第一部分第四章第一節一、選擇題1．(2023屆河北省故城縣高級中學高三9月月考)科學家提出硅是“21世紀的能源”，這主要是由于作為半導體材料的硅在太陽能發電過程中具有重要的作用。下列關于硅的說法中錯誤的是()A．自然界中硅元素的儲量豐富B．自然界中存在大量的單質硅C．高純度的硅被用作計算機芯片D．可用H2在高溫下還原SiCl4的方法得到高純硅解析：硅的存在和性質。A.自然界中有大量含有硅元素的物質，正確，不選A；B.硅是親氧元素，在自然界中沒有單質硅，錯誤，選B；C.硅是半導體，能做計算機芯片，正確，不選C；D.氫氣還原四氯化硅生成硅和氯化氫，能制取高純度的硅，正確，不選D。答案：B2．(2023屆寧夏回族自治區銀川一中高三月考)下列說法中正確的是()A．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑可知，酸性H2SiO3>H2CO3B．氫氟酸需要密封存放在橡膠塞的玻璃試劑瓶中C．向硅酸鈉溶液中加入鹽酸產生白色沉淀，過量時沉淀溶解D．瓷坩堝、氧化鋁坩堝均不可作為融化NaOH固體的裝置解析：考查強酸制弱酸的原理，氫氟酸的性質與保存，硅及其化合物的性質。A.強酸制弱酸都是在溶液中進行的反應，而SiO2與Na2CO3是高溫下的反應，生成CO2氣體逸出，有利于反應的進行，與最高價含氧酸的酸性無關，A項錯誤；B.氫氟酸與玻璃中的成分反應，氫氟酸需要密封存放在橡膠塞的塑料試劑瓶中，B項錯誤；C.向硅酸鈉溶液中加入鹽酸產生白色沉淀硅酸，硅酸與鹽酸不反應，過量時沉淀不溶解，C項錯誤；D.瓷坩堝、氧化鋁坩堝都和NaOH反應，故均不可作為融化NaOH固體的裝置，D項正確；答案選D。答案：D3．(2023屆福建省八縣一中高三上學期期中測試)下列說法正確的數目是()①二氧化硅具有良好的半導體特性，故而可用作光導纖維②硅酸鈉為鹽，非堿類物質，故可用玻璃瓶盛裝③高溫下SiO2能與Na2CO3固體反應生成Na2SiO3和CO2，說明硅酸酸性強于碳酸④硅溶于氫氧化鈉溶液，只有水作氧化劑，NaOH既非氧化劑也非還原劑A．1B．2C．3D．4解析：二氧化硅不導電，①錯誤；硅酸鈉為鹽，非堿類物質，但Na2SiO3為粘合劑，故不可用帶玻璃塞得玻璃瓶盛裝，②錯誤；碳酸酸性強于硅酸，③錯誤；硅與氫氧化鈉溶液反應的實質是：Si＋4H2O=H4SiO4＋2H2↑，H4SiO4＋NaOH=Na2SiO3＋3H2O，氫氧化鈉既不做還原劑也不做氧化劑，④正確。答案：A4．(2023·西師大附中、臨川一中聯考)北京大學和中國科學院的化學工作者已成功研制出堿金屬與C60形成的球碳鹽K3C60，實驗測知該物質屬于離子化合物，具有良好的超導性。下列有關分析正確的是()A．K3C60中只有離子鍵 B．K3C60中不含共價鍵C．該晶體在熔融狀態下能導電 D．C60與12C互為同素異形體解析：本題考查物質中的化學鍵、晶體性質、同素異形體等。A項，K3C60中既有離子鍵，也有共價鍵，錯誤；B項，K3C60中含共價鍵，錯誤；C項，該晶體是離子化合物，熔融狀態下離子能自由移動，能導電，正確；D項，C60是單質，12C是原子，不能互稱同素異形體，錯誤。答案：C5．(2023·吉林省吉林市期末檢測)下列物質①氫氟酸，②濃硫酸，③氫氧化鈉溶液，④碳酸鈉固體，⑤氧化鈣，⑥濃硝酸，在一定條件下能與SiO2反應的有()A．①②⑥ B．全部C．②③⑥D．①③④⑤解析：本題考查SiO2的有關性質。SiO2不與強酸反應，但常溫下可以與氫氟酸反應，也可以溶于氫氧化鈉溶液，在加熱條件下還可以與碳酸鈉、氧化鈣反應。答案：D6.(2023·海口調研)英國科學家研制出一種名叫“干水”的物質(如圖)，“干水”的每一個顆粒都包含一個水滴，這個水滴周圍包裹著一層沙質硅膜。這種糖粉狀物質的最大特色就是具有強力吸收二氧化碳的能力，具有極高的商業價值。下列敘述正確的是()A．“干水”就是“干冰”B．“干水”是一種糖類物質C．沙質硅膜能耐所有的酸堿腐蝕D．“干水”的應用有利于緩解溫室效應解析：本題考查化學信息，考查考生理論聯系實際的能力。由題意可知，“干水”為混合物，則A、B項錯誤；二氧化硅能與強堿反應，也能與HF反應，C錯誤；“干水”能吸收二氧化碳，D正確。答案：D7．(2023·云南師大附中月考)下列說法不正確的是()A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可與NaOH溶液反應B．SiO2不能與任何酸發生反應C．SiO2和CO2在一定條件下，均可與CaO發生反應D．SiO2不溶于水，而CO2可與水反應，生成H2CO3解析：本題考查SiO2、CO2的性質，考查考生對SiO2、CO2性質的理解能力。A項，SiO2、CO2均為酸性氧化物，均可與NaOH溶液反應；B項，SiO2可以與氫氟酸(HF)反應，生成SiF4和H2；C項，SiO2、CO2均為酸性氧化物，均可與CaO反應；D項，SiO2不溶于水，CO2能與水反應生成H2CO3。答案：B8．高純度單晶硅是典型的無機非金屬材料，又稱“半導體”材料，它的發現和使用曾引起計算機的一場“革命”。