2022届高三化学一轮复习基础练习41硅无机非金属材料(鲁科版).docx

2022届高三化学一轮复习根底练习：4.1 硅无机非金属材料〔鲁科版〕
随堂练习
1．以下物品或设备：①水泥路桥　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．⑥⑧　　　　　　　　　B．①②⑦⑧
C．①②③④⑤⑦ D．全部
【解析】　硅太阳能电池用到的材料为晶体硅。
【答案】　C
2．(聊城质检)以下物质间的转化不能通过一步反响完成的是(　　)
A．SiO2―→Si B．CO2―→C
C．SiO2―→H2SiO3 D．Si―→Na2SiO3
【解析】　A项，SiO2＋2CSi＋2CO↑；B项，CO2＋2Mg2MgO＋C；C项，SiO2不能与水反响生成H2SiO3，更无法与其他物质反响生成H2SiO3；D项，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
【答案】　C
3．以下离子方程式不正确的选项是(　　)
A．石英与烧碱反响：SiO2＋2OH－===SiO32－＋H2O
B．硅与烧碱反响：Si＋2OH－＋H2O===SiO32－＋2H2↑
C．向小苏打溶液中参加过量的石灰水：
2HCO3－＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO32－
D．往水玻璃中参加盐酸：2H＋＋SiO32－===H2SiO3↓
【解析】　C的正确离子方程式为：HCO3－＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O。
【答案】　C
4．北京2022年奥运金牌“金镶玉〞环形玉璧由昆仑玉制成，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，那么其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为(　　)
A．CaO·MgO·SiO2·H2O
B．2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
C．2CaO·MgO·SiO2·2H2O
D．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O
【答案】　B
5．将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；
③Ca(OH)2溶液；④饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是(　　)
A．①②③④ B．②④
C．①②③ D．②③
【解析】　CO2溶于水：CO2＋H2OH2CO3，H2CO3的酸性比盐酸弱，而比硅酸强。根据酸与盐反响的规律，CO2通入CaCl2溶液无明显现象(一般弱酸不能制强酸)；过量的CO2通入Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至过量：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀产生；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而结晶析出。
【答案】　B
6．(2022年重庆高考节选)多晶硅主要采用SiHCl3复原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。
(1)SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同)，方法为高温下SiCl4与H2和O2反响，产物有两种，化学方程式为______________________________。
(2)SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用，一定条件下，在20 L恒容密闭容器中的反响：
3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)

