高一化學無機非金屬材料素質能力提高競賽綜合測試第I卷（選擇題）一、單選題1．甲、乙、丙、丁、戊五種物質是中學化學常見的物質，其中甲、乙均為單質，它們的轉化關系如圖所示(某些條件和部分產物已略去)。下列說法正確的是A．若甲可以與NaOH溶液反應放出H2，則丙一定是兩性氧化物B．若甲為短周期中最活潑的金屬，且戊為堿，則丙生成戊一定是氧化還原反應C．若丙、丁混合產生大量白煙，則乙一定會使高錳酸鉀溶液褪色D．若甲、丙、戊都含有同一種元素，則三種物質中，該元素的化合價由低到高的順序可能為甲<丙<戊【答案】D【詳解】A．甲為單質，若甲可以與溶液反應放出H2，則甲為Al或Si，所以丙可能是氧化鋁，也可能是二氧化硅，不一定是兩性氧化物，A錯誤；B．若甲為短周期中最活潑的金屬，且戊為堿，則甲為Na，乙為氧氣，所以丙可以為氧化鈉或過氧化鈉，當丙為氧化鈉時，丙生成戊不是氧化還原反應，B錯誤；C．丙、丁混合產生白煙，則丙、丁可為和NH3或HNO3和NH3等，甲、乙均為單質，則乙可能是氯氣、氫氣或氮氣，都不能使高錳酸鉀溶液褪色，C錯誤；D．若甲、丙、戊含有同一種元素，例如當甲為S、乙為氧氣、丙為二氧化硫、丁為等具有強氧化性的物質、戊為硫酸時，則含S元素的物質中S的化合價由低到高的順序為甲＜丙＜戊，D正確；故選D。2．解釋下列事實的化學方程式或離子方程式正確的是A．用石英和焦炭制取粗硅：SiO2+CSi+CO2B．氫氟酸雕刻玻璃發生的離子反應：4H++4F-+SiO2=SiF4↑+2H2OC．將氧化鐵溶于氫碘酸的離子反應：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2OD．單質鋁溶于燒堿溶液中：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑【答案】D【詳解】A．工業生產中焦炭為足量的炭變為CO，方程式為，A項錯誤；B．HF為弱酸不拆開，方程式為4HF+SiO2=SiF4↑+H2O，B項錯誤；C．HI為還原性強酸，I-與Fe3+發生氧化還原反應方程式為Fe2O3+6H++2I-=2Fe2++I2+H2O，C項錯誤；D．Al為兩性金屬既能與酸反應也能與強堿進行反應，反應方程式為2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，D項正確；答案選D。3．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大，W、Z同主族，X原子的最外層電子數是Y原子最外層電子數的6倍。p、q、r分別為W、X、Z的單質，s、t、u為W、X、Z三種元素形成的二元化合物，上述物質的轉化關系如圖所示(反應條件略去)，下列說法不正確的是A．原子半徑：Y>Z>W>XB．反應①可用于工業上制備Z的單質C．s、t、u均能與Y的最高價氧化物對應的水化物的溶液反應D．X、Y、Z三種元素形成的一種化合物的水溶液可做木材防火劑【答案】C【分析】X原子最外層電子數為Y原子最外層電子數的6倍，根據最外層電子數不超過8原則，X最外層電子數只能為6，Y最外層電子數只能為1，又X之前還有W元素，之后還有兩種元素，故X只能為O，則Y為Na，根據原子序數關系，q為X元素單質，則q為O2，W可能為Be、B、C、N，對應同族Z可能為Mg、Al、Si、P，由圖示知，W、O、Z三種元素形成的一種二元化合物能與O2反應，聯想W、Z的可能情況，推測t為CO，則u為CO2，即W為C，則Z為Si，則p為C，r為Si，由反應①制得Si，聯想到工業制Si反應：2C+SiO2Si+2CO↑，則s為SiO2，p(C)能與u(CO2)在高溫下反應生成t(CO)，推測合理，綜上所述：W為C、X為O、Y為Na、Z為Si?！