高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)規(guī)范練15 含硅礦物與信息材料（含解析）蘇教版-蘇教版高三化學(xué)試題

課時(shí)規(guī)范練15含硅礦物與信息材料(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.(2019浙江嵊州一中月考)有些科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”,這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列有關(guān)硅的說法中,不正確的是()。A.高純度的硅廣泛用于制造計(jì)算機(jī)芯片B.硅可由二氧化硅還原制得C.低溫時(shí),硅與水、空氣和酸不反應(yīng),但能與氫氟酸反應(yīng)D.自然界中硅的儲量豐富,自然界中存在大量的單質(zhì)硅答案:D解析:硅在自然界中全部以化合態(tài)形式存在,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2019河南南陽第一中學(xué)模擬)下列說法正確的是()。A.陶瓷、玻璃、水晶、瑪瑙的主要成分都是硅酸鹽B.SiO2和CO2都是酸性氧化物,不能與酸反應(yīng)C.氫氟酸不能存放在帶有橡皮塞的玻璃瓶中D.將SO2氣體依次通過NaHCO3溶液、硅酸鈉溶液可以證明酸性強(qiáng)弱順序:H2SO4>H2CO3>H2SiO3答案:C解析:水晶和瑪瑙的主要成分是二氧化硅,不屬于硅酸鹽,A錯(cuò)誤;二氧化硅能與HF反應(yīng),B錯(cuò)誤;氫氟酸能腐蝕玻璃,不能盛放在玻璃瓶中,一般盛在塑料瓶中,C正確;正確的操作為二氧化硫通入碳酸氫鈉溶液中反應(yīng)生成二氧化碳,二氧化碳再與硅酸鈉溶液反應(yīng)生成硅酸,D錯(cuò)誤。3.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,最后所得的固體物質(zhì)是()。A.SiO2B.Na2CO3、Na2SiO3C.Na2CO3、SiO2D.Na2SiO3答案:D解析:將足量CO2氣體通入水玻璃中,發(fā)生反應(yīng):2CO2+Na2SiO3+2H2OH2SiO3+2NaHCO3;加熱蒸干,高溫灼燒時(shí)發(fā)生反應(yīng):H2SiO3H2O+SiO2;2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O;SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2,各反應(yīng)物之間存在如下關(guān)系:H2SiO32NaHCO3,H2SiO3SiO2,2NaHCO3Na2CO3SiO2Na2SiO3,由上述關(guān)系可知,最后所得固體物質(zhì)是Na2SiO3。4.硅是構(gòu)成無機(jī)非金屬材料的一種主要元素,下列有關(guān)硅化合物的敘述錯(cuò)誤的是()。A.氮化硅是一種新型無機(jī)非金屬材料,其化學(xué)式為Si3N4B.碳化硅(SiC)的硬度大,熔點(diǎn)高,可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承C.光導(dǎo)纖維是一種新型無機(jī)非金屬材料,主要成分為SiO2D.二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其晶體中硅原子和硅氧單鍵個(gè)數(shù)之比為12答案:D解析:在氮化硅中N元素為-3價(jià),Si元素為+4價(jià),則化學(xué)式為Si3N4,A項(xiàng)正確;碳化硅(SiC)的硬度大,熔點(diǎn)高,可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承,B項(xiàng)正確;光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2,C項(xiàng)正確;在SiO2晶體中,一個(gè)硅原子與周圍4個(gè)氧原子形成4個(gè)硅氧單鍵,硅原子與硅氧單鍵個(gè)數(shù)之比為14,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.下列說法正確的是()。A.高溫下,可在試管內(nèi)完成焦炭和石英砂制硅的反應(yīng)B.自然界中硅的儲量豐富,自然界中存在大量的單質(zhì)硅C.現(xiàn)代海戰(zhàn)通過噴放液體SiCl4(極易水解)和液氨可產(chǎn)生煙幕,其主要成分是NH4ClD.從燃煤煙道灰中(含GeO2)提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge),不涉及氧化還原反應(yīng)答案:C解析:試管成分含有二氧化硅,高溫條件下可以和焦炭反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;硅屬于親氧元素,在自然界中硅以化合態(tài)存在,B項(xiàng)錯(cuò)誤;SiCl4(極易水解)水解后生成硅酸和氯化氫,氯化氫易與氨氣反應(yīng)生成氯化銨固體,C項(xiàng)正確;由GeO2提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge),有元素化合價(jià)的升降,是氧化還原反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2019廣西賀州平桂高級中學(xué)高三檢測)能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是()。A.CO2溶于水形成碳酸,SiO2難溶于水B.CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C.