2023年高中化学学业水平考试复习专题练习11　硅与无机非金属材料（含答案）.docx

1、专题练习11硅与无机非金属材料一、选择题1.太阳能电池已为人们所熟悉,制造太阳能电池板的核心材料是() A.二氧化硅B.硅C.钛合金D.铝合金2.生产普通硅酸盐水泥、普通玻璃共同的主要原料是()A.黏土B.纯碱C.石灰石D.石英3.水晶的主要成分是SiO2,SiO2属于()A.混合物B.非金属单质C.氧化物D.有机化合物4.高岭土是制造瓷器的主要原料,组成为Al2Si2Ox(OH)y,x、y的值可能为()A.76B.65C.54D.435.下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是()A.硅酸钠溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中B.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均

2、属于硅酸盐材料D.反应Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2中的还原剂是Si6.下列物质不能通过化合反应制得的是()A.SiO2B.NaHCO3C.H2SiO3D.SiCl47.下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A.制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英B.玻璃在加热熔化时有固定的熔点C.普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起8.青花瓷中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目,但古瓷中所用颜料成分一直是个谜,近年来科学家才得知大多为硅酸

3、盐,如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2O6)。下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是()A.是一种硅酸盐B.性质稳定,不易脱色C.易溶于强酸和强碱D.可用氧化物形式表示为BaOCuO2SiO29.陶瓷是传统硅酸盐产品,根据陶瓷的生产原理,可以得出硅酸盐工业的一般特点是()以含硅物质作为原料主要产物是硅酸盐反应条件是高温反应原理是复杂的物理变化和化学变化A.只有B.只有C.D.只有10.在野外,用硅、熟石灰、烧碱的混合物制取氢气:Si+Ca(OH)2+2NaOHNa2SiO3+CaO+2H2。该反应利用了硅的()A.氧化性B.还原性C.两性D.酸性11.下列说法不正确的是()A.水泥是建筑工业的基础材

4、料,可用黏土、石灰石等原料来制得B.二氧化硅常温下可与NaOH溶液反应C.向硅酸钠溶液中通入足量的CO2气体后,溶液中不会出现沉淀D.利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能12.蛇纹石可以看作由氧化镁、氧化铝、二氧化硅和氧化铁组成。现取一份蛇纹石试样进行实验,首先将其溶于过量的盐酸,过滤后,向所得沉淀X和溶液Y中分别加入氢氧化钠溶液至过量。下列叙述不正确的是()A.沉淀X的成分是二氧化硅B.将蛇纹石试样直接溶于过量的氢氧化钠溶液后,过滤可得纯净的红色颜料氧化铁C.向溶液Y中加入过量的氢氧化钠溶液,过滤得沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2D.溶液Y中的阳离子主要是Mg2+

5、、Al3+、Fe3+和H+13.向下列各溶液中通入足量CO2气体,最终有浑浊现象产生的是()饱和Na2CO3溶液澄清石灰水NaAlO2溶液CaCl2溶液Na2SiO3溶液A.B.C.D.14.下列离子方程式不正确的是()A.石英砂与烧碱溶液反应:SiO2+2OH-SiO32-+H2OB.金属铁与稀盐酸反应:Fe+2H+Fe2+H2C.在水玻璃中通入少量二氧化碳气体:SiO32-+2H+H2SiO3D.向小苏打溶液滴加少量澄清石灰水:2HCO3-+Ca2+2OH-CaCO3+CO32-+2H2O15.下列关于二氧化硅的叙述中,正确的是()A.二氧化硅不溶于水,不能与水反应生成硅酸B.二氧化硅是一

6、种酸性氧化物,它不与任何酸发生反应C.陶瓷餐具、普通玻璃、石英砂的主要成分中都含有二氧化硅D.二氧化硅和二氧化碳的物理性质相似16.关于工业制金刚砂的反应:SiO2+3CSiC+2CO,下列说法正确的是()A.SiO2是氧化剂B.碳的非金属性比硅的弱C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为12D.金刚砂具有类似石墨的结构,能导电17.下列生活、生产中用到的材料属于新型无机非金属材料的是()A.碳素钢B.涤纶C.压电陶瓷D.钢化玻璃18.熔融烧碱应选用的器皿是()A.石英坩埚B.普通玻璃坩埚C.生铁坩埚D.陶瓷蒸发皿19.高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线

7、,其中一种工艺流程示意图如下:下列说法正确的是()A.自然界中存在大量的单质硅B.电弧炉中的化学方程式为SiO2+CSi+CO2C.SiHCl3高纯硅步骤中,每生成1 mol Si,转移2 mol 电子D.该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用20.碳纳米管是由碳原子组成的六角形蜂巢状平面薄膜卷曲而成,具有特殊的力学、电学和化学性能。下列关于碳纳米管的说法不正确的是()A.碳纳米管属于一种有机合成纤维B.碳纳米管与金刚石互为同素异形体C.常温下,碳纳米管具有较好的稳定性D.碳纳米管比表面积大,可用作新型储氢材料二、填空题21.物质的保存方法与其性质密切相关。硅酸钠溶液应保存在,若长期暴露在空气

