2013届高考化学一轮必备测试：第四章_第一节无机非金属材料的主角——硅(人教版)

1、一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1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中，正确的是()A二氧化硅溶于水显酸性，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二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸解析：二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，不能和水反应生成硅酸，A错误；碳酸的酸性比硅酸强，B正确；二氧化硅在高温下与碳酸钠的反应是在非溶液状态下

2、进行的反应，属于用不挥发性的酸酐来制取挥发性的酸酐，所以该反应不能作为判断硅酸与碳酸酸性强弱的依据，C错误；二氧化硅可以与氢氟酸发生反应，D错误。答案：B2下列关于碳和硅的叙述中，正确的是()A其氧化物都能与NaOH溶液反应B其单质在加热时都能跟O2反应C其氧化物都能溶于水生成相应的酸D碳和硅两种元素共有两种单质解析：CO不溶于水，也不能与NaOH溶液反应；SiO2不能溶于水，也不生成相应的酸；碳有金刚石、石墨等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅，所以有多种单质。答案：B3(2011·北京东城模拟)下列说法正确的是()A光导纤维的主要成分是硅B常用氢氟酸(HF)来刻蚀玻璃C制普通玻璃的

3、主要原料是烧碱、石灰石、石英D实验室用带玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液解析：A项，光导纤维的主要成分是二氧化硅，不正确；C项，制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，不正确；D项，保存氢氧化钠溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶，因为NaOH与玻璃的主要成分反应生成的硅酸钠是一种矿物胶，时间长了会打不开瓶塞，不正确。答案：B4下列物质：氢氟酸；浓H2SO4；烧碱溶液；Na2CO3固体；氧化钙；浓HNO3，其中在一定条件下能与SiO2反应的有()AB全部C D解析：SiO2只能与酸类物质中的氢氟酸反应；SiO2为酸性氧化物，与能反应；Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2是制取玻璃时发生的一个反应。答

4、案：C5将过量的CO2分别通入CaCl2溶液；Na2SiO3溶液；Ca(OH)2溶液；饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是()A BC D解析：CO2溶于水：CO2H2O=H2CO3，H2CO3的酸性比盐酸弱，而比硅酸强。根据酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液无明显现象(一般弱酸不能制强酸)；过量的CO2通入Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至过量：Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，CaCO3H2OCO2=Ca(HCO3)2，最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀产生；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3H2OCO

5、2=2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而结晶析出。答案：B6A、B、C、D四种物质间能够实现下列转化，不符合转化关系的A物质是()ABCA硅 B硫C钠 D氯气解析：硫可以与氧气生成二氧化硫后进一步与氧气反应生成三氧化硫，B项正确；钠在空气中缓慢氧化可得氧化钠，在空气中加热又可得到过氧化钠，C项正确；氯气可以和铁反应生成三氯化铁，三氯化铁可以和铁反应生成氯化亚铁，D项正确。答案：A7下列说法中，不正确的是()ASiO2和CO2都是酸性氧化物，均可与NaOH溶液反应BSiO2不能与任何酸发生反应CSiO2和CO2在一定条件下，均可与CaO发生反应DSiO2不溶于水，而C

6、O2可与水反应生成H2CO3解析：SiO2是一种酸性氧化物，但是可与HF溶液发生反应，生成SiF4和H2O。答案：B8下列物质间的转化不能通过一步反应完成的是()ASiO2Si BCO2CCSiO2H2SiO3 DSiNa2SiO3解析：A项，SiO22CSi2CO；B项，CO22Mg2MgOC；C项，SiO2不能与水反应生成H2SiO3，更无法与其他物质一步反应生成H2SiO3；D项，Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。答案：C9在水玻璃中通入少量的CO2气体，充分反应后加热蒸干，再高温充分灼烧，冷却后所得的固体物质为()ANa2SiO3 BNa2SiO3与Na2CO3CSiO2与N

7、a2CO3 DSiO2、Na2SiO3及Na2CO3解析：通入少量CO2气体时，发生的反应为Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3，加热后H2SiO3分解为SiO2和H2O，再高温灼烧，SiO2与Na2CO3反应生成Na2SiO3和CO2。答案：A10用一种试剂证明生石灰中含有石灰石和石英，下列试剂适宜的是()A盐酸 B硫酸CNaOH溶液 D氯化钠溶液解析：向生石灰中加入盐酸，如果有无色无味的气体生成，证明含有石灰石；如果有不溶于盐酸的固体残渣剩余，说明含有石英。答案：A二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11(16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

