资源描述
1．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响
D．气态氢化物比甲烷稳定
解析：选A。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，其可以与氢氟酸反响，C项错误；由于非金属性Si<C，因此气态氢化物稳定性SiH4<CH4，D项错误。
2．2011年11月28日至12月9日，联合国世界气候大会在南非德班召开，“低碳减排〞成为近200个国家热议的主题。以下做法不能到达“低碳减排〞目的的是( )
A．拉动内需，刺激消费
B．利用太阳能、海洋能等新能源代替化石燃料
C．我国将逐步淘汰白炽灯
D．家庭废水再使用，城市污水处理循环利用
解析：选A。刺激消费，导致物品损耗大，不符合“低碳减排〞的目的。
3．以下说法中，正确的选项是( )
A．酸性氧化物都不与酸溶液反响
B．陶瓷、水泥及所有的玻璃都是硅酸盐产品
C．某些非金属单质既能与酸反响也能与碱反响
D．硅酸盐都是难溶于水的
解析：选C。A中SiO2是酸性氧化物，但SiO2能与氢氟酸反响生成SiF4和H2O；B中石英玻璃的主要成分是SiO2，不是硅酸盐；D中硅酸钠、硅酸钾等都是可溶于水的盐。
4．(2022·济南定时练习)有些科学家提出硅是“21世纪的能源〞，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。以下有关硅的说法中，不正确的选项是( )
A．高纯度的硅广泛用于制作计算机
B．硅可由二氧化硅复原制得
C．低温时，硅与水、空气和酸不反响，但能与氢氟酸反响
D．自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅
解析：选D。自然界中无单质硅，D项错误。
A．向硫酸铝溶液中逐滴参加过量氨水
B．向硫酸铝溶液中逐滴参加过量氢氧化钡溶液
C．向硅酸钠溶液中逐滴参加过量稀盐酸
D．向氢氧化钡溶液中缓缓通入过量的二氧化碳
解析：选D。A项中氨水不能溶解生成的Al(OH)3沉淀；B项中产生的BaSO4沉淀不能溶解；C项中盐酸不能溶解H2SiO3沉淀。
6．以下化学物质在实际生产、生活和科技等方面的应用正确的选项是( )
A．石英砂可以用于制取高纯度的硅，SiO2和Si都是光导纤维材料
B．水泥、玻璃和陶瓷都属于传统的无机非金属材料
C．生产普通水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱
D．测NaOH熔点时可以将NaOH放入石英坩埚中高温加热
解析：选B。SiO2是光导纤维材料，Si为半导体材料及光电池的主要成分，A项错误；生产普通水泥使用的原料是黏土、石灰石，C项错误；石英坩埚的主要成分是SiO2，高温下能够与NaOH反响，D项不正确。
7．以下对实验现象的预测不正确的选项是( )
A．向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失
B．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2溶液变浑浊，继续通入CO2，有晶体析出
C．向Ca(ClO)2溶液中通入CO2溶液变浑浊，再参加品红溶液，红色褪去
D．向Ca(OH)2溶液中通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失，再参加过量NaOH溶液，溶液又变浑浊
解析：选A。向Na2SiO3溶液中通入CO2，发生反响Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，继续通入过量CO2，生成NaHCO3，但H2SiO3沉淀不溶解，A项错误；向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，生成NaHCO3，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，故有晶体析出，B项正确；向Ca(ClO)2溶液中通入CO2，发生反响Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓，次氯酸具有强氧化性，使品红溶液褪色，C项正确；将CO2通入Ca(OH)2溶液中会发生反响CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，生成白色沉淀，继续通入CO2至过量，发生反响CO2＋H2O＋CaCO3===Ca(HCO3)2，沉淀消失溶液又变澄清，再向溶液中参加NaOH溶液，会发生反响Ca(HCO3)2＋2NaOH===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，又生成白色沉淀，溶液又变浑浊，D项正确。
8．以下物质：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反响的有( )
A．①②⑥ B．②③⑥
C．①③④⑤ D．全部
解析：选C。SiO2可与烧碱溶液、氧化钙反响，表现出酸性氧化物的性质；SiO2可以与氢氟酸反响；在制玻璃过程中SiO2与Na2CO3固体反响；SiO2不能与浓硫酸和浓硝酸反响。
9．以下说法正确的选项是( )
A．高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反响
B．CO2和钠在一定条件下反响可以得到金刚石和碳酸钠，反响中氧化剂和复原剂物质的量之比是3∶4
C．现代海战通过喷放液体SiCl4(极易水解)和液氨可产生烟幕，其主要成分是NH4Cl
D．从燃煤烟道灰中(含GeO2)提取半导体材料单质锗(Ge)，不涉及氧化复原反响
解析：选C。玻璃的成分SiO2在高温下也与C反响，A错误；C由＋4价到0价，化合价变化为4，Na由0价到＋1价，化合价变化为1，根据化合价升降值相等原那么，CO2与Na物质的量之比为1∶4，B错误；SiCl4水解生成HCl和硅酸，HCl与氨反响生成NH4Cl，C正确；由化合态到游离态，一定发生氧化复原反响，D错误。
10．将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与所通入CO2的体积关系如下列图。以下关于整个反响过程中的表达不正确的选项是( )
A．Oa段反响的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O
