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智浪教育-普惠英才第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅一、选择题(每小题4分，共48分)1．(2011·浙江杭州质检)据《参考消息》报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是()A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B．自然界中存在大量单质硅C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制D．自然界中硅的贮量丰富解析：由于Si的亲氧性，自然界的硅大都以SiO2或硅酸盐的形式存在，无单质硅存在。答案：B2．①水泥路②门窗玻璃③水晶镜片④石英钟表⑤玛瑙手镯⑥硅太阳能电池⑦光导纤维⑧计算机芯片所用材料为SiO2或要用到SiO2的是()A．⑥⑧B．①②⑦⑧C．①②③④⑤⑦D．全部解析：①②③④⑤⑦中直接用到SiO2，而⑥⑧中Si来自于SiO2制备，是用SiO2作原料，而不是材料为SiO2。答案：C3．对于ⅣA族元素，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B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D．该族元素的主要化合价是＋4和＋2解析：一般非金属与非金属原子之间以共价键结合，A正确。C、Si、Ge为同主族元素，最外层电子数相等均为4，但核电荷数依次增多，次外层电子数依次为2、8、18，B错误。大多数非金属氧化物是酸性氧化物，如CO2、SiO2，酸性氧化物在一定条件下能够与碱性氧化物(如CaO)反应，C正确。最高正化合价数等于最外层电子数，ⅣA族元素的主要化合价是＋4和＋2，D正确。答案：Bks5u4．现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是()①SiO2→Na2SiO3②CuSO4→CuCl2③SiO2→H2SiO3④CuO→Cu(OH)2⑤Na2O2→NaOHA．①②B．③④C．②③④D．②③④⑤解析：①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；②CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2；⑤2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，SiO2和CuO均不溶于水，因此SiO2、CuO不可能通过一步反应分别生成H2SiO3、Cu(OH)2。智浪教育-普惠英才答案：B5．(2011·江苏南通模拟)不能说明碳元素的非金属性比硅元素强的是()A．甲烷比硅化氢稳定B．硅酸钠溶液的碱性比碳酸钠溶液的碱性强C．碳酸与硅酸钠溶液反应生成原硅酸D．高温下SiO2和Na2CO3反应解析：非金属性越强，气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸根的水解能力越弱，对应盐的碱性越弱。答案：D6．(2011·广东中山模拟)下列说法中，不正确的是()A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可与NaOH溶液反应B．SiO2不能与任何酸发生反应C．SiO2和CO2在一定条件下，均可与CaO发生反应D．SiO2不溶于水，而CO2可与水反应，生成H2CO3解析：SiO2是一种酸性氧化物，但是可与HF溶液发生反应，生成SiF4和H2O，答案为B。答案：B7．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，溶液变浑浊。再升温至65℃以上，溶液变澄清C6H5ONa溶液B通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊。再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D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溶液解析：A项，CO2＋C6H5ONa＋H2O―→C6H5OH＋NaHCO3，升温至65℃以上，C6H5OH完全溶解，溶液变澄清；B项，CO2＋Na2SiO3＋2H2O===Na2CO3＋H4SiO4↓，H4SiO4与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，所以溶液变浑浊。加入品红，被HClO氧化褪色；D项，首先，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，继续通CO2，产生可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，则发生2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊。答案：B8．(2011·枣庄期末)下列说法不正确的是()①将CO2通入溶有足量氨的BaCl2溶液中，无白色沉淀生成②将盐酸、KSCN溶液和Fe(NO3)2溶液三种溶液混合，混合溶液显红色③向某溶液中滴入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，证明溶液中一定含有SO2－4④将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后按入水中，两者放出的氢气质量相等A．只有②B．①②③C．①③④D．①②③④解析：①中的反应有2NH3＋H2O＋CO2===(NH4)2CO3，(NH4)2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NH4Cl，故①不正确；③可能会生成AgCl白色沉淀，有Ag＋的干扰，故③不正确；智浪教育-普惠英才④中2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，用铝箔包住的钠块产生的氢气多，故④不正确。答案：C9．(2011·韶山质检)下列离子方程式书写正确的是()A．往NaOH溶液中通入少量CO2：CO2＋OH－===HCO－3B．单质Si与氢氟酸反应：Si＋4HF===H2↑＋SiF4↑C．石英砂与烧碱反应制水玻璃：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2OD．