驹斀狻緼．Y、Z電子層為三層，其半徑大于電子層為兩層的W、X，電子層相同時，核電荷數越大，半徑一般越小，故四種原子半徑順序為：Y>Z>W>X，故A正確；B．由分析知，工業上可利用反應①制備Si，故B正確；C．Y的最高價氧化物的水化物為NaOH，t(CO)與NaOH溶液不反應，故C錯誤；D．X、Y、Z形成的Na2SiO3溶液可作木材防火劑，故D正確；答案選C。4．新中國成立70年來，我國在載人飛船、北斗衛星、高鐵、5G技術等領域取得了舉世矚目的成就。它們均與化學有著密切聯系。下列說法正確的是A．“神舟十一號”宇宙飛船返回艙外表面使用的高溫結構陶瓷是新型無機非金屬材料，其主要成分是硅酸鹽B．國慶閱兵中出現的直－20直升機使用了大量的新型材料，其中鋰鋁合金屬于金屬材料C．截止2019年11月我國光纜線路總長超過三千萬公里，光纖的主要成分是碳化硅D．我國2020年發射的首顆火星探測器，其太陽能電池帆板的材料是二氧化硅【答案】B【詳解】A.高溫結構陶瓷分為氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷，其主要成分不是硅酸鹽，故A錯誤；B.鋰鋁合金屬于合金，為金屬材料，故B正確；C.光纖的主要成分是二氧化硅，故C錯誤；D.太陽能電池帆板的材料是單晶硅，故D錯誤。故答案選：B。5．是硅酸鹽水泥的重要成分之一，其相關性質的說法不正確的是A．可發生反應：B．具有吸水性，需要密封保存C．能與，反應生成新鹽D．與足量鹽酸作用，所得固體產物主要為【答案】D【分析】將Ca3SiO5改寫為氧化物形式后的化學式為：3CaO·SiO2，性質也可與Na2SiO3相比較，據此解答。3SiO5與NH4Cl反應的方程式為：Ca3SiO5+4NH4ClCaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O，A正確；B.CaO能與水反應，所以需要密封保存，B正確；C.亞硫酸的酸性比硅酸強，當二氧化硫通入到Ca3SiO5溶液時，發生反應：3SO2+H2O+Ca3SiO5=3CaSO3+H2SiO3，C正確；D.鹽酸的酸性比硅酸強，當鹽酸與Ca3SiO5反應時，發生反應：6HCl+Ca3SiO5=3CaCl2+H2SiO3+2H2O，D不正確；故選D。6．現代社會的發展與進步離不開材料，下列有關說法不正確的是A．碳化硅是一種新型陶瓷材料，具有耐高溫耐磨的特點B．晶體硅是一種半導體材料，常用于制造光導纖維C．硬鋁是一種鋁合金，是制造飛機和飛船的理想材料D．石墨烯是一種新型無機非金屬材料，具有高電導率的特點【答案】B【詳解】A．碳化硅陶瓷具有抗氧化性強，耐磨性好，硬度高，熱穩定性好，高溫強度大，屬于新型無機非金屬材料，故A正確；B．晶體硅是良好的半導體材料，常用于制造芯片，常用于制造光導纖維的是二氧化硅，而不是硅，故B錯誤；C．硬鋁是鋁和其他金屬或非金屬形成的一種鋁合金，具有密度小，強度大，是制造飛機和飛船的理想材料，故C正確；D．