含硅矿物与信息材料大量习题加解析Word文档下载推荐.docx
《含硅矿物与信息材料大量习题加解析Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《含硅矿物与信息材料大量习题加解析Word文档下载推荐.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
浙江五校联考）信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。
下列有关资讯错误的是（ ）
A．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源
B．中、美、日等国已掌握的陶瓷发动机技术，能较大程度地降低能耗，节约能源
C．光导纤维在信息产业中应用广泛，制造光导纤维的主要材料是单质硅
D．结构陶瓷碳化硼（B4C3）常用于制造切削工具，它是一种新型无机非金属材料，属于原子晶体
解析：
制造光导纤维的主要材料是二氧化硅，不是单质硅，故选项C错误。
C
2．我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，确定对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测等。
月球的矿产资源极为丰富，仅月面表层5cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi2O8]和橄榄石[（Mg，Fe）2SiO4]等，下列说法或分析不正确的是（ ）
A．辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿
B．斜长石的氧化物形式可表示为：
K2O·
Al2O3·
6SiO2
C．橄榄石中铁为＋2价
D．月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱
A项，根据矿物的化学式可知辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿；
B项，根据各元素的化合价不变将斜长石改写为氧化物形式为K2O·
6SiO2；
C项，根据化合价之和为零可以计算出橄榄石中铁为＋2价；
D项，月球上有游离态铁是因为月球上没有氧化剂。
D
3．用石英砂制取并获得高纯硅的主要化学反应如下：
①SiO2＋2C
Si（粗）＋2CO↑
②Si（粗）＋2Cl2
SiCl4
③SiCl4＋2H2
Si（纯）＋4HCl
关于上述反应的分析不正确的是（ ）
A．①、③是置换反应，②是化合反应
B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅
C．任一反应中，每消耗或生成28g硅，均转移4mol电子
D．高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅
A项，由置换、化合反应的定义可知①、③是置换反应，②是化合反应；
B项，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，所以焦炭与氢气的还原性均强于硅；
C项，以上三个反应中硅均为＋4价和0价之间的转化，故每消耗或生成28g硅，均转移4mol电子；
D项，上述三个反应应遵循一定的顺序发生。
4．城市面貌一天比一天得到改善，但在建设的同时，也给城市环境带来了一场严重的环境灾难——石棉污染，吸入石棉纤维者易患肺癌。
已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式表示为：
Ca2MgxSiyO22（OH）2，式中x，y的值分别是（ ）
A．5,8 B．8,3
C．3,8D．8,5
A
5．现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是（ ）
①SiO2→Na2SiO3'
②CuSO4→CuCl2'
③SiO2→H2SiO3
④CuO→Cu（OH）2'
⑤Na2O2→NaOH
A．①②B．③④
C．②③④D．②③④⑤
B
6．科技日报曾报道：
美国宇航局最新发布火星探测成果称，“勇气”号火星车对火星“古谢夫环形山”区域一小片土壤分析后发现，其中富含硅胶。
火星车项目科学家们认为，能够生成如此高纯度的二氧化硅沉积物一定要有水参与。
下列有关说法正确的是（ ）
A．硅胶的化学式可以用SiO2·
xH2O表示
B．二氧化硅是硅芯片的主要成分
C．二氧化硅能溶于所有的酸
D．水晶、硅石、石英的主要成分是二氧化硅
AD
7．下列溶液可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是（ ）
A．稀盐酸溶液B．氢氟酸
C．氢氧化钠溶液D．氯化钠溶液
8．在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是（ ）
①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤硝酸 ⑥氢氧化钠 ⑦硝酸钙
A．③⑤⑦B．⑤⑦
C．③⑤D．⑤
9．（2011·
扬州模拟）蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成。
现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，在所得的沉淀X和溶液Y中分别加入NaOH溶液至过量。
下列叙述不正确的是（ ）
A．沉淀X的成分是SiO2
B．将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液后过滤，可得到红色颜料Fe2O3
