年化学高考一轮复习硅及其化合

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锐意(高中)化学专业、有“铍”气的都在   )

A.SiO2属于两性氧化物

B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞

C.硅胶吸水后可重复再生

D.图中所示的转化都是氧化还原反应

3.下列说法正确的是

A.因为HF与SiO2反应,故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记

B.下列转化在一定条件下能够实现:SiO2SiCl4Si

C.SiO2既能和NaOH溶液反应,又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物

D.Si和SiO2都用于制造光导纤维

4.单晶硅是制作电子集成电路的基础材料,对硅的纯度要求很高。制得高纯度硅的化学方程式为:①SiO2+2CSi+2CO②Si+3HClSiHCl3+H2③SiHCl3+H2Si+3HCl,则有关反应分类说法正确的是

A.①②③均属于氧化还原反应B.只有①属于置换反应

C.只有①属于氧化还原反应D.③属于复分解反应

5.下列各项操作中,不发生先沉淀后溶解现象的是()

①向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2

②向Na2SiO3溶液中逐滴加入过量稀硫酸

③向石灰水中通入过量的CO2气体

④向NaAlO2溶液中通入过量CO2

A.①②③④B.①②C.①②④D.①②③

6.是硅酸盐水泥的重要成分之一,其相关性质的说法不正确的是()

A.可发生反应:

B.具有吸水性,需要密封保存

C.能与,反应生成新盐

D.与足量盐酸作用,所得固体产物主要为

7.青石棉(cricidolite)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,青石棉用稀硝酸溶液处理时,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.1molNa2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用,至少需消耗8.5L2mol/LHNO3溶液

D.Na2Fe5Si8O22(OH)2不能和氢氟酸作用

8.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与石英砂(SiO2)的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图:

实验过程中,石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解,有关物质的物理常数见下表:

物质

SiCl4

AlCl3

FeCl3

沸点/℃

57.7

熔点/℃

-70.0

升华温度/℃

(1)装置B中的试剂是_______,装置D中制备SiCl4的化学方程式是______。

(2)D、E间导管短且粗的作用是______。

(3)G中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-,请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。

(提出假设)假设1:只有SO32-;假设2:既无SO32-也无ClO-;假设3:______。

(设计方案进行实验)可供选择的实验试剂有:3mol/LH2SO4、1mol/LNaOH、0.01mol/LKMnO4、溴水、淀粉-KI、品红等溶液。

取少量吸收液于试管中,滴加3mol/LH2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中,分别进行下列实验。请完成下表:

序号

操作

可能出现的现象

结论

向a试管中滴加几滴_____溶液

若溶液褪色

则假设1成立

若溶液不褪色

则假设2或3成立

向b试管中滴加几滴_____溶液

若溶液褪色

则假设1或3成立

若溶液不褪色

假设2成立

向c试管中滴加几滴_____溶液

_____

假设3成立

参考答案

1.DA项、单质硅可以做半导体、硅芯片和太阳能电池,故A正确;

B项、水晶玛瑙的主要成分是二氧化硅,可以制作工艺品和饰品,故B正确;

C项、硅酸钠溶液可以用作木材的防火材料和防腐材料,故C正确;

D项、二氧化硅可制作光导纤维,太阳能电池的主要材料为单质硅,故D错误;

故选D。

2.CA.二氧化硅与NaOH反应:SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O,生成了盐和水,SiO2虽然能与HF反应:SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O,但没有盐生成,二氧化硅不是两性氧化物,二氧化硅是酸性氧化物,故A错误;

B.Na2CO3溶液呈碱性,二氧化硅能与碱反应生成具有黏性的硅酸盐,使玻璃塞无法打开,故B错误;

C.硅胶吸水后,可通过加热的方式将水除去重复使用,C正确;

D.图中二氧化硅与氢氟酸、氢氧化钠、碳酸钠的反应,硅酸钠与盐酸的反应,硅酸钠与二氧化碳、水的反应,硅酸的分解,元素的化合价都没有发生变化,是非氧化还原反应,故D错误;

答案选C。

3.AA、HF与SiO2反应生成SiF4气体,会腐蚀玻璃,A正确;

B、SiO2与HCI不反应,B错误;

C、SiO2只能与HF反应,不与其他酸反应,故不是两性氧化物,C错误;

