届高三化学一轮强化训练《无机非金属材料的主角硅》能力提升试题卷 含答案Word文档格式.docx

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4、关于二氧化硅，下列叙述不正确的是（　　）

A．水晶的主要成分是二氧化硅

B．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别

C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸

D．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应

5、碳酸的酸性比硅酸强，某化学课外小组搜集了大量的证据证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性。

其中能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（　　）

A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水

B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀

C．高温下SiO2与碳酸钙、碳酸钠等固体反应生成CO2

D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀

6、下列叙述正确的是（　　）

A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似

B．因为CaCO3＋SiO2

CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强

C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂

D．SiO2晶体熔、沸点高，硬度大，故可用于制做光导纤维

7、下列关于硅酸的叙述，错误的是（　　）

A．硅酸是一种很弱的酸

B．硅酸可由二氧化硅与水反应制得

C．硅酸不稳定，加热脱水会生成二氧化硅

D．硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得

8、在地壳内，深度每增加1km，压强大约增加25250～30300kPa，在这样的压强下，对固体物质的平衡会发生较大影响。

如：

CaAl2Si2O8＋Mg2SiO4＝CaMg2Alo2Si3O12

（钙长石）（镁橄榄石）（钙镁）石榴子石

摩尔质量（g/mol）278140.6413.6

密度（g/cm3）2703.22350

在地壳区域变质的高压条件下，有利于（）

A.钙长石生成B.镁橄榄石生成

C.钙长石和镁橄榄石共存D.（钙镁）石榴子石生成

9、已知化合物A（C4Si4H8）与立方烷（C8H8）的分子结构相似，如下图：

则C4Si4H8的二氯代物的同分异构体数目为（）

A.6B.5C.4D.3

10、在

结构中，

表示成SiO4，则该结构式的通式为

A.（Si2O5）n2n－B.（SiO3）n2n－C.（Si6O17）n10n－D.（Si6O19）n14n－

11、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O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硅酸根离子。

试确定在无限长单链阴离子中（见图），硅原子与氧原子的个数之比为（）

A.1︰2B.1︰3C.2︰5D.2︰7

12、地壳岩石中含有很多种复杂的硅酸盐，象花岗石里的正长石（KAlSi3O8）在长期风化，进行复杂的变化后，能生成以下物质（）

A.石灰石、沸石和硅酸钾B.高岭土、硅酸和碳酸氢钾

C.滑石粉、刚玉和硝酸钾D.粘土、砂和无机盐

第II卷非选择题

二、非选择题

13、清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一，硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质（如某些有机物，无机盐，金属、Si、SiO2粉尘等）。

常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。

其中去除硅的氧化物，通常用一定浓度的HF溶液，室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。

制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面，增加硅对太阳光的吸收。

单晶制绒通常用NaOH，Na2SiO3等混合溶液在75～90℃反应25～35min，效果良好。

回答下列问题

（1）能否用玻璃试剂瓶来盛HF溶液，为什么?

用化学方程式加以解释；

（2）写出晶片制绒反应的离子方程式，对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型，他指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH一反应，生成SiO44一，然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4。

基于此原理分析反应中氧化剂为。

（3）本校化学兴趣小组同学，为验证Seidel的理论是否正确，完成以下实验：

实验事实

事实一

水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。

事实二

盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。

事实三

普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。

事实四

在野外环境里，用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca（OH）2和NaOH，点着后焖烧，可剧烈放出H2。

事实五

1g（0.036mo1）Si和20mL含有lgNaOH（0.025mol）的溶液，小心加热（稍微预热），收集到约1700mLH2，很接近理论值（1600mL）。

结论：

从实验上说明碱性水溶液条件下，H2O可作剂；

NaOH作剂，降低反应。

高温无水环境下，NaOH作剂。

（4）在太阳能电池表面沉积深蓝色减反膜——氮化硅晶膜。

常用硅烷（SiH4）与氨气（NH3）在等离子体中反应。

硅烷是一种无色、有毒气体，常温下与空气和水剧烈反应。

下列关于硅烷、氮化硅的叙述不正确的是。

A．在使用硅烷时要注意隔离空气和水，SiH4能与水发生氧化还原反应生成H2；

B．硅烷与氨气反应的化学方程式为：

3SiH4+4NH3＝Si3N4+12H2↑，反应中NH3作氧化剂；

C．它们具有卓越的抗氧化、绝缘性能和隔绝性能，化学稳定性很好，不与任何酸、碱反应；

D．氮化硅晶体中只存在共价键，Si3N4是优良的新型无机非金属材料。

14、按要求回答下列问题：

（1）生产普通玻璃的主要原料是。

（2）PbSO4难溶于水，易溶于醋酸钠溶液，且发生复分解反应，化学方程式为：

PbSO4＋2CH3COONa＝Na2SO4＋（CH3COO）2Pb，该反应的离子方程式为。

（3）铁制品在潮湿的空气中易被氧化而锈蚀。

以下是探究铁制品在潮湿的空气中铁元素被氧化价态的一个实验方案，请你将它补充完整（检验铁元素的价态必须使用中学化学中最灵敏的试剂）：

取铁锈样品，

15、金刚石SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛.

