2011高考化学一轮复习《硅及其化合物 无机非金属材料》 人教大纲版

1、第二节    硅及其化合物 无机非金属材料1(2010·模拟题)1798年法国化学家对绿柱石和祖母绿进行化学分析发现了铍。已知绿柱石是一种呈绿色的硅酸盐，可表示BexAlySimOn(x、y、m、n均为自然数)，其中阴离子部分结构如图所示(已知表示硅酸根离子SiO44)。下列说法不正确的是()A阴离子化学式为：Si6O1812B绿柱石可用氧化物形式表示为：3BeO·Al2O3·6SiO2C绿柱石可表示为Be3Al2Si3O12D绿柱石可溶于强碱和氢氟酸解析：根据表示SiO44，可判断绿柱石的阴离子化学式为Si6O1812，A项正确；绿

2、柱石写为氧化物为：3BeO·A12O3·6SiO2，B项正确；C项中氧原子个数不是18，C项不正确；BeO、Al2O3、SiO2均能溶于强碱和氢氟酸，D项正确。答案：C2(2010·山师附中月考题)中据2001年12月的参考消息报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是 ()A硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B自然界中存在大量单质硅C硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制D自然界中硅的贮量丰富解析：由于Si的亲氧性，自

3、然界的硅大都以SiO2或硅酸盐的形式存在，无单质硅存在。答案：B3(2010·改编题)下列物质中，既可与盐酸反应，又可与氢氧化钠溶液反应的是 ()Na2SiO3AlCl3NH4HCO3Al2O3NaHSO3A B. C. D.解析：Na2SiO3只能与HCl反应，AlCl3只能与NaOH反应。答案：D4(2010·模拟题)下列说法正确的是 ()合金的硬度一般比它的各成分金属的小，熔点一般比它的各成分金属的高SiC俗称金刚砂，可用作砂纸、砂轮的磨料漂白粉和漂粉精的有效成分都是Ca(ClO)2NO在人体的血管系统内具有传送信号的功能，也是大气污染物之一氧化铜可作为制造玻璃、搪瓷

4、的红色颜料A B. C. D.解析：合金的硬度一般比它的成分金属的大，熔点一般比它的各成分金属的低，错；氧化铜是黑色物质，不能作为红色颜料，错，应是Cu2O作为红色颜料。答案：B5(2010·模拟题)日前，科学家拟合成一种“二重构造”的球形分子，即把足球型的C60分子融进到Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合，下列说法正确的是 ()A它是由两种单质组成的混合物B它是一种碳酸盐C它是一种新型化合物D它是一种高聚物解析：A项合成的新分子有固定组成和结构，应当属于化合物；B项该分子不含氧，不是碳酸盐；D项这种“二重构造”的球形分子仍是小分子。答案：C6(2010·

5、;模拟题)下列说法都正确的是 ()高温消毒利用的是蛋白质的变性对甲型H1N1流感有治疗作用的达菲(分子式为C16H31N2PO8)是有机物造成海水赤潮、湖泊水华的原因是水体富营养化船底镶嵌锌块，锌失电子，保护船体免受腐蚀制作航天服的聚酯纤维属于新型无机非金属材料高纯度的二氧化硅常用于制作集成电路A B. C. D.解析：聚酯纤维是有机高分子材料；用于制作成集成电路的是高纯度的硅晶体。答案：A7(2010·西安市二中期中考题)青海昆仑玉被定为2008年北京奥运会奖牌用玉，昆仑玉主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体，透闪石(Tremolite)的化学成分为Ca2Mg5

6、Si8O22(OH)2。下列有关说法不正确的是 ()A透闪石的化学式写成氧化物的形式为：2CaO·5MgO·8SiO2·H2OB透闪石中Mg元素的质量分数是Ca元素质量分数的1.5倍C1 mol Ca2Mg5Si8O22(OH)2与足量的盐酸作用，至少需要14 mol HClD透闪石是一种新型无机非金属材料，难溶于水解析：由透闪石组成知它属于传统的硅酸盐材料，但难溶于水，D错；依改写规则可判断A对；透闪石中镁的总式量为120，是钙的1.5倍；与盐酸作用时，SiO2与HCl不反应，其他金属元素则转化为金属氯化物，根据氯原子守恒易知C对。答案：D8(2010·

7、;模拟题)金属陶瓷是一种广泛应用于高科技的复合材料，合成方法是将陶瓷(主要成分为Al2O3、ZnO2等耐高温材料)和黏结金属(主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属)研磨混匀成型后，高温烧结使金属仍然以单质的形式存在于金属陶瓷之中，据此判断合成工艺必须 ()A在氧气中合成 B.在HCl气氛中合成C在氮气气氛中合成 D在空气中合成解析：由题给信息“高温烧结使金属仍然以单质的形式存在”知C正确，其他三个选项所列举的反应条件均会使黏结金属以化合物的形式存在，如在高温下氧气与金属反应生成氧化物、在HCl气氛中金属变成氯化物。答案：C9(2010·嘉兴一中期中考题)气凝胶的应用被英国泰晤士报评

