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1、第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角-硅1. (2010试题调研，浙江杭州质检 )据参考消息报道，有科学家提出硅是“21 世纪的能源” 、 “未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是 ()A硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B自然界中存在大量单质硅C硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制D自然界中硅的贮量丰富解析：由于硅的亲氧性，自然界的硅都以二氧化硅或硅酸 盐的形式存在，无 单质 硅。答案：B2下列说法正确的是()A硅材料广泛应用于光纤通讯B工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
2、C水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应解析：B 项，工艺师利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品；C 项 ，水晶 项链的成分是 SiO2，餐桌上的瓷 盘是硅酸盐制品；D 项，粗硅制备单晶硅先用 Cl2 氧化粗硅，再用 H2还原 SiCl4，这两个反应都是氧化还原反应。答案：A3 (2010模拟精选，湖北荆州模拟)酸根 RO 所含电子数比硝酸根 NO 的电子数23 3多 8，则下列说法正确的是( )AR 和 N 为同族元素BRO 中 R 的化合价与 NO 中的 N 的化合价相等23 3CRO 既能被氧化又能被还原23DR 原子的电子层数比 N 的电子层数多 1解析：R 的
3、电子数比 N 多 7，则 R 为 Si 元素，位于第三周期，A 族。答案：D4(2009四川理综，6)开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是()A氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 BC 60 属于原子晶体，用于制造纳米材料C纤维素乙酸酯属于天然高分子材料 D单晶硅常用于制造光导纤维解析：B 项， C60 属于分子晶体； C 项，纤维素乙酸酯是人工合成的高分子材料； D 项，二氧化硅常用于制造光导纤维。答案：A5 硅单质和碳单质及相应氧化物、氢化物、盐在性质上有很多相似的地方。如它们的最高价氧化物都是酸性氧化物，都能与碱反应生成盐和水，都能和碱性氧化物(如 CaO)反应生成
4、盐等；它们的氢化物都能燃烧生成对应的氧化物和水。把河沙(主要成分是 SiO2)跟镁粉按一定质量比(稍大于 1524) 混合均匀，装入试管中加热大约 1 分钟后发生剧烈反应，生成一种白色固体化合物和一种硅化物。待生成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中，立即产生气泡并伴有爆炸声，产生的气体是一种能在空气中自燃的气态氢化物。(1)写出河沙与镁粉在加热条件下反应的化学方程式：_ ，该 反应是_反应(填“放热 ”或“吸热”) 。(2)生成的混合物放入稀硫酸中，产生的气体是( 填化学式)_。(3)写出产生“爆炸声”的化学方程式：_。解析：m(SiO 2)m(Mg)1524，则 n(SiO2)n(Mg)1
5、4。SiO 2 与 Mg 反应生成的硅化物必定是 Mg2Si，则还要生成 MgO。SiO2 与 Mg 的混合物仅被加热 1 分钟后就剧烈反应，这说明反 应放热。 MgO 与 Mg2Si 的混合物中加入稀硫酸后 生成的气态氢化物应是 SiH4，SiH4 在空气中自燃的产物是 SiO2 和 H2O。答案： (1)SiO24Mg Mg2Si2MgO放热(2)SiH 4(3)= = = = = SiH42O 2=SiO2 2H 2O6(2010模拟精选，山东东营模拟)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl 3)还原法是当前制备 高纯
6、硅的主要方法，生产过程示意图如下：石 英 砂 焦 炭 高 温 粗 硅 HCl 573 K以 上 SiHCl3(粗 ) 精 馏 SiHCl3(纯 ) H2 1 357 K高 纯 硅写出由纯 SiHCl3 制备高纯硅的化学方程式 _。 整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl 3 遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质，写出配平的化学方程式_；H 2 还原 SiHCl3 过程中若混入 O2，可能引起的后果是_。(2)下列有关硅材料的说法正确的是( )A碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料
7、 光导纤维D普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵 溶液，振荡。写出实验现象并给予解释_。解析：(1)根据给定的反应物和生成物写出化学方程式，注意反应条件和配平。写出反应物和给出的生成物 H2SiO3 和 HCl，用原子守恒法找出另一种生成物 为 H2，并配平。(2)A 项水泥是硅酸盐；B、C 选项回忆课本硅的化合物的用途可知，两项说法都 正确。D 项玻璃是混合物没有固定熔点；E 项盐酸和硅不反应 。答案：(1)SiHCl 3H 2 Si3HCl = = = =