高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2D.HCl通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體,氯化氫通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀答案:B解析:氧化物的溶解性與相應(yīng)酸的酸性無必然聯(lián)系,A錯(cuò)誤;CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀,說明硅酸的酸性比常見的弱酸碳酸更弱,B正確;高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2,是因?yàn)楦邷叵鹿杷猁}更穩(wěn)定,不能說明硅酸是弱酸,C錯(cuò)誤;氯化氫通入可溶性硅酸鹽溶液中生成硅酸沉淀,因?yàn)辂}酸是強(qiáng)酸,只能證明硅酸的酸性比鹽酸弱,但不能證明硅酸酸性比碳酸弱,D錯(cuò)誤。7.水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域,是一種重要的工業(yè)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.稻殼灰價(jià)格低廉,且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)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(jià)發(fā)生改變D.反應(yīng)器中發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)為SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O答案:A解析:稻殼灰來源廣泛價(jià)格低廉,活性炭具有吸附性,有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,A項(xiàng)正確;操作A為過濾,操作B為蒸發(fā)濃縮,是兩種不同的操作,B項(xiàng)錯(cuò)誤;二氧化硅中,硅元素的化合價(jià)是+4價(jià),硅酸鈉中,硅元素的化合價(jià)是+4價(jià),所以該流程變化中硅元素的化合價(jià)沒有發(fā)生改變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由復(fù)分解反應(yīng)的概念可知,反應(yīng)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O不屬于復(fù)分解反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.由二氧化硅制高純硅的流程如下,下列判斷中錯(cuò)誤的是()。A.反應(yīng)均屬于氧化還原反應(yīng)B.H2和HCl均可循環(huán)利用C.SiO2是一種堅(jiān)硬難熔的固體D.SiHCl3摩爾質(zhì)量為135.5 g答案:D解析:反應(yīng)為SiO2+2CSi+2CO,反應(yīng)為Si+3HClSiHCl3+H2,反應(yīng)為SiHCl3+H2Si+3HCl,均為氧化還原反應(yīng),A項(xiàng)正確;反應(yīng)生成的H2可在反應(yīng)中利用,反應(yīng)中生成的HCl可用于反應(yīng),故B項(xiàng)正確;C項(xiàng)正確;摩爾質(zhì)量的單位是g·mol-1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.化合物A、B、C、D各由兩種元素組成,甲、乙、丙是由三種短周期元素組成的單質(zhì)。這些化合物與單質(zhì)之間存在下圖所示關(guān)系(C是一種有機(jī)物),以下結(jié)論不正確的是()。A.上述轉(zhuǎn)化關(guān)系所涉及的化合物中有一種是酸性氧化物B.甲、乙、丙三種單質(zhì)的晶體一定是分子晶體C.上圖所示的五個(gè)轉(zhuǎn)化關(guān)系中,有三個(gè)涉及化合反應(yīng)D.上圖所示的五個(gè)轉(zhuǎn)化關(guān)系均涉及氧化還原反應(yīng)答案:B解析:由單質(zhì)甲能與有機(jī)物C反應(yīng)生成A與B,甲可與單質(zhì)乙反應(yīng)生成A,A繼續(xù)與乙反應(yīng)生成D,可推出甲、乙、丙分別為O2、碳、H2,A、B、D分別為CO2、H2O、CO,進(jìn)而可判斷A、C、D項(xiàng)正確;B項(xiàng)中乙(碳)形成的單質(zhì)不是分子晶體,錯(cuò)誤。10.蛇紋石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3組成?，F(xiàn)取一份蛇紋石試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。首先將其溶于過量的鹽酸,過濾后,在所得的沉淀X和溶液Y中分別加入NaOH溶液至過量。下列敘述不正確的是()。A.沉淀X的成分是SiO2B.將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH溶液后過濾,可得到紅色顏料Fe2O3C.在溶液Y中加入過量的NaOH溶液,過濾得到沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2D.溶液Y中的陽離子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+答案:B解析:向蛇紋石試樣中加入過量的鹽酸,其中的MgO、Al2O3、Fe2O3溶解形成含Mg2+、Al3+、Fe3+和H+的溶液Y,而SiO2不溶解,形成沉淀X,溶液Y中加入過量NaOH溶液,將得到Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀,A、C、D項(xiàng)正確;將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH溶液,其中的Al2O3和SiO2溶解,而MgO和Fe2O3不溶解,形成沉淀,B項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題共4個(gè)小題,共50分)11.