(全國通用)2014屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)方案 課時作業(yè)(十) 第10講 無機非金屬材料的主角 硅(含解析) 新人教版
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1、課時作業(yè)(十) [第10講 無機非金屬材料的主角——硅] 1.[2012·武昌調(diào)研] 2011年11月28日至12月9日,聯(lián)合國世界氣候大會在南非德班召開,“低碳減排”成為近200個國家熱議的主題。下列做法不能達到“低碳減排”目的的是( ) A.拉動內(nèi)需,刺激消費 B.利用太陽能等新能源代替化石燃料 C.未來5年我國將逐步淘汰白熾燈 D.家庭廢水再使用,城市污水處理循環(huán)利用 2.[2012·濟寧期末] 某氧化物X難溶于水,能與燒堿反應(yīng),生成易溶于水的化合物Y,將少量Y溶液滴入鹽酸中能生成一種白色的膠狀沉淀,則X是( ) A.SiO2 B.Al2O3 C.MgO D.
2、P2O5 3.[2012·寧波八校聯(lián)考] 下列關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)的說法中,不正確的是( ) A.工業(yè)上,用焦炭在電爐中還原二氧化硅得到含雜質(zhì)的粗硅 B.生產(chǎn)普通水泥的主要原料有石灰石、石英和純堿 C.工業(yè)上將粗銅進行精煉,應(yīng)將粗銅連接在電源的正極 D.在高爐煉鐵的反應(yīng)中,一氧化碳作還原劑 4.[2011·杭州質(zhì)檢] 據(jù)《參考消息》報道,有科學(xué)家提出硅是“21世紀的能源”、“未來的石油”的觀點。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用,關(guān)于其有利因素的下列說法中,你認為不正確的是( ) A.硅便于運輸、貯存,從安全角度考慮,硅是最佳的燃料 B.自然界中存在大量單質(zhì)硅 C.硅燃燒
3、放出的熱量大,且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境污染程度低,容易有效控制 D.自然界中硅的貯量豐富 5.[2012·萊蕪期末] 下列各項操作中不發(fā)生先沉淀后溶解現(xiàn)象的是( ) ①向飽和碳酸鈉溶液中通入過量的CO2 ②向Fe(OH)3膠體中逐滴滴加入過量H2SO4 ③向Ba(NO3)2溶液中通入過量SO2 ④向石灰水中通入過量CO2 ⑤向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至過量 A.①②③ B.①②⑤ C.①②③⑤ D.①③ 6.宣傳科學(xué)知識,介紹高新科技,揭露偽科學(xué),是科學(xué)工作者的義務(wù),下列說法正確的是( ) A.以石英砂為主要原料生產(chǎn)光導(dǎo)纖維 B.“水玻璃”超
4、薄透明,是一種新型裝飾材料 C.納米材料是一種稱為“納米”的新物質(zhì)制成的材料 D.炭爐邊放盆水,可防止煤氣中毒 7.現(xiàn)有下列五個轉(zhuǎn)化,其中不可能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)的是( ) ①SiO2→Na2SiO3?、贑uSO4→CuCl2?、跾iO2→H2SiO3?、蹸uO→Cu(OH)2?、軳a2O2→NaOH A.①② B.③④ C.②③④ D.②③④⑤ 8.用4種溶液進行實驗,下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應(yīng)關(guān)系錯誤的是( ) 選項 操作及現(xiàn)象 溶液 A 通入CO2,溶液變渾濁。再升溫至65 ℃以上,溶液變澄清 C6H5ONa溶液 B 通入CO2,溶液變渾濁
5、。繼續(xù)通CO2至過量,渾濁消失 Na2SiO3溶液 C 通入CO2,溶液變渾濁。再加入品紅溶液,紅色褪去 Ca(ClO)2溶液 D 通入CO2,溶液變渾濁。繼續(xù)通CO2至過量,渾濁消失。再加入足量NaOH溶液,又變渾濁 Ca(OH)2溶液 9.下列試劑可用帶玻璃塞的玻璃瓶存放的是( ) A.NaOH溶液 B.Na2SiO3溶液 C.鹽酸 D.氫氟酸 10.在水玻璃中通入少量的CO2氣體,充分反應(yīng)后加熱蒸干,再高溫充分灼燒,冷卻后所得的固體物質(zhì)為( ) A.Na2SiO3 B.Na2SiO3與Na2CO3 C.SiO2與Na2CO3 D.SiO2、Na2Si
6、O3及Na2CO3 11.在全球號召節(jié)能減排的大背景下,2010年兩會期間,政協(xié)委員們領(lǐng)到的會議通知、日程表、便簽紙等都是以碳酸鈣為主要原料的低碳“石頭紙”。某化學(xué)探究小組的同學(xué)為了測定“石頭紙”中碳酸鈣的含量,稱取了5.0 g碎紙樣品。實驗數(shù)據(jù)記錄見下表(假設(shè)石頭紙中其他成分既不溶于水,也不與水反應(yīng)): 實驗組別 ① ② ③ ④ ⑤ 加入樣品的質(zhì)量/g 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 加入0.2 mol/L稀鹽酸的體積/mL 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 充分反應(yīng)后生成標(biāo)準狀況下氣體的體積/mL 44.8 89.6
