1、第4章材料家族中的元素 第1節(jié) 硅 無機非金屬材料第1課時一、選擇題1下列單質中，通常用來制造半導體材料的是（）a. 鋁 b. 鐵 c. 晶體硅 d. 金剛石2制造太陽能電池板的半導體材料可以是（）a. 碳 b. 鋁合金 c. 硅 d. 鈦合金3下列關于硅元素及其化合物的有關說法正確的是（）a. 硅在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)b. 高溫下sio2能與na2co3固體反應生成na2sio3和co2，說明硅酸酸性強于碳酸c. 因為玻璃中含有sio2，所以不能用磨口玻璃塞的試劑瓶盛裝堿性溶液d. sio2能與氫氧化鈉溶液和氫氟酸反應，所以sio2是兩性氧化物4下列有關硅及硅的化合物的敘述中，正確的

2、是 ( )a. 硅是光導纖維的主要成分 b. 硅是構成巖石與許多礦物的基本元素c. sio2是酸性氧化物，不與任何酸發(fā)生反應 d. 可以通過sio2一步制得硅酸5下表各組物質之間通過一步反應不可以實現(xiàn)如下圖所示轉化關系的是（）選項xyz箭頭上所標數(shù)字的反應條件asio2na2sio3h2sio3與na2co3熔融bnaclnahco3na2co3加熱cn2no2hno3加熱dccoco2灼熱炭粉a. a b. b c. c d. d6半導體工業(yè)中，有一句行話：“從沙灘到用戶”，即sio2制取si。制取過程中不涉及的化學反應是（）a. 2csio2si2cob. sio22naoh=na2sio

3、3h2oc. si2cl2sicl4d. sicl42h2si4hcl7下列說法正確的是（）a. 常溫時硅化學性質不活潑，不能與任何物質反應b. 晶體硅具有金屬光澤，可以導電，屬于金屬材料c. na2sio3是制備硅膠和木材防火劑的原料d. 二氧化硅是將太陽能轉化為電能的常用材料8用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示硅酸鹽的形成，不正確的是（ ）a. 正長石kalsi3o8：k2oal2o33sio2b. 鎂橄欖石mg2sio4：2mgosio2c. 鈣沸石caal2si3o103h2o： caoal2o33sio23h2od. 高嶺石al2(si2o5)(oh)4：al2o32sio22h2o9

4、下列陳述i和陳述ii均正確并且有因果關系的是（ ）選項陳述i陳述asio2是酸性氧化物用氫氟酸刻蝕石英制品b氯化鈉熔點很高電解熔融氯化鈉制備鈉c鎂具有還原性鎂可以在co2中燃燒d硬鋁是合金材料硬鋁在空氣中生成致密氧化膜a. a b. b c. c d. d10下列物質的性質與用途具有對應關系的是（ ）a. 明礬易溶于水，可用作凈水劑b. 二氧化硅熔點高，可用作光導纖維c. 二氧化硫有氧化性，可用于漂白紙張d. 過氧化鈉可與二氧化碳反應生成氧氣，可用作呼吸供氧劑11貯存燒堿溶液的試劑瓶不能使用的瓶塞是 （ ）a. 塑料塞 b. 軟木塞 c. 玻璃塞 d. 橡皮塞12下列說法正確的是（ ）a. f

5、e2o3常用于制造紅色油漆和涂料b. co2溶于水得到的溶液能導電，所以co2是電解質c. 化學反應必然引起物質狀態(tài)的變化d. 硅可用來做光導纖維13下列關于二氧化硅的敘述不正確的是()在固態(tài)和液態(tài)時,幾乎不導電能跟強堿反應,但不能與水反應sio2的物理性質與co2類似既是酸性氧化物,又是堿性氧化物a. 和 b. 和 c. 和 d. 和14光纖通信是光作為信息的載體,讓光在光導纖維中傳輸,制光導纖維的基本原料是()a. 銅 b. 鋼 c. 石英 d. 鋁二、非選擇題15化學方程式是能夠很直接形象的表示化學反應的過程與特征的一種符號，書寫化學方程式是我們必須掌握的一項基本技能。請按照要求完成下列

