专题10 无机非金属材料的主角——硅 （限时精炼）-2022年高三毕业班化学常考点归纳与变式演练

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一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．下列措施中不利于实现漫画中提到的“碳中和”目标的是
A．大力提倡植树造林
B．向燃煤中添加碳酸钙
C．借助光伏、风电、核电等技术发电
D．利用光驱动合成生物学，将二氧化碳合理转化
2．2019年12月27日晚，长征五号运载火箭“胖五”在海南文昌航天发射场成功将实践二十号卫星送入预定轨道。下列有关说法正确的是
A．火箭箭体采用铝合金是为了美观耐用
B．火箭燃料燃烧时将热能转化为化学能
C．胖五”利用液氧和煤油为燃料，煤油为混合物
D．卫星计算机芯片使用高纯度的二氧化硅
3．制计算机芯片的主要材料是硅，下列有关硅及其化合物的说法正确的是（ ）
A．水晶项链是硅酸盐制品
B．硅单质广泛用于光纤通信
C．硅酸钠可用于制备木材防火剂
D．利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
4．硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。下列说法正确的是( )
A．可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：2C＋SiO2Si＋2CO↑
B．SiO2是非金属氧化物，它不与任何酸反应
C．在粗硅的制取中发生反应2C＋SiO22CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性强于硅的还原性
D．高纯硅可用于制造太阳能电池，高纯二氧化硅可用于制造计算机芯片
5．玻璃是传统硅酸盐材料，与我们的生活密不可分。制备普通硅酸盐玻璃时，用石英、纯碱、石灰石在高温下反应，同时释放出气体。下列说法错误的是
A．一束光线透过有色玻璃时会产生丁达尔效应，所以有色玻璃属于固溶胶
B．可以用玻璃棒蘸取待测溶液，做焰色反应实验
C．玻璃相对易碎，打碎的玻璃属于可回收垃圾
D．传统玻璃制造业需要改进工艺，减少的排放
6．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备：
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)，下列说法正确的是( )
A．步骤①的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑
B．步骤①、②、③中每生成或反应1 ml Si，转移4 ml电子
C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
D．SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
7．下列说法正确的是
A．SiO2溶于水显酸性
B．普通玻璃和氮化硅陶瓷分别属于传统无机非金属材料和新型无机非金属材料
C．因为高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强
D．SiO2是酸性氧化物，它在常温时不溶于任何酸
8．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是
A．CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐
B．SiO2既能与KOH反应，又能与浓盐酸反应，而CO2不能
C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物
D．CO2和SiO2都是由相应的分子构成的
9.下列说法正确的是（ ）
A．二氧化硅具有良好的半导体特性，故而可用作光导纤维
B．硅酸钠为盐，非碱类物质，故可用玻璃瓶盛装
C．高温下SiO2能与Na2CO3固体反应生成Na2SiO3和CO2，说明硅酸酸性强于碳酸
D．硅溶于氢氧化钠溶液，只有水作氧化剂，NaOH既非氧化剂也非还原剂
10．我国科学家成功研制了超分子纳米管，下列叙述不正确的是（ ）
A．该超分子性质稳定，不与任何酸发生反应
B．是酸性氧化物
C．在工业上可用于制造光导纤维
D．与碱的反应是非氧化还原反应
二、多选题（每小题有一个或两个选项符合题意）
11．海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分，是影响全球气候变化的关键控制环节。下图为海洋中碳循环的简单原理图。下列说法错误的是
A．海洋碳循环过程中能将太阳能转化为化学能
B．钙化释放CO2的离子方程式：2HCO+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O
C．影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等
D．光合作用，每生成0.1ml(CH2O)x转移电子数为4NA(NA表示阿伏伽德罗常数)
12．制取Na2CO3和高纯Si的工艺流程如图所示，下列说法错误的是
A．反应①属于固氮反应
B．步骤②为先向饱和食盐水中通入CO2至饱和后，再通入NH3
C．反应⑤、⑥均为氧化还原反应
D．高纯硅可以制作太阳能电池
13．下列说法正确的是
A．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土
B．SiO2具有导电性，可用于制作光导纤维和光电池
C．12g金刚石中含有化学键的数目为2NA
D．SiO2熔点高硬度大，可用于制光导纤维
14．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料。已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示。下列说法错误的是
A．Y、Z分别为H2、Cl2
B．制取粗硅过程可能发生反应：SiO2＋3CSiC＋2CO↑
C．提纯SiHCl3可采用萃取、分液的方法
D．SiHCl3和SiCl4形成的晶体均为共价晶体
15．常温下，向 Ba（OH）2和NaOH混合溶液中缓慢通入CO2至过量（溶液温度变化忽略不计），生成沉淀物质的量与通入CO2体积的关系如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．b点时溶质为NaHCO3
B．V4的值为90
C．V1、V2、V3时，溶液中c（Ba2＋）·c（CO）相等
D．原混合溶液中n[Ba（OH）2]∶n（NaOH）＝1∶2
三、填空题
16．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料。
(1)已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示。
①物质Z的名称是_______。
②用石英砂和焦在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为_______
③在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_______。
(2)利用晶体硅的粉末与干燥的氮气在1300~1400℃下反应，可制取结构陶瓷材料氮化硅(Si3N4)。现用如图所示装置(部分仪器已省略)制取少量氮化硅。
①装置II中所盛试剂为_______。
②装置I和装置皿均需要加热，实验中应先_______(填“皿”或“I”)的热源。
(3)由晶体硅制成的n型半导体、p型半导体可用于太阳能电池。一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应为：Li1-xNiO2+xLiC6LiNiO2+xC6。完成下列问题。
①该锂离子电池充电时，n型半导体作为电源_______.(填“正”或“负”)极。
②该锂离子电池放电时，b极上的电极反应式为_______。
17．水晶石是生产玻璃的原料，工业上回收水晶石废料（主要含SiO2，还含有CeO2、CaO、MgO、Na2O等）中的SiO2并富集稀土元素Ce（铈）元素的一种流程如下：
已知CeO2不溶于水，微溶于稀酸。
（1）玻璃工业上用SiO2、Na2CO3和CaCO3在高温下反应制普通玻璃，则生成硅酸钠的化学方程式为______。
（2）“还原”时发生反应的离子方程式为______。
（3）“还原”时稀硫酸应适当过量，目的除保证反应充分进行及加快反应速率外，还有______。还原时控制其他条件一定，只改变反应的温度，所得SiO2产品的纯度如图所示。超过70℃所得SiO2产品纯度下降的原因是______。
（4）洗涤SiO2的方法是______。
（5）向Ce2(SO4)3溶液中加入H2C2O4会析出Ce2(C2O4)3·10H2O晶体，晶体在N2气流中加热300℃时，生成CeO2、CO和CO2三种氧化物，写出Ce2(C2O4)3固体加热到300℃时反应的方程式______。发生的主要反应
电弧炉
SiO2+2CSi+CO↑
流化床反应器
Si+3HClSiHCl3+H2
物质
Si
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
SiH3Cl
HCl
SiH4
沸点/℃
2355
57.6
31.8
8.2
-30.4
-84.9
-111.9