高考化学总复习考点知识解析与练习12---无机非金属材料的主角-硅

气不能通过阳离子交换膜而进入阴极，如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，且 易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯，故 B 正确； C. 石灰石、石英和纯碱是制备玻璃的主要原料，故 C 正确；D. 高炉炼铁原理，一氧 化碳还原氧化铁生成铁，还原剂为一氧化碳，所以 D 选项是错误的。 11．工业上制备高纯硅有多种方法，其中的一种工艺流程如下：
A．水泥、玻璃、陶瓷为传统的硅酸盐材料，三者的原料都主要为 SiO2 B．沉淀 A 主要成分为 SiO2，沉淀 B 为 Fe(OH)3、Al(OH)3 C．为了加快溶解速率，使用盐酸代替硫酸处理草酸钙 D．草酸钙易溶于水
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【答案】B 【解析】A.水泥、玻璃、陶瓷均为硅酸盐工业产品，所以主要成分是硅酸盐，三者的 原料不同，三者的原料并非都主要为 SiO2，例如：陶瓷的主要原料有黏土等，水泥的 主要原料有石灰石和黏土（铝硅酸盐），故 A 错误；B.水泥样品的主要成分为 CaO、SiO2， 并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物，加入氯化铵、盐酸和硝酸，由于二氧化 硅与酸不反应，则得到的沉淀 A 为 SiO2，滤液中含有 Ca2+、Fe3+、Al3+、Mg2+等离子， 加入氨水调节 pH 到 4~5 之间，可生成 Al(OH)3、Fe(OH)3 沉淀，则沉淀 B 为 Fe(OH)3、 Al(OH)3，故 B 正确；C.使用盐酸代替硫酸处理草酸钙，在溶液中剩余的盐酸也能被高 锰酸钾氧化，从而干扰草酸的测定，进而使测得的钙的含量产生误差，故 C 错误；D. 草酸钙是难溶于水的白色固体，故 D 错误。 8．下列关于硅及其化合物的叙述错误的是
选项 实验目的
试剂 a 试剂 b 试剂 c
装置
A 验证非金属性: S>C>Si 稀硫酸 Na2CO3 Na2SiO3 溶液
B 制备纯净的 NO
浓硝酸 Cu
水
C 检验溶液 X 中含有 CO32- 盐酸 溶液 X 澄清石灰水
除去 Na2SO3 中的 D
Na2SO4
氯水 混合物 NaOH 溶液
【答案】A 【解析】硫酸能和碳酸钠反应制得二氧化碳，二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成不溶性 的硅酸，所以该实验证明酸性 H2SO4＞H2CO3＞H2SiO3，则非金属性 S＞C＞Si，A 选 项正确；Cu 与浓硝酸反应生成 NO2，不生成 NO，NO 遇空气中的氧气立即生成 NO2， 装置广口瓶上部有空气，也得不得纯净的 NO 气体，B 选项错误；二氧化硫和二氧化 碳都能够时澄清石灰水变浑浊，无法检验溶液 X 中是否含有 CO32-，C 选项错误；除杂 试剂选用氯水，氯水 Na2SO3 氧化成 Na2SO4，反应后引进了杂质氯离子，违反了除杂 原则，无法达到实验目的，D 选项错误。 13．水玻璃(Na2SiO3 溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工
（注：铝土矿中含有 A12O3、SiO2、Fe2O3） A．在铝土矿制备较高纯度 A1 的过程中只用到 NaOH 溶液、CO2 气体 B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应 C．在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶2 D．黄铜矿(CuFeS2)与 O2 反应产生的 Cu2S、SO2 均只是还原产物 【答案】C
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C．生产普通玻璃的主要原料有石灰石、石英和纯碱 D．在高炉炼铁的反应中，焦炭为铁矿石的还原剂 【答案】D 【解析】A.工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅 SiO2+2C Si+2CO↑，得到含少量 杂质的粗硅，故 A 正确； B. 氯碱工业中，阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子 和气体不能通过，用石墨作电极电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯
【答案】B
【解析】A、二氧化碳与碳在高温下生成粗硅和一氧化碳，电弧炉中发生的反应为
2C+SiO2 2CO↑+Si，选项 A 错误；B、SiCl4 进入还原炉之前在流化床反应器中除
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SiCl4 外，还有 SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3 等，需要利用相互溶解的物质沸点不同， 经过蒸馏提纯，选项 B 正确；C、根据转化关系 Si→SiCl4→Si，每生产 l mol 高纯硅， 需要 22.4L Cl2（标准状况），选项 C 错误；D、该工艺中产生氯化氢气体且有氯气的参 与，容易引起空气污染，不符合绿色化学要求，选项 D 错误。 12．用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是（ ）
表面镀一层碲化镉薄膜，光电转化率高。下列说法错误的是
A．普通玻璃含有二氧化硅
B．该发电玻璃能将光能完全转化为电能
C．碲化镉是一种无机化合物
D．应用该光电转化技术可减少温室气体排放
【答案】B
【解析】A. 普通玻璃的主要成分是二氧化硅，故 A 正确；B. 该发电玻璃光电转化率
高，但不能将光能完全转化为电能，故 B 错误；C. 碲化镉属于无机化合物，故 C 正确；
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B．钾长石的氧化物形式可表示为：K2O·Al2O3·6SiO2 C．橄榄石中铁为＋2 价 D．月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱 【答案】D 【解析】A. 辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[（Mg，Fe）2SiO4]的成分均 属于硅酸盐类，均属于硅酸盐矿，故 A 项正确；B. 硅酸盐的氧化物表示方法：先写活 泼金属氧化物，然后是不活泼的金属氧化物，再是非金属氧化物二氧化硅，最后是水, 所以斜长石的氧化物形式可表示为：K2O·Al2O3·6SiO2，故 B 项正确；C. 化合物中化合 价代数和为 0，镁元素化合价是+2 价，硅元素化合价是+4 价，氧元素化合价是−2 价， 所以铁元素化合价是+2 价，故 C 项正确；D. 金属铁的活动性是金属本身的性质，这 与金属是在月球上还是在地球上无关，只是月球上没有氧气，金属铁不会被氧气氧化， 所以在月球上存在游离态铁，故 D 项错误。 7．港珠澳大桥水泥的使用量约 198 万吨。水泥熟料的主要成分为 CaO、SiO2，并含有 一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示： 下列叙述正确的是
