专题12无机非金属材料的主角硅学生版备战2020高考化学一轮必刷题集

专题12无机非金属材料的主角-硅1．下列说法正确的是()A．因为晶体硅有熔点高硬度大的性质，所以被用来做芯片B．工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的硅C．合金熔点、硬度都低于成分金属，钢是用量最大用途最广的合金D．工业生产玻璃、水泥都需要用到的原材料是石英砂2．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完全转化为电能C．碲化镉是一种无机化合物D．应用该光电转化技术可减少温室气体排放3．有科学家提出，硅是“21世纪的能源”，下面有关硅的叙述中，正确的是（）A．硅单质化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料4．工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法正确的是（注：铝土矿中含有A12O3、SiO2、Fe2O3）A．在铝土矿制备较高纯度A1的过程中只用到NaOH溶液、CO2气体B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应C．在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、SO2均只是还原产物5．纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是A．X可用作木材防火剂B．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替C．步骤II的反应是Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3(胶体)+Na2SO4D．步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行6．月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、钾长石(KAlSi3O8)和橄榄石(MgFeSiO4)等，下列说法或分析不正确的是()A．辉石、钾长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B．钾长石的氧化物形式可表示为：K2O·Al2O3·6SiO2C．橄榄石中铁为＋2价D．月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱7．港珠澳大桥水泥的使用量约198万吨。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：下列叙述正确的是A．水泥、玻璃、陶瓷为传统的硅酸盐材料，三者的原料都主要为SiO2B．沉淀A主要成分为SiO2，沉淀B为Fe(OH)3、Al(OH)3C．为了加快溶解速率，使用盐酸代替硫酸处理草酸钙D．草酸钙易溶于水8．下列关于硅及其化合物的叙述错误．．的是A．生产普通玻璃和水泥都用到石灰石B．硅是光导纤维的基本原料C．赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的D．硅酸凝胶经干燥脱水可得硅胶，硅胶可作瓶装药品的干燥剂9．二氧化硅又称硅石，是制备硅及其含硅化合物的重要原料。部分转化过程如图所示，下列说法正确的是A．SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物B．因为在高温条件下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以H2SiO3的酸性比H2CO3强C．SiO2在高温条件下能与过量的碳反应生成SiC，体现了二氧化硅的氧化性D．除Si的制取过程中涉及的反应外，图中所示其他反应都是非氧化还原反应10．下列关于工业生产的说法中，不正确的是A．工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含少量杂质的粗硅B．氯碱工业中所用的交换膜为阳离子交换膜不让氢氧根通过，防止与氯气反应造成氢氧化钠不纯。C．生产普通玻璃的主要原料有石灰石、石英和纯碱D．在高炉炼铁的反应中，焦炭为铁矿石的还原剂11．工业上制备高纯硅有多种方法，其中的一种工艺流程如下：已知：流化床反应的产物中，除SiCl4外，还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。下列说法正确的是A．电弧炉中发生的反应为C＋SiO2CO2↑＋SiB．SiCl4进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯C．每生产lmol高纯硅，需要44.8LCl2（标准状况）D．该工艺Si的产率高，符合绿色化学要求12．用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是（）选项实验目的试剂a试剂b试剂c装置A验证非金属性:SCSi稀硫酸Na2CO3Na2SiO3溶液B制备纯净的NO浓硝酸Cu水C检验溶液X中含有CO32-盐酸溶液X澄清石灰水D除去Na2SO3中的Na2SO4氯水混合物NaOH溶液13．水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是()A．原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B．操作A与操作B完全相同C．该流程中硅元素的化合价发生改变D．反应器中发生的复分解反应为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O14．青石棉是一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是()A．青石棉是一种硅酸盐产品B．青石棉能完全溶解在NaOH溶液中C．青石棉的化学组成可表示为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD．1mol青石棉能使1molHNO3被还原15．化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反应生成Na4SiO4，下列有关说法正确的是()A．Na4SiO4为弱电解质B．石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C．2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl说明Cl的非金属性强于SiD．半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅16．