2016届高考化学一轮复习 11无机非金属材料的主角-硅练习

硅及其化合物

A组 双基题组

1．下列有关硅及其化合物的说法错误的是( )

A．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 B．二氧化硅属于酸性氧化物，不能与任何酸反应

C．硅酸可通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，硅酸干凝胶常用作干燥剂 D．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，可作木材防火剂 【解析】 SiO2与氢氟酸反应。 【答案】 B

2．(2014·济南联考)下列离子方程式的书写正确的是( )

＋2－

A．水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋CO3＋H2SiO3

2＋－

B．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2===Ca＋2HCO3

＋－

C．硅与氢氟酸的反应：Si＋4H＋4F===SiF4↑＋2H2↑

－2－

D．二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO2＋2OH===SiO3＋H2O

＋2－－2＋－

【解析】 A项，Na2SiO3应拆为Na和SiO3，且应生成HCO3；B项，Ca(OH)2应拆为Ca和OH；C项，氢氟酸为弱酸，不能拆写。

【答案】 D

3．(2014·洛阳模拟)胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。 (1)三硅酸镁的氧化物形式为________。

(2)某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径________(填“大”或“小”)，该元素和铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为________________________。

(3)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是________。 a．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体 b．Al2O3、MgO和SiO2都是金属氧化物 c．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点

【解析】 (2)第三周期比Mg原子半径大，可确定该元素为Na。(3)耐火材料应具备熔点高。 【答案】 (1)2MgO·3SiO2·nH2O

－－

(2)大 Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O (3)c

B组 高考题组

4．(2011·高考组合题)下列说法正确的是( )

催化剂

A．(北京高考)用催化法处理汽车尾气中的CO和NO的化学方程式为CO＋NO=====C＋NO2

B．(重庆高考)对滴有酚酞试液的小苏打溶液中加入少量的NaCl固体，颜色变深

C．(浙江高考)除去干燥CO2中混有的少量SO2，可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液，浓硫酸的洗气瓶

D．(江苏高考)二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器

【解析】 A项，生成的NO2仍具污染性，且NO具有氧化性，氧化CO生成N2和CO2；B项，NaCl对溶液的碱性无影响，不变色；C项，酸性KMnO4氧化SO2被吸收而CO2不被吸收，浓H2SO4作干燥剂；D项，SiO2与氢氟酸反应。

【答案】 C

5．(2011·山东高考)某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素( )

A．在自然界中只以化合态的形式存在 B．单质常用作半导体材料和光导纤维 C．最高价氧化物不与酸反应 D．气态氢化物比甲烷稳定

【解析】 该短周期非金属元素为Si，硅在自然界中只以化合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，B项错误；Si的最高价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金属性Si

【答案】 A

6．(2013·上海高考)硅与铝同周期。SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式为____________________。长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为____________。

【答案】 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O CaAl2Si2O8

课后限时自测(十一)

(时间：45分钟 满分：100分)

一、选择题(每小题5分，共50分) 1．下列叙述中正确的是( )

A．红宝石、珍珠、水晶、钻石等装饰品的主要成分都是硅酸盐 B．光导纤维导电能力很强，是一种很好的通信材料

C．硅胶多孔，吸水能力强，所以常用作袋装食品的干燥剂 D．硅的化学性质不活泼，在自然界中主要以游离态存在

【解析】 红宝石的主要成分为三氧化二铝、珍珠的主要成分为CaCO3、水晶的主要成分为SiO2、钻石为碳单质，A选项中均不属于硅酸盐；光导纤维不导电，B选项错误；自然界中无游离态的硅，D选项错误。

【答案】 C

2．(2014·江西九江七校联考)下列表述中正确的是( )

①光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便

②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐 ③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料

④氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料 ⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能 A．①②③ B．②④ C．①③⑤ D．③④⑤

【解析】 光导纤维的主要成分是SiO2，耐腐蚀；玛瑙的主要成分为SiO2。 【答案】 D

3．(2014·唐山一模)下列物质：①氢氟酸；②浓H2SO4；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥浓HNO3。其中在一定条件下能与SiO2反应的有( )

A．①②⑥ B．②③⑥ C．①③④⑤ D．全部 【答案】 C

4．下列说法中不正确的是( )

