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1、第七章 第二节 硅的化合物 无机非金属材料一、选择题(10550分)1.(2009西安联考)气凝胶的应用被英国泰晤士报评为2007年度最受关注的十大新闻.气凝胶是一种世界上最轻的固体，密度仅为5 mg/cm3，被称为“固态烟”.非常坚固耐用，它可以承受相当于自身重量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化，绝热性能十分优越，其成分是二氧化硅.下列说法正确的是 ()A.该材料有良好的导电性能B.硅原子与氧原子间以共价键连接C.二氧化硅耐所有酸和碱D.二氧化硅的分子式为SiO2解析：二氧化硅是原子晶体，原子晶体中的电子被束缚在共价键中，导电能力差，不存在单个的分子SiO2，易与强碱和氢氟酸
2、反应，因此A、C、D错误.答案：B2.在Na2SiO3水溶液中通入足量的CO2气体，充分反应后，加热蒸发，再高温灼烧，则最后所得的固体物质为 ()A.SiO2与NaHCO3 B.SiO2与Na2CO3C.SiO2 D.Na2SiO3解析：CO2与Na2SiO3水溶液反应生成硅酸和NaHCO3，硅酸受热分解生成SiO2，NaHCO3分解生成Na2CO3，两者在高温下可发生反应：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，故最终得到固体为Na2SiO3.答案：D3.在浓硝酸，水，王水，氢氟酸，氢氧化钾溶液中，能与二氧化硅起化学反应的是 ()A. B. C. D.解析：SiO2为酸性氧化物，不与HNO
3、3、盐酸等酸发生反应，但能与氢氟酸发生反应.SiO2不溶于水，也不与水反应，但能与强碱溶液反应.答案：C4.下列试剂可用带橡胶塞的玻璃瓶保存的是 ()A.液溴 B.氢氟酸C.浓HNO3 D.Na2SiO3溶液解析：液溴和浓硝酸具有强氧化性，能腐蚀橡胶，氢氟酸能腐蚀玻璃.Na2SiO3溶液具有很强的黏性，用带玻璃塞的玻璃瓶盛放时，Na2SiO3能将瓶塞粘住.答案：D5.(2010重庆模拟)下列材料的特性及用途叙述不正确的是 ()A.氧化铝陶瓷具有两性，可用来制造人造牙齿B.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用来制造柴油机C.光导纤维传导光的性能很强，是非常好的通讯材料D.人造刚玉硬度高，用于制造刚玉
4、球磨机解析：根据不同材料的特性及相应用途来判断.氧化铝陶瓷对人体无毒，不溶于水，强度高，耐磨损、耐酸碱腐蚀，对人体组织的适应性好，所以可用来制人造牙齿，但不具有两性.答案：A6.下列叙述不正确的是 ()A.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同B.用石灰抹墙和用水泥砌墙过程的硬化原理相同C.玻璃、陶瓷、水泥容器均不能贮存氢氟酸D.熔融烧碱不能用瓷坩埚，也不能用刚玉坩埚解析：石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分均为CO2，A项正确；石灰抹墙发生的反应为CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，其硬化是由于水分的蒸发，水泥的硬化过程是水泥配上适当的水后调成浆，发生了复杂的化学反应，经过相当时间，凝固成
5、块，最后变硬，B项不正确；玻璃、陶瓷、水泥容器均含有SiO2，可与氢氟酸反应，因而不能贮存氢氟酸，C项正确；高温下NaOH可与SiO2、Al2O3(刚玉)反应，D项正确.答案：B7.2009年8月台风“莫拉克”使台湾遭受重创，通信光缆的损坏造成通讯中断.海峡两岸一家亲，灾情牵动同胞心，大陆各地纷纷慷慨解囊，支援台湾进行灾后重建，重建家园需要大量材料.下列说法正确的是 ()A.金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体B.制造光导纤维的主要原料是SiC.硬铝(AlCuMgMnSi合金)可用于制造耐高温门窗D.镁的密度大约是铝的2/3，是实用金属中最轻的金属解析：选项A，非金属材料不一定都是绝缘体，如
6、石墨是导体，Si为半导体.选项C，硬铝是几种金属单质按一定比例熔合而成的合金，因为合金的熔点比组成合金的金属单质低，故硬铝不抗高温，不能用于制造耐高温门窗.选项D，镁的密度小，大量用于制造合金，是实用金属中最轻的金属.答案：D8.氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：aSiO2(s)bC(s)cN2(g)dSi3N4(s)eCO(g)，若该反应在恒容密闭容器中进行，下列有关说法不正确的是 ()A.该反应的氧化剂是氮气B.上述反应中a、b、c、d、e依次为3、6、2、1、6C.氮化硅耐高温、硬度大D.若向容器中充入稀有气体氖，有利于生成氮化硅
7、解析：配平后化学方程式为：3SiO26C2N2Si3N46CO，氮的化合价由0价降至3价，氮气作氧化剂，A正确；由化学方程式知B正确；氮化硅是原子晶体，其熔点高、硬度大，C正确；该容器是恒容密闭容器，充入稀有气体，平衡不移动，对生成氮化硅无影响，D错误.答案：D9.(2010德州模拟)下列表述正确的是 ()普通玻璃与钢化玻璃成分不同，所以性能不同，用途不同光导纤维导电能力很强，是非常好的通讯材料提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料氧化钴加入到普通玻璃中可制成红色玻璃太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A. B. C. D.解析：普通玻璃与钢化玻璃的成分相同，但性能不
