2025版高考化学大一轮复习课时规范练10无机非金属材料的主角-硅新人教版

PAGEPAGE1课时规范练10无机非金属材料的主角——硅一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2024福建厦门月考)C、Si、S都是自然界中含量丰富的非金属元素,下列有关说法中正确的是()A.三种元素在自然界中既有游离态又有化合态B.元素的+4价氧化物都属于酸性氧化物,都能与碱反应而不能与任何酸反应C.最低价的气态氢化物都具有还原性,易与O2发生反应D.其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱:H2SO4>H2SiO3>H2CO32.(江西上高二中第三次月考)下列说法正确的是()A.在粗硅的制取中发生反应2C+SiO22CO↑+Si,所以碳的还原性大于硅的还原性B.硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中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CO2D.由Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸3.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4.(2024天津滨海新区月考)下列关于硅及其化合物的说法不正确的是()A.高纯硅具有良好的半导体性能,可制成硅芯片、光电池、光导纤维等B.二氧化硅能与氢氟酸反应,可用氢氟酸蚀刻玻璃C.向硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有不溶物生成,试验室可用该方法制备硅酸D.“硅胶”由硅酸凝胶经干燥、脱水制得,常用作食品、药品等的干燥剂5.(2024河南周口调研)下列除杂方法正确的是()A.SiO2中含Al2O3杂质,可以加入足量NaOH溶液,然后过滤除去B.CO2中含有CO杂质,可以通入盛有CuO的玻璃管且加热C.CO2中含有HCl杂质,可以通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶D.Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质,可以通入足量的CO2,然后过滤6.石英砂(主要成分为SiO2)是一种常用的工业原料,其中常混有少量碳酸钙,要除去石英砂中的少量碳酸钙,应采纳的方法是()A.用水溶解后过滤分别B.用稀硫酸溶解后过滤分别C.用酒精灯加热D.用稀盐酸溶解后过滤分别7.(2024湖南张家界月考)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(g)SiHCl3(l)+H2(g);容器Ⅱ中进行的反应为②SiHCl3+H2Si(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运用B.最好用分液的方法分别Si和SiHCl3C.反应①和②中HCl均作氧化剂D.反应①和②属于可逆反应8.水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域,是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2:65%~70%、C:30%~35%)制取水玻璃的工艺流程:下列说法正确的是()A.原材料稻壳灰价格低廉,且副产品活性炭有较高的经济价值B.操作A与操作B完全相同C.该流程中硅元素的化合价发生变更D.反应器中发生的复分解反应为SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O9.二氧化硅(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.SiO2既能与HF反应,又能与NaOH反应,属于两性氧化物B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞C.硅胶吸水后不能重复运用D.图中所示转化反应都是氧化还原反应10.(2024四川攀枝花模拟)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℃,1.01×105Pa)时马上停止,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视不计)(二、非选择题(本题共3小题,共40分)11.(13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与烧碱反应生成含A元素的化合物D。(1)B元素的原子最外层电子数与A相同,且原子序数B<A,则B在元素周期中的位置。(2)写出易与C发生反应的酸与C反应的化学方程式。

(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。①写诞生成D的化学反应方程式:。

②要将纯碱高温熔化,下列坩埚中不行选用的是。

A.一般玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚C.铁坩埚 D.瓷坩埚③将过量的E通入D的溶液中发生反应的离子方程式是。

(4)100gC和石灰石的混合物充分反应后,生成的气体在标准状况下的体积为11.2L,则100g该混合物中石灰石的质量分数是。

12.(2024湖南师大附中月考)(14分)某矿石含碳酸镁和石英,制备高纯硅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。(2)制备粗硅的方程式为。

(3)操作Ⅰ为,操作Ⅱ为。

(4)操作Ⅲ,须要在氯化氢气流中加热脱水的缘由是。

(5)溶液G用E酸化的方程式为。

13.(13分)二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒,与水接触易水解,沸点为8.2℃。在铜催化作用下,HCl与硅在250~260℃反应可以制得SiH2Cl(1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料,选用A装置制取HCl,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)依据气体从左到右的方向,制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接依次为a→()→()→()→()→()→()→()(填仪器接口的字母,其中装置C用到2次)。(4)按从左到右的依次,前面装置C中装的药品为,后面装置C的作用为。

(5)反应除生成二氯二氢硅之外,还会生成H2和、等。

(6)新的制取SiH2Cl2的方法:往硅粉中先通入Cl2,在300~350℃反应生成SiCl4,然后再与HCl在250~260℃反应,可以大大提高产率。假如通入气体依次相反,结果会(用化学方程式表示

