、非選擇題(共28分) 13．(15分)石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某初級(jí)石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)。設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下： (注：SiCl4的沸點(diǎn)為57.6 ℃，金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150 ℃) (1)向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間N2，主要目的是__________________。 (2)高溫反應(yīng)后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物。氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為_(kāi)_______。由氣體Ⅱ中某物質(zhì)得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)____________________________________。 (3)步驟①為：攪拌、________。所得溶液Ⅳ中的陰離子有________________。 (4)100 kg初級(jí)石墨最多可獲得Ⅴ的質(zhì)量為_(kāi)_______kg。 答案　(1)排出裝置中的空氣 (2)CO SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O (3)過(guò)濾 AlO、OH－、Cl－ (4)7.8 解析　(1)向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間N2，主要目的是排盡反應(yīng)器中的空氣，防止高溫下初級(jí)石墨與空氣中的O2反應(yīng)。 (2)氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為CO，由氣體Ⅱ中某物質(zhì)得到水玻璃，故其為含硅的化合物SiCl4，反應(yīng)方程式為SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O。 (3)步驟①為攪拌，并通過(guò)過(guò)濾操作將沉淀和溶液分離；由題意分析可知，所得溶液Ⅳ中的陰離子有AlO、Cl－、OH－。 (4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ，是將AlO轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，由題意可知Al2O3～2Al(OH)3，n(Al2O3)＝＝50 mol，n[Al(OH)3]＝100 mol，則m[Al(OH)3]＝100 mol78 gmol－1＝7800 g＝7.8 kg。 14．[2018江西師大附中月考](13分)氮化硅(Si3N4)是一種優(yōu)良的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，在工業(yè)生產(chǎn)和科技領(lǐng)域中有重要用途。工業(yè)上有多種方法來(lái)制備氮化硅，下面是幾種常見(jiàn)的方法： (1)方法一——直接氮化法：在1300～1400 ℃時(shí)，高純粉狀硅與純氮?dú)饣?，其反?yīng)方程式為3Si＋2N21300～1400 ℃,Si3N4。 (2)方法二——可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定條件下反應(yīng)，并在600 ℃的加熱基板上生成氮化硅膜，其化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________。 (3)方法三——化學(xué)氣相沉積法：在高溫條件下利用四氯化硅氣體、純氮?dú)?、氫氣反?yīng)生成氮化硅和氯化氫，與方法一相比，用此法制得的氮化硅純度較高，其原因是_______________________。 (4)方法四——Si(NH2)4熱分解法：先用四氯化硅與氨氣反應(yīng)生成Si(NH2)4和一種氣體：________(填化學(xué)式)；然后使Si(NH2)4受熱分解，分解后的另一種產(chǎn)物的化學(xué)式為_(kāi)_______。 工業(yè)上制取高純硅和四氯化硅的生產(chǎn)流程如下： 已知：X、高純硅、原料B的主要成分都可與Z反應(yīng)，Y與X在光照或點(diǎn)燃條件下可反應(yīng)，Z的焰色呈黃色。 (5)寫(xiě)出焦炭與原料B中的主要成分反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________。 答案　(2)3SiH4＋4NH3Si3N4＋12H2 (3)方法三除產(chǎn)品是固體外，其他物質(zhì)均為氣體 (4)HCl　NH3 (5)SiO2＋2C1600～1800 ℃,Si＋2CO↑ 解析　(3)方法一所得到的產(chǎn)品中混有單質(zhì)硅，而方法三除產(chǎn)品是固體，其他物質(zhì)均為氣體，故方法三得到的氮化硅純度較高。 (4)方法四：依據(jù)化學(xué)反應(yīng)中原子守恒可知四氯化硅與氨氣發(fā)生反應(yīng)：SiCl4＋4NH3===Si(NH2)4＋4HCl，Si(NH2)4受熱發(fā)生分解：3Si(NH2)4Si3N4＋8NH3↑。 (5)原料B與焦炭反應(yīng)得到的粗產(chǎn)品與X反應(yīng)生成SiCl4，則X為氯氣，粗產(chǎn)品為Si，故B為SiO2；Y與氯氣在光照或點(diǎn)燃條件下可反應(yīng)，且與SiCl4反應(yīng)得到高純度Si，則Y為氫氣；Z的焰色呈黃色，含有Na元素，電解A的水溶液得到氫氣、氯氣與Z，則Z為NaOH、A為NaCl。焦炭具有還原性，與SiO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Si與CO，化學(xué)方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑。