PAGEPAGE6課時規范練10含硅礦物與信息材料一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.(2024福建廈門月考)C、Si、S都是自然界中含量豐富的非金屬元素,下列有關說法中正確的是()A.三種元素在自然界中既有游離態又有化合態B.元素的+4價氧化物都屬于酸性氧化物,都能與堿反應而不能與任何酸反應C.最低價的氣態氫化物都具有還原性,易與O2發生反應D.其最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱:H2SO4>H2SiO3>H2CO32.(2024安徽銅陵模擬)硅是構成無機非金屬材料的一種主要元素,下列有關硅的化合物的敘述錯誤的是()A.氮化硅陶瓷是一種新型無機非金屬材料,其化學式為Si3N4B.碳化硅(SiC)的硬度大,熔點高,可用于制作高溫結構陶瓷和軸承C.光導纖維是一種新型無機非金屬材料,其主要成分為SiO2D.硅酸鹽均不溶于水3.據報道我國科學家近年來研制出一種新型“連續纖維增韌”航空材料,其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纖維復合而成的。下列相關敘述不正確的是()A.它耐高溫抗氧化B.它比鋼鐵輕、硬,但質地較脆C.它沒有固定的熔點D.它是一種新型無機非金屬材料4.(2024天津濱海新區月考)下列關于硅及其化合物的說法不正確的是()A.高純硅具有良好的半導體性能,可制成硅芯片、光電池、光導纖維等B.二氧化硅能與氫氟酸反應,可用氫氟酸蝕刻玻璃C.向硅酸鈉溶液中滴加稀鹽酸有不溶物生成,試驗室可用該方法制備硅酸D.“硅膠”由硅酸凝膠經干燥、脫水制得,常用作食品、藥品等的干燥劑5.(2024河南周口調研)下列除雜方法正確的是()A.SiO2中含Al2O3雜質,可以加入足量NaOH溶液,然后過濾除去B.CO2中含有CO雜質,可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱C.CO2中含有HCl雜質,可以通過盛有飽和Na2CO3溶液的洗氣瓶D.Na2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質,可以通入足量的CO2,然后過濾6.石英砂(主要成分為SiO2)是一種常用的工業原料,其中常混有少量碳酸鈣,要除去石英砂中的少量碳酸鈣,應采納的方法是()A.用水溶解后過濾分別B.用稀硫酸溶解后過濾分別C.用酒精燈加熱D.用稀鹽酸溶解后過濾分別7.(2024湖南張家界月考)科學家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產高純硅的工藝流程如圖所示:容器Ⅰ中進行的反應為①Si(粗)+3HCl(g)SiHCl3(l)+H2(g);容器Ⅱ中進行的反應為②SiHCl3+H2Si(純)+3HCl。下列說法正確的是()A.該工藝流程的優點是部分反應物可循環運用B.最好用分液的方法分別Si和SiHCl3C.反應①和②中HCl均作氧化劑D.反應①和②屬于可逆反應8.水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應用于耐火材料、洗滌劑生產等領域,是一種重要的工業原料。如圖是用稻殼灰(SiO2:65%~70%、C:30%~35%)制取水玻璃的工藝流程:下列說法正確的是()A.原材料稻殼灰價格低廉,且副產品活性炭有較高的經濟價值B.操作A與操作B完全相同C.該流程中硅元素的化合價發生變更D.反應器中發生的復分解反應為SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O9.二氧化硅(SiO2)又稱硅石,是制備硅及其化合物的重要原料(制備流程如圖所示)。下列說法正確的是()A.SiO2既能與HF反應,又能與NaOH反應,屬于兩性氧化物B.盛放Na2CO3溶液的試劑瓶不能用玻璃塞C.硅膠吸水后不能重復運用D.圖中所示轉化反應都是氧化還原反應10.(2024四川攀枝花模擬)向含有0.2molNaOH和0.1molBa(OH)2的溶液中持續穩定地通入CO2氣體,當通入氣體體積為8.96L(0℃,1.01×105Pa)時馬上停止,則這一過程中,溶液中溶質離子的物質的量與通入CO2氣體的體積關系圖像正確的是(氣體的溶解和離子的水解忽視不計)()二、非選擇題(本題共3小題,共40分)11.(13分)含A元素的一種單質是一種重要的半導體材料,含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現代通信材料——光導纖維,C與燒堿反應生成含A元素的化合物D。(1)B元素的原子最外層電子數與A相同,且原子序數B<A,則B在元素周期中的位置。

