高考全国化学一轮复习课时规范练13硅无机非金属材料

课时规范练13硅无机非金属材料

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基础巩固

1.12019全国3,7）化学与生活密切相关。下列叙述错误的是（）

A.高纯硅可用于制作光感电池

B.铝合金大量用于高铁建设

C.活性炭具有除异味和杀菌作用

D.碘酒可用于皮肤外用消毒

fgc

画本题考查了化学与STSE的关系，特别注重了化学物质在生产、生活中的应用。晶体硅中的电

子吸收光能,电子发生跃迁，可将光能转换为电能,A项正确;铝合金具有密度小、硬度大等优点，可大

量用于高铁的建设,B项正确;活性炭具有硫松多孔结构，有较强的吸附性,可用于除异味，但不具有杀

菌作用,C项错误;碘酒中的碘单质具有强氧化性，可杀菌消毒，故可用于皮肤外用消毒,D项正确。

2.（2020甘肃兰州模拟）下列关于硅材料的说法不正确的是（）

A.钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同

B.制普通玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英砂

C.陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料

D.水玻璃是纯净物,可用于生产黏合剂和防火剂

量D

画钢化被璃就是将普通玻璃先切割成要求的尺寸，然后加热到接近软化点的温度，再进行快速均匀

的冷却而得到的玻璃，故钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同,A正确;玻璃是传统硅酸盐产品，制

普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英，故B正确;陶瓷是传统无机非金属材料，是人类应用很早

的硅酸盐材料，故C正确;水玻璃为硅酸钠的水溶液，属于混合物，故D错误。

3.（2020河南信阳模拟）下列叙述正确的是（）

A.硅在自然界中能够以单质形式存在

B.SiO2是酸性氧化物，所以不与仕何酸反应

C.可用Na2SiO3溶液和C02反应来制备H2SiO3

D.NaOH溶液可以盛装在带玻璃塞的磨口试剂瓶中

嬴C

画硅在自然界中都是以二氧化硅和珪酸盐的形式存在，故A错误;SiCh能与氢氤酸反应，不与其他

酸反应，故B错误;强酸与弱酸的盐反应可制备弱酸，可用NazSiCh溶液和C02反应来制备H2SQ3,故

C正确;NaOH溶液要密封保存，试剂瓶应用橡胶塞或软木塞,不能用玻璃寒，因为NaOH能与玻璃中的

SiCh反应生成具有黏性的硅酸钠，该反应的化学方程式为2NaOH+SiO2-NazSiCh+HzO,故D错误。

4.（2020广西钦州调研）下列说法中，错误的是（）

A.光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的

B.二氧化硅溶于水生成硅酸

C.NaOH溶液应存放在带橡胶塞的试剂瓶中

D.二氧化硅是一种熔点很高、硬度很大的氧化物

量B

的光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的,A正确;二氧化硅不溶于水,B错误;氢氧化钠溶液能与

二氧化硅反应生成黏性较强的硅酸钠，使玻璃塞与瓶口黏合在一起而不易打开，因此NaOH溶液应存

放在带橡胶塞的试剂瓶中,C正确;二氧化硅是原子晶体，因此是一种熔点很高、硬度很大的氧化物,D

正确。

542020广东韶关质检）二氧化硅是一种酸性氧化物，下列物质中不能和二氧化硅发生化学反应的是

（）

A.氢氟酸

B.碳（高温下）

C.碳酸钠（高温下）

D.水

答案ID

随初二氧化硅和氢敕酸反应生成四氟化硅和水，故A不选;高温下，二氧化硅和碳反应生成硅和一氧

化碳，故B不选;高温下，二氧化硅和碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳，故C不选;二氧化硅和水不反

应，故选Do

6.据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和

碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是()

A.它耐高温抗氧化

B.它比钢铁轻、硬，但质地较脆

C.它没有固定的熔点

D.它是一种新型无机非金属材料

答案|B

画由航空材料的成分组成可知其质轻、具有耐高温抗氧化等性质，由于这种材料能增加韧性，故质

地不会较脆，故B项错误,A项正确;复合材料属于混合物，没有固定的熔点，日碳化硅高温结构陶瓷和

碳纤维复合而成的材料均属于新型无机非金属材料,C、D项正确。

7水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiOz,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的

氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

回答下列问题：

⑴在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂，以氯化铉为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的

是，还可使用代替硝酸。

⑵沉淀A的主要成分是，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式

为0

(3)加氨水过程中加热的目的是o沉淀B的主要成分为

(写化学式)。

(4)草酸钙沉淀经稀硫酸处理后，用KMnCU标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴

2+

定反应为M11O4+H++H2c2O4-^n+CO2t+H2Oo实验中称取0.400g水泥样品,滴定时消耗了

0.05()0mol-L1的KMnO4溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为。

矗(1)将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+H2O2

(2)SiO2(或H2SiO3)SiO2+4HF-SiF/i2H2。(或H2SiO3+4HF-SiF4t+3H2O)