8、中,发生反应的化学方程式为。22.为比较盐酸、碳酸和硅酸的酸性强弱,某学生设计了如图所示的实验装置,通过一次实验即可达到上述目的。请回答:(1)装置A中锥形瓶盛放碳酸钙固体粉末,则分液漏斗所盛的试剂是。(2)装置B所盛的试剂是,其作用是。(3)装置C所盛的试剂是,写出C中反应的离子方程式:。(4)得到的酸性强弱的结论是:(填化学式)。23.在物质的转化关系图中,A是一种固体单质且常作半导体材料,E是一种白色沉淀,F是密度最小的气体单质。请完成下列问题:(1)B的化学式是,目前在现代通信方面B已被用于的主要原料。(2)B和a溶液反应的离子方程式是。(3)A和a溶液反应的离子方程式是。(4)C和过

9、量盐酸反应的离子方程式是。24.工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图(注:SiCl4遇水易水解)。请回答下列问题:(1)D装置的作用是。(2)装置A的硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是。(3)C中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-。以下是探究该吸收液中可能存在其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)的实验。【提出假设】假设1:只有SO32-;假设2:只有ClO-;假设3:【设计方案】取少量吸收液置于试管中,滴加3 molL-1 H2SO4溶液至溶液呈酸性,然后将所

10、得溶液分置于a、b两支试管中,分别进行下列实验。向a试管中滴加几滴(A.品红B.高锰酸钾C.溴水)溶液,若溶液褪色,则假设1成立。向b试管中滴加溶液,若溶液变为蓝色,则假设2成立。25.工业上利用石英砂制取粗硅,继而制得高纯硅。实验室模拟工业制法制得高纯硅56 g,若不计各步骤的损失,最初需要含量为80%的石英砂矿g,粗硅制取步骤得到标准状况下的气体体积为 L。选择题答题栏1234567891011121314151617181920参考答案专题练习11硅与无机非金属材料1.B解析 硅是一种良好的半导体材料,可用于制造芯片和硅太阳能电池,B正确。故选B。2.C解析 制取水泥的主要原料为黏土、石

11、灰石,生产普通玻璃的主要原料有纯碱、石灰石和石英砂,生产普通硅酸盐水泥、普通玻璃共同的主要原料是石灰石,故选C。3.C解析 二氧化硅是由硅元素和氧元素组成的化合物,属于氧化物,故选C。4.C解析 根据化合物中各元素的化合价代数和为0,只有C项符合。5.D解析 若硅酸钠溶液保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中,因硅酸钠有强黏结力,会导致玻璃塞与瓶口内侧发生粘连而无法打开,A不正确;生产光导纤维的原料是二氧化硅,B不正确;石英玻璃的成分是二氧化硅,不属于硅酸盐,C不正确;反应中硅单质元素化合价升高,发生氧化反应,D正确。故选D。6.C解析 因为SiO2与水不反应,所以H2SiO3不能通过化合反应制得。7.

12、B解析 玻璃属于混合物,没有固定的熔点。8.C解析 硅酸铜钡属于硅酸盐,不溶于强碱,故C项错误。9.C解析 生产水泥以黏土和石灰石为主要原料,黏土中含硅,生产玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂,石英砂中含有硅,故正确;玻璃主要成分是硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅等,属于硅酸盐产品,普通水泥主要成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等也是硅酸盐产品,故正确;生产水泥以黏土和石灰石为主要原料,经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧,生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,生产过程在高温下进行,所以反应条件都是高温,故正确;水泥和玻璃的生产原理都是一系列复杂的物理变化、化学变化,故正确;故选C。10.B解析 该反应属

13、于氧化还原反应,体现了硅的还原性。11.C解析 向硅酸钠溶液中通入足量CO2会生成硅酸沉淀,故C项不正确。12.B解析 SiO2不溶于水,也不溶于酸,因此试样溶于盐酸、过滤后的沉淀为SiO2,A正确;将试样直接溶于过量的NaOH溶液,过滤得到不溶物,该不溶物含有Fe2O3和MgO,B不正确;溶液Y中含有Mg2+、Al3+、Fe3+和H+,加入过量NaOH溶液,过滤得到沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2,Al3+转化为AlO2-,C正确;溶液Y中的阳离子主要有Mg2+、Al3+、Fe3+和H+,D正确。故选B。13.D解析 向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,有NaHCO3固体析

14、出;向澄清石灰水中通入CO2,先有CaCO3沉淀生成,但当CO2过量后沉淀溶解;向NaAlO2溶液中通入足量CO2,产生Al(OH)3沉淀;向CaCl2溶液中通入足量CO2,不反应,没有现象;向Na2SiO3溶液中通入足量CO2,产生H2SiO3沉淀。因此,最终出现浑浊的是。故选D。14.C解析 在水玻璃中通入少量二氧化碳气体,反应的化学方程式为Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3,相应的离子方程式为SiO32-+CO2+H2OCO32-+H2SiO3,C不正确。故选C。15.A解析 二氧化硅不溶于水,因此不能与水反应生成硅酸,A正确;二氧化硅属于酸性氧化物,但它能与HF反

