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2019高考化学二轮复习小题狂做专练十硅及其化合物

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高中化学审核员

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                                    10  硅及其化合物


    主要考查硅及其化合物的一些特殊性质,新型无机非金属材料的组成和特性,常与晶体结构、元素周期

律及相关实验探究结合在一起考查。同时碳及其化合物之间的转化也是常考内容。


    1.【2018江苏卷】下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(   )

    A.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂

    B.SiO2熔点高硬度大,可用于制光导纤维

    C.Al2O3是两性氧化物,可用作耐高温材料

    D.CaO能与水反应,可用作食品干燥剂

    2.【2018新课标3卷、节选】三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:

    (1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学

方程式_____________________________________。

    (2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:

                                                   −1
    2SiHCl3(g) ===SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)  ΔH1=+48kJ·mol

                                                    −1
    3SiH2Cl2(g) ===SiH4(g)+2SiHCl3 (g)  ΔH2=−30kJ·mol

                                                             −1
    则反应4SiHCl3(g) ===SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH=__________kJ·mol     。

    3.【2018天津卷、节选】下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。

回答下列问题:


    (1)A2B的化学式为_______________。反应②的必备条件是_________________。上图中可以循环使用

的物质有_______________。

    (2)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料____________(写化学式)。

    (3)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应
                          中国现代教育网 www.30edu.com  全国最大教师交流平台
的化学方程式:_______________________________________。

    4.【2017新课标Ⅱ卷、节选】水泥是重要的建筑材料。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:


    回答下列问题:

    (1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是

    ______________________________________________,还可使用___________代替硝酸。

    (2)沉淀A的主要成分是_________,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为______

____________________________________。

    (3)加氨水过程中加热的目的是________________________________。沉淀B的主要成分为_________、

________(填化学式)。

    (4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴

                 +         2+                                                         −1
定反应为:MnO-4     +H +H2C2O4→Mn +CO2+H2O。实验中称取0.400g水泥样品,滴定时消耗了0.0500mol·L                 的KMn

O4溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为______________。
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    1.【2018九江一模】《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于

碗底”等图案让人赏心悦目,但古瓷中所用颜料成分一直是个谜,近代科学家才得知大多为硅酸盐,如蓝紫

色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox,铜为+2价),下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是(   )

    A.可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2

    B.性质稳定,不易脱色

    C.易溶解于强酸和强碱

    D.x等于6

    2.【2018江苏苏锡常镇四市一模】下列说法中,不正确的是(   )

    A.SiO2是酸性氧化物,但不与水反应

    B.明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒

    C.泡花碱属于盐类

    D.玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料

    3.【2018湖北八校联考】如何解决好碳排放问题是关系到人类可持续发展的重大课题之一。目前,采用

较多的方法是对二氧化碳进行搏集封存和富集再利用。下列与二氧化碳有关的叙述正确的是(   )

    A.CO2是形成酸雨的主要物质

    B.CO2导致温室效应,是一种大气污染物

    C.CO  (g)+C(s)    高温    2CO(g) ΔH>0,高温有利于该反应自发进行
         2         = = = = =
    D.实验室常用大理石与稀盐酸或稀硫酸反应制取二氧化碳

    4.【2018泰州模拟】将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中,然后加热蒸干,再在高温下充分灼烧

,最后得到的固体物质是(   )

    A.Na2SiO3        B.Na2CO3、Na2SiO3        C.Na2CO3、SiO2       D.SiO2

    5.【2018黄冈五校联考】下列说法不正确的是(   )

    A.因SiO2不溶于水,故H2SiO3不是SiO2对应的酸或者SiO2不是H2SiO3的酸酐

    B.CO2通入水玻璃,可以得到硅酸沉淀

    C.SiO2是一种空间立体网状结构的晶体,熔点高,硬度大

    D.氢氟酸能够腐蚀玻璃,故不能用玻璃瓶来装氢氟酸

    6.【2018安徽省示范高中联考】有一种粗铝含金属铁和单质硅两种杂质。取等质量的样品分别投入足量

的稀HCl(aq)和足量的稀NaOH(aq)中,放出等量的H2,则该粗铝中铁和硅的关系正确的是(   )