C．在溶液Y中加入过量的NaOH溶液，过滤得到的沉淀的主要成分是MgO和Fe2O3
D．溶液Y中的阳离子主要是Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋
10．（2011·
江苏盐城中学）世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：
“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。
”下列有关玻璃的说法不正确的是（ ）
A．制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土
B．玻璃在加热熔化时没有固定的熔点
C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起
制普通玻璃的原料主要是碳酸钙、纯碱和石英，制普通水泥的主要原料是石灰石和黏土；
B项，玻璃是混合物，没有固定的熔点；
C项，普通玻璃是由硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅熔合而成的；
D项，瓶口和玻璃塞都是磨砂的，磨砂部分有细小的二氧化硅，易与烧碱溶液反应。
11．（2011·
江苏常州北郊中学）将过量的CO2通入下列溶液中，出现浑浊的是（ ）
①CaCl2溶液；
②石灰水；
③饱和Na2CO3溶液；
④NaAlO2溶液；
⑤Ca（ClO）2溶液。
A．③④B．②③
C．②③④D．①④⑤
①CaCl2溶液和CO2不能反应生成沉淀；
②石灰水中通入少量CO2生成CaCO3沉淀，继续通入过量CO2沉淀溶解变澄清；
③从生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3小、水的质量减小、溶质质量增加三个方面推知，有NaHCO3晶体析出；
④NaAlO2溶液中通过量的CO2生成氢氧化铝沉淀且不能继续溶解；
⑤少量CO2生成沉淀，过量CO2沉淀会溶解。
12．氮化硅（Si3N4）是一种具有耐高温等优异性能的新型陶瓷。
工业上可用下列方法制取：
3SiO2＋6C＋2N2
Si3N4＋6CO。
下列说法正确的是（ ）
A．氮化硅晶体属于分子晶体
B．氮化硅中氮元素的化合价为－3
C．上述反应中，N2是还原剂，SiO2是氧化剂
D．上述反应中，每生成1molSi3N4，N2得到6mol电子
A项，Si3N4具有熔点高、硬度大的特点，应为原子晶体。
C项，C是还原剂，N2是氧化剂。
D项，每生成1molSi3N4,2molN2被还原，得到12mol电子。
二、填空题（共52分）
13．（13分）（2011·
福州模拟）在工业中利用镁制取硅2Mg＋SiO2
2MgO＋Si，同时有副反应发生：
2Mg＋Si
Mg2Si，Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷），SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。
如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置：
（1）由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用________（填序号）。
a．石灰石 b．锌粒 c．纯碱
（2）实验开始时，必须选通入X气体，再加热反应物，其理由是
________________________________________________________________________，
当反应开始后，移走酒精灯反应能继续进行，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸。
可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
（1）由于Mg可在CO2中燃烧，故不能用CO2作为保护气而可用H2。
那么试管中应选用的固体药品为锌粒；
（2）实验开始时应先通入氢气排出装置内的空气，避免氧气对实验的影响。
然后才能点燃酒精灯，因反应放热，反应开始后移走酒精灯，可利用自身放出的热量维持反应继续进行；
（3）反应结束后加入稀盐酸会发生反应Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑，生成的SiH4可自燃，SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O，所以会观察到闪亮的火星。
（1）b
（2）让氢气排尽装置内的空气，避免氧气等对实验的影响该反应为放热反应，可利用自身放出的热量维持反应进行
（3）①Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑'
②SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O
14．（13分）材料科学是近年来与化学有关的科学研究热点。
某新型无机非金属材料K由两种非金属元素组成，它是一种超硬物质，具有耐磨损、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性。
它是以中学化学中常见的物质为原料来生产的，下图虚线框外为其生产过程；
虚线框内的其他转化是为探究物质C的组成而设，G、F、H均为难溶于水的白色固体；
图中除C、M、K（均含A元素）外，其余物质均为中学化学中常见的物质。
请回答下列问题。
（1）推断出下列物质（写出化学式）：
A________，B________，C________，
E________，F________，G________，
H________，I________，K________。
