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用心爱心专心1【创新设计】2013高考化学总复习第4章第1讲硅无机非金属材料一卷冲关的课后练案一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.硅作为一种新型能源被广泛开发利用,关于其有利因素的下列说法中,你认为不.正确的是()A.硅燃烧产物对环境产生的污染,容易得到有效控制B.由Si(s)+O2(g)=====△SiO2(s)ΔH=-858.6kJ·mol-1可知,硅燃烧放出的热量较多C.自然界中硅的贮存量丰富,可以从自然界直接获得单质硅D.硅便于运输、贮存,从安全角度考虑,硅是最佳的燃料之一解析:硅燃烧生成二氧化硅,二氧化硅不是气体,其污染容易得到有效控制;硅为固体燃料,化学性质不活泼,运输、贮存比较容易;硅在自然界中无单质形式,只有化合物。答案:C2.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()①硅是非金属元素,但硅单质能导电②水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品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.①②B.②③C.①④D.③④解析:光导纤维,沙子的主要成分都是SiO2。答案:C3.(2011·珠海模拟)下列说法正确的是()A.由2C+SiO2=====高温Si+2CO↑可知,还原性:CSiB.生活中可用HNO3进行雕刻玻璃C.Na2CO3+SiO2=====高温Na2SiO3+CO2↑。该反应不符合强酸制弱酸规律,但符合高沸点物质制低沸点物质的规律D.实验室可用瓷坩埚加热熔融烧碱固体解析:还原性:SiC;用氢氟酸雕刻玻璃;高沸点物质可制低沸点物质,如H2SO4、H3PO4制HCl,Na制K,SiO2制CO2;瓷坩埚中含SiO2,SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O。答案:C4.下列叙述中不正确的是()A.SiO2和CO2中,Si和O,C和O之间都是共价键用心爱心专心2B.CO2和SiO2都是酸性氧化性,在一定条件下都能和氧化钙反应C.C和Si的最外层电子数都是4,次外层电子数都是8D.C和Si的最高正化合价均为+4解析:碳原子结构示意图为,即次外层电子数为2。答案:C5.(2011·深圳检测)歌曲《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目,但古瓷中所用颜料成分一直是个谜,近年来科学家才得知大多为硅酸盐,如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox,铜为+2价),下列关于硅酸铜钡的说法不.正确的是()A.可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B.性质稳定,不易脱色C.易溶解于强酸和强碱D.x等于6解析:“硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定,不易脱色,不易与酸、碱反应。“硅酸铜钡”中Ba为+2价,Cu为+2价,Si为+4价,氧为-2价,则x=6,用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2。故A、B、D均正确。答案:C6.过量的泥沙、纯碱、生石灰熔化后生成下列几种物质,其中正确的是()①水泥②玻璃③瓷器④混凝土⑤一种硅酸盐产品A.①和④B.②和⑤C.③D.②解析:本题主要考查玻璃的生产原理及学生思维的严密性。泥沙的主要成分是SiO2,与Na2CO3、CaO在高温熔化过程中发生如下反应:SiO2+Na2CO3=====高温Na2SiO3+CO2↑,SiO2+CaO=====高温CaSiO3,生成的Na2SiO3、CaSiO3与SiO2熔合在一起形成一种玻璃态物质,即我们通常说的普通玻璃,玻璃是一种硅酸盐产品。答案:B7.下列离子方程式不.正确的是()A.石英与烧碱溶液反应:SiO2+2OH-===SiO2-3+H2OB.硅与烧碱溶液反应:Si+2OH-+H2O===SiO2-3+2H2↑C.向小苏打溶液中加入过量的石灰水:2HCO-3+Ca2++2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO2-3用心爱心专心3D.往水玻璃中加入盐酸:2H++SiO2-3===H2SiO3↓解析:过量石灰水含大量Ca2+,不可能有CO2-3生成。答案:C8.(2011·杭州模拟)诺贝尔物理学奖授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅,下列关于二氧化硅的说法正确的是()A.二氧化硅是H2SiO3的酸酐,因此能与水反应B.用二氧化硅制取单质硅时,当生成2.24L气体(标况)时,得到2.8g硅C.二氧化硅属于传统的无机非金属材料D.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应,但能与碳酸钠固体在高温时发生反应解析:A项中二氧化硅不能与水反应;B项中用二氧化硅制取单质硅,当生成2.24L气体(标况)时,只能得到1.4g硅;C项中传统无机非金属材料指硅酸盐材料。答案:D9.碳化钛(TiC)、碳化硼(B4C3)、氮化硅(Si3N4)等非氧化物陶瓷是新型无机非金属材料,合成这些物质需在高温条件下进行,在合成它们的过程中必须注意()①可在氩气气氛中合成②避免与氧气接触③通入少量氯气④通过少量氧气A.①②B.③④C.①③D.②④解析:高温下Si,Ti均能与O2、Cl2反应,为了避免与O2、Cl2的接触,可在N2或氩气的气氛中来合成。答案:A10.(2011·潍坊质检)氯气用途十分广泛,可用于生产半导体材料硅,其生产的流程如下,下列说法不.正确的是()石英砂――→①焦炭高温粗硅――→②氯气加热四氯化硅――→③氢气高温纯硅A.