2019-2020年高三化學(xué)穩(wěn)步提升訓(xùn)練3.3 含硅礦物與信息材料.doc
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2019-2020年高三化學(xué)穩(wěn)步提升訓(xùn)練3.3 含硅礦物與信息材料 隨堂演練鞏固 1.(xx江蘇常州高三一模,1)化學(xué)在人類生活中扮演著重要角色,以下應(yīng)用正確的是( ) A.用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅土吸收水果釋放的乙烯,可達(dá)到水果保鮮的目的 B.為改善食物的色、香、味并防止變質(zhì),可在其中加入大量食品添加劑 C.使用無磷洗衣粉,可徹底解決水體富營養(yǎng)化問題 D.天然藥物無任何毒副作用,可長期服用 【解析】 乙烯是植物的催熟劑,硅土具有吸附能力。成熟的水果不斷釋放出乙烯,被硅土吸附后,又被高錳酸鉀溶液氧化,從而降低水果所在環(huán)境中乙烯的濃度,達(dá)到推遲未成熟水果成熟的目的。 【答案】 A 2.(xx天津六校聯(lián)考高三一模,15)下列各項操作中不發(fā)生先沉淀后溶解現(xiàn)象的是( ) ①向飽和碳酸鈉溶液中通入過量的 ②向膠體中逐滴滴加入過量 ③向溶液中通入過量 ④向石灰水中通入過量 ⑤向硅酸鈉溶液中逐滴加入過量的鹽酸 A.①②③ B.①②⑤ C.①②③⑤ D.①③⑤ 【解析】 向飽和碳酸鈉溶液中通入過量的析出的晶體不溶解;向溶液中通入過量將生成沉淀;向硅酸鈉溶液中逐滴加入過量的鹽酸,生成的硅酸沉淀不溶解。 【答案】 D 3.蛇紋石由MgO 、Al 、SiO、Fe組成。現(xiàn)取一份蛇紋石試樣進(jìn)行實驗,首先將其溶于過量的鹽酸,過濾后,在所得的沉淀X和溶液Y中分別加入NaOH溶液至過量。下列敘述不正確的是( ) A.沉淀X的成分是 B.將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH溶液后過濾,可得到紅色顏料 C.在溶液Y中加入過量的NaOH溶液,過濾得到的沉淀的主要成分是和 D.溶液Y中的陽離子主要是、Al、Fe 、H 【解析】 向蛇紋石試樣中加入過量的鹽酸,其中的MgO 、Al 、Fe溶解形成含 、Al 、Fe和的溶液Y,而不溶解形成沉淀X,溶液Y中加入過量NaOH溶液,將得到和沉淀,所以A 、C和D選項正確；向蛇紋石試樣中加入過量的NaOH溶液，其中的Al和溶解形成和而MgO和不溶解形成沉淀,故B項不正確。 【答案】 B 4.和田玉在我國至少有7 000年的歷史,也稱為軟玉,是我國玉文化的主體。和田玉是一種具有鏈狀結(jié)構(gòu)的含水鈣鎂硅酸鹽,某種和田玉的化學(xué)成分為有關(guān)敘述正確的是( ) A.其化學(xué)式改寫為氧化物的形式為: B.它能夠抵抗任何酸堿的腐蝕 C.其中鐵元素的化合價為+3價 D.其中鐵元素的化合價為+2價 【解析】 假設(shè)和田玉中鐵元素的化合價為+x,根據(jù)化合物中正負(fù)化合價的代數(shù)和為零,可得:x即x=2,所以將其化學(xué)式改寫為氧化物的形式為:2CaO3MgO2FeO8SiO2H2O。硅酸鹽一般耐酸堿的腐蝕,但不是所有的酸堿都蝕它,如氫氟酸可以和其中的硅結(jié)合成氣體,濃硝酸可以將其中所含的氧化成。 【答案】 D 5.硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請回答下列問題: (1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法,生產(chǎn)過程示意圖如下: ①寫出由純制備高純硅的化學(xué)方程式: 。 ②整個制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。遇水劇烈反應(yīng)生成、HCl和另一種物質(zhì),配平后的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ;還原過程中若混入可能引起的后果是 。 (2)下列有關(guān)硅材料的說法正確的是 (填字母)。 A.碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可用于生產(chǎn)耐高溫水泥 B.