石墨烯是一種新型無機非金屬材料，石墨是良好的導體，石墨烯有獨特的結構，具有優良的導電、導熱性能，故D正確；故選：B。7．我國是歷史悠久的文明古國。下列敘述錯誤的是A．西安兵馬俑表面的“藍”，又稱“中國紫”，主要成分是硅酸銅鋇(含有PbO)，其中的硅元素不是以形式存在的B．敦煌壁畫顏料中含有的青金石，其分子式為，屬于硅酸鹽C．廣東嶺南“南越武王”趙佗漢墓出土的銅錢表面的綠色斑點或斑塊，主要成分是堿式碳酸銅D．中國古代瓷器的“紅釉”，“釉汁細膩，光潤勻凈，色如胭脂”，其主要成分為，不可能含有銅元素【答案】D【詳解】A．西安兵馬俑表面的“藍”，又稱“中國紫”，主要成分是硅酸銅鋇(含有PbO)，其中的硅元素以硅酸鹽的形式存在，故A正確；B．敦煌壁畫顏料中含有的青金石，其分子式為，屬于鋁硅酸鹽，故B正確；C．銅在潮濕空氣中易生成綠色堿式碳酸銅，廣東嶺南“南越武王”趙佗漢墓出土的銅錢表面的綠色斑點或斑塊，主要成分是堿式碳酸銅，故C正確；D．中國古代瓷器的“紅釉”，“釉汁細膩，光潤勻凈，色如胭脂”，其主要成分為，可能含有紅色Cu2O，故D錯誤；選D。8．在無機非金屬材料中，硅一直扮演著重要的角色。下列說法正確的是A．碳化硅(俗稱石英砂)可用作變壓器鐵芯B．SiO2屬于兩性氧化物，可以與HF反應：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OC．CO2和SiO2都能與碳反應，且都作氧化劑D．高溫下，能發生SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑，可以證明H2SiO3的酸性大于碳酸【答案】C【詳解】A．變壓器鐵芯一般都是用硅鋼片制做的，硅鋼是一種含硅（硅也稱矽）的鋼，其含硅量在0.8～4.8%，并不是碳化硅，A錯誤；B．兩性氧化物是指遇強酸呈堿性，遇強堿呈酸性的氧化物，既能與酸作用，又能與堿作用，SiO2不屬于兩性氧化物，屬于酸性氧化物，B錯誤；C．CO2和碳在高溫下能反應生成CO，CO2中C的化合價由+4價降低到+2價，作氧化劑，SiO2和碳高溫下能反應生成Si和CO，SiO2中Si的化合價由+4價降低到0價，作氧化劑，C正確；D．高溫下能反應不是利用強酸制備弱酸原理，是因為生成了氣體CO2，并且碳酸的酸性大于硅酸，D錯誤；故答案為：C。9．綿陽博物館位于富樂山西麓，館內藏品3萬余件，其中包括東漢青銅搖錢樹、清帶套五彩高足瓷碗、宋蓮瓣紋高足銀碗、西漢漆木馬等文物。下列有關敘述錯誤的是A．青銅搖錢樹表面綠色物質主要成分屬于鹽類B．陶瓷是以作為主要原料經高溫燒結而成C．蓮瓣紋高足銀碗表面因被氧化而呈現灰黑色D．漆木馬表面黑漆涂料具有耐潮、耐腐蝕功能【答案】B【詳解】A．青銅搖錢樹表面綠色物質主要成分為堿式碳酸銅，屬于鹽類，A正確；B．陶瓷是以黏土作為主要原料經高溫燒結而成的硅酸鹽產品，B錯誤；C．蓮瓣紋高足銀碗表面因銀與硫化氫反應生成硫化銀而呈現灰黑色，反應中銀被氧化，C正確；D．漆木馬表面的黑漆涂料是具有耐潮、耐腐蝕優良功能的涂料，D正確；故選B。10．粉上多彩高溫瓷器為宋代衡山窯首創，也是我國宋元陶瓷史上的藝術瑰寶。化學家對元代的粉上多彩高溫瓷器文物進行分析發現，其中含有石英顆粒，還有一定量的莫來石(，1<x<2)、氧化鐵、氧化鈣和氧化鎂。下列說法正確的是A．石英的主要成分是，由大量的硅氧四面體基本單元構成B．瓷器質地均勻，硬度高，是純凈物C．