    ①物质的量之比为2∶1  ②物质的量之比为3∶1  ③质量之比为2∶1  ④质量之比为4∶1

    A.②④           B.②③            C.①④            D.只有④

    7.【2018长沙联考】下列说法正确的是(   )

    A.在粗硅的制取中发生2C+SiO              高温     2CO↑+Si,硅被还原,所以碳的还原性大于硅的还原性
                                2 = = = = =
                          中国现代教育网 www.30edu.com  全国最大教师交流平台
    B.硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中

    C.用SiO2制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后再通入CO2

    D.由Na   CO +SiO    高温     CO ↑+Na  SiO 可知硅酸的酸性大于碳酸
           2  3    2 = = = = =  2     2   3
    8.【2018皖南八校联考】高纯度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”。它可以按下列方法制备:
         高①温C     ②300H℃Cl 100③0℃过~量1H1020℃
        ――→      ――→       ―————―→
    SiO2    Si(粗)    SiHCl3   Si(纯)
    下列说法正确的是(   )

    A.步骤①的化学方程式为:SiO            +C    高温     Si+CO ↑
                                2   = = = = =      2
    B.步骤①②③中每生成或反应1mol Si,转移4mol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

    9.【2018江西九校联考】氮化硅可用作高温陶瓷复合材料,在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着

广泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路线图如下所示。


    其中—NH2基团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,用化学反应方程式表示其原因___________

_______________________________________。

    (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水解,产生白雾,军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反应方

程式为____________________________________________。

    (4)在反应⑤中,3mol Si(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体,则氮化硅的化学式

    为________________。

    (5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中,也能反应生成氮化硅,B和C两种气体在一定条件下化

合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式_______________________________________。

    10.【2018大连四中一模】媒体曾报道江苏肯德基连锁店在煎炸中添加滤油粉的情况,经卫生部门检测

,滤油粉实质为食品级三硅酸镁。三硅酸镁为白色无味粉末,不溶于水和乙醇,易与无机酸反应。

    有关部门规定三硅酸镁样品中含水量不超过12.2%为优良级。某化学小组欲测定三硅酸镁的化学式(可用M

gxSi3Oy·mH2O表示),实验步骤如下:

    步骤一:取16.6g三硅酸镁样品,充分加热至不再分解,冷却、称量,得固体13.0g。
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    步骤二:另取16.6g三硅酸镁样品,向其中加入足量100mL 

4mol·L−1的盐酸,充分反应后,过滤、洗涤、

    灼烧,得固体9.0g。该固体为空间网状结构且熔沸点很高。

    (1)通过计算确定MgxSi3Oy·mH2O的化学式。

    (2)该小组测定的三硅酸镁样品是否为优良级?

    (3)写出该三硅酸镁样品与盐酸反应的化学方程式。


                                  答案与解析

    一、考点透视

    1.【答案】D
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    【解析】A项,NaHCO3能与HCl反应,NaHCO3用于制胃酸中和剂,NaHCO3用于制胃酸中和剂与NaHCO3受热易

