北京市2017届高三化学一轮复习4.1无机非金属材料的主角-硅课时测试(含解析)

4-1 无机非金属资料的主角—硅
（测试时间：45 分钟满分100分）
姓名：班级：得分：
一、选择题 ( 此题包含10 小题，每题 5 分，共 50 分 )
1．硅及其化合物的应用范围很广。

以下说法正确的选项是（）A．硅是人类将太阳能变换为电能的常用资料
B．粗硅制备单晶硅不波及氧化复原反响
C．反响： Si ＋ 2NaOH＋ H2O===Na2SiO3＋ 2H2↑中， Si 为复原剂， NaOH和 H2O为氧化剂D．硅能与氢氟酸反响，则硅能够与盐酸反响
【答案】 A
【分析】 A．硅是优秀的半导体资料，常用来制造太阳能资料， A 正确； B．粗硅制备单晶硅的
反响为： SiO2+2C 高温
B 错误； C．反响：
Si+2CO，为置换反响，是氧化复原反响，
Si+2NaOH+HO═Na2SiO3+2H2↑中， Si 为复原剂， H2O为氧化剂， C错误； D、硅只与 HF 反响，与盐酸不反响， D 错误，答案选A。

2．以下对于硅资料的说法正确的选项是（）
A．玛瑙的主要成分是硅酸盐
B．制一般玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英砂
C．光导纤维的主要成分是晶体硅
D．水晶项链、玻璃、水泥和陶瓷都是硅酸盐制品
【答案】 B
【分析】 A．玛瑙的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故 A 错误； B ．依据玻璃的构成可知，制玻璃的原料主假如纯碱、石灰石和石英，故 B 正确；C．光导纤维的主要成分是二氧化硅，故 C 错误； D．水晶的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故 D 错误；应选B。

3．以下相关SiO2的表达中错误的选项是（）
A． SiO2是酸性氧化物，它对应的水化物是硅酸(H2SiO3)
B．硅酸可由SiO2跟水反响制得
C． SiO2可与碱性氧化物或强碱反响
D．光导纤维的主要原料就是SiO2
【答案】 B
【分析】 A．二氧化硅是酸性氧化物，可与碱性氧化物或强碱反响，但不溶于水，不可以直接和水反响生成硅酸， B 不正确，其他都是正确的，答案选B。

4．制备硅单质时，主要化学反响以下：
（ 1）SiO2＋ 2C Si ＋2CO↑
（ 2）Si ＋ 2Cl 2SiCl 4
（ 3）SiCl 4＋ 2H2Si ＋ 4HCl
以下对上述三个反响的表达中，不正确的选项是（）
A．（ 1）（ 3）为置换反响B．（1）（2）（3）均为氧化复原反响
C．（ 2）为化合反响D．三个反响的反响物中硅元素均被复原
【答案】 D
【分析】 A．一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反响是置换反响，（1）（3）为置换反响， A 正确； B．反响（ 1）（ 2）（ 3）中均有化合价的高升和降低，都是氧化复原
反响， B 正确； C．化合反响是两种或许两种以上的物质生成一种物质的反响，（2）为化合反响， C 正确； D．反响（ 1）（ 3）中硅元素的化合价降低，被复原，（2）中硅元素的化合
价高升，被氧化， D 错误，答案选D。

5．纯二氧化硅可用以下流程制得。

以下说法不正确的是（）
．．．
A． X 可用作木材防火剂
B．步骤 II的反响是Na2SiO3 + H 2SO4 = H 2SiO3( 胶体 ) + Na 2SO4
C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来取代
D．步骤Ⅲ若在实验室达成，一般在蒸发皿中进行
【答案】 D
【分析】剖析流程知反响Ⅰ为，反响Ⅱ为，反响Ⅲ为。

A、X 为硅酸钠溶液，可用作木材防火剂，正确； B、步骤 II的反响是Na2SiO3 + H 2SO4 = H2SiO3( 胶体 ) + Na 2SO4，正确； C、碳酸的酸性比硅酸强，故步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来取代，正确；D、步骤Ⅲ为硅酸固体的灼烧，若在实验室达成，一般在坩埚中进行，错误。