(10分)含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料,含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料光導(dǎo)纖維,C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。(1)B元素的原子最外層電子數(shù)與A相同,其相對原子質(zhì)量比A小,則B在元素周期表中的位置是。 (2)寫出易與C發(fā)生反應(yīng)的酸與C反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(3)將C與純堿混合,高溫熔融時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D,同時(shí)還生成B的最高價(jià)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含A的化合物F。寫出生成D的化學(xué)方程式:。 要將純堿高溫熔化,下列坩堝中不可選用的是。 A.普通玻璃坩堝B.石英玻璃坩堝C.鐵坩堝D.瓷坩堝將過量E通入D的溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。(4)100 g C與石灰石的混合物在高溫下充分反應(yīng)后,生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。 答案:(1)第2周期第A族(2)SiO2+4HFSiF4+2H2O(3)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2ABDNa2SiO3+2CO2+2H2O2NaHCO3+H2SiO3(4)50%解析:(1)A元素單質(zhì)可作半導(dǎo)體材料,含A元素的某化合物是制造光導(dǎo)纖維的原料,可知A為硅元素,C為SiO2,D為Na2SiO3。比硅相對原子質(zhì)量小的同族元素B為碳。(2)C為SiO2,能與SiO2反應(yīng)的酸只有氫氟酸。(3)SiO2與Na2CO3高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2,含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應(yīng),故不能用A、B、D項(xiàng)中的坩堝熔融Na2CO3。過量CO2通入Na2SiO3溶液中生成的物質(zhì)是NaHCO3而不是Na2CO3。(4)可能的反應(yīng)有CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2和CaCO3CaO+CO2,n(CaCO3)與n(CO2)的關(guān)系為n(CaCO3)=n(CO2),11.2LCO2氣體的物質(zhì)的量=11.2L22.4L·mol-1=0.5mol,m(CaCO3)=0.5mol×100g·mol-1=50g,樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù):50g100g×100%=50%。12.(14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(diǎn)8.2 。在銅催化作用下,HCl與硅在250260 條件下反應(yīng)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(xué)方程式為。 (3)按照氣體流向從左到右,制取SiH2Cl2的裝置(h處用止水夾夾好)連接次序?yàn)閍()()()()()()()(填儀器接口的字母,其中裝置C用到兩次)。(4)按從左到右的順序,前面裝置C中裝的藥品為,后面裝置C的作用為。(5)反應(yīng)除生成二氯二氫硅之外,還會生成H2和、。 (6)新的制取SiH2Cl2方法是:往硅粉中先通入Cl2,在300350 條件下反應(yīng)生成SiCl4,然后再與HCl在250260 條件下反應(yīng),可以大大提高產(chǎn)率。如果通入氣體次序相反,結(jié)果會   (用化學(xué)方程式表示)。答案:(1)吸水(2)Si+2HClSiH2Cl2(3)defgbcd(4)P2O5或CaCl2尾氣處理和防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入B中(5)SiCl4SiHCl3(6)SiH2Cl2+2Cl2SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2SiHCl3+HCl)解析:(1)濃硫酸吸水放熱使?jié)恹}酸揮發(fā)逸出HCl;(2)利用原子守恒法配平;(3)A裝置制取HCl,連接C裝置干燥,從f進(jìn)入D中反應(yīng),SiH2Cl2從g處導(dǎo)出,在B裝置中收集,SiH2Cl2密度比空氣大,導(dǎo)氣管應(yīng)長進(jìn)短出,為防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入B中以及吸收多余的SiH2Cl2防止污染空氣,則應(yīng)在B后接干燥管;(4)前面的C裝置是干燥氯化氫氣體,應(yīng)選酸性或中性干燥劑,后面裝置C的作用為尾氣處理和防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入B中;(5)由碳能生成CCl4、CHCl3、CH2Cl2等,聯(lián)想到Si能生成SiCl4、SiHCl3等;(6)如果通入氣體次序相反,SiH2Cl2會與Cl2繼續(xù)反應(yīng),生成SiCl4、SiHCl3。13.(12分)晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備純硅的主要步驟如下:.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅;.粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;.SiHCl3與過量H2在1 100 條件下反應(yīng)制得純硅。已知SiHCl3能與H2O劇烈反應(yīng),在空氣中易自燃。請回答下列問題:(1)第步制備粗硅的化學(xué)方程式為。 (2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0 )中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6 )和HCl(沸點(diǎn)-84.7 ),提純SiHCl3采用的方法為。 (3)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如圖(熱源及夾持裝置略去):裝置B中的試劑是,裝置C中的燒瓶需要加熱,其目的是。反應(yīng)一段時(shí)間后,裝置D中觀察到的現(xiàn)象是,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及。 為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì),將試樣用稀鹽酸溶解,取上層清液后需再加入的試劑是(填字母)。 a.碘水b.氯水c.NaOH溶液d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液答案:(1)SiO2+2CSi+2CO(2)蒸餾(3)濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化有固體物質(zhì)生成SiHCl3+H2Si+3HCl排盡裝置中的空氣bd解析:(1)高溫下,SiO2和C反應(yīng)生成Si和CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+2CSi+2CO。(2)根據(jù)這幾種物質(zhì)沸點(diǎn)不同,可以采用蒸餾的方法分離。(3)為防止SiHCl3與H2O反應(yīng),需要干燥劑干燥氫氣,濃硫酸具有吸水性且不和氫氣反應(yīng),所以可以作干燥劑;升高溫度能使SiHCl3汽化,從而使SiHCl3和氫氣在D中反應(yīng)。D中發(fā)生反應(yīng)SiHCl3+H2Si+3HCl,Si為固態(tài),所以看到的現(xiàn)象是有固體物質(zhì)生成。為防止SiHCl3與空氣中O2反應(yīng),需要排盡裝置中的空氣。向溶液中加入強(qiáng)氧化劑,然后加入KSCN溶液檢驗(yàn)鐵離子,氯水具有強(qiáng)氧化性,故選b、d。14.(14分)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下裝置對焦炭還原二氧化硅氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。已知:PdCl2溶液可用于檢驗(yàn)CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+PdCl2+H2OCO2+2HCl+Pd(產(chǎn)生黑色金屬鈀粉末,使溶液變渾濁)。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要通入足夠長時(shí)間的N2,其原因是  。 (2)裝置B的作用是。 (3)裝置C、D中所盛試劑分別為、,若裝置C、D中溶液均變渾濁,且經(jīng)檢測兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)該裝置的缺點(diǎn)是。 (5)資料表明,上述反應(yīng)在焦炭過量時(shí)會生成副產(chǎn)物SiC。取18 g SiO2和8.4 g焦炭充分反應(yīng)后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體13.44 L,假定氣體產(chǎn)物只有CO,固體產(chǎn)物只有Si和SiC,則Si和SiC的物質(zhì)的量之比為。 (6)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng):  。 答案:(1)用氮?dú)鈱⒀b置中的空氣排盡,避免空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾(2)作安全瓶,防止倒吸(3)澄清石灰水PdCl2溶液3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si(4)沒有尾氣吸收裝置(5)21(6)向硅酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w,溶液變渾濁,證明碳酸酸性強(qiáng)于硅酸解析:(1)碳與二氧化硅反應(yīng)要在高溫下進(jìn)行,而高溫下碳與空氣中氧氣反應(yīng),所以實(shí)驗(yàn)時(shí)要將裝置中的空氣排盡。(2)根據(jù)裝置圖可知,B裝置可以作安全瓶,防止倒吸。(3)根據(jù)元素守恒,碳與二氧化硅反應(yīng)可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳,所以C裝置用來檢驗(yàn)有沒有二氧化碳,D裝置用來檢驗(yàn)一氧化碳;若裝置C、D中溶液均變渾濁,說明生成的氣體中既有二氧化碳又有一氧化碳,根據(jù)兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等和元素守恒可寫出化學(xué)方程式。(4)一氧化碳有毒,不能排放到空氣中,而該裝置沒有尾氣吸收裝置。(5)18gSiO2物質(zhì)的量=18g60g·mol-1=0.3mol,8.4g焦炭物質(zhì)的量=8.4g12g·mol-1=0.7mol,充分反應(yīng)后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體13.44L,氣體物質(zhì)的量=13.44L22.4L·mol-1=0.6mol,假定氣體產(chǎn)物只有CO,固體產(chǎn)物只有Si和SiC,SiO2+2C2CO+Si,Si+CSiC,依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算可得Si與SiC物質(zhì)的量之比為21。(6)驗(yàn)證碳酸、硅酸的酸性強(qiáng)弱,可將CO2氣體通入硅酸鈉溶液,若生成硅酸沉淀,則說明碳酸酸性強(qiáng)于硅酸。