1、课时训练10无机非金属材料的主角硅一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列过程没有发生化学反应的是()A用活性炭去除冰箱中的异味B用热碱水清除炊具上残留的油污C用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果D用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装解析：本题考查化学在生活中的应用原理和对物质反应原理的掌握能力。A项，活性炭除去冰箱中的异味是吸附作用，没有发生化学反应，正确；B项，热碱清除炊具上的油污是利用CO的水解反应，错误；C项，用高锰酸钾溶液浸泡过的硅藻土可以吸收乙烯，发生化学反应，错误；D项，铁粉可防止食品被氧化，发生化学反应，错误。答案：A2
2、.下列有关物质性质的应用不正确的是()A浓硫酸具有吸水性，可用来干燥氯气B明矾水解得到氢氧化铝胶体，可用作净水剂C液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷制D二氧化硅不与强酸反应，可用玻璃容器盛放氢氟酸解析：本题考查物质性质和用途，意在考查学生的识记能力。二氧化硅能与氢氟酸反应，所以不能用玻璃容器盛放氢氟酸，D错误。答案：D3.下列表述中正确的是()光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料太阳能电池可采用硅材料
3、制作，其应用有利于环保、节能A BC D解析：玛瑙是带有特殊杂质的二氧化硅，它的主要成分不是硅酸盐。答案：D4.下列物质既能跟盐酸反应，又能跟NaOH溶液反应的是()SiO2AlAl2O3Al(OH)3Na2CO3溶液Ca(HCO3)2溶液NH4HCO3溶液KHSO4溶液A BC D解析：SiO2与盐酸不反应；Al与盐酸、NaOH溶液反应均生成氢气；Al2O3为两性氧化物，Al(OH)3为两性氢氧化物，二者均能与盐酸、NaOH溶液反应；Na2CO3溶液与盐酸反应，与NaOH溶液不反应；Ca(HCO3)2溶液与盐酸、NaOH溶液均能反应；NH4HCO3溶液与盐酸、NaOH溶液均反应；KHSO4溶
4、液与盐酸不反应，因此合理，选B。答案：B5.下列物质的转化在给定条件下能实现的是()SiO2Na2SiO3H2SiO3FeFe2O3Fe2(SO4)3BaSO4BaCO3BaCl2AlCl3溶液AlNaAlO2HCHOHCOOHHCOOCH3A BC D解析：本题考查元素及其化合物的相关知识，意在考查学生对重要反应的掌握程度。中Fe在O2中燃烧的产物是Fe3O4；中电解AlCl3溶液得到的是Al(OH)3。答案：D6氯气用途十分广泛，可用于生产半导体材料硅，其生产的流程如下，下列说法不正确的是()A是置换反应，是化合反应B高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C流程的任一反应中，每消耗或生成28
5、g硅，均转移4 mol电子D高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅解析：在高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合，则石英砂与焦炭反应，氯气与氢气反应，就不再按照题干的流程进行反应，也就不会得到高纯硅。答案：D7将2.8 g硅粉与2.3 g钠同时放入足量水中，采用恰当的方法收集反应过程中产生的气体(全部收集)。这些气体在标准状况下的体积为()A1.12 L B4.48 LC5.6 L D3.36 L解析：2Na2H2O=2NaOHH2223 g 2 mol 22.4 L2.3 g 0.1 mol 1.12 LSi 2NaOHH2O=Na2SiO32H228 g 2 mo
6、l 222.4 L14 g 0.1 mol 2.24 L反应后硅剩余1.4 g，V(H2)1.12 L2.24 L3.36 L。答案：D8.将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的是()解析：CO2与KOH和Ca(OH)2都会反应，但存在着优先反应问题，如果先与KOH反应，则反应后生成的K2CO3立即会与Ca(OH)2反应生成CaCO3，因此，可以看成CO2先与Ca(OH)2反应，所以再通CO2后立即有CaCO3生成。第二步还要判断CO2是先跟KOH反应还是先与生成的CaCO3反应，同样可以采用假设法判断，即如果CO2先与
7、CaCO3反应，则生成的Ca(HCO3)2又会与KOH反应，因此应是CO2先与KOH反应，此过程生成沉淀的物质的量不变，KOH反应完全后，CO2再与CaCO3反应生成Ca(HCO3)2，直至生成的CaCO3沉淀完全溶解，故选D。答案：D9据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法正确的是()A二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅属于酸性氧化物B将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸C因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强D水晶是
8、比较纯净的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸盐解析：二氧化硅为酸性氧化物，但其不溶于水；硅酸的酸性比碳酸的弱；沙子的主要成分是二氧化硅。答案：B10能证明碳酸比硅酸酸性强的实验是()ACO2溶于水生成碳酸，而SiO2不溶于水B高温时发生反应：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2C碳酸比硅酸受热易分解D将CO2通入Na2SiO3的水溶液中有白色胶状沉淀生成解析：可溶性、稳定性、相应氧化物与水反应均不能作为判断酸性强弱的依据；B选项中的反应不是在水溶液中进行，所以不能判断酸性强弱，只有D选项正确。答案：D11汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料
9、研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式：BaCuSi2Ox，Cu为2价)，下列有关“汉紫”的说法中不正确的是()A用盐的形式表示：BaSiO3CuSiO3B用氧化物形式表示：BaOCuO2SiO2C易溶于强酸、强碱D性质稳定，不易褪色解析：“汉紫”能稳定存在至今，说明其性质稳定，不易褪色，不易与酸、碱反应。“汉紫”中Ba为2价，Cu为2价，Si为4价，则x6。答案：C12下列除杂方法正确的是()ASiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去BCO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热CCO2中含有HCl杂质，可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶DNa2C
