（新课标）2023版高考化学一轮复习第四单元非金属及其化合物考点规范练10无机非金属材料的主角-硅

PAGEPAGE1考点标准练10无机非金属材料的主角——硅(时间:45分钟总分值:100分)一、选择题(此题共10小题,每题5分,共50分。每题只有一个选项符合题目要求)1.(2022江苏化学)大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应〞。以下活动会导致大气中CO2含量增加的是()A.燃烧煤炭供热B.利用风力发电C.增加植被面积D.节约用水用电2.关于硅的以下表达中,正确的选项是()A.晶体硅与金刚石分子都是正四面体结构B.硅酸盐都不溶于水C.硅与酸、碱都不能发生反响D.原硅酸和硅酸对应的酸酐都是二氧化硅3.以下有关SiO2的表达中错误的选项是()A.SiO2是酸性氧化物,它对应的水化物是硅酸(H2SiO3)B.硅酸可由SiO2与水反响制得C.SiO2可与碱性氧化物或强碱反响D.光导纤维的主要原料就是SiO24.近年来科学家制造出大量的新物质,对以下三种物质的相关说法错误的选项是()石墨烯:从石墨中别离出来,是最薄、最坚硬的物质石墨炔:平面网状结构的全碳分子,具有优良的化学稳定性纳米碳管:具有优良的场发射性能,制作成阴极显示管、储氢材料A.石墨烯具有良好的导电性B.上述三种物质与金刚石互为同素异形体C.石墨炔孔径略大于H2分子的直径,可作H2的提纯薄膜D.上述三种物质与浓硫酸都能发生反响,但反响产物不同5.以下表达正确的选项是()A.红宝石、珍珠、水晶、钻石等装饰品的主要成分都是硅酸盐B.硅酸钠的水溶液俗名为水玻璃,可用于制备硅胶和木材防火剂C.制造玻璃是复杂的物理过程,玻璃的组成不同,性能不同D.金刚石是自然界中硬度最大的物质,不可能与氧气发生反响6.以下有关硅材料的说法正确的选项是()A.光导纤维的主要成分是高纯度的单质硅B.玛瑙的主要成分是硅酸盐C.28g硅含有6.02×1023个电子D.28Si、29Si、30Si是不同的核素7.在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。以下说法正确的选项是 ()A.元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B.Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r(Mg2+)>r(Mg)C.在该反响条件下,Mg的复原性强于C的复原性D.该反响中化学能全部转化为热能8.以下离子方程式的书写正确的选项是()A.水玻璃中通入过量二氧化碳:Na2SiO3+CO2+H2O2Na++CO32-+H2B.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca(OH)2+2CO2Ca2++2HCO3C.硅与氢氟酸的反响:Si+4H++4F-SiF4↑+2H2↑D.二氧化硅溶于烧碱溶液中:SiO2+2OH-SiO32-+H9.C、Si、S都是自然界中含量丰富的非金属元素,以下关于其单质及化合物的说法中正确的选项是()A.三种元素在自然界中既有游离态又有化合态B.C、Si、S的氧化物都属于酸性氧化物,能与碱反响C.最低价的气态氢化物都具有复原性,一定条件下可与O2发生反响D.其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:H2SO4>H2SiO3>H2CO310.某溶液中含有SiO32-、Br-、CO32A.SiO32-B.溶液颜色会发生变化C.该过程中不会有沉淀生成D.离子浓度根本保持不变的只有Na+二、非选择题(此题共5小题,共50分)11.(8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。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。按要求答复以下问题:(1)C的化学式为;X的化学式为。

(2)写出以下方程式:反响①的化学方程式;

反响⑦的离子方程式。

12.(10分)金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性,应用广泛。(1)碳与短周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物R为非极性分子。碳元素在周期表中的位置是,Q是(填名称),R的电子式为。

(2)一定条件下,Na复原CCl4可制备金刚石。反响结束冷却至室温后,回收其中的CCl4的实验操作名称为,除去粗产品中少量钠的试剂为。

(3)碳复原SiO2制SiC,其粗产品中杂质为Si和SiO2。现将20.0gSiC粗产品参加到过量的NaOH溶液中充分反响,收集到0.1mol氢气,过滤得SiC固体11.4g,滤液稀释到1L。生成氢气的离子方程式为,硅酸盐的物质的量浓度为。

