2020届高考化学一轮复习（浙江）含硅矿物与信息材料作业

2020届高考化学一轮复习（浙江）含硅矿物与信息材料作业

第三单元　含硅矿物与信息材料 ‎1.下列说法不正确的是(　　)‎ A.炼铁需要用到石灰石　‎ B.钠钾合金可用作核反应堆热交换剂 C.工业上可用铁制容器存放浓硫酸　‎ D.用超纯硅制造光导纤维 答案　D　用二氧化硅制造光导纤维,D错误。‎ ‎2.化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是(　　)‎ A.金属钠可以用来冶炼某些金属　‎ B.镁条着火可以用CO2灭火 C.石灰石用于工业炼铁和玻璃制造　‎ D.二氧化硅除可用于制作光学镜片、石英坩埚外,还可用于制造光导纤维 答案　B　金属钠可以用于冶炼钾及钛、锆、铌、钒、钽等金属和稀土金属,A正确;镁条可以在CO2中燃烧,故镁条着火不能用CO2灭火,B错误;碳酸钙能参与工业炼铁形成炉渣、碳酸钙能与二氧化硅反应生成硅酸钙从而生产玻璃,C正确;二氧化硅具有很好的光学特性,可用于制作光学镜片,二氧化硅熔点很高,可用于制作石英坩埚,二氧化硅是光导纤维的主要成分,D正确。‎ ‎3.某固体混合物X可能由Na2SiO3、Fe、Na2CO3、BaCl2中的两种或两种以上的物质组成。某兴趣小组为探究该固体混合物的组成,设计实验方案如下图所示(所加试剂均过量)。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.气体A一定是混合气体 B.沉淀A一定是H2SiO3‎ C.白色沉淀B在空气中逐渐变成灰绿色,最后变成红褐色 D.该固体混合物一定含有Fe、Na2CO3、BaCl2‎ 答案　D　固体混合物可能由Na2SiO3、Fe、Na2CO3、BaCl2中的两种或两种以上的物质组成,由实验可知,气体A与澄清石灰水反应,溶液变浑浊,则气体A中一定含CO2;混合物与足量稀 盐酸反应后的沉淀A为H2SiO3。溶液A与NaOH反应后生成白色沉淀B,则B为Fe(OH)2,溶液B与硝酸、硝酸银反应生成的白色沉淀C为AgCl,则原混合物中一定含有Fe、Na2CO3、Na2SiO3,可能含有BaCl2。根据以上分析知,稀盐酸与Na2CO3反应生成CO2气体,与Fe反应生成H2,气体A是CO2与H2的混合气体,A正确;沉淀A为H2SiO3沉淀,B正确;B为Fe(OH)2,在空气中被氧气氧化,逐渐变成灰绿色,最后变成红褐色,C正确;该固体混合物中可能含有BaCl2,D错误。‎ ‎4.二氧化硅(SiO2)又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料(见下图)。已知无水CoCl2是蓝色固体,遇水变成粉红色。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.SiO2和Si都是光导纤维材料 C.在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效 D.图中所示转化反应都是非氧化还原反应 答案　C　SiO2与HF反应得到的SiF4不属于盐类,A项错误;SiO2是光导纤维材料,Si为半导体材料,B项错误;CoCl2在吸水和失水状态下显示不同的颜色,C项正确;制取Si的过程中涉及氧化还原反应,D项错误。‎ ‎5.下列离子方程式的书写正确的是(　　)‎ A.水玻璃中通入过量二氧化碳:Na2SiO3+CO2+H2O2Na++CO‎3‎‎2-‎+H2SiO3‎ B.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca(OH)2+2CO2Ca2++2HCO‎3‎‎-‎ C.硅与氢氟酸的反应:Si+4H++4F-SiF4↑+2H2↑‎ D.二氧化硅溶于烧碱溶液中:SiO2+2OH-SiO‎3‎‎2-‎+H2O 答案　D　Na2SiO3是强电解质,在离子方程式中应拆成Na+、SiO‎3‎‎2-‎且通入过量二氧化碳时应生成HCO‎3‎‎-‎,A错误;B项的正确写法是CO2+OH-HCO‎3‎‎-‎,错误;氢氟酸是弱酸,在离子方程式中不能拆分成H+和F-,C错误。‎ ‎6.将过量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,最后所得的固体物质是(　　)‎ A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3‎ C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2‎ 答案　A　二氧化碳先与水玻璃反应生成硅酸和碳酸氢钠,加热蒸干,高温灼烧时,硅酸分解成二氧化硅和水,碳酸氢钠分解得到碳酸钠、二氧化碳和水;二氧化硅和碳酸钠在高温下又发生反应,生成二氧化碳和硅酸钠,所以最终所得的固体物质是硅酸钠。故选A。‎ ‎7.用四种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是(　　)‎ 选项 操作及现象 溶液 A 通入CO2,溶液变浑浊 饱和Na2CO3溶液 B 通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,溶液变澄清 Na2SiO3溶液 C 通入CO2,溶液变浑浊,再加入品红溶液,红色褪去 Ca(ClO)2溶液 D 通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,溶液变澄清,再加入足量NaOH溶液,又变浑浊 澄清石灰水 答案　B　A项,由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,因而会析出NaHCO3晶体,正确;B项,CO2+Na2SiO3+H2ONa2CO3+H2SiO3↓,CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3,H2SiO3与CO2不反应,溶液仍浑浊,错误;C项,CO2+Ca(ClO)2+H2OCaCO3↓+2HClO,溶液变浑浊后加入品红溶液,被HClO氧化褪色,正确;D项,首先CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O,继续通CO2,生成可溶于水的Ca(HCO3)2,再加入足量的NaOH溶液,则2NaOH+Ca(HCO3)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,溶液又变浑浊,正确。