學而優(yōu)·教有方第三節(jié)無機非金屬材料硅及其化合物一、單選題1．化學與生活、科技及環(huán)境密切相關。下列說法正確的是（）A．2020年3月9日，發(fā)射了北斗系統(tǒng)第五十四顆導航衛(wèi)星，其計算機的芯片材料是一種有機高分子材料B．白葡萄酒含維生素C等多種維生素，通常添加微量SO2的目的是防止營養(yǎng)成分被氧化C．酒精與84消毒液混合，可增強殺滅新型冠狀病毒效果D．《新修本草》中有關于“青礬”的描述為：“本來綠色，新出窟未見風者，正如瑙璃……燒之赤色……”這里的赤色是析出了Cu單質2．下列關于硅的說法不正確的是（）A．硅是非金屬元素，但它的單質是灰黑色有金屬光澤的固體B．硅的導電性能介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料C．硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質起反應D．當加熱到一定程度時，硅能與氧氣、氫氣等非金屬反應3．下列關于二氧化硅的說法正確的是（）A．二氧化硅既能與氫氟酸反應又能與氫氧化鈉溶液反應，所以二氧化硅是兩性氧化物B．二氧化硅分子中含有一個硅原子和兩個氧原子C．二氧化硅溶于水得到硅酸D．純凈的二氧化硅是無色的且熔點高，硬度大。4．在給定條件下，下列選項所示的物質間轉化均能一步實現(xiàn)的是()A．B．C．CuD．5．下列各組離子，能大量共存于同一溶液中的是()A．HCO、H+、Na+、SiO B．H+、Ag+、Cl-、SOC．K+、Ba2+、OH-、NO D．Ba2+、Fe2+、SO、OH-6．習主席在2020年新年賀詞中強調“5G商用加速推出，凝結著新時代奮斗者的心血和汗水，彰顯了不同凡響的中國風采、中國力量”，而制造芯片用到高純硅，用SiHCl3(沸點：31.85℃，SiHCl3遇水會劇烈反應，除生成H2SiO3、HCl外，還生成一種氣體a)與過量H2在1100～1200℃反應制備高純硅的裝置如下圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去)，下列說法錯誤的是（）A．實驗時，先打開裝有稀硫酸儀器的活塞，收集尾氣驗純，再預熱裝置Ⅳ石英管B．裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是濃H2SO4、溫度高于32℃的溫水C．Ⅰ裝置可用于二氧化錳固體與濃鹽酸反應制備氯氣D．a氣體為H27．關于工業(yè)制金剛砂的反應:SiO2+3CSiC+2CO↑,下列說法正確的是()A．SiO2是氧化劑，C為還原劑B．碳的還原性比硅的強C．氧化劑和還原劑的物質的量之比為2∶1D．1molSiO2參與反應時，轉移4mol電子8．下列說法正確的是（）A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，都是共價化合物B．為防止月餅等富脂食品氧化變質，可在包裝袋中放入硅膠C．NaHCO3溶液中含有Na2SiO3雜質，可通入少量CO2后過濾D．SiO2中含Al2O3雜質，可加入足量NaOH溶液然后過濾除去9．根據下列實驗操作和現(xiàn)象得出的結論正確的是（）選項實驗操作現(xiàn)象結論A將某溶液與稀鹽酸反應產生的氣體通入澄清石灰水石灰水變渾濁該溶液中一定含有B常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中鐵片不溶解常溫下，鐵與濃硫酸一定沒有發(fā)生化學反應C向某食鹽溶液中滴加淀粉溶液溶液顏色不變該食鹽中一定沒有添加KIO3D向硅酸鈉溶液中通入足量二氧化碳溶液變渾濁相同條件下，碳酸的酸性一定比硅酸強A．A B．B C．C D．D10．下列關于硅酸的說法正確的是（）A．硅酸是一種強酸B．用反應↓制取硅酸是利用了可溶性酸制難溶性酸的性質C．因為硅酸難溶于水，所以它不能與溶液反應D．硅膠可用作袋裝食品的干燥劑11．