（1）碳与同周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物，其中一种化合物H为非极性分子，碳元素在周期表中的位置是，Q是，R的电子式为.

（2）一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收CCl4的实验操作名称为，除去粗产品中少量钠的试剂为.

（3）碳还原制SiC,其粗产品中杂质为Si和SiO2.先将20.0g

粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L，生成氢气的离子方程式为，硅酸钠的物质的量浓度为

（4）下列叙述正确的有（填序号）

①Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应②水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同③Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱

④钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1:

2

16、高纯硅生产流程如下：

（1）由SiO2制粗硅的化学方程式是，该反应不能说明碳的非金属性强于硅，原因是，请写出一个能说明碳的非金属性强于硅的化学方程式。

（2）900℃以上，H2与SiHCl3发生反应：

SiHCl3（g）+H2（g）

Si（s）+3HCl（g）ΔH＞0。

将一定量的反应物通入固定容积的密闭容器中进行反应。

下列说法正确的是（填字母）。

a．在恒温条件下，若容器内压强不变，则该反应一定达到化学平衡状态

b．增大SiHCl3的用量，可提高SiHCl3的平衡转化率

c．升高温度可加快反应速率，且提高硅的产率

（3）该流程中可以循环使用的物质是。

参考答案

1.【答案】BC

【解析】纯净的SiO2晶体水晶是无色的，而其他的石英晶体具有不同的颜色，如玛瑙。

石英是光导纤维的材料，通过石英与碳反应可以得到单质Si，然后再与Cl2反应生成SiCl4，SiCl4与H2反应得到纯净的Si。

2.【答案】D

【解析】由于SiO2不溶水也不与水反应，所以由SiO2制取H2SiO3需先使SiO2与强碱反应制得可溶性硅酸盐后，再与酸反应才能制得H2SiO3。

3.【答案】D

【解析】过量二氧化碳通入澄清石灰水中生成可溶性的碳酸氢钙，碳酸钠溶液中加入二氧化硅不反应，二氧化硅与烧碱溶液反应生成硅酸钠和水，故A、B、C均错误。

4.【答案】D

【解析】水晶的主要成分为SiO2，A项正确；

CO2是由分子构成的，而SiO2是Si和O按1∶2组成的空间立体网状结构的晶体，二者物理性质差别较大，B正确；

SiO2不溶于水也不与水反应，C项正确；

SiO2可以与氢氟酸反应，D项不正确。

5.【答案】B

【解析】根据强酸制弱酸的规律，CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀的事实可证明碳酸的酸性比硅酸强。

6.【答案】C

【解析】CO2的熔、沸点低，溶于水，SiO2的熔、沸点高，硬度大，不溶于水，两者是酸性氧化物和其物理性质没有因果关系，A错；

CaCO3和SiO2反应是SiO2的特殊性质，不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3的弱，B错；

SiO2晶体在光学方面的特性，决定了其可制做光导纤维，D错。

7.【答案】B

【解析】二氧化硅对应的酸虽然是硅酸，但是由于二氧化硅不溶于水也不与水反应，所以B项错误。

8.【答案】D

9.【答案】C

10.【答案】C

11.【答案】B

12.【答案】B

13.【答案】

（1）SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O

（2）Si+2OH一+H2O＝SiO32-+2H2↑；

NaOH；

（3）氧化催化

活化能氧化（4）C

【解析】

（1）因为氢氟酸能和二氧化硅反应，从而腐蚀玻璃，反应的化学方程式为SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O，因此不能用玻璃试剂瓶来盛HF溶液。

（2）硅单质能和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，所以晶片制绒反应的离子方程式为Si+2OH一+H2O＝SiO32-+2H2↑；

Si与OH一反应，生成SiO44一，这说明在反应中氧化剂应该是氢氧化钠。

（3）水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气，而普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中，这说明在碱性水溶液条件下，H2O可作氧化剂。

少量的氢氧化钠可以加快反应速率，这说明氢氧化钠通过降低反应的活化能，起催化剂的作用。

在野外环境里，用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca（OH）2和NaOH，点着后焖烧，可剧烈放出H2，这说明在高温无水环境下，NaOH起氧化剂的作用，与硅反应放出氢气。

