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高考作业(十)无机非金属材料的主角——硅A组全员必做题1．4G网络让手机“飞”起来了。手机芯片的核心是硅板，其成分是()A．SiO2B．SiC．H2SiO3D．Na2SiO3解析手机芯片的核心是硅板，其成分是Si单质，故B项正确。答案B2．硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是()A．玛瑙B．光导纤维C．太阳能电池D．水晶解析玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分是SiO2，硅单质可用来制造太阳能电池板。答案C3．下列叙述中正确的是()A．因为Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸解析A项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体放出，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A项错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B项错误；SiO2与氢氟酸的反应不属于酸性氧化物与一般酸的反应，在此反应中SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C项错误。答案D4．(2019·武汉调研)碳循环(如图)对人类生存、发展有着重要的意义。下列说法错误的是()A．碳是构成有机物的主要元素B．光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C．化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一D．石油的年产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志解析有机物是含有碳元素的化合物，碳是构成有机物的主要元素，A项正确；光合作用是指绿色植物以CO2和H2O为原料，通过叶绿体，利用光能合成糖类等有机物，同时释放O2的过程，此过程中太阳能转化为化学能，B项正确；化石燃料的燃烧产生大量CO2，是产生温室效应的原因之一，C项正确；乙烯的年产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志，D项错误。答案D5．《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，近代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，则x＝6，用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2。A、B、D三项均正确。答案C6．将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是()A．Na2SiO3B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2D．SiO2解析将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3；加热蒸干高温灼烧时发生反应：H2SiO3=====△H2O＋SiO2,2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O；SiO2＋Na2CO3=====高温Na2SiO3＋CO2↑，各反应物存在如下关系，H2SiO3～2NaHCO3，H2SiO3～SiO2,2NaHCO3～Na2CO3～SiO2，由上述关系可知，最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A。答案A7．(2019·合肥模拟)《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘(通黏)土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是()A．沙子和黏土主要成分为硅酸盐B．“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理化学变化C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦D．黏土是制作砖瓦和陶瓷等的主要原料解析沙子的主要成分为SiO2，不属于硅酸盐，A项错误；“燃薪举火”是使成型的黏土器皿发生复杂的物理化学变化而制成陶器，B项正确；烧制过程中铁的化合物被氧化为氧化铁，得到红瓦，若浇水则发生还原反应得到氧化亚铁而成为青瓦，C项正确；砖瓦、陶瓷的主要原料是黏土，D项正确。答案A8.我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图。下列叙述正确的是()A．SiO2与干冰的物理性质相似B．SiO2耐腐蚀，不与任何酸反应C．工业上用SiO2制备粗硅D．光纤主要成分是SiO2，具有导电性解析SiO2熔点高，硬度大，而CO2熔点低，常温下为气体，A项错误；SiO2能与氢氟酸发生反应，B项错误；SiO2无导电性，D项错误。答案C9．实验室用H2还原SiHCl3(沸点：31.85℃)制备纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法正确的是()A．装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓硫酸、冰水B．实验时，应先加热管式炉，再打开活塞KC．为鉴定制得的硅中是否含有微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、双氧水、KSCN溶液D．该实验中制备氢气的装置也可用于饱和食盐水与电石反应制备乙炔解析本题制备纯硅，H2＋SiHCl3=====高温Si＋3HCl，此反应应在装置Ⅳ中进行。装置Ⅰ的目的是制备氢气，氢气中含有水蒸气，对后续实验产生干扰，必须除去，因此装置Ⅱ的目的是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓硫酸；装置Ⅲ的目的是使SiHCl3气化，与氢气充分混合，因此应在热水浴中加热，A项错误；实验时应先打开活塞K，通入氢气，排除装置中的空气，防止加热时发生爆炸，B项错误；硅不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成Fe2＋，Fe2＋被H2O2氧化成Fe3＋，与KSCN溶液反应，溶液变红，可以鉴定是否含有铁单质，C项正确；饱和食盐水与电石反应制备乙炔，反应迅速放出大量热且生成微溶的氢氧化钙，因此不能用启普发生器进行实验，D项错误。