2020年高考化学一轮复习一遍过专题12无机非金属材料的主角-硅.doc
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1、专题12 无机非金属材料的主角-硅1下列说法正确的是( )A因为晶体硅有熔点高硬度大的性质,所以被用来做芯片B工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的硅C合金熔点、硬度都低于成分金属,钢是用量最大用途最广的合金D工业生产玻璃、水泥都需要用到的原材料是石英砂【答案】B【解析】A. 晶体硅是重要的半导体材料,所以被用来做芯片,不是因为其有熔点高硬度大的性质,故A错误;B. 焦炭有还原性,工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的硅,故B正确;C. 合金熔点一般低于成分金属,但硬度大于成分金属,故C错误;D. 玻璃的原料为石英、纯碱和石灰石,水泥的原料是黏土和石灰石,所以都用到石灰
2、石,故D错误。2世界第一条大面积碲化镉薄膜“发电玻璃”生产线最近在成都投产,该材料是在玻璃表面镀一层碲化镉薄膜,光电转化率高。下列说法错误的是A普通玻璃含有二氧化硅B该发电玻璃能将光能完全转化为电能C碲化镉是一种无机化合物D应用该光电转化技术可减少温室气体排放【答案】B【解析】A. 普通玻璃的主要成分是二氧化硅,故A正确;B. 该发电玻璃光电转化率高,但不能将光能完全转化为电能,故B错误;C. 碲化镉属于无机化合物,故C正确; D. 应用该光电转化技术,提高了光电转化率,能够减少温室气体排放,故D正确。3有科学家提出,硅是“21世纪的能源”,下面有关硅的叙述中,正确的是( )A硅单质化学性质不
3、活泼,常温下不与任何物质反应B硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位C硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在D硅在电子工业中,是重要的半导体材料【答案】D【解析】A. 硅单质化学性质不活泼,但在常温下与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气,故A错误;B. 硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位,在地壳中的含量在所有的元素中居第一位的是氧元素,故B错误;C. 硅是亲氧元素,在自然界中以化合态的形式存在,故C错误;D. 硅的导电性介于导体与绝缘体之间,是良好的半导体材料,故D正确。4工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。
4、下列说法正确的是(注:铝土矿中含有A12O3、SiO2、Fe2O3)A在铝土矿制备较高纯度A1的过程中只用到NaOH溶液、CO2气体B石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐,都能与盐酸反应C在制粗硅时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为12D黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、SO2均只是还原产物【答案】C【解析】A.由铝土矿制备较高纯度A1,可用氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液,过滤后通入CO2气体生成氢氧化铝,氢氧化铝分解生成氧化铝,电解氧化铝可生成铝,电解时为降低熔点,可加入冰晶石,A错误;B.石英主要成分为二氧化硅,不是盐,与盐酸不反应,且玻璃与盐酸不反应,B错误;C.粗硅的反应
5、SiO2+2CSi+2CO,反应中SiO2为氧化剂,C为还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,C正确;D.黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、SO2、FeO,Cu、O元素化合价降低,则Cu2S、FeO均是还原产物,SO2既是还原产物又是还原产物,D错误。5纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是AX可用作木材防火剂B步骤中的稀硫酸可用CO2来代替C步骤II的反应是Na2SiO3+ H2SO4 = H2SiO3(胶体) + Na2SO4D步骤 若在实验室完成,一般在蒸发皿中进行【答案】D【解析】A项、硅酸钠水溶液具有阻燃性,可用作木材防火剂,故A正确;B项、碳酸的酸性
