2013 課時作業(yè)(十)無機非金屬材料的主角——硅]

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1、 世紀金榜 圓您夢想 2013一輪復習新課標廣東人教版課時作業(yè)(十)　[第10講　無機非金屬材料的主角——硅] 1．判斷正誤。 (1)金剛石、石墨和C60互為同分異構(gòu)體(　　) (2)因石墨具有導電性，可用石墨炸彈破壞輸電線、電廠設備(　　) (3)C60的摩爾質(zhì)量是720(　　) (4)因碳原子最外層有4個電子，故碳的化合物多為共價化合物(　　) (5)碳元素是形成化合物種類最多的元素(　　) (6)C、CO主要體現(xiàn)還原性(　　) (7)在點燃的條件下，C可以還原氧化鎂生

2、成鎂和二氧化碳(　　) (8)硅的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似(　　) (9)硅是地殼中含量最多的非金屬，其單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體(　　) (10)硅的導電性介于金屬與絕緣體之間，是良好的半導體材料(　　) (11)硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(　　) (12)二氧化碳通入硅酸鈉溶液中有沉淀生成，證明碳酸的酸性強于硅酸(　　) (13)SiO2既能與酸反應又能與堿反應，所以它是一種兩性氧化物(　　) (14)石英玻璃屬于硅酸鹽產(chǎn)品(　　) (15)硅酸鹽可以寫成氧化物的形式，因此硅酸鹽實際上是以氧化物的形式存在的(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　

3、 2．在一定條件下，下列物質(zhì)不能和二氧化硅反應的是(　　) ①焦炭?、诩儔A?、厶妓徕}?、軞浞帷、蓰}酸 ⑥燒堿溶液?、咚、酀饬蛩? A．③⑤⑦⑧ B．⑤⑦⑧ C．④⑤⑧ D．⑤ 3．將過量CO2通入下列溶液中，最終溶液變渾濁的是(　　) ①飽和Na2CO3溶液　②Na2SiO3溶液?、跱aAlO2溶液　④Ca(ClO)2溶液?、軨aCl2溶液 A．②③ B．②③④ C．①②③ D．全部 4．文獻上說，純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍色火焰，某學習小組的同學在實驗室用試管、橡皮塞以及相應的玻璃導管制取了氫氣，驗純后在導管口點燃，卻發(fā)現(xiàn)火焰呈黃色。下列說法正確的是(

4、　　) A．氫氣不純凈，含有雜質(zhì)引起火焰顏色呈黃色 B．應用鋼化玻璃制成的導管點燃氫氣觀察其火焰顏色 C．產(chǎn)生黃色是因為玻璃中含有鈉元素，為鈉元素的焰色反應 D．應用銅制導管點燃氫氣觀察其火焰顏色 5．[哈爾濱模擬] 下列推斷正確的是(　　) A．等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3固體中，分別加入一定量鹽酸，NaHCO3產(chǎn)生的氣體多 B．Na2O、Na2O2組成元素相同，與CO2反應產(chǎn)物也相同 C．CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在 D．新制氯水顯酸性，向其中滴加少量紫色石蕊試液，充分振蕩后溶液最終呈紅色 6．有報道稱，2012年太陽能晶體硅供不應求情

5、況將持續(xù)，其價格可望持穩(wěn)。下列有關硅及其化合物的說法中正確的是(　　) A．在粗硅的制取中發(fā)生反應2C＋SiO22CO↑＋Si，硅被還原，所以碳的還原性大于硅的還原性 B．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中 C．用SiO2制取硅酸，應先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應，然后再通入CO2 D．由Na2CO3＋SiO2CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸 7．[山東卷] 某短周期非金屬元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半，該元素(　　) A．在自然界中只以化合態(tài)的形式存在 B．單質(zhì)常用作半導體材料和光導纖維 C．最高價氧化物不與酸反應

6、D．氣態(tài)氫化物比甲烷穩(wěn)定 8．下列關于普通玻璃的敘述中，正確的是(　　) A．它是人類最早使用的硅酸鹽材料 B．紅色玻璃中含氧化亞銅 C．它在加熱熔化時有固定的熔點 D．無色玻璃是純凈物 圖K10－1 9．將足量CO2通入NaOH和Ba(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關系如圖K10－1所示，圖中AB段表示的離子方程式是(　　) ①CO2＋OH－===HCO　 ②CO2＋2OH－===CO＋H2O ③CO＋Ba2＋===BaCO3↓ ④BaCO3＋CO2＋H2O===Ba2＋＋2HCO　 ⑤CO＋CO2＋H2O===2HCO

