2020年高考化学复习课时规范练10含硅矿物与信息材料

课时规范练10含硅矿物与信息材料
一、选择题（本题共10小题,每小题6分，共60分。

每小题只有一个选项符合题目要求）
1. （2019福建厦门月考）C、Si、S 都是自然界中含量丰富的非金属元素，下列有关说法中正确的是
（）
A. 三种元素在自然界中既有游离态又有化合态
B. 元素的+4价氧化物都属于酸性氧化物，都能与碱反应而不能与任何酸反应
C. 最低价的气态氢化物都具有还原性，易与02发生反应
D. 其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱：H2SO4>H2SiO3>H2CO3
2. （2019安徽铜陵模拟）硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是（）
A. 氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4
B. 碳化硅（SiC）的硬度大熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承
c•光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2
D.硅酸盐均不溶于水
3•据报道我国科学家近年来研制出一种新型连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和
碳纤维复合而成的。

下列相关叙述不正确的是（）
A. 它耐高温抗氧化
B. 它比钢铁轻、硬，但质地较脆
C. 它没有固定的熔点
D. 它是一种新型无机非金属材料
4. （2019天津滨海新区月考）下列关于硅及其化合物的说法不正确..的是（）
A. 高纯硅具有良好的半导体性能，可制成硅芯片、光电池、光导纤维等
B•二氧化硅能与氢氟酸反应，可用氢氟酸蚀刻玻璃
C. 向硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有不溶物生成，实验室可用该方法制备硅酸
D. 硅胶”由硅酸凝胶经干燥、脱水制得，常用作食品、药品等的干燥剂
5. （2019河南周口调研）下列除杂方法正确的是（）
A. SiO2中含Al 2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液，然后过滤除去
B. CO2中含有CO杂质,可以通入盛有CuO的玻璃管且加热
C. CO2中含有HCI杂质，可以通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶
D. Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO?，然后过滤
6. 石英砂（主要成分为SiO2）是一种常用的工业原料，其中常混有少量碳酸钙，要除去石英砂中的少量
碳酸钙，应采用的方法是（）
A. 用水溶解后过滤分离
B. 用稀硫酸溶解后过滤分离
C. 用酒精灯加热
D. 用稀盐酸溶解后过滤分离
7. （2019湖南张家界月考）科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示
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容器I中进行的反应为
①Si（粗）+3HCI（g）——SiHCI 3（I）+H 2（g）; 容器n中进行的反应为
②-------------------- SiHCI 3+H2Si（纯）+3HCI。

下列说法正确的是（）
A. 该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用
B. 最好用分液的方法分离Si和SiHCI 3
C. 反应①和②中HCI均作氧化剂
D. 反应①和②属于可逆反应
9•二氧化硅（SiO 2）又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料 （制备流程如图所示）。

下列说法正确的 是（）
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A. SiO 2既能与HF 反应，又能与NaOH 反应，属于两
性氧化物
B. 盛放Na 2CO 3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
C. 硅胶吸水后不能重复使用
D. 图中所示转化反应都是氧化还原反应 10.
（2019四川攀枝花模拟）向含有0.2 mol NaOH 和0.1 mol Ba （OH ） 2的溶液中持续稳定地通入 CO ?气
体,当通入气体体积为 8.96 L （0 C ,1.01 X 05 Pa ）时立即停止，则这一过程中，溶液中溶质离子的物质的
量与通入CO 2气体的体积关系图像正确的是（气体的溶解和离子的水解忽略不计
）（ ）
0R 0L
百
D.4 0.2 ° 2.24 4.446.72 K96
③ 将过量的E 通入D 的溶液中发生反应的离子方程式是 ____________________________ 。

8•水玻璃（Na 2SiO 3溶液）广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域 用稻壳灰（SiO 2：65%~70%、C:30%~35%）制取水玻璃的工艺流程：
旦一种重要的工业原料。

如图是 成 1 ----------- 1 3 *
下列说法正确的是（ ）
A. 原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值
B.
操作A 与操作B 完全相同
C. 该流程中硅元素的化合价发生改变 SiO 2+2NaOH
Na 2SiO 3+H 2O
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二、非选择题（本题共3小题，共40分）
11. （13分）含A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料 能的现代通信材料一一光导纤维,C 与烧碱反应生成含
（1）B 元素的原子最外层电子数与 A 相同，且原子序数 置 _____________ 。

，含A 元素的一种化合物C 可用于制造高性 A 元素的化合物D 。

B<A,则B 在元素周期中的位
O-M GE
A
\ I TYabl
II.M
0.6 0.4 112
(4) 100 g C和石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,则100 g该混合
物中石灰石的质量分数是________________ 。

