无机非金属材料的主角硅6文档格式.docx
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答案：
C
2．下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是（ ）
A．NaOH溶液B．Na2SiO3溶液
C．盐酸D．氢氟酸
玻璃中的SiO2能与HF发生反应，与NaOH溶液作用生成具有粘合性的Na2SiO3，
不与盐酸作用，故选C.
3．赛伦的化学通式为Si6－xAlxOxN8－x，以耐高温、高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀等性能为主要特征，因此，在冶金、机械、光学、医学等领域有重要应用．它属于（ ）
A．金属材料B．有机高分子材料
C．新型无机非金属材料D．无机高分子材料
赛伦属于无机物，具备新型无机非金属材料的特征．
4．（2010·
东城模拟）下列四种物质中，不能与水发生反应，但能与碱发生反应的是（ ）
A．Cl2B．CO2C．NOD．SiO2
A、B项均能与水、碱反应，C项不能与水、与碱反应．
D
5．下列说法正确的是（ ）
①二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应
②根据反应SiO2＋CaCO3
CaSiO3＋CO2↑可推知硅酸酸性比碳酸强
③二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸
④二氧化硅常被用来制造光导纤维
A．①②B．②③C．③④D．①④
①SiO2能与HF反应，②高温条件下反应并不能说明硅酸的酸性比碳酸强的结
论．
6．从石英砂制取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
根据置换反应和化合反应的概念即可判断，A项正确；
根据反应①可知还原性焦炭大于硅，根据反应③可知还原性氢气大于硅，B项正确；
在三个反应中，硅元素的化合价从0价变为＋4价或从＋4价变为0价，故每消耗或生成28g硅，转移电子均为4mol，C项正确；
反应中得到的易挥发的SiCl4分离出来后再用氢气还原才可以得到高纯硅，故操作不正确．
7．（2010·
南京模拟）下列有关Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的共同点的描述中不正确的是（ ）
A．水溶液均显碱性
B．滴入盐酸均有气泡产生
C．均能与CO2反应
D．均不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存
二者水解均呈碱性，故A、D正确，均能与CO2反应生成NaHCO3、H2SiO3，
B项Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3，不能放出气泡．
B
8．工业制造金刚砂（SiC）的化学方程式如下：
SiO2＋3C
SiC＋2CO↑.在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是（ ）
A．3∶5B．1∶2C．2∶1D．1∶1
在该反应中，3molC参加化学反应，生成1mol的Si
和2mol的
O，所以氧
化剂与还原剂均为C，且物质的量之比为1∶2，B正确．
9．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，溶液不变浑浊．先通入CO2再通入氨气，溶液变浑浊
CaCl2溶液
通入CO2，溶液不变浑浊．继续通CO2至过量，浑浊消失
Na2SiO3溶液
通入CO2，溶液变浑浊．再加入品红溶液，红色褪去
Ca（ClO）2溶液
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
A项CaCl2溶液不与CO2反应，但通入NH3后溶液变为（NH4）2CO3可产生浑浊；
B项H2SiO3沉淀不溶于过量的CO2；
C项生成的HClO漂白品红；
D项CaCO3
Ca（HCO3）2
CaCO3.
10．下列离子方程式书写不正确的是（ ）
A．SiO2与烧碱溶液作用：
SiO2＋2OH－===SiO
＋H2O
B．向烧碱溶液中通入足量CO2：
CO2＋OH－===HCO
C．晶体硅与烧碱溶液作用：
Si＋2OH－＋H2O===SiO
＋2H2↑
D．CaCO3溶于稀硝酸中：
CO
＋2H＋===CO2↑＋H2O
SiO2与CO2均具有酸性氧化物的性质，均能与碱作用生成盐和水，但CO2过量时生成碳酸氢盐，故A、B正确；
单质硅能与NaOH溶液作用生成Na2SiO3同时放出H2，C正确；
D项中CaCO3难溶于水，应写化学式，D错误．
11．下列事实中能证明碳的非金属性比硅强的是（ ）
①往Na2SiO3溶液中通入CO2产生白色沉淀 ②石墨是导体，晶体硅是半导体 ③制
玻璃过程中发生反应：
Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋CO2↑ ④CH4比SiH4稳定
A．①④B．②③C．③④D．①②
①说明酸性H2CO3＞H2SiO3；
②③不能说明碳比硅的非金属性强．
12．（2010·
海淀模拟）北京奥运金牌“金玉合璧”（如图）上的环形玉是产自新疆
的和田玉，和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐．某种和田玉的
化学成分为Ca2Mg3Fe2（Si4O11）2（OH）2，下列有关叙述中正确的是（ ）
A．将该和田玉的化学式改写成氧化物的形式表示如下：
2CaO·
3MgO·
Fe2O3·
8SiO2·
H2O
B．该和田玉能抵抗任何酸或碱的腐蚀
C．该和田玉中Fe的化合价为＋2价
D．该和田玉是由5种氧化物组成的混合物
A项应为2CaO·
2FeO·
H2O，B项HF与之可反应，D项属于纯净物．
二、非选择题（本题包括4小题，共52分）
13．（12分）A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如图所示，A
为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似．
请填空：
（1）形成单质A的原子的结构示意图为________，它的最高化合价为________价．
（2）B的化学式（分子式）为________，B的晶体类型为____________，B和碳反应生成A
和E的化学方程式是__________________________________________________
________________________________________________________________________
（3）C的化学式（分子式）为________，D的化学式（分子式）为________.