(2)寫出易與C發生反應的酸與C反應的化學方程式。

(3)將C與純堿混合高溫熔融時也發生化學反應生成D,同時還生成B的最高價氧化物E:將全部的E與全部的D在足量的水中混合后,又發生化學反應生成含A的化合物F。①寫誕生成D的化學反應方程式:。

②要將純堿高溫熔化,下列坩堝中不行選用的是。

A.一般玻璃坩堝 B.石英玻璃坩堝C.鐵坩堝 D.瓷坩堝③將過量的E通入D的溶液中發生反應的離子方程式是。

(4)100gC和石灰石的混合物充分反應后,生成的氣體在標準狀況下的體積為11.2L,則100g該混合物中石灰石的質量分數是。

12.(2024湖南師大附中月考)(14分)某礦石含碳酸鎂和石英,制備高純硅和硅膠的工藝流程如下:(1)“硅膠”常用作,也可以用作的載體。A的結構式為。

(2)制備粗硅的方程式為。

(3)操作Ⅰ為,操作Ⅱ為。

(4)操作Ⅲ,須要在氯化氫氣流中加熱脫水的緣由是。

(5)溶液G用E酸化的方程式為。

13.(13分)二氯二氫硅(SiH2Cl2)常用于外延法工藝中重要的硅源。易燃、有毒,與水接觸易水解,沸點為8.2℃。在銅催化作用下,HCl與硅在250~260℃反應可以制得SiH2Cl2。(1)利用濃硫酸、濃鹽酸為原料,選用A裝置制取HCl,利用了濃硫酸的性。

(2)D裝置中生成二氯二氫硅的化學方程式為。

(3)依據氣體從左到右的方向,制取SiH2Cl2的裝置(h處用止水夾夾好)連接依次為a→()→()→()→()→()→()→()(填儀器接口的字母,其中裝置C用到2次)。(4)按從左到右的依次,前面裝置C中裝的藥品為,后面裝置C的作用為。

(5)反應除生成二氯二氫硅之外,還會生成H2和、等。

(6)新的制取SiH2Cl2的方法:往硅粉中先通入Cl2,在300~350℃反應生成SiCl4,然后再與HCl在250~260℃反應,可以大大提高產率。假如通入氣體依次相反,結果會(用化學方程式表示)。

