高考化学总复习课时作业十 无机非金属材料的主角硅精.docx
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高考化学总复习课时作业十无机非金属材料的主角硅精
课时作业（十） 无机非金属材料的主角——硅
一、选择题（本题包括10个小题，每小题5分，共50分）
1．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（ ）
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
解析：
硅元素在地壳中的含量仅次于氧，排第二位，是构成岩石和矿物的基本元素。
水晶的主要成分为SiO2，②错误。
制作光导纤维的原料是石英，而不是高纯硅，③错误。
答案：
C
2．下列说法不正确的是（ ）
A．Na2CO3和NaHCO3均可与HCl反应
B．Na2CO3比NaHCO3易溶于水
C．Na2CO3的稳定性比NaHCO3的强
D．Na2CO3能与石灰水反应而NaHCO3不反应
3．人体吸入空气，排出二氧化碳等气体。
为了证明人体呼出的气体中含有二氧化碳气体且不是来自空气，某学校化学课外小组设计了如图所示的实验装置。
为了除去空气中的二氧化碳气体和检验人体呼出的气体中含有二氧化碳，锥形瓶Ⅰ和Ⅱ中加入的试剂分别为（ ）
瓶Ⅰ瓶Ⅱ
ACa（OH）2KOH
BNaOH澄清石灰水
C稀盐酸AgNO3
DNaOHKOH
解析：
A项瓶Ⅱ中的KOH不能检验呼气所产生的CO2；C项瓶Ⅰ中的稀盐酸不能吸收空气中的CO2；D项瓶Ⅱ中的KOH不能检验呼气所产生的CO2。
答案：
B
4．以下各组物质在一定条件下反应，所得产物不因反应物的量比关系不同而不同的是（ ）
①AlCl3＋NH3·H2O；②Na2CO3＋HCl；③CO2＋NaOH； ④Na2CO3（s）＋SiO2；⑤Na2SiO3＋HCl。
A．①③④B．①④⑤
C．④⑤D．②④⑤
解析：
AlCl3溶液与氨水反应只生成Al（OH）3（不会溶解为NH4AlO2）和NH4Cl，Na2CO3与SiO2高温条件下反应生成Na2SiO3和CO2，Na2SiO3溶液与盐酸反应只生成NaCl和H2SiO3，①、④、⑤符合题意。
②可能生成NaHCO3或CO2，③中可能生成NaHCO3或Na2CO3。
答案：
B
5．绿泥石的组成可表示为Al4Si4Ox（OH）y，其中x、y分别为（ ）
A．10 8B．7 10
C．8 10D．9 7
6．X、Y、Z、W是中学化学常见的四种物质，它们之间具有如图所示转化关系，则下列组合不可能的是（ ）
XYZW
ACCOCO2O2
BNaNa2ONa2O2O2
CAlCl3Al（OH）3Na[Al（OH）4]或NaAlO2NaOH
DFeFeCl2FeCl3Cl2
解析：
Fe与Cl2生成FeCl3不能直接生成FeCl2，这是由于Cl2为强氧化性物质，直接把Fe氧化成＋3价。
答案：
D
7．下列说法正确的是（ ）
A．将SO2通入Ba（NO3）2溶液中能生成BaSO4沉淀
B．在SiO2＋3CSiC＋2CO↑的反应中，SiO2是氧化剂
C．生铁在潮湿的空气中主要发生析氢腐蚀
D．某钾盐溶于盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，说明钾盐是K2CO3
解析：
SO2通入水中生成H2SO3，H2SO3能被NO氧化成SO，既而生成BaSO4沉淀；分析B项中化合价，只有C元素价态发生变化，Si元素价态不变，B项错误；Fe在潮湿环境中主要发生吸氧腐蚀，C项错误；KHCO3也能发生该变化，D项错误。
答案：
A
8．用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是（ ）
选项操作及现象溶液
A通入CO2，溶液变浑浊。
再升温至65℃以上，溶液变澄清C6H5ONa溶液
B通入CO2，溶液变浑浊。
继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液
C通入CO2，溶液变浑浊。
再加入品红溶液，红色褪去Ca（ClO）2溶液
D通入CO2，溶液变浑浊。
继续通CO2至过量，浑浊消失。
再加入足量NaOH溶液，又变浑浊Ca（OH）2溶液
解析：
A项中C6H5ONa溶液中通入CO2，生成苯酚，溶液变浑浊，加热至65℃以上时，苯酚会与水互溶，所以溶液变澄清；B项中Na2SiO3溶液与CO2反应生成硅酸，不溶于水，形成沉淀，且不会因通入过多的CO2而溶解；C项中Ca（ClO）2溶液与CO2反应生成HClO和CaCO3，溶液变浑浊且HClO能使品红褪色；D项中Ca（OH）2溶液与CO2反应，其反应物量不同产物不同，与过量的CO2反应生成可溶于水的Ca（HCO3）2，遇到NaOH溶液，又会生成CaCO3，溶液变浑浊。
答案：
B
9．将CO2气体缓缓地通入到含KOH、Ba（OH）2和KAlO2的混合溶液中直至过量，生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示。
下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是（ ）
A．O～a段反应的化学方程式是：
Ba（OH）2＋CO2===BaCO3↓＋H2O
B．b～c段反应的离子方程式是：
2AlO＋3H2O＋CO2===2Al（OH）3↓＋CO
C．a～b段与c～d段所发生的反应相同
D．d～e段沉淀的减少是由于碳酸钡固体的消失所致
解析：
分析发生反应的先后顺序如下：
①Ba（OH）2＋CO2===BaCO3↓＋H2O ②2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O ③2KAlO2＋CO2＋3H2O===K2CO3＋2Al（OH）3↓ ④K2CO3＋H2O＋CO2===2KHCO3 ⑤BaCO3＋H2O＋CO2===Ba（HCO3）2，分别对应Oa段、ab段、bc段、cd段和de段，由此确定答案。
答案：
C
10．硅酸盐与二氧化硅一样，都是以硅氧四面体作为基本结构单元。
硅氧四面体可以用投影图表示成，其中○表示氧原子，中心黑点表示硅原子。
硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成各种不同的多聚硅酸根离子。