粉上多彩高溫瓷器的主要成分是各種氧化物，其中氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣D．粉上多彩高溫瓷器含有氧化鐵，導致青釉器顏色為青色【答案】A【詳解】A．石英的主要成分是，由大量的硅氧四面體基本單元構成，A正確；B．瓷器中含有各種氧化物，因此為混合物，B錯誤；C．瓷器中的鈣元素主要以碳酸鈣形式存在，因此不會發生該反應，C錯誤；D．氧化鐵是紅棕色粉末，因此不會導致青釉器顏色為青色，D錯誤。本題選A。11．下列有關硅及硅酸鹽材料的說法正確的是A．硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中B．高純度的硅單質廣泛用于制造光導纖維C．普通玻璃、塑料、水泥等均屬于硅酸鹽材料D．SiO2是水晶、瑪瑙的主要成分，也是制造光導纖維的原料【答案】D【詳解】A．硅酸鈉的水溶液俗稱“水玻璃”，是一種粘合劑，會將磨口玻璃塞黏在瓶口，因此應保存在橡膠塞的試劑瓶中，A錯誤；B．高純度的二氧化硅廣泛用于制造光導纖維，B錯誤；C．普通玻璃、陶瓷、水泥等均屬于硅酸鹽材料，塑料屬于高分子化合物，C錯誤；D．SiO2是水晶、瑪瑙的主要成分，也是制造光導纖維的原料，D正確。因此，本題選D。12．中華傳統文化中蘊含著很多化學知識，下列說法錯誤的是A．“落紅不是無情物，化作春泥更護花”蘊含著自然界中的碳、氮循環B．《泉州府志》中有：“元時南安有黃長者為宅煮糖，宅垣忽壞，去土而糖白，后人遂效之?！逼湓硎悄嗤辆哂形阶饔?，能將紅糖變白糖C．《天工開物》中“至于礬現五金色之形硫為群石之將，皆變化于烈火”，其中礬指的是金屬硫酸鹽D．“水火既濟而土合……后世方土效靈人工表異陶成雅器有素肌，玉骨之象焉”以上所述的“陶成雅器”的主要原料是黏土、石灰石【答案】D【詳解】A．“落紅不是無情物，化作春泥更護花”意思是落下的花瓣等從有機物變成無機物的過程，其中無機鹽促進植物的生長，體現了自然界的物質循環，體現了自然界中的碳、氮循環，詩句與涉及的化學知識相符，故A正確；B．“長者為宅煮糖，宅垣忽壞，去土而糖白”，蔗糖變白的原因是利用黃泥的吸附作用，故B正確；C．“礬現五金色之形，硫為群石之將，皆變化于烈火”中的礬為金屬硫酸鹽，故C正確；D．陶瓷的制造原料為黏土，沒有石灰石，故D錯誤；故選：D。13．玻璃、水泥、陶瓷和磚瓦都是傳統硅酸鹽產品，下列關于它們的說法不正確的是A．水泥的主要成分是硅酸三鈣、硅酸二鈣和鋁酸三鈣B．黑磚中的鐵元素主要以氧化鐵形式存在C．《陶者》“陶盡門前土，屋上無片瓦。十指不沾泥，粼粼居大廈。”黏土燒制陶器的過程中發生了化學變化D．工藝師用氫氟酸來腐蝕雕刻玻璃制品【答案】B【詳解】．水泥的主要成分是硅酸三鈣、硅酸二鈣和鋁酸三鈣，故A正確；．氧化亞鐵和四氧化三鐵呈黑色，氧化鐵呈紅色，所以黑磚中鐵元素主要以氧化亞鐵或四氧化三鐵形式存在，故B錯誤；C．黏土燒制陶器的過程中有新物質生成，發生了化學變化，故C正確；D．是玻璃的主要成分之一，二氧化硅與氫氟酸反應生成四氟化硅和水，所以可以用氫氟酸雕刻玻璃制品，故D正確；故答案為。14．“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品，玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關說法中正確的是A．玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品 B．制水泥的原料為純堿、石灰石和石英砂C．硅酸鹽制品的性質穩定、熔點較高 D．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽【答案】C【詳解】A．陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽材料，不是玻璃，A錯誤；B．水泥的原料是黏土和石灰石，純堿、石灰石、石英是制造玻璃的原料，生成玻璃不需要黏土，B錯誤；C．硅酸鹽性質穩定，熔點較高，所以硅酸鹽制品一般具有性質穩定、熔點較高的特點，C正確；D．沙子主要成分是二氧化硅，為氧化物，不是硅酸鹽，D錯誤；故答案選C。15．SiF4廣泛應用于電子和半導體產業，可用作水泥的硬化劑和制造單晶硅的中間體，其常壓下的沸點為-86℃，可利用單質硅和HF溶液進行制備。設NA為阿伏加德羅常數的值，下列說法正確的是A．單質硅在自然界中主要以游離態存在B．常溫常壓下，2.24LSiF4NAC．相對于F元素，Si元素更易和O元素結合D．H2和SiF4在1380K下反應制備出單晶硅的反應為熵增反應【答案】D【詳解】A．Si元素在自然界中只存在化合態，不存在游離態，A錯誤；B．常溫常壓下氣體摩爾體積大于22.4L/mol，因此常溫常壓下2.24LSiF4的物質的量小于0.1mol，在SiF4NA，B錯誤；C．Si是親氧元素，Si元素容易與O元素形成化合物。但SiO2能與HF反應生成SiF4和水，說明Si元素更易和F元素結合，C錯誤；D．H2與SiF4在1380K下反應產生Si、HF，反應方程式為：2H2(g)+SiF4(g)Si(s)+4HF(g)，生成物的氣體物質的量更多，所以該反應為熵增反應，D正確；故合理選項是D。第II卷（非選擇題）二、實驗題16．I.化合物甲和化合物乙的混合粉末是汽車安全氣囊中存放的化學物質，經組成分析，確定該混合粉末僅含Na、Fe、N、O四種元素。為研究安全氣囊工作的化學原理，進行以下實驗操作：請回答下列問題：(1)工業上冶煉單質2的化學方程式為________；(2)若化合物丙在空氣中轉化為碳酸氫鹽，則反應的化學方程式為________；(3)化合物甲可用下列方法制備：30℃時，將水合肼(N2H4?H2O)、亞硝酸甲酯(CH3ONO)、NaOH混合，充分反應后先回收得到CH3OH，母液降溫結晶，過濾得到化合物甲。寫出用該法制備化合物甲的化學反應方程式________。II.晶體硅是一種重要的非金屬材料。實驗室用SiHCl3與過量H2反應制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略)。制備純硅的主要反應為：SiHCl3+H2=Si(純)+3HCl已知①SiHCl3沸點33.0℃，上述反應在1000~1100℃進行；②SiHCl3能與H2O強烈反應，在空氣中易自燃。請回答下列問題：(1)下列說法不正確的是___________；A．裝置B中的溶液可以是濃硫酸B．裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化C．裝置D中觀察到的現象是有固體物質生成D．裝置D可以采用普通玻璃管代替石英管