7、 A．②⑤　　 B．⑤④ C．④②　　 D．④① 10．某氧化物不溶于水，溶于熔化的NaOH中，生成易溶于水的化合物，向稀鹽酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀生成，則原氧化物是(　　) A．Al2O3 B．MgO C．SiO2 D．P2O5 11．下列離子方程式不正確的是(　　) A．石英與燒堿溶液反應：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O B．往燒堿溶液中通入少量CO2：CO2＋2OH－===CO＋H2O C．往水玻璃中加入鹽酸：2H＋＋SiO===H2SiO3↓ D．向小蘇打溶液中加入過量石灰水：2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O

8、＋CO 12．太陽能等半導體行業(yè)利用的是純硅。硅的制備原料是石英砂，石英與焦炭在高溫電爐中反應可以制得粗硅。電子工業(yè)中用的高純硅則是用氫氣還原三氯氫硅(SiHCl3)或四氯化硅而制得。涉及的反應有： ①SiO2＋2CSi＋2CO↑?、赟iHCl3＋H2Si＋3HCl　③SiCl4＋2H2Si＋4HCl 下列說法正確的是(　　) A．反應①中的產(chǎn)物CO具有還原性，是還原產(chǎn)物 B．反應②中的Si為還原產(chǎn)物，HCl全部都是氧化產(chǎn)物 C．可以在高溫下用過量的焦炭還原SiCl4得到純凈的Si D．反應③中消耗H2體積為5.6 L(標準狀況)時，轉(zhuǎn)移的電子為0.5 mol 圖K10－2

9、 13．實驗室一瓶固體M的標簽右半部分已被腐蝕，剩余部分只看到“Na2S”字樣(如圖K10－2所示)。已知，固體M只可能是Na2SO3、Na2SiO3、Na2SO4中的一種。若取少量固體M配成稀溶液進行有關實驗，下列說法不正確的是(　　) A．只用鹽酸一種試劑就可以確定該固體M的具體成分 B．往溶液中通入二氧化碳，若有白色沉淀，則固體M為Na2SiO3 C．用pH試紙檢驗，若pH＝7，則固體M一定是Na2SO4 D．往溶液中加入稀硝酸酸化的BaCl2，若有白色沉淀，則固體M為Na2SO4 14．[惠州調(diào)研](雙選)下列除去雜質(zhì)的方法正確的是(　　) 物質(zhì)(雜質(zhì)) 除雜方

10、法 A CO2(HCl) 將氣體通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶 B Cl2(HCl) 將氣體通過盛有NaOH溶液的洗氣瓶 C CaCO3(SiO2) 加入足量鹽酸后過濾、洗滌 D Mg(Al) 加入足量NaOH溶液后過濾、洗滌 15.(雙選)已知a是一種單質(zhì)，在一定條件下可發(fā)生如圖K10－3所示的轉(zhuǎn)化關系，則下列敘述中正確的是(　　) 圖K10－3 A．a(chǎn)可能是鋁或硅 B．向b中滴加少量鹽酸可得到c C．c是一種兩性物質(zhì) D．d一定是共價化合物 16．硅在材料王國中具有舉足輕重的位置。請解答下列試題： (1)硅的制備方法是制約太陽能發(fā)展的瓶頸，

11、硅的制備原料是石英砂，石英與焦炭在高溫電爐中反應可以制得硅。該反應的化學方程式是________________________，該反應的氣體產(chǎn)物是一氧化碳，不是二氧化碳，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)上述方法只能得到不純的粗硅，而太陽能等半導體行業(yè)利用的是純硅，所以粗硅需進行精制，精制方法之一就是在加熱的條件下使粗

12、硅跟Cl2起反應：Si＋2Cl2SiCl4。該反應生成的SiCl4常溫下是液體，而且沸點是57.6 ℃，其中還含有硼、砷等雜質(zhì)。要除去這些雜質(zhì)可以采用的方法是________________________________________________________________________。 A．蒸餾 B．干餾 C．分液 D．精餾 (3)用還原劑在高溫條件下可以使SiCl4中的硅被還原出來，即可制得高純度的硅。寫出用鋅還原SiCl4的化學方程式：________________________________________________________________