6、方程式。（1）寫出泡沫滅火器反應原理的離子方程式：_；（2）工業(yè)制粗硅的化學反應方程式：_；（3）nacn屬于劇毒物質，有一種處理方法其原理為cn-與s2o32-反應生成兩種離子，一種與fe3+可生成紅色溶液，另一種與h+作用產生能使品紅溶液褪色的刺激性氣體，寫出cn-與s2o32-反應離子反應方程式:_ ；（4）亞硝酸鹽是食品添加劑中毒性較強的物質之一，可使正常的血紅蛋白變成正鐵血紅蛋白而失去攜帶氧的功能，導致組織缺氧。將亞硝酸鈉溶液滴加到k2cr2o7酸性溶液中，溶液由橙色交為綠色，且亞硝酸根被氧化成硝酸根，試寫出反應的離子方程式：_；（5）將naclo溶液逐滴滴入含淀粉的nai溶液中，溶

7、液變藍，繼續(xù)滴加，溶液顏色先加深，后逐漸變淺，最終消失。經檢測得知此時溶液中含有一種含正五價元素的含氧酸根。寫出上述變化過程中第二個反應的離子反應方程式：_。16下列反應中,sio2表現(xiàn)什么化學性質,在ac選項中選出正確答案。(1)sio2+2csi+2co_；(2)sio2+4hf=sif4+2h2o_。a.作為玻璃的成分與氫氟酸反應而使玻璃能被雕刻 b.弱氧化性 c.強酸制弱酸17硅單質及其化合物應用范圍很廣。請回答下列問題：(1)制備硅半導體材料必須先得到高純硅，三氯甲硅烷(sihcl3)還原法是當前制備高純硅的主要方法，生產過程示意圖如下：石英砂粗硅sihcl3(粗)sihcl3(純)

8、高純硅寫出由純sihcl3制備高純硅的化學反應方程式：_；整個制備過程必須嚴格控制無水、無氧。sihcl3遇水劇烈反應生成h2sio3、hcl和另一種物質，寫出這一過程的化學反應方程式：_，h2還原sihcl3過程中若混入o2，可能引起的后果是_；(2)下列有關硅材料的說法正確的是_(填字母)。a.碳化硅化學性質穩(wěn)定，可用于生產砂紙、砂輪的磨料b.氮化硅硬度大、熔點高，可用于制作高溫陶瓷和軸承c.高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料光導纖維d.普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點很高e.鹽酸可以與硅反應，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅18鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設備及x射線防

9、護等?；卮鹣铝袉栴}：（1）鉛是碳的同族元素，比碳多4個電子層，鉛在周期表的位置為_周期第_族；（2）pbo2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應的化學方程式為_；（3）pbo2可由pbo與次氯酸鈉溶液反應制得，反應的離子方程式為_，鉛蓄電池的兩極分別為pb、pbo2，電解質溶液為硫酸，放電時的反應為pb+ pbo22h2so4=2pbso42h2o。寫出負極發(fā)生的電極反應式為_, 當電子轉移2mol時正極增重_克。19光纖通訊是光導纖維傳送信號的一種通訊手段，合成光導纖維及氮化硅（一種無機涂層）的工藝流程如下：回答下列問題：（1）反應i的化學方程式為2c+ sio2si+2co，其中還原劑為_（填

10、化學式），該反應涉及的副反應可能有（碳不足）c+ sio2si+co2和（碳足量）_；（2）經反應所得的四氯化硅粗品中所含的物質如下：組分名稱sicl4sihcl3sih2cl2hclbcl3pcl3質量分數(shù)0.5450.4050.04620.00030.001930.00157沸點57.631. 88. 2-8512. 575. 5圖中 “操作x”的名稱為_，pcl3的電子式為_；（3）已知反應的化學方程式為3sicl4+4nh3si3n4+12hcl，則反應和中尾氣的用途為_，若向一2l恒容密閉容器中投入1 mol sic14和1 mol nh3，6 min后反應完全，則06 min內，h

