2020高中化学 第4章 材料家族中的元素 学业水平测试（含解析）鲁科版必修1

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第4章学业水平测试时间：90分钟满分：100分可能用到的相对原子质量：H—1C—12O—16Na—23Mg—24Al—27Si—28S—32Ca—40Fe—56Cu—64Zn—65一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)1．硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演着重要的角色。下面几种物质中含有硅单质的是()答案C解析玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分都是SiO2，硅单质可用来制造太阳能电池。2．下列关于硅的化合物的说法，不正确的是()A．光导纤维的主要成分是二氧化硅B．二氧化硅可以和水直接反应来制取硅酸C．石英、沙子的主要成分是二氧化硅D．硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂等的原料答案B解析光导纤维的主要成分是二氧化硅，A正确；二氧化硅不与水反应，B错误；石英、沙子的主要成分是二氧化硅，C正确；硅酸钠溶液与稀盐酸或二氧化碳反应可制得硅酸，再经过处理可得硅胶；硅酸钠具有耐火性，可用于制备木材防火剂等，D正确。3．硅是在人类文明发展过程中起了重要作用的元素。下列有关硅的说法正确的是()A．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B．在自然界中有单质硅存在C．光纤通信是以光作为信息的载体，光导纤维的主要成分是SiO2D．硅单质的性质十分稳定，不能和任何物质发生反应答案C-2-解析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二位，A错误；硅在自然界中只以化合态形式存在，B错误；光导纤维的主要成分是SiO2，C正确；硅在常温下能与氟气反应生成四氟化硅，D错误。4．下列有关说法中正确的是()A．硅是非金属元素，其单质与任何酸都不发生反应B．SiO2溶于水生成硅酸，其水溶液显酸性C．硅的性质很稳定，但在自然界中不存在游离态D．二氧化硅是酸性氧化物，可以与碱反应，但是不能与酸反应答案C解析硅在常温下可以与氢氟酸反应，A错误；SiO2不溶于水，也不能与水反应，B错误；自然界中没有游离态的硅，化合态的硅几乎全部是二氧化硅和硅酸盐，C正确；SiO2是酸性氧化物，但是可以与氢氟酸反应，D错误。5．关于硅及其化合物的叙述中，正确的是()A．硅是良好的半导体材料，可以与NaOH溶液和氢氟酸反应B．二氧化硅与石灰石反应：SiO2＋CaCO3=====高温CaSiO3＋CO↑C．用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2＋C=====高温Si＋CO2↑D．工业制造镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却，CO2可作为冷却气体答案A解析硅和NaOH溶液、氢氟酸反应的化学方程式分别为Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑、Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑，A正确；二氧化硅与石灰石反应的化学方程式是SiO2＋CaCO3=====高温CaSiO3＋CO2↑，B错误；用焦炭还原二氧化硅时焦炭是过量的，故反应的化学方程式是SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑，C错误；CO2会和镁反应，D错误。6．下列对玻璃钢的叙述正确的是()A．玻璃钢是由普通玻璃加强热然后骤冷而得到的，所以其成分与普通玻璃相同B．玻璃钢是玻璃为基体，钢纤维做增强体的复合材料C．玻璃钢的基体是合成树脂，增强体是玻璃纤维D．玻璃钢的强度和机械加工性能比合金钢稍差，但耐腐蚀性和绝缘性比合金钢好答案C解析普通玻璃加强热然后骤冷得到的是钢化玻璃，不是玻璃钢，A错误；玻璃钢是以合成树脂为基体，玻璃纤维做增强体的复合材料，B错误，C正确；玻璃钢的强度可达到甚至超过合金钢的强度，D错误。7．下列说法不正确的是()A．水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐产品B．大多数硅酸盐的性质稳定C．透闪石的化学成分为Ca2Mg5Si8O22(OH)2，将其写成氧化物的形式为-3-2CaO·5MgO·8SiO2·H2OD．新型陶瓷材料包括高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等答案A解析水晶饰物的主要成分为SiO2，不是硅酸盐产品，A项错误。8．将两种金属的混合物共15g投入足量的盐酸中，反应完全后得到11.2L(标准状况)H2，该混合物可能是()A．钠和铁B．镁和铁C．铝和镁D．锌和铁答案B解析与足量盐酸反应生成11.2L(标准状况)H2时，所消耗的金属的质量分别为Na—23g、Fe—28g、Mg—12g、Al—9g、Zn—32.5g，则产生11.2L(标准状况)H2时，消耗质量小于15g与大于15g的金属组合符合题意。9．有一含有杂质铁的粗硅，取等质量的样品分别投入过量的稀盐酸和过量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的氢气，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是()A．物质的量之比为1∶1B．物质的量之比为1∶2C．质量之比为4∶1D．质量之比为2∶1答案C解析该粗硅样品与稀盐酸的反应实质是铁与稀盐酸反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；该粗硅样品与碱的反应实质是硅与碱反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。因放出等量的氢气，则铁与硅的物质的量之比为2∶1，质量之比为4∶1。10．金属陶瓷是一种应用于高科技的复合材料，合成方法是将陶瓷(主要成分：Al2O3、ZrO2等耐高温材料)和黏结金属(主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属)研磨混匀成型后，高温烧结使金属仍然以单质的形式存在于金属陶瓷之中，据此判断合成操作必须()A．在氧气中进行B．在HCl气氛中进行C．在氮气气氛中进行D．在空气中进行答案C解析高温烧结后金属仍以单质的形式存在，故合成操作应在氮气气氛中进行。11．美国“海狼”潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝融合而成)做载热介质，有关说法不正确的是()A．铝钠合金是混合物B．