15、应,B不正确;陶瓷餐具是以黏土为主要原料生产的,不含二氧化硅,C不正确;二氧化硅和二氧化碳的物理性质相差较大,D不正确。故选A。16.C解析 该反应中只有碳元素的化合价发生了变化,SiO2不是氧化剂,A不正确;根据元素周期律,碳的非金属性比硅的强,B不正确;氧化剂和还原剂的物质的量之比为12,C正确;金刚砂的结构与金刚石的相似,D不正确。故选C。17.C解析 碳素钢属于金属材料,A不正确;涤纶属于合成纤维,是有机高分子化合物,B不正确;压电陶瓷主要成分有钛酸盐、锆酸盐等,能实现机械能和电能的相互转换,属于新型无机非金属材料,C正确;钢化玻璃属于传统无机非金属材料,D不正确。故选C。18.C解析

16、 石英坩埚、普通玻璃坩埚均含有二氧化硅,二氧化硅会与烧碱反应,A、B不能选用;熔融烧碱时加热温度较高,不能用蒸发皿,D不能选用。所以只能用生铁坩埚。故选C。19.D解析 硅元素在自然界中只有化合态,没有单质硅存在,A不正确;电弧炉中的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO,B不正确;SiHCl3高纯硅步骤中,每生成1 mol Si,转移4 mol电子,C不正确;该工艺流程中的HCl、H2可以循环使用,D正确。故选D。20.A解析 碳纳米管是由碳元素组成的单质,不属于有机合成纤维,A不正确;碳纳米管与金刚石是由碳元素组成的不同单质,互为同素异形体,B正确;碳单质性质稳定,所以常温下碳纳米管具有较

17、好的稳定性,C正确;碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物,比表面积大,可用作储氢材料,D正确。故选A。21.答案 带橡皮塞的试剂瓶中Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3解析 硅酸钠溶液由于有黏性,需要保存在带橡皮塞的试剂瓶中。由于硅酸的酸性比碳酸的弱,暴露在空气中发生反应:Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3。22.答案 (1)盐酸(2)饱和NaHCO3溶液吸收HCl气体(3)Na2SiO3溶液SiO32-+CO2+H2OH2SiO3+CO32-(或SiO32-+2CO2+2H2OH2SiO3+2HCO3-)(4)HClH2CO3H2SiO3解析 在复分解反

18、应中有如下规律:强酸+弱酸盐弱酸+强酸盐。(1)A中锥形瓶盛放碳酸钙固体粉末,则分液漏斗中盛装盐酸,根据反应Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2,可判断酸性:HClH2CO3;(2)将生成的CO2气体通入Na2SiO3溶液中,根据反应Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3(或Na2SiO3+2CO2+2H2OH2SiO3+2NaHCO3),可以判断酸性:H2CO3H2SiO3;但需注意的是A中反应时会有HCl气体逸出,故通入Na2SiO3溶液前需将HCl吸收,但又不能吸收CO2,故选用饱和NaHCO3溶液。23.答案 (1)SiO2制光导纤维(2)SiO2+2OH

19、-SiO32-+H2O(3)Si+2OH-+H2OSiO32-+2H2(4)SiO32-+2H+H2SiO3解析 A是固体单质且为半导体材料,可以推测A为Si,则B为SiO2(常用于制光导纤维),根据图中的关系知E中含有Si元素,且是加入过量盐酸生成的白色沉淀,所以E为H2SiO3,则a为NaOH,C为Na2SiO3,D为H2O,而F是密度最小的气体单质,所以F为H2。24.答案 (1)防止C装置中的水蒸气进入到B的集气瓶使SiCl4水解(2)SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO(或SiO2+2CSi+2CO,Si+2Cl2SiCl4)(3)A淀粉KI溶液解析 (1)由于SiCl4易与水

20、发生水解反应,则D装置的作用是防止C装置中的水蒸气进入到B的集气瓶使SiCl4水解。(2)在高温下Cl2、焦炭和SiO2反应生成SiCl4和CO,则装置A的硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO。(3)亚硫酸盐能与酸反应生成SO2,SO2能使品红溶液褪色,向a试管中滴加几滴品红溶液,若溶液褪色,则假设1成立。由于ClO-具有强氧化性,则向b试管中滴加淀粉KI溶液,若溶液变为蓝色,则假设2成立。25.答案 15089.6解析 56 g高纯硅为2 mol,再根据化学方程式SiO2+2CSi+2CO计算需要2 mol SiO2,质量为120 g,因此需要含80%的石英石矿150 g;生成CO气体4 mol,标准状况下体积为89.6 L。