7、 134.4 179.2 179.2 則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為( ) A.20% B.40% C.60% D.80% 12.[2012·杭州質(zhì)檢] 二氧化硅(SiO2)又稱硅石,是制備硅及其化合物的重要原料。下列說法正確的是( ) A.SiO2既能與HF反應(yīng), 又能與NaOH反應(yīng),屬于兩性氧化物 圖K10-1 B.SiO2和Si都是光導(dǎo)纖維材料 C.利用SiO2與NaOH溶液反應(yīng)可制取“水玻璃” D.圖K10-1中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng) 13.已知物質(zhì)M由同一短周期的X、Y兩種元素組成,X原子的最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的一半,Y元素的最高正價和
8、其負價的代數(shù)和為6。M與其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下(部分產(chǎn)物已略去): 圖K10-2 (1)若A是某元素的一種常見酸性氧化物,可用于制造光導(dǎo)纖維,則該元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________,寫出A與B反應(yīng)的離子方程式__________________________________________________________________________________________________________________________________; E與F反應(yīng)的離子方程式______________________________________________
9、______________。 (2)工業(yè)上用電解M的產(chǎn)物之一氧化有毒含氰(CN-)堿性廢水,得到無毒的N2、CO2等。寫出此反應(yīng)的離子方程式___________________________________________。 圖K10-3 14.[2012·泉州四校聯(lián)考] 甲、乙、丙三種物質(zhì)都含有A元素,只有甲是單質(zhì),其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖K10-3所示: (1)若乙是目前世界倡導(dǎo)需減少排放的溫室氣體,丁也含有A元素。則含有7個中子的核素A可用符號表示為__________,丁溶液呈堿性的原因用離子方程式表示為_____________________________;已知:在常溫常
10、壓下,1 mol甲和一氧化碳分別與充足的氧氣反應(yīng)放出的熱量分別是393.5 kJ、283.0 kJ。試寫出甲與乙相互反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)若A是非金屬元素,其次外層電子是最外層電子數(shù)的2倍,則乙在現(xiàn)代通訊中可用于制造____________,寫出一個有丙參加的、能證明碳的非金屬性強于A的化學(xué)方程式______________
11、________________________________________________; (3)若甲是生活中最常用的過渡金屬單質(zhì),其在點燃條件與氧氣反應(yīng)生成乙。若丁是稀鹽酸,則乙→丙的化學(xué)方程式為______________________________________________________________。 15.[2013·上高模擬] X是一種新型無機非金屬材料,具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊性。有關(guān)生產(chǎn)過程如下: 為了確定C的組成,某同學(xué)進行了以下的探究過程。已知F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀,I可做光導(dǎo)纖維。 按要求回答下列問題
12、: (1)C的化學(xué)式為______;X的化學(xué)式為_____________________________________________________________。 (2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________。 (3)反應(yīng)⑦的離子方程式________________________________________________________________________。 16.已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物,化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性;Mg和Na的化學(xué)性