12. (2019湖南师大附中月考)(14分)某矿石含碳酸镁和石英，制备高纯硅和硅胶的工艺流程如下：
(1) 硅胶”常用作_____________ ，也可以用作_____________ 的载体。

A的结构式
为_______________ 。

(2) 制备粗硅的方程式为 _______________________________________ 。

(3) 操作［为______________ ,操作n为__________________________ 。

(4) 操作川，需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是____________________________________ 。

(5) 溶液G用E酸化的方程式为__________________________ 。

13. (13分)二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。

易燃、有毒，与水接触易水解，沸点
为8.2 C。

在铜催化作用下，HCl与硅在250~260 C反应可以制得SiH2CI2。

------- J
AB C D
(1) 利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置制取HCI,利用了浓硫酸的 __________ 性。

(2) D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为。

(3) 按照气体从左到右的方向，制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接顺序为
，其中装置C用到2
TT( )(填仪器接口的字母
次)。

(4) 按从左到右的顺序，前面装置C中装的药品为____________ ，后面装置C的作用为________ 。

⑸反应除生成二氯二氢硅之外，还会生成H2和 __________ 、__________ 等。

⑹新的制取SiH2Cl2的方法：往硅粉中先通入Cl2，在300~350 C反应生成SiCl4，然后再与HCl在
250~260 C反应，可以大大提高产率。

如果通入气体顺序相反，结果会____________________________ (用化学方程式表示)。

课时规范练10含硅矿物与信息材料
1. C A项,硅元素在自然界中无游离态,错误;B项,SiO2能与氢氟酸反应，错误；C项,C、Si、S三种元素最低价态气态氢化物分别为CH4、SiH4、H2S,都具有还原性，易与O2发生反应，正确Q项,酸性强弱顺序为：H2SO4>H2CO3>H2SiO3,错误。

2. D 在氮化硅中,N元素为-3价,Si元素为+4价，则化学式为Si3N4,A正确;硅酸钠易溶于水，D错误。

3. B 由航空材料的成分组成知其质轻、具有耐高温抗氧化等性质，由于这种材料能增加韧性，故质地不会较脆，故B项错误,A项正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，由碳化硅高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料属于新型无机非金属材料，C、D项正确。

4. A 制备硅芯片和光电池的主要原料为高纯硅，光导纤维的主要成分是二氧化硅,A项不正确；二氧
化硅能与氢氟酸反应，故常用氢氟酸蚀刻玻璃,B项正确；硅酸钠溶液能与稀盐酸反应生成硅酸沉淀,C 项正确；硅胶”由硅酸凝胶经干燥、脱水制得，常用作食品、药品等的干燥剂，D项正确。

5. B SiO2、Al 2O3均能与NaOH溶液反应,A项错误；在加热的条件下,CO与CuO反应产生CO2,B项正确；Na2CO3溶液也能吸收CO2,C项错误会引入NaHCO3杂质Q项错误。

6. D 二氧化硅和碳酸钙都不溶于水,A项错误；碳酸钙与硫酸反应生成难溶性的硫酸钙，阻止反应进一步进行，无法除杂,B项错误；碳酸钙受热分解生成氧化钙，引入了新的杂质,C项错误；二氧化硅与盐
酸不反应，碳酸钙与盐酸反应生成可溶性的氯化钙，然后过滤可得到二氧化硅，D项正确。

7. A 该工艺流程中HCI和H2两种气体可循环使用；分离Si与SiHCl3可用过滤的方法；反应②中
HCl是生成物，是氧化产物；反应①、②不在同一条件下进行，不属于可逆反应。

8. A 稻壳灰来源广泛价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值,A项正确；操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作,B项错误；二氧化硅中，硅元素的化合价是+4价,硅酸钠中,硅元素的化合价是+4价,所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变,C项错误；由复分解反应的概念可
知,SiO2+2NaOH—{Na z SiO s+H z O,不属于复分解反应，D项错误。

9. B 二氧化硅与NaOH反
应:SiO2+2NaOH〔一Na z SiO s+H z O，生成了盐和水,SiO2只能与HF反应，即只能与特殊酸反应，与其他酸不反应，所以二氧化硅不是两性氧化物，故A错误;Na2CO3溶液呈碱性，二氧化硅能与碱反应生成具有黏合性的硅酸钠，使玻璃塞无法打开，故B正确;硅胶吸附水分后，可通过热脱附方式将水分除去重复使用，故C错误；图中二氧化硅与氢氟酸、氢氧化钠、碳酸钠的反应，硅酸钠与盐酸的反应，硅酸的分解反应，这些反应中元素的化合价都没有发生变化，属于非氧化还原反应，故D错误。

