【高考总复习】2013年高三化学专题3：第三单元含硅矿物与信息材料课时闯关（含解析）（苏教版）一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列观点或做法错误的是( )A．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源B．加大煤炭的开采速度，增加煤炭燃料的供应量，以缓解石油危机C．光缆在信息产业中有广泛应用，制造光缆的主要材料是二氧化硅D．高温结构陶瓷氮化硅(Si3N4)具有较高的硬度和耐磨性，可用于制造汽车发动机解析：选B。缓解能源危机，应致力于新能源的开发，比如利用核能、太阳能、氢能等新能源来代替化石能源，B项错误。2．下列说法中，不正确的是( )A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可与NaOH溶液反应B．SiO2在适当条件下可与浓H2SO4、浓HNO3发生反应C．SiO2和CO2在一定条件下，均可与CaO发生反应D．SiO2不溶于水，而CO2可与水反应，生成H2CO3解析：选B。SiO2是一种酸性氧化物，但是可与HF溶液发生反应，与浓H2SO4、浓HNO3不反应。3．(2012·保定高三调研)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，溶液不变浑浊。先通入CO2再通入氨气，溶液变浑浊CaCl2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：选B。因为酸性H2CO3>H2SiO3，Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，继续通CO2时，Na2CO3变为NaHCO3，但H2SiO3↓不消失。4．下列离子方程式或化学方程式书写不正确的是( )A．往NaOH溶液中通入少量CO2：CO2＋OH－===HCOB．单质Si与氢氟酸反应：Si＋4HF===2H2↑＋SiF4↑C．石英砂与烧碱反应制水玻璃：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2OD．往水玻璃中通入少量二氧化碳：SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO解析：选A。往NaOH溶液中通入少量CO2，产物为Na2CO3，离子方程式为：CO2＋2OH－===CO＋H2O，A项错误。5．硅在无机非金属材料中一直扮演着重要角色，被誉为无机非金属材料的主角。下列物品用到硅单质的是( )A．玻璃制品 B．石英钟表C．计算机芯片D．光导纤维解析：选C。玻璃制品、石英钟表、光导纤维用到的都是SiO2，只有计算机芯片用到的是硅单质。6．面对日益恶化的地球生态环境，联合国环境规划署建议“低碳生活方式”降低二氧化碳等温室气体的排放，人人行动来保护我们生存的家园。下列说法正确的是( )A．CO2的比例模型为-5-\nB．用过氧化钠吸收CO2是目前比较经济的减碳方案C．16O18O与16O16O互为同位素且化学性质相似D．从我做起节电、节气等低碳生活方式可减少温室气体排放量解析：选D。碳的原子半径比氧大，A错；用Na2O2吸收CO2成本太高，B错；C中的两个结构不是核素，不可能是同位素的关系。二、不定项选择题(每小题只有一个或两个选项符合题意)7．下列说法正确的是( )A．普通玻璃的组成为Na2O·CaO·6SiO2B．硅晶体的熔、沸点都很高，常温下性质比较稳定C．制普通玻璃的主要原料是烧碱、石灰石、石英D．实验室用带玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液解析：选AB。C项，制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，不正确；D项，保存氢氧化钠溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶，因为NaOH与玻璃的主要成分反应生成的硅酸钠是一种黏合剂，时间长了会打不开瓶塞，不正确。8．对于ⅣA族元素，下列叙述中正确的是( )A．SiO2和CO2中Si和O，C和O之间都是共价键，都形成原子晶体B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下可与碱性氧化物反应D．该族元素的主要化合价是＋4和＋2解析：选CD。一般非金属与非金属原子之间以共价键结合，但SiO2是原子晶体，CO2是分子晶体，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，ⅣA族元素的主要化合价是＋4和＋2，D正确。9．(2012·北京海淀区高三期末)氮化硅(Si3N4)是一种具有耐高温、硬度大等优异性能的新型陶瓷。工业上可用下列方法制取：3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO。下列说法正确的是( )A．氮化硅晶体属于分子晶体B．氮化硅中氮元素的化合价为－3C．上述反应中，N2是还原剂，SiO2是氧化剂D．上述反应中，每生成1molSi3N4，N2得到6mol电子解析：选B。A项，Si3N4具有耐高温、硬度大的特点，应为原子晶体。C项，C是还原剂，N2是氧化剂。D项，每生成1molSi3N4，有2molN2被还原，得到12mol电子。10．往含0.2molKOH和0.1molCa(OH)2的溶液中持续地通入CO2气体，当通入气体的体积为6.72L(标准状况)时立即停止，则在这一过程中，溶液中离子的物质的量n和通入CO2的体积V的关系示意图正确的是(气体的溶解忽略不计)( )解析：选D。