中国的瓷器驰名世界，传统陶瓷是以黏土[主要成分为Al2Si2O5(OH)4]等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品。下列有关说法不正确的是A．黏土也是制备玻璃的原料之一B．黏土的主要成分可以表示为Al2O3·2SiO2·2H2OC．陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料D．传统陶瓷材料的成分与新型陶瓷材料的成分不同17．下列各项操作中，会出现“先沉淀后溶解”现象的是A．向CaCl2溶液中通入CO2直至过量B．向饱和的Na2CO3溶液中通入CO2直至过量C．向Na2SiO3溶液中逐滴加入盐酸直至过量D．向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸直至过量18．下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起19．氮化硅（Si3N4）可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示。其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：（1）石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：_________________。（2）图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是________________。（3）SiCl4在潮湿的空气中剧烈反应，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学方程式为_______________________________________。（4）SiCl4和氨气在1400℃下可以制取氮化硅，反应化学方程式为___________________________。（5）反应①的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO↑，此反应中若碳充足，可能生成SiC和CO，写出该副反应的化学方程式_____________________________________，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。20．2018年8月31日，华为公司发布AI芯片麒麟980，这标志着我国高科技企业的芯片制造技术迈入国际领先水平。组成芯片的核心物质是高纯度硅。下图是以石英砂为原料同时制备硅和金属锂。已知：LiCl的熔点是605℃、沸点是1350℃；NH4Cl在100℃开始挥发，337.8℃分解完全。常温下，Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10－39，Ksp[Al(OH)3]=1×10－33。（1）粗硅中常含有副产物SiC，请写出①中生成SiC的反应方程式_______。写出②中的反应方程式_______。（2）请写出操作名称：a_____；b_______。（3）请写出试剂X是______。（4）本生产工艺要求，要控制LiCl和NH4Cl溶液中的杂质离子浓度在1.0×10－6mol·L－1以下，应控制溶液的pH为_____，此时溶液中Fe3+的浓度为_______。21．钾长石(K2Al2Si6O16)通常也称正长石，主要用于生产玻璃、陶瓷制品，还可用于制取钾肥。某学习小组以钾长石为主要原料，从中提取氧化铝、碳酸钾等物质，工艺流程如下：回答以下问题：(1)请以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式为_____________(2)钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的KAlO2和NaAlO2，写出Al2O3转化为NaAlO2的化学方程式_____________________。(3)已知“浸取”时应保持溶液呈碱性，分析其原因为____________(用离子方程式解释)，若要提高浸取的速率，可采取的措施有_______________(回答一条)。(4)滤液1的主要成分是_________(填写化学式)(5)此工艺中可以循环利用的主要物质是________、___________和水。(6)以石墨为电极，通过电解Al2O3可制得金属铝。电解池中接电源负极的一极的电极反应式是_______。长时间电解后，需要更换新的石墨电极的是___极(填“阴”或“阳”)。22．石英砂岩，是硅石中的一种，其主要化学成分可简单表示为MgAl4Si10O26(OH)2(假设杂质均能溶于硫酸)，工业上拟用该物质为原料制备高纯度硅，其艺流程如图所示：（1）请将石英砂岩的组成用氧化物的形式表示：________________,酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有______________________________________。(答出两点)（2）实验室用18.4mol·L-1的浓硫酸配制250mL4.8mol·L-1的硫酸，需量取浓硫酸_______mL(结果保留一位小数)；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需__________________________。（3）制备高纯硅的过程中需要用到Cl2，请写出实验室制备Cl2的离子反应方程式：______________。（4）请写出b和H2反应的化学方程式，并用单线桥法表示该反应过程中电子的转移：_______________。（5）通过实验测得滤液a中c(Al3+)=1.0mol·L-1，c(Mg2+)=0.28mol·L-1，某同学打算通过调节溶液的pH值使Al3+和Mg2+完全分离(当离子浓度降到1.0×10-6mol·L-1时即视为完全分离)，则试剂X用_______(填“0.1mol·L-1NaOH或“0.1mol·L-1氨水”)较好；沉淀时应控制溶液的pH值的取值范围为_______(已知：KspAl(OH)3=8.0×10-33，Ksp[Mg(OH)2]=2.8×10-11，lg2=0.3，lg5=0.7)。23．某实验小组模拟工业上用SiHCl3与H2在1357K的条件下制备高纯硅，实验装置如下图所示(加热及夹持装置略去)：(SiHCl3相对分子质量为:135．5)已知SiHCl3的性质如下：沸点为33．0℃；密度为1．34g·mL－1；易溶于有机溶剂；能与H2O剧烈反应；在空气中易被氧化。请回答：(1)装置C中的烧瓶用水浴加热的优点为_____________________。(2)装置D中发生反应的化学方程式为_________