分解没有对应关系;B项,SiO2传导光的能力非常强,用于制光导纤维,SiO2用于制光导纤维与SiO2熔点高硬

度大没有对应关系;C项,Al2O3的熔点很高,用作耐高温材料,Al2O3用作耐高温材料与Al2O3是两性氧化物没

有对应关系;D项,CaO能与水反应,用于食品干燥剂,CaO用于食品干燥剂与CaO与水反应有对应关系;答案

选D。

    2.【答案】(1)2SiHCl3+3H2O===(HSiO)2O+6HCl    

    (2)+114    

    【解析】(1)根据题目表述三氯氢硅和水蒸气反应得到(HSiO)2O方程为:2SiHCl3+3H2O===(HSiO)2O

    +6HCl;(2)将第一个方程扩大三倍,再与第二个方程式相加就可以得到第三个反应的焓变,所以焓变

为48×3+(−30)=+114kJ·mol−1

    3.【答案】(1)Mg2Si   熔融,电解   NH3,NH4Cl    

    (2)SiC     

    (3)2Mg(OH)2+2SO2+O2===2MgSO4+2H2O    

    【解析】(1)根据元素守恒,A2B中就一定有Mg和Si,考虑到各自化合价Mg为+2,Si为−4,所以化学式

为Mg2Si。反应②是MgCl2熔融电解得到单质Mg,所以必备条件为:熔融、电解。反应①需要的是Mg2Si、NH3和

NH4Cl,而后续过程又得到了NH3和NH4Cl,所以可以循环的是NH3和NH4Cl。(2)在一定条件下,由SiH4和CH4反

应生成H2和一种固体耐磨材料,该耐磨材料一定有Si和C,考虑到课本中介绍了碳化硅的

高硬度,所以该物质为SiC。(3)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定

的Mg化合物,二氧化硫是酸性氧化物与氢氧化镁这样的碱应该反应得到盐(亚硫酸镁),考虑到题目要求写

出得到稳定化合物的方程式,所以产物应该为硫酸镁(亚硫酸镁被空气中的氧气氧化得到),所以反应为:2

Mg(OH)2+2SO2+O2===2MgSO4+2H2O。

                                      2+       3+ 
    4.【答案】(1)将样品中可能存在的Fe                氧化为Fe    ;双氧水(H2O    2)

    (2)SiO2;SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O

    【解析】(1)根据题中信息,水泥中含有一定量的铁、铝、镁等金属氧化物,根据流程需要除去这些杂

质,因为Fe3+容易在pH较小时以氢氧化物的形式沉淀出来,因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2+转

化成Fe3+;加入的物质具有氧化性,同事不能引入新的杂质,同时因为过氧化氢被称为绿色氧化剂,因此可

以选择双氧水;(2)根据水泥中成分,二氧化硅不溶于一般酸溶液,所以沉淀A是二氧化硅;二氧化硅溶于

氢氟酸,发生的反应是SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。

    二、考点突破

    1.【答案】C

    【解析】“硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定。不易脱色,不易与酸、碱反应。“硅酸铜钡”中Ba

为+2价,Cu为+2价,Si为+4价,则x=6,用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2。A、B、D均正确。
                          中国现代教育网 www.30edu.com  全国最大教师交流平台
    2.【答案】B

    【解析】明矾中的铝离子水解得到氢氧化铝胶体,其具有吸附作用,可以净水但不能杀菌、消毒;漂白

粉具有强氧化性,具有杀菌、消毒作用。

    3.【答案】C

    【解析】硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质,A项错误;CO2不属于大气污染物,B项错误;

CO (g)+C(s)    高温     2CO(g)为熵增的吸热反应,当ΔT=ΔH-TΔS<0时,反应易自发进行,故高温有利
  2         = = = = =
于该反应自发进行,C项正确;实验室不能用稀硫酸与大理石反应制取二氧化碳,因为生成的硫酸钙微溶,包

裹在大理石的表面,会阻止大理石与稀硫酸接触,使反应停止,D项错误。

    4.【答案】A

    【解析】将足量CO2气体通入水玻璃中,发生反应:2CO2+Na2SiO3+2H2O===H2SiO3↓+2NaHCO3;加热蒸干

高温灼烧时发生反应:H          SiO  △  H O+SiO  2NaHCO  △ Na CO +CO ↑+H  O;SiO  +Na CO    高温     Na SiO
                     2  3 = = 2     2,      3 = = 2  3   2     2     2    2 3 = = = = =  2