氮化硅硬度大、熔點高,可用于制作高溫陶瓷和軸承 C.高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料——光導(dǎo)纖維 D.普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的,其熔點很高 E.鹽酸可以與硅反應(yīng),故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅 (3)硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中,逐滴加入飽和氯化銨溶液,振蕩。寫出實驗現(xiàn)象并給予解釋 。 【解析】 中的Si呈+2價,而硅酸中的Si呈+4價在反應(yīng)中表現(xiàn)出還原性,表現(xiàn)出氧化性的只能為從而確定另一種產(chǎn)物為。具有可燃性,若與按一定比例混合,遇明火可能會發(fā)生爆炸。 (2)A中,碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,但通常不用于生產(chǎn)耐高溫水泥,而用于制造金剛砂和砂輪。D中,普通玻璃為混合物,其熔點并不太高。E中,鹽酸不能溶解硅,不可能用它作單晶硅的拋光液。 (3)硅酸鈉中的硅酸根離子,與氯化銨中的銨離子,相遇后相互促進(jìn)水解,從而生成硅酸沉淀。 【答案】 (1)① Si+3HCl ②↑ 發(fā)生爆炸 (2)BC (3)有白色膠狀沉淀生成,反應(yīng)原理為 課后作業(yè)夯基 (時間:45分鐘,滿分:100分) 一、選擇題(本題包括5小題,每小題3分,共15分,每小題只有一個選項符合題目要求) 1.(xx江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市聯(lián)考高三模擬,1)化學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境密切相關(guān)。下列有關(guān)說法中錯誤的是 ( ) A.”海市蜃樓”是一種與光學(xué)和膠體性質(zhì)相關(guān)的自然現(xiàn)象 B.食鹽中摻入適量的碘酸鉀因而可有效地抵抗核輻射 C.鋰可用于制造質(zhì)量輕、容電量大的可充電電池 D.高純度硅是制造太陽能電極板材料之一 【解析】 食鹽中摻入適量的碘酸鉀,主要是為了補(bǔ)充人體所需要的碘。 【答案】 B 2.(xx北京市海淀區(qū)高三模擬,6)生活中處處有化學(xué),下列表述不正確的是( ) A.燃煤時加入適量的石灰石可減少二氧化硫的排放 B.用于制作集成電路板的酚醛樹脂是天然高分子化合物 C.硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃,是制備硅膠和木材防火劑的原料 D.控制工業(yè)廢水和生活污水的排放可以有效地防止水體污染,改善水質(zhì) 【解析】 用于制作集成電路板的酚醛樹脂,是合成高分子化合物。 【答案】 B 3.(原創(chuàng)題)3000多年前,歐州腓尼基船員因在美麗的地中海沿岸的貝魯斯河口旁生火野炊,無意中發(fā)現(xiàn)了生產(chǎn)玻璃的工藝。后來,生產(chǎn)玻璃的秘密被泄露出去,世界各地才相繼進(jìn)行生產(chǎn)。下列有關(guān)玻璃的說法不正確的是( ) A.玻璃在加熱時能夠熔化,說明玻璃有固定的熔點 B.普通玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅 C.生產(chǎn)鉀玻璃的主要原料是碳酸鉀、石灰石和石英砂 D.盛放燒堿溶液的試劑瓶不用玻璃塞,是為了防止黏性物質(zhì)硅酸鈉的生成 【解析】 玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅,屬于玻璃態(tài)物質(zhì),是混合物,沒有固定的熔點,A不正確,B正確。生產(chǎn)鈉玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英砂,生產(chǎn)鉀玻璃的主要原料則是碳酸鉀、石灰石和石英砂,C正確。玻璃中的與燒堿反應(yīng)生成易溶于水的硅酸鈉,硅酸鈉是無機(jī)黏合劑,能將玻璃塞與瓶口黏合,故D正確。 