高中化学第三节 无机非金属材料第2课时习题

第三节   无机非金属材料

5.3 硅和二氧化硅

一、单选题

1．下列说法正确的是

A．自然界中的硅元素全部是以化合态形式存在

B．单质硅是制备光导纤维的原料

C．玻璃中含二氧化硅，所以可以用盐酸刻蚀玻璃

D．石英、陶瓷和水泥均属于硅酸盐

2．下列说法正确的是

①构成岩石与许多矿物的基本元素是碳

②二氧化硅晶体的基本结构单元中，每个Si周围结合4个O

③使用量最大的无机非金属材料是：陶瓷、水泥、玻璃等硅酸盐产品

④硅胶多孔，吸附能力强，常用作干燥剂，也可用作催化剂的载体

A．①②③④ B．②③④ C．①④ D．②③

3．高纯硅是现代信息、半导体和光伏等产业都需要的基础材料。工业提纯有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：下列说法正确的是

A．自然界有大量的单质硅

B．步骤电弧炉中的化学方程式为：

C．二氧化硅能与氢化氟气反应，而硅不能与氢氟酸反应

D．(沸点33.0℃)中含有少量的(沸点67.6℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯

4．碳、硅及其化合物常用做性能优异的无机非金属材料。比如氮化硅，其熔点高、硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定。有关碳、硅及其化合物的说法正确的是

①硅在自然界中主要以单质形式存在，硅是应用最广泛的半导体材料

②硅是构成一些岩石和矿物的基本元素

③石墨烯是一种新型的纳米化合物

④氮化硅的化学式为Si3N4，其可制作坩埚，制作切削刀具

⑤光导纤维的通信容量大，导电性强

⑥水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂

A．①③⑤ B．①③⑥ C．②④⑤ D．②④⑥

5．2021年，我国具有独立知识产权的“龙芯”19岁了。下列关于硅单质及其化合物的叙述正确的是

A．陶瓷是人类应用最早的硅酸盐材料

B．利用二氧化硅的半导体性能制成光电池

C．硅的化学性质稳定，不与任何物质反应

D．晶体硅是具有金属光泽的灰黑色金属

6．下列说法错误的是

A．聚氨酯(PU)人工血管材料属于高分子材料

B．智能芯片使用到的硅晶体属于半导体材料

C．开发利用可燃冰可以缓解温室效应

D．用于制作电极材料的石墨烯属于碳单质

7．高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应流程如下：

下列说法不正确的是

A．反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2

B．流程中HCl和H2可以循环利用

C．反应①②③均为氧化还原反应

D．反应②与反应③互为可逆反应

8．“西门子”制硅法是以硅石(SiO2)为原料制备冶金级高纯硅，其工艺流程如图。下列叙述不正确的是

已知：SiHCl3室温下易挥发、易水解的无色液体。

A．“酸浸”过程主要是酸溶除去粗硅中的氧化镁，可用稀盐酸代替稀硫酸

B．该生产工艺中可循环使用的物质只有H2

C．“氧化”、“分离”与“热解”的过程均需要在无水、无氧的条件下进行

D．“氧化”过程的化学方程式为Si+3HClSiHCl3+H2

9．下列关于二氧化硅的说法中错误的是

A．同二氧化碳一样，二氧化硅分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的

B．通常状况下，二氧化碳为气态，二氧化硅为固体

C．SiO2同CO2一样也能与CaO反应生成盐

D．SiO2仅用来表示二氧化硅的组成，其基本结构单元为正四面体，不仅存在于二氧化硅晶体中，而且存在于所有硅酸盐矿石中。

10．Ni(OH)2作为合成镍钴锰三元电极材料的原料，工业上可用红土镍矿(主要成分为NiO、FeO、Fe2O3、MgO和SiO2)制备，工艺流程如图所示。

下列说法正确的是

A．“溶浸”时，为加快反应速率，可以选用98%的浓硫酸

B．“滤渣1”的成分为H2SiO3

C．为了证明加入NaClO已足量，可在溶液中加入KSCN溶液和氯水来检验

D．“沉镍”的离子方程式为：Ni2++2 HCO=NiCO3↓+CO2↑+H2O

11．化学与生活密切相关。下列叙述错误的是

A．氢氟酸可用于雕刻玻璃

B．铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性和咸的食物

C．超市中售卖的“苏打水”是因添加了而获名

D．农村推广风力发电、光伏发电有利于国家实现“碳达峰、碳中和”

二、元素或物质推断题

12．已知A、B、C、D、E、F、G、H可以发生如图所示的转化关系，反应中部分生成物已略去。其中，A、G为同一主族元素形成的单质，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。

(1)H的名称是___________。

(2)E的两种用途是___________、___________。

(3)反应①的化学方程式是___________，氧化剂与还原剂的质量比为_______。

(4)反应②的离子方程式是___________。

(5)SO2通入酸性高锰酸钾溶液表现___________性，反应的离子方程式为________。

三、实验题

13．以粗硅(含铁、铝等杂质)为原料，工业上有以下两种制备高纯硅的工艺。已知：SiCl4沸点57.7℃，遇水强烈水解；SiHCl3沸点31.5℃，且能与H2O强烈反应，并在空气中易自燃。

(1)写出制备粗硅的化学反应方程式为_______。

(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3中含有少量SiCl4和HCl，操作①采用的方法为_______。SiCl4和SiHCl3遇水都会剧烈反应，都会生成、HCl。但SiHCl3会多生成一种物质X，写出X物质的名称_______。

(3)实验室用如下装置制备SiCl4(反应温度在400℃～500℃)。

①装置F的作用是_______。实验开始应先点燃_______(填“A”或“D”)装置的酒精灯一段时间后再点燃另一酒精灯。

②写出A装置中的化学反应方程式_______。

(4)SiHCl3与过量H2制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置已略去)。

装置B中的试剂是_______(填名称)，装置C中的烧瓶加热的目的是_______。实验中先让稀硫酸与锌粒反应一段时间后，再加热C、D装置的理由是_______，装置D中发生反应的化学方程式为_______。

14．某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。

已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO+PdCl2+H2O=CO2+2HCl +Pd↓(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。

(1)实验时要通入足够长时间的N2，其原因是_______。

(2)装置B的作用是_______。

(3)装置C、D中所盛试剂分别为_______、_______，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为_______。