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1、课时提升作业 十无机非金属材料的主角硅(45分钟100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1.(2016广州模拟)硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是()A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C.反应Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂D.硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应【解析】选A。粗硅提纯涉及的反应Si+2Cl2SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl都是氧化还原反应，B错误；硅与氢氧化钠溶液的反应中NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的是水，
2、C错误；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D错误。2.(2016汕头模拟)下列物质性质与应用的因果关系正确的是()A.焦炭具有强还原性，高温下能将二氧化硅还原为硅B.晶体硅用于制作半导体材料是因其熔点高、硬度大C.二氧化锰具有强氧化性，故能将双氧水氧化为氧气D.Fe比Cu活泼，所以FeCl3溶液可以腐蚀线路板上的Cu【解析】选A。A项，发生反应：SiO2+2CSi+2CO，焦炭表现出强还原性，正确；B项，晶体硅用于制作半导体材料是因为具有特殊的导电性，与熔点、硬度无关，错误；C项，MnO2是双氧水分解的催化剂，没有体现氧化性，错误；D项，发生反应2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2，说
3、明氧化性：Fe3+Cu2+，还原性：CuFe2+，与Fe、Cu活泼性无关，错误。3.(2016临沂模拟)据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法正确的是()A.二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅属于酸性氧化物B.将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强D.水晶是比较纯净的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸盐【解析】选B。二氧化硅为酸性氧化物，但其不溶于水；硅酸的酸性比碳酸的弱；沙子的主要成
4、分是二氧化硅。【加固训练】下列叙述正确的是()A.CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似B.因为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强C.CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂D.SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅属于两性氧化物【解析】选C。CO2的熔、沸点低，溶于水，SiO2的熔、沸点高，硬度大，不溶于水，两者都是酸性氧化物，和其物理性质没有因果关系，A错；CaCO3和SiO2反应是SiO2的特殊性质，不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3弱，B错；SiO2和HF反应也是SiO2的特殊性质，不能说明SiO2是两性氧化物，D错。
5、4.(2016荆门模拟)用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液C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D通入CO2，溶液变浑浊，再加入稀硝酸，沉淀不溶解Na2SiO3溶液【解析】选A。CO2通入饱和Na2CO3溶液会生成溶解度小的NaHCO3，以晶体的形式析出，通入CO2至过量，晶体也不会消失，A错误；CO2与Ca(ClO)2溶液反应生成
6、CaCO3白色沉淀和具有漂白性的HClO，B正确；Ca(OH)2中通CO2，先生成CaCO3沉淀，CO2过量，则CaCO3转化为Ca(HCO3)2，沉淀消失，再加NaOH，又会生成CaCO3沉淀，C正确；CO2与Na2SiO3溶液反应生成硅酸，硅酸不溶于稀硝酸，D正确。5.(2016保定模拟)金刚砂(SiC)可由SiO2和碳在一定条件下反应制得，反应方程式为SiO2+3CSiC+2CO，下列有关说法中正确的是()A.该反应中的氧化剂是SiO2，还原剂为CB.该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为12C.该反应中每生成1 mol SiC转移12 mol电子D.该反应中的还原产物是SiC、氧
7、化产物是CO，其物质的量之比为12【解析】选D。反应产物SiC中Si、C的化合价分别为+4、-4，所以SiO2既不是氧化剂，也不是还原剂；碳元素从0价转变为-4价(SiC)和+2价(CO)，其中CO是氧化产物，SiC是还原产物，两者的物质的量之比为21；根据化学方程式，知该反应中每生成1 mol SiC，转移4 mol电子。6.(2016本溪模拟)将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为()【解析】选C。将CO2通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，依次发生如下反应：Ba(OH)2+CO2BaCO3+
8、H2O2KOH+CO2K2CO3+H2O2KAlO2+3H2O+CO22Al(OH)3+K2CO3K2CO3+CO2+H2O2KHCO3BaCO3+H2O+CO2Ba(HCO3)2根据沉淀生成和溶解的情况对照图象可知C正确。【方法技巧】反应顺序的判断方法当有多种组分与一种物质反应时，判断反应顺序的方法是先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误，如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假设CO2先与KOH反应，则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继续反应生成BaCO3，故假设错误，应该是CO2先与Ba(OH)2反应。7.将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3
9、溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是()A.Na2SiO3B.Na2CO3、Na2SiO3C.Na2CO3、SiO2D.SiO2【解析】选A。将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2+Na2SiO3+2H2OH2SiO3+2NaHCO3；高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2O+SiO2，2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O，SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2，各反应物存在如下关系，H2SiO32NaHCO3，H2SiO3SiO2，2NaHCO3Na2CO3SiO2，由上述关系可知，最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。【易错提醒】本题易
10、忽略高温下充分灼烧时，Na2CO3和SiO2还能够继续反应生成Na2SiO3，从而造成错选C。8.(2016淮北模拟)SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是()A.高炉炼铁时，加入石灰石将铁矿石中的脉石(主要成分为SiO2)转化为易熔的炉渣B.纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料C.用盐酸可除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D.图中所含反应都不属于氧化还原反应【解析】选D。CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2，CaSiO3的熔点低于SiO2的熔点，故A正确；光导纤维的成分是二氧化硅，半导体、芯片的成分是单质硅，纯净的二氧化硅和单晶硅
11、都是信息产业的重要基础材料，故B正确；碳酸钙溶于盐酸生成氯化钙和水以及二氧化碳，二氧化硅和盐酸不反应，可以用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙，故C正确；二氧化硅与碳生成硅单质的反应是氧化还原反应，故D错误。9.(2016晋城模拟)科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：容器中进行的反应为Si(粗)+3HCl(g)SiHCl3(l)+H2(g)；容器中进行的反应为SiHCl3+H2Si(纯)+3HCl。下列说法正确的是()A.该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用B.最好用分液的方法分离Si和SiHCl3C.反应和中HCl均作氧化剂D.反应和属于可逆反应【
12、解析】选A。该工艺流程中HCl和H2两种气体可循环使用；分离Si与SiHCl3可用过滤的方法；反应中HCl是生成物，是氧化产物；反应、不在同一条件下进行，不是可逆反应。10.(能力挑战题)(2016邯郸模拟)二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。ae是对反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是()SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2OSiO2+2CSi+2COSiO2+4HFSiF4+2H2ONa2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2SiO2+3CSiC+2COa.反应中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b.反应中S
13、iO2表现出氧化性c.反应中SiO2表现了酸性氧化物的通性d.反应符合用难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐e.反应中SiO2未参加氧化还原反应A.aceB.bdeC.cdeD.ab【解析】选B。通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是，因此a判断错误，c判断也错；反应是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应中硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断正确，所以选项B正确。二、非选择题(本题包括3小题，共50分)11.(20分)(2016淄博模拟)单质硅是信息产业中重要的
14、基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450500)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图：相关信息如下：四氯化硅遇水极易水解；硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；有关物质的部分物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/57.712.8315熔点/-70.0-107.2升华温度/180300162请回答下列问题。(1)装置A中g管的作用是_；装置C中的试剂是_。(2)甲方案：f接装置；乙方案：f接装置。但是装置、都有不足之处，请你分别评价后填写下表。方案优点缺点甲乙(3)在上述(2)的评价基础上，请你设计一个合理方案并用文字表达：_。(4)SiCl4与H2反应的化学方程式为_。【解析】(1)g管使分液漏斗与烧瓶连通，使浓盐酸顺利滴下。由信息知，四氯化硅遇水极易水解，故需除去氯气中的水。B盛放饱和食盐水用来除去氯气中的氯化
