第四章 常见的非金属及其化合物 第1讲 无机非金属材料的主角——硅
一、单项选择题(本题包括9个小题，每小题4分，共36分)
1．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，你认为不妥的是( )
A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料 B．自然界中存在大量的单质硅
C．硅燃烧放出的热量多，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制 D．自然界的硅易开采，且可再生
2．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中，正确的是( )
A．二氧化硅溶于水显酸性，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．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 3．下列表述正确的是( )
①人造刚玉的熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅 ②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐 ③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料 ④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛 ⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A．①②③
B．②④
C．③④⑤
D．③⑤
4．汉代器物上的颜料“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：BaCuSi2Ox，Cu为＋2价)，下列有关“汉紫”的说法中不正确的是( )
A．用盐的形式表示：BaSiO3·CuSiO3 B．用氧化物形式表示：BaO·CuO·2SiO2 C．易溶于强酸、强碱 D．性质稳定，不易褪色 5．下列说法不正确的是( )
①将CO2通入溶有足量氨的BaCl2溶液中，无白色沉淀生成 ②将盐酸、KSCN溶液和Fe(NO3)2溶液
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三种溶液混合，混合溶液显红色 ③向某溶液中滴入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，证明溶液中一定含有SO2一块直接投入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，4 ④将两小块质量相等的金属钠，
－
然后按入水中，两者放出的氢气质量相等
A．只有②
B．①②③
C．①③④
D．①②③④
6．(2010·福建理综，9)下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是( )
选项 A B C D X Na Cu C Si Y NaOH CuSO4 CO SiO2 Z NaHCO3 Cu(OH)2 CO2 H2SiO3
7．（2010·江苏，4）下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是( ) A．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料 B．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂 C．盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性 D．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯
8．现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是( ) ①SiO2―→Na2SiO3 ②CuSO4―→CuCl2 ③SiO2―→H2SiO3 ④CuO―→Cu(OH)2 ⑤Na2O2―→NaOH A．①②
B．③④
C．②③④
D．②③④⑤
9．金属镁在二氧化碳中燃烧生成MgO和C，将一定量金属镁在含二氧化碳、氧气的混合气体中燃烧后得到的固体，加入足量盐酸中，充分反应后，将溶液蒸干，然后隔绝空气灼烧，得到的固体成分可能是( )
A．MgO和Mg(OH)2 C．MgCl2和C
B．MgO D．Mg(OH)2
二、双项选择题(本题包括3个小题，每小题6分，共18分)
10．对于化学方程式SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑，有关叙述正确的是( ) A．反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂
高温
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B．硅元素被还原了，碳元素被氧化了 C．在反应中C既是氧化剂又是还原剂
D．在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 11．下列离子方程式书写正确的是( ) A．往NaOH溶液中通入少量CO2： CO2＋OH===HCO3 B．单质Si与氢氟酸反应： Si＋4HF===2H2↑＋SiF4↑
C．石英砂与烧碱溶液反应制水玻璃： SiO2＋2OH===SiO23＋H2O
－
－
－
－
D．往水玻璃中通入二氧化碳：
Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋2Na＋CO23
＋
－
12．下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是( ) A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点，但强度比较差 C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分相同 三、非选择题(本题包括4个小题，共46分)
13．(8分)根据锡、铅的主要化合价及其稳定性，完成下列填空：
(1)锡的＋2价化合物应具有较强的________性，铅的＋4价化合物应具有较强的________性。 (2)已知Sn2的还原性比Fe2的还原性强，PbO2的氧化性比Cl2的氧化性强。试写出下列反应的化学
＋
＋
方程式：
①氯气与锡共热： _________________________________________； ②氯气与铅共热：___________________________________________； ③PbO2与浓盐酸共热：_______________________________________。 14．(10分)某实验室对煤矸石的综合利用课题展开如下探究：
【资料检索】①煤矸石主要含Al2O3、SiO2及Fe2O3。②聚合氯化铝{[Al2(OH)nCl6－n]m(1≤n≤5，m≤10)，商业代号PAC}是一种新型、高效的絮凝剂和净水剂。
【探究思路】用煤矸石为原料，采用铝盐水解絮凝法，可制得聚合氯化铝。 【探究实验】
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【交流讨论】
(1)用浓盐酸配20%的盐酸所需的玻璃仪器有：__________________________________。 (2)加20%的盐酸酸浸，有关的离子方程式为____________________________________。
(3)残渣2的主要成分是__________________，设计实验证明你的结论(填操作及现象)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从澄清的PAC稀溶液获得聚合氯化铝固体，该实验操作是_____________，得到PAC粗产品中可能含有的杂质离子是__________________________________________________。
(5)从不引入杂质去考虑，调节溶液的pH可改为________(填序号)。 A．NaOH
B．Al
C．氨水
D．Al2O3
15．(13分)含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
(1)在元素周期表中，A位于________族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为_______________________________，
A与B在原子的电子层结构上的相同点是_________________________。 (2)易与
C
发生化学反应的酸是__________，反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。
①分别写出生成D和F的化学反应方程式： _________________________________。 ②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是( ) A．普通玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚
B．石英玻璃坩埚 D．铁坩埚
(4)100 g C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100 g混合物中石灰石的质量分数是__________。
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16．(15分) （2010·上海，27）工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：
完成下列填空：
(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂)，写出A、B的化学式： A________________，B__________________。 (2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为：
取样、__________、沉淀、__________、________、冷却结晶、________、烘干。 (3)工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是 ______________________。
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是________________________________。
(4)碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是__________(填写化学式)，检验这一成分的阴离子的具体方法是________________________________________________________。
(5)氯碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为__________________________________。
滤液D加石灰水前先要加热，原因是__________________________________________。
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为______________________________________________。 答案
一、1．B 2.B 3.D 4.C 5.C 6.C 7.D 8.B 9．B 二、10．CD 11.BC 12.BD 三、13．(1)还原 氧化
(2)①Sn＋2Cl2=====SnCl4 ②Pb＋Cl2=====PbCl2
③PbO2＋4HCl(浓)=====PbCl2＋Cl2↑＋2H2O
△
△
△
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14．(1)量筒、烧杯、玻璃棒
(2)Al2O3＋6H===2Al3＋3H2O、Fe2O3＋6H===2Fe3＋3H2O
＋
＋
＋
＋
(3)Fe(OH)3 取少量残渣2于小试管中，加入稀盐酸使其完全溶解，再加入KSCN溶液，溶液呈(血)红色
(4)蒸发浓缩，冷却结晶 Ca2 (5)BD
＋
15．(1)ⅣA 最外层均有4个电子
(2)氢氟酸 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (3)①SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑， Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓ ②ABC (4)50%
16．(1)Ca(OH)2或CaO Na2CO3 (2)溶解 过滤 蒸发 过滤 (3)有晶体析出(或出现浑浊) 碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大 (4)NH4Cl 取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子 (5)NH4＋OH=====NH3↑＋H2O 防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀 (6)wNaHCO3＝
84m1－m2
×100%(m1为样品质量，m2为加热后剩余固体质量)
31m1
－
＋
高温
△
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