2022高考化学一轮复习专题4非金属及其化合物第二单元含硅矿物与信息材料训练含解析

第二单元含硅矿物与信息材料一、选择题1．以下表达正确的选项是()A．利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能B．CO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒C．在SiO2制备高纯硅的过程中只涉及置换反响D．SiO2和H2O反响可直接制备H2SiO3解析：选A。CO2不能与血红蛋白结合，B项错；粗硅提纯时，Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4是化合反响，C项错；SiO2不能和水反响，D项错。2．以下我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是()解析：选A。碳化硅(SiC)是由碳元素和硅元素组成的无机非金属材料，且碳元素与硅元素均位于元素周期表第ⅣA族，A项符合题意；聚氨酯为有机高分子化合物，不属于无机非金属材料，B项不符合题意；碳包覆银纳米材料属于复合材料，不属于无机非金属材料，且Ag不是主族元素，C项不符合题意；钛合金为含有金属钛元素的合金，其属于金属材料，不属于无机非金属材料，D项不符合题意。3．(2021·浙江9＋1联盟联考)X、Y、Z三种不同物质有如下图转化关系，那么X不可能是()A．SO2 B．SiO2C．CO2 D．NH4Cl解析：选D。将四个选项代入，如果X是NH4Cl，那么Y为NH3·H2O，Z为NH4Cl，与题目要求“X、Y、Z三种不同物质〞不符，应选择D项。4．?青花瓷?中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆〞“色白花青的锦鲤跃然于碗底〞等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，以下关于硅酸铜钡的说法不正确的选项是()A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B．性质稳定，不易脱色C．易溶解于强酸和强碱D．x等于6解析：选C。硅酸铜钡能稳定存在说明其性质稳定，不易脱色，不易与酸、碱反响。“硅酸铜钡〞中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，那么x＝6，用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2，A、B、D均正确。5．(2021·浙江1月选考，T8)以下说法不正确的选项是()A．二氧化硅导电能力强，可用于制造光导纤维B．石灰石在高温下可用于消除燃煤烟气中的SO2C．钠着火不能用泡沫灭火器灭火D．利用催化剂可减少汽车尾气中有害气体的排放答案：A6．(2021·杭州余杭中学选考模拟)以下关于硅及其化合物的说法中正确的选项是()A．石英和水玻璃的主要成分都是硅酸盐B．用二氧化硅与焦炭反响制取单质硅，当生成2.24L气体(标准状况)时，得到1.4g硅C．单质硅与强酸、强碱都不反响D．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反响放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强解析：选B。A项石英的主要成分是SiO2，不是硅酸盐，错误；B项用二氧化硅与焦炭反响制取单质硅，当生成2.24LCO气体(标准状况)时，可得到1.4g硅，正确；C项单质硅与强碱溶液反响，生成硅酸盐并放出氢气，错误；D项硅酸的酸性比碳酸弱，错误。7．(2021·金丽衢十二校选考模拟)对于化学方程式：SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑，有关表达正确的选项是()A．反响中SiO2是氧化剂，C是复原剂B．硅元素被复原，碳元素被氧化C．在反响中C既是氧化剂又是复原剂D．在反响中氧化剂与复原剂的物质的量之比为1∶1解析：选C。Si元素化合价没有发生变化，SiO2既不是氧化剂又不是复原剂，C元素化合价既升高又降低，既是氧化剂又是复原剂，由方程式可知3molC参加反响，有2mol被氧化，1mol被复原，那么在反响中氧化剂和复原剂的物质的量之比为1∶2，故A、B、D错误。8．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的方法是()A．参加过量盐酸，观察是否有气泡冒出B．参加过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D．先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；假设有不溶物那么滤出，投入氢氧化钠溶液中看其是否溶解解析：选D。A.参加过量盐酸，观察是否有气泡冒出，只能检验石灰石是否存在，不能检验石英是否存在，故A错误；B.参加过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解，只能检验石英是否存在，不能检验石灰石是否存在，故B错误；C.