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【解析】A.由铝土矿制备较高纯度 A1，可用氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液，
过滤后通入 CO2 气体生成氢氧化铝，氢氧化铝分解生成氧化铝，电解氧化铝可生成铝，
电解时为降低熔点，可加入冰晶石，A 错误；B.石英主要成分为二氧化硅，不是盐，
与盐酸不反应，且玻璃与盐酸不反应，B 错误；C.粗硅的反应 SiO2+2C
高考化学总复习考点知识解析与练习 专题 12 无机非金属材料的主角-硅
1．下列说法正确的是( ) A．因为晶体硅有熔点高硬度大的性质，所以被用来做芯片 B．工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的硅 C．合金熔点、硬度都低于成分金属，钢是用量最大用途最广的合金 D．工业生产玻璃、水泥都需要用到的原材料是石英砂 【答案】B 【解析】A. 晶体硅是重要的半导体材料，所以被用来做芯片，不是因为其有熔点高硬 度大的性质，故 A 错误；B. 焦炭有还原性，工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到 含有少量杂质的硅，故 B 正确；C. 合金熔点一般低于成分金属，但硬度大于成分金属， 故 C 错误；D. 玻璃的原料为石英、纯碱和石灰石，水泥的原料是黏土和石灰石，所以 都用到石灰石，故 D 错误。 2．世界第一条大面积碲化镉薄膜“发电玻璃”生产线最近在成都投产，该材料是在玻璃
已知：流化床反应的产物中，除 SiCl4 外，还有 SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3 等。
下列说法正确的是
A．电弧炉中发生的反应为 C＋Sil4 进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯
C．每生产 l mol 高纯硅，需要 44. 8L Cl2（标准状况）
D．该工艺 Si 的产率高，符合绿色化学要求
A．X 可用作木材防火剂 B．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用 CO2 来代替 C．步骤 II 的反应是 Na2SiO3+ H2SO4 = H2SiO3(胶体) + Na2SO4 D．步骤 Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行 【答案】D 【解析】A 项、硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，故 A 正确；B 项、碳 酸的酸性强于硅酸，能够与硅酸钠溶液反应生成硅酸，故 B 正确；C 项、硅酸钠与稀 硫酸反应生成硅酸沉淀，所以步骤 II 的反应是 Na2SiO3+H2SO4＝H2SiO（3 胶体）+Na2SO4， 故 C 正确；D 项、加热灼烧固体应在坩埚中进行，D 错误。 6．月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层 5 cm 厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球 上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、钾长石(KAlSi3O8)和橄榄石(MgFeSiO4)等，下列说 法或分析不正确的是 ( ) A．辉石、钾长石及橄榄石均属于硅酸盐矿
．． A．生产普通玻璃和水泥都用到石灰石 B．硅是光导纤维的基本原料 C．赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的 D．硅酸凝胶经干燥脱水可得硅胶，硅胶可作瓶装药品的干燥剂 【答案】B 【解析】A. 生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英，生产水泥的原料是石灰石、 黏土，因此二者都用到石灰石，A 正确；B. 二氧化硅是光导纤维的基本原料，B 错误； C. 二氧化硅能与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻 璃进行刻蚀而制成的，C 正确；D. 硅酸凝胶经干燥脱水可得硅胶，硅胶多孔吸水性强， 可作瓶装药品的干燥剂，D 正确。 9．二氧化硅又称硅石，是制备硅及其含硅化合物的重要原料。部分转化过程如图所示，
D. 应用该光电转化技术，提高了光电转化率，能够减少温室气体排放，故 D 正确。
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3．有科学家提出，硅是“21 世纪的能源”，下面有关硅的叙述中，正确的是（ ） A．硅单质化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位 C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在 D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料 【答案】D 【解析】A. 硅单质化学性质不活泼，但在常温下与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢 气，故 A 错误；B. 硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素 中居第二位，在地壳中的含量在所有的元素中居第一位的是氧元素，故 B 错误；C. 硅 是亲氧元素，在自然界中以化合态的形式存在，故 C 错误； D. 硅的导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料，故 D 正确。 4．工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法正确的是