13、________ ________________________________________________________________________。 17．圖K10－4展示的是太陽能電池的工作原理，其中用到了一種關鍵性的非金屬元素單質(zhì)，這種非金屬單質(zhì)就是硅。在能源逐漸匱乏的現(xiàn)代社會，人們尋找能量的視角將最終轉(zhuǎn)向太陽能，而太陽能利用的瓶頸就是硅單質(zhì)的獲得。 圖K10－4 根據(jù)上述信息，回答下列問題： (1)上圖中能量的轉(zhuǎn)化方式是____________________________________________________________________

14、____。 (2)工業(yè)上由粗硅制取純硅的反應原理是在粗硅中通入氯化氫氣體，發(fā)生氧化還原反應生成氣態(tài)的SiHCl3(化學方程式為：Si＋3HClSiHCl3＋H2)，再使SiHCl3在更高的溫度下與氫氣反應即得純凈的硅。這兩個反應是否為可逆反應(并說明理由)？________________________________________________________________________。 (3)硅是重要的材料元素，其單質(zhì)與化合物有著重要的用途。計算機的芯片的主要成分是________；光導纖維的主要成分是________；用作吸附劑、干燥劑、催化劑或催化劑載體的人造分子篩大多

15、是一類稱為__________的化合物。 課時作業(yè)(十) 【基礎熱身】 1．(1)×　由同種元素形成的不同單質(zhì)互稱同素異形體。 (2)√ (3)×　摩爾質(zhì)量的單位是g/mol。 (4)√　(5)√　(6)√ (7)×　碳不能還原氧化鎂。 (8)√ (9)×　硅在地殼中的含量僅次于氧。 (10)√ (11)×　硅在常溫下可以與強堿等發(fā)生反應。 (12)√ (13)×　因為SiO2只與HF反應，這是SiO2的特性，與其他酸不反應，SiO2是一種酸性氧化物。 (14)×　石英玻璃的成分為SiO2，不屬于硅酸鹽。 (15)×　硅酸鹽結(jié)構(gòu)復雜，為方便起見采用

16、氧化物形式表示，并不是以氧化物形式存在的。 【能力提升】 2．B　SiO2為難溶的酸性氧化物，具備酸性氧化物的通性，例如跟堿反應、跟堿性氧化物反應，同時具備以下特性：①不與水反應；②常溫下與氫氟酸反應；③與碳酸鹽、碳等在高溫下反應。 3．C　[解析] ①析出NaHCO3晶體；②產(chǎn)生H2SiO3沉淀；③產(chǎn)生Al(OH)3沉淀；④最終變成HClO和Ca(HCO3)2溶液；⑤不反應。 4．C　[解析] 鋼化玻璃和普通玻璃的成分一樣，都含有鈉元素，故在玻璃導管口點燃氫氣，會有鈉的焰色反應干擾氫氣的火焰顏色，從而出現(xiàn)鈉的焰色反應現(xiàn)象。 5．A　[解析] 選項B中Na2O、Na2O2分別與CO2

17、反應產(chǎn)物不同，后者多了O2，B錯。由于NO極易被O2氧化(2NO＋O2===2NO2)，故NO在空氣中不能穩(wěn)定存在，C錯。由于新制氯水具有漂白性，因此充分振蕩后溶液最終變?yōu)闊o色，D錯。 6．C　[解析] 依據(jù)元素周期律知硅的還原性大于碳的還原性，但上述反應能發(fā)生是因為產(chǎn)物中有氣體CO生成，使平衡向右移動，所以A選項錯誤；硅酸鈉是一種黏合劑，所以B錯誤；D選項中的反應不是在水溶液中進行的，且產(chǎn)物中有氣體生成，與酸性強弱無關，所以D錯誤。 7．A　[解析] 根據(jù)原子核外電子排布的規(guī)律可以判斷，在短周期元素中原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半的非金屬元素只有Si元素。硅屬于親氧元素，在自然

18、界中主要以熔點很高的二氧化硅及硅酸鹽的形式存在，A正確；硅位于金屬和非金屬的分界線附近，單晶硅常用作半導體材料，二氧化硅是光導纖維的主要成分，B錯；硅的最高價氧化物是二氧化硅，該物質(zhì)與酸一般不反應，但與氫氟酸反應生成SiF4氣體和水，C錯；硅和碳都屬于第ⅣA族，但硅位于碳的下一周期，非金屬性比碳弱，因此硅烷(SiH4)的穩(wěn)定性比甲烷弱，D錯。 8．B　[解析] 陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽材料，A項錯誤；紅色玻璃中含氧化亞銅，B項正確；玻璃為玻璃態(tài)物質(zhì)，加熱熔化時沒有固定的熔點，C項錯誤；玻璃的主要成分為硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅，屬于混合物，D項錯誤。 9．A　[解析] OA段Ba(OH)2