8、为2009年度最受关注的十大新闻。气凝胶是一种世界上最轻的固体，密度仅为5 mg·cm3，被称为“固态烟”。非常坚固耐用，它可以承受相当于自身重量几千倍的压力，在温度达到1 200摄氏度时才会熔化，绝热性能十分优越，其成分是二氧化硅。下列说法正确的是()A该材料有良好的导电性能 B.硅原子与氧原子间以共价键连接C二氧化硅耐所有酸和碱 D二氧化硅的分子式为SiO2解析：二氧化硅组成的“固态烟”不导电，A项不正确；二氧化硅可溶于强碱，C项不正确；二氧化硅中没有分子，应该说二氧化硅的化学式为SiO2。答案：B10(2010·四川成都市三校联考)下列有关说法正确的是()AHF、HC

9、l、HBr、HI的稳定性依次增强B生产水泥、玻璃都需要石英，需要消耗大量的能量C原子晶体内一定含有共价键，分子晶体内不一定含有共价键D温室气体不包括CH4解析：稳定性由HFHClHClHBrHI依次减弱，A项不正确；生产水泥的主要原料有石灰石、粘土、石膏，不需要石英，B项不正确；温室气体包括CO2、CH4、N2O等气体，D项不正确；原子晶体是由共价键形成的一类晶体，稀有气体固态时为 分子晶体，不含有任何化学键，C项正确。答案：C11(2010·模拟题)我国具有广泛的海域，大部分海域中存在蛭石，蛭石为一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐，是黑云母等天然矿物风化蚀变的产物，因为其受热膨胀时呈挠

10、曲状，形态酷似水蛭，故此得名蛭石。膨化后的蛭石呈颗粒状，有隔热、耐冻、抗菌、防火、吸声等优异性能，但不耐酸。(1)某硅酸盐矿石的组成可以看成是二氧化硅中1/3的硅被铝置换，再由钾平衡其电荷形成的。该矿石的组成以氧化物的形式表示为_。(2)某校研究性学习小组取某牌的膨化蛭石样品，其成分可以用氧化物(MgO，Fe2O3，Al2O3，SiO2，H2O)的形式表示。为研究蛭石的组成，拟进行实验探究，实验流程及相关数据如下(所加药品均过量)：固体A的化学式是_。固体F的物质的量是_。写出滤液C与足量二氧化碳反应的离子方程式：_ _。通过计算，写出用氧化物的形式表示该膨化蛭石组成的化学式：_ _。过滤、灼

11、烧都需使用的仪器是_。有同学认为，该实验流程中第一步的盐酸可以用氢氧化钠溶液代替，你的观点是_，理由是_ _。解析：(1)因二氧化硅中有1/3的硅原子被铝原子取代，不足的由钾原子补充，使化合价代数和为0，故一个硅原子可被一个铝原子和一个钾原子取代。则3SiO2Si2AlKO6Si4Al2K2O12K2O·Al2O3·4SiO2较活泼金属氧化物·较不活泼金属氧化物·非金属(除氢外)氧化物·水。(2)根据实验流程图知，固体A为二氧化硅，n(SiO2)2.40 g/60 g·mol10.04 mol，D为氢氧化铁和氢氧化镁，G为氧化铁和氧化

12、镁。设氧化铁和氧化镁的物质的量分别为x、y，则160 g·mol1×x40 g·mol1×y4.80 g，107 g·mol1×2x58 g·mol1×y6.78 g，联立解得：x0.01 mol，y0.08 mol，即n(Fe2O3)0.01 mol，n(MgO)0.08 mol。固体F为Al(OH)3，nAl(OH)31.56 g/78 g·mol10.02 mol，n(Al2O3)0.01 mol，故n(H2O)(8.58 g40 g·mol1×0.08 mol2.40 g160

13、 g·mol1×0.01 mol102 g·mol1×0.01 mol)/18 g·mol10.02 mol。则n(MgO)n(Fe2O3)n(Al2O3)n(SiO2)n(H2O)0.08 mol0.01 mol0.01 mol0.04 mol0.02 mol81142，即该膨化蛭石的组成为8 MgO·Al2O3·Fe2O3·4SiO2·2H2O。答案：(1)K2O·Al2O3·4SiO2(2)SiO20.020 molCO2OH=HCO3；AlO2CO22H2O=Al(OH)3HC

