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    第四章  非金属及其化合物

    11  碳、硅及无机非金属材料(精练)

    完卷时间:50分钟

    可能用到的相对原子质量:H1 O16 Mg24 Al27 Si28 Fe56

    一、选择题(每小题只有一个正确选项,共12*5分)

    1.(2021·广东汕头市·高三二模)芯片被誉为现代工业粮食,是新一代信息产业的基石。制备芯片材料高纯硅的装置如下图所示(加热及夹持装置省略),利用SiHCl3与过量H2在1100~1200反应(SiHCl3沸点为31.8,遇水会强烈水解),下列说法不正确的是

    A.装置B中的试剂是浓硫酸

    B.实验开始时先打开装置A中的K1

    C.装置C采用常温冷却水,目的是使SiHCl3与H2充分混合

    D.石英管中发生反应SiHCl3+H2Si+3HCl

    2.(2021·湖北高三零模)水泥是人类最伟大的发明之一,主要成分为硅酸三钙(3CaOSiO2)。将其与适量的水反应,形成相互交联的结构,反应式如下2(3CaOSiO2)+6H2O=3CaO2SiO23H2O+3Ca(OH)2 H<0。但是,需要避免交联过程热膨胀及产生的水蒸气在建筑结构中造成空隙。我国三峡大坝的建设者在全世界首创了以冰代水的浇灌方法,有效解决了这一问题,保证了大坝建筑质量。下列说法错误的是

    A.水泥由黏土和石灰石等研磨、煅烧制得

    B.水泥生产过程中加入石膏,可以调节水泥的硬化速率

    C.水的作用是提供结晶水以稳定交联结构

    D.以冰代水的优点是减少了热膨胀及水蒸气的产生

    3.(2021·湖南株洲市·高三一模)下列叙述不正确的是

    A.硅是应用最广泛的半导体材料 B.硅在自然界中主要以单质形式存在

    C.二氧化硅可用于生产玻璃 D.高纯度的硅可用于制造计算机芯片

    4.(2020·安徽芜湖市·高三月考)下列关于SiO2和CO2的叙述不正确的是

    A.都是共价化合物

    B.都是酸性氧化物,都能与强碱溶液反应

    C.都能溶于水且与水反应生成相应的酸

    D.SiO2可用于制光导纤维,干冰可用于人工降雨

    5.(2020·河南安阳市·高三二模)中国是瓷器的故乡,有瓷都之称的江西景德镇出产的青花瓷是瓷器的代表,蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2O6)是瓷器加工中常用的颜料。下列说法正确的是

    A.瓷器属于新型无机硅酸盐产品

    B.硅酸铜钡还可表示为BaO·CuO·2SiO2

    C.石灰石、黏土是生产瓷器的主要原料

    D.瓷器具有较高的强度与硬度

    6.(2021·浙江湖州市·高三二模)沸石是一种含水架状结构的多孔性铝硅酸盐晶体,其基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体。沸石的化学组成为:Ma[ (AlO2)x ·(SiO2)y ]·z(H2O),其中M为金属阳离子。下列推测不正确的是

    A.沸石的架状结构中存有的空气,可作为气泡的凝结核,能使反应液平稳沸腾

    B.若金属阳离子带n个单位正电荷,则x = a·n

    C.增大x / y(铝硅比)的值,可以增强沸石的耐酸、耐碱和耐高温的性能

    D.沸石具有筛分分子的作用,可用于分离、提纯气体或液体混合物

    7.(2021·四川自贡市·高三一模)中国景德镇瓷器精美绝伦,瓷器表面的兔毫釉主要成分为SiO2,还含有少量Al2O3和Fe2O3。下列说法错误的是

    A.SiO2属于酸性氧化物

    B.景德镇瓷器不宜保存酸性或碱性太强物质

    C.兔毫釉极易被空气氧化,瓷器不能在空气中久置

    D.Al2O3中氧的质量分数高于Fe2O3

    8.(2020·湖北黄石市·黄石二中高三三模)X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素,其中Z为金属元素,W的单质为常见的半导体材料,X、W为同一主族元素。X、Z、W分别与Y形成的最高价化合物为甲、乙、丙。结合如图转化关系,下列判断正确的是(   