11、cl的平均反應速率為_ moll-lmin-l。20化學知識與生產生活息息相關。i.硅及其化合物（1）硅及其化合物在現(xiàn)代信息技術中應用廣泛。其中用于制造計算機芯片的材料是_（寫化學式），用于制造光導纖維的材料是_（寫化學式）。光導纖維在堿性土壤中易被腐蝕，請寫出相關的離子反應方程式_；ii.氯及其化合物（2）漂白粉是生活常備用品，其主要成份是_（寫化學式），漂白粉保存不當易變質，請寫出漂白粉失效的方程式_，如不小心把漂白粉與潔廁靈（主要成份為鹽酸）混合，易生成氯氣使人中毒。請寫出有關反應的離子方程式_；（3）某實驗小組，向一定量的石灰乳中緩慢勻速地通入足量氯氣，發(fā)現(xiàn)產物中還混有了clo3，他們

12、討論后認為，是反應放熱溫度升高的原因。并畫出了clo、clo3兩種離子的物質的量（n）與反應時間(t)的關系曲線，粗略表示為下圖（不考慮氯氣和水的反應）；圖中曲線i表示_離子的物質的量隨反應時間變化的關系；所取石灰乳中含有ca(oh)2的物質的量為_mol；另取一份與等物質的量的石灰乳，以較大的速率通入足量氯氣，反應后測得產物中cl的物質的量為0.37mol，則產物中n(clo)/n(clo3)=_ ；iii.氮及其化合物（4）硝酸生產過程中排放出來的廢氣，含no、no2等大氣污染物；工業(yè)上常用原理：nox+nh3n2+h2o，使其轉化為無毒的n2，現(xiàn)有no、no2的混合3.0l，可與3.5l

13、相同狀況的nh3完全反應，全部轉化為n2，則在原混合氣體中no和no2的物質的量之比是_；已知堿能除去硝酸尾氣：2no2+2naohnano2+nano3+h2o;no+no2+2naoh2nano2+h2o根據(jù)硝酸尾氣處理的反應原理，下列氣體中不能被過量naoh溶液吸收的是_；a1molo2和4molno2 b1molo2和4molno c1molno和5molno2 d4molno和1molno2（5）汽車排放的尾氣中因含有氮的氧化物而污染大氣，造成產生氮的氧化物的主要原因是_。a燃燒含氮化合物燃料 b燃燒含鉛汽油c由于燃燒不充分 d內燃機中空氣中的n2在高溫下被氧化6參考答案1【答案】c

14、【解析】金屬鋁、鐵都是生活中常見的和常用的金屬，用途廣泛；金剛石是天然存在的最硬的物質之一，常用作鉆探機的鉆頭；硅在元素周期表中處于金屬與非金屬的過渡位置，晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料，故選c。2【答案】c【解析】四種材料中只有硅是半導體材料，常用于制造太陽能電池板；鋁合金和鈦合金都是導體；碳的同素異形體中，金剛石不導電，石墨是導體。所以本題選c。3【答案】c【解析】a、硅在自然界中只能以游離態(tài)存在，選項a錯誤；b、碳酸酸性強于硅酸，選項b錯誤；c、因為玻璃中含有sio2，能與氫氧化鈉溶液反應生成粘性很強的硅酸鈉溶液，所以不能用磨口玻璃塞的試劑瓶盛裝堿性溶液，選項c正