(4)以下表达正确的有(填序号)。

①Na复原CCl4的反响、Cl2与H2O的反响均是置换反响②水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同③Na2SiO3溶液与SO3的反响可用于推断Si与S的非金属性强弱④钠、锂分别在空气中燃烧,生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1∶213.(10分)金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的作用,利用铝热反响完成钢轨的焊接非常方便迅速。完成以下填空:(1)在特制漏斗中将铝热剂混合均匀后,引发铝热反响的操作是。

(2)硅与铝同周期,地壳里硅、铝的含量硅铝(填“>〞“<〞或“=〞)。工业上制备金属铝的化学方程式是。

(3)SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分,Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2,钠长石(NaAlSi3O8)的氧化物形式为,长石是铝硅酸盐,不同类长石其氧原子的物质的量分数相同,由此可推知钙长石的化学式为。

(4)某铝合金由Al、Si、Cu、Mg组成。①称取100g该铝合金样品,分成等质量的A、B两份。向A中参加足量NaOH溶液,向B中参加足量的稀盐酸。②待两份反响物都充分反响之后,称得滤渣质量相差1.60g,收集得到的两份气体的体积相差2240mL(标准状况下)。那么100g该铝合金样品中Si和Mg的物质的量分别是n(Si)=和n(Mg)=。

14.(10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可用于制造高性能的现代通信材料——光导纤维,C与烧碱反响生成含A元素的化合物D。(1)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。

(2)C与氢氟酸反响的化学方程式是

。

(3)将C与纯碱混合高温熔融时反响生成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,生成了含A的化合物F。①生成D和F的化学方程式分别为、。

②要将纯碱高温熔化,以下坩埚中可选用的是(填序号)。

A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚15.(12分)A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素,它们能发生如下图的转化关系,该元素(用R表示)的单质能与NaOH溶液反响生成盐(Na2RO3)和氢气。请答复以下问题:(1)写出各物质的化学式:A;B;C;D;E。

(2)写出反响①的化学方程式:

,

该反响中氧化剂与复原剂的物质的量之比为。

(3)写出反响④的离子方程式:

。

(4)写出反响⑤的离子方程式:

。

(5)H2CO3的酸性强于E的酸性,请用离子方程式予以证明:

。

参考答案考点标准练10无机非金属材料的主角——硅1.A煤炭燃烧会放出CO2,A项正确;风力发电代替火力发电可减少CO2的排放,B项错误;节约用水用电不会导致大气中CO2含量增加,D项错误;植被面积增加,有利于减少大气中CO2的含量。2.D晶体硅与金刚石都是由原子直接构成的,不存在分子,A项错误;硅酸盐中的硅酸钠易溶于水,B项错误;硅与氢氟酸能够发生反响,C项错误;原硅酸和硅酸对应的酸酐都是二氧化硅,D项正确。3.B二氧化硅是酸性氧化物,可与碱性氧化物或强碱反响,但不溶于水,不能直接与水反响生成硅酸。4.D石墨烯作为电导体,它和铜有着一样出色的导电性,A项正确;题给三种物质均为碳的单质,与金刚石互为同素异形体,B项正确;碳原子半径大于氢原子,那么石墨炔孔径大于H2分子的直径,可以容纳H2分子,那么石墨炔是理想的H2提纯薄膜,C项正确;题述三种物质都是碳的单质,在加热条件下与浓硫酸都能发生反响,且反响产物相同,D项错误。5.B红宝石的主要成分为Al2O3,珍珠的主要成分为CaCO3,水晶的主要成分为SiO2,钻石为碳单质,A项错误;制造玻璃包含复杂的物理变化和化学变化,C项错误;金刚石是碳单质,能与O2发生化学反响,D项错误。6.D光导纤维的主要成分为高纯度的二氧化硅,A项错误;玛瑙的主要成分为二氧化硅,B项错误;1个硅原子中含有14个电子,因此28g硅含有电子的数目为28g28g·mo7.C元素C的单质还存在C60等同素异形体,A项错误;Mg的电子层数比Mg2+多,所以半径r(Mg)>r(Mg2+),B项错误;反响方程式为2Mg+CO22MgO+C,复原剂为Mg,复原产物为C,根据复原剂的复原性强于复原产物的复原性知,Mg的复原性强于C的,C项正确;燃烧过程中除了热能还有光能等其他形式的能量放出,D项错误。8.DNa2SiO3是强电解质,应拆成Na+、SiO32-,通入过量CO2应生成HCO3-,A项错误;澄清石灰水中通入过量二氧化碳的离子方程式为CO2+OH-HCO39.C硅是亲氧元素,硅元素在自然界中以硅酸盐、二氧化硅的形式存在,A错误;CO是不成盐氧化物,不与碱反响,B错误;最低价的气态氢化物化合价只能升高,具有复原性,一定条件下可与氧气反响,C正确;碳的非金属性比硅强,那么碳酸酸性强于硅酸,酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,D错误。10.C溶液中含有SiO32-、Br-、CO32-、Na+,向该溶液中通入过量的Cl2,溶液呈酸性,SiO32-、CO32-均与H+反响,前者生成H2SiO3沉淀,后者生成CO2气体,溶液中Br-与Cl2发生氧化复原反响生成Br2,故溶液中Si11.答案(1)SiCl4Si3N4(2)Si+2Cl2SiCl4SiO32-+2H2O+2CO2H2SiO3↓+2HC解析此题可从I入手推断,I可用于制造光导纤维,故其为二氧化硅,F为硅酸,H为硅酸钠,E为HCl,C为四氯化硅,X为Si3N4。反响①为Si与Cl2反响生成SiCl4,反响⑦为硅酸钠与过量的二氧化碳反响生成硅酸和碳酸氢钠。12.答案(1)第二周期第ⅣA族氧(2)过滤乙醇或水(合理即可)(3)Si+2OH-+H2OSiO32-+2H2(4)③④解析(1)由题意可知元素Q为O(氧),形成的化合物R为CO2,其电子式为