E.為保證制備純硅實驗的成功，關鍵的操作步驟有檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應溫度以及排盡裝置中的空氣、干燥氣體

F.尾氣處理裝置中可以將導管直接插入盛有NaOH溶液的燒杯中(2)為檢驗某粗硅中存在的鐵元素，可采取的實驗操作方法是__________；【案】

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

Na2O+2CO2+H2O=2NaHCO3

N2H4·H2O+CH3ONO+NaOH==NaN3+CH3OH+3H2O

DF

取樣品，先加入足量NaOH溶液，充分反應后過濾，在濾渣中加入一定量稀硫酸充分反應，在反應后的溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，若溶液變紅，說明存在Fe元素【分析】I．化合物甲和化合物乙的混合粉末僅含Na、Fe、N、O四種元素，將13.0g化合物甲加熱，使其完全分解，生成氮氣和單質1，則甲中含有兩種元素，其中一種為N元素，單質1在高溫隔絕空氣的條件下與化合物反應生成化合物丙和另一種單質2，化合物乙應為金屬氧化物，應為Fe2O3，生成的另一種單質2為Fe，單質1為Na，化合物丙則為鈉的氧化物，能在潮濕的空氣中生成可溶性鹽，丙為Na2O；氮氣物質的量==0.3mol，氮氣的質量=0.3mol×28g/mol=8.4g，故Na元素質量=13g-8.4g=4.6g，Na物質的量=4.6g÷23g/mol=0.2mol，故甲中Na、N原子數目之比=0.2mol：0.3mol×2=1：3，則甲為NaN3；II．裝置A中利用稀硫酸和Zn作用生成的H2，經B中濃硫酸干燥后與D中SiHCl3生成Si和HCl，尾氣可用NaOH溶液吸收，但要有防倒吸措施?！驹斀狻縄．由分析知：甲為NaN3、乙為Fe2O3，、單質1為Na、單質2為Fe、化合物丙為Na2O，可溶性鹽X可能為Na2CO3或NaHCO3；(1)工業上利用CO在高溫下還原氧化鐵來冶煉Fe，發生反應的化學方程式為Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；(2)Na2O在空氣中轉化為碳酸氫鹽，酸式鹽為NaHCO3，則反應的化學方程式為Na2O+2CO2+H2O=2NaHCO3；(3)30℃時，將水合肼(N2H4?H2O)、亞硝酸甲酯(CH3ONO)、NaOH混合，可得到CH3OH和NaN3，則發生反應的化學反應方程式N2H4·H2O+CH3ONO+NaOH==NaN3+CH3OH+3H2O；II．(1)A．裝置B的作用是干燥H2，可以選擇濃硫酸，故A正確；B．SiHCl3沸點為33.0℃，易氣化，則可選擇用熱水浴加熱裝置C，使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化，有利于和H2充分混合，故B正確；C．裝置D在高溫下有Si生成，則觀察到的現象是有固體物質生成，故C正確；D．裝置D中反應在1000~1100℃進行，普通玻璃管會軟化或熔化，不能用來代替石英管，故D錯誤；E．SiHCl3能與H2O強烈反應，且在空氣中易自燃，則為保證制備純硅實驗的成功，除裝置氣密性好并控制溫度外，還需要排盡裝置中的空氣、干燥氣體，故E正確；F．HCl易溶于水或NaOH溶液，尾氣處理裝置中不可以將導管直接插入盛有NaOH溶液的燒杯中，要有防倒吸措施，故F錯誤；故答案為DF；(2)檢驗某粗硅中存在的鐵元素，采取的實驗操作方法是取樣品，先加入足量NaOH溶液，充分反應后過濾，在濾渣中加入一定量稀硫酸充分反應，在反應后的溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，若溶液變紅，說明存在Fe元素。【點睛】考查無機物的推斷和物質制備方案的設計，明確常見元素化合物性質為解答關鍵，注意掌握鐵離子和亞鐵離子的檢驗方法，試題側重考查學生的分析能力及化學實驗能力。17．碳、硅及其化合物的開發由來已久，在現代生活中有廣泛應用。（1）SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氫氧化鈉溶液的玻璃瓶應用橡膠塞的原因是______________（用化學方程式表示）；Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應制得，高溫熔融純堿時下列坩堝可選用的是________。A．普通玻璃坩堝

B．石英玻璃坩堝

C．氧化鋁坩堝

D．鐵坩堝（2）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：①用石英砂和焦炭在電弧爐中制粗硅，該反應的化學方程式為____________。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/℃2355③SiHCl3極易水解，其完全水解的化學方程式為_____________。（3）某同學為了驗證碳和硅兩種元素非金屬性的相對強弱，用下圖所示裝置進行實驗（夾持儀器已略去，氣密性已檢驗），實驗操作步驟：Ⅰ.打開彈簧夾1，關閉彈簧夾2，并打開活塞a，滴加鹽酸。Ⅱ.A中看到白色沉淀時，關閉彈簧夾1，打開彈簧夾2，，關閉活塞a。①B中反應的離子方程式是________。②通過步驟Ⅰ得知鹽酸具有的性質是________（填字母）。A．揮發性

B．還原性

C．氧化性

D．酸性③C裝置中的試劑X是________（寫化學式）。D中反應的化學方程式是________。④碳、硅的非金屬性逐漸減弱的原因：碳和硅______?！敬鸢浮?/p>

SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

D

SiO2＋3CSiC＋2CO↑

精餾(或蒸餾)