B．ab段与cd段所发生的反响相同
C．de段沉淀减少是由于BaCO3固体消失的
解析：选B。CO2优先于Ba(OH)2反响(图像中Oa段)，然后与KOH反响(图像中ab)段，接着与KAlO2反响(图像中bc段)，再与K2CO3反响(图像中cd段)，最后与BaCO3反响(图像中de段)。
11．以磷矿石、石英、氯化氢等为原料生产白炭黑(SiO2·nH2O)、磷及甲醇，以下工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。
(1)上述反响中，属于置换反响的是________(选填：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)。
(2)SiHCl3的沸点为33.0 ℃，提纯SiHCl3适宜的方法是________。
(3)高温下进行的反响Ⅱ的化学方程式为_________________；
_______________________________；
固体废弃物CaSiO3可用于____________________________。
(5)CH3OH可用作燃料电池的燃料，在强酸性介质中，负极的电极反响式为________________________________________________________________________。
解析：(1)反响Ⅰ为SiO2＋2CSi＋2CO↑。从图中可以看出，反响Ⅱ的反响物为SiO2、C和Ca3(PO4)2，产物为CO、P和CaSiO3。反响Ⅲ为Si＋3HCl===SiHCl3＋H2。反响Ⅳ的反响物有SiHCl3和H2O，产物有HCl、H2和SiO2·nH2O。反响Ⅴ为CO＋2H2===CH3OH。置换反响是单质与化合物反响生成另一种单质和另一种化合物，只有Ⅰ、Ⅲ符合。(2)SiHCl3的沸点低，可用蒸馏法别离出来。(4)反响Ⅲ产生H2，假设与O2混合会引起爆炸。从流程图中的反响Ⅳ可知，SiHCl3可以与H2O反响，所以反响Ⅲ必须在无水条件下反响。(5)CH3OH作为燃料在电池负极反响，产物为CO2。酸性条件，CH3OH中的C从－2价升到CO2中的＋4价，共失去6个电子，由原子守恒得，反响物还有H2O，产物中还有H＋。
答案：(1)Ⅰ、Ⅲ (2)分馏(蒸馏)
(3)Ca3(PO4)2＋5C＋3SiO23CaSiO3＋2P＋5CO↑ 生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等 (4)SiHCl3会水解，同时产生的H2与O2混合会发生爆炸 (5)CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋
12．Ⅰ.高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体〞材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命〞。它可以按以下方法制备：
SiO2Si(粗)SiHCl3
Si(纯)
(1)写出步骤①的化学方程式___________________________________。
(2)步骤②经过冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点－84.7℃)，提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是________；SiHCl3和SiCl4一样，遇水可发生剧烈水解，SiHCl3水解会生成两种气态产物，试写出其水解的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.白炭黑(SiO2·H2O)广泛用于橡胶、涂料、印刷等行业，可用蛇纹石[主要成分为Mg6(Si4O10)(OH)8]来制取，其主要工艺流程如下：
(1)蛇纹石用氧化物形式可表示为____________。
(2)碱浸时，为提高其中硅酸盐的浸取率，除采用适宜的液固比和循环浸取外，还可采用的方法有①__________；②________(任举两种)。
(3)过滤1得到的滤液的主要成分是____________。
(4)滤液与盐酸反响的主要离子方程式为_____________
________________________________________________________________________。
(5)洗涤时，如何证明产品已洗涤干净______________________________
________________________________________________________________________。
解析：Ⅰ.蒸馏是利用混合液体或液固体系中各组分沸点不同，使低沸点的组分蒸发，再冷凝以别离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。分馏那么特指别离几种不同沸点的挥发性物质的混合物的一种方法。SiHCl3水解方程式的书写关键是两种气体的判断：首先，氯元素显负价，一定结合水中的氢，一种气体为HCl；根据元素组成，另一种气体只能是H2。
Ⅱ.该流程中，加NaOH溶液碱浸的目的是将蛇纹石转化成可溶性硅酸盐进入溶液，然后用盐酸和NaCl溶液将硅酸盐转化成硅酸从溶液中别离出来，再经过进一步处理获得白炭黑。(1)书写氧化物一般先写金属氧化物，再写二氧化硅，最后写水。(2)浸取的目的是将蛇纹石转化成可溶性硅酸盐。提高浸取率，可以从是否充分反响、充分接触等角度考虑。(3)碱浸后，溶液中含有可溶的硅酸钠，以及剩余的NaOH溶液。
(4)Na2SiO3与HCl反响的离子方程式为SiO＋2H＋===H2SiO3↓。(5)从流程图可知，H2SiO3是从NaCl溶液中别离出来的，外表沾有Na＋和Cl－，所以只要检验最后一次洗涤液中是否含有Na＋或Cl－即可。
答案：Ⅰ.(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑
(2)蒸馏(或分馏)
SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑
(2)①适当升高温度 ②连续搅拌(或适当延长停留时间、选择适宜的氢氧化钠浓度等)
(3)水玻璃(或硅酸钠溶液或硅酸钠和氢氧化钠溶液)