(3)防止胶体生成，易沉淀分离A1(OH)3Fe(OH)3

(4)45.0%

函(1)在此过程中需将铁元素转化为Fe3+,再通过调节pH4~5使其转化为Fe(OH)3而除去，所以加入

硝酸的目的是将Fe?+氧化为Fe3+,还可以用H2O2代替硝酸,不会产生其他杂质。

(2)A为SiCh或H2SiO3,SiO2、H2SQ3均能与HF反应,反应的化学方程式为

SiO2+4HF-----SiF4T+2H2O或H2SiO3+4HF----SiF/i3H2。。

(3)加热使得Fe3+、AH-的水解平衡正向移动，促进Fe3+、AF-的水解，能防止胶体生成，易沉淀分

离，所以沉淀B的主要•成分为FC(OII)3、A1(OII)3O

(4)滴定反应的离子方程式为2MnC)4+6H++5H2c2O4—2Mn2++1OCO2T+8H2O,由方程式可得关系

式

5Ca215H2c2O4〜2M1!。］

52

n0.0500x36x103mol

77=4.5xio3mol,

所以w(Ca)=4.5xlO3mol><40gmol,=0.18g

所以M<Ca2*)=^^-x100%=45.0%o

70.400g

能力提升

8.Q020山西运城调研)下列说法正确的是()

A.在粗硅的制取中发生反应2C+SiCh鸣COf+Si,硅被还原，所以碳的还原性强于硅的还原性

B.盛放NaOH溶液时，使用带玻璃塞的磨口瓶

C.用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2

D而Na2cO3+SiO2—NazSQ+CO2T可知,硅酸的酸性强于碳酸

答案|C

画依据元素周期律,硅的还原性强于碳,C和SiO2的反应能发生是因为产物中有CO气体生成，使平

衡向右移动，故A错误;磨口玻璃塞中坂璃的成分二氧化硅能和氢氧化钠溶液反应，生成具有黏性的硅

酸钠,造成玻璃塞和瓶体黏在一起，不便于打开，所以盛放氢氧化钠溶液时，不可以用玻璃瓶塞，故B错

误;二氧化硅难溶于水，所以无法用二氧化硅与水直接反应制得，用SiCh制取硅酸，先使二氧化硅与氢

氧化钠溶液发生反应SiO2+2NaOH-NazSiCh+HzO,然后通入CO2,发生反应

Na2SiO3+CO2+H2O-HzSiChJ+Na2c。3制得硅酸，故C正确;反应不是在水溶液中进行的，且产物中有

气体生成，与酸性强弱无关，一般在溶液中强酸可制得弱酸抑向硅酸钠溶液中通入C02制得硅酸，说

明碳酸酸性强于硅酸，故D错误。

9.科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：

容器I中进行的反应为

①Si（粗）+3HCl®—SiHCh（l）+H2（g）;

容器n中进行的反应为

②SiHCb+H2-Si（纯）+3HCl。

下列说法正确的是（）

A.该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用

B.最好用分液的方法分离Si和SiHCh

C.反应①和②中HC1均作氧化剂

D.反应①和②属于可逆反应

答案A

庭相该工艺流程中HC1和Hz两种气体可循环使用,A项正确;Si是固体,SiHCb是液体，分离Si与

SiHCb可用过滤的方法,B项错误;反应②中HC1是生成物,是氧化产物,C项错误;反应①②在不同条

件下进行，不是可逆反应,D项错误。

10.二氧化硅（SiO2）又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料（制备流程如图所示）。下列说法正确的

是（）

A.SiO：既能与HF反应,又能与NaOH反应，属于两性氧化物

B.盛放Na2c03溶液的试剂瓶不能用玻璃塞

C.硅胶吸水后不能重复使用

D.图中所示转化反应都是氧化还原反应

答案B

盥面二氧化硅与NaOH反应的化学方程式为SiO2+2NaOH-NazSiCh+HzO,生成了盐和水,SiCh只能

与HF反应,即只能与特殊酸反应，与其他酸不反应，所以二氧化硅不是两性氧化物，故A错误;Na2cCh

溶液呈碱性，二氧化硅能与碱反应生成具有黏合性的硅酸钠，使玻璃塞无法打开，故B正确;硅胶吸附

水分后，可通过热脱附方式将水分除去重复使用，故C错误;图中二氧化硅与氢嬴酸、氢氧化钠、碳酸

钠的反应,硅酸钠与盐酸的反应，硅酸的分解反应，这些反应中元素的化合价都没有发生变化,属于非

氧化还原反应，故D错误。

向含有0.2molNaOH和0.1molBa（OH）2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体体积为