8、 =高 温 SiHCl 3 3H2O=H2SiO33HCl H 2氧气与氢气混合，在高温下可能引起爆炸；氧气可能会氧化 SiHCl3(2)BC (3)现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气味的气体生成。解释：Na 2SiO3 和 NH4Cl 均能够水解，二者相互促进，Na 2SiO3 水解生成 H2SiO3，NH4Cl 水解产生 NH3一、选择题1 (2009安徽理综，7)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如图所示)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是 ()A石墨烯与石墨互为同位素B0.12 g 石墨烯中含 6.021022 个碳原子C石墨烯是一
9、种有机物D石墨烯中碳原子间以共价键结合解析：A 项，石墨烯和石墨是同素异形体；B 项， 0.12 g 石墨烯物质的量为 0.01 mol，含 6.021021 个原子；C 项 石墨烯为碳单质而非化合物，故 C 错。答案：D2水泥路门窗玻璃水晶镜片石英钟表玛瑙手镯硅太阳能电池光导纤维计算机芯片所用材料为 SiO2 或要用到 SiO2 的是()A B C D全部解析：中直接用到 SiO2，而中 Si 来自于 SiO2 制备，是用 SiO2作原料，而不是材料。答案：C3对于A 族元素，下列叙述中不正确的是 ()ASiO 2 和 CO2 中，Si 和 O，C 和 O 之间都是共价键BC、Si 和 Ge
10、 的最外层电子数都是 4，次外层电子数都是 8CCO 2 和 SiO2 都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D该族元素的主要化合价是 4 和2解析：一般非金属与非金属原子之间以共价键结合， A 正确。C、Si 、Ge 为同主族元素，最外层电子数相等均为 4，但核 电荷数依次增多，次外层电子数依次为 2、8、18，B 错误 。大多数非金属氧化物是酸性氧化物，如 CO2、SiO2，酸性氧化物 在一定条件下能够与碱性氧化物(如 CaO)反应， C 正确。最高正化合价数等于最外 层电子数，A 族元素的主要化合价是 4 和2，D 正确。答案：B4(2010模拟精选，山东东营模拟)汉代器物上的颜料
11、“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20 世纪 80 年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡( 化学式：BaCuSi 2Ox，Cu 为2 价)，下列有关 “汉紫”的说法中不正确是( )A用盐的形式表示：BaSiO 3CuSiO3 B用氧化物形式表示：BaOCuO2SiO 2C易溶于强酸、强碱 D性质稳定，不易褪色解析：“汉紫”能稳定存在至今， 说明其性质稳定，不易褪色，不易与酸、碱反应。 “汉紫”中 Ba 为2 价， Cu 为2 价，Si 为4 价，则 x6。答案：C5. (2009重庆理综，6)材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()选项 材料 主要化学成分A
12、刚玉、金刚石 三氧化二铝B 大理石、石灰石 碳酸钙C 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐D 沙子、石英 二氧化硅解析：A 项，刚玉的主要化学成分为三氧化二铝，而金刚石的主要化学成分为碳。答案：A6(2010模拟精选，江苏南通模拟)不能说明碳元素的非金属性比硅元素强的是()A甲烷比硅化氢稳定B硅酸钠溶液的碱性比碳酸钠溶液的碱性强C碳酸与硅酸钠溶液反应生成原硅酸D高温下 SiO2 和 Na2CO3 反应解析：非金属性越强，气态氢 化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸根的水解能力越弱碱性越弱。答案：D7硅酸铜钡是当今最新科学技术才合成的一种物质，然而科学家惊奇的发现，我国秦朝兵马俑用的一种颜料竟
13、是硅酸铜钡。以上事实推测关于硅酸铜钡的下列说法中错误的是( )A易溶于水 B难溶于水 C属于硅酸盐 D属于混合物解析：秦朝兵马俑距今已两千多年，硅酸 铜钡作为兵马 俑的一种颜料保存至今，很显然这种颜料是难溶于水的。硅酸铜钡肯定是硅酸盐 且属混合物。故硅酸铜钡易溶于水的说法是错误的。答案：A8下列离子方程式不正确的是()A石英与烧碱溶液反应： SiO22OH =SiO H 2O23B硅与烧碱溶液反应：Si2OH H 2O=SiO 2H 223C向小苏打溶液中加入过量的石灰水：2HCO Ca 2 2OH =CaCO32H 2OCO 3 23D往水玻璃中加入盐酸： 2H SiO =H2SiO323解
14、析：选项 C 中，当石灰水过量时，NaHCO 3 中的 HCO 一定要完全反应转化为 3CO ，CO 再结合 Ca2 生成 CaCO3 沉淀，正确的离子方程式应为23 23HCO OH Ca 2 =H2OCaCO 3。 3答案：C9用 4 种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项 操作及现象 溶液A通入 CO2，溶液变浑浊。再升温至 65以上，溶液变澄清C6H5ONa 溶液B通入 CO2，溶液变浑浊。继续通 CO2 至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入 CO2，溶液变浑浊。再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2 溶液D通入 CO2，溶液变浑浊。继续通 CO2 至过量，浑浊消失。再加入足量 NaOH 溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液解析：A 项，CO 2C 6H5ONaH 2O C 6H5OHNaHCO 3，升温至 65以上，C6H5OH 完全溶解，溶液变 澄清；B 项， CO2Na 2SiO32H 2O=Na2CO3H4SiO4， H4Si
