（新課標(biāo)）2023屆高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)10無機(jī)非金屬材料的主角-硅配餐作業(yè)新人教版

PAGEPAGE1配餐作業(yè)(十)無機(jī)非金屬材料的主角——硅A組·全員必做題1．氣凝膠是一種世界上最輕的固體，也被稱為“固態(tài)煙〞，非常鞏固耐用，它可以承受相當(dāng)于自身重量幾千倍的壓力，最高能承受1400攝氏度的高溫，絕熱性能十分優(yōu)越，其主要成分是二氧化硅等。以下說法正確的選項是()A．該材料具有良好的導(dǎo)電性B．二氧化硅可用于制作光導(dǎo)纖維C．二氧化硅耐所有的酸或堿D．水泥的主要成分是二氧化硅解析氣凝膠的主要成分是二氧化硅，二氧化硅不導(dǎo)電，A項不正確；二氧化硅可溶于強(qiáng)堿和氫氟酸，C項不正確；水泥的主要成分是硅酸鹽，D項不正確。答案B2．我國成功發(fā)射了嫦娥一號探測衛(wèi)星，確定對月球土壤中14種元素的分布及含量進(jìn)行探測等。月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，僅月面表層5cm的沙土就含有鐵單質(zhì)上億噸，月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、鉀長石(KAlSi3O8)和橄欖石(Mg2Fe2Si2O8)等。以下說法或分析不正確的選項是()A．輝石、鉀長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B．鉀長石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·3SiO2C．橄欖石中鐵為＋2價D．輝石的氧化物形式為CaO·MgO·2SiO2解析B項，K、Al、Si的個數(shù)比為1∶1∶3，應(yīng)表示為K2O·Al2O3·6SiO2。答案B3．(2022·湖北八校聯(lián)考)如何解決好碳排放問題是關(guān)系到人類可持續(xù)開展的重大課題之一。目前，采用較多的方法是對二氧化碳進(jìn)行捕集封存和富集再利用。以下與二氧化碳有關(guān)的表達(dá)正確的選項是()A．CO2是形成酸雨的主要物質(zhì)B．CO2導(dǎo)致溫室效應(yīng)，是一種大氣污染物C．CO2(g)＋C(s)eq\o(=,\s\up17(高溫))2CO(g)ΔH>0，高溫有利于該反響自發(fā)進(jìn)行D．實驗室常用大理石與稀鹽酸或稀硫酸反響制取二氧化碳解析硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)，A項錯誤；CO2不屬于大氣污染物，B項錯誤；CO2(g)＋C(s)eq\o(=,\s\up17(高溫))2CO(g)為熵增的吸熱反響，當(dāng)ΔT＝ΔH－TΔS<0時，反響易自發(fā)進(jìn)行，故高溫有利于該反響自發(fā)進(jìn)行，C項正確；實驗室不能用稀硫酸與大理石反響制取二氧化碳，因為生成的硫酸鈣微溶，包裹在大理石的外表，會阻止大理石與稀硫酸接觸，使反響停止，D項錯誤。答案C4．?青花瓷?中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝〞“色白花青的錦鯉躍然于碗底〞等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個謎，近代科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍(lán)紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價)，以下關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的選項是()A．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B．性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色C．易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿D．x等于6解析“硅酸銅鋇〞能穩(wěn)定存在說明其性質(zhì)穩(wěn)定。不易脫色，不易與酸、堿反響?！肮杷徙~鋇〞中Ba為＋2價，Cu為＋2價，Si為＋4價，那么x＝6，用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2。A、B、D均正確。答案C5．(2022·泰州月考)將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后得到的固體物質(zhì)是()A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2解析將足量CO2氣體通入水玻璃中，發(fā)生反響：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3；加熱蒸干高溫灼燒時發(fā)生反響：H2SiO3eq\o(=,\s\up17(△))H2O＋SiO2,2NaHCO3eq\o(=,\s\up17(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O；SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，各反響物存在如下關(guān)系，H2SiO3～2NaHCO3，H2SiO3～SiO2,2NaHCO3～Na2CO3～SiO2，由上述關(guān)系可知，最后所得固體物質(zhì)是Na2SiO3，應(yīng)選A。答案A6．(2022·安徽合肥月考)?天工開物?記載：凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無沙粘(通“黏〞)土而為之〞，“凡坯既成，枯燥之后，那么堆積窯中燃薪舉火〞，“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法〞。以下說法錯誤的選項是()A．沙子和黏土主要成分為硅酸鹽B．“燃薪舉火〞使黏土發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化C．燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦D．黏土是制作磚瓦和陶瓷等的主要原料解析沙子的主要成分為SiO2，不屬于硅酸鹽，A錯誤；“燃薪舉火〞是使成型的黏土器皿發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化而制成陶器，B正確；燒制過程中鐵的化合物被氧化為氧化鐵，得到紅瓦，假設(shè)澆水那么發(fā)生復(fù)原反響得到氧化亞鐵而成為青瓦，C正確；磚瓦、陶瓷的主要原料是黏土，D正確。答案A7．(2022·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市月考)我國科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管，微觀結(jié)構(gòu)如圖。以下表達(dá)正確的選項是()A．SiO2與干冰的物理性質(zhì)相似B．SiO2耐腐蝕，不與任何酸反響C．工業(yè)上用SiO2制備粗硅D．