【解析】　(1)光导纤维为SiO2，产物为两种，另一种物质只能为HCl。
(2)n(H2)＝ mol·L－1×20 L＝3 mol，由
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2×58.5 2
m(NaCl) 6 g
m(NaCl)＝351 g≈0.35 kg。
【答案】　(1)SiCl4＋2H2＋O2SiO2＋4HCl
(2)0.35
7．在以下列图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质。据此填空：
(1)写出各物质的化学式：A________、B________、C________、
D________、E________、F________。
(2)B与a溶液反响的离子方程式：________________________________________________
__________________________________。
(3)A与a溶液反响的离子方程式：________________________________________________________________________
__________________________________。
【解析】　此题“突破口〞是C中参加过量HCl产生不溶于盐酸的白色沉淀，推知E可能是硅酸。A可能是Si，代入题目验证，B为SiO2，能和Si和SiO2反响的溶液可能为HF溶液或NaOH溶液，结合题目知a溶液为NaOH溶液，C为Na2SiO3，D为H2O，F为H2。
【答案】　(1)Si　SiO2　Na2SiO3　H2O　H2SiO3　H2
(2)SiO2＋2OH－===SiO32－＋H2O
(3)Si＋2OH－＋H2O===SiO32－＋2H2↑
课后训练
一、选择题
1．光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信效劳。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。以下说法正确的选项是(　　)
①制造光导纤维的主要原料是CaCO3；②制造光导纤维的主要原料是SiO2；③光导纤维传递光信号的根本物理原理是光的全反射；④光导纤维传递光信号的根本物理原理是光的折射
A．①④　　　　　　　　　B．②③
C．①③ D．②④
【解析】　光导纤维主要原料的成分是SiO2；光导纤维传递光信号的根本物理原理是光的全反射。②、③正确。
【答案】　B
2．以下关于碳和硅的表达中，不正确的选项是(　　)
A．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反响
B．单质在加热时都能与氧气反响
C．氧化物都能溶于水生成相应的酸
D．碳和硅两种元素都有能导电的单质
【解析】　SiO2不溶于水，不与H2O反响。
【答案】　C
3．以下表述正确的选项是(　　)
①人造刚玉的熔点很高，可用做高级耐火材料，主要成分是二氧化硅　②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反响物进行无熔剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐　③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料　④夏天到了，游客佩戴添加了氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛　⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A．①②③ B．②④
C．③④⑤ D．③⑤
【解析】　人造刚玉的主要成分是氧化铝；玛瑙是含有有色杂质的石英晶体，主要成分是二氧化硅；有色玻璃是在制造玻璃的过程中参加某些金属氧化物(参加Co2O3后呈蓝色，参加Cu2O后呈红色)，但不是变色玻璃，变色玻璃是含有AgBr的玻璃(AgBr具有感光性)；水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐材料。
【答案】　D
4．以下说法中，不正确的选项是(　　)
A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可与NaOH溶液反响
B．SiO2不能与任何酸发生反响
C．SiO2和CO2在一定条件下，均可与CaO发生反响
D．SiO2不溶于水，而CO2可与水反响，生成H2CO3
【解析】　SiO2是一种酸性氧化物，但是可与HF溶液发生反响，生成SiF4和H2O。
【答案】　B
5．常温下，以下不发生反响的一组物质是(　　)
①硅与NaOH溶液　②硅与盐酸　③硅与氢氟酸　④二氧化硅与碳酸钠　⑤二氧化硅与NaOH溶液　⑥二氧化硅与浓硝酸
A．①②④ B．③④⑥
C．②⑤⑥ D．②④⑥
【解析】　硅的化学性质稳定，常温下除了与氟气、氢氟酸和强碱反响外，它不易与其他物质如氢气、氧气、氯气等反响。
【答案】　D
6．以下试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是(　　)
A．NaOH溶液 B．Na2SiO3溶液
C．盐酸 D．氢氟酸
【解析】　由于SiO2＋2OH－===SiO32－＋H2O，因而不可用带玻璃塞的试剂瓶保存NaOH溶液；氢氟酸可以与SiO2反响，即SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，故不可用玻璃瓶保存。
【答案】　C
7．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。〞以下有关玻璃的说法不正确的选项是(　　)
A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英砂
B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C．普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙
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响生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起
【解析】　玻璃的主要成分可用Na2O·CaO·6SiO2表示，属于玻璃态物质，是混合物，根据所学知识不难判断A、C正确；混合物没有固定的熔、沸点，故B错误；玻璃中的SiO2与烧碱反响生成易溶于水的硅酸钠，硅酸钠是无机黏合剂，将玻璃塞与瓶口黏合，故D正确。
【答案】　B
8．(宁波质检)用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象〞与“溶液〞对应关系错误的选项是(　　)
选项
操作及现象
溶液
A
通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊不消失
Na[Al(OH)4] 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。再参加品红溶液，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。再参加足量NaOH溶液，又变浑浊
Ca(OH)2溶液
【解析】　A项，2[Al(OH)4]－＋CO2(少量)===2Al(OH)3↓＋CO32－＋H2O，继续通CO2，Al(OH)3不溶解，但生成HCO3－。B项，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，H2SiO3与CO2不反响，浑浊不会消失。C项，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，所以溶液变浑浊，参加品红被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，再参加足量的NaOH，那么2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊。
【答案】　B
9．将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的选项是(　　)
【解析】　当KOH和Ca(OH)2的混合溶液中通入CO2时，CO2与OH－反响生成CO32－，CO32－与Ca2＋结合为难溶的CaCO3，所以可理解为Ca(OH)2先反响，KOH后反响，当OH－完全反响后，CO2与CO32－反响生成HCO3－，此时CaCO3还不会溶解，可理解为K2CO3先反响，CaCO3后反响，应选D。
【答案】　D
10．以下表达可以肯定溶液中大量存在CO32－的是(　　)
A．参加AgNO3溶液有白色沉淀产生
B．参加稀盐酸有无色无味气体产生，该气体可使澄清的石灰水变浑浊
C．参加MgCl2溶液有白色沉淀产生，再参加稀盐酸沉淀溶解，并产生可使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
D．参加Ba(OH)2溶液有白色沉淀产生
【解析】　A选项中Cl－、SO32－、SO42－等均会干扰CO32－的检验；B选项中也可能存在HCO3－，而非CO32－；D选项中SO42－、SO32－、HCO3－等均会干扰CO32－的检验。
【答案】　C
二、非选择题