這種材料可以按下列方法制備：SiO2eq\o(→,\s\up7(①C),\s\do5(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③過量H2),\s\do5(1000℃～1100℃))Si(純)下列說法正確的是()A．步驟①的化學方程式為SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋CO2↑B．步驟①②③中每生成或反應1molSi，轉移4mol電子C．二氧化硅能與氫氟酸反應，而硅不能與氫氟酸反應D．SiHCl3(沸點℃)中含有少量的SiCl4(沸點℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3解析：本題主要考查無機化合物的知識。A項，錯誤，正確的為2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑；B項，②③中每反應或生成1molSi時，轉移2mol電子，錯誤；C項，硅與氫氟酸反應，錯誤；D項，二者沸點相差很大，可用蒸餾方法分離，正確。答案：D9．(2023·哈爾濱三中測試)有一粗硅中含有鐵雜質，取等質量的該樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的氫氧化鈉溶液中，放出氫氣的物質的量之比為1∶8，則該粗硅中鐵和硅的關系正確的是(已知Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑)()A．質量比為1∶4 C．物質的量之比為1∶4B．質量比為1∶8 D．物質的量之比為1∶2解析：本題主要考查Si的化學性質。Si與鹽酸不反應，Fe與NaOH溶液不反應。由化學方程式Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，和Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑可知，當氫氣的物質的量之比為1∶8時，Fe與Si之間的關系式為Fe～4Si，即二者的物質的量之比為1∶4，質量之比為1∶2。答案：C10．用足量的CO還原g某鉛氧化物，把生成的CO2全部通入到過量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后質量為g，則此鉛氧化物的化學式是()A．PbOB．Pb2O3C．Pb3O4D．PbO2解析：本題主要考查CO、CO2的性質。由題意可知，此氧化物中n(O)＝n(CO)＝n(CO2)＝n(CaCO3)＝eq\fg,100g·mol－1)＝mol，n(Pb)＝eq\fg－mol·16g·mol－1,207g·mol－1)＝mol，n(Pb)∶n(O)＝mol∶008mol＝3∶4，故此氧化物的化學式為Pb3O4。答案：C11．(2023·宜昌調研)下列物質的主要成分、用途對應正確的是()選項ABCD物質加碘食鹽石英砂漂白液食用植物油主要成分KIO3SiO2NaClO飽和高級脂肪酸甘油酯用途預防碘缺乏病作太陽能電池作消毒劑重要營養物質解析：本題考查化學與生活的聯系，意在考查考生對生活中物質的組成及用途的掌握情況。加碘食鹽的主要成分是NaCl，含有少量的KIO3，A項錯誤；Si可用于制作太陽能電池，而SiO2不能，B項錯誤；漂白液的主要成分是NaClO，用途是作消毒劑，C項正確；食用植物油的主要成分是不飽和高級脂肪酸甘油酯，D項錯誤。答案：C12．(2023屆湖南省益陽市箴言中學高三上學期第二次模擬)青石棉是一種致癌物質，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學品之一，其化學式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液處理時，還原產物只有NO，下列說法不正確的是()A．青石棉是一種硅酸鹽材料B．青石棉能完全溶于足量硝酸中，得到澄清透明溶液C．青石棉的化學組成可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD．1mol青石棉能還原含1molHNO3的稀硝酸解析：A.硅酸鹽指的是硅、氧與其它化學元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結合而成的化合物的總稱，所以青石棉是一種硅酸鹽產品，故A正確；B.二氧化硅和硝酸不反應，所以Na2Fe5Si8O22(OH)2不能完全溶于足量硝酸中，故B錯誤；C.硅酸鹽寫成氧化物形成的先后順序為：活潑金屬氧化物、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化學組成用氧化物的形式可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，故C正確；D.據根據氧化還原反應中得失電子相等，1mol青石棉中有3molFe2＋被氧化成Fe3＋，能將1molHNO3還原成NO，故D正確。故答案選B。答案：B13．(2023·河南八市聯考)A是一種常見的單質，B、C為中學常見的化合物，A、B、C均含有元素X，它們有如圖所示的轉化關系(部分產物及反應條件已略去)。