光纖主要成分是SiO2，具有導(dǎo)電性解析SiO2熔點高，硬度大，而CO2熔點低，常溫下為氣體，A錯誤；SiO2能與氫氟酸發(fā)生反響，B錯誤；SiO2無導(dǎo)電性，D錯誤。答案C8．(2022·安徽省示范高中聯(lián)考)將硅、鐵物質(zhì)的量均為1mol的某種硅鐵合金粉末分別與以下溶液充分反響(溶液均過量)，放出氫氣最多的是()A．18.4mol·L－1H2SO4溶液B．1.5mol·L－1HCl溶液C．4mol·L－1HNO3溶液D．3mol·L－1NaOH溶液解析A、C中不能產(chǎn)生氫氣，1mol硅與足量的NaOH溶液可產(chǎn)生2mol氫氣，1mol鐵與鹽酸反響可產(chǎn)生1mol氫氣，故A、B、C均錯誤，D正確。答案D9．(2022·陜西西安一中月考)近年來科學(xué)家制造出大量的新物質(zhì)，對以下三種物質(zhì)的相關(guān)說法錯誤的選項是()石墨烯：從石墨中別離出來，是最薄、最堅硬的物質(zhì)石墨炔：平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的全碳分子，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性納米碳管：具有優(yōu)良的場發(fā)射性能，制作成陰極顯示管、儲氫材料A.石墨烯具有良好的導(dǎo)電性B．上述三種物質(zhì)與金剛石互為同素異形體C．石墨炔孔徑略大于H2分子的直徑，可作H2的提純薄膜D．上述三種物質(zhì)與濃硝酸都能發(fā)生反響，但反響產(chǎn)物不同解析石墨烯作為電導(dǎo)體，它和銅有著一樣出色的導(dǎo)電性，因此具有良好的導(dǎo)電性，A正確；題述三種物質(zhì)均為碳的單質(zhì)，與金剛石互為同素異形體，B正確；碳原子半徑大于氫原子，那么石墨炔孔徑大于H2分子的直徑，可以容納H2分子，那么石墨炔是理想的H2提純薄膜，C正確；題述三種物質(zhì)都是碳的單質(zhì)，在加熱條件下與濃硫酸都能發(fā)生反響，且反響產(chǎn)物相同，D錯誤。答案D10．(2022·皖南八校聯(lián)考)高純度晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體〞材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機(jī)的一場“革命〞。它可以按以下方法制備：SiO2eq\o(→,\s\up17(①C),\s\do15(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up17(②HCl),\s\do15(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up17(③過量H2),\s\do15(1000℃～1100℃))Si(純)以下說法正確的選項是()A．步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2＋Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋CO2↑B．步驟①②③中每生成或反響1molSi，轉(zhuǎn)移4mol電子C．二氧化硅能與氫氟酸反響，而硅不能與氫氟酸反響D．SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點67.6℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3解析步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑，A錯誤；步驟②③中每生成或反響1molSi，轉(zhuǎn)移2mol電子，B錯誤；硅能與氫氟酸反響生成SiF4和氫氣，C錯誤；D正確。答案D11．2010年5月15日，CCTV對“南澳一號〞沉船的考古進(jìn)行了兩個小時的現(xiàn)場直播，從沉船中發(fā)現(xiàn)了大量宋代精美瓷器，表達(dá)了燦爛的中華文明。青花瓷胎體的原料——高嶺土[Al2Si2O5(OH)x]，可摻進(jìn)瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是鉀長石(KAlSi3O8)，在1300℃左右一次燒成的釉可形成精美的青花瓷。(1)以下說法正確的選項是________(填選項字母)。A．高嶺土分子中x＝2B．鉀長石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液C．燒制青花瓷過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化D．青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品(2)在“南澳一號〞考古直播過程中，需用高純度SiO2制造的光纖。以下圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉、氧化鋁等雜質(zhì))制備二氧化硅粗產(chǎn)品的工藝流程。①洗滌石英砂的目的是___________________________。②二氧化硅與氫氧化鈉溶液反響的離子方程式是________________________________________________________________________。③在以上流程中，要將洗凈的石英砂研磨成粉末，目的是__________________________________。④工業(yè)上常用純潔石英砂與C在高溫下發(fā)生反響制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1。以下說法正確的選項是______(填選項字母)。A．SiC性質(zhì)穩(wěn)定，能用于制造抗高溫水泥B．制造粗硅時的反響為：2SiO2＋5Ceq\o(=,\s\up17(高溫),\s\do15())Si＋SiC＋4CO↑C．在以上流程中，將鹽酸改為NaOH溶液，也可到達(dá)目的D．純潔的SiO2只能用于制造光導(dǎo)纖維解析(1)選項A，根據(jù)化合價代數(shù)和等于零的原那么，可得：6＋8－10－x＝0，解得x＝4。選項B，鉀長石與鹽酸反響后不能形成澄清的溶液。選項C，根據(jù)水泥制造過程可推測出燒制青花瓷過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。選項D，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸鹽產(chǎn)品的特點，是硅酸鹽產(chǎn)品。(2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl雜質(zhì)，洗滌石英砂可使NaCl與SiO2別離。②SiO2與NaOH溶液反響生成Na2SiO3和H2O，據(jù)此可寫出相應(yīng)的離子方程式。③將純潔的石英砂研磨后能增大物質(zhì)的外表積，從而增大反響物與鹽酸的接觸面積，增大反響速率，提高生產(chǎn)效率。④選項A，根據(jù)SiC中元素的價態(tài)可知，SiC具有復(fù)原性，在高溫下仍能在O2中燃燒生成SiO2和CO2，因此不能用于制造抗高溫水泥。選項B，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1，根據(jù)原子守恒，可將題述信息轉(zhuǎn)化為如下反響：2SiO2＋5C=Si＋SiC＋4CO↑。