（2）写出下列反应的离子方程式：
第③步反应________；
第⑤步反应____________________________________________________________。
（3）写出反应④的化学方程式：
___________________________________________。
由反应①可知，化合物C是由两种元素组成的。
C与水反应生成E和F。
由反应③和G的性质推断，G是AgCl，则E中必定含有Cl－，所以，E应是HCl；
则化合物C中含有Cl－；
B是Cl2。
由于F、H均为难溶于水的白色固体，且H能与NaOH溶液反应，则H有可能是硅、二氧化硅、Al、Al2O3、Al（OH）3。
但是，AlCl3跟水反应不能生成沉淀，所以，化合物C只能是SiCl4。
F是硅酸（H2SiO3）或原硅酸（H4SiO4）；
H是SiO2；
I是Na2SiO3；
化合物M是Si（NH2）4；
K是Si3N4；
A是硅（Si）。
（1）Si'
Cl2'
SiCl4'
HCl'
H2SiO3或H4SiO4'
AgCl'
SiO2'
Na2SiO3'
Si3N4
（2）Ag＋＋Cl－===AgCl↓
SiO2＋2OH－===SiO32－＋H2O
（3）3Si（NH2）4
Si3N4＋8NH3↑
15．（13分）硅和氮均是自然界含量丰富的元素，其单质及其化合物在环境、能源及材料科学中有着重要影响和广泛应用。
试回答下列问题：
（1）向大气中排放NOx可能导致的环境问题有______________________（答两点）。
已知足量NaOH溶液能完全吸收NO2生成氮的含氧酸盐，试写出该反应的离子方程式
（2）光导纤维的使用，让人们的生活更加丰富多彩，________是制备光导纤维的基本原料。
（3）氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为________，可由硅粉（用Al2O3和Y2O3作助剂）在氮气中高温烧结而成，氮气在反应中既是反应物，同时又起了________作用。
由于使用的硅粉表面含二氧化硅，在反应中需加入碳粉。
在烧结过程中，二氧化硅、碳、氮气以物质的量之比3∶6∶2反应生成两种化合物，该反应的化学方程式为
（4）硅燃烧放出大量热量，“硅能源”有望成为二十一世纪的新能源。
与“氢能源”比较“硅能源”具有____________________等更加优越的特点，从而得到全球的关注和期待。
本题主要考查了有关硅及其化合物的基础知识和应用，并考查学生根据题目信息，进行分析加工处理的能力。
（1）酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏 2NO2＋2OH－===NO3－＋NO2－＋H2O
（2）SiO2（或二氧化硅）
（3）Si3N4 防止硅和氮化硅氧化（或作保护气）
3SiO2＋2N2＋6C
Si3N4＋6CO
（4）便于储运、比较安全
16．（13分）在下图所示转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀，F为密度最小的无色气体。
且各种物质所含元素除H、O外，其余均为第三周期元素。
请按要求回答下列问题：
（1）若实现C→E转化所需的b溶液是“过量的盐酸”，则B的化学式为________。
（2）若实现C→E转化所需的b溶液不能使用“过量的盐酸”，只能使用“少量的盐酸”，则C的溶液显________（填“酸”“碱”或“中”）性；
A和a溶液反应，若产生标准状态下3.36L的F气体，转移的电子数目为________个。
（3）若实现C→E转化所需的b溶液是“过量的NaOH溶液”，则E的化学式为________；
反应B＋a→C＋D的离子方程式为_________________________________________。
（1）SiO2
（2）碱 1.806×
1023
（3）Mg（OH）2 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
题组一 碳族元素性质的相似性和递变性
1．下列关于碳族元素的说法中，错误的是（ D ）
A．它们从上到下非金属性向金属性递变的趋势比卤素明显
B．碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱
C．碳族元素原子的最外层都有4个电子
D．主要化合价有＋2价和＋4价，大多数＋2价化合物稳定
2．根据碳族元素的相似性与递变性、一般性与特殊性的知识，判断下列说法正确的是（ D ）
A．CO2、PbO2都是强氧化剂
B．CO2和PbO2都是弱氧化剂，CO和PbO都是还原剂
C．Sn（OH）4可与NaOH反应，但不与盐酸反应
D．Ge、Si是半导体材料
3．根据锡、铅的主要化合价及其稳定性，完成下列填空：
（1）锡的＋2价化合物应具有较强的还原性，铅的＋4价化合物应具有较强的氧化性。
（2）已知Sn2＋的还原性比Fe2＋的还原性强，PbO2的氧化性比Cl2的氧化性强。
试写出下列反应的化学方程式：
①氯气与锡共热Sn＋2Cl2
SnCl4。
②氯气与铅共热Pb＋Cl2
PbCl2。
③PbO2与浓盐酸共热PbO2＋4HCl（浓）
PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。
题组二 硅、无机非金属材料
4．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。
下列叙述不正确的是（ D ）
A．硅单质可用来制造太阳能电池
B．二氧化硅是制造光导纤维的材料
C．二氧化硅是制造玻璃的主要原料
D．硅酸盐可用来制作水晶、玛瑙等工艺品
5．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：
