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文檔簡介

PAGE10-硅無機非金屬材料1.硅的氧化物及硅酸鹽構成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。在無機非金屬材料中,硅始終扮演著主角。下面幾種物質中含有硅單質的是()A.

B.

C.

D.2.下列有關硅的敘述中,正確的是()A.工業(yè)上通常以為原料,用氧化劑與其反應制備單質硅B.硅是構成礦物和巖石的主要元素,硅在地殼中的含量在全部元素中居第一位C.硅的化學性質不活潑,在自然界中可以游離態(tài)存在D.硅在電子工業(yè)中,是重要的半導體材料3.光導纖維傳感器是二十世紀七十年頭快速發(fā)展起來的一種新型傳感器,其特點是靈敏度高、結構簡潔、體積小、耗電量少、耐腐蝕、絕緣性好、光路可彎曲等。下列有關光導纖維的推斷正確的是()A.光導纖維的主要成分是晶體硅 B.光導纖維的主要成分是無定形硅

C.光導纖維在常溫下性質穩(wěn)定 D.光導纖維利用其導電性傳輸信號4.由二氧化硅制高純硅的流程如下,下列推斷中錯誤的是()A.①②③均屬于氧化還原反應 B.和HCl均可循環(huán)利用

C.是一種堅硬難熔的固體 D.摩爾質量為135.5g5.如圖為某石英晶體的平面結構示意圖,它事實上是立體網(wǎng)狀結構(可以看作晶體硅中的每個Si—Si鍵中插入一個O)。在石英晶體中,氧原子與硅原子的個數(shù)的比值和由硅原子、氧原子構成的最小環(huán)上Si、O的原子個數(shù)之和分別是()

A.18 B.212 C.1/28 D.1/2126.下列關于硅酸的敘述,錯誤的是()A.硅酸是一種很弱的酸

B.硅酸可由二氧化硅與水反應制得

C.硅酸不穩(wěn)定,加熱脫水會生成二氧化硅

D.硅酸可以由可溶性硅酸鹽與鹽酸反應制得7.硅被譽為無機非金屬材料的主角。有科學家提出硅是“21世紀的能源”、“將來的石油”。下列有關說法正確的是()A.硅在地殼中的含量居其次位,在地球上有豐富的硅資源,如石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是單質硅

B.在野外,用硅、燒堿的混合物可以制取氫氣

C.硅的性質穩(wěn)定,不與任何酸反應

D.硅是一種良好的半導體材料,所以硅是制造光導纖維的基本原料8.下列關于反應的敘述正確的是()A.由可推知硅的非金屬性比碳強

B.由可推知的酸性比強

C.由可推知碳的非金屬性比硅強

D.由可推知的酸性比強9.光導纖維的主要成分是二氧化硅,下列關于二氧化硅的說法正確的是()A.二氧化硅是酸性氧化物,因此能與水反應生成硅酸B.用二氧化硅和焦炭制取單質硅時,當生成2.24L氣體(標準狀況下)時,得到2.8g硅C.二氧化硅制成的光導纖維,由于導電實力強而被用于制造光纜D.二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應,但能與碳酸鈉固體在高溫條件下發(fā)生反應10.能證明比酸性強的試驗事實是()A.比受熱易分解

B.高溫下能發(fā)生反應

C.能溶于水生成碳酸,而卻不溶于水

D.通入溶液中有膠狀沉淀生成11.下列應用利用的是含硅物質的氧化性的是(

)A.用硅制造集成電路、晶體管等半導體器件

B.在野外,用硅、消石灰、燒堿的混合物制取氫氣:Si+Ca(OH)2+2NaOHNa2SiO3+CaO+2H2↑

C.金剛砂的制備:SiO2+3CSiC+2CO↑

D.單質硅的制備:SiO2+2CSi+2CO↑12.A、B、C、D、E代表的物質為單質或化合物,它們之間的相互轉化關系如圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質,其晶體結構與金剛石相像。請回答:(1)單質A的化學式為_______________________,它的最高化合價為___________。(2)B的化學式為_________________________,B和碳反應生成A和E的化學方程式是_________________________。(3)C的化學式為___________________,D的化學式為________________________。13.把河沙(主要成分是)與鎂粉按肯定質量比(質量比略大于15:24)混合勻稱,裝入試管中加熱大約1min后發(fā)生猛烈反應,生成一種白色固體化合物和一種硅化物,待生成的混合物冷卻后放入盛有稀硫酸的燒杯中,馬上產生氣泡并伴有爆炸聲,產生的氣體是一種能在空氣中自燃的氣態(tài)氫化物。