将CO2通入混合液中发生反应的离子方程式为：-5-\n2OH－＋CO2＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O①2OH－＋CO2===CO＋H2O②CO＋H2O＋CO2===2HCO③CaCO3＋H2O＋CO2===Ca2＋＋2HCO④溶液中Ca2＋的物质的量为0.1mol，Ca2＋完全沉淀发生反应①需消耗0.2molOH－，共消耗离子的物质的量为0.3mol，此时消耗CO2的体积为2.24L，溶液中剩余的0.2molOH－继续发生反应②，当通入4.48LCO2时，消耗0.2molOH－，生成0.1molCO，溶液中离子的物质的量减少0.1mol，再继续通入CO2，发生反应③，溶液中离子的物质的量增加，当通入6.72LCO2时溶液中离子的物质的量增加0.1mol。三、非选择题11．如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。请回答下列问题：(1)B的化学式是________，目前B已被用作________的主要原料。(2)B和a溶液反应的离子方程式是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)C和过量的盐酸反应的离子方程式是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：C与过量的盐酸反应生成白色沉淀E，则E可能是硅酸或氯化银，若E是氯化银，则C是硝酸银，A为银，则根据已有知识，银可以与硝酸反应生成硝酸银，而银与硝酸反应能生成三种产物，不符合框图中物质间的转化关系。则E只能为硅酸，则C为硅酸盐，A为硅，a溶液为强碱的水溶液，进一步推出B为二氧化硅。答案：(1)SiO2 光导纤维(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O(3)SiO＋2H＋===H2SiO3↓12．青石棉[Na2Fe5Si8O22(OH)2]是一种矿物纤维物质。我国综合利用海水、青石棉来生产纯硅的研究获得了成功。具体生产流程如下：(1)实验室实现操作①需要使用的玻璃仪器有____________________。操作②的名称为________，若在操作②结束后发现溶液B略有浑浊，应采取的措施是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)试写出反应①②③的化学方程式：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________。(3)对上述流程中反应①制得的粗硅中的杂质进行分析，完成下表(可不填满)：可能含有的杂质实验操作现象1SiO2-5-\n234(4)青石棉[Na2Fe5Si8O22(OH)2]属于________盐，用氧化物的形式表示为________________________________________________________________________。解析：(1)操作①为溶解，溶解在烧杯中进行，并用玻璃棒搅拌可加速粗盐溶解。操作②为过滤，发现过滤的滤液显浑浊，可采用重新过滤的方法除去不溶性杂质。(3)根据反应的原料及后续反应，可知杂质除SiO2外，还可能有C、SiC。答案：(1)烧杯、玻璃棒 过滤 换过滤器并重新进行过滤操作(2)①SiO2＋2CSi(粗硅)＋2CO↑ ②Si(粗硅)＋2Cl2SiCl4 ③SiCl4＋2H2Si(纯硅)＋4HCl(3)C取少量样品，滴加浓硫酸并加热产生气体SiC取少量样品，滴加氢氟酸产生气体(4)硅酸 Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O13．氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路线图如下所示。其中—NH2基团中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反应方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在反应⑤中，3molSi(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体，则氮化硅的化学式为________________________。(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：________________________________________________________________________。解析：石英砂不能与碱共同存放的实质是SiO2与碱可以发生反应。反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应，反应②是硅单质与Cl2反应，也是氧化还原反应。SiCl4水解可以看作Si结合四个OH－生成H4SiO4，硅酸不稳定失水生成H2SiO3，Cl－结合H＋生成HCl。氮化硅的化学式可通过题目信息，运用质量守恒求得。结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。答案：(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(2)①②(3)SiCl4＋3H2O===4HCl↑＋H2SiO3↓(答案合理即可，若写“H4SiO4”也正确)(4)Si3N4(5)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl-5-\n-5-