根据“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质”可确定A是Si单质，它
可由SiO2和C在高温条件下反应制取．
（1）
（2）SiO2 原子晶体 SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑
（3）CaSiO3 Na2SiO3
14．（14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与烧碱溶液反应生成含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的化学方程式：
_____________________________________
________________________________________________________________________.
②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是________.
A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩锅D．铁坩锅
（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11.2
L,100g混合物中石灰石的质量分数是______.
（1）A元素单质可做半导体材料，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，比硅相对原子质量小的同族元素为碳．
（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＋SiO2
CaSiO3
＋CO2↑.
若CaCO3过量，除发生上述反应外，还会发生反应：
CaCO3
CaO＋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
＝
，m（CaCO3）＝50g.
混合物中CaCO3的质量分数：
×
100%＝50%.
（1）ⅣA 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＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑
Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓
②ABC （4）50%
15．（14分）（2009·
浙江高考）单晶硅是信息产业中重要的基础材料．通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450～500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅．以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图．
相关信息如下：
a．四氯化硅遇水极易水解；
b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c．有关物质的物理常数见下表：
物质
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
－
315
熔点/℃
－70.0
－107.2
升华温度/℃
180
300
162
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式_________________________________
（2）装置A中g管的作用是________；
装置C中的试剂是_________；
装置E中的h瓶
需要冷却的理由是__________________________________________________
__________________.
（3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________（填写元素符号）．
（4）为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2＋，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：
5Fe2＋＋MnO
＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
①滴定前是否要滴加指示剂？
________（填“是”或“否”），请说明理由
②某同学称取5.000g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用1.000×
10－2mol·
L－1KMnO4标准溶液滴定．达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是__________.
制四氯化硅是由粗硅与Cl2反应得到的，所以必须先制得Cl2，因SiCl4极易水解，所以Cl2须干燥，再根据表格数据分析提纯SiCl4的方法．
（1）书写的是离子方程式，B中盛装饱和食盐水除去HCl，C用浓H2SO4除水以制得干燥纯净的Cl2；
（2）A中用恒压分液漏斗平衡压强，使液体顺利流下；
h瓶用冷却液冷却，主要目的是得到SiCl4；
（3）精馏粗产物得到SiCl4，温度应控制在57.7℃，此时BCl3已汽化，但AlCl3、FeCl3、PCl5均残留在瓶中，所以残留杂质元素是Fe、Al、P、Cl，（4）中①滴定时MnO
是自身指示剂，终点时变为紫红色且30s内不变即可读数；
②中
5Fe2＋～MnO
5 1
x 1.000×
L－1·
20mL×
10－3L·
mL－1
＝2.000×
10－4mol
x＝1.000×
10－3mol，从100mL中取出25mL，原溶液中n（Fe2＋）＝4.000×
10－3mol，
w＝
100%＝4.480%.
（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
（2）平衡压强 浓硫酸 使SiCl4冷凝
（3）Al、P、Cl
（4）①否 KMnO4溶液自身可作指示剂 ②4.480%
16．（12分）三硅酸镁为白色无味粉末，不溶于水和乙醇，易与无机酸反应．有关部门规定三硅酸镁样品中含水量不超过12.2%为优良级．某化学兴趣小组欲测定三硅酸镁的化学式（可用MgxSi3Oy·
mH2O表示），实验步骤如下：
步骤一：
取16.6g三硅酸镁样品，充分加热至不再分解，冷却、称量，得固体13.0g.
步骤二：
另取16.6g三硅酸镁样品，向其中加入足量100mL4mol/L的盐酸，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧，得固体9.0g．该固体为空间网状结构，且熔、沸点很高．
（1）通过计算确定MgxSi3Oy·
mH2O的化学式．
（2）该小组测定的三硅酸镁样品是否为优良级？
（3）写出该三硅酸镁样品与盐酸反应的化学方程式．
解析：
（1）由题意知步骤二中得到的固体为SiO2,9.0gSiO2的物质的量为0.15mol，样品中H2O的质量为3.6g，物质的量为0.2mol.
设16.6g三硅酸镁的物质的量为a
MgxSi3Oy·
mH2O ～ 3SiO2 ～ mH2O
1 3 m
a 0.15mol 0.2mol
解得a＝0.05mol，m＝4
mH2O的摩尔质量为：
＝332g/mol
则24x＋28×
3＋16y＋18×
4＝332①
由化合物中化合价代数和为零得2x＋4×
3＝2y②
联立①②求解得：
x＝2，y＝8，
所求化学式为Mg2Si3O8·
4H2O.
（2）样品中水的质量为3.6g，所以样品中含水量为
100%≈21.7%＞12.2%，故样
品不是优良级．
（3）根据反应情况可写出该三硅酸镁样品与盐酸反应的化学方程式为：
Mg2Si3O8·
4H2O
＋4HCl===2MgCl2＋3H2SiO3↓＋3H2O.
（1）Mg2Si3O8·
4H2O
（2）否
（3）Mg2Si3O8·
4H2O＋4HCl===2MgCl2＋3H2SiO3↓＋3H2O
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