8、化合物C可用于制造高性能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。(1)在元素周期表中，A位于_族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为_，A与B的原子在电子层结构上的相同点是_。(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。写出生成D和F的化学反应方程式：_，_。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是_。A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚C氧化铝坩埚 D铁坩埚解析：(1)A元素单质可作半导体材料

9、，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅元素，比硅相对原子质量小的同族元素为碳。(2)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料、普通玻璃、石英玻璃以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。答案：(1)A最外层均有4个电子，最内层均有2个电子(2)氢氟酸SiO24HF=SiF42H2O(3)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3 ABC12(11分)(1)氮化硅(Si3N4) 是一种高温陶瓷材料，

10、它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1300时反应获得。根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是_(填序号)。A制气轮机叶片 B制有色玻璃C制永久性模具 D制陶瓷发动机氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：_。现用SiCl4和N2(在H2气氛下)，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为：_。(2)三硅酸镁晶体(Mg2Si3O8·nH2O)被用来治疗胃溃疡患者的胃酸过多症，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。将三硅酸镁晶体改写成氧化物形式：_，写出它中和胃酸(主要成分为盐酸)

11、的化学方程式：_。解析：由Si3N4的硬度大、熔点高、化学性质稳定，可知Si3N4的用途为A、C、D。反应应为复分解反应，化学方程式为：Si3N412HF=3SiF44NH3。2N23SiCl46H2Si3N412HCl。(2)2MgO·3SiO2·nH2O4HCl=2MgCl23SiO2(n2)H2O。答案：(1)ACDSi3N412HF=3SiF44NH3(或Si3N416HF=3SiF44NH4F)3SiCl42N26H2Si3N412HCl(2)2MgO·3SiO2·nH2O2MgO·3SiO2·nH2O4HCl=2MgCl2

12、3SiO2(n2)H2O13(13分)(2012·徐州模拟)我国目前制备多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。由于三氯氢硅氢还原法具有一定优点，被广泛应用。其简化的工艺流程如下图所示：(1)由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式为_。该生产工艺中可以循环使用的物质是_(至少写出两种)(2)由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法，工业上广泛采用的合成硅烷的方法是让硅化镁和固体氯化铵在液氨介质中反应得到硅烷，反应的化学方程式是_；整个制备过程必须严格控制无水，否则反应将不能生成硅烷，而是生成硅酸和氢气等，其化学方程式为_；整个

13、系统必须与空气隔绝，其原因是_。解析：(1)根据三氯氢硅氢还原法制备多晶硅的工艺流程可知，发生的反应为：Si3HClSiHCl3H2SiHCl3H2Si3HCl反应过程中，HCl、H2、SiHCl3可循环使用。(2)因硅化镁和NH4Cl在液氨介质中反应得到硅烷，反应方程式为Mg2Si4NH4ClSiH42MgCl24NH3由于甲硅烷(SiH4)在空气中能自燃，故制备过程中要隔绝空气。答案：(1)SiHCl3H2Si3HClHCl、H2、SiHCl3等(2)Mg2Si4NH4ClSiH42MgCl24NH3Mg2Si4NH4Cl3H2O=2MgCl2H2SiO34NH34H2由于硅烷在空气中易燃

14、，浓度高时容易发生爆炸(或其他合理答案)14(10分)已知物质A、B、C、D的组成元素都属于短周期元素，它们之间的简单转化关系如图所示。请按要求写出有关反应的化学方程式：(1)若其中A、D为单质且在同主族，B、C为氧化物：(该反应在工业上有重要用途)_。(2)若A、D为常态下的气体单质且在不同主族，B、C为化合物且B为水：_。(3)若A、B、C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体：_。(4)若A、B、C均为氧化物，D为单质，反应是在高温下进行：_。(5)若A、D为固体单质且在不同主族，B、C为氧化物：_。解析：无机框图题是历年高考化学试题的重要组成部分，这类题涉及知识面广，要求学生有较高的逻辑思维能力。以短周期元素为重点。本题较综合地考查了中学化学中常见的置换反应类型，中学化学阶段所涉及的置换反应类型通常有非金属置换非金属、金属置换金属、金属置换非