（4）A、硅烷在常温下与空气和水剧烈反应，因此在使用硅烷时要注意隔离空气和水，这是由于SiH4能与水发生氧化还原反应生成H2，A正确；

B、在反应3SiH4+4NH3＝Si3N4+12H2↑中，氨气中氢元素的化合价从+1价降低到0价得到电子，所以反应中NH3作氧化剂，硅烷是还原剂，B正确；

C、氮化硅的性质稳定，但硅烷的性质很活泼，常温下与空气和水剧烈反应，因此选项C不正确；

D、氮和硅都是非金属，因此氮化硅晶体中只存在共价键，Si3N4是优良的新型无机非金属材料，D正确，答案选C。

14.【答案】

（1）纯碱、石灰石、石英

（2）PbSO4+2CH3COO-=SO42-+（CH3COO）2Pb

（3）用盐酸溶解后，将溶液分成两份，一份滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红，说明说明铁锈中有+3价铁；

另一份加K3[Fe（CN）6]（铁氰化钾）溶液，若有蓝色沉淀生成，说明铁锈中有+2价铁。

（1）普通玻璃的成分：

纯碱、石灰石、石英

（2）醋酸铅难溶于水，离子方程式时不能拆开。

（3）三价铁的检验用硫氰化钾，而二价铁的检验用铁氰化钾。

15.【答案】⑴第二周期第ⅣA族，氧（或O），

⑵过滤，水（或乙醇）

⑶Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑，0.17mol·

L－1⑷③④

（1）由题给信息“碳与Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物，其中一种化合物R为非极性分子”可推知Q为氧，非极性分子R为CO2．根据周期序数=电子层数，主族序数=最外层电子数可以确定碳在周期表中的位置是第二周期第ⅣA族，CO2的电子式为

，

（2）金刚石是不溶于CCl4的固体，CCl4是液体，将不溶性固体和液体分离通常采用的方法是过滤；

由于Na可以与水（或乙醇）发生反应，而金刚石不与水（或乙醇）反应，所以除去粗产品中少量的钠可用水（或乙醇），

（3）根据硅与NaOH反应的化学方程式Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑可写出其离子方程式为Si+2OH－+H2O═SiO32－+2H2↑；

计算溶液中硅酸盐的物质的量浓度需要根据化学方程式进行计算：

Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑

28g1mol2mol

m（Si）n1（Na2SiO3）0.1mol

m（Si）=

=1.4g，

n1（Na2SiO3）=

=0.05mol，

粗产品中SiO2的质量为m（SiO2）=20.0g-11.4g-1.4g=7.2g

SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O

60g1mol

2gn2（Na2SiO3）

n2（Na2SiO3）=

=0.12mol，

则n（Na2SiO3）=n1（Na2SiO3）+n2（Na2SiO3）=0.12mol+0.05mol=0.17mol，

硅酸盐的物质的量浓度为

=0.17mol·

L－1，

（4）①Na还原CCl4的反应属于置换反应，但Cl2与H2O反应生成HCl和HClO，不是置换反应，①错误；

②水晶属于原子晶体，而干冰属于分子晶体，熔化时克服粒子间作用力的类型不相同，②错误；

③Na2SiO3溶液与SO3的反应，说明酸性H2SiO3比H2SO4弱，则可用于推断Si与S的非金属性强弱，③正确；

④钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物分别为Na2O2、Li2O，阴阳离子数目比均为1：

2，④正确．

考点：

位置结构性质的相互关系应用；

硅和二氧化硅

16.【答案】

（1）SiO2+2C

Si+2CO↑；

非金属性是指非金属元素的单质在化学反应中得到电子的能力，而碳与二氧化硅反应所表现出来的是碳失去电子的能力（或还原性），因此不能说明碳的非金属性比硅强；

Na2SiO3+2CO2+2H2O=2NaHCO3+H4SiO4↓或CO2+Na2SiO3+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3。

（2）ac（3）HCl、H2

Na2SiO3+2CO2+3H2O=2NaHCO3+H4SiO4↓或CO2+Na2SiO3+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3

（2）从化学方程式来看，气体反应物和气体生成物的化学计量数不相等，即是一个气体体积在反应前后存在变化的化学反应，压强在反应过程中也存在变化，当不再变化时，说明达到平衡，a正确；

增大SiHCl3的用量，可提高H2的平衡转化率，SiHCl3的平衡转化率反而减小。

b错误；

该反应正反应方向是吸热反应，升高温度向着吸热反应的方进行，平衡右移，c正确。

（3）HCl、H2