選項C，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，無法實現(xiàn)二者的別離。選項D，純潔的SiO2還可用于制造光學(xué)玻璃等。答案(1)CD(2)①除去石英砂中的NaCl雜質(zhì)②SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O③增大反響物之間的接觸面積，增大反響速率，提高生產(chǎn)效率④B12．硅是無機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。(1)以下物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是________(填選項字母)。A．陶瓷 B．玻璃C．水泥 D．生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反響的化學(xué)方程式為______________________，工藝師常用________(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作__________。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反響制得，高溫熔融純堿時以下坩堝可選用的是__________(填選項字母)。A．普通玻璃坩堝B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩堝D．鐵坩堝(4)工業(yè)上常利用反響2C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑制備硅單質(zhì)，該反響中所含元素化合價升高的物質(zhì)是____________________(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是____________。解析(1)生石灰是CaO，為堿性氧化物且不含Si，不屬于硅酸鹽。(2)SiO2與NaOH溶液反響的化學(xué)方程式為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氫氟酸，因此工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又稱“水玻璃〞，具有阻燃的功能，因此可用作防火劑。SiO2和Na2CO3在高溫下反響生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反響，故不能用以上材質(zhì)的坩堝熔融純堿。(4)題給反響中C(碳)被氧化，SiO2中＋4價的硅被復(fù)原，因此SiO2作氧化劑。答案(1)D(2)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氫氟酸(3)防火劑D(4)CSiO2B組·重點選做題13.氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料，在航天航空、汽車發(fā)動機(jī)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路線圖如下所示。eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up17(焦炭/高溫),\s\do15(①))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up17(Cl2/723～773K),\s\do15(②))eq\x(SiCl4粗)eq\o(→,\s\up17(精餾),\s\do15(③))eq\x(SiCl4精)eq\o(→,\s\up17(NH3),\s\do15(④))eq\x(SiNH24)eq\o(→,\s\up17(高溫),\s\do15(⑤))eq\x(氮化硅)其中—NH2基團(tuán)中各元素的化合價與NH3相同。請答復(fù)以下問題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學(xué)反響方程式表示其原因_________________________________________________________________________________________________。(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化復(fù)原反響的是__________________________________________________________。(3)SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解，產(chǎn)生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學(xué)反響方程式為__________________________________________________________。(4)在反響⑤中，3molSi(NH2)4在高溫下加熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，那么氮化硅的化學(xué)式為________________。(5)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反響生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反響的化學(xué)方程式：______________________________________________________________________________________。解析石英砂不能與堿共同存放的實質(zhì)是SiO2與堿可以發(fā)生反響。反響①是石英砂與焦炭發(fā)生氧化復(fù)原反響；反響②是硅單質(zhì)與Cl2反響，也是氧化復(fù)原反響。SiCl4水解可以看做Si結(jié)合四個OH－生成H4SiO4，原硅酸不穩(wěn)定失水生成H2SiO3，Cl－結(jié)合H＋生成HCl。氮化硅的化學(xué)式可通過題目信息，運用質(zhì)量守恒求得。結(jié)合題給信息，SiCl4與N2、H2反響可得到Si3N4和HCl。答案(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(2)①②(3)SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓(假設(shè)寫H4SiO4也對)(4)Si3N4(5)3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si3N4＋12HCl14．媒體曾報道江蘇肯德基連鎖店在煎炸中添加濾油粉的情況，經(jīng)衛(wèi)生部門檢測，濾油粉實質(zhì)為食品級三硅酸鎂。三硅酸鎂為白色無味粉末，不溶于水和乙醇，易與無機(jī)酸反響。有關(guān)部門規(guī)定三硅酸鎂樣品中含水量不超過12.2%為優(yōu)良級。某化學(xué)小組欲測定三硅酸鎂的化學(xué)式(可用MgxSi3Oy·