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2019-2020年高三化學(xué)一輪 4-1無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅課件 新人教版 一、選擇題 1．光纖通信是一種現(xiàn)代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)。目前，我國(guó)正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)，即信息高速公路。光纖通信所使用的光纜，其主要部件為光導(dǎo)纖維。下列說(shuō)法正確的是 (　　) ①制造光導(dǎo)纖維的主要原料是CaCO3；②制造光導(dǎo)纖維的主要原料是SiO2；③光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)的基本物理原理是光的全反射；④光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)的基本物理原理是光的折射 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 【解析】　光導(dǎo)纖維主要原料的成分是SiO2；光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)的基本物理原理是光的全反射。②、③正確。 【答案】　B 2．下列關(guān)于碳和硅的敘述中，不正確的是 (　　) A．＋4價(jià)氧化物都與氫氧化鈉溶液反應(yīng) B．單質(zhì)在加熱時(shí)都能與氧氣反應(yīng) C．氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸 D．碳和硅兩種元素都有能導(dǎo)電的單質(zhì) 【解析】　SiO2不溶于水，不與H2O反應(yīng)。 【答案】　C 3．下列表述正確的是 (　　) ①人造剛玉的熔點(diǎn)很高，可用做高級(jí)耐火材料，主要成分是二氧化硅?、诨瘜W(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無(wú)熔劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽?、厶崆敖ǔ傻娜龒{大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料?、芟奶斓搅?，游客佩戴添加了氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來(lái)保護(hù)眼睛?、萏?yáng)能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能 A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤ 【解析】　人造剛玉的主要成分是氧化鋁；瑪瑙是含有有色雜質(zhì)的石英晶體，主要成分是二氧化硅；有色玻璃是在制造玻璃的過(guò)程中加入某些金屬氧化物(加入Co2O3后呈藍(lán)色，加入Cu2O后呈紅色)，但不是變色玻璃，變色玻璃是含有AgBr的玻璃(AgBr具有感光性)；水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸鹽材料。 【答案】　D 4．下列說(shuō)法中，不正確的是 (　　) A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可與NaOH溶液反應(yīng) B．SiO2不能與任何酸發(fā)生反應(yīng) C．SiO2和CO2在一定條件下，均可與CaO發(fā)生反應(yīng) D．SiO2不溶于水，而CO2可與水反應(yīng)，生成H2CO3 【解析】　SiO2是一種酸性氧化物，但是可與HF溶液發(fā)生反應(yīng)，生成SiF4和H2O。 【答案】　B 5．常溫下，下列不發(fā)生反應(yīng)的一組物質(zhì)是 (　　) ①硅與NaOH溶液?、诠枧c鹽酸　③硅與氫氟酸?、芏趸枧c碳酸鈉　⑤二氧化硅與NaOH溶液?、薅趸枧c濃硝酸 A．①②④　　　　　　　 B．③④⑥ C．②⑤⑥ D．②④⑥ 【解析】　硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下除了與氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿反應(yīng)外，它不易與其他物質(zhì)如氫氣、氧氣、氯氣等反應(yīng)。 【答案】　D 6．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 【解析】　由于SiO2＋2OH－===SiO＋H2O，因而不可用帶玻璃塞的試劑瓶保存NaOH溶液；氫氟酸可以與SiO2反應(yīng)，即SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，故不可用玻璃瓶保存。 【答案】　C 7．世界著名的科技史專家、英國(guó)劍橋大學(xué)的李約瑟博士考證說(shuō)：“中國(guó)至少在距今3 000年以前，就已經(jīng)使用玻璃了?！毕铝杏嘘P(guān)玻璃的說(shuō)法不正確的是 (　　) A．制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英砂 B．玻璃在加熱熔化時(shí)有固定的熔點(diǎn) C．普通玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣 D．盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口黏在一起 【解析】　玻璃的主要成分可用Na2OCaO6SiO2表示，屬于玻璃態(tài)物質(zhì)，是混合物，根據(jù)所學(xué)知識(shí)不難判斷A、C正確；混合物沒有固定的熔、沸點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；玻璃中的SiO2與燒堿反應(yīng)生成易溶于水的硅酸鈉，硅酸鈉是無(wú)機(jī)黏合劑，將玻璃塞與瓶口黏合，故D正確。 【答案】　B 8．(xx年寧波質(zhì)檢)用4種溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是 (　　) 選項(xiàng) 操作及現(xiàn)象 溶液 A 通入CO2，溶液變渾濁。繼續(xù)通CO2至過(guò)量，渾濁不消失 NaAlO2溶液 B 通入CO2，溶液變渾濁。繼續(xù)通CO2至過(guò)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(guò)量，渾濁消失。再加入足量NaOH溶液，又變渾濁 Ca(OH)2溶液 【解析】　A項(xiàng)，2AlO＋CO2(少量)＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO，繼續(xù)通CO2，Al(OH)3不溶解，但生成HCO。