图示为某无限长单链的多聚硅酸根离子（见图），试确定该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为（ ）
A．1∶2B．1∶3
C．1∶4D．2∶5
二、非选择题（本题包括4个小题，共50分）
11．（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讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
（1）在元素周期表中，A位于____________族，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______________，A与B在原子的电子层结构上的相同点是____________________________。
（2）易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
（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写出生成D和F的化学反应方程式：
________________________________________________________________________。
②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是______。
A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩埚D．铁坩埚
（4）100gC与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,100g混合物中石灰石的质量分数是________。
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。
比硅相对原子质量小的同族元素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，故含SiO2的材料（普通玻璃、石英玻璃）以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。
（4）若SiO2恰好或过量，与CaCO3反应方程式只有一个，即CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。
若CaCO3过量，除发生上述反应外，还会发生反应：
CaCO3CaO＋CO2↑。
总之，CaCO3的多少决定了CO2的产量，可通过以下关系式列式求解：
CaCO3 ～ CO2
100g 22.4L
m（CaCO3） 11.2L
m（CaCO3）＝50g。
混合物中CaCO3的质量分数：
×100%＝50%。
答案：
（1）ⅣA ○＋6 最外层均有4个电子，最内层均有2个电子
（2）氢氟酸 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
（3）①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓ ②D
（4）50%
12．（10分）晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3：
Si＋3HClSiHCl3＋H2；③SiHCl3与过量的H2在1000℃～1100℃的温度下反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为：
________________________________________________________________________。
（2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点－84.7℃），提纯SiHCl3采用的方法为：
________________________________________________________________________。
（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图（热源及夹持装置略去）所示：
①装置B中的试剂是________。
装置C中的烧瓶需要加热，其目的是
________________________________________________________________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是________________________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是________________________，装置D中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
③为了保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及__________________。
④为了鉴定产品硅中是否含少量的铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是__________（填字母）。
a．碘水 b．氯水 c．NaOH d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液
13．（15分）氮化硅（Si3N4）是一种优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域中有重要用途。
Ⅰ.工业上有多种方法来制备氮化硅，常见的方法：
方法一 直接氮化法：
在1300～1400℃时，高纯粉状硅与纯氮气化合，其反应方程式为
________________________________________________________________________。
方法二 化学气相沉积法：
在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氮气、氢气反应生成氮化硅和HCl，与方法一相比，用此法制
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