10. C 通入CO2气体依次发生的反应为
CO2 + Ba(OH) 2―BaCO3 妊H 2O
0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol
CO2 + 2NaOH一Na2CO3+H2O
0.1 mol 0.2 mol 0.1 mol
CO2 + Na2CO3+H 2O一2NaHCO 3
0.1 mol 0.1 mol 0.2 mol
CO2 + BaCO3+H2O一Ba(HCO3)2
0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol
通入0.1 mol CO 2时，溶液中含有0.2 mol NaOH,溶质离子的物质的量为0.4 mol;通入0.2 mol CO 2 时溶液中生成0.1 mol Na 2CO3,n(离子)=0.3 mol;通入0.3 mol CO 2 时，溶液中含0.2 mol NaHCO 3,n(离子)=0.4 mol;
通入0.4 mol CO2时，溶液中含0.2 mol NaHCO 3和0.1 mol Ba(HCO 3)2,n(离子)=0.7 mo l。

11. 答案(1)第二周期第W A族
(2) SiO2+4HF ——SiF4 T+2H2O
(3) ①SiO2+Na2CO^Na2SiO3+CO2 T ②ABD ③2CO2+Si "+2H2O H2SQ3 妊2HC -
(4) 50%
解析(1)A元素单质可作半导体材料，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅元
素,C为SiO2,D为Na2SiO3。

比硅元素原子序数小的同族元素B为碳。

(2)C为SiO?,能与SiO2反应的
酸只有氢氟酸。

(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na z SiO s和CO?,含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用含SiO2的坩埚熔融Na2CO3。

过量CO2通入Na2SiO3溶液中生成的物质是NaHCO 3和H2SQ3。

⑷首先要仿照Na2CO3与SiO：的化学反应确定CaCO?与
I j
SiO2 的化学反应撚后根据CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2^和CaCO3 CaO+CO2f可得n(CaCO s)与
n(CO2)的关系：n(CaC03)= n(CO2),生成标准状况下C02气体11.2 L,其物质的量=——.一=0.5 mol,则
1
m(CaCO3)=0.5 mol 100 g mol -=50 g,样品中碳酸钙的质量分数为—— X1OO%=5O%。

12. 答案(1)干燥剂催化剂O^C O
释SI
(2) SiO2+2C Si+2CO f
(3) 过滤蒸发浓缩、冷却结晶
(4) 防止镁离子水解
(5) Na2SiO3+2HCI ——2NaCI+H 2SQ3 J
解析(1)硅胶”多孔，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。

二
氧化碳的结构式为O C「O。

⑵工业制取纯硅的工艺流程为SiO2-粗硅-^.SiCl/ 纯硅,用焦炭
还原SiO2，产物是CO而不是CO2。

⑶操作I为过滤操作n为蒸发浓缩、冷却结晶。

⑷MgCl2 6H2O
加热脱水制得MgCI 2,要在氯化氢气流中进行，因为氯化氢氛围可防止镁离子水解。

(5)Na2SiO3与
HCl反应生成NaCI和H2SQ3。

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13. 答案(1)吸水(2)Si+2HCl S T —SiH2Cl2
(3) d e f g b c d
(4) P2O5或无水CaCl2尾气处理和防止空气中的水进入B中(5)SiCI4 SiHCl3
(6) SiH2Cl2+2Cl2——SiCl4+2HCI(或SiH2Cl2+Cl2——SiHCl3+HCI)
解析(1)浓硫酸有吸水性，使浓盐酸更易挥发出HCI。

(2)根据题意并利用原子守恒法配平反应的化学
方程式。

⑶利用A装置制取HCI，连接C装置干燥，从f进入D中反应,SiH2Cl2从g处挥发，在B装置中收集,SiH2Cl2的密度比空气大，导气管应长进短出，为防止空气中的水蒸气进入B中,则应在B装置
后连接干燥管。

(4)前面的装置C是用来干燥氯化氢气体的，干燥剂应选用P2O5或无水CaCl2,后面装置C的作用为尾气处理和防止空气中的水进入B中,应选碱石灰。

(6)如果通入气体顺序相反，生成的
SiH2Cl2会与CI2继续反应，从而生成SiCg SiHCI 3°
（2）写出易与C发生反应的酸与C反应的化学方程式。

（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的化学反应方程式： ________________________________ 。

②_____________________________________________ 要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是。

A.普通玻璃坩埚
B.石英玻璃坩埚
C.铁坩埚
D.瓷坩埚。