··O······C····O····。(2)因为CCl4为液体,C(金刚石)和Na都为固体,所以用过滤法别离;除去C(金刚石)中的Na可以用水或乙醇。(3)混合物中的Si可以与NaOH溶液反响生成氢气,离子方程式为Si+2OH-+HSi~2H228g2mol1.4g0.1molm(SiO2)=20.0g-11.4g-1.4gn(SiO2)=0.12mol所以n(Na2SiO3)=n(Si)+n(SiO2)=1.c(Na2SiO3)=0.17mol1L(4)①中Cl2与H2O的反响不是置换反响;②中水晶熔化克服的是共价键,干冰熔化克服的是分子间作用力,两者不同。13.答案(1)铺上一层KClO3粉末,点燃插入的镁条(2)>2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑(3)Na2O·Al2O3·6SiO2CaAl2Si2O8(4)0.4mol0.6mol解析(1)氧化铁与铝在高温条件下发生铝热反响生成氧化铝和铁,反响的化学方程式为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3,为使反响顺利进行,可参加氯酸钾,为助燃剂,同时插上镁条作为引燃剂,点燃镁条时反响放出大量的热引发反响进行,所以引发铝热反响的实验操作是加少量KClO3,插上镁条并将其点燃。(2)地壳中含量排在前五位的元素分别是O、Si、Al、Fe、Ca,地壳里硅的含量大于铝;工业上通过电解氧化铝冶炼金属铝。(3)结合钠长石的化学式及化合物中各元素的化合价代数和等于0可得钙长石的氧化物形式为CaO·Al2O3·2SiO2,那么钙长石的化学式为CaAl2Si2O8。(4)A中Al、Si与氢氧化钠溶液反响,B中Al、Mg与盐酸反响,A和B中Al反响放出的气体相等,因此两份气体差和质量差均来源于Mg、Si,Si、Mg与生成氢气的物质的量关系为:Si~2H2、Mg~H2,标准状况下2240mL气体的物质的量为2.24L22由质量差可得:①24g·mol-1y-28g·mol-1x=1.60g由气体相差0.1mol可得:②2x-y=0.1mol,联立①②求得:x=0.2mol,y=0.3mol,那么100g该铝合金样品中Si和Mg的物质的量分别为0.4mol、0.6mol。14.答案(1)○+6◝2(2)SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(3)①SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓②D解析含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料,那么A元素是Si;含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通信材料——光导纤维,那么C是SiO2;C与烧碱反响生成含