硅是無機非金屬材料的主角，硅元素的單質及其化合物在環(huán)境、能源及材料科學中有著重要影響和廣泛應用。試回答下列問題：(1)硅在自然界中最主要的存在形式是_______和_______。(2)有下列物體或設備：①水晶鏡片②計算機芯片③瑪瑙手鐲④硅太陽能電池⑤石英光導纖維。（用序號填寫）用到硅單質的是_________；所用材料主要為SiO2的是_________；(3)寫出工業(yè)上制取粗硅的化學反應方程式___________。其中，氧化劑為_____________，還原劑為_______________。12．利用如圖裝置可驗證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律。(1)儀器A的名稱為______，干燥管D的作用為______。(2)若要證明非金屬性：，C中為淀粉碘化鉀混合溶液，B中裝有固體，則A中試劑為______，觀察到C中溶液______

填現(xiàn)象，即可證明。從環(huán)境保護的觀點考慮，此裝置缺點______。(3)若要證明非金屬性：，則在A中______B中加______、C中加______，寫出C中反應的化學方程式______參考答案1．B【解析】A．計算機的芯片材料是高純度單質硅，是無機材料，A錯誤；B．二氧化硫具有還原性，可防止營養(yǎng)成分被氧化，B正確；C．84消毒液的有效成分為NaClO，有強氧化性，乙醇有還原性，二者混合發(fā)生氧化還原反應產生有毒Cl2，不僅降低消毒效果，還可能引發(fā)中毒，C錯誤；D．“青礬”即為綠礬，化學式為FeSO4·H2O，燒之赤色，赤色是Fe2O3，D錯誤；答案選B。2．C【解析】A.硅是非金屬元素，晶體硅為灰黑色有金屬光澤的固體，A正確；B.硅元素在元素周期表中位于金屬與非金屬交界區(qū)，因此導電性介于導體和絕緣體之間，是一種良好的半導體材料，B正確；C.晶體硅中Si原子之間以共價鍵結合，斷裂消耗較多的能量，因此硅的化學性質不活潑，但常溫下也與NaOH溶液及F2、HF等物質起反應，C錯誤；D.晶體硅中Si原子之間以共價鍵結合，斷裂消耗較多的能量，因此硅的化學性質不活潑，當加熱到一定程度時，硅能與氧氣反應生成SiO2，與氫氣反應生成SiH4，D正確；故合理選項是C。3．D【解析】A.二氧化硅能與氫氟酸反應，產生的四氟化硅不是鹽，因此二氧化硅不是兩性氧化物，二氧化硅屬于酸性氧化物，A錯誤；B.二氧化硅是原子晶體，每個Si原子與四個O原子形成共價鍵，每個O原子與2個Si原子形成共價鍵，Si、O原子個數(shù)比為1:2，因此不能說含有SiO2分子，B錯誤；C.二氧化硅不溶于水，不能與水反應產生硅酸，C錯誤；D.二氧化硅是原子晶體，每個Si原子與四個O原子形成共價鍵，每個O原子與2個Si原子形成共價鍵，原子間都以共價鍵結合，斷裂共價鍵需要消耗很高的能量，因此純凈的二氧化硅是無色的且熔點高，硬度大，D正確；故合理選項是D。4．A【解析】A．SiO2與NaOH溶液反應生成Na2SiO3和H2O，Na2SiO3、H2O與CO2反應生成H2SiO3，故A符合題意；B．氧化鋁能與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，但不與氨水反應，故B不符合題意；C．硫酸銅和氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化銅和水，蔗糖為非還原性糖，不與氫氧化銅反應，故C不符合題意；D．亞硫酸酸性比鹽酸弱，所以二氧化硫和氯化鈣不反應，故D不符合題意。綜上所述，答案為A。5．C【解析】A．HCO與H+反應生成二氧化碳和水、SiO與H+反應生成硅酸白色膠狀沉淀，不能大量共存，故A不符合題意；B．Ag+與Cl-、SO反應生成AgCl、AgSO4沉淀，不能大量共存，故B不符合題意；C．K+、Ba2+、OH-、NO之間不發(fā)生反應，能大量共存，故C符合題意；D．