可供选择的试剂：A.盐酸，B.氢氧化钠溶液，C.氧气，D.水，E.二氧化碳
可供选用的操作：①水洗，②加热，③高温灼烧，④过滤，⑤结晶

粉末状混合物
试剂
操作
(1)
CaCO3(SiO2)

(2)
NaCl(SiO2)

(3)
SiO2(Fe2O3)

(4)
SiO2(CaCO3)

(5)
SiO2(H2SiO3)

(6)
SiO2(NH4Cl)

【解析】　可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，它可跟强碱反响，不跟酸(氢氟酸除外)反响，受热不分解等性质；而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反响；硅酸、氯化铵受热分解。通过一定操作，即可除去杂质，除杂过程中所发生的化学方程式如下：
(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(3)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
(4)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
(5)H2SiO3SiO2＋H2O
(6)NH4ClNH3↑＋HCl↑
【答案】　(1)B④(2)D④⑤(3)A④
(4)A④(5)③(6)②(或D④)
12．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如以下列图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。
请填空：
(1)形成单质A的原子的结构示意图为________，它的最高化合价为________。
(2)B的化学式(分子式)为________，B和碳反响生成A和E的化学方程式是________________________________________________________________________。
(3)C的化学式(分子式)为________，D的化学式(分子式)为________。
【解析】　由“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似〞，推知A为Si，根据BA＋E，BC，BD＋H2O，不难推知B为SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3。
【答案】　(1) 　＋4价
(2)SiO2　SiO2＋2CSi＋2CO↑
(3)CaSiO3　Na2SiO3
13．含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反响生成含A元素的化合物D。
(1)在元素周期表中，A位于________族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为______________________，
A与B在原子的电子层结构上的相同点是__________________________________________________________。
(2)易与C发生化学反响的酸是________，反响的化学方程式是____________________。
(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反响生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反响生成含A的化合物F。
①写出生成D和F的化学反响方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②要将纯碱高温熔化，以下坩埚中不可选用的是________。
A．普通玻璃坩埚　　　　　B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
【解析】　(1)A元素单质可作半导体材料，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅元素，比硅相对原子质量小的同族元素为碳。(2)C为SiO2，能与SiO2反响的酸只有氢氟酸。(3)SiO2与Na2CO3高温下反响生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料、普通玻璃、石英玻璃以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反响，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。
【答案】　(1)ⅣA　　最外层均有4个电子，最内层均有2个电子
(2)氢氟酸　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(3)①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；
Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓
②ABC
14．A、B、
C是元素周期表中前18号元素中的3种单质，甲、乙是常见的化合物，它们之间存在如右图所示关系。
(1)如右图反响①～③中属于化合反响的是　　　　(填序号)。化合反响有多种类别，试举出一例与图中化合反响类别不同的实例(用化学方程式表示)：_______________。
(2)假设甲常温下呈液态，A常温下是固态非金属单质，那么乙的化学式是　　　　。
假设甲常温下呈液态，A常温下是气态非金属单质，那么乙的电子式是　　　　。
(3)假设甲常温下呈气态，A是常见的金属单质，写出A和甲在一定条件下反响的化学方程式________________________________________________________________________。
(4)假设A、B属于同一主族的高硬度单质，那么A与甲反响在工业上的用途是　　　　　　。
【解析】　(1)从所给的框图反响可知①③是化合反响，与图中化合反响不同的实例可以是Si+CSiC。(2)假设甲常温下呈液态，A常温下是固态非金属单质，那么甲应为H2O，A应为C，故反响生成的化合物乙为CO。假设甲常温下呈液态，A常温下是气态非金属单质，那么乙的电子式为。(3)假设甲常温下呈气态，A是常见的金属单质，那么甲为CO2，A为Mg，其反响方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。(4)假设A、B属于同一主族的高硬度单质，那么A、B分别为C、Si，故A与甲反响(SiO2＋2CSi＋2CO↑)在工业上用来制取粗硅。
【答案】　(1)①③　Si＋CSiC
(2)CO　
(3)2Mg＋CO22MgO＋C
(4)制取粗硅
15．(连云港调研)SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相似性；Mg和Na的化学性质也具有一定的相似性。
Ⅰ.某兴趣小组用如以下列图所示装置进行Mg与SO2反响的实验。
(1)选择制取SO2的适宜试剂________。
①10%的H2SO4溶液　②80%的H2SO4溶液　③Na2SO3固体
④CaSO3固体
(2)写出装置B中发生的主要反响的化学方程式________________________。装置C中的NaOH溶液的作用是___________。
(3)你认为该装置是否有缺乏之处________。如果有，请指出错误________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