6．钢化玻璃俗称一般玻璃的化身，是一般玻璃经必定物理方法办理后获得的。

钢化玻璃一般不会发生自爆现象，但当钢化玻璃中含有硫化镍结核时就有可能发生自爆现象。

以下相关说法中错误的选项是（）
A．制取钢化玻璃的原料为石灰石、纯碱和石英
B．钢化玻璃是一种新式无机非金属资料
C．制取钢化玻璃的主要反响都是非氧化复原反响
D．在碳素钢中加入镍等合金元素能够制得不锈钢及各样特种钢
【答案】 B
【分析】 A．制取一般玻璃的原料为石灰石、纯碱和石英，因为钢化玻璃是玻璃在制取过程中将温度快速降低获得的，所以制取原料与一般玻璃同样，正确；B．钢化玻璃是一种传统无机非金属资料，错误；C．制取钢化玻璃的主要反响是SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑；
SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，所以都是非氧化复原反响，正确；D．在碳素钢中加入镍等合金元素经过加工能够制得不锈钢及各样特种钢，正确。

7．以下说法正确的数量是（）
①二氧化硅拥有优秀的半导体特征，故而可用作光导纤维
②硅酸钠为盐，非碱类物质，故可用玻璃瓶盛装
③高温下SiO2能与 Na2CO3固体反响生成Na2SiO3和 CO2，说明硅酸酸性强于碳酸
④硅溶于氢氧化钠溶液，只有水作氧化剂，NaOH既非氧化剂也非复原剂
A．1B．2C．3D．4
【答案】 A
【分析】二氧化硅不导电，①错误；硅酸钠为盐，非碱类物质，故不行用带玻璃塞得玻璃瓶盛装，②错误；碳酸酸性强于硅酸，③错误；硅与氢氧化钠溶液反响的本质是：Si +4H2O ==H4SiO4 +2H2↑ H4SiO4 + NaOH == Na2SiO3 + 3H 2O，氢氧化钠既不做复原剂也不做氧化剂，④正确。

8．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主假如因为作为半导体资料的硅在太阳能发电过程中拥有重要的作用．以下对于硅的说法不正确的选项是（）
A．高纯度的单质硅被宽泛用于制作计算机芯片
B．硅可由二氧化硅复原制得
C．常温时硅与水、空气和酸不反响，但能与氢氟酸反响
D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大批的单质硅
【答案】 D
【分析】半导体硅晶体系造计算机芯片，选项 A 正确；焦炭和二氧化硅在高温下反响制得粗硅．其中二氧化硅作氧化剂被复原，选项 B 正确；常温时硅不与水、氧气及酸反响，但可与氢氟
酸反响，选项 C 正确；硅元素在自然界的主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，选项D不正确。

9．以下对于碳和硅的表达中，不正确的选项是（）
A．＋ 4 价氧化物都能与氢氧化钠溶液反响
B．单质在加热时都能与氧气反响
C．氧化物都能溶于水生成相应的酸
D．碳和硅两种元素都有能导电的单质
【答案】 C
【分析】 A、二氧化碳和二氧化硅均为酸性氧化物，都能与氢氧化钠溶液反响生成盐和水，正确；
B、碳单质和硅单质在加热时都能与氧气反响，正确；
C、 CO、二氧化硅不溶于水，不可以与
水反响生成相应的酸，错误；D、石墨和晶体硅两种单质都能导电，正确。

10．用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的选项是
（）
选项操作及现象溶液
A通入 CO2，溶液变污浊饱和 Na2CO3溶液
B通入 CO，溶液变污浊，连续通CO至过度，污浊消逝Na SiO 溶液
2223
C通入 CO，溶液变污浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)
2溶液
2
D
通入 CO2，溶液变污浊，连续通CO2至过度，污浊消逝，再加
入足量 NaOH溶液，又变污浊
澄清石灰水
【答案】 B
【分析】 A．盐酸的酸性大于碳酸，则二氧化碳通入氯化钡溶液中不反响，无现象，故 A 正确；
B．碳酸的酸性大于硅酸，则二氧化碳与硅酸钠溶液反响，生成硅酸积淀，溶液变污浊，再
通入二氧化碳积淀不用逝，故 B 错误； C．碳酸的酸性大于HClO，且 HClO 拥有漂白性，则操作及现象”与“溶液”对应均合理，故 C正确； D．二氧化碳少许，与石灰水反响生成碳酸钙，二氧化碳过度时生成碳酸氢钙，则操作及现象”与“溶液”对应均合理，故D正确；
应选 B。