6、强于硅酸,能够与硅酸钠溶液反应生成硅酸,故B正确;C项、硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀,所以步骤II的反应是Na2SiO3+H2SO4H2SiO3(胶体)+Na2SO4,故C正确;D项、加热灼烧固体应在坩埚中进行,D错误。6月球的矿产资源极为丰富,仅月球表层5 cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨,月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、钾长石(KAlSi3O8)和橄榄石(MgFeSiO4)等,下列说法或分析不正确的是 ( )A辉石、钾长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B钾长石的氧化物形式可表示为:K2OAl2O36SiO2C橄榄石中铁为2价D月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱
7、【答案】D【解析】A. 辉石CaMgSi2O6、斜长石KAlSi3O8和橄榄石(Mg,Fe)2SiO4的成分均属于硅酸盐类,均属于硅酸盐矿,故A项正确;B. 硅酸盐的氧化物表示方法:先写活泼金属氧化物,然后是不活泼的金属氧化物,再是非金属氧化物二氧化硅,最后是水,所以斜长石的氧化物形式可表示为:K2OAl2O36SiO2,故B项正确;C. 化合物中化合价代数和为0,镁元素化合价是+2价,硅元素化合价是+4价,氧元素化合价是2价,所以铁元素化合价是+2价,故C项正确;D. 金属铁的活动性是金属本身的性质,这与金属是在月球上还是在地球上无关,只是月球上没有氧气,金属铁不会被氧气氧化,所以在月球上存
8、在游离态铁,故D项错误。7港珠澳大桥水泥的使用量约198万吨。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:下列叙述正确的是A水泥、玻璃、陶瓷为传统的硅酸盐材料,三者的原料都主要为SiO2B沉淀A主要成分为SiO2,沉淀B为Fe(OH)3、Al(OH)3C为了加快溶解速率,使用盐酸代替硫酸处理草酸钙D草酸钙易溶于水【答案】B【解析】A.水泥、玻璃、陶瓷均为硅酸盐工业产品,所以主要成分是硅酸盐,三者的原料不同,三者的原料并非都主要为SiO2,例如:陶瓷的主要原料有黏土等,水泥的主要原料有石灰石和黏土(铝硅酸盐),故A错误;
9、B.水泥样品的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物,加入氯化铵、盐酸和硝酸,由于二氧化硅与酸不反应,则得到的沉淀A为SiO2,滤液中含有Ca2+、Fe3+、Al3+、Mg2+等离子,加入氨水调节pH到45之间,可生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,则沉淀B为Fe(OH)3、Al(OH)3,故B正确;C.使用盐酸代替硫酸处理草酸钙,在溶液中剩余的盐酸也能被高锰酸钾氧化,从而干扰草酸的测定,进而使测得的钙的含量产生误差,故C错误;D.草酸钙是难溶于水的白色固体,故D错误。8下列关于硅及其化合物的叙述错误的是A生产普通玻璃和水泥都用到石灰石B硅是光导纤维的基本原料C
10、赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的D硅酸凝胶经干燥脱水可得硅胶,硅胶可作瓶装药品的干燥剂【答案】B【解析】A. 生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英,生产水泥的原料是石灰石、黏土,因此二者都用到石灰石,A正确;B. 二氧化硅是光导纤维的基本原料,B错误;C. 二氧化硅能与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的,C正确;D. 硅酸凝胶经干燥脱水可得硅胶,硅胶多孔吸水性强,可作瓶装药品的干燥剂,D正确。9二氧化硅又称硅石,是制备硅及其含硅化合物的重要原料。部分转化过程如图所示,下列说法正确的是ASiO2既能与HF反应,又能与NaOH反应,属
11、于两性氧化物B因为在高温条件下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以H2SiO3的酸性比H2CO3强CSiO2在高温条件下能与过量的碳反应生成SiC,体现了二氧化硅的氧化性D除Si的制取过程中涉及的反应外,图中所示其他反应都是非氧化还原反应【答案】D【解析】A. SiO2既能与HF反应,又能与NaOH反应,但属于酸性氧化物,因为二氧化硅只能与一种酸反应,且生成的四氟化硅不是盐,A错误;B. 高温条件下,二氧化硅和碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳,常温下,二氧化硅和碳酸钠不反应,所以不能说明H2SiO3的酸性强于H2CO3,事实上碳酸的酸性强于硅酸,B错误;C. SiO2在高温条件下能与过量的碳反