13、質(zhì)也具有一定的相似性。 Ⅰ.用如圖K10-4所示裝置進行Mg和SO2的實驗,其中A是制備SO2的發(fā)生裝置。 圖K10-4 (1)選擇制取SO2的合適試劑________(填序號)。 ①10%的H2SO4溶液?、?0%的H2SO4溶液 ③Na2SO3固體?、蹸aSO3固體 (2)寫出裝置B中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式:________ ________________________________________________________________________。 裝置C中NaOH溶液的作用是___________________________________
14、_____________________________________。 (3)請在圖中畫出制備SO2的發(fā)生裝置并注明主要儀器的名稱,固定儀器省略不畫。 (4)你認為該裝置的不足之處是________________________________________________________________________。 Ⅱ.某研究性學(xué)習(xí)小組進行了“實驗室制Si”的研究,他們以課本為基礎(chǔ),查閱資料得到以下可供參考的信息: ①工業(yè)上在高溫時用C還原SiO2可制得Si ②Mg在點燃的條件下即可與SiO2反應(yīng) ③金屬硅化物與稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH4 ④Si和Si
15、O2均不與稀H2SO4反應(yīng) ⑤SiH4在空氣中自燃 他們在研究報告中記載著:“……選用合適的物質(zhì)在適宜的條件下充分反應(yīng),再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物;然后過濾、洗滌、干燥,最后稱量……在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時,發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花,其產(chǎn)率也只有預(yù)期值的63%左右?!? (5)該小組“實驗室制Si”的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________
16、__。 (6)你估計“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時,發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是________________________________________________________________________。 課時作業(yè)(十) 1.A [解析] 拉動內(nèi)需,刺激消費,導(dǎo)致物品損耗大,不符合“低碳減排”目的。 2.A [解析] C項MgO不能溶于燒堿,不正確;少量Y滴入鹽酸能夠形成沉淀,SiO2符合題意,A項正確;因Al(OH)3 是兩性氫氧化物,故NaAlO2在過量鹽酸中不能生成沉淀,B項不正確;D項生成的磷酸鈉與鹽酸不能發(fā)生產(chǎn)生白色沉淀的反應(yīng)。 3.B [解析] 生產(chǎn)普通水
17、泥的原料是石灰石和黏土,B項不正確。 4.B [解析] 由于Si的親氧性,自然界的硅大都以SiO2或硅酸鹽的形式存在,無單質(zhì)硅存在。 5.D [解析] ①只能生成NaHCO3沉淀;②先發(fā)生凝聚,后沉淀溶解;③只能生成BaSO4沉淀;④先生成CaCO3沉淀,后生成易溶的Ca(HCO3)2而溶解;⑤Al(OH)3為兩性氫氧化物,故先生成沉淀,后溶解。 6.A [解析] 石英砂的主要成分是SiO2;“水玻璃”是Na2SiO3水溶液的俗稱;納米是長度單位,1 nm=10-9 m;煤氣(CO)不溶于水。 7.B [解析] ①SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O;②CuSO4+BaCl
18、2===BaSO4↓+CuCl2;⑤2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,SiO2和CuO均不溶于水,因此SiO2、CuO不可能通過一步反應(yīng)分別生成H2SiO3、Cu(OH)2。 8.B [解析] A項,CO2+C6H5ONa+H2O―→C6H5OH+NaHCO3,升溫至65 ℃以上,C6H5OH完全溶解,溶液變澄清;B項,CO2+Na2SiO3+2H2O===Na2CO3+H4SiO4↓,H4SiO4與CO2不反應(yīng),渾濁不會消失;C項,CO2+Ca(ClO)2+H2O===CaCO3↓+2HClO,所以溶液變渾濁。加入品紅,被HClO氧化褪色;D項,首先,CO2+Ca(OH)2=
19、==CaCO3↓+H2O,繼續(xù)通CO2,產(chǎn)生可溶于水得Ca(HCO3)2,再加入足量的NaOH,則發(fā)生2NaOH+Ca(HCO3)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,溶液又變渾濁。 9.C [解析] NaOH溶液、Na2SiO3溶液不能用玻璃塞,氫氟酸不能用玻璃瓶盛放。 10.A [解析] 通入少量CO2氣體時,發(fā)生的反應(yīng)為Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓,加熱后H2SiO3分解為SiO2和H2O,再高溫灼燒,SiO2與Na2CO3反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2。 11.D [解析] 前4組實驗中加入的鹽酸體積成倍增加,生成的二氧化碳體積也是成倍
