高考化学 第4章 材料家族中的元素1双基限时练（含解析）

【备考新思路】高考化学第4章材料家族中的元素1双基限时练（含解析）一、选择题1．(·烟台市莱州一中质量检测)化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关说法中，错误的是()A．今夏，很多地区出现了严重的旱情，缓解旱情的措施之一是用碘化银进行人工增雨B．新能源汽车的推广与使用有助于减少光化学烟雾的产生C．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济”D．华裔科学家高琨在光纤传输信息领域中取得突破性成就，光纤的主要成分是高纯度的单质硅解析光纤的主要成分为SiO2。答案D2．(·哈尔滨市第九中学模拟)下列说法中，正确的是()A．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D．硅是目前人类将太阳能转变为电能的重要材料解析粗硅与Cl2反应生成SiCl4，SiCl4再与H2反应生成单质硅，该过程涉及氧化还原反应，A项错误；工艺师用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品，B项错误；水晶主要成分为SiO2，C项错误。答案D3．(·天津大港区模拟)下列关于硅单质及其化合物的叙述正确的是()①硅是构成岩石和许多矿物的基本元素②水玻璃可用作制备木材防火剂的原料③制造光导纤维的主要原料是SiO2④制玻璃和水泥均需要石灰石作为原料⑤硅胶可用作催化剂的载体和袋装食品的干燥剂⑥高纯度的硅除了用于制造计算机芯片外，在太阳能发电过程中也具有重要的作用A．①②③⑤ B．①③④⑤C．①③⑥ D．全部解析掌握硅及其化合物的用途是解答本题的关键。生产水泥需要原料为黏土、石灰石，生产玻璃需要石灰石、纯碱、石英，二者均使用了石灰石作原料。答案D4．(·华安、连城、永安、漳平一中、龙海二中、泉港一中六校联考)下列物品或设备：①水泥路桥②门窗玻璃③水晶镜片④石英钟表⑤玛瑙手镯⑥硅太阳能电池⑦光导纤维⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是()A．⑥⑧ B．①②⑦⑧C．①②③④⑤⑦ D．全部解析硅太阳能电池、计算机芯片所用材料为硅单质，其他各项所用材料或用到的均为SiO2。答案C5．(·哈尔滨师大附中模拟)关于CO2和SiO2的比较错误的是()A．都是酸性氧化物 B．熔沸点都比较高C．都能与强碱溶液反应 D．都具有一定的氧化性解析CO2常温为气态，而SiO2常温为固态，SiO2的熔沸点较高而CO2熔沸点较低，B项错误。答案B6．下列离子方程式的书写正确的是()A．水玻璃中通入过量的二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3B．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)C．水玻璃中加入过量盐酸：SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓D．硅溶于烧碱溶液中：Si＋2Na＋＋2OH－=Na2SiO3＋H2↑解析A项离子方程式应为SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2O＋2CO2=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)；B项应为CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)；D项应为Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑。答案C7．下列变化不可能通过一步反应实现的是()A．Na2CO3→Na2SiO3 B．Si→SiO2C．SiO2→H2SiO3 D．CuSO4→CuCl2解析SiO2不溶于水，不能一步反应生成H2SiO3，可通过SiO2eq\o(→,\s\up15(NaOH))Na2SiO3eq\o(→,\s\up15(HCl))H2SiO3得以实现。答案C8．(·望江回龙中学模拟)青海昆仑玉被定为年北京奥运会奖牌用玉，昆仑玉主要成分是“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Ca2Mg5Si8O22(OH)2。下列说法不正确的是()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C．1molCa2Mg5Si8O22(OH)2与足量的盐酸作用，至少需要14molHClD．透闪石是一种新型无机非金属材料，难溶于水解析根据透闪石氧化物形式写为化学式，可知，A项正确。在透闪石中m(Mg):m(Ca)＝(5×24):2×40＝3:2，可判断Mg元素的质量分数是Ca元素质量分数的1.5倍，B项正确；根据CaO～2HCl，MgO～2HCl，结合透闪石氧化物形式可知1mol透闪石，至少需要消耗14molHCl，C项正确；透闪石不是新型无机非金属材料，D项错误。答案D9．(改编题)下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是()A．陶瓷是一种硅酸盐材料B．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂C．氮化硅陶瓷是传统无机非金属材料D．硅的导电性介于导体和绝缘体之间解析氮化硅是新型无机非金属材料。答案C10．(·陇县中学模拟)从石英砂制取并获得高纯硅的主要化学反应如下：①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(高温))Si(粗)＋2CO②Si(粗)＋2Cl2eq\o(=,\s\up15(加热))SiCl4③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up15(高温))Si(纯)＋4HCl关于上述反应的分析不正确的是()A．①③是置换反应，②是化合反应B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C．任一反应中，每消耗或生成28g硅，均转移4mol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根据题目所给反应，①③符合置换反应的定义A项正确；高温下碳能将SiO2还原为Si单质，H2能将SiCl4中的硅还原出来，故高温下H2、焦炭的还原性强于硅，B项正确；根据①②③反应，每消耗或生成28g硅(1mol)，转移4mol电子，C项正确；将石英砂、焦炭、H2、Cl2混合，H2与Cl2发生反应生成HCl，无法得到高纯硅，D项错误。答案D二、非选择题11．如何除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，请选用下面提供的试剂和操作，将标号填在表内。试剂：A.盐酸B．烧碱溶液C．氧气D．水E．CO2F．