若铝钠合金投入足量水中得无色溶液，则n(Al)≤n(Na)C．铝钠合金投入一定量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀生成，也可能有铜析出D．若mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，放出H2越多，则铝的质量分数越小答案D解析根据合金的定义知合金是混合物，A正确；若铝钠合金投入足量水中得无色溶液，说明钠和水反应生成的氢氧化钠足以将金属铝溶解，则n(Al)≤n(Na)，B正确；铝钠合金投入一定量氯化铜溶液中，钠和水反应生成的氢氧化钠可以和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀，-4-金属铝也可能会置换出金属铜，C正确；根据关系式：2Al～3H2,2Na～H2可知，等质量的金属钠和金属铝与盐酸反应，金属铝产生的氢气量多，所以放出的H2越多，铝的质量分数越大，D错误。12．下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是()A．SiO2→Na2SiO3B．SiO2→H2SiO3C．SiO2→CaSiO3D．H2SiO3→SiO2答案B解析SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，一步实现SiO2→Na2SiO3，A正确；SiO2不溶于水也不与水发生反应，B错误；SiO2＋CaO=====高温CaSiO3，一步实现SiO2→CaSiO3，C正确；H2SiO3=====△SiO2＋H2O，一步能实现，D正确。13．某溶液中可能含有大量的Mg2＋、Al3＋、H＋、Cl－和少量OH－，向该溶液中逐滴加入0.5mol·L－1的NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示，则该溶液中()A．有Mg2＋，没有Al3＋B．有Al3＋，没有Mg2＋C．有大量的H＋、Mg2＋和Al3＋D．有Mg2＋和Al3＋答案D解析由图像可知，加入NaOH溶液后立即产生沉淀，说明溶液中没有H＋，当沉淀最多时，再加NaOH溶液沉淀部分消失，说明沉淀中一定有Al(OH)3和Mg(OH)2，所以溶液中一定含有Mg2＋和Al3＋。14．向CuSO4溶液中加入过量KI溶液，产生白色CuI沉淀，溶液变棕色。向反应后的溶液中通入过量SO2，溶液变成无色。下列说法不正确的是()A．滴加KI溶液时，KI被氧化，CuI是还原产物B．通入SO2后，溶液变无色，体现SO2的还原性C．上述实验条件下，物质的氧化性：Cu2＋I2SO2D．整个过程发生了复分解反应和氧化还原反应答案D解析硫酸铜和碘化钾反应产生了白色的碘化亚铜沉淀，说明铜元素的化合价降低，所-5-以碘元素的化合价升高，生成碘单质，溶液变棕色，通入SO2时，碘和二氧化硫反应生成硫酸和氢碘酸。滴加KI溶液时，碘元素的化合价升高，碘化钾作还原剂，被氧化，铜元素的化合价降低，碘化亚铜是还原产物，A正确；碘和二氧化硫反应，体现了二氧化硫的还原性，B正确；根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，可知氧化性：Cu2＋I2SO2，C正确；两个反应都为氧化还原反应，D错误。15．下列关于铁及其化合物的说法中，不正确的是()A．金属铁可以被磁铁吸引B．铁元素有可变化合价C．铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2D．常温下铁片遇浓硫酸会发生钝化答案C解析铁丝在Cl2中燃烧生成FeCl3。16．有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0g，放入500mL某浓度的盐酸中，混合物完全溶解，当再加入250mL2.00mol·L－1的NaOH溶液时，得到的沉淀最多。上述盐酸的浓度为()A．1.00mol·L－1B．0.500mol·L－1C．2.00mol·L－1D．3.00mol·L－1答案A解析Al、CuO、Fe2O3组成的混合物与盐酸反应生成氯化铝、氯化铜、氯化铁，盐酸可能有剩余，向反应后的溶液中加入NaOH溶液，得到的沉淀最多时应生成氢氧化铝、氢氧化铜、氢氧化铁，此时溶液中溶质为NaCl，根据钠离子守恒有n(NaCl)＝n(NaOH)＝0.25L×2.00mol·L－1＝0.500mol，根据氯离子守恒有n(HCl)＝n(NaCl)＝0.500mol，故该盐酸的物质的量浓度为0.500mol0.5L＝1.00mol·L－1。二、非选择题(本题共4小题，共52分)17．(17分)高纯度硅是一种重要的基础材料。以下是工业上制取纯硅的一种方法：请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示)：(1)在上述生产过程中，属于置换反应的有________(填反应代号)。(2)写出反应①的化学方程式：________________________；在反应①发生的同时，会发生副反应：SiO2＋3C=====3273KSiC＋2CO↑。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，则-6-参加反应的C和SiO2的物质的量之比为________。(3)写出反应③的化学方程式：________________________________。(4)整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质。写出该反应的化学方程式：________________________________。(5)硅的化合物用途也很广泛，将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1373～1623K反应，生成化合物W，其化学方程式是______________________________；A、B、C几种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是________(填化学式)；将该气体通入化合物W的水溶液中的现象为____________。(6)工业上常将硅酸盐的化学式表示为氧化物的形式，如Na2SiO3可表示为Na2O·SiO2，正长石的化学式为KAlSi3Ox，则x＝________，将正长石的化学式改写为氧化物的形式：________________________。答案(1)①②③(2)SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑5∶2(3)SiHCl3＋H2=====1357KSi＋3HCl(4)SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑(5)SiO2＋Na2CO3=====1373～1623KNa2SiO3＋CO2↑CO2出现浑浊(或有白色沉淀生成)(6)8K2O·Al2O3·6SiO2解析本题涉及的反应为①S