二、非选择题( 此题包含 4 小题，共50 分 )
11．（ 9 分）硅是信息家产、太阳能电池光电转变的基础资料。

锌复原四氯化硅是一种有着优秀应用远景的制备硅的方法，该制备过程表示以下：
焦炭 /高温Cl2300℃Zn/高温石英砂
Si（粗）ⅡSiCl 4高纯硅
ⅠⅢ
（1）硅元素位于元素周期表的第 ______________ 周期 ____________ 族。

（ 2）已知反响Ⅰ获得的粗硅中含有SiC，此中 Si 和 SiC 的物质的量之比为2∶1。

写出制造粗硅时的反响方程式。

SiC 熔融时不导电，工业上常用作耐火和高温炉的资料，由此推知，它属于____________晶体。

（ 3）因为 SiCl 4遇水强烈水解生成SiO2和一种酸，所以整个制备过程一定严格控制无水条件。

在干燥Cl 2时，从有益于充足干燥和操作安全的角度考虑，需将约90℃的湿润氯气先冷却至 12℃，而后再通入到浓H2SO4中。

冷却的作用是。

【答案】（ 1）三、Ⅳ A（共 2 分。

只需有一处错误，均不给分）
（2）3SiO 2＋ 7C2Si ＋ SiC ＋6CO↑（ 3 分）；原子（ 2 分）
（ 3）使水蒸气冷凝，减少进入浓硫酸的水，使浓硫酸能保持连续的吸水性（ 1 分），同时降低放出的热量（ 1 分）。

【分析】（ 1）硅元素位于元素周期表的第三周期ⅣA族
（2）3SiO 2＋ 7C2Si ＋ SiC＋6CO↑； SiC 熔融时不导电，推知，它属于原子晶体
（3）假如不降低温度，则水蒸气会被浓硫酸稀释，降低浓硫酸的性能，所以冷却的作用是使水蒸气冷凝，减少进入浓硫酸的水，保持浓硫酸连续的吸水性，同时降低放出的热量。

12．（ 16 分）取 A 、B 两份物质的量浓度相等的NaOH 溶液，体积均为 50mL，分别向此中通入必定量的 CO2后，再分别稀释为 100mL。

（1）在 NaOH 溶液中通入必定量的 CO2后，溶液中溶质的构成可能是：（填化学式）
①__________②___________③____________④______________。

（2）在稀释后的溶液中分别逐滴加0 ． 1mol/L 的盐酸，产生的 CO2的体积（标准情况）与所加盐酸的体积关系以下图：
①分别加入足量的盐酸后，溶液中的溶质是_____________，原 NaOH 溶液的物质的量
浓度为 _________。

