2014年高考化学鲁科版4.1硅　无机非金属材料练习卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

2013年我国载人飞船再次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流。飞船应用了许多尖端的合成材料。据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是(　　)。

A．它耐高温抗氧化

B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆

C．它没有固定熔点

D．它是一种新型无机非金属材料

2. 难度：中等

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	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

3. 难度：中等

下列叙述正确的是(　　)。

A．高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸(H₂SiO₃)的酸性比碳酸强

B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸

C．石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同

D．玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳

4. 难度：中等

硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是(　　)。

A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si₃N₄

B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承

C．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO₂

D．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键的个数之比为1∶2

5. 难度：中等

在①浓硝酸；②水；③浓硫酸；④氢氟酸；⑤氢氧化钾溶液中，能与单质硅起化学反应的是(　　)。

A．①②      B．②④       C．④⑤      D．③④

6. 难度：中等

下列说法正确的是(　　)。

A．高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂(SiO₂)制取硅的反应

B．CO₂和钠在一定条件下反应可以得到金刚石和碳酸钠，反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是3∶4

C．现代海战通过喷放液体SiCl₄(极易水解)和液氨可产生烟幕，其主要成分是NH₄Cl

D．从燃煤烟道灰中(含GeO₂)提取半导体材料单质锗(Ge)，没有发生氧化还原反应

7. 难度：中等

下列关于SiO₂和CO₂的叙述中不正确的是(　　)。

A．都是共价化合物

B．SiO₂可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨

C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸

D．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应

8. 难度：中等

寿山石主要成分为叶蜡石，叶蜡石组成为Al₂O₃·4SiO₂·H₂O，下列观点不正确的是(　　)。

A．寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触

B．寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物

C．潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质

D．置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质

9. 难度：中等

将含有0.1 mol SiO₂的铝、硅混合物分别与足量NaOH溶液、盐酸混合，充分反应后前者可得到11.2 L气体(标准状况)，后者可得到6.72 L气体(标准状况)，则参加反应的n(HCl)与n(NaOH)之比为(　　)。

A．1∶1       B．1∶2       C．2∶1       D．3∶1

10. 难度：中等

青石棉(crocidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，青石棉的化学式为Na₂Fe₅Si₈O₂₂(OH)₂，青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有NO，下列说法中正确的是(　　)。

A．青石棉是一种易燃品，且易溶于水

B．青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：Na₂O·3FeO·Fe₂O₃·8SiO₂·H₂O

C．1 mol Na₂Fe₅Si₈O₂₂(OH)₂与足量的硝酸作用，至少需消耗8.5 L 2 mol·L^－1 HNO₃溶液

D．1 mol Na₂Fe₅Si₈O₂₂(OH)₂与足量氢氟酸作用，至少需消耗7 L 2 mol·L^－1 HF溶液

二、填空题

11. 难度：中等

如何除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，请选用下面提供的试剂和操作，将标号填在表内。

供选试剂：A盐酸；B烧碱溶液；C氧气；D水；ECO₂；F不用其他试剂

供选操作：①加热；②加热熔融；③过滤；④结晶

含杂质的物质	所加试剂	主要操作
(1)SiO2(NaHCO3)
(2)SiO2(CaCO3)
(3)SiO2(Si)
(4)NaCl(SiO2)

12. 难度：中等

已知A、B、C、D、E、F、G、H可以发生如下图所示的转化，反应中部分生成物已略去。其中，A、G为同一主族元素的单质，B、C、H在通常情况下为气体，化合物C是一种形成酸雨的大气污染物。

请填空：

(1)写出E的两种用途            、            。

(2)反应②的离子方程式为                                。

(3)反应③的化学方程式是                                。

(4)反应④的离子方程式是                                。

(5)写出一个由A生成H的置换反应方程式：                                。

三、实验题

13. 难度：困难

晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：

①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气体；

②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl₃(Si＋3HClSiHCl₃＋H₂)；

③SiHCl₃与过量的H₂在1 100～1 200 ℃的温度下反应制得纯硅，已知SiHCl₃能与水剧烈反应，在空气中易自燃。

请回答：

(1)第一步制取粗硅的化学反应方程式为                         。

(2)粗硅与HCl气体反应完全后，经冷凝得到的SiHCl₃(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl₄(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl₃采用的方法为                       。

(3)实验室用SiHCl₃与过量的H₂反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去)：

①装置B中的试剂是       ，装置C中的烧杯需要加热，目的是                     。

②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是                                ，装置D不能采用普通玻璃管的原因是                               ，装置D中发生反应的化学方程式是                                。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及                                。

14. 难度：中等

单晶硅是信息产业中重要的基础材料。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450～500 ℃)，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示意图。

相关信息如下：

a．四氯化硅遇水极易水解；

b．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；

c．有关物质的物理常数见下表：

物质	SiCl4	BCl3	AlCl3	FeCl3	PCl5
沸点/℃	57.7	12.8	－	315	－
熔点/℃	－70.0	－107.2	－	－	－
升华温度/℃	－	－	180	300	162

请回答下列问题：

(1)写出装置A中发生反应的离子方程式：                                 。

(2)装置A中g管的作用是              ；装置C中的试剂是            ；装置E中的h瓶需要冷却的理由是                                。

(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是        (填写元素符号)。