    A.X的氢化物沸点低于Y的氢化物沸点

    B.W的单质可以用作计算机芯片,太阳能电池,丙是玛瑙的主要成分

    C.甲、丙、丁均为酸性化合物

    D.工业上用X的单质和乙来制取Z单质

    9.(2020·广东茂名市·高三模拟)玻璃的出现与使用已有四千多年的历史。下列说法正确的是(      

    A.玻璃花纹可以用氢氟酸进行雕刻

    B.有机玻璃的主要成分为硅酸钠

    C.纯碱和硅单质是制取普通玻璃的主要原料

    D.玻璃外观规则,属于晶体,有固定的熔点

    10.(2020·山东潍坊市·高三二模)世界第一条大面积碲化镉薄膜发电玻璃生产线最近在成都投产,该材料是在玻璃表面镀一层碲化镉薄膜,光电转化率高。下列说法错误的是

    A.普通玻璃含有二氧化硅       B.该发电玻璃能将光能不完全转化为电能

    C.碲化镉是一种有机化合物     D.应用该光电转化技术可减少温室气体排放

    11.(2020·广东中山市·中山纪念中学高三二模)有以下六种饱和溶液CaCl2Ca(OH)2Na2SiO3Na2CO3NaAlO2NH3和NaCl,分别持续通入CO2,最终不会得到沉淀或析出晶体的是

    A.①② B.③⑤ C.①⑥ D.④⑥

    12.(2020·浙江高三模拟)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.1mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用,至少需消耗8.5 L 2 mol/L HNO3溶液

    D.1mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用,至少需消耗7 L 2 mol/L HF溶液

    二、主观题(共3小题,共40分)

    13.(14分)研究CO2在海洋中的转移和归缩,是当今海洋科学研究的前沿领域。

    (1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HCO占95%。写出CO2溶于水产生HCO的方程式:___________、______________。

    (2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。

    写出钙化作用的离子方程式:____________________________。

    同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:

    ________+________(CH2O)xx18O2xH2O

    (3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳,可采用如下方法:

    气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。

    滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用x mol·L-1 HCl溶液滴定,消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度=________mol·L-1

    14.(12分)硅是带来人类文明的重要元素之一,从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。

    (1)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法,在H2的保护下,使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面,写出该反应的化学方程式:________________________。

    (2)一种工业用硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物),已知硅的熔点是1 420  ,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的主要工艺流程如下:

    净化N2和H2时,铜屑的作用是___________________________,

    硅胶的作用是_________________________________________________。

    在氮化炉中发生反应3SiO2(s)+2N2(g)===Si3N4(s)+3O2(g) ΔH=-727.5 kJ·mol-1,开始时,严格控制氮气的流速以控制温度的原因是___________________________;

    体系中要通入适量的氢气是为了____________________________________________________________。

    X可能是________(填盐酸”“硝酸”“硫酸氢氟酸)。

    15.(2020·浙江省杭州第二中学高三模拟)(14分)化合物 A 由三种短周期元素组成,某兴趣小组进行了如下实验:


    已知:气体甲为纯净物且只含两种元素,在标况下体积为 672 mL;固体甲为常用的耐火材料,溶液乙为建筑行业中常用的粘合剂。请回答下列问题:

    (1)A 的组成元素为_____(用元素符号表示),A 的化学式为_____;

    (2)写出A溶于盐酸的化学方程式______________________________。

    (3)写出气体甲与 NaOH(aq)反应的离子方程式___________________。

    (4)往溶液乙中通入少量 CO2气体发生的化学方程式___________________。

    (5)高温下A 与足量氯气能发生剧烈爆炸,生成三种常见化合物,试写出相应的化学方程式_____。

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