②A 曲线表示，原溶液通入CO2后，所得溶质的化学式为_________，与盐酸反响产
生 CO2的最大概积是 _________mL（标准情况）。

③B 曲线表示，原溶液通入CO2后，所得溶质的化学式为_________，其物质的量之
5
【答案】（ 1） NaHCO 3 ； Na 2CO 3 ； Na 2CO 3 和 NaHCO 3 ； Na 2CO 3 和 NaOH （ 4 分，每空各 1 分）
（ 2）（12 分，每空各 2 分）
① N aCl 、 HCl ； 0．15 mol ／L
② N a 2CO 3 和 NaOH ； 33．6
③ N a 2CO 3 和 NaHCO 3 ； 1： 1
【分析】（ 1）由 CO 2+2NaOH ═Na 2CO 3+H 2O 、 CO 2+NaOH ═NaHCO 3，二氧化碳少许时固体为①
Na 2CO 3和
NaOH ；以 1：2 恰巧反响时为② Na 2CO 3；物质的量比介于 1：1～ 1：2 之间为③ Na 2CO 3和 NaHCO 3；
二氧化碳过度时为④ NaHCO 3，故答案为：① Na 2CO 3 和 NaOH ；② Na 2 CO 3；③ Na 2CO 3 和 NaHCO 3；
④NaHCO ；
3
（ 2）由图可知，
A 溶液来说，滴加盐酸
60mL 时没有气体生成，可能发生
-+
OH+H =H 2O 和
2-
+
-
CO +H =HCO ，假定原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯
3
3
化钠需要盐酸的体积相等，
本质上需要盐酸的体积 60mL 远远大于碳酸氢钠生成氯化钠需要
盐酸的体积（ 75-60 ） mL=15mL ，说明原溶液中的溶质是
NaOH 和 Na CO ，对于 B 溶液来说，
2 3 滴加盐酸 25mL 时没有气体生成，可能发生
-+
2-
+
-
，假定原溶液中只有
OH+H =H 2O 和 CO 3 +H=HCO 3
碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，本质
上需要盐酸的体积
25mL 小于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积（ 75-25 ）mL=50mL ，说明
原溶液中的溶质是
Na 2CO 3 和 NaHCO 3，
①加入足量的盐酸后的溶液中均存在
NaCl 及未反响的 HCl ，加入 75mL 盐酸时，溶液中溶质为
NaCl ， n （ NaCl ） =n （ HCl ） =n （ NaOH ） =0．075L ×0． 1mol/L=0 ． 0075mol ，则 c （ NaOH ） =
0.0075 mol
=0．15mol/L ，故答案为： NaCl 、 HCl ； 0．15mol/L ；
0.05L
②上述剖析可知，
A 曲线表示， NaOH 溶液通入 CO 2 后，所得溶液中的溶质是： NaOH 和 Na 2CO 3，
对于 A 溶液来说，生成二氧化碳耗费盐酸的体积为
75mL-60mL=15mL ，生成 CO 气体时，发
2
-
+
．0015mol ，
生反响 HCO 3+H =H 2O+CO 2↑，由方程式可知， n （ CO 2）=n （HCl ）=0．015L ×0．1mol/L=0 标况下体积为
2 3
0．0015mol ×22． 4L/mol=0 ．0336L=33．6mL ，故答案为： NaOH 和 NaCO ；33．6；
③由上述剖析可知， B 中溶质是 Na 2CO 3和 NaHCO 3，碳酸钠转变为碳酸氢钠耗费 25mL 盐酸， 碳酸
氢钠完整转变耗费盐酸
50mL ，两者都是按 1： 1 反响，故原溶液中碳酸氢钠耗费盐酸为
50mL-25mL=25mL ，由耗费盐酸的关系可知， Na 2CO 3 和 NaHCO 3的物质的量同样，
即物质的量比
为 1： 1，故答案为： Na 2CO 3和 NaHCO 3；1： 1。

13．（14 分）金刚石、 SiC 拥有优秀的耐磨、耐腐化特征，应用宽泛。

（ 1）碳与短周期元素 Q 的单质化合仅能生成两种常有气态化合物，
此中一种化合物 R 为非
极性分子。

碳元素在周期表中的地点是
， Q 是
， R 的电子
式为
；
（ 2）必定条件下， Na 复原 CCl4可制备金刚石，反响结束冷却至室温后，回收此中的CCl4的实验操作名称为，除掉粗产品中少许钠的试剂为；
（ 3）碳复原 SiO2制 SiC ，其粗产品中杂质为 Si和 SiO2．现将 20． 0g SiC 粗产品加入到过量的 NaOH 溶液中充分反响，采集到 0． 1mol 氢气，生成氢气的离子方程式
为，将滤液稀释到 1L，若所得Na2SiO3的物质的量浓度为0．17mol· L-1，则 SiC 的纯度为 _____________ ；
（ 4）以下表达正确的有（填序号）
①Na 复原 CCl4的反响、 Cl 2与 H2O的反响均是置换反响
②N a2SiO3溶液与 SO3的反响可用于推测 Si 与 S 的非金属性强弱
③钠、锂分别在空气中焚烧，生成的氧化物中阴阳离子数量比均为1∶2④水晶、
干冰融化时战胜粒子间作使劲的种类同样
【答案】（ 1）第二周期第ⅣA 族（ 1 分）；氧（或 O）（ 1 分）；；（2 分）（ 2）过滤（ 2 分）；水（或乙醇）（ 2 分）
﹣2﹣
（ 3） Si+2OH +H2O═SiO 3
+2H2↑（ 2 分）；57%（ 2 分）
（ 4）②③（ 2 分）
【分析】（1）由题给信息科推知Q为氧，非极性分子 R为二氧化碳，依据周期序数=电子层数，主族序数最外层电子数剖析，碳在第二周期第Ⅳ A族；二氧化碳的电子式为；（ 2）金刚石是不溶于四氯化碳的固体，四氯化碳是液体，将固体和液体分开的操作为过滤；因为
钠能够与水或乙醇反响，而金刚石与水或乙醇都不反响，全部除掉粗产品中少许的钠能够
用水或乙醇。