SiHCl3+4H2O（或3H2O）=H4SiO4(或H2SiO3)+H2↑+3HCl↑

CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O

AD

NaHCO3

Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3（膠體）+Na2CO3

位于同一主族，從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子能力減弱，非金屬性減弱?！痉治觥浚?）玻璃中的二氧化硅和氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉是礦物膠能把瓶口和瓶塞粘結在一起，純堿為碳酸鈉熔融時不能創造和碳酸鈉反應的物質，如玻璃、石英玻璃中的二氧化硅，氧化鋁是兩性氧化物和堿發生反應；（2）①石英砂主要成分為二氧化硅，二氧化硅和碳在高溫的條件下反應生成碳化硅和一氧化碳；②根據題中數據，采用精餾（或蒸餾）方法提純SiHCl3；③SiHCl3水解生成硅酸、氫氣和氯化氫；④根據同一主族性質遞變規律分析解答?！驹斀狻浚?）SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氫氧化鈉溶液的玻璃瓶應用橡膠塞的原因是玻璃中的二氧化硅和氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉是礦物膠能把瓶口和瓶塞粘結在一起，發生反應的化學方程式為：SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O，需要用橡膠塞，Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應制得，高溫熔融純堿時下列坩堝可選用的是鐵坩堝，玻璃、石英玻璃中的二氧化硅，氧化鋁是兩性氧化物，都和堿發生反應，不能選擇ABC，故答案為：SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O；D；（2）①石英砂的主要成分是二氧化硅，在反應中生成碳化硅，反應為：SiO2＋3CSiC＋2CO↑，故答案為：SiO2＋3CSiC＋2CO↑；②利用沸點的不同提純SiHCl3屬于蒸餾，SiHCl3（沸點33.0℃）中含有少量SiCl4（沸點57.6℃）和HCl（沸點-84.7℃），由于沸點差別較大，可以通過精餾（或蒸餾）除去雜質，故答案為：精餾（或蒸餾）；③SiHCl3水解反應方程式為：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑，故答案為：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑；④由于碳和硅位于同一主族，從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子的能力減弱，非金屬性減弱，所以碳、硅的非金屬性逐漸減弱。18．已知二氧化硅，二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，化學性質具有一定的相似性，鎂和鈉的化學性質也具有一定的相似性。Ⅰ.用如上圖所示裝置進行鎂和二氧化硫的實驗，其中A是制備二氧化硫的發生裝置。（1）選擇制取二氧化硫的合適試劑_______________（填序號）。①10%的硫酸溶液②80%硫酸溶液③亞硫酸鈉固體④亞硫酸鈣固體（2）寫出裝置B中發生反應的化學方程式：___________________。裝置C中氫氧化鈉溶液的作用是_______________________。（3）請在圖中畫出制備二氧化硫的發生裝置，注明儀器名稱，固定儀器省略不畫______。（4）你認為該裝置的不足之處是________________（任寫2條）。Ⅱ.某研究性學習小組進行了“實驗室制硅”的研究，查閱資料知：①工業上在高溫時用碳還原二氧化硅可制得硅；②鎂在點燃的條件下即可與二氧化硅反應；③金屬硅化物與稀硫酸反應生成硫酸鹽與四氫化硅；④四氫化硅在空氣中自燃。他們在實驗報告中記錄著：“……選用合適的物質在適宜的條件下充分反應，再用足量稀硫酸溶解固體產物；然后過濾，洗滌，干燥，最后稱量……在用稀硫酸溶解固體產物時，發現有爆鳴聲和火花，其產率也只有預期值的63%左右。”（5）該小組“實驗室制硅”的化學方程式是_______________________。（6）用稀硫酸溶解固體產物時，發現有爆鳴聲和火花，用化學方程式解釋發生的原因是____________。【答案】