B項(xiàng)，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，H2SiO3與CO2不反應(yīng)，渾濁不會(huì)消失。C項(xiàng)，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(xiàng)，首先，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，繼續(xù)通CO2，產(chǎn)生可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，則2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又變渾濁。 【答案】　B 9．將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是 (　　) 【解析】　當(dāng)KOH和Ca(OH)2的混合溶液中通入CO2時(shí)，CO2與OH－反應(yīng)生成CO，CO與Ca2＋結(jié)合為難溶的CaCO3，所以可理解為Ca(OH)2先反應(yīng)，KOH后反應(yīng)，當(dāng)OH－完全反應(yīng)后，CO2與CO反應(yīng)生成HCO，此時(shí)CaCO3還不會(huì)溶解，可理解為K2CO3先反應(yīng)，CaCO3后反應(yīng)，故選D。 【答案】　D 10．下列敘述可以肯定溶液中大量存在CO的是 (　　) A．加入AgNO3溶液有白色沉淀產(chǎn)生 B．加入稀鹽酸有無(wú)色無(wú)味氣體產(chǎn)生，該氣體可使澄清的石灰水變渾濁 C．加入MgCl2溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加入稀鹽酸沉淀溶解，并產(chǎn)生可使澄清石灰水變渾濁的無(wú)色無(wú)味氣體 D．加入Ba(OH)2溶液有白色沉淀產(chǎn)生 【解析】　A選項(xiàng)中Cl－、SO、SO等均會(huì)干擾CO的檢驗(yàn)；B選項(xiàng)中也可能存在HCO，而非CO；D選項(xiàng)中SO、SO、HCO等均會(huì)干擾CO的檢驗(yàn)。 【答案】　C 二、非選擇題 11．如何用所提供的試劑和方法除去各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))，將所選答案的編號(hào)填入表內(nèi)相應(yīng)的空格內(nèi)(如果不需要外加試劑，則對(duì)應(yīng)答案欄可不填)。 可供選擇的試劑：A.鹽酸，B.氫氧化鈉溶液，C.氧氣，D.水，E.二氧化碳 可供選用的操作：①水洗，②加熱，③高溫灼燒，④過(guò)濾，⑤結(jié)晶 粉末狀混合物 試劑 操作 (1) CaCO3(SiO2) (2) NaCl(SiO2) (3) SiO2(Fe2O3) (4) SiO2(CaCO3) (5) SiO2(H2SiO3) (6) SiO2(NH4Cl) 【解析】　可根據(jù)二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，它可跟強(qiáng)堿反應(yīng)，不跟酸(氫氟酸除外)反應(yīng)，受熱不分解等性質(zhì)；而三氧化二鐵、碳酸鈣跟鹽酸反應(yīng)；硅酸、氯化銨受熱分解。通過(guò)一定操作，即可除去雜質(zhì)，除雜過(guò)程中所發(fā)生的化學(xué)方程式如下： (1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (3)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O (4)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O (5)H2SiO3SiO2＋H2O (6)NH4ClNH3↑＋HCl↑ 【答案】　(1)B?、堋?2)D　④⑤　(3)A?、? (4)A　④　(5)③　(6)②(或D?、? 12．A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示。A為地殼中含量?jī)H次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。 請(qǐng)?zhí)羁眨? (1)形成單質(zhì)A的原子的結(jié)構(gòu)示意圖為________，它的最高化合價(jià)為________。 (2)B的化學(xué)式(分子式)為________，B和碳反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。 (3)C的化學(xué)式(分子式)為________，D的化學(xué)式(分子式)為________。 【解析】　由“A為地殼中含量?jī)H次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似”，推知A為Si，根據(jù)BA＋E，BC，BD＋H2O，不難推知B為SiO2，C為CaSiO3，D為Na2SiO3。 【答案】　(1) (2)SiO2　SiO2＋2CSi＋2CO↑ (3)CaSiO3　Na2SiO3 13．含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。 (1)在元素周期表中，A位于________族，與A同族但相對(duì)原子質(zhì)量比A小的元素B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_____________________________________________________________， A與B在原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)是_____________________________。 (2)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是________，反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。 (3)將C與純堿混合高溫熔融時(shí)也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含A的化合物F。 ①寫出生成D和F的化學(xué)反應(yīng)方程式： ______________________________ ________________________________________________________________________。 ②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中不可選用的是________。 A．普通玻璃坩堝　　　　　 B．石英玻璃坩堝 C．氧化鋁坩堝 D．鐵坩堝 【解析】　(1)A元素單質(zhì)可作半導(dǎo)體材料，含A元素的某化合物是制造光導(dǎo)纖維的原料，可知A為硅元素，比硅相對(duì)原子質(zhì)量小的同族元素為碳。(2)C為SiO2，能與SiO2反應(yīng)的酸只有氫氟酸。