(1)寫出河沙與鎂粉在加熱條件下發(fā)生反應的化學方程式:_______________________________。

(2)生成的混合物放入稀硫酸中,產生的氣體是_________________(填分子式)。

(3)用化學方程式表示產生“爆炸聲”的緣由:___________________________________________。14.幾種含硅元素的物質之間的相互轉化關系如圖所示:試推斷:1.寫出下列各種物質的化學式:A________________.B________________,C________________,D________________。2.寫出下列反應的離子方程式:①A→D_______________________________________;②D→C_______________________________________。3.寫出下列反應的化學方程式:B→E_________________________________________。15.氮化硅()是一種新型陶瓷材料,它可用石英與焦炭在高溫的氮氣流中反應制得,依據(jù)題意完成下列各題:1.配平化學反應方程式。__________________________________________________2.為了保證石英和焦炭盡可能地轉化,氮氣要適當過量。某次反應用了20氮氣,反應生成了5一氧化碳,此時混合氣體的平均相對分子質量是__________。3.分析反應可推想碳、氮氣的氧化性:__________(填“<”“>”或“=”)。4.氮化硅陶瓷的機械強度高,硬度接近于金剛玉(),熱穩(wěn)定性好,化學性質穩(wěn)定。以下用途正確的是

。A.可以在冶金工業(yè)上制成坩堝、鋁電解槽襯里等設備

B.在電子工業(yè)上制成耐高溫的電的良導體

C.研發(fā)氮化硅的全陶發(fā)動機替代同類型金屬發(fā)動機

D.氮化硅陶瓷的開發(fā)受到資源的限制,沒有發(fā)展前途16.鋁是一種應用廣泛的金屬,工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。鋁土礦的主要成分是Al2O3,含有雜質SiO2、Fe2O3、MgO。工業(yè)上從鋁土礦中提煉Al2O3并制取鋁的流程如下:

請回答下列問題:

1.鋁與NaOH溶液反應的離子方程式為__________。

2.中涉及分別溶液與沉淀的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、__________。

3.反應1涉及的化學方程式有__________、__________。濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是__________(填化學式)。

4.向濾液Ⅱ中通入氣體A為__________,生成沉淀B的離子方程式為__________。

答案以及解析1.答案:C解析:A.瑪瑙的主要成分是二氧化硅,故A錯誤;

B.光導纖維的主要成分是二氧化硅,故B錯誤;

C.太陽能電池板的主要成分是硅單質,故C正確;

D.水晶的主要成分是二氧化硅,故D錯誤.

故選C.2.答案:D解析:A項中與還原劑反應制單質硅,錯誤;硅在地殼中含量為其次位,B錯誤;硅在自然界中以化合態(tài)存在,C錯誤。3.答案:C解析:光導纖維的主要成分是二氧化硅,A、B項錯誤;常溫下,二氧化硅性質穩(wěn)定,C項正確;不導電,D項錯誤。4.答案:D解析:反應①②③中,都有元素化合價的升降,均屬于氧化還原反應,A正確;生成的和HCl分別在反應③②中應用,B正確;的熔沸點很高,C正確;摩爾質量的單位是,D錯誤。5.答案:B解析:由石英晶體的平面結構可知(當然立體網(wǎng)狀結構也一樣),每個Si四周結合4個O,而每個O四周結合2個所以石英晶體中氧原子和硅原子個數(shù)之比為2:1,由于石英晶體是立體網(wǎng)狀結構,可以看成晶體硅中的每個Si—Si鍵上插有一個O(如圖所示),因此存石英晶體中,由硅原子、氧原子構成的最小環(huán)上具有的Si、O的原子個數(shù)之和是12(6個Si和6個O),故B項正確。

