【志鸿优化设计】高考化学一轮复习 第四章 材料家族中的元素第一节硅无机非金属材料课时作业 鲁科版

课时作业12 硅 无机非金属材料
(时间：45分钟 分数：100分)
一、选择题(本题共12题，每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求)
1．(2012山东青岛高三模拟)有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。

下列有关硅的说法中，不正确的是( )。

A ．高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片
B ．硅可由二氧化硅还原制得
C ．低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应
D ．自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅
2．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )。

材料 主要化学成分
A ． 刚玉、金刚石 三氧化二铝
B ． 大理石、石灰石 碳酸钙
C ． 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐
D ． 沙子、石英 二氧化硅
3．下列说法正确的是( )。

A ．硅材料广泛应用于光纤通讯
B ．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
C ．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
D ．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
4．玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行刻蚀，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是( )。

A ．烧碱
B ．纯碱
C ．氢氟酸
D ．盐酸
5．下列关于SiO 2和CO 2的叙述中不正确的是( )。

A ．都是共价化合物
B ．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应
C ．都能溶于水且与水反应生成相应的酸
D ．SiO 2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨
6．(2013山师大附中高三质检)下列有关实验的说法正确的是( )。

A ．除去镁粉中混有少量铝粉，可加入过量的氢氧化钠溶液，完全反应后过滤
B ．为测定熔融氢氧化钠的导电性，可在瓷坩埚中熔化氢氧化钠固体后进行测量
C ．制备Fe(OH)3胶体，通常是将Fe(OH)3固体溶于热水中
D ．某溶液中加入盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体，则该溶液中一定含有CO 2－3
7．下列关于硅酸盐材料的说法错误的是( )。

A ．生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷
B ．普通玻璃的主要成分是SiO 2
C ．陶瓷的主要原料是黏土
D ．硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要原料
8．硅及其化合物的应用范围很广。

下列说法中正确的是( )。

A ．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B ．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
C ．反应：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑中，Si 为还原剂，NaOH 和H 2O 为氧化剂
D ．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
9．下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( )。

A ．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
B ．反应①Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓，反应②Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋
CO 2↑，两反应是相互矛盾的，不可能都能发生
C ．SiO 2既能与氢氟酸反应又能与NaOH 溶液反应，故SiO 2属于两性氧化物
D ．祖母绿的主要成分为Be 3Al 2Si 6O 18，用氧化物形式表示为3BeO·Al 2O 3·6SiO 2
10．下列各组物质中，不是按关系(“→”表示一步完成)相互转化的是( )。

选项 a b c
A Fe FeCl 3 FeCl 2
B Cl 2 NaClO NaCl
C Si SiO 2 H 2SiO 3
D HNO 3 NO NO 2
11．下图表示物质通过一步反应的转化关系，下表中能符合题意的选项是( )。

单质――→O 2酸性氧化物―→盐
选项 单质 酸性氧化物 盐
A S SO 3 Na 2SO 4
B N 2 NO 2 NaNO 3
C Si SiO 2 Na 2SiO 3
D Na Na 2O Na 2CO 3
12．下列说法不正确的是( )。

A ．SiO 2是酸性氧化物，能与NaOH 溶液反应
B ．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
C ．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
D ．酸性氧化物可以与碱反应，但均不能与酸反应
二、非选择题(本题共4题，52分) 13．(12分)有A 、B 、C 、D 四种含硅元素的物质，它们能发生如下反应：
①C 与烧碱溶液反应生成A 和水；
②A 溶液与钙盐溶液反应生成白色沉淀D ；
③B 在空气中燃烧生成C ；
④C 在高温下与碳酸钙反应生成D 和一种气体；
⑤C 在高温下与碳反应生成单质B 。

(1)根据上述变化，写出A 、B 、C 、D 的化学式：
A______，B______，C______，D______。

(2)写出反应①、④的化学方程式：
①________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________。

14．(2012通化质检)(14分)A 、B 同主族且都是短周期元素，含A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A 元素的一种化合物C 可用于制造高性能的现代通信材料——光导纤维，C 与烧碱反应生成含A 元素的化合物D 。

请回答下列问题：
(1)C 、D 的化学式分别为______、______。

(2)易与C 发生化学反应的酸是______，反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。

(3)将C 与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D ，同时还生成B 的最高价氧化物E ；将全部的E 与全部的D 在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A 的化合物F 。