Ba2+和SO反應生成BaSO4白色沉淀、Fe2+和OH-反應生成Fe(OH)2白色沉淀，不能大量共存，故D不符合題意；答案選C。6．C【解析】A．實驗時，首先打開裝有稀硫酸的儀器的活塞，稀硫酸與鋅反應產生氫氣，驗純后才能對氫氣進行加熱，防止爆炸，A說法正確；B．裝置Ⅱ中裝有的是濃硫酸，目的是除去氫氣中的水，防止水與SiHCl3反應。裝置Ⅲ中裝的是溫度在32℃以上的熱水，目的是使得SiHCl3揮發(fā)與氫氣充分混合，B說法正確；C．使用二氧化錳與濃鹽酸制取氯氣需要在加熱的條件下進行，而裝置Ⅰ是固體與液體直接反應型，因此不能以二氧化錳和濃鹽酸為藥品使用裝置Ⅰ來制取氯氣，C說法錯誤；D．SiHCl3與水反應的方程式為3H2O+SiHCl3=H2SiO3+3HCl+H2↑，因此a氣體為氫氣，D說法正確；答案為C。7．D【解析】A．二氧化硅中Si元素和O元素化合價不變，所以二氧化硅既不是氧化劑也不是還原劑，C元素化合價由0價變?yōu)?4價、+2價，氧化劑和還原劑都是C，故A錯誤；B．碳的非金屬性大于Si，所以C的氧化性比Si強，故B錯誤；C．根據方程式，若作氧化劑的碳為1mol，則作還原劑的碳為2mol，物質的量之比為1:2，故C錯誤；D.1mol

SiO2參與反應時，需要1molC作氧化劑，則轉移電子的物質的量=1mol×(4-0)=4mol，故D正確；故選D。8．A【解析】A．SiO2和CO2都能夠與堿反應產生鹽和水，因此都是酸性氧化物，二者都只存在共價鍵，屬于共價化合物，A正確；B．為防止月餅等富脂食品氧化變質，可在包裝袋中放入還原鐵粉，B錯誤；C．Na2SiO3與少量CO2反應會產生Na2CO3，應該通入過量CO2，反應會產生NaHCO3和H2SiO3沉淀，然后過濾除去，C錯誤；D．SiO2和Al2O3都能與NaOH溶液發(fā)生反應，應該使用足量稀鹽酸，然后過濾除去，D錯誤；故合理選項是A。9．D【解析】A．能使澄清石灰水變渾濁的氣體可能是CO2或SO2，該溶液中可能含有、或、，故A不符合題意；B．常溫下，鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化，表面生成一層致密的氧化膜，發(fā)生了化學反應，故B不符合題意；C．淀粉溶液遇碘變藍，遇KIO3不發(fā)生變化，該食鹽中可能含有KIO3，故C不符合題意；D．硅酸鈉溶液中通入足量二氧化碳反應生成硅酸和碳酸氫鈉，發(fā)生強酸制弱酸的反應，說明相同條件下，碳酸的酸性一定比硅酸強，故D符合題意；答案選D。10．D【解析】A.溶于水的硅酸只能發(fā)生部分電離，所以硅酸是一種弱酸，A錯誤；B.用反應↓制取硅酸，是利用了強酸制弱酸的原理，B錯誤；C.硅酸雖然難溶于水，但它顯酸性，能與溶液反應，C錯誤；D.硅膠具有很強的吸水能力，可用作袋裝食品的干燥劑，D正確。故選D。（1）二氧化硅硅酸鹽②④①③⑤（3）SiO2+2CSi+2CO↑SiO2C【解析】(1)硅是一種親氧元素，在自然界中最主要的存在形式是二氧化硅和硅酸鹽；(2)①水晶鏡片主要成分是二氧化硅；②計算機芯片主要成分是晶體硅；③瑪瑙手鐲主要成分是二氧化硅；④硅太陽能電池主要成分是晶體硅；⑤石英光導纖維主要成分是二氧化硅；因此上述四種物質中，用到硅單質的是②④；所用材料主要為SiO2的是①③⑤；(3)在工業(yè)上以焦炭和二氧化硅為原料，在電爐中高溫下反應制取粗硅，該化學反應方程式為：SiO2+2CSi+2CO↑。在該反應中，Si元素的化合價降低，C元素的化合價升高，所以SiO2為氧化劑，C是還原劑。（1）分液漏斗防止倒吸（2）濃鹽酸溶液變藍色在裝置最后添加盛有堿液的尾氣吸收裝置硫酸溶液硅酸鈉溶液【解析】（1）儀器A的名稱為分液漏斗；尾氣處理裝置中，有緩沖裝置的能防止倒吸，干燥管有緩沖作用，所以能防止倒吸；故答案為：分液漏斗；防止倒吸；（2）濃鹽酸和酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應生成，則A中試劑為濃鹽酸；具有氧化性，能氧化生成