3+CO2↑,各反应物存在如下关系,H2SiO3~2NaHCO3,H2SiO3~SiO2,2NaHCO3~Na2CO3~SiO2,由上述关系可知

,最后所得固体物质是Na2SiO3,故选A项。

    5.【答案】A

    【解析】SiO2是H2SiO3的酸酐,故A错误;碳酸酸性大于硅酸,CO2通入硅酸钠溶液,可以得到硅酸沉淀,

故B正确;SiO2是一种空间立体网状结构的原子晶体,熔点高,硬度大,故C正确;氢氟酸能够腐蚀玻璃,不

能用玻璃瓶来装氢氟酸,故D正确。

    6.【答案】C

    【解析】由应2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑可知,相同物质的量的Al与盐

酸、氢氧化钠溶液溶液产生的氢气的物质的量相等。等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液中

,充分反应后都放出等量的氢气,则反应Fe+2HCl===FeCl2+H2↑、Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑中生成的氢

气相同,若都生成2mol 

H2,则n(Fe)=2mol,n(Si)=1mol,故粗铝中铁和硅的物质的量比为2mol∶1mol=2∶1,铁和硅的质量之比为2m

ol×56g·mol-1∶1mol×28g·mol-1=4∶1,即选项C正确。故选C。

    7.【答案】C

    【解析】依据元素周期律硅的还原性大于碳,上述反应能发生是因为产物中有CO气体生成,使平衡向右

移动,A项错误;硅酸钠是一种黏合剂,B项错误;D项反应不是在水溶液中进行的,且产物中有气体生成,与

酸性强弱无关,D项错误。

    8.【答案】D

    【解析】步骤①的化学方程式为:SiO               +2C    高温     Si+2CO↑,A错误;步骤②③中每生成或反应1mo
                                    2    = = = = =

l Si,转移2mol电子,B错误;硅能与氢氟酸反应生成SiF4和氢气,C错误;D正确。

    9.【答案】(1)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
                          中国现代教育网 www.30edu.com  全国最大教师交流平台
    (2)①② 

    (3)SiCl4+3H2O===4HCl↑+H2SiO3↓(若写H4SiO4也对)

    (4)Si3N4

    (5)3SiCl   +2N +6H     高温     Si N +12HCl
              4    2   2 = = = = =  3 4

    【解析】石英砂不能与碱共同存放的实质是SiO2与碱可以发生反应。反应①是石英砂与焦炭发生氧化还

                                                                              -
原反应;反应②是硅单质与Cl2反应,也是氧化还原反应。SiCl4水解可以看做Si结合四个OH                                 生成H4SiO4,原

                           -     +
硅酸不稳定失水生成H2SiO3,Cl          结合H   生成HCl。氮化硅的化学式可通过题目信息,运用质量守恒求得。结

合题给信息,SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。

    10.【答案】(1)Mg2Si3O8·4H2O

    (2)否

    (3)Mg2Si3O8·4H2O+4HCl===2MgCl2+3H2SiO3↓+3H2O

    【解析】(1)由题意知步骤二中得到的固体为SiO2,,9.0g 

SiO2的物质的量为0.15mol,样品中H2O的质量为16.6g-13.0g=3.6g,物质的量为0.2mol。

    设16.6g三硅酸镁的物质的量为a。

    MgxSi3Oy·mH2O~3SiO2~mH2O

    1         3   m

    a       0.15mol 0.2mol

    解得a=0.05mol,m=4
                             16.6g
                                             -1
    MgxSi3Oy·mH2O的摩尔质量为0.05mol=332g·mol
    则24x+28×3+16y+18×4=332 ①

    由化合物中各元素正负化合价代数和为零得2x+4×3=2y ②

    联立①②解得:x=2,y=8,

    所求化学式为Mg2Si3O8·4H2O。
                       3.6 g
    (2)样品中含水量为16.6 g×100%≈21.7%>12.2%,故样品不是优良级。
    (3)根据反应情况可写出该三硅酸镁样品与盐酸反应的化学方程式:

    Mg2Si3O8·4H2O+4HCl===2MgCl2+3H2SiO3↓+3H2O。
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