14、O38MgO·Al2O3·Fe2O3·4SiO2·2H2O玻璃棒不能改用氢氧化钠溶液二氧化硅、氧化铝均能溶于氢氧化钠溶液12(2010·山师附中月考题)2008年11月10日新浪网报道，瑞士环游世界的太阳能飞机“太阳脉动号”进行首次试飞。硅是太阳能电池的重要材料，制取精硅的主要化学反应如下：村料一SiCl4熔点为70，沸点为57.6，在潮湿的空气中发生水解反应：SiCl44H2O=H4SiO44HCl。材料二晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：步骤一：高温下，用碳还原二氧化硅制得粗硅。步骤二：粗硅与干燥的氯气反应制取四氯化硅：

15、Si2Cl2SiCl4。步骤三：在1 0001 100时四氯化硅被氢气还原制得纯硅：SiCl42H2Si4HCl。下面是制取纯硅的实验装置(热源及夹持装置均略去)：请你分析下列问题：(1)为使四氯化硅从装置B中逸出与氢气充分混合，应采取的措施是_ _。(2)装置C不采用普通玻璃管的原因是_ _。(3)如果从A中直接快速向B中通入气体，可能观察到的现象是_ _。(4)为了防止空气污染，含有四氯化硅的尾气要通入盛有_溶液的烧杯中，反应的化学方程式为_ _。(5)为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度，还应对该装置进行改进的是_ _。解析：本题主要考查制取纯硅过程

16、中氢气还原四氯化硅的实验，解题过程中要充分利用题干所给信息，去考虑装置的设计、优化所应采取的措施。如四氯化硅沸点低(57.6)，故要使其逸出烧瓶与氢气反应，则需对装置B进行水浴加热，且用温度计控制温度在57.6左右。由于氢气还原四氧化硅是在1 0001 100的高温下进行的，在此温度下普通玻璃管会软化，故需用石英玻璃管。由于四氯化硅易水解生成硅酸和氯化氢，不难想到尾气应通入氢氧化钠溶液中。而氢气从A逸出时会带出水蒸气，使B中四氯化硅发生水解影响实验，所以应在A、B之间加一个干燥装置。若快速向B中通入含有水蒸气的氢气，少量的四氯化硅会发生水解生成硅酸和氯化氢，氯化氢在液面上形成白雾。答案：(1)

17、对装置B水浴加热，且用温度计控制温度在57.6左右(2)在1 0001 100时普通玻璃管会软化(3)B中液面上方产生少量白雾，液体中有少量白色胶状物生成(4)氢氧化钠SiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O(5)在装置A与B之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶(或装有碱石灰的干燥管)13(2010·模拟题)右图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物。已知：B是一种单质，结构与金刚石相似。其余物质都是含有B元素的化合物，C是一种钠盐，E是C对应的酸，B和D的晶体均为高熔点、坚硬的固体，D为B的氧化物(其他不含B元素的反应物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)。(1)

18、写出化学式：A：_；D：_；E：_。(2)A和B的互变在工业上的实际意义是_ _。(3)写出化学方程式：反应：_；反应：_ 。(4)有人预测B是21世纪具有开发潜力的新能源，如果B为能源，其优点是_ _ (写两条)；可以肯定上述框图中_反应是放热反应(填序号)。解析：高熔点、高硬度，与金刚石结构相似的固体单质只有晶体硅，故B为晶体硅，其他物质则可由硅的化合物的性质推出，A为四氯化硅，C为硅酸钠，D为二氧化硅E为硅酸。A与B转化的化学反应：Si2Cl2SiCl4，蒸馏四氯化硅，分离除去难溶杂质；将四氯化硅用氢气还原得到纯度高的硅：SiCl42H2Si4HCl。硅燃烧放出大量热量，生成固体二氧化硅

19、，对环境污染小；而二氧化硅可以用焦炭冶炼得到硅，原料可以循环利用，同时副产物一氧化碳既是燃料又是化工产品。答案：(1)SiCl4SiO2H2SiO3(2)粗硅提纯(3)Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2SiO22CSi2CO(4)产物对环境污染小；原料循环利用14(2010·模拟题)A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素。B、E同主族，它们的单质以及它们之间反应生成的化合物在常温时状态相同，形成的晶体类型也相同；A与C、D与C之间都能形成原子个数比分别为21和11的两种化合物。试解答下列有关问题：(1)B、E单质以及它们之间反应生成的化合物熔点由高到低的顺序为_

20、(填元素符号或化学式)。(2)C与D形成的化合物的电子式为：_ _。(3)实验室可由B、C、D组成的化合物为反应物之一制取由A、C、D组成的化合物，反应的化学方程式为：_ _。(4)写出E单质与A、C、D形成的化合物的水溶液反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目_ _。解析：根据题意可知B、E分别为C和Si，可以化合生成SiC。A与C，D与C都能形成原子个数比分别为21和11的两种化合物，推出A为H、C为O，D为Na，C与D形成Na2O或Na2O2。答案：(1)C>SiC>Si(2)Na··O··,····2Na，Na··O··,····O··,····2Na(3)Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH(4)Si2OH4H4e2O=SiO322H