D、Si不能用于制造光导纤维,D错误。故选A;

4.AA.①②③均属于氧化还原反应,故A正确;

B.①②③均属于置换反应,故B错误;

C.①②③均属于氧化还原反应,故C错误;

D.③不属于复分解反应,故D错误;

故选A。

5.C①由于碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,会有晶体析出,①符合题意;

②Na2SiO3和稀硫酸反应,生成硅酸沉淀,硅酸不溶于水,也不溶于稀硫酸,②符合题意;

③石灰水和CO2气体反应,先生成碳酸钙沉淀,继续通入二氧化碳,生成碳酸氢钙,碳酸氢钙溶于水,③不符合题意;

④NaAlO2溶液和CO2反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝不溶于水,也不溶于碳酸,④符合题意;

故本题选C。

6.DA.Ca3SiO5与NH4Cl反应的方程式为:Ca3SiO5+4NH4ClCaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O,A正确;

B.CaO能与水反应,所以需要密封保存,B正确;

C.亚硫酸的酸性比硅酸强,当二氧化硫通入到Ca3SiO5溶液时,发生反应:3SO2+H2O+Ca3SiO5=3CaSO3+H2SiO3,C正确;

D.盐酸的酸性比硅酸强,当盐酸与Ca3SiO5反应时,发生反应:6HCl+Ca3SiO5=3CaCl2+H2SiO3+2H2O,D不正确;

故选D。

7.BA.青石棉属于硅酸盐,不易燃,也不溶于水,故A错误;

B.青石棉中铁元素的化合价由+2价和+3价两种,根据原子守恒和化合价不变的思想,化学组成用氧化物的形式可表示为:Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O,故B正确;

C.青石棉用稀硝酸溶液处理时,亚铁离子被氧化为铁离子,硝酸被还原为一氧化氮,产物为NaNO3、Fe(NO3)3、NO、H2O、SiO2,1mol该物质能和(2mol+5mol×3+1mol)=18molHNO3反应,至少需消耗9L2mol/LHNO3溶液,故C错误;

D.青石棉能与氢氟酸反应生成四氟化硅,故D错误。

故选B。

8.(1)饱和食盐水;SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO(2)防止生成物中的AlCl3,FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管(3)只有ClO-;0.01mol/LKMnO4溶液(或溴水);品红;淀粉-KI;若溶液变为蓝色

制备四氯化硅的实验流程:A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应生成氯气,B中饱和食盐水除去Cl2中杂质HCl,C装置中浓硫酸干燥氯气,D中发生Si与氯气的反应生成四氯化硅,由信息可知,四氯化硅的沸点低,则E装置冷却可收集四氯化硅,F可防止F右端的水蒸气进入装置E中与四氯化硅反应,造成产物不纯,最后G处理含氯气的尾气。据此解答。

(1)装置A是氯气发生装置,A中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,其离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑;浓盐酸具有挥发性,所以制取得到的Cl2中含有杂质HCl及水蒸气,装置B的作用是除去杂质HCl,结合Cl2与水的反应是可逆反应的特点,装置B使用的试剂是饱和食盐水,用以除去杂质HCl;在D装置中二氧化硅、碳和氯气反应生成四氯化硅和一氧化碳,反应为:SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO;

(2)石英砂中的杂质Fe、Al会与Cl2反应产生FeCl3、AlCl3,这两种物质的熔沸点比较高,在室温下成固态,D、E间导管短且粗就可防止生成物中的AlCl3,FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管;

(3)由假设1和假设2可知,要检测的为SO32-和ClO-,故假设3为只有ClO-,又因为SO32-具有还原性,会使KMnO4溶液(或溴水)褪色,而ClO-不会,所以可以用0.01mol/LKMnO4溶液(或溴水)来检测,证明假设1成立;SO32-与硫酸反应产生H2SO3,H2SO3分解产生的SO2和ClO-具有漂白性,会使品红溶液褪色,所以可以用品红溶液来检测假设2是否成立;ClO-具有氧化性,可以氧化KI反应生成碘单质,碘单质遇到淀粉边蓝色,若溶液变为蓝色,证明含有ClO-,否则不含有ClO-,因此可以使用淀粉-KI溶液用来检测假设3是否成立。

专业、有“铍”气的化学


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