不用其他试剂操作：①加热②加热熔融③过滤④结晶含杂质的物质所加试剂主要操作(1)Na2CO3(NaHCO3)(2)SiO2(CaCO3)(3)SiO2(Si)(4)NaCl(SiO2)解析(1)除去Na2CO3中的NaHCO3可用加热法，即2NaHCO3eq\o(=,\s\up15(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。(2)除去SiO2中的CaCO3可用盐酸溶解：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，然后再过滤。(3)除去SiO2中的Si可用加热法：Si＋O2eq\o(=,\s\up15(△))SiO2。(4)除去NaCl中的SiO2可用过滤、结晶法，因NaCl溶于水，而SiO2不溶于水。答案(1)F①(2)A③(3)C①(4)D③④12．(·东北三省联考)硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。(1)硅在元素周期表中的位置是________。(2)工业生产粗硅的反应有：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(3273K))Si(粗)＋2CO↑；SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up15(3273K))SiC＋2CO↑。若产品中单质硅与碳的物质的量之比为1:1，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为________。(3)工业上可以通过如下图所示的流程制取纯硅：①若反应Ⅰ为Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up15(553～573K))SiHCl3＋H2，则反应Ⅱ的化学方程式为________。②整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：_________________________________________________________。③假设每一轮次制备1mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应Ⅰ中HCl的利用率为90%，反应Ⅱ中H2的利用率为93.75%，则在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H2的物质的量之比是________。解析(2)若产品中含有碳，则生产粗硅时发生了两个反应①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(3273K))Si(粗)＋2CO↑，SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up15(3273K))SiC＋2CO↑，若产物中有1mol单质硅、1mol碳，可判断反应①消耗1molSiO2、2mol碳。反应②消耗1molSiO2,3mol碳，参加反应的C和SiO2的物质的量之比为5:2。(3)反应Ⅰ为Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up15(553～572K))SiHCl3＋H2，反应Ⅱ为SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up15(1373～1453K))Si(纯)＋3HCl，反应生产1mol纯硅需补充HCl3mol×(1－90%)，需补充H2：1mol×(1－93.75%)，补充HCl与H2的物质的量之比为eq\f(3mol×1－90%,1mol×1－93.75%)≈5:1。答案(1)第三周期ⅣA族(2)5:2(3)①SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up15(1373～1453K))Si(纯)＋3HCl②SiHCl3＋3H2O=H2SiO3＋3HCl＋H2↑③5:113．在下列物质的转化关系中，A是一种固体单质，且常作半导体材料，E是一种白色沉淀，F是最轻的气体单质。据此填写：(1)B的化学式是________，目前在现代通讯方面B已被用作________的主要原料。(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和过量盐酸反应的离子方程式是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析A是固体单质且为半导体材料，所以A为Si，则B为SiO2。根据框图中的关系知E中含有Si，且是加入过量盐酸生成的白色沉淀，所以E为H2SiO3，则a为NaOH，C为Na2SiO3，D为H2O，而F是最轻的气体单质，所以F为H2。Si与NaOH反应的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑，SiO2与NaOH反应的离子方程式为SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O。答案(1)SiO2制光导纤维(2)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O(3)Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑(4)SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓14．在电子工业中利用镁制取硅的反应为2Mg＋SiO2eq\o(=,\s\up15(△))2MgO＋Si，同时会发生副反应：2Mg＋Sieq\o(=,\s\up15(△))Mg2Si，Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷)，SiH4在常温下是一种不稳定、易自燃的气体。下图是进行Mg与SiO2反应的实验装置。试回答下列问题：(1)由于O2和H2O(g)的存在对该实验有不良影响，实验中应通入X气体作为保护气，在A、B、C三种仪器中应加入的试剂分别是：A________，B________，C________(填序号)。①稀硫酸②浓硫酸③稀盐酸④石灰石⑤纯碱⑥锌粒(2)实验开始时，必须先通入X气体，再加热反应物，其理由是__________________________________________________________，当反应引发后，移走酒精灯，反应能继续进行，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。(3)反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为①__________________________________________________，②____________________________________________