(4)SiO＋2H＋===H2SiO3↓
(5)取少许最后一次洗涤液，滴入1～2滴AgNO3溶液，假设不出现白色浑浊，表示已洗涤干净。
13．从“南澳一号〞沉船中发现了大量宋代精美瓷器，表达了灿烂的中华文明。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1 300 ℃左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。
(1)以下说法正确的选项是________(填序号)。
A．高岭土分子中x＝2
B．钾长石能完全溶液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。以下列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响的离子方程式是__________________
________________________________________________________________________。
③在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是
________________________________________________________________________。
④工业上常用纯洁石英砂与C在高温下发生反响制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。以下说法正确的选项是________(填序号)。
A．SiC是一种传统的无机非金属材料
B．制造粗硅时的反响为2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑
C．在以上流程中，将盐酸改为NaOH溶液，也可到达目的
D．纯洁的SiO2只能用于制造光导纤维
解析：(1)选项A，根据化合物中各元素的正、负化合价代数和等于零的原那么，可得：(＋3)×2＋(＋4)×2＋(－2)×5－x＝0，解得x＝4。选项B，钾长石与盐酸反响后不能形成澄清的溶液。选项C，根据水泥的制造过程可推测出烧制青花瓷的过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。选项D，青花瓷、玻璃、水泥是硅酸盐产品。(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别离。②SiO2与NaOH溶液反响生成Na2SiO3和H2O，据此可写出相应的离子方程式。③将纯洁的石英砂研磨后能增大反响物的外表积，从而增大反响物与盐酸的接触面积，而增大反响速率，提高生产效率。④选项A，SiC是一种新型无机非金属材料。选项B，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1，根据元素的原子个数守恒，可将题述信息转化为如下反响：2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑。选项C，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，无法实现二者的别离。选项D，纯洁的SiO2还可用于制造光学玻璃等。
答案：(1)CD (2)①除去石英砂中的NaCl杂质 ②SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ③增大反响物之间的接触面积，从而增大反响速率，提高生产效率 ④B
14．某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用以下列图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验操作步骤：
Ⅰ.翻开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并翻开活塞a，滴加盐酸。
Ⅱ.当从A中看到白色沉淀时，……，关闭活塞a。
请答复：
(1)B中反响的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)通过此实验得知盐酸具有的性质是________(填字母)。
A．挥发性 B．复原性
C．氧化性 D．酸性
(3)C装置的作用是________，X是________(写化学式)。
(4)为了验证碳的非金属性强于硅，步骤Ⅱ中未写的操作和现象是________________________________________________________________________，
D中反响的化学方程式是________________________。
(5)碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因是____________________________________(从原子结构角度加以解释)。
解析：B中CaCO3与盐酸反响的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O，此反响说明盐酸具有酸性，A中看到的白色沉淀是AgCl沉淀，此现象说明盐酸具有挥发性。C装置是用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的HCl气体，以保证与Na2SiO3溶液反响生成白色胶状沉淀的是CO2，此反响的化学方程式为CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，从而说明碳酸的酸性强于硅酸的，进而证明碳的非金属性强于硅的。
答案：(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(2)AD (3)除HCl气体 饱和NaHCO3溶液
(4)关闭弹簧夹1，翻开弹簧夹2，当D中出现白色胶状沉淀时 Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3
(5)碳和硅位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子的能力减弱，非金属性减弱
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