‎ ‎8.下列有关说法或对有关现象的解释正确的是(　　)‎ A.SiO2既可与NaOH溶液反应也可与HF溶液反应,均生成盐和水,所以SiO2属于两性氧化物 B.SO2和NH3分别通入水中,水溶液均可以导电,所以SO2和NH3均属于电解质 C.“水滴石穿”不仅包含着“量变到质变”的哲学思想,同时也包含了物理和化学变化　‎ D.14CO2和12CO2具有相同的元素组成,所以14CO2、12CO2互为同素异形体 答案　C　A项,SiO2属于酸性氧化物,且SiF4不是盐,故错误;B项,SO2和NH3均与水反应生成了电解质,而不是SO2和NH3自身电离出离子,SO2和NH3均为非电解质,故错误;D项,同素异形体是同种元素组成的不同单质之间的互称,错误。故选C。‎ ‎9.SiO2是一种化工原料,可以制备一系列物质。下列说法正确的是(　　)‎ A.图中所有反应都不属于氧化还原反应 B.硅酸盐的化学性质稳定,常用于制造光导纤维 C.可用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙 D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高 答案　C　图中SiO2与CaO、CaCO3、Na2CO3的反应不属于氧化还原反应,SiO2与C、Si与Cl2、SiCl4与H2的反应均属于氧化还原反应,A错误;光导纤维的主要成分是SiO2,B错误;玻璃没有固定的熔点,D错误。‎ ‎10.山西博物院是太原地标性建筑之一。下列有关说法正确的是(　　)‎ A.展柜使用的钢化玻璃,其主要成分只有SiO2‎ B.墙体使用的砖瓦、水泥是硅酸盐制品 C.陈列的元青花瓷的原料有高岭土[Al2Si2O5(OH)4],也可以表示为Al2O3·SiO2·H2O D.展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜,此绿色物质不溶于盐酸 答案　B　钢化玻璃与普通玻璃的成分相同(只是制造的工艺不同),主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅,A项错误;砖瓦和水泥都是硅酸盐制品,B项正确;高岭土[Al2Si2O5(OH)4]应该表示为Al2O3·2SiO2·2H2O,C项错误;铜绿是碱式碳酸铜,该物质可以与盐酸反应生成氯化铜而溶解,D项错误。‎ ‎11.高温下焦炭、石英砂的混合物与氯气反应可生成SiCl4。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图(注:SiCl4遇水易水解)。‎ 请回答:‎ ‎(1)用MnO2和浓盐酸制取氯气,为了得到纯净干燥的氯气,可将制得的氯气依次通过盛有　　　　、浓硫酸的洗气瓶。 ‎ ‎(2)装置C的作用是　 。 ‎ ‎(3)设计一个实验方案,用化学方法检验装置D中生成的SO‎4‎‎2-‎:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)饱和食盐水 ‎ ‎(2)避免水蒸气进入B,防止SiCl4水解 ‎(3)取少量D中溶液于试管中,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,说明含有SO‎4‎‎2-‎ 解析　(1)实验室用MnO2和浓盐酸制取氯气,制得的氯气中含有HCl气体和水蒸气,饱和食盐水可以吸收HCl气体,且不会吸收氯气,因此为了得到纯净干燥的氯气,可将制得的氯气先通过饱和食盐水,再通过浓硫酸。‎ ‎(2)SiCl4遇水易水解,利用装置C吸收水蒸气,避免水蒸气进入B中,防止SiCl4水解。‎ ‎(3)检验SO‎4‎‎2-‎的方法是先加过量的盐酸,再加BaCl2溶液,因此设计的实验方案为:取少量D中溶液于试管中,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,说明含有SO‎4‎‎2-‎。‎ ‎12.某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),设计了如下流程:‎ ‎(1)固体1中一定含有的物质是　　　　(填化学式)。 ‎ ‎(2)试剂X选用　　　　,写出试剂X与溶液1反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)从溶液2中获得FeSO4·7H2O晶体的实验操作是蒸发浓缩、　　　　　　、洗涤、干燥。 ‎ 答案　(1)SiO2　(2)Fe　2Fe3++Fe 3Fe2+、Fe+2H+ Fe2++H2↑　(3)冷却结晶、过滤 解析　根据流程设计图可知用硫酸把Fe2O3、Al2O3转化为硫酸盐,SiO2与硫酸不反应,过滤除去SiO2,固体1是SiO2,溶液1是硫酸铁、硫酸铝和稀硫酸的混合液;然后用铁粉还原Fe3+得到硫酸亚铁,则试剂X是Fe粉,溶液2是硫酸亚铁。