往水玻璃中通入二氧化碳：Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋2Na＋＋CO2－3解析：A项的反应为2OH－＋CO2===CO2－3＋H2O；B反应中，H2的化学计量数为2；D项中：Na2SiO3为可溶性盐，应该拆开写，并把前后的Na＋去掉，SiO2－3＋H2O＋CO2===CO2－3＋H2SiO3↓。故选C。答案：C10．(2011·海安期末调研)金属镁在二氧化碳中燃烧生成MgO和C。将一定量金属镁在含二氧化碳、氧气的混合气体中燃烧后得到的固体，加入足量盐酸中，充分反应后，将溶液蒸干，然后隔绝空气灼烧，得到的固体成分可能是()A．MgO和Mg(OH)2B．MgOC．MgCl2和CD．Mg(OH)2解析：发生的反应依次为：2Mg＋O2=====点燃2MgO、2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C、C＋O2=====点燃CO2、MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O、MgCl2＋2H2O=====△Mg(OH)2↓＋2HCl↑，加热使得HCl挥发逸出，促进MgCl2的水解生成Mg(OH)2，Mg(OH)2=====△MgO＋H2O，故最终得到的固体成分可能是MgO和C，或是MgO。答案：B11．(2011·湖北荆州模拟)酸根RO2－3所含电子数比硝酸根NO－3的电子数多8，则下列说法正确的是()A．R和N为同族元素B．RO2－3中R的化合价与NO－3中的N的化合价相等C．RO2－3既能被氧化又能被还原D．R原子的电子层数比N的电子层数多1解析：R的电子数比N多7，则R为Si元素，位于第三周期，ⅣA族。答案：D12．(2009·安徽理综，7)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如右图所示)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是()A．石墨烯与石墨互为同位素B．0.12g石墨烯中含6.02×1022个碳原子C．石墨烯是一种有机物D．石墨烯中碳原子间以共价键结合解析：A项，石墨烯和石墨是同素异形体；B项，0.12g石墨烯物质的量为0.01mol，含6.02×1021个碳原子，C项石墨烯为碳单质而非化合物，C项错。答案：D智浪教育-普惠英才二、非选择题(本题包括4个大题，共52分)13．(13分)(2010·南京模拟)已知A～I有如图所示转换关系：已知：①单质E可作为半导体材料；②化合物F是不能生成盐的氧化物；③化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应。据此，请回答下列问题：(1)化合物F是________。(2)化合物I是________。(3)反应③的化学方程式是_______________________________________________。(4)反应④的化学方程式是_______________________________________________。(5)写出Ⅰ的水溶液与A反应的方程式：___________________________________。解析：因单质E和化合物F分别是半导体材料和不成盐的氧化物，可考虑分别为Si和CO，反应①的化学方程式为SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑，氧化物A为SiO2，它除了能跟氢氟酸反应以外不跟任何酸起反应，由此判断化合物Ⅰ为HF，依次类推C为H2O、D为F2，H为O2。答案：(1)CO(2)HF(3)2H2＋O2=====点燃2H2O(4)2F2＋2H2O===4HF＋O2(5)4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O14．(13分)(2010·山东东营模拟)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：石英砂――→焦炭高温粗硅――→HCl573K以上SiHCl3粗――→精馏SiHCl3纯――→H21357K高纯硅①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式_______________________________。②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学方程式________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)下列有关硅材料的说法正确的是()A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶智浪教育-普惠英才液，振荡。写出实验现象并给予解释_________________________________________。解析：(1)①根据给定的反应物和生成物写出化学方程式，注意反应条件和配平。②写出反应物和给出的生成物H2SiO3和HCl，用原子守恒法找出另一种生成物为H2，并配平。(2)A项水泥是硅酸盐；B、C选项回忆课本硅的化合物的用途可知，两项说法都正确。D项玻璃是混合物没有固定熔点；E项盐酸和硅不反应。答案：(1)①SiHCl3＋H2=====高温Si＋3HCl②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑氧气与氢气混合，在高温下可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3(2)BC(3)现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气味的气体生成。解释：Na2SiO3和NH4Cl均能够水解，二者相互促进，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解产生NH315．(13分)(2009·全国理综Ⅰ，29)已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：(1)W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是________；(2)Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是________；(