②③

3Mg+SO22MgO+MgS或2Mg+SO22MgO+S，Mg+SMgS

吸收多余的二氧化硫，防止污染環境

在A和B、B和C之間沒有連接一干燥裝置；C裝置未與大氣相通或鎂與玻璃管反應，應在鎂下方未墊一不銹鋼片或未設計一防倒吸裝置

2Mg+SiO22MgO+Si

2Mg+SiMg2Si，Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑，SiH4+2O2=SiO2+2H2O【分析】由題意可知，A為二氧化硫的制備裝置，可以選用較濃的硫酸與亞硫酸鈉制得，裝置B為二氧化硫與鎂共熱發生反應生成氧化鎂和硫化鎂，裝置C中氫氧化鈉溶液用于吸收二氧化硫，防止污染環境；該實驗裝置沒有考慮鎂能與水蒸氣和玻璃中的二氧化硅反應、C裝置未與大氣相通、二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應可能會發生倒吸等因素，可能導致設計的實驗無法完成。【詳解】(1)亞硫酸鈣和硫酸反應生成硫酸鈣微溶于水，阻礙反應的繼續進行，制備時應選用亞硫酸鈉和硫酸反應，二氧化硫易溶于水，硫酸濃度過小，不利于二氧化硫逸出，制備時應選用80%硫酸，所以選②③，故答案為：②③；(2)二氧化硫的氧化性強于二氧化碳，由鎂和二氧化碳共熱反應生成氧化鎂和碳可知，鎂和二氧化硫共熱反應生成氧化鎂和硫，鎂和反應生成的硫共熱還能反應生成硫化鎂，反應的化學方程式為3Mg+SO22MgO+MgS或2Mg+SO22MgO+S，Mg+SMgS；氫氧化鈉溶液用于吸收多余的有毒二氧化硫，防止污染環境，故答案為：3Mg+SO22MgO+MgS或2Mg+SO22MgO+S，Mg+SMgS；吸收多余的二氧化硫，防止污染環境；(3)用較濃的硫酸與亞硫酸鈉制備二氧化硫時，亞硫酸鈉固體應放在錐形瓶中，用分液漏斗向錐形瓶中滴加較濃的硫酸，則實驗裝置如圖如下，故答案為：；(4)該實驗裝置沒有考慮鎂能與水蒸氣和玻璃中的二氧化硅反應、C裝置未與大氣相通、二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應可能會發生倒吸等因素，可能導致設計的實驗無法完成，故答案為：在A和B、B和C之間沒有連接一干燥裝置；C裝置未與大氣相通或鎂與玻璃管反應，應在鎂下方未墊一不銹鋼片或未設計一防倒吸裝置；(5)二氧化硅和二氧化碳的性質相似，由鎂和二氧化碳共熱反應生成氧化鎂和碳可知，實驗室制硅的反應為鎂和二氧化硅共熱反應生成氧化鎂和硅，反應的化學方程式為2Mg+SiO22MgO+Si，故答案為：為2Mg+SiO22MgO+Si；(6)由信息信息可知，金屬鎂與生成的硅共熱繼續反應生成硅化鎂，用稀硫酸溶解固體產物時，硅化鎂與稀硫酸反應生成的硅化氫在空氣中可自燃，反應的有關化學方程式為2Mg+SiMg2Si，Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑，SiH4+2O2=SiO2+2H2O，故答案為：2Mg+SiMg2Si，Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑，SiH4+2O2=SiO2+2H2O。19．晶體硅(熔點1410℃)是良好的半導體材料。由粗硅制純硅的過程如下：I.高溫下用過量的碳還原二氧化硅制得粗硅；3(Si＋3HClSiHCl3＋H2)；3與過量的H2在1100～1200℃的溫度下反應制得純硅，已知SiHCl3能與水劇烈反應。(1)第一步用焦炭與石英砂制取粗硅，其反應的化學方程式為_______；上述反應中的氧化劑是_______，還原劑是_______。(2)粗硅與HCl氣體反應完全后，經冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6℃)和HCl(沸點-84.7℃)，提純SiHCl3采用的方法為_______。(3)實驗室用SiHCl3與過量的H2反應制取純硅裝置如圖所示(加熱和夾持裝置略去)：①裝置B中的試劑是_______，裝置C中的燒杯需要加熱，目的是_______。②反應一段時間后，裝置D中觀察到的現象是_______，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是_______，裝置D中發生反應的化學方程式是_______。③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應溫度以及_____?！敬鸢浮?1)

SiO2＋2CSi＋2CO↑

SiO2

C(2)分餾(或蒸餾)(3)

濃硫酸

使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化

有固體生成

在此反應溫度下，普通玻璃會軟化

SiHCl3＋H2Si＋3HCl

排盡裝置內的空氣【詳解】（1）焦炭與石英砂制取粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑，SiO2得電子，價態降低，為氧化劑，C失電子，價態升高，為還原劑。（2）SiHCl3的沸點和所含雜質的沸點相差較大，故可以采用分餾(或蒸餾)的方法。（3）①SiHCl3能與水劇烈反應，應將制得的H2中的水蒸氣除去，故裝置B中的試劑是濃硫酸；常溫下SiHCl3為液體，反應時應使其汽化后再在D處與H2反應，故裝置C的燒瓶需加熱；②H2和汽化后的SiHCl3在裝置D中發生反應：SiHCl3＋H2Si＋3HCl，故D中觀察到的現象是有固體生成，在此反應溫度下，普通玻璃會軟化，故不能采用普通玻璃管。③制備流程包含高溫下加熱氫氣，氫氣和氧氣混合在高溫條件下易發生爆炸，因此必須排盡裝置內的空氣。20．氮