(1)根据上述分析,固体1中一定含有的物质是SiO2。(2)试剂X选用Fe,铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,同时铁与剩余的稀硫酸反应,则离子方程式为2Fe3++Fe 3Fe2+、Fe+2H+ Fe2++H2↑。(3)由溶液得到结晶水合物的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。‎ ‎13.某矿石可能由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一种或几种组成,欲探究其组成,设计探究过程如图所示。已知:碳酸不能溶解Al(OH)3沉淀。‎ ‎(1)Si在元素周期表中的位置是　。　　 ‎ ‎(2)下列说法正确的是　　　　。 ‎ a.酸性:H2CO3>H2SiO3‎ b.原子半径:OCH4>SiH4‎ d.离子半径:O2-H2SiO3。‎ ‎15.(2018课标Ⅲ,28,15分)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:‎ ‎2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH1=48 kJ·mol-1‎ ‎3SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g)　ΔH2=-30 kJ·mol-1‎ 则反应4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为　　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎(3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。‎ ‎①343 K时反应的平衡转化率α=　　　　%。平衡常数K343 K=　　　　(保留2位小数)。 ‎ ‎②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是　　　　　　　　;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有　　　　　　　、　　　　　　　。 ‎ ‎③比较a、b处反应速率大小:va　　　　vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl‎3‎‎2‎-k逆xSiH‎2‎Cl‎2‎·xSiCl‎4‎,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的v正v逆=　　　　(保留1位小数)。 ‎ 答案　(1)2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl ‎(2)114‎ ‎(3)①22　0.02‎ ‎②及时移去产物　改进催化剂　提高反应物压强(浓度)‎ ‎③大于　1.3‎ 解析　本题考查化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡的移动及相关计算。‎ ‎(1)依据题意知,SiHCl3遇潮气时发烟的化学方程式为2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl。‎ ‎(2)由盖斯定律可知ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48 kJ·mol-1-30 kJ·mol-1=114 kJ·mol-1。‎ ‎(3)①反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH1=48 kJ·mol-1,由于ΔH1>0,升高温度,化学平衡正向移动,SiHCl3的转化率增大,故曲线a表示343 K,观察图像知,343 K时反应的平衡转化率为22%;设起始时SiHCl3的物质的量浓度为c,列出“三段式”:‎ ‎　　　　2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)‎ 起始 c 0 0‎ 变化 0.22c 0.11c 0.11c 平衡 0.78c 0.11c 0.11c 故K343 K=c(SiCl‎4‎)·c(SiH‎2‎Cl‎2‎)‎c‎2‎‎(SiHCl‎3‎)‎=‎0.11c×0.11c‎(0.78c‎)‎‎2‎≈0.02。‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎②已知2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH1=48 kJ·mol-1,该反应的正反应是气体体积不变的吸热反应,故要在温度不变的情况下提高SiHCl3转化率可采取的措施是及时移去产物;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有提高反应物压强(浓度)和改进催化剂等。‎ ‎③a、b处SiHCl3的转化率相等,但a处温度比b处高,故va大于vb;依据题意知v正=k正xSiHCl‎3‎‎2‎,v逆=k逆xSiH‎2‎Cl‎2‎xSiCl‎4‎,由平衡时v正=v逆知,k正k逆=xSiH‎2‎Cl‎2‎xSiCl‎4‎xSiHCl‎3‎‎2‎=0.02,对于a处,列出“三段式”计算知,xSiHCl‎3‎=0.8,xSiH‎2‎Cl‎2‎=0.1,xSiCl‎4‎=0.1,故a处v正v逆=k正xSiHCl‎3‎‎2‎k逆xSiH‎2‎Cl‎2‎xSiCl‎4‎=‎0.02×0.‎‎8‎‎2‎‎0.1×0.1‎≈1.3。‎