15、確；d、sio2能與氫氧化鈉溶液和氫氟酸反應，但sio2是酸性氧化物，因此不能與酸反應生成鹽和水，選項d錯誤。答案選c。4b【解析】a. 光導纖維的主要成分是二氧化硅，故a錯誤；b. 硅屬于親氧元素，巖石和許多礦物的構成基本元素中含有si元素，故b正確；c. sio2是酸性氧化物，但可以與氫氟酸發(fā)生反應，故c錯誤；d. 二氧化硅不溶于水，不能通過sio2一步制得硅酸，故d錯誤；故選b。5【答案】c【解析】a、sio2和na2co3熔融生成na2sio3，na2sio3和稀鹽酸反應生成h2sio3，h2sio3分解生成sio2，涉及的反應為 sio2+na2co3 na2sio3+co2、na2

16、sio3+2hcl=2nacl+h2sio3、h2sio3h2o+sio2，故a正確；b氯化鈉和氨氣、二氧化碳反應生成nahco3，nahco3加熱分解生成na2co3，na2co3和二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈉，na2co3和氯化鈣反應生成氯化鈉，發(fā)生的反應為nacl+nh3+co2+h2o=nahco3+nh4cl、2nahco3na2co3+h2o+co2、na2co3+h2o+co2=2nahco3、na2co3+cacl2=caco3+2nacl，故b正確；cn2和o2反應生成no而不能生成no2；hno3分解生成no2、氧氣和水，發(fā)生的反應為n2+o22no、3no2+h2o=2h

17、no3+no、4hno34no2+o2+2h2o，故c錯誤；c碳不完全燃燒生成co，co燃燒生成co2，co2和c反應生成co，co2和mg反應生成c，發(fā)生的反應為2c+o22co、2co+o22co2、c+co22co、co2+2mg2mgo+c，故d正確；故選c。本題考查元素及其化合物之間的轉化，掌握物質的性質是解本題關鍵，解題時注意哪些物質之間能一步直接發(fā)生反應，需要的反應條件，鎂能在二氧化碳中燃燒，為易錯點，能否一步實現(xiàn)，如n2與o2不能轉化為no2等反應是難點。6【答案】b【解析】“從沙灘到用戶”，即由sio2制取si，反應原理是：沙子的主要成分二氧化硅與碳在高溫下反應生成硅和一氧化

18、碳，得到的是粗硅；硅與氯氣在加熱條件下反應生成四氯化硅，氫氣與四氯化硅在高溫下反應生成硅和氯化氫。a、 2csio2si2co，是制取粗硅的反應，故a不選；b、sio22naoh=na2sio3h2o，是sio2的一種性質，制取、提純過程中均不涉及該反應，故b符合題意；c、硅與氯氣在加熱條件下反應生成四氯化硅，si2cl2sicl4，用于提純硅，故c不選；d、氫氣與四氯化硅在高溫下反應生成硅和氯化氫，sicl42h2si4hcl，用于提純硅，制取過程中涉及該反應，故d不選；故選b。7【答案】ca常溫下硅可與強堿、hf酸反應，故a錯誤；bsi導電性介于金屬和絕緣體之間，為半導體材料，故b錯誤；c

19、硅酸鈉是制備硅膠和木材防火劑的原料，故c正確；d二氧化硅不導電，si為良好的半導體材料，則si是將太陽能轉化為電能的常用材料，故d錯誤；答案為c。8【答案】a【解析】正長石kalsi3o8：k2oal2o36sio2，故a錯誤；9【答案】c【解析】a二氧化硅與氫氟酸反應得到產物為四氟化硅和水，不符合酸性氧化物的概念，故a錯誤；bna是活潑金屬，可利用電解熔融nacl來制取，與nacl的熔點無關，故b錯誤；c鎂帶在co2中燃燒生成氧化鎂和碳，體現(xiàn)了鎂的還原性，故c正確；d鋁在空氣中生成致密氧化膜，可防止鋁繼續(xù)被氧化，有抗腐蝕能力，但與硬鋁是合金材料無因果關系，故d錯誤；答案為c。10【答案】d【