(3)SiO2與Na2CO3高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料、普通玻璃、石英玻璃以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應(yīng)，故不能用以上材質(zhì)的坩堝熔融Na2CO3。 【答案】　(1)ⅣA　　最外層均有4個(gè)電子，最內(nèi)層均有2個(gè)電子 (2)氫氟酸　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (3)①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑； Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓ ②ABC 14．A、B、C是元素周期表中前18號(hào)元素中的3種單質(zhì)，甲、乙是常見的化合物，它們之間存在如圖所示關(guān)系。 (1)如右圖反應(yīng)①～③中屬于化合反應(yīng)的是________(填序號(hào))?；戏磻?yīng)有多種類別，試舉出一例與圖中化合反應(yīng)類別不同的實(shí)例(用化學(xué)方程式表示)：________________________________________________________________________。 (2)若甲常溫下呈液態(tài)，A常溫下是固態(tài)非金屬單質(zhì)，則乙的化學(xué)式是________。 若甲常溫下呈液態(tài)，A常溫下是氣態(tài)非金屬單質(zhì)，則乙的電子式是________。 (3)若甲常溫下呈氣態(tài)，A是常見的金屬單質(zhì)，寫出A和甲在一定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 (4)若A、B屬于同一主族的高硬度單質(zhì)，則A與甲反應(yīng)在工業(yè)上的用途是____________。 【解析】　(1)從所給的框圖反應(yīng)可知①③是化合反應(yīng)，與圖中化合反應(yīng)不同的實(shí)例可以是Si＋CSiC。(2)若甲常溫下呈液態(tài)，A常溫下是固態(tài)非金屬單質(zhì)，則甲應(yīng)為H2O，A應(yīng)為C，故反應(yīng)生成的化合物乙為CO。若甲常溫下呈液態(tài)，A常溫下是氣態(tài)非金屬單質(zhì)，則乙的電子式為HF, 。(3)若甲常溫下呈氣態(tài)，A是常見的金屬單質(zhì)，則甲為CO2，A為Mg，其反應(yīng)方程式為2Mg＋CO22MgO＋C。(4)若A、B屬于同一主族的高硬度單質(zhì)，則A、B分別為C、Si，故A與甲反應(yīng)(SiO2＋2CSi＋2CO↑)在工業(yè)上用來(lái)制取粗硅。 【答案】　(1)①③　Si＋CSiC (3)2Mg＋CO22MgO＋C (4)制取粗硅 15．(xx年連云港調(diào)研)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)性質(zhì)也具有一定的相似性。 Ⅰ.某興趣小組用如下圖所示裝置進(jìn)行Mg與SO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。 (1)選擇制取SO2的合適試劑________。 ①10%的H2SO4溶液?、?0%的H2SO4溶液?、跱a2SO3固體 ④CaSO3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中的NaOH溶液的作用是______________________________________________________ ______________________________________________。 (3)你認(rèn)為該裝置是否有不足之處？________。如果有，請(qǐng)指出錯(cuò)誤________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.某研究小組進(jìn)行了“實(shí)驗(yàn)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(shí)用C還原SiO2可制得Si　②Mg在點(diǎn)燃引發(fā)的條件下即可與SiO2反應(yīng)?、劢饘俟杌锱c稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH4?、躍iH4在空氣中自燃 他們?cè)谘芯繄?bào)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(guò)濾、洗滌、干燥；最后稱量……”在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，且“實(shí)驗(yàn)室制Si”的產(chǎn)率也只有預(yù)期值的63%左右。 (4)該小組“實(shí)驗(yàn)室制Si”的化學(xué)方程式是________________________________。 (5)你估計(jì)“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　(1)實(shí)驗(yàn)室中用Na2SO3固體和濃硫酸制取SO2，SO2溶解度較大，故不能用稀硫酸，選擇試劑②③。 (2)B管中鎂與SO2反應(yīng)類似于Mg與CO2的反應(yīng)：SO2＋2Mg2MgO＋S；多余的SO2需用NaOH溶液吸收，以防止大氣污染。 (3)該裝置中生成的SO2需干燥，同時(shí)B、C之間應(yīng)加一個(gè)安全瓶防止倒吸，C裝置應(yīng)將膠塞去掉，以平衡氣壓。 (4)同理鎂與SiO2反應(yīng)為：2Mg＋SiO22MgO＋Si。 (5)根據(jù)題給信息，SiH4易自燃，故發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，其反應(yīng)為：2Mg＋Si===Mg2Si；Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑；SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O。 金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)得到硅化鎂，硅化鎂與硫酸反應(yīng)生成的SiH4在空氣中自燃。 【答案】　(1)②③ (2)SO2＋2Mg2MgO＋S　吸收多余的SO2，防止污染環(huán)境 (3)有　一是A、B之間缺少干燥裝置；二是B、C之間應(yīng)加一個(gè)安全瓶防止倒吸；三是C裝置沒有與大氣相通 (4)2Mg＋SiO22MgO＋Si (5)金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)得到硅化鎂，硅化鎂與硫酸反應(yīng)生成的SiH4在空氣中自燃(或用化學(xué)方程式說(shuō)明：2Mg＋Si===Mg2Si；Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑；SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O)