下列判斷正確的是()A．X元素可能為Al B．X元素可能為SiC．反應①和②互為可逆反應 D．反應①和②一定為氧化還原反應解析：本題主要考查了常見元素及其化合物之間的轉化、可逆反應與氧化還原反應的含義等，意在考查考生的綜合判斷能力。若X元素為Al，則A為Al單質，Al與OH－反應生成AlOeq\o\al(－,2)與H2，H2是單質，且不滿足A、B、C均含有元素X，A項錯誤；同理知B項錯誤；由可逆反應的定義知C項錯誤；反應①為單質(A)生成化合物(B、C)的反應，反應②為化合物(B、C)生成單質(A)的反應，故反應①和②一定為氧化還原反應，D項正確。答案：D二、非選擇題14．(2023屆浙江省建人高復學校高三上學期第二次月考)硅是信息產業、太陽能電池光電轉化的基礎材料。鋅還原四氯化硅是一種有著良好應用前景的制備硅的方法，該制備過程示意圖如下：eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(焦炭/高溫),\s\do5(Ⅰ))eq\x(Si粗)eq\o(→,\s\up7(Cl2/300℃),\s\do5(Ⅱ))eq\x(SiCl4)eq\o(→,\s\up7(Zn/高溫),\s\do5(Ⅲ))eq\x(高純硅)(1)硅元素位于元素周期表的第________周期________族。(2)已知反應Ⅰ得到的粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質的量之比為2∶1。寫出制造粗硅時的反應方程式________________。SiC熔融時不導電，工業上常用作耐火和高溫爐的材料，由此推知，它屬于________晶體。(3)因為SiCl4遇水劇烈水解生成SiO2和一種酸，所以整個制備過程必須嚴格控制無水條件。在干燥Cl2時，從有利用充分干燥和操作安全的角度考慮，需將約90℃的潮濕氯氣先冷卻至12℃，然后通入到濃H2SO4中。冷卻的作用是________________。解析：(1)硅元素位于元素周期表的第三周期ⅣA族。(2)3SiO2＋7Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Si＋SiC＋6CO↑；SiC熔融時不導電，推知，它屬于原子晶體。(3)如果不降低溫度，則水蒸氣會被濃硫酸稀釋，降低濃硫酸的吸水性，所以冷卻的作用是使水蒸氣冷凝，減少進入濃硫酸的水，保持濃硫酸持續的吸水性，同時降低放出的熱量。答案：(1)三ⅣA(2)3SiO2＋7Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Si＋SiC＋6CO↑原子(3)使水蒸氣冷凝，減少進入濃硫酸的水，使濃硫酸能保持持續的吸水性，同時降低放出的熱量15．(2023屆河南省三門峽市陜州中學高三高考仿真訓練)硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發由來已久，在現代生活中有廣泛應用。回答下列問題：(1)1810年瑞典化學家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時，得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是________。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中生產普通玻璃的主要原料有________。(3)高純硅是現代信息、半導體和光伏發電等產業都需要的基礎材料。工業上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應如下：發生的主要反應電弧爐SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(1600～1800℃))Si＋2CO↑流化床反應器Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃))SiHCl3＋H2還原爐SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1100～1200℃))Si＋3HCl①用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產碳化硅，該反應的化學方程式為______________________，碳化硅又稱________，其晶體結構與________相似。②在流化床反應的產物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關物質的沸點數據如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和________。物質SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點/℃2355－－－③SiHCl3極易水解，其完全水解的產物為________。(4)氯堿工業可為上述工藝生產提