高考化学鲁科版4.1硅 无机非金属材料练习卷
2013年我国载人飞船再次升空,显示出我国航天技术已进入世界一流。飞船应用了许多尖端的合成材料。据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料,其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是( )。
A.它耐高温抗氧化 |
B.它比钢铁轻、硬,但质地较脆 |
C.它没有固定熔点 |
D.它是一种新型无机非金属材料 |
材料与化学密切相关,表中对应关系错误的是( )。
选项 |
材料 |
主要化学成分 |
A |
刚玉、金刚石 |
三氧化二铝 |
B |
大理石、石灰石 |
碳酸钙 |
C |
普通水泥、普通玻璃 |
硅酸盐 |
D |
沙子、石英 |
二氧化硅 |
下列叙述正确的是( )。
A.高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强 |
B.陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸 |
C.石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同 |
D.玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳 |
硅是构成无机非金属材料的一种主要元素,下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )。
A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,其化学式为Si3N4
B.碳化硅(SiC)的硬度大,熔点高,可用于制作高温结构陶瓷和轴承
C.光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2
D.二氧化硅为立体网状结构,其晶体中硅原子和硅氧单键的个数之比为1∶2
在①浓硝酸;②水;③浓硫酸;④氢氟酸;⑤氢氧化钾溶液中,能与单质硅起化学反应的是( )。
A.①② | B.②④ | C.④⑤ | D.③④ |
下列说法正确的是( )。
A.高温下,可在试管内完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反应 |
B.CO2和钠在一定条件下反应可以得到金刚石和碳酸钠,反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是3∶4 |
C.现代海战通过喷放液体SiCl4(极易水解)和液氨可产生烟幕,其主要成分是NH4Cl |
D.从燃煤烟道灰中(含GeO2)提取半导体材料单质锗(Ge),没有发生氧化还原反应 |
下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是( )。
A.都是共价化合物 |
B.SiO2可用于制光导纤维,干冰可用于人工降雨 |
C.都能溶于水且与水反应生成相应的酸 |
D.都是酸性氧化物,都能与强碱溶液反应 |
寿山石主要成分为叶蜡石,叶蜡石组成为Al2O3·4SiO2·H2O,下列观点不正确的是( )。
A.寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触 |
B.寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物 |
C.潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质 |
D.置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质 |
将含有0.1 mol SiO2的铝、硅混合物分别与足量NaOH溶液、盐酸混合,充分反应后前者可得到11.2 L气体(标准状况),后者可得到6.72 L气体(标准状况),则参加反应的n(HCl)与n(NaOH)之比为( )。
A.1∶1 | B.1∶2 | C.2∶1 | D.3∶1 |
青石棉(crocidolite)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.1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用,至少需消耗8.5 L 2 mol·L-1 HNO3溶液 |
D.1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用,至少需消耗7 L 2 mol·L-1 HF溶液 |
如何除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质),请选用下面提供的试剂和操作,将标号填在表内。
供选试剂:A盐酸;B烧碱溶液;C氧气;D水;ECO2;F不用其他试剂
供选操作:①加热;②加热熔融;③过滤;④结晶
含杂质的物质 |
所加试剂 |
主要操作 |
(1)SiO2(NaHCO3) |
|
|
(2)SiO2(CaCO3) |
|
|
(3)SiO2(Si) |
|
|
(4)NaCl(SiO2) |
|
|
已知A、B、C、D、E、F、G、H可以发生如下图所示的转化,反应中部分生成物已略去。其中,A、G为同一主族元素的单质,B、C、H在通常情况下为气体,化合物C是一种形成酸雨的大气污染物。
请填空:
(1)写出E的两种用途 、 。
(2)反应②的离子方程式为 。
(3)反应③的化学方程式是 。
(4)反应④的离子方程式是 。
(5)写出一个由A生成H的置换反应方程式: 。
晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅,同时得到一种可燃性气体;
②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3(Si+3HClSiHCl3+H2);
③SiHCl3与过量的H2在1 100~1 200 ℃的温度下反应制得纯硅,已知SiHCl3能与水剧烈反应,在空气中易自燃。
请回答:
(1)第一步制取粗硅的化学反应方程式为 。
(2)粗硅与HCl气体反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为 。
(3)实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去):
①装置B中的试剂是 ,装置C中的烧杯需要加热,目的是 。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 ,装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ,装置D中发生反应的化学方程式是 。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及 。
单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得
高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
物质 |
SiCl4 |
BCl3 |
AlCl3 |
FeCl3 |
PCl5 |
沸点/℃ |
57.7 |
12.8 |
- |
315 |
- |
熔点/℃ |
-70.0 |
-107.2 |
- |
- |
- |
升华温度/℃ |
- |
- |
180 |
300 |
162 |
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式: 。
(2)装置A中g管的作用是 ;装置C中的试剂是 ;装置E中的h瓶需要冷却的理由是 。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。