①工业上在高温时用C复原SiO2可制得Si　②Mg在点燃引发的条件下即可与SiO2反响　③金属硅化物与稀H2SO4反响生成硫酸盐与SiH4　④SiH4在空气中自燃
他们在研究报告中记载着：“……选用适宜的物质在适宜的条件下充分反响；再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、枯燥；最后称量……〞在用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，且“实验室制Si〞的产率也只有预期值的63%左右。
(4)该小组“实验室制Si〞的化学方程式是________________________________________________________________________。
(5)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花〞的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　(1)实验室中用Na2SO3固体和较浓硫酸制取SO2，SO2溶解度较大，故不能用稀硫酸，选择试剂②③。
(2)B管中镁与SO2反响类似于Mg与CO2的反响：SO2＋2Mg2MgO＋S；多余的SO2需用NaOH溶液吸收，以防止大气污染。
(3)该装置中生成的SO2需枯燥，同时B、C之间应加一个平安瓶防止倒吸，C装置应将胶塞去掉，以平衡气压。
(4)同理镁与SiO2反响为：2Mg＋SiO22MgO＋Si。
(5)根据题给信息，SiH4易自燃，故发现有爆鸣声和火花，其反响为：2Mg＋Si===Mg2Si；Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑；SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O。
金属镁与生成的硅继续反响得到硅化镁，硅化镁与硫酸反响生成的SiH4在空气中自燃。
【答案】　(1)②③
(2)SO2＋2Mg2MgO＋S　吸收多余的SO2，防止污染环境
(3)有　一是A、B之间缺少枯燥装置；二是B、C之间应加一个平安瓶防止倒吸；三是C装置没有与大气相通
(4)2Mg＋SiO22MgO＋Si
(5)金属镁与生成的硅继续反响得到硅化镁，硅化镁与硫酸反响生成的SiH4在空气中自燃(或用化学方程式说明：2Mg＋Si===Mg2Si；Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑；SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O)