A．Si是一种非金属主族元素，其晶体可用于制作计算机芯片 B．光导纤维和石英玻璃主要成分都是二氧化硅 C．过量CO2通入Na2SiO3溶液，最终无沉淀产生 D．硅胶疏松多孔，可用作催化剂的载体 【解析】 C项，有H2SiO3沉淀生成。 【答案】 C

5．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

【解析】 A项，SiO2、Al2O3均与NaOH反应；C项，Na2CO3溶液吸收CO2；D项，引入NaHCO3。 【答案】 B

6．(2014·太原市高三调研)下列叙述正确的是( ) A．利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能 B．CO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒

C．从SiO2制备高纯Si的过程反应中只涉及置换反应 D．SiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3

【解析】 高纯硅的其中一个用途就是制成光电池；CO2与血红蛋白不结合；从SiO2制备高纯Si的过程反应中还涉及化合反应；SiO2和H2O不反应。

【答案】 A

7．(2014·杭州市高三第一次高考教学质量检测)二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料(见下图)。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．SiO2和Si都是光导纤维材料

C．在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效 D．图中所示转化反应都是非氧化还原反应

【解析】 两性氧化物的定义为与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物，SiO2与HF反应得到的SiF4不属于盐类，A项错误；SiO2是光导纤维材料，Si为半导体材料，B项错误；CoCl2在吸水和失水状态下显示不同的颜色，C项正确；制取Si的过程中涉及了氧化还原反应，D项错误。

【答案】 C

8．半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是( )

高温

A．2C＋SiO2=====Si＋2CO↑ B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O △

C．Si＋2Cl2=====SiCl4 高温

D．SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl 【答案】 B

9．下列说法正确的是( )

高温

A．在粗硅的制取中发生2C＋SiO2=====2CO↑＋Si，硅被还原，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CO2 高温

D．由Na2CO3＋SiO2=====CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸

【解析】 A项，此反应的原理是固体之间反应生成气体，不是C的还原性比Si的强；B项，Na2SiO3

溶液本身能黏结玻璃；D项，酸性H2CO3>H2SiO3。

【答案】 C

10．(2014·北京市朝阳区模拟)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 A B C D 操作及现象 通入CO2，溶液不变浑浊，先通入CO2再通入氨气，溶液变浑浊 通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失 通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去 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 溶液 CaCl2溶液 Na2SiO3溶液 Ca(ClO)2溶液 Ca(OH)2溶液 【解析】 Na2SiO3溶液中通入CO2生成H2SiO3, 继续通CO2，H2SiO3沉淀不溶解。 【答案】 B

二、非选择题(共50分)

11．(12分)如何除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内物质为杂质)，请按下列提供的试剂和操作，将序号填在下表内。

试剂：A.盐酸 B．烧碱溶液 C．氧气 D．水 E．二氧化碳 F．不需要其他试剂 操作：①加热燃烧 ②加热熔融 ③高温灼烧 ④过滤 ⑤蒸馏 ⑥结晶

混合物 (1)SiO2(CaCO3) (2)SiO2(Si) (3)NaCl(SiO2) (4)SiO2(H2SiO3) (5)Fe2O3(SiO2) 试剂 操作 【解析】 (1)利用二氧化硅难溶于盐酸，碳酸钙易溶于盐酸的性质差异，溶解后过滤。(2)加热情况下，硅和氧气反应生成二氧化硅，变杂质为主要成分。(3)利用二者的水溶性差异，溶解、过滤、蒸发结晶即可。(4)采用加热方式将硅酸转变为二氧化硅。(5)加烧碱溶液将二氧化硅溶解后过滤即可。

【答案】 (1)A ④ (2)C ③ (3)D ④⑥ (4)F ③ (5)B ④

12．(12分)(2014·贵阳高三期末)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，常见的方法有：

方法一：直接氮化法：在1 300～1 400 ℃时，高纯粉状硅与纯氮气化合，其反应方程式为________________。

方法二：Si(NH2)4热分解法：先用四氯化硅与氨气反应生成Si(NH2)4和一种气体________(填分子式)；然后使Si(NH2)4受热分解，分解后的另一种产物的分子式为________。

Ⅱ.工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下：