答案C10．(2019·西安中学质检)向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，得溶液甲。再向所得溶液甲中逐滴加入0.2mol·L－1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示。下列判断正确的是()A．原NaOH溶液的浓度为0.1mol·L－1B．通入CO2的体积为448mL(标准状况)C．所得溶液甲的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶3D．所得溶液甲的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)＝2∶1解析由图象可知，先加入的25mL盐酸使CO2－3转化为HCO－3，后加入的75mL盐酸使HCO－3转化为CO2。所得溶液甲中，n(Na2CO3)＝0.2mol·L－1×0.025L＝0.005mol，n(NaHCO3)＝0.2mol·L－1×0.075L－0.005mol＝0.01mol，故n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)＝2∶1，C项错误，D项正确。根据Na＋守恒，可知原溶液中NaOH的物质的量等于最终生成的NaCl的物质的量，n(NaOH)＝0.2mol·L－1×0.1L＝0.02mol，c(NaOH)＝0.2mol·L－1，A项错误；根据碳原子守恒，可知通入的CO2为0.015mol，体积为336mL(标准状况)，B项错误。答案D11．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。(1)下列说法正确的是________(双选；填选项字母)。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CD(2)在“南澳一号”考古直播过程中，需用高纯度SiO2制造的光纤。下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_________________________________________。除去石英砂中的NaCl杂质②在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是__________________________________________________________________。③工业上常用纯净石英砂与C在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。下列说法正确的是______(填选项字母)。A．SiC性质稳定，能用于制造抗高温水泥B．制造粗硅时的反应为2SiO2＋5C=====高温Si＋SiC＋4CO↑C．在以上流程中，将盐酸改为NaOH溶液，也可达到目的D．纯净的SiO2只能用于制造光导纤维增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，提高生产效率B解析(1)A项，根据正负化合价代数和等于零的原则，可得6＋8－10－x＝0，解得x＝4。B项，钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液。C项，根据水泥制造过程可推测出烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。D项，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸盐产品的特点，是硅酸盐产品。(2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl杂质，洗涤石英砂可使NaCl与SiO2分离。②将纯净的石英砂研磨后能增大物质的表面积，从而增大反应物与盐酸的接触面积，增大反应速率，提高生产效率。③A项，根据SiC中元素的价态可知，SiC具有还原性，在高温下仍能在O2中燃烧生成SiO2和CO2，因此不能用于制造抗高温水泥。B项，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1，根据原子守恒，可将题述信息转化为如下反应：2SiO2＋5C=====高温Si＋SiC＋4CO↑。C项，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，无法实现二者的分离。D项，纯净的SiO2还可用于制造光学玻璃等。③A项，根据SiC中元素的价态可知，SiC具有还原性，在高温下仍能在O2中燃烧生成SiO2和CO2，因此不能用于制造抗高温水泥。B项，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1，根据原子守恒，可将题述信息转化为如下反应：2SiO2＋5C=====高温Si＋SiC＋4CO↑。C项，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，无法实现二者的分离。D项，纯净的SiO2还可用于制造光学玻璃等。【拓展延伸】B、H3BO3、NaBH4、Mg2B2O5的制备与性质NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4=====△2MgSO4＋2H3BO3；2H3BO3=====△B2O3＋3H2O；B2O3＋3Mg=====△3MgO＋2BNaBO2＋2SiO2＋4Na＋2H2===NaBH4＋2Na2SiO3NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑B组重点提升题12．(2019·武邑中学模拟)某校合作学习小组的同学设计实验验证钠在二氧化碳中燃烧的产物。回答下列问题：(1)甲组同学利用如图所示装置制取干燥纯净的二氧化碳。仪器X的名称是____________，装置B中盛装的试剂是______________________。长颈漏斗饱和NaHCO3溶液(2)乙组同学利用甲组制得的CO2并选用下列装置(可重复使用)验证钠在二氧化碳中燃烧的产物中是否含有CO。①F中盛装的试剂是________。②装置正确的连接顺序为C→________→________→________→E→________→________→H。CuOGEDFD③证明燃烧的产物中含有CO的现象是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)丙组同学取乙组同学实验中在G装置中所得的固体