课时规范练10无机非金属材料的主角——硅1.CA项,硅元素在自然界中无游离态,错误;B项,SiO2能与氢氟酸反应,错误;C项,C、Si、S三种元素最低价态气态氢化物分别为CH4、SiH4、H2S,都具有还原性,易与O2发生反应,正确;D项,酸性强弱依次为:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,错误。2.C依据元素周期律可知,常温下硅的还原性大于碳,A项中反应在高温下能发生是因为产物中有CO气体生成,使平衡向右移动,A项错误;硅酸钠是一种黏合剂,B项错误;D选项中的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,D项错误。3.B由航空材料的成分组成知其质轻、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,由碳化硅高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料属于新型无机非金属材料,C、D项正确。4.A制备硅芯片和光电池的主要原料为高纯硅,光导纤维的主要成分是二氧化硅,A项不正确;二氧化硅能与氢氟酸反应,故常用氢氟酸蚀刻玻璃,B项正确;硅酸钠溶液能与稀盐酸反应生成硅酸沉淀,C项正确;“硅胶”由硅酸凝胶经干燥、脱水制得,常用作食品、药品等的干燥剂,D项正确。5.BSiO2、Al2O3均能与NaOH溶液反应,A项错误;在加热的条件下,CO与CuO反应产生CO2,B项正确;Na2CO3溶液也能汲取CO2,C项错误;会引入NaHCO3杂质,D项错误。6.D二氧化硅和碳酸钙都不溶于水,A项错误;碳酸钙与硫酸反应生成难溶性的硫酸钙,阻挡反应进一步进行,无法除杂,B项错误;碳酸钙受热分解生成氧化钙,引入了新的杂质,C项错误;二氧化硅与盐酸不反应,碳酸钙与盐酸反应生成可溶性的氯化钙,然后过滤可得到二氧化硅,D项正确。7.A该工艺流程中HCl和H2两种气体可循环运用;分别Si与SiHCl3可用过滤的方法;反应②中HCl是生成物,是氧化产物;反应①、②不在同一条件下进行,不属于可逆反应。8.A稻壳灰来源广泛价格低廉,活性炭具有吸附性,有较高的经济价值,A项正确;操作A为过滤,操作B为蒸发浓缩,是两种不同的操作,B项错误;二氧化硅中,硅元素的化合价是+4价,硅酸钠中,硅元素的化合价是+4价,所以该流程中硅元素的化合价没有发生变更,C项错误;由复分解反应的概念可知,SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,不属于复分解反应,D项错误。9.B二氧化硅与NaOH反应:SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,生成了盐和水,SiO2只能与HF反应,即只能与特别酸反应,与其他酸不反应,所以二氧化硅不是两性氧化物,故A错误;Na2CO3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运用,故C错误;图中二氧化硅与氢氟酸、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更,属于非氧化还原反应,故D错误。10.C通入CO2气体依次发生的反应为CO2+Ba(OH)2BaCO3↓+H2O0.1mol 0.1mol 0.1molCO2+2NaOHNa2CO3+H2O0.1mol 0.2mol 0.1molCO2+Na2CO3+H2O2NaHCO30.1mol 0.1mol 0.2molCO2+BaCO3+H2OBa(HCO3)20.1mol 0.1mol 0.1mol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,n(离子)=0.3mol;通入0.3molCO2时,溶液中含0.2molNaHCO3,n(离子)=0.4mol;通入0.4molCO2时,溶液中含0.2molNaHCO3和0.1molBa(HCO3)2,n(离子)=0.7mol。11.答案(1)其次周期第ⅣA族(2)SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(3)①SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑②ABD③2CO2+SiO32-+2H2OH2SiO3↓+2HCO解析(1)A元素单质可作半导体材料,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,C为SiO2,D为Na2SiO3。比硅元素原子序数小的同族元素B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,含SiO2的材料(一般玻璃、石英玻璃)都能与Na2CO3在高温下反应,故不能用含SiO2的坩埚熔融Na2CO3。过量CO2通入Na2SiO3溶液中生成的物质是NaHCO3和H2SiO3。(4)首先要仿照Na2CO3与SiO2的化学反应确定CaCO3与SiO2的化学反应,然后依据CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑和CaCO3CaO+CO2↑可得n(CaCO3)与n(CO2)的关系:n(CaCO3)=n(CO2),生成标准状况下CO2气体11.2L,其物质的量=11.2L22.4L·mol-1=0.5mol,则m12.答案(1)干燥剂催化剂OCO(2)SiO2+2CSi+2CO↑(3)过滤蒸发浓缩、冷却结晶(4)防止镁离子水解(5)Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓解析(1)“硅胶”多孔,常用作试验室和袋装食品、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OCO。(2)工业制取纯硅的工艺流程为SiO2粗硅SiCl4纯硅,用焦炭还原SiO2,产物是CO而不是CO2。(3)操作Ⅰ为过滤,操作Ⅱ为蒸发浓缩、冷却结晶。(4)MgCl2·6H2O加热脱水制得MgCl2,要在氯化氢气流中进行,因为氯化氢氛围可防止镁离子水解。(5)Na2SiO3与HCl反应生成NaCl和H2SiO3。13.答案(1)吸水(2)Si+2HClSiH2Cl2(3)defgbcd(4)P2O5或无水CaCl2尾气处理和防止空气中的水进入B中(5)SiCl4SiHCl3(6)SiH2Cl2+2Cl2SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2SiHC