“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。
”下列有关玻璃的说法不正确的是（ C ）
A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英
B．普通玻璃的主要成分之一是二氧化硅
C．普通玻璃有固定的熔点
D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起
6．（2010·
威海统一考试）青石棉（cricidolite）是一种致癌物质，其化学式为Na2Fe5Si8O22（OH）2（化学组成可表示为Na2O·
3FeO·
Fe2O3·
8SiO2·
H2O）。
青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法正确的是（ D ）
A．青石棉不属于硅酸盐原料
B．青石棉中含有一定量的石英晶体
C．青石棉属于新型无机非金属材料
D．1mol青石棉能使1mol稀硝酸被还原
7．对于化学方程式SiO2＋3C
SiC＋2CO↑，有关叙述正确的是（ D ）
A．反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂
B．硅元素被还原了，碳元素被氧化了
C．在反应中C是氧化剂
D．在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
8．（2010·
南宁模拟）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ⅣA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最外层均有4个电子。
（2）易与C发生化学反应的酸是氢氟酸，反应的化学方程式是SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
（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：
SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑，Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。
②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是（ ABC ）
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50%。
9．在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质。
据此填空。
【对点训练】
1．碳族元素的C、Si、Ge、Sn的＋4价稳定，Pb的＋2价稳定。
2．碳族元素中，C、Si、Ge、Sn的＋4价化合物稳定，而Pb的＋2价化合物稳定，＋4价不稳定的元素表现强氧化性，＋2价不稳定的元素则表现强还原性，故A、B都错；
Sn是典型金属，所以其最高价氧化物对应的水化物Sn（OH）4与HCl易反应；
D的说法正确。
3．稳定性：
<
，
>
；
氧化性：
（PbO2）>
Cl2；
还原性：
Fe2＋<
Sn2＋。
根据氧化还原反应规律可写出有关反应方程式。
4．光导纤维的材料是SiO2，B项对；
制造玻璃的主要原料有SiO2、Na2CO3、CaCO3，故C项对；
制作水晶、玛瑙的材料主要成分是SiO2，并非是硅酸盐，故D项错。
5．制造普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂在玻璃熔炉中发生反应：
Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2
CaSiO3＋CO2↑，所以普通玻璃的成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的混合物，没有固定的熔点。
6．由3FeO＋10HNO3===3Fe（NO3）3＋NO↑＋5H2O得关系式：
Na2Fe5Si8O22（OH）2～3FeO～HNO3
1mol 合成1mol
7．双线桥法表示反应中电子转移的方向及数目如下：
SiO2＋3C
SiC得4e－＋2C失2×
2e－O↑，反应中只有C元素化合价改变，因此碳在反应中既是氧化剂，又是还原剂，且n（氧化剂）∶n（还原剂）＝1∶2。
8．
（1）A的单质可作半导体材料，可知A为Si，位于ⅣA族，与之同族且相对原子质量较小的是碳元素，二者共同点是最外层均有4个电子。
（2）C为SiO2，易与氢氟酸反应生成SiF4和H2O。
（3）SiO2与纯碱高温反应生成Na2SiO3（D）和CO2（E）。
（4）不论CaCO3过量与否，生成CO2由CaCO3决定，由关系式CaCO3～CO2得：
＝
解得m（CaCO3）＝50g
混合物中石灰石的质量分数为
×
100%＝50%。
（1）写出各物质的化学式：
A：
Si、B：
SiO2、C：
Na2SiO3、D：
H2O、E：
H2SiO3、F：
H2。
（2）B与a溶液反应的离子方程式是SiO2＋2OH－===SiO
＋H2O。
（3）A与a溶液反应的离子方程式是Si＋2OH－＋H2O===SiO
＋2H2↑。
解析 本题“突破口”是C中加入过量HCl产生不溶于盐酸的白色沉淀，推知E可能是硅酸。
A可能是Si，代入题目验证，B为SiO2，能与Si和SiO2反应的溶液可能为HF溶液或NaOH溶液，结合题目知a溶液为NaOH溶液，C为Na2SiO3，D为H2O，F为
一、选择题（本题包括12小题，每题5分，共60分）
1．（2009·
广东理基，22）下列关于硅
升级会员 