20、增加,但實驗④與實驗⑤氣體體積不再有差別,故實驗④中碳酸鈣完全反應(yīng),生成的二氧化碳的物質(zhì)的量為0.008 mol,即反應(yīng)的碳酸鈣為0.008 mol,所以樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為×100%=80%。 12.C [解析] 兩性氧化物的定義為與酸和堿反應(yīng)均生成鹽和水的氧化物,SiO2與HF反應(yīng)得到的SiF4不屬于鹽類,A項錯誤;SiO2是光導(dǎo)纖維材料,Si為半導(dǎo)體材料,B項錯誤;“水玻璃”是NaSiO3的水溶液,C項正確;制取Si的過程中涉及了氧化還原反應(yīng),D項錯誤。 13.(1) SiO2+2OH-===SiO+H2O 2H++SiO===H2SiO3↓ (2)5Cl2+2CN-+8O
21、H-===10Cl-+N2+2CO2+4H2O 14.(1)C CO+H2OHCO+OH- C(s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH=+172.5 kJ/mol (2)光導(dǎo)纖維 Na2SiO3+H2O+CO2===H2SiO3↓+Na2CO3 (3)Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O [解析] (1)目前減少排放的溫室氣體為CO2,故A元素為碳、乙是CO2。 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol?、? 2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol ② 根據(jù)蓋斯定律①-②得:C
22、(s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH=+172.5 kJ/mol。 (2)符合該結(jié)構(gòu)的是硅,乙是SiO2,依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系及題意丁、丙分別為NaOH、Na2SiO3,根據(jù)“強酸制弱酸”原理,可以向硅酸鈉溶液中通入CO2制取硅酸進行證明。 (3)該金屬是鐵,乙是Fe3O4,則Fe3O4與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3和FeCl2。 15.(1)SiCl4 Si3N4 (2)SiCl4+4NH3===Si(NH2)4+4HCl (3)SiO+2H2O+2CO2===H2SiO3↓+2HCO [解析] (1)I可做光導(dǎo)纖維,所以I是二氧化硅,則F是硅酸,H是硅酸鈉。又因為F、G都是難溶于水和
23、稀硝酸的白色沉淀,所以G是氯化銀,因此C是SiCl4,則A是硅,B是氯氣。根據(jù)X的性質(zhì)可知,X是原子晶體,所以X是Si3N4。 (2)根據(jù)反應(yīng)物和生成物可知,該反應(yīng)的方程式是SiCl4+4NH3===Si(NH2)4+4HCl。 (3)CO2是過量的,因此生成物是碳酸氫鈉,方程式是SiO+2H2O+2CO2===H2SiO3↓+2HCO。 16.(1)②③ (2)3Mg+SO22MgO+MgS(或2Mg+SO22MgO+S,Mg+SMgS) 吸收多余的SO2,防止污染環(huán)境 (3)如圖 (4)在A和B之間沒有連接一個干燥裝置;C裝置未與大氣相通;在鎂下方未墊一個不銹鋼片,鎂與玻璃
24、管反應(yīng);未設(shè)計一個防倒吸裝置 (5)2Mg+SiO22MgO+Si (6)金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)生成硅化鎂,硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH4可自燃 (或用化學(xué)方程式表示:2Mg+SiMg2Si,Mg2Si+2H2SO4===2MgSO4+SiH4↑,SiH4+2O2===SiO2+2H2O) [解析] (1)制取SO2應(yīng)用濃H2SO4和亞硫酸鹽。選項中不可選用CaSO3,因為CaSO3微溶于水,會附在固體表面,阻礙反應(yīng)進行。 (2)Mg具有還原性,SO2具有氧化性,兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 (3)本反應(yīng)為固液不加熱制取氣體的反應(yīng),故可用分液漏斗盛80%的H2SO4,用錐形瓶裝固體Na2SO3。 (4)該裝置中:①A中的水蒸氣會進入B與Mg反應(yīng),在A、B中間應(yīng)加干燥裝置;②Mg能與SiO2反應(yīng),在Mg下方墊一不銹鋼片,隔離Mg和SiO2;③尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉,且無防倒吸裝置。
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