07-09年高考化学真题演练分类解析无机非金属材料的主角硅及碳族元素

【考点16】无机非金属材料的主角硅及碳族元素1.(2007山东基本能力20)旅游洞穴一般是指供游人观览的喀斯特洞穴。

多姿多彩的石钟乳、石笋、石柱、石花等碳酸钙沉积体是喀斯特洞穴中的主要景观。

由于游人呼吸有时会使旅游洞穴中二氧化碳浓度大幅升高，可能造成的后果是（）①抑制碳酸钙沉积的生长②促进碳酸钙沉积体的生长③使游客有憋闷的感觉④使照明灯下的植物大量死亡A．①③B．②③C．①④D．②④2.(2008广东理基34)根据陈述的知识，类推得出的结论正确的是（）A．镁条在空气中燃烧生成的氧化物是MgO，则纳在空气中燃烧生成的氧化物是Na2O B．乙烯可使酸性高链子酸钾溶液褪色，则丙烯也可以使其褪色C．CO2与SiO2化学式相似，则CO2和SiO2的物理性质也相似D．金刚石的硬度大，则C12的硬度也大3.(2007广东化学6)下列说法正确的是（）A．硅材料广泛应用于光纤通讯B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应4.(2008广东化学23)（11分）硅单质及其化合物应用范围很广。

请回答下列问题：（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。

三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式。

②整个制备过程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，写出配平的化学反应方程式；H2还原SihCl3过程中若混02，可能引起的后果是。

（2）下列有头硅材料的详法正确的是（填字母）。

A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水混B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂的，其熔点很高D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。

取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。

写出实验现象并给予解释。

5．(2009广东理基22)(2分)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①②B．②③C．①④D．③④6．(2009广东理基28)(2分)下列说法正确的是( )A．MgSO4晶体中只存在离子键B．含Ca2＋、Mg2＋的水都是硬水C．雾是气溶胶，在阳光下可观察到丁达尔效应D．玻璃是氧化物，成分可表示为Na2O·CaO·6SiO27．(2009四川理综6)(6分)开发新材料是现代科技发展的方向之一。

下列有关材料的说法正确的是( )A．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料B．C60属于原子晶体，用于制造纳米材料C．纤维素乙酸酯属于天然高分子材料D．单晶硅常用于制造光导纤维8．(2009重庆理综6)(6分)材料与化学密切相关，表中对应系错误的是( )材料主要化学成分A 刚玉、金刚石三氧化二铝B 大理石、石灰石碳酸钙C 普通水泥、普通玻璃硅酸盐D 沙子、石英二氧化硅9．(2009浙江理综28)(15分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。

通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500 ℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。

以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

A B C D E Fgh冷却液连接尾气处理装置相关信息如下：a ．四氯化硅遇水极易水解；b ．铁、铝、硼、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c ．有关物质的物理常数见下表： 物质 SiCl 4 BCl 3 AlCl 3 FeCl 3 PCl 5 沸点/℃ 57.712.8—315 — 熔点/℃－70.0 －107.2 —— — 升华温度/℃ — —180300162请回答下列问题：(1)写出装置A 中发生反应的离子方程式 。

(2)装置A 中g 管的作用是 ；装置C 中的试剂是 ；装置E 中的h 瓶需要冷却理由是 。

(3)装置E 中h 瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。

(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，把铁元素还原成Fe 2＋，再用KMnO 4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是： 5F e 2＋＋M n＋8H ＋= 5Fe 3＋＋Mn 2＋＋4H 2O①滴定前是否要滴加指示剂？ (填“是”或“否”)，请说明理由 。

②某同学称取5.000 g 残留物，预处理后在容量瓶中配制成100 mL 溶液，移取25.00 mL 试样溶液，用1.000×10－2 mol ·L －1 KMnO 4标准溶液滴定。

达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL ，则残留物中铁元素的质量分数是 。

高考真题答案与解析化学【考点16】无机非金属材料的主角硅及碳族元素1．答案：A【解析】CO2的浓升高，使Ca（HCO3）2的量增大，抑制CaCO3沉积体的生长，也使O2的浓度降低，让游客有憋闷的感觉。

