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[高三理化生]一輪復(fù)習(xí)課時訓(xùn)練412 無機非金屬材料的主角硅新人教

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1、 第2課時 無機非金屬材料的主角——硅 一、選擇題(包括8小題。1~6小題只有一個選項符合題意,7~8小題有兩個選項符合題意。) 1.(2009年湛江模擬)美國科學(xué)家用有機分子和球形籠狀分子C60,首次制成了“納米車”(右圖),每輛“納米車”是用一個有機分子和4個球形籠狀分子“組裝”而成?!凹{米車”可以用來運輸單個的有機分子,生產(chǎn)復(fù)雜的材料和藥物,成為“納米生產(chǎn)”中的有用工具。下列說法正確的是( ) A.我們可以直接用肉眼清晰地看到這種“納米車”的運動 B.“納米車”的誕生,說明人類操縱分子的技術(shù)進入一個新階段 C.C60是一種新型化合物 D.C60熔點比金剛石熔點高

2、 2.下列關(guān)于碳和硅的敘述中,正確的是( ) A.其氧化物都能與NaOH溶液反應(yīng) B.其單質(zhì)在加熱時都能跟O2反應(yīng) C.其氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸 D.碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì) 3.素有“水晶之鄉(xiāng)”美稱的江蘇東??h盛產(chǎn)水晶,現(xiàn)存于國家地質(zhì)博物館的水晶大王就出自東??h。水晶是較純凈的透明的石英晶體,石英的主要成分是SiO2。下列有關(guān)石英的敘述不正確的是( ) A.石英不一定是透明的晶體,可以作裝飾品 B.石英可以用來生產(chǎn)玻璃,也可以生產(chǎn)水泥 C.石英晶體硬度最高,可以制取金剛砂 D.石英可以用來制取高純硅,也可以制光導(dǎo)纖維 4.(2009年南昌模擬)

3、下列說法摘自一些科普雜志或廣告用語,你認為沒有科學(xué)性錯誤的是( ) A.化學(xué)家采用瑪瑙研缽磨擦固體反應(yīng)物進行無溶劑合成,瑪瑙的主要成分是硅酸鹽 B.夏天到了,游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護眼睛 C.“白雪牌”漂粉精,令所有化學(xué)物質(zhì)黯然失“色”,沒有最白,只有更白 D.硅的提純與應(yīng)用,促進了半導(dǎo)體元件與集成芯片業(yè)的發(fā)展,可以說“硅是信息技術(shù)革命的催化劑” 5.(2009年常州模擬)《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”、“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目,但古瓷中所用顏料成分一直是個謎,近年來科 學(xué)家才得知大多為硅酸鹽,如藍紫

4、色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox,銅為+2價),下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是( ) A.可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2 B.性質(zhì)穩(wěn)定,不易脫色 C.易溶解于強酸和強堿 D.x等于6 6.能證明碳酸比硅酸酸性強的實驗事實是( ) A.CO2是氣體,SiO2是固體 B.高溫下能發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ C.CO2溶于水生成碳酸,而SiO2卻不溶于水 D.CO2通入Na2SiO3溶液中有膠狀沉淀生成 7.(廣州名師卷)以石英砂制取并獲得高純硅的主要化學(xué)反應(yīng)如下: ①SiO2+2C Si(粗)+2CO↑ ②

5、Si(粗)+2Cl2SiClx ③SiClx+2H2 Si(純)+4HCl 關(guān)于上述反應(yīng)的分析不正確的是( ) A.①③是置換反應(yīng),②是化合反應(yīng) B.高溫下,焦炭與氫氣的還原性均強于硅 C.任一反應(yīng)中,每消耗或生成28 g硅,均轉(zhuǎn)移2 mol電子 D.高溫下將石英砂、焦炭、氯氣、氫氣按一定比例混合可得高純硅 8.已知a是一種單質(zhì),在一定條件下可發(fā)生如下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,則下列敘述中正確的是( ) A.a可能是鋁或硅 B.向b中滴加少量鹽酸可得到c C.c是一種兩性物質(zhì) D.d一定是共價化合物 二、非選擇題 9.(1)普通玻璃的化學(xué)式是Na2CaSi

6、6O14,以氧化物形式可 表示為____________,鉀云母的化學(xué)式是K2H4Al6Si6O14,以氧化物形式表示為____________。正長石的化學(xué)式是KAlSi3Ox,x是____________,以氧化物形式表示為____________。 (2)三硅酸鎂(2MgO·3SiO2·nH2O)被用來治療胃潰 瘍,是因為該物質(zhì)不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持 久。寫出三硅酸鎂與鹽酸(胃酸中含有鹽酸)反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________ 。 10.(2009年鹽城模擬)未來的交通工具將采用新一代無機非金屬材料制成的無水冷發(fā)動機。這類材料中研究得較多的是化合