①写出生成D 和F 的化学反应方程式：_________________________________________ ________________________________________________________________________。

②要将纯碱高温熔化，下列可选用的仪器是______。

A ．普通玻璃坩埚
B ．石英玻璃坩埚
C ．试管
D ．铁坩埚
(4)下列关于C 和E 的性质比较正确的是______。

A ．C 和E 均与生石灰反应生成盐
B ．
C 和E 的熔点和硬度相似
C ．C 和E 均与水反应生成相应的酸
D ．C 和
E 均能与烧碱溶液反应，与任何酸均不反应
15．(10分)已知A～I有如图所示转换关系：
已知：①单质E可作为半导体材料；
②化合物F是不能生成盐的氧化物；
③化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应。

据此，请填空：
(1)化合物F是______。

(2)化合物I是______。

(3)反应③的化学方程式是___________________________________________________。

(4)反应④的化学方程式是___________________________________________________。

(5)写出I的水溶液与A反应的方程式：_________________________________________。

16．(16分)图中X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。

其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。

回答下列问题：
(1)组成单质Y的元素在周期表中的位置是______；M中存在的化学键类型为________；R的化学式是____________________。

(2)一定条件下，Z与H2反应转化为ZH4。

ZH4的电子式为______________。

(3)已知A与1 mol Al反应转化为X时(所有物质均为固体)，放出a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：________________________________。

(4)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式：______________________________。

(5)向含4 mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量，假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(X2＋)随n(X)变化的示意图，并标出n(X2＋)的最大值。

参考答案
1．D 2．A 3．A
4．C 解析：氢氟酸能和SiO 2发生反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O ，利用这个反应可以进行玻璃雕花等；烧碱虽然也能和SiO 2反应：SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O ，但该反应的速率较慢，不适于进行玻璃加工。

5．C 解析：SiO 2不能与水反应生成H 2SiO 3，只能用Na 2SiO 3与强酸反应制取H 2SiO 3，C 项错误。

6．A 解析：镁粉中混有少量铝粉，加入过量的氢氧化钠溶液，铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，镁与氢氧化钠不反应，A 正确；瓷坩埚中熔化氢氧化钠固体会导致瓷坩埚中的二氧化硅与氢氧化钠反应，B 不正确；Fe(OH)3胶体的制备，是用饱和氯化铁溶液和热水反应制得，C 不对；某溶液中加入盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体，溶液中还可能含有碳酸氢根、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子。

7．B 解析：普通玻璃的主要成分为Na 2SiO 3和CaSiO 3。

8．A 解析：粗硅提纯涉及的反应：Si ＋2Cl 2=====△SiCl 4、SiCl 4＋2H 2=====高温Si ＋4HCl 都
是氧化还原反应，B 错；硅与氢氧化钠溶液反应实际分两步：①Si＋3H 2O===H 2SiO 3＋2H 2↑，②H 2SiO 3＋2NaOH===Na 2S iO 3＋2H 2O ，其中①反应为氧化还原反应，②反应为非氧化还原反应，因此NaOH 既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的只是水，C 错；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D 错。

9．D 解析：A 项，硅酸钠本身是一种黏合剂，易造成磨口玻璃塞与瓶口黏结；B 项，两反应条件不同，反应①是溶液中反应，强酸可制弱酸，而高温条件下，CO 2是气体，逸出促使反应发生；C 项，SiO 2只与氢氟酸这一种酸反应且生成的不是盐；故只有D 项正确。

10．C 解析：SiO 2不能直接生成H 2SiO 3，H 2SiO 3也不能直接生成Si 。

11．C 解析：A 中，S 不能直接转化为SO 3，A 错；B 中，N 2不能一步反应生成NO 2，B 错；D 中，Na 2O 为碱性氧化物，D 错。

12．D 解析：SiO 2是酸性氧化物，但与氢氟酸反应。

13．答案：(1)Na 2SiO 3 Si SiO 2 CaSiO 3
(2)①SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O
④SiO 2＋CaCO 3=====高温CaSiO 3＋CO 2↑
解析：能与烧碱反应的含硅物质有Si 、SiO 2和H 2SiO 3，由①知A 为Na 2SiO 3；由②知D
为CaSiO 3；由④知C 为SiO 2，发生的反应为SiO 2＋CaCO 3=====高温CaSiO 3＋CO 2↑；由⑤知B 为Si ，
发生的反应为SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑；由③验证以上推断合理。