12、应生成SiC,反应中硅元素的化合价不变,不能体现二氧化硅的氧化性,C错误;D. 图中氧化还原反应有3个,即Si的制取过程中涉及的反应,其它反应都是非氧化还原反应,D正确。10下列关于工业生产的说法中,不正确的是A工业上,用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含少量杂质的粗硅B氯碱工业中所用的交换膜为阳离子交换膜不让氢氧根通过,防止与氯气反应造成氢氧化钠不纯。C生产普通玻璃的主要原料有石灰石、石英和纯碱D在高炉炼铁的反应中,焦炭为铁矿石的还原剂【答案】D【解析】A.工业上,用焦炭在电炉中还原二氧化硅SiO2+2CSi+2CO,得到含少量杂质的粗硅,故A正确; B. 氯碱工业中,阳离子交换膜只能阳离子通过
13、,阴离子和气体不能通过,用石墨作电极电解饱和氯化钠时,阳极上氯离子放电生成氯气,氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极,如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸,且易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯,故B正确;C. 石灰石、石英和纯碱是制备玻璃的主要原料,故C正确;D. 高炉炼铁原理,一氧化碳还原氧化铁生成铁,还原剂为一氧化碳,所以D选项是错误的。11工业上制备高纯硅有多种方法,其中的一种工艺流程如下:已知:流化床反应的产物中,除SiCl4外,还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。下列说法正确的是A电弧炉中发生的反应为CSiO2CO2SiBSiCl
14、4进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯C每生产l mol高纯硅,需要44. 8L Cl2(标准状况)D该工艺Si的产率高,符合绿色化学要求【答案】B【解析】A、二氧化碳与碳在高温下生成粗硅和一氧化碳,电弧炉中发生的反应为2C+SiO22CO+Si,选项A错误;B、SiCl4进入还原炉之前在流化床反应器中除SiCl4外,还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等,需要利用相互溶解的物质沸点不同,经过蒸馏提纯,选项B正确;C、根据转化关系SiSiCl4Si,每生产l mol高纯硅,需要22.4L Cl2(标准状况),选项C错误;D、该工艺中产生氯化氢气体且有氯气的参与,容易引起空气污染
15、,不符合绿色化学要求,选项D错误。12用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是( )选项实验目的 试剂a试剂b试剂c装置A验证非金属性:SCSi稀硫酸Na2CO3Na2SiO3溶液B制备纯净的NO浓硝酸Cu水C检验溶液X中含有CO32-盐酸溶液X澄清石灰水D除去Na2SO3中的Na2SO4氯水混合物NaOH溶液【答案】A【解析】硫酸能和碳酸钠反应制得二氧化碳,二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成不溶性的硅酸,所以该实验证明酸性H2SO4H2CO3H2SiO3,则非金属性SCSi,A选项正确;Cu与浓硝酸反应生成NO2,不生成NO,NO遇空气中的氧气立即生成NO2,装置广口瓶上部有空气,也得不得纯净的
16、NO气体,B选项错误;二氧化硫和二氧化碳都能够时澄清石灰水变浑浊,无法检验溶液X中是否含有CO32-,C选项错误;除杂试剂选用氯水,氯水Na2SO3氧化成Na2SO4,反应后引进了杂质氯离子,违反了除杂原则,无法达到实验目的,D选项错误。13水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域,是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2:65%70%、C:30%35%)制取水玻璃的工艺流程:下列说法正确的是()A原材料稻壳灰价格低廉,且副产品活性炭有较高的经济价值B操作A与操作B完全相同C该流程中硅元素的化合价发生改变D反应器中发生的复分解反应为SiO22NaOH=Na2SiO
17、3H2O【答案】A【解析】A、稻壳灰来源广泛价格低廉,活性碳具有吸附性,有较高的经济价值,A正确;B、操作A为过滤,操作B为蒸发浓缩,是两种不同的操作,B错误;C、二氧化硅中,硅元素的化合价是4价,硅酸钠中,硅元素的化合价是4价,所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变,C错误;D、复分解反应是指由两种化合物相互交换成分,生成另外两种新的化合物的反应,反应SiO22NaOHNa2SiO3H2O不属于复分解反应,D错误。14青石棉是一种致癌物质,是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一,其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时,还原产物只有NO,下列说法不正确的是()A青石