①③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解析:在高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合,则石英砂与焦炭反应,氯气与氢气反应,就不再按照题干的流程进行,不会得到高纯硅。答案:D二、非选择题(本题包括4小题,共50分)用心爱心专心411.(8分)如何除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质),请选用下面提供的试剂和操作,将标号填在表内。试剂:A.盐酸B.烧碱溶液C.氧气D.水E.CO2F.不用其他试剂操作:①加热②加热熔融③过滤④结晶含杂质的物质所加试剂主要操作(1)Na2CO3(NaHCO3)(2)SiO2(CaCO3)(3)SiO2(Si)(4)NaCl(SiO2)解析:(1)除去Na2CO3中的NaHCO3可用加热法:2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O。(2)除去SiO2中的CaCO3可用盐酸溶解:CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,然后再过滤。(3)除去SiO2中的Si可用加热法:Si+O2=====△SiO2。(4)除去NaCl中的SiO2可用过滤、结晶法,因NaCl溶于水而SiO2不溶于水。答案:(1)F①(2)A③(3)C①(4)D③④12.(12分)氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是________(多选,填序号)A.制气轮机叶片B.制有色玻璃C.制永久性模具D.制造柴油机(2)根据元素周期律知识,请写出氮化硅的化学式________________。(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式__________________________________________________________________________________________________________________________。(4)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________。答案:(1)A、C、D(2)Si3N4(3)Si3N4+12HF===3SiF4↑+4NH3↑(4)3SiCl4+2N2+6H2=====高温Si3N4+12HCl用心爱心专心513.(15分)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,在空气中易自燃。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,必须先通入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________________________________________________________________________。解析:(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,避免空气中的成分对实验的影响,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,向反应后的混合物中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。答案:(1)b(2)让氢气排尽装置内的空气,避免空气中的成分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+2H2O14.(15分)2010年5月15日,CCTV对“南澳一号”沉船的考古进行了两个小时的现场直播,从沉船中发现了大量宋代精美瓷器,体现了灿烂的中华文明。青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x],可掺进瓷石制胎,青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8),在1300℃左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。用心爱心专心6(1)下列说法正确的是________(填序品)。A.高岭土分子中x=2B.钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液C.烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化D.青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品(2)在“南澳一号”考古直播过程中,需用高纯度SiO2制造的光纤。如图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。①洗涤石英砂的目的是_______________________________________________。②二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是___________________________________________________________________________________________________。③在以上流程中,要将洗净的石英砂研磨成粉末,目的是________________________________________________________________________。④工业上常用纯净石英砂与C在高温下发生反应制造
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