20、解析】a明礬水溶液中鋁離子水解生成具有吸附性的氫氧化鋁膠體，能夠吸附水中固體雜質顆粒而凈水，與水溶性無關，故a錯誤；b二氧化硅具有良好的光學特性，是制造光導纖維主要成分，與熔點高無關，故b錯誤；c二氧化硫有漂白性，可用于漂白紙張，故c錯誤；d過氧化鈉可與二氧化碳反應生成氧氣，常用作供氧劑，故d正確；故答案為d。11【答案】c【解析】玻璃的成分中含有二氧化硅，二氧化硅與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉，貯存燒堿溶液的試劑瓶不能使用的瓶塞玻璃塞，故c正確。12【答案】a【解析】a、fe2o3為紅棕色固體，常用作制造紅色油漆和涂料，選項a正確；b、co2本身在水溶液中不能電離，能電離的為碳酸，故co2不是電解

21、質，選項b錯誤；c、反應o2=o3，反應前后都是氣態(tài)，物質狀態(tài)沒變，選項c錯誤；d、二氧化硅具有良好的光學特性，是制造光導纖維的主要原料，選項d錯誤。答案選a。13【答案】b【解析】sio2在固態(tài)和液態(tài)時均無自由移動的電子或離子，在固態(tài)和液態(tài)不導電，故正確；如2naoh+sio2na2sio3+h2o，sio2不溶于水，故正確；sio2與co2的熔點、沸點、硬度、密度差別很大，故錯誤；sio2是酸性氧化物，不是堿性氧化物故錯誤；綜上所述，選項b正確。易錯點是，si和c雖然屬于同主族，但sio2是由原子組成，熔沸點較高，co2是由分子組成，常溫下為氣體，因此sio2和co2物理性質差別較大。14

22、【答案】c【解析】光導纖維的成分是sio2，石英的成分是sio2，故選項c正確。15【答案】 al3+3hco3-=al(oh)3+3co2 2c+sio22co+si cn-+s2o32-=scn-+so32- cr2o72- + 3no2- + 8h+ =2cr3+ + 3no3- + 4h2o i2+5clo-+2oh-=2io3-+5cl-+h2o【解析】(1)氯化鋁與碳酸氫鈉相互促進水解生成沉淀和氣體，則用離子方程式表示泡沫滅火器的反應原理為a13+3hco3-=a1(oh)3+3co2；(2)工業(yè)制粗硅是利用c還原sio2得到硅和co，發(fā)生反應的化學反應方程式為 2c+sio22c

23、o+si；(3)cn-與s2o32-反應生成兩種離子，一種與fe3+可生成紅色弱電解質，另一種與h+作用產生能使品紅溶液腿色的刺激性氣體，反應生成scn-與so32-，反應離子方程式為：cn-+s2o32-=scn-+so32-；(4)酸性重鉻酸鉀溶液能夠將亞硝酸鈉氧化成硝酸鈉，同時溶液由橙色變?yōu)榫G色，反應的離子方程式為：cr2o72-+3no2-+8h+2cr3+3no3-+4h2o；(5)在淀粉ki溶液中，滴入少量naclo溶液，溶液立即變藍，說明i-和clo-發(fā)生氧化還原反應生成i2，繼續(xù)滴加足量的naclo溶液，藍色逐漸消失，說明i2和clo-發(fā)生氧化還原反應生成生成io3-，i元素化

24、合價由0價變?yōu)?5價、cl元素化合價由+1價變?yōu)?1價，離子方程式為：i2+5clo-+2oh-=2 io3-+5cl-+h2o。16【答案】 b a【解析】本題考查二氧化硅的性質，（1）sio2中si的化合價降低，因此sio2作氧化劑，體現(xiàn)弱氧化性，故b正確；（2）氫氟酸腐蝕玻璃，故選項a正確。17【答案】 sihcl3+h2si+3hcl sihcl3+3h2o=h2sio3(膠體)+3hcl+h2 發(fā)生爆炸 abc【解析】本題考查化學工藝流程，（1）h2還原sihcl3可制備si，化學反應方程式為sihcl3+h2si+3hcl；sihcl3中si為4價，h為1價，cl為1價，sihcl