8.96L（0*C,1.01xl05Pa）时立即停止，则这一过程中,溶液中溶质离子的物质的量与通入CO2气体的体

积关系图像正确的是（气体的溶解和离子的水解忽略不计）（）

函C

画通入CO2气体依次发生的反应为

CO2+Ba(OH)2-BaCO3l+H2O

0.1mol0.1mol0.1mol

CO2+2NaOH-Na2cO3+H2O

0.1mol0.2mol0.1mol

CO2+Na2cO3+H2O_2NaHC0j

0.1mol0.1mol0.2mol

CO2+BaCO3+H2O-Ba(HCO3)2

0.1mol0.1mol0.1mol

通入0.1molCO2时，溶液中含有0.2molNaOH,溶质离子的物质的量为0.4mol;通入0.2molCO2

时溶液中生成0.1molNa2co3,〃(离子尸。.3mol;通入0.3molCO2时，溶液中含0.2molNaHCCh/(离

子尸0.4mol;通入0.4molCO2时，溶液中含0.2molNaHCCh和01molBa(HCC)3)2,〃(离子)=0.7mol。

12.(2020安徽合肥重点中学联考)某实验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成

分进行探究。

已知:PdCL溶液可用于检验CO,反应的化学方程式为CO+PdCh+HaO-CO2+2HCl+Pd(产生的黑色

金属钳粉末使溶液变浑浊)。

(1)实验时要通入足够长时间的N2,其原因是。

(2)装置B的作用是。

(3)装置C、D中所盛试剂分别为、，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测

两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式

为。

(4)该装置的缺点是o

(5)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强:。

翻(1)要用氮气将装置中的空气排尽,避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰(2)

作安全瓶，防止倒吸(3)澄清石灰水PdCL溶液3SiO2+4C-2CO2T+2COt+3Si(4)没有尾气处

理装置将CO吸收(5)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性强于硅酸

画(1)碳与二氧化硅反应要在高温下进行，高温下碳与空气中氧气也能反之，所以实脸时要将装置中

的空气排尽，则实脸时要通入足够长时间的N2将装置中的空气排尽。

(2)根据装置图可知,B装置可以作安全瓶，防止倒吸。

(3)根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二或化碳，所以C装置用来检

脸二氧化碳,D装置用来检验一氧化碳、所以装置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCb溶液；

若装直C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，检测两气体产物的物质的量相等，根

高温

据元素守恒可得化学方程式为3SiO2+4C-2CO2+2CO+3Sio

(4)一氧化碳有毒，不能排放到空气中，而该装置没有尾气吸收装置将CO吸收。

(5)验证碳酸、硅酸的酸性强弱，可将CO2气体通入硅酸钠溶液发生反应

CO2+H2O+Na2SiO3-Na2cCh+HzSiOR,说明酸性H2CO3>H2SiO3<>

13.某矿石含碳酸镁和石英，制备高纯桂和硅胶的工艺流程如下：

(1)“硅胶”常用作，也可以用作的载体。A的结构式

为。

⑵制备粗硅的方程式

为O

(3)操作I为，操作II

为。

(4)操作HI,需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是o

⑸溶液G用E酸化的方程式

为O

噩⑴干燥剂催化剂O-C-O

(2)SiO2+2C^si+2cOf

(3)过滤蒸发浓缩、冷却结晶［4)防止镁离子水解

(5)Na2SiO3+2HCl-2NaCl+H2SiO31

断(1)“硅胶”多孔，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。二

氧化碳的结构式为

(2)工业制取纯硅的工艺流程为Si02±*粗硅'%/山」应纯硅，用焦炭还原SiCh,产物是CO而

不是C02o

(3)操作I为过滤，操作n为蒸发浓缩、冷却结晶。

(4)MgCb6H2O加热脱水制得MgCk,要在氯化氮气流中进行，因为氯化氢氛围可防止镁离子水解。

(5)Na2SiO3与HC1反应生成NaCl和HzSiCh。

拓展深化

14.二氯二氢硅(SiHzCb)常用于外延法工艺中重要的硅源。该物质易燃、有毒，与水接触易水解，沸点

9

为8.2C0在铜催化作用下,HC1与硅在250〜260℃反应可以制得SiH2cM

⑴利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置制取HC1,利用了浓硫酸的性。

(2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式

为。

(3)按照气体从左到右的方向，制取SiH2cL的装置(h处用止水夹夹好)连接顺序为

aT)->()-()T)T()—()-()(填仪器接口的字母，其中装置C