7、物G。 (1)化合物G的相對分子質(zhì)量為140,G中硅元素的質(zhì)量分數(shù)為60%,另有元素Y。G可以由化合物E(含兩種元素)與NH3反應(yīng)而生成,同時產(chǎn)生HCl氣體。請推斷: ①化合物G的化學(xué)式為____________,②1 mol NH3和0.75 mol E恰好完全反應(yīng)生成G和HCl,則化合物E的分子式為______________。 (2)粉末狀G能夠與空氣中的氧氣和水作用,所得產(chǎn)物中都有一種酸性氧化物,它是工業(yè)上生產(chǎn)玻璃的主要原料。與氧反應(yīng)所得的產(chǎn)物還有一種單質(zhì),與水反應(yīng)生成另一種產(chǎn)物是該種單質(zhì)元素的氫化物。請寫出化合物G與水反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________

8、。 (3)為了使化合物G能成為新一代汽車發(fā)動機材料,現(xiàn)采用常壓下在G中添加氧化鋁,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制成一種高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料,它的商品名叫“賽倫”,化學(xué)通式可表達為Si6-xAlxOxY8-x。在接近于1700 ℃時x的極限值約為4.0,在1400 ℃時x為2.0,以保持整個化合物呈電中性。試問:“賽倫”中Y元素的化合價為:____________。 11.(思維拓展題)如下圖,已知: ①單質(zhì)E可作為半導(dǎo)體材料; ②化合物F為氣體; ③化合物I溶于水呈酸性,它能夠跟氧化物A起反應(yīng)。 據(jù)此,請?zhí)羁眨? (1)B一定是____________(填“金屬”或“非

9、金屬”)元素,并說明理由____________ 。 (2)化合物F是____________。 (3)化合物I是____________。 (4)反應(yīng)③的化學(xué)方程式是____________ 。 12.(探究創(chuàng)新題)在電子工業(yè)中利用鎂制取硅的反應(yīng)為2Mg+SiO22MgO+Si,同時會發(fā)生副反應(yīng): 2Mg+SiMg2Si,Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4 (硅烷),SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易自燃的氣體。下圖是進行Mg與SiO2反應(yīng)的實驗裝置。試回答下列問題: (1)由于O2和H2O(g)的存在對該實驗有不良影響,實驗中應(yīng)通入X氣體作為保護氣

10、。在A、B、C三種儀器中反應(yīng)開始前的試劑分別是:A____________,B____________,C____________(填序號)。 ①稀硫酸 ②濃硫酸 ③稀鹽酸 ④石灰石 ⑤純堿 ⑥鋅粒 (2)實驗開始時,必須先通入X氣體,再加熱反應(yīng)物,其理由是____________ ; 當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后,移走酒精燈,反應(yīng)能繼續(xù)進行,其原因是____________ 。 (3)反應(yīng)結(jié)束后,待冷卻至常溫時,往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸,可觀察到閃亮的火星,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學(xué)方程式表示為: ①____________

11、, ②____________ 。 (4)這樣制得的硅會混有雜質(zhì)(如SiO2等)而稱粗硅,有人設(shè)計了如下流程進行提純 ①操作(I)的名稱是____________。 ②涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式為: ____________ ; ____________ 。 參考答案: 1.解析:本題考查基本概念與新科技成果。納米是10-9米數(shù)量級,肉眼無法看到,A項錯誤;C60屬于單質(zhì),C項錯誤;C60屬于分子晶體,熔點低于金剛石;D項錯誤;B項敘述正確,納米生產(chǎn)是人類操縱分子技術(shù)的新階段。 答案:B 2.解析:CO不能與NaOH溶液反應(yīng);Si

12、O2不能溶于水,也不生成相應(yīng)的酸;碳有金剛石、石墨等同素異形體,硅有晶體硅和無定形硅,所以有多種單質(zhì)。 答案:B 3.解析:石英中含有雜質(zhì),不都是透明的晶體;石英的硬度不是最高的,故C不正確。 答案:C 4.解析:瑪瑙的主要成分為SiO2,故A項錯誤;變色眼鏡中能變色的物質(zhì)為AgBr,故B項不正確;漂粉精的漂白能力是有限的,故C項不正確;硅為應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料,故D項正確。 答案:D 5.解析:硅酸銅鋇能穩(wěn)定存在說明其性質(zhì)穩(wěn)定。不易褪色,不易與酸、堿反應(yīng)。硅酸銅鋇中Ba為+2價,Cu為+2價,Si為+4價,則4=6,用氧化物形式表示復(fù)雜的硅酸鹽的組成,具體方法為:①遵循