19、與CO2反應生成BaCO3，到A點反應完，CO2再與NaOH反應生成Na2CO3，NaOH反應完后，CO2再與Na2CO3反應。 10．C　[解析] SiO2與NaOH反應生成可溶性的Na2SiO3，加酸生成難溶物硅酸。 11．D　[解析] D的離子方程式應該是：HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O。 12．D　[解析] 盡管CO具有還原性，但反應①中CO是氧化產(chǎn)物，A錯；SiHCl3中Si為＋2價，H為＋1價，故反應②中的三分之一的HCl來自于SiHCl3，屬于非氧化還原反應所得，B錯；過量的焦炭會使Si不純凈，而且高溫條件下硅與碳可以生成碳化硅，C錯；5.6 L標準狀況

20、下的氫氣的物質(zhì)的量為0.25 mol，故反應中轉(zhuǎn)移的電子為0.5 mol，D對。 13．D　[解析] Na2SO3、Na2SiO3、Na2SO4三種溶液中加入鹽酸，分別產(chǎn)生刺激性氣體、白色沉淀、無明顯現(xiàn)象，A對；Na2SiO3溶液中通入CO2：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，B對；Na2SO3、Na2SiO3溶液均顯堿性，而Na2SO4溶液顯中性，C對；加入稀硝酸酸化的BaCl2，Na2SiO3溶液中會產(chǎn)生H2SiO3沉淀，Na2SO3、Na2SO4溶液中均會產(chǎn)生BaSO4沉淀，因此無法確定M，D錯。 14．AD　[解析] HCl與NaHCO3溶液反應產(chǎn)生

21、CO2，CO2在飽和NaHCO3溶液的溶解度很小，A項正確；被提純的物質(zhì)氯氣與NaOH溶液反應，B項錯誤；雜質(zhì)SiO2不與鹽酸反應，而被提純的物質(zhì)CaCO3與鹽酸反應，C項錯誤；Mg與NaOH溶液不反應，而Al與NaOH溶液反應生成可溶于水的偏鋁酸鈉，D項正確。 15．AB　[解析] 與強堿反應生成H2的有Si和Al，b為Na2SiO3或NaAlO2，c為H2SiO3或Al(OH)3，d為SiO2或Al2O3。 16．(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑ 高溫條件下焦炭和二氧化碳不共存，即焦炭與二氧化碳反應生成一氧化碳 (2)AD (3)SiCl4＋2ZnSi＋2ZnCl2 [解析]

22、 (1)高溫條件下，焦炭與二氧化硅發(fā)生氧化還原反應，因為碳的氧化產(chǎn)物為氣體，從反應體系中隨時脫離，從而保證該反應能夠順利進行。由于二氧化碳有氧化性，所以在電爐那種高溫還原性氛圍中，二氧化碳根本不存在。 (2)SiCl4沸點為57.6 ℃，所以容易揮發(fā)，通過加熱蒸餾(或精餾)即可使之純化。 (3)鋅還原SiCl4的反應屬于置換反應，所以氧化產(chǎn)物是ZnCl2。 【挑戰(zhàn)自我】 17．(1)太陽能轉(zhuǎn)化為電能 (2)否，因為反應條件不同 (3)硅(或單晶硅)　 二氧化硅(或SiO2)　硅鋁酸鹽 [解析] (1)題圖中是直接利用太陽能來轉(zhuǎn)化為電能。 (2)可逆反應的反應條件必須相同，而已知

23、給出的兩個反應條件不同(一個“300 ℃”，一個“高溫”)，所以這兩個反應并不是可逆反應。 (3)用硅元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占有非常重要的位置，在電子工業(yè)中有著廣泛的用途，譬如可以制造光電轉(zhuǎn)換器，如太陽能電池板等；計算機的芯片的主要成分是硅(單品硅)。硅成為一種重要的半導體材料的原因是原料豐富易得，價格低，常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定。硅除作為半導體材料用來制集成電路、晶體管、硅整流器外，還可制造硅合金，而硅合金用于制造變壓器、耐酸設備等。 第7頁（共7頁） 山東世紀金榜科教文化股份有限公司