8、同；光导纤维传导光信号的能力很强，但导电性差；水泥是硅酸盐产品；氧化钴为蓝色，可用来制蓝色玻璃；Si是良好的半导体材料.答案：D10.假设原子晶体SiO2中硅原子被铝原子取代，不足的价键由钾原子补充，当有25%的硅原子被铝原子取代时，可形成正长石，则正长石的化学组成为 ()A.KAlSiO4 B.KAlSi2O6C.KAlSi3O8 D.KAlSi4O10解析：在SiO2中，Si呈4价，所以硅原子被铝原子取代，不足的价键由钾原子补充时，每一个硅原子应由一个铝原子和一个钾原子共同代替.当有25%的硅原子被铝原子取代时可形成正长石，正长石中的原子个数比是：N(K)N(Al)N(Si)N(O)25%
9、25%75%21138.答案：C二、选择题(共50分)11.(12分)石棉是一种具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐火焰、耐酸和碱的腐蚀，而且价格低廉的硅酸盐.石棉有毒，能使人患肺癌.(1)有一种石棉叫做矿青石棉，其化学式为Na2Fe5Si8H2O24.写成氧化物形式为.(2)许多含氧酸及其盐类均可以类似地改写为氧化物的形式，请继续改写以下物质：HNO3，HCOOH，KAl(SO4)212H2O.通过以上改写可知，HNO3的酸酐为，HCOOH与H2SO4反应可制气体.解析：将硅酸盐改写成氧化物形式时，要注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后；低价在前，高价在后；H2O一般写在最后.答案：(1)Na
10、2O3FeOFe2O38SiO2H2O(2)N2O5H2OCOH2OK2OAl2O34SO324H2ON2O5CO12.(12分)A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如下图所示.A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似.请填空：(1)形成单质A的原子结构示意图为，它的最高化合价为.(2)B的化学式为，B的晶体类型为，B和碳反应生成A和E的化学方程式是.(3)C的化学式为，D的化学式为.解析：由A为“地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质”，可知A是Si单质，A的“晶体结构与金刚石相似”充分验证了A的确是Si单质.分析框图，由B生成A、C、 D，可以推
11、断B是SiO2；E是CO；C是CaSiO3；D是Na2SiO3.答案：(1) 4(2)SiO2原子晶体SiO22C高温,Si2CO(3)CaSiO3Na2SiO313.(13分)(2010石家庄联考)2007年诺贝尔化学奖授予格哈德埃特尔，以表彰他在“固体表面的化学过程”研究中取得的成果.沸石是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO4nH2O)，其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面，故又称“分子筛”.“分子筛”在表面化学中有重要作用，是重要的催化剂和催化剂载体.以高岭土(主要成分：Al2Si2O72H2O)、石灰石、海水为原料生产“分子筛”的工艺流程如下：
12、回答下列问题：(1)NaAlSiO4nH2O改写成氧化物的形式为.(2)操作a的作用是，副产品A是.(3)气体通入滤液中发生反应的离子方程式为、.(4)NaOH和不溶物在适当温度下发生的离子反应方程为、.解析：(1)改写化学式要遵循三守恒(原子个数比、原子种类、元素化合价)，简单的氧化物由两种元素组成，且为中学常见的氧化物.若不能直接改写，可以将各原子数扩大相同倍数，如NaAlSiO4Na2Al2Si2O8Na2OAl2O32SiO2.(2)从工业生产流程图可看出，粗盐经过操作a后得到纯NaCl，在操作前已过滤，不溶性杂质已经除去，所以操作a应该是除去粗盐中的可溶性杂质(如Mg2、Ca2、SO
13、24等).含有钠离子的碱性滤液中通入CO2，再低温蒸发得到的副产品应该是Na2CO3(注：工业上生产NaHCO3只能降温结晶析出，它易分解).(3)通入CO2，滤液中、SiO，生成沉淀.(4)不溶物为Al(OH)3和H2SiO3，它们都可溶于NaOH溶液.答案：(1)Na2OAl2O32SiO22nH2O(2)除去粗盐中的可溶性杂质Na2CO3(3)CO2AlO23H2O=2Al(OH)3HCO2CO22H2O=H2SiO32HCO(4)Al(OH)3OH=AlO2H2OH2SiO32OH=2H2O14.(13分)2008年奥运会在北京举行，下图象征奥运会会旗的五元环，表示A、B、C、D、E五种化合物，元环交叉部分代表两种化合物含有一种相同元素.五种化合物由5种短周期元素组成，且每种化合物仅由两种元素组成.A是可燃冰的主要成分，B、E分子中所含电子总数与硅烷(SiH4)分子的电子数相等，B不稳定，具有较强氧化性，能发生自身氧化还原反应，E的相对分子质量为32，具有还原性，且常用作航天器的燃料.C能发生反应：化合物()化合物(