（ 3）硅与氢氧化钠反响生成硅酸钠和氢气写出其离子方程式为：Si+2OH﹣2﹣
+H2O═SiO 3
+2H2↑；计算溶液中硅酸盐的浓度需要依据方程式进行计算。

依据氢气的物质的量为 0．1摩尔，计算硅有 0．05摩尔，质量为 1．4克，硅生成的硅酸钠的物质的量为0．05摩尔，总合的硅酸钠的物质的量为0．17*1=0 ．17摩尔，则二氧化硅生成的硅酸钠的物质的
量为 0．17-0 ．05=0．12摩尔，则二氧化硅有 0． 12摩尔，质量为 0． 12*60=7 ．2克，则碳化硅的质量 =20． 0-1 ．4-7 ． 2=11． 4克，质量分数 =11． 4/20 ．0=57%。

（ 4）①钠复原四氯化硅的反响是置换反响，氮氯气和水的反响不是置换，错误；②硅酸钠溶液与三氧化硫的反响说明酸性硫酸比硅酸强，能够推测硫的非金属性比硅强，正确；③钠在空气焚烧生成过
氧化钠，阴阳离子数量比为1:2 ，锂在空气中生成氧化锂，阴阳离子比为1:2 ，正确；④水晶属于原子晶体，干冰属于分子晶体，融化时战胜粒子之间的作使劲的种类不一样，错误。

所以选②③
14．（11 分）某学习小组欲设计实验研究焦炭与二氧化硅反响的产物。

查阅资料 : 实验室能够用PdCl2溶液查验CO，两者发生反响会产生黑色金属钯，溶液变污浊。

回答以下问题:
（ 1）上述装置连结次序( 按气流从左至右) 为 B→________→E。

（ 2）加热前，向装置内通入一段时间氮气，其目的是________；D装置的作用是________。

（3）若 A 中出现污浊，写出 A 中发生反响的化学方程式 ________。

（4） C装置可用来查验 CO2气体，可采用的试剂是 ________ ( 填字母 ) 。

A． NaOH溶液 B ． Ba(OH)2溶液
C． BaCl 2溶液D ．品红溶液
（5）假如不用 E 装置，可能的结果是 ________。

（6）经测定 B 装置中生成的 CO与 CO2物质的量之比为 2：1，写出 B 中发生反响的化学方
程式 ________。

【答案】（ 1）D→C→A→C（ 2 分）
（ 2）除掉装置内的空气，防备生成的一氧化碳与氧气反响，发生爆炸（ 1 分）防备倒吸，使玻
璃管炸裂（ 1 分）
（ 3）PdCl 2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl（ 2 分）（4）B（2分）
（ 5）发生一氧化碳中毒（ 1 分）
（ 6）2SiO 2+3C2Si+2CO↑+CO2↑（ 2 分）
【分析】（ 1）为了防备发生倒吸，在 B 后边应当接上安全瓶，再将生成的气体通入 C 中，除去可能生成的二氧化碳，再将生成的一氧化碳通入 A 中查验，用碱液汲取生成的二氧化碳
后排水法采集未反响的一氧化碳，防备发生一氧化碳中毒，上述装置连结次序为
B→D→C→A→C→E，故答案为： D→C→A→C；
（ 2）加热前，向装置内通入一段时间氮气，目的是除掉装置内的空气，防备生成的一氧化碳与氧气反响，发生爆炸； D 装置的作用是防备倒吸，使玻璃管炸裂，故答案为：除掉装置内的
空气，防备生成的一氧化碳与氧气反响，发生爆炸；防备倒吸，使玻璃管炸裂；
（ 3）依据题意， PdCl2溶液查验 CO，两者发生反响会产生黑色金属钯，溶液变污浊， A 中发生反响的化学方程式为PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl，故答案为：PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl；（ 4）A、 NaOH溶液能够与二氧化碳反响，但无显然的现象，错误； B 、二氧化碳通入Ba(OH)2溶液，生成碳酸钡积淀，现象显然，正确；C、二氧化碳与BaCl2溶液不反响，无显然的现
象，错误； D、二氧化碳与品红溶液不反响，无显然的现象，错误；应选B；
（ 5）一氧化碳通入 A 中可能不可以完整反响，假如不用 E 装置，可能会发生一氧化碳中毒，故答案为：发生一氧化碳中毒；
（6）B 装置中生成的 CO与 CO2物质的量之比为 2：1，发生反响的化学方程式为2SiO 2+3C2Si+2CO↑+CO2↑。