25、3與h2o反應生成h2sio3、hcl和h2；用h2還原sihcl3過程中若混入o2，氫氣是可燃性氣體，與氧氣發(fā)生爆炸；（2）a、碳化硅的熔點高、性質穩(wěn)定，可用于生產砂紙、砂輪的磨料，故a正確；b、氮化硅的熔點高、硬度大，可用于制作高溫陶瓷和軸承，故b正確；c、sio2用于制光導纖維，故c正確；d、普通玻璃是由石英砂(sio2)、石灰石、純堿高溫下反應制成的，玻璃是混合物，沒有固定熔點，故d錯誤；e、si與hcl不反應，故e錯誤。18【答案】 六 iva pbo2+4hcl（濃）pbcl2+cl2+2h2o pbo+clo-=pbo2+cl- pb+so42-2e-=pbso4 64g【解析】

26、(1)c、pb屬于同一主族元素，pb比c多4個電子層，則pb含有6個電子層，則pb位于第六周期第iva族；故答案為：六；iva；(2)pbo2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，說明二者反應生成氯氣，同時生成氯化鉛和水，反應方程式為pbo2+4hcl(濃)pbcl2+cl2+2h2o；故答案為：pbo2+4hcl(濃)pbcl2+cl2+2h2o；(3)pbo和次氯酸鈉反應生成二氧化鉛和氯化鈉，離子方程式為pbo+clo-=pbo2+cl-；鉛蓄電池的兩極分別為pb、pbo2，電解質溶液為硫酸，放電時的反應為pb+ pbo22h2so4=2pbso42h2o。負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為pb+so4

27、2-2e-=pbso4，正極反應還原反應，電極反應式為pbo2+4h+so42-2e-=2h2o+pbso4，當電子轉移2mol時。正極增加了1mol硫酸根離子，減少了2mol氧原子，增重96g-32g=64g，故答案為：pbo+clo-=pbo2+cl-；pb+so42-2e-=pbso4；64g。點睛：本題考查碳族元素的性質，涉及物質的量的有關計算、離子反應、電解原理等知識點。本題的易錯點是(3)中陽極、陰極電極反應式的書寫。19【答案】 c 3c+sio2sic+2co 精餾(或蒸餾或分餾) 制取鹽酸（或其他合理答案） 0.25【解析】（1）反應i的化學方程式為2c+ sio2si+2c

28、o，其中碳元素化合價升高，還原劑為c。碳足量時，生成的co2與碳反應生成co，方程式為3c+sio2sic+2co。（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知物質的沸點相差較大，因此圖中 “操作x”的名稱為精餾(或蒸餾或分餾)；pcl3是共價化合物，電子式為。（3）根據(jù)方程式可知反應和中尾氣是氯化氫，用途為制取鹽酸。根據(jù)方程式可知反應中四氯化硅過量，生成氯化氫是3mol，濃度是3mol2l1.5mol/l，則06 min內，hcl的平均反應速率為1.5mol/l6min0.25moll-lmin-l。20【答案】 si sio2 sio2oh=sio32-+h2o cacl2、ca(clo)2 ca(clo)2c

29、o+h2o=2hclo+caco3 2hclo 2hclo2 clo- cl-2h+=cl2 +h2o clo- 0.25 7：6 1:3 d d【解析】（1）考查硅和二氧化硅的用途，利用晶體硅是良好的半導體，因此制造計算機芯片的材料是晶體硅，化學式為si；光導纖維的成分是sio2；sio2屬于酸性氧化物，與堿發(fā)生復分解反應，即sio22oh=sio32h2o；（2）考查漂白粉的成分和失效的原因，漂白粉是ca(clo)2和cacl2的混合物；碳酸的酸性強于次氯酸，因此有ca(clo)2co2h2o=caco32hclo，hclo見光受熱分解，2hclo 2hclo2；兩者發(fā)生氧化還原反應，生成氯氣，