6.答案:B解析:硅酸是一種比碳酸還弱的酸,二氧化硅對應的酸雖然是硅酸,但是由于二氧化硅不溶于水,也不與水反應,所以B項錯誤;硅酸不穩(wěn)定,加熱會脫水,生成二氧化硅;D項中是較強的酸與較弱的酸的鹽溶液反應生成較強的酸的鹽和較弱酸的復分解反應,這是該類復分解反應發(fā)生的條件。7.答案:B解析:石英水晶、瑪瑙的主要成分均為,A項錯誤;,B項正確;硅能與HF反應,C項錯誤;二氧化硅是制造光導纖維的基本原料,D項錯誤。8.答案:C解析:本題的易錯之處一是依據(jù)反應式認為硅的非金屬性比碳強,錯選A;二是依據(jù)反應式、認為的酸性比強,錯選B、D。A項,硅的非金屬性比碳弱;B、D項,反應均是在非溶液狀態(tài)下進行的,因此無法推斷與的酸性強弱;C項,碳酸與硅酸鈉溶液反應生成硅酸說明的酸性比強,由此可知碳的非金屬性比硅強,C項正確。9.答案:D解析:不能溶解于水,A項錯誤;由可知,生成2molCO時得到28gSi,B項錯誤;能用于制造光纜的緣由是二氧化硅具有傳導光的性質,C項錯誤。10.答案:D解析:A項僅能證明比穩(wěn)定,A項不正確;B項中的反應不是在水溶液中進行的,不能用它來推斷與的酸性強弱,B項不正確;D項,,酸性較強的制得酸性較弱的,D項正確。11.答案:D解析:本題易錯選C項,制備金剛砂時,硅元素的化合價沒有發(fā)生改變,所發(fā)生的氧化還原反應中的氧化劑和還原劑均是碳,C項錯誤;用硅制造集成電路、晶體管等半導體器件,利用的是硅的導電性,A項錯誤;在野外,用硅、消石灰、燒喊的混合物制取氫氣,在反應中硅元素的化合價上升,利用的是硅的還原性.B項錯誤;單質硅的制備反應中硅元素的化合價降低,利用的是二氧化硅的氧化性,D項正確12.答案:(1)Si;+4(2);(3);解析:這是一道關于元素及其化合物的推斷題,其中“A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質”是該題的“題眼”。由該“題眼”可知A是Si。分析題圖,結合B能生成C、D、E,可以推出B是,E是CO,C是,D是。13.答案:(1)

(2);(3)解析:(1)Mg與在加熱條件下反應生成MgO和。

(2)與反應生成的氣體為硅烷()。

(3)與反應生成和。14.答案:1.Si;;;;2.①②3.解析:A、B、C、D、E、F均為含硅元素的物質,要推斷這些物質,必需選定其中一種作為突破口。從圖中分析,B物質涉及與其他物質的關系最多,其位置關系最為關鍵,且其中有明顯的性質特征。B物質可與反應生成鈉鹽D,故B可能為或硅酸,但硅酸不行能由某種物質通過高溫強熱的方法制取,故B只能為與碳在強熱條件下反應可制得單質硅。而單質硅可與NaOH溶液在室溫下反應生成。所以A為Si,D為向溶液中通入,將析出硅酸()。無論是在中加入溶液,還是和在高溫下反應,或者與CaO共熱,都將得到固體。由此可知E為加熱分解為,C。15.答案:1.3;6;2;1;6;2.28;3.<;4.ac>解析:1.依據(jù)方程式可知,碳元素的化合價從0價上升到+2價,而氮元素的化合價從0價降低到-3價,所以依據(jù)電子的得失守恒可知,配平后的化學計量數(shù)依次是3、6、2、1、6。

2.氮氣是過量的,所以混合氣體是氮氣和一氧化碳的混合氣體,但由于二者的相對分子質量都是28,所以混合氣體的平均相對分子質量還是28。

3.在反應中作氧化劑,作還原劑,將氧化為,所以氧化性。

4.氮化硅不是電的良導體,選項B不正確;氮化硅的發(fā)展有廣袤的發(fā)展前景,選項D不正確,選項A、C是正確的,因此答案選A、C。16.答案:1.2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑(或2Al+2OH?+6H2O=2[Al(OH)4]?+3H2↑)

2.漏斗;3.Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

(或Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4])

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

CaSiO3

4.CO2

AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-(或[Al(OH)4]?+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-)解析:1.鋁與NaOH溶液反應的離子方程式為2Al+2H2O+2OH-=2AlO2

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