18、棉是一种硅酸盐产品B青石棉能完全溶解在NaOH溶液中C青石棉的化学组成可表示为Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OD1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原【答案】B【解析】A、硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠)结合而成的化合物的总称,故青石棉是一种硅酸盐产品,选项A正确;B、从青石棉的组成上看,铁的氧化物不能与NaOH溶液反应,所以青石棉不能完全溶解在NaOH溶液中,选项B错误;C、根据化合物中正负化合价代数和为零可知,Na2Fe5Si8O22(OH)2中有3个铁原子的化合价为2,有2个铁原子的化合价为3,故青石棉的化学组成可表示为Na2O3FeOF
19、e2O38SiO2H2O,选项C正确;D、1 mol青石棉跟足量硝酸反应时,只有失去3 mol电子,而还原产物只有NO,故1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原,选项D正确。15化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反应生成Na4SiO4,下列有关说法正确的是()ANa4SiO4为弱电解质B石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl说明Cl的非金属性强于SiD半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅【答案】D【解析】ANa4SiO4在水溶液里完全电离,所以Na4SiO4为强电解质,选项A错误;B石英玻璃的主要成分是
20、二氧化硅,所以石英玻璃不属于硅酸盐,普通玻璃、陶瓷、水泥的主要成分都是硅酸盐,这三种物质属于传统硅酸盐产品,选项B错误;C该反应说明HCl的酸性大于H2SiO3,但HCl不是Cl元素的最高价氧化物的水化物,所以该反应不能说明Cl的非金属性大于Si,选项C错误;D沙子的主要成分是二氧化硅,硅芯片的主要成分是硅,二氧化硅被焦炭还原生成粗硅,粗硅再提纯得到纯硅,所以半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指:将二氧化硅制成晶体硅,选项D正确。16中国的瓷器驰名世界,传统陶瓷是以黏土主要成分为Al2Si2O5(OH)4等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品。下列有关说法不正确的是A黏土也是制备玻璃的原料之一B黏土
21、的主要成分可以表示为Al2O32SiO22H2OC陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料D传统陶瓷材料的成分与新型陶瓷材料的成分不同【答案】A【解析】制备玻璃的主要原料是石英、石灰石与纯碱,不包括黏土,A项错误。17下列各项操作中,会出现“先沉淀后溶解”现象的是A向CaCl2溶液中通入CO2 直至过量B向饱和的Na2CO3溶液中通入CO2直至过量C向Na2SiO3溶液中逐滴加入盐酸直至过量D向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸直至过量【答案】D【解析】A. 因为HCl酸性比碳酸强,向CaCl2溶液中通入CO2 不会出现沉淀,故A错;B.Na2CO3+ CO2+H2O= 2NaHCO3, NaHCO3的
22、溶解度小于Na2CO3的溶解度,向饱和的Na2CO3溶液中通入CO2直至过量会出现沉淀,但不会溶解;C. 向Na2SiO3溶液中逐滴加入盐酸,会产生H2SiO3 沉淀,不能溶于盐酸。故C错;D. 向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸直至过量发生的反应为:AlO2-+H+H2O= Al(OH)3; Al(OH)3+3H+=Al3+ 3H2O,故D正确。18下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英B玻璃在加热熔化时有固定的熔点C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一
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