加热至高温时，不能观察到是否有气体生成，故C错误；D.CaCO3溶于盐酸有气泡生成，所以可用盐酸检验石灰石是否存在；SiO2不溶于除氢氟酸以外的酸，但SiO2可以溶于NaOH溶液生成盐和水，所以可用氢氧化钠溶液检验石英石是否存在，故D正确。9．(2021·浙江11月选考，T8)以下说法不正确的选项是()A．电解熔融氯化镁可制取金属镁B．电解饱和食盐水可制取氯气C．生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和晶体硅D．接触法制硫酸的硫元素主要来源于硫黄或含硫矿石解析：选C。A.电解熔融氯化镁的化学方程式是MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑，可制取金属镁，故A正确； B．电解饱和食盐水的化学方程式是2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，可制取氯气，故B正确；C.生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和石英，不是晶体硅，故C不正确；D.接触法制硫酸首先是SO2的制取，SO2主要来源于硫黄或含硫矿石的燃烧，故D正确。10．现有以下五个转化，其中不可能通过一步反响实现的是()①SiO2→Na2SiO3②CuSO4→CuCl2③SiO2→H2SiO3④CuO→Cu(OH)2⑤Na2O2→NaOHA．①② B．③④C．②③④ D．②③④⑤解析：选B。①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；②CuSO4＋BaCl2=BaSO4↓＋CuCl2；⑤2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑；SiO2和CuO均不溶于水，因此SiO2、CuO不可能通过一步反响分别生成H2SiO3、Cu(OH)2。11．(2021·黄岩选考模拟)SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质(如以下图所示)。以下说法错误的选项是()A．上图所含反响都不属于氧化复原反响B．纯洁的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要根底材料C．用盐酸可除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D．高炉炼铁时用石灰石将铁矿石中的脉石转化为易熔的炉渣解析：选A。A项，由SiO2制取单晶硅的一系列反响都属于氧化复原反响，错误；B项，SiO2可作光导纤维，单晶硅可作半导体材料，正确；C项，盐酸与SiO2不反响，但与CaCO3反响，正确；D项，高炉炼铁中，存在反响：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑，SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3，CaSiO3作为炉渣除去，正确。12．工业生产的生石灰中常混有二氧化硅和石灰石。现将生石灰样品溶于过量的盐酸中，然后在不断搅拌(必要时可以加热)的情况下，向反响混合溶液中逐滴参加氢氧化钠溶液至过量，如果纵坐标表示固体难溶物的质量(m)，横坐标表示所参加氢氧化钠溶液的体积(V)，那么以下图示正确的选项是()解析：选B。生石灰样品溶于过量盐酸后，溶液中的溶质为CaCl2和过量的HCl。滴加NaOH溶液时，NaOH首先与盐酸反响，所以开始时固体难溶物的质量不变，C、D两选项排除；当酸耗完后，SiO2开始溶解，发生反响的离子方程式为SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O，SiOeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaSiO3↓，依据两个化学方程式的化学计量数关系可知溶解1molSiO2(60g)时生成1mol难溶物CaSiO3(116g)，难溶物的质量增加。二、非选择题13．某研究性学习小组进行了“实验室制Si〞的研究，他们以课本为根底，查阅资料得到以下可供参考的信息：①工业上在高温时用C复原SiO2可制得Si；②Mg在点燃的条件下即可与SiO2反响；③金属硅化物与稀H2SO4反响生成硫酸盐与SiH4；④Si和SiO2均不与稀H2SO4反响；⑤SiH4在空气中自燃。他们在研究报告中记载着：“……选用适宜的物质在适宜的条件下充分反响，再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、枯燥，最后称量……在用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期值的63%左右。〞(1)该小组“实验室制Si〞的化学方程式是___________________________________________________________。