13、各元素種類和原子個數(shù)比不變的原則,分別寫成氧化物的形式;②氧化物一般按活潑金屬氧化物、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、最后為水的順序排列;③氧化物之間用圓點隔開,各氧化物前面的系數(shù)均為整數(shù)。因此,A、B、D均正確。 答案:C 6.解析:酸性強弱與這種酸的氧化物所處的狀態(tài)和化學(xué)活動性無關(guān),所以A、B都不正確;C是它們的物理性質(zhì),只有D項強酸制弱酸能夠證明。 答案:D 7.解析:本題考查單質(zhì)硅的制備和氧化還原反應(yīng)。以上單質(zhì)硅的制備是一個分步反應(yīng)的過程,一步混合投料的方法不可能制得單質(zhì)硅,D選項錯誤。根據(jù)還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物,結(jié)合①③反應(yīng),可判斷B選項正確。上述三個反應(yīng),硅的價態(tài)均

14、在0與+4價之間發(fā)生變化,所以28 g硅(1 mol),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4 mol,C選項錯誤。 答案:CD 8.解析:與強堿反應(yīng)可生成H2的已知有Si和Al,b為Na2SiO3或NaAlO2,c為H2SiO3或 Al(OH)3,d為SiO2或Al2O3。 答案:AB 9.解析:(1)在改寫過程中嚴格遵循原子個數(shù)比守恒和價態(tài)守恒原則。 (2)根據(jù)酸與鹽反應(yīng)的一般規(guī)律,其產(chǎn)物應(yīng)為MgCl2和H2SiO3。 答案:(1)Na2O·CaO·6SiO2 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O 8K2O·Al2O3·6SiO2 (2)2MgO·3Si

15、O2·nH2O+4HCl=2MgCl2+3H2SiO3↓+(N-1)H2O 10.解析:(1)G中Si的原子數(shù)為140×60%/28=3,另一種元素由E+NH3→G+HCl,根據(jù)元素守恒推出為N,E由Si、Cl兩種元素組成,N的原子數(shù)為140×40%/14=4,故G的化學(xué)式為Si3N4。由原子守恒知E中Si、Cl原子個數(shù)比為1∶4,故其分子式為SiCl4。 (2)Si3N4與O2反應(yīng)生成SiO2和N2,與H2O反應(yīng)生成SiO2和NH3。 (3)Si為+4價,Al為+3價,O為-2價,當(dāng)4=4時代入得Y的化合價a:2×4+4×3+(-2)×4+a×4=0,a=-3。 答案:(

16、1)①Si3N4②SiCl4 (2)Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3↑ (3)-3 11.解析:化合物F一定是B的氧化物且為氣體,由此判斷B一定是非金屬,因為金屬化合物常溫下一定不是氣體;由E為半導(dǎo)體材料可知:E為Si,A為SiO2,則B為碳,F(xiàn)為CO。能與SiO2反應(yīng)的酸性化合物I是HF,D為F2,C為H2O,H為O2,G為H2。 答案:(1)非金屬含金屬元素的物質(zhì)不可能是氣體。 (2)CO (3)HF (4)2H2+O2 2H2O 12.解析:(1)從給出的試劑看,可產(chǎn)生的氣體只有CO2和H2,CO2與Mg能反應(yīng),故不能作保護氣,因此保護氣為H

17、2。制取H2的試劑是稀H2SO4和鋅粒,濃H2SO4為氣體干燥劑。 (2)裝置內(nèi)的O2不被排出,與H2混合在加熱條件下會發(fā)生爆炸;Mg與SiO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 (3)Mg2Si與HCl會發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成MgCl2和SiH4,SiH4常溫下可自燃。 (4)SiCl4為液態(tài)物質(zhì),可經(jīng)蒸餾而提純。 答案:(1)①⑥② (2)防止在加熱條件下H2和O2混合發(fā)生爆炸 SiO2和Mg粉的反應(yīng)是放熱反應(yīng) (3)①Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑ ②SiH4+2O2=SiO2+2H2O (4)①蒸餾 ②Si+2Cl2SiCl4 SiCl4+2H2Si+4HCl

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