課時規范練10含硅礦物與信息材料1.CA項,硅元素在自然界中無游離態,錯誤;B項,SiO2能與氫氟酸反應,錯誤;C項,C、Si、S三種元素最低價態氣態氫化物分別為CH4、SiH4、H2S,都具有還原性,易與O2發生反應,正確;D項,酸性強弱依次為:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,錯誤。2.D在氮化硅中,N元素為-3價,Si元素為+4價,則化學式為Si3N4,A正確;硅酸鈉易溶于水,D錯誤。3.B由航空材料的成分組成知其質輕、具有耐高溫抗氧化等性質,由于這種材料能增加韌性,故質地不會較脆,故B項錯誤,A項正確;復合材料屬于混合物,沒有固定的熔點,由碳化硅高溫結構陶瓷和碳纖維復合而成的材料屬于新型無機非金屬材料,C、D項正確。4.A制備硅芯片和光電池的主要原料為高純硅,光導纖維的主要成分是二氧化硅,A項不正確;二氧化硅能與氫氟酸反應,故常用氫氟酸蝕刻玻璃,B項正確;硅酸鈉溶液能與稀鹽酸反應生成硅酸沉淀,C項正確;“硅膠”由硅酸凝膠經干燥、脫水制得,常用作食品、藥品等的干燥劑,D項正確。5.BSiO2、Al2O3均能與NaOH溶液反應,A項錯誤;在加熱的條件下,CO與CuO反應產生CO2,B項正確;Na2CO3溶液也能汲取CO2,C項錯誤;會引入NaHCO3雜質,D項錯誤。6.D二氧化硅和碳酸鈣都不溶于水,A項錯誤;碳酸鈣與硫酸反應生成難溶性的硫酸鈣,阻擋反應進一步進行,無法除雜,B項錯誤;碳酸鈣受熱分解生成氧化鈣,引入了新的雜質,C項錯誤;二氧化硅與鹽酸不反應,碳酸鈣與鹽酸反應生成可溶性的氯化鈣,然后過濾可得到二氧化硅,D項正確。7.A該工藝流程中HCl和H2兩種氣體可循環運用;分別Si與SiHCl3可用過濾的方法;反應②中HCl是生成物,是氧化產物;反應①、②不在同一條件下進行,不屬于可逆反應。8.A稻殼灰來源廣泛價格低廉,活性炭具有吸附性,有較高的經濟價值,A項正確;操作A為過濾,操作B為蒸發濃縮,是兩種不同的操作,B項錯誤;二氧化硅中,硅元素的化合價是+4價,硅酸鈉中,硅元素的化合價是+4價,所以該流程中硅元素的化合價沒有發生變更,C項錯誤;由復分解反應的概念可知,SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,不屬于復分解反應,D項錯誤。9.B二氧化硅與NaOH反應:SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,生成了鹽和水,SiO2只能與HF反應,即只能與特別酸反應,與其他酸不反應,所以二氧化硅不是兩性氧化物,故A錯誤;Na2CO3溶液呈堿性,二氧化硅能與堿反應生成具有黏合性的硅酸鈉,使玻璃塞無法打開,故B正確;硅膠吸附水分后,可通過熱脫附方式將水分除去重復運用,故C錯誤;圖中二氧化硅與氫氟酸、氫氧化鈉、碳酸鈉的反應,硅酸鈉與鹽酸的反應,硅酸的分解反應,這些反應中元素的化合價都沒有發生變更,屬于非氧化還原反應,故D錯誤。10.C通入CO2氣體依次發生的反應為CO2+Ba(OH)2BaCO3↓+H2O0.1mol 0.1mol 0.1molCO2+2NaOHNa2CO3+H2O0.1mol 0.2mol 0.1molCO2+Na2CO3+H2O2NaHCO30.1mol 0.1mol 0.2molCO2+BaCO3+H2OBa(HCO3)20.1mol 0.1mol 0.1mol通入0.1molCO2時,溶液中含有0.2molNaOH,溶質離子的物質的量為0.4mol;通入0.2molCO2時溶液中生成0.1molNa2CO3,n(離子)=0.3mol;通入0.3molCO2時,溶液中含0.2molNaHCO3,n(離子)=0.4mol;通入0.4molCO2時,溶液中含0.2molNaHCO3和0.1molBa(HCO3)2,n(離子)=0.7mol。11.答案(1)其次周期第ⅣA族(2)SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(3)①SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑②ABD③2CO2+SiO32-+2H2OH2SiO3↓+2HCO解析(1)A元素單質可作半導體材料,含A元素的某化合物是制造光導纖維的原料,可知A為硅元素,C為SiO2,D為Na2SiO3。比硅元素原子序數小的同族元素B為碳。(2)C為SiO2,能與SiO2反應的酸只有氫氟酸。(3)SiO2與Na2CO3高溫下反應生成Na2SiO3和CO2,含SiO2的材料(一般玻璃、石英玻璃)都能與Na2CO3在高溫下反應,故不能用含SiO2的坩堝熔融Na2CO3。過量CO2通入Na2SiO3溶液中生成的物質是NaHCO3和H2SiO3。(4)首先要仿照Na2CO3與SiO2的化學反應確定CaCO3與SiO2的化學反應,然后依據CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑和CaCO3CaO+CO2↑可得n(CaCO3)與n(CO2)的關系:n(CaCO3)=n(CO2),生成標準狀況下CO2氣體11.2L,其物質的量=11.2L22.4L·mol-1=0.5mol,則m(CaCO3)=0.5mol×12.答案(1)干燥劑催化劑OCO(2)SiO2+2CSi+2CO↑(3)過濾蒸發濃縮、冷卻結晶(4)防止鎂離子水解(5)Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓解析(1)“硅膠”多孔,常用作試驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑,也可以用作催化劑的載體。二氧化碳的結構式為OCO。(2)工業制取純硅的工藝流程為SiO2粗硅SiCl4純硅,用焦炭還原SiO2,產物是CO而不是CO2。(3)操作Ⅰ為過濾,操作Ⅱ為蒸發濃縮、冷卻結晶。(4)MgCl2·6H2O加熱脫水制得MgCl2,要在氯化氫氣流中進行,因為氯化氫氛圍可防止鎂離子水解。(5)Na2SiO3與HCl反應生成NaCl和H2SiO3。13.答案(1)吸水(2)Si+2HClSiH2Cl2(3)defgbcd(4)P2O5或無水CaCl2尾氣處理和防止空氣中的水進入B中(5)SiCl4SiHCl3(6)SiH2Cl2+2Cl2SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2SiHCl3+H