(2)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花〞的原因是(用文字和化学方程式解释)__________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由提供的信息可知，该小组“实验室制Si〞的原理为Mg在点燃的条件下与SiO2反响生成Si和MgO。(2)稀H2SO4溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，说明固体产物中含有Mg2Si，Mg2Si与H2SO4反响生成MgSO4和SiH4，SiH4在空气中自燃。答案：(1)2Mg＋SiO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋Si(2)金属镁与生成的硅继续反响生成硅化镁，硅化镁与稀硫酸反响生成的SiH4可自燃，用化学方程式表示为2Mg＋Sieq\o(=,\s\up7(△))Mg2Si，Mg2Si＋2H2SO4=2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O14．(2021·浙江选考十校联盟考试)为探究某矿物固体X(仅含4种短周期元素)的组成和性质，现设计并完成如下实验，其中固体乙可制光导纤维。请答复：(1)X除了含有H、O元素以外还含有________。(2)固体丙的用途：__________________________________________。(3)X的化学式是________。(4)固体乙与NaOH溶液反响的离子方程式是_______________________________________________________________________________________________________________________________。解析：X隔绝空气高温分解生成水，水的质量是37.8g－36.0g＝1.8g，物质的量是0.1mol，X中含有H、O元素；固体甲与稀硫酸反响生成无色溶液，参加过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀，那么白色沉淀是Mg(OH)2，加热分解生成固体丙，那么丙是氧化镁，物质的量是0.3mol，说明X中含有镁元素；乙可制光导纤维，说明是二氧化硅，根据其质量24.0g可求出物质的量是0.4mol，X中含有硅元素；因此X中氧元素的质量是37.8g－0.2g－11.2g－7.2g＝19.2g，其物质的量为1.2mol，由此可知H、O、Mg、Si的物质的量之比是2∶12∶3∶4，所以X的化学式是Mg3Si4H2O12。(1)根据以上分析可知X中除了含有H、O元素以外还含有Mg、Si。(2)氧化镁的用途为制耐高温材料。(3)X的化学式是Mg3Si4H2O12，也可以表示为Mg3Si4O10(OH)2或3MgO·4SiO2·H2O。(4)二氧化硅与NaOH溶液反响的离子方程式是SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O。答案：(1)Si、Mg(2)制耐高温材料(3)Mg3Si4H2O12[或Mg3Si4O10(OH)2或3MgO·4SiO2·H2O](4)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O15．(2021·温岭选考模拟)白炭黑(SiO2·H2O)广泛用于橡胶、涂料、印刷等行业，可用蛇纹石[主要成分为Mg6(Si4O10)(OH)8]来制取，其主要工艺流程如下：(1)碱浸时，为提高其中硅酸盐的浸取率，除采用适宜的液固比和循环浸取外，还可采用的方法有①______________；②______________。(任举两种)(2)过滤1得到的滤液的主要成分是________________________________。(3)沉淀时参加氯化钠溶液的作用可能是____________________________________________。解析：(1)酸浸是将蛇纹石中金属离子溶解除去，碱浸就是将硅元素转变成可溶的硅酸盐，要提高浸取率可以采用延长反响时间、搅拌使浸渣与碱液充分接触、适当提高碱的浓度、适当升高反响温度等措施。(2)过滤1得到的滤液中主要成分为硅酸钠(或硅酸钠和氢氧化钠)。(3)硅酸钠溶液与盐酸反响生成的硅酸容易形成胶体而不产生沉淀，所以参加NaCl溶液可以促使硅酸产生沉淀。答案：(1)适当升高温度连续搅拌(或适当延长反响时间或适当提高NaOH溶液的浓度)(2)硅酸钠(或硅酸钠和氢氧化钠)(3)防止生成硅酸胶体16．晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。以下是工业上制取纯硅的一种方法。请答复以下问题(各元素用相应的元素符号表示)：(1)在上述生产过程中，属于置换反响的有________(填反响代号)。(2)写出反响③的化学方程式：____________________________________________________