10、O3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤解析：A项，SiO2、Al2O3均与NaOH反应；C项，Na2CO3溶液吸收CO2；D项，引入NaHCO3成为新杂质。答案：B二、非选择题(本题共4小题，共52分)13(10分)X是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下：为了确定C的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可用于制造光导纤维。按要求回答下列问题：(1)C的化学式为_；X的化学式_。(2)写出下列方程式：反应的化学方程式_；反应的离子方程式_。解析：本题可从I入手推断，I可用于制造光导纤维，故其
11、为二氧化硅，F为硅酸，H为硅酸钠。E为HCl，C为四氯化硅，X为Si3N4。反应为Si与Cl2反应生成SiCl4，反应为硅酸钠与过量的二氧化碳反应生成硅酸和碳酸氢钠。答案：(1)SiCl4Si3N4(2)Si2Cl2SiCl4SiO2H2O2CO2=H2SiO32HCO14(14分)如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀(部分反应物或产物已略去)。请回答下列问题：(1)B的化学式是_，其可用于制造_(填一种即可)。(2)B和a溶液反应的离子方程式是_。(3)A和a溶液反应的离子方程式是_。(4)C和过量的盐酸反应的离子方程式是_。解析：C与过量的盐酸反应生成白色沉淀E，则
12、E可能是硅酸或氯化银，由题中转化关系知E只能为硅酸，则C为硅酸盐，A为硅，a溶液为强碱的水溶液，进一步推出B为二氧化硅。答案：(1)SiO2光导纤维(或其他合理答案)(2)SiO22OH=SiOH2O(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiO2H=H2SiO315(14分)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可用于制造性能优异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。请回答下列问题：(1)C、D的化学式分别为_、_。(2)易与C发生化学反应的酸是_，反应的化学方程式是_。(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价
13、氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。分别写出生成D和F的化学反应方程式：_。要将纯碱高温熔化，下列可选用的仪器是_。A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚C试管 D铁坩埚(4)写出由C制备硅酸的有关化学方程式：_。解析：(1)A的单质是一种重要的半导体材料，其A的一种化合物C是制造光导纤维的材料，可知A为Si元素，C为SO2，进而确定D为Na2SiO3。(2)SiO2能与氢氟酸反应生成SiF4和H2O。(3)SiO2与纯碱高温可生成Na2SiO3和CO2，CO2通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3沉淀。高温下纯碱可以与SiO2反应，熔化时不能选用含S
14、iO2的仪器，如玻璃仪器。答案：(1)SiO2Na2SiO3(2)氢氟酸SiO24HF=SiF42H2O(3)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2、Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3D(4)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO316(14分)高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，是制备半导体的重要材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备：用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450500 )，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。
15、以下是实验室制备四氯化硅的装置图。相关信息：a.四氯化硅遇水极易水解；b硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接化合生成相应的氯化物；c有关物质的物理常数见下表。物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/57.712.8315熔点/70.0107.2升华温度/180300162请回答下列问题：(1)仪器e的名称为_，装置A中f管的作用是_，其中发生反应的离子方程式为_。(2)装置B中的试剂是_。(3)某学习小组设计了以下两种实验方案方案甲：g接装置；方案乙：g接装置。但是甲、乙两个方案中虚线内装置均有不足之处，请评价后填写下表。方案不足之处甲乙(4)在上述(3)的评价基础上，设计一个
16、合理方案_。(5)通过上述合理的装置制取并收集到的粗产物可通过粗馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是_(填元素符号)。解析：本题主要考查四氯化硅的制备，意在考查学生对化学实验的设计与评价能力。(1)f管可使分液漏斗内压强与烧瓶内压强相等，便于液体顺利流下。A装置用于氯气的制备，反应的离子方程式是MnO22Cl4HMn2Cl22H2O。(2)装置B的作用是除去氯化氢，所以装置B中的试剂为饱和食盐水。(3)装置：空气中的水蒸气进入产品收集装置，使四氯化硅水解；没有尾气处理装置，氯气会污染环境；装置：收集产品的导管太细，易堵塞；没有冷凝装置，产品易挥发，造成损失。(4)结合(3)可知，完整的实验装置应有尾气处理装置、防水解装置，并且导管不能太细。因此将装置的i处与装置中的j相连即可。(5)蒸馏时，沸点最低的BCl3首先被分离出去，沸点最高的氯化铁则留在烧瓶中，AlCl3、PCl5可能在残留物中。答案：(1)蒸馏烧瓶平衡压强，使液体从分液漏斗中顺利流下MnO22Cl4HMn2Cl22H2O(2)饱和食盐水(3)方案不足之处甲空气中的水蒸气进入产品收集装置，使产品水解；没有尾气处理装置，氯气会污染环境乙收集产品的导管太细，易堵塞；没有冷凝装置，产品易损失(4)在装置的i处连接干燥管j(5)Al、P、Cl