14．答案：(1)SiO 2 Na 2SiO 3
(2)氢氟酸 SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O
(3)①SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，
Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓
②D (4)A
解析：(1)A 元素的单质可作半导体材料，含A 元素的化合物C 是制造光导纤维的原料，可知A 为硅元素，C 为SiO 2，D 为Na 2SiO 3。

由A 、B 同主族且都是短周期元素可知B 为碳。

(2)C 为S iO 2，能与SiO 2反应的酸只有氢氟酸。

(3)SiO 2与Na 2CO 3高温下反应生成Na 2SiO 3和CO 2，故含SiO 2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al 2O 3等都能与Na 2CO 3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na 2CO 3。

(4)C 为SiO 2、E 为CO 2。

A 项，二者均为酸性氧化物，与碱性氧化物CaO 均生成盐；B 项，SiO 2熔点、硬度大，CO 2为气体，熔点、硬度小；C 项，SiO 2与H 2O 不反应；D 项，SiO 2与HF 反应。

15．答案：(1)CO
(2)HF
(3)2H 2＋O 2=====点燃2H 2O
(4)2F 2＋2H 2O===4HF ＋O 2
(5)4HF ＋SiO 2===SiF 4↑＋2H 2O
解析：因单质E 和化合物F 分别是半导体材料和不成盐的氧化物，可考虑分别为Si 和
CO ，反应①的化学方程式为SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑，氧化物A 为SiO 2，它除了能跟氢氟酸
反应以外不跟任何酸起反应，由此判断化合物I 为HF ，依次类推C 为H 2O ，D 为F 2，H 为O 2。

16．答案：(1)第二周期第ⅥA 族 离子键、共价键 H 2SiO 3(或H 4SiO 4) (2)
(3)8Al(s)＋3Fe 3O 4(s)===9Fe(s)＋4Al 2O 3(s) ΔH ＝－8a kJ·mol －1
(4)3Fe 3O 4＋28H ＋＋NO －3===9Fe 3＋＋NO↑＋14H 2O (5)
解析：本题属于无机框图题，这种类型的试题关键是找准题眼，即突破点。

(1)A 俗称磁性氧化铁，因此A 是Fe 3O 4，在高温下Fe 3O 4与单质Al 发生铝热反应，生成单质铁和Al 2O 3，而铁在点燃时与氧气化合即生成Fe 3O 4，所以X 、Y 分别是铁和氧气；在水中氧气与NO 反应生成硝酸，所以D 是硝酸；硝酸具有强氧化性与Fe 3O 4反应，生成Fe(NO 3)3、NO 和水，因此G 是Fe(NO 3)3；又因为E 是不溶于水的酸性氧化物，且能与氢氟酸反应，所以E 只能是SiO 2，因此Z 单质是硅，SiO 2与NaOH 溶液反应生成M ，所以M 是Na 2SiO 3，Na 2SiO 3与硝酸反应即生成硅酸胶体，所以R 是H 2SiO 3。

Na 2SiO 3属于离子化合物，一定含有离子键，同时Si 和O 之间还存在极性键。

(2)Si 与H 2在高温下生成甲硅烷即SiH 4，SiH 4是由极性键构成的共价化合物，电子式是。

(3)先写出反应的化学方程式：8Al ＋3Fe 3O 4=====高温9Fe ＋4Al 2O 3，根据方程式中Al 的化学
计量数得出反应热的数值为8a ，再根据书写热化学方程式的要求——注明反应体系中各物
质的状态，放热用“－”、吸热用“＋”，单位是“kJ·mol －1”，正确写出该反应的热化
学方程式：
8Al(s)＋3Fe 3O 4(s)===9Fe(s)＋4Al 2O 3(s) ΔH ＝－8a kJ·mol －1。

(5)向稀硝酸溶液中加入铁粉反应的方程式为Fe ＋4HNO 3===Fe(NO 3)3＋2H 2O ＋NO↑，当铁粉过量时，铁会继续和Fe(NO 3)3反应，生成Fe(NO 3)2，方程式为Fe ＋2Fe(NO 3)3===3Fe(NO 3)2。

由方程式可知4 mol 硝酸生成1 mol Fe(NO 3)3，1 mol Fe(NO 3)3生成1.5 mol Fe(NO 3)2，即n (Fe 2＋)的最大值是1.5 mol 。