2．答案：B【解析】Mg在空气中燃烧生成MgO，而Na燃烧生成Na2O2；乙烯和丙烯是同系物，都能使高锰酸钾溶液褪色；CO2与SiO2化学性质相似，但由于晶体类型不同，所以物理性质上有很大差异；金刚石与C60晶体类型不同，前者是原子晶体，有很高的硬度和熔沸点，后者是分子晶体，其硬度、熔沸点都不会高。

3．答案：A【解析】B项，工艺师利用HF刻蚀石英制作艺术品；C项，水晶项链的成分是SiO2，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品；D项，粗硅制备单晶硅先用Cl2氧化粗硅，再用H2还原SiCl4，这两个反应都是氧化还原反应。

4．答案：（1）①SiHCl3+H2=====Si+3HCl高温②SiHCl3+3H2O====H2SiO3↓+3HCl↑+H2↑氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3（2）BC（3）现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气体生成。

解释：Na2SO3和NH4Cl 均能够水解，二者相互促进，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解产生NH3。

【解析】本题考查学生对质量守恒定律的理解，考查学生对盐类水解、单质和化合物主要性质的掌握；考查学生从信息中准确提以实质性内容，并与已有知识整合，重组为新知识的能力；考查学生用正确的化学术语做出解释的能力。

（1）①根据给定的反应物和生成物写出化学方程式，注意反应条件和配平。

②写出反应物和给出的生成物H2SiO3和HCl，用原子守恒法找出另一种生成物为H2，并配平。

（2）A项水泥是硅酸盐；B、C选项回忆课本硅的化合物的用途可知，两项说法都正确。

D项玻璃是混合物没有固定熔点；E项盐酸和硅不反应。

5．答案：C【解析】水晶的主要成分是SiO2，而非硅酸盐，②错。

光导纤维的主要成分是SiO2，而非单质Si，③错。

6．答案：C【解析】SO42－离子内部存在共价键，A错。

硬水指的是含较多Ca2＋、Mg2＋的水，较少时，不叫硬水，B错。

玻璃的主要成分虽可用Na2O·CaO·6SiO2表示，但这仅仅是以氧化物的形式表示，它仍属于硅酸盐，D错。

7．答案：A【解析】C60属于分子晶体，B错；纤维素乙酸酯不是天然高分子材料，C错；制造光导纤维的原料是SiO2，D错。

8．答案：A【解析】本题考查生活中常见材料与化学的密切关系，要求考生了解常见物质的组成。

刚玉和金刚石的成分分别是三氧化二铝和碳；大理石和石灰石的主要成分都是碳酸钙；普通玻璃和普通水泥都是常见的硅酸盐材料；沙子和石英的主要成分都是二氧化硅。

故本题答案是A。

9．答案：(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。

(2)平衡压强(或使分液漏斗中的压强与圆底烧瓶中的压强相同，便于盐酸流下)浓硫酸使SiCl4冷凝。

(3)Al、P、Cl。

(4)①否；KMnO4溶液自身可作指示剂。

②4.480%。

【解析】先理解各装置的用途。

本实验目的是制备四氯化硅，根据题意，要用原料Cl2和粗Si。

A装置为Cl2的制备装置(浓HCl与MnO2)；B装置除HCl(可用饱和NaCl溶液)；C装置(浓H2SO4)干燥Cl2(SiCl4遇水极易水解，所以D装置中不能有水蒸气)；D装置发生Cl2与铁、铝、硼、磷的反应；E装置使SiCl4冷凝(也使升华后的AlCl3、FeCl3、PCl5凝结)，BCl3(沸点12.8 ℃)以气体形式进入F装置；F装置防止空气中的水蒸气进入E装置。

(3)注意：Cl元素也是杂质。

(4)5Fe～5Fe2＋～10025 (Fe)g 5g565⨯⨯⨯w=L0.02000Lmol101.000mol112⨯⋅⨯--解得w(Fe) = 0.0448。