【答案】 A 4.(xx浙江溫州高三模擬,7)青石棉是一種致癌物質(zhì),其化學(xué)式為化學(xué)組成可表示為:。青石棉用稀硝酸溶液處理時,還原產(chǎn)物只有NO,下列說法正確的是( ) A.青石棉不屬于硅酸鹽原料 B.青石棉中含有一定量的石英晶體 C.青石棉屬于新型無機(jī)非金屬材料 D.1 mol青石棉能使1 mol稀硝酸被還原 【解析】 由青石棉的化學(xué)式可知,1 mol青石棉中含有3 mol二價Fe,被硝酸氧化成失去 3 mol ;硝酸被還原后,N元素由+5價降低為+2價,化合價降低3價,所以只需消耗1 mol 。 【答案】 D 5.工業(yè)生產(chǎn)的生石灰中?；煊卸趸韬褪沂，F(xiàn)將該生石灰樣品溶于過量的鹽酸中。然后在不斷攪拌(必要時可以加熱)的情況下,向反應(yīng)混合液中逐滴加入氫氧化鈉溶液至過量,如果縱坐標(biāo)表示固體難溶物的質(zhì)量(m),橫坐標(biāo)表示所加入氫氧化鈉溶液的體積(V),則下列圖示正確的是 ( ) 【解析】 生石灰、二氧化硅和石灰石的混合物中加入過量鹽酸,生石灰和石灰石溶解,二氧化硅不溶解。向反應(yīng)后的溶液中加入氫氧化鈉溶液,NaOH首先與過量的鹽酸發(fā)生反應(yīng),所以開始時固體難溶物的質(zhì)量無變化,C、D兩項錯誤;當(dāng)酸耗完后開始溶解,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為: ,依據(jù)兩個方程式的系數(shù)關(guān)系可知1 mol (60 g)溶解,同時生成1 mol難溶物 g),難溶物的質(zhì)量增加,待完全反應(yīng)后,氯化鈣與NaOH反應(yīng),生成氫氧化鈣沉淀,所以沉淀質(zhì)量不斷增加,當(dāng)鈣離子全部生成沉淀后,再加入氫氧化鈉,沉淀質(zhì)量不變。 【答案】 B 二、不定項選擇題（本題包括5小題，每小題7分，共35分，每小題有一個或兩個選項符合題目要求） 6.有關(guān)含硅物質(zhì)用途的說法中,不正確的是( ) A.含硅15%左右的鋼具有良好的耐酸性,可用來制造耐酸設(shè)備 B.硅芯片的使用,大大減小了計算機(jī)的體積與質(zhì)量,加快了計算速度 C.佩戴涂加氧化亞銅和溴化銀的變色眼鏡可保護(hù)眼睛免遭強(qiáng)光傷害 D.氧化鋁陶瓷具有較高的硬度和耐磨性,可用來生產(chǎn)陶瓷發(fā)動機(jī) 【解析】 在玻璃中加入適量的溴化銀和氧化銅的微小晶粒,經(jīng)過適當(dāng)熱處理可以制成變色玻璃。 【答案】 C 7.(xx海南化學(xué),9)”碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的分離出來并利用。如可利用NaOH溶液來”捕捉”其基本過程如下圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)。 下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是( ) A.能耗大是該方法的一大缺點 B.整個過程中,只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用 C.”反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中,分離物質(zhì)的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶、過濾 D.該方法可減少碳排放,捕捉到的還可用來制備甲醇等產(chǎn)品 【解析】 由題可知基本過程中有兩個反應(yīng):①二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng),②碳酸鈣的高溫分解,A選項正確;循環(huán)利用的應(yīng)該有CaO和NaOH 兩種物質(zhì),B選項錯誤;”反應(yīng)分離”過程中分離物質(zhì)的操作應(yīng)該是過濾,C選項錯誤;D選項中甲醇工業(yè)上可用制備。 【答案】 AD 8.下列各物質(zhì)的主要成分含硅酸鹽的是( ) ①石英玻璃 ②水玻璃 ③鋼化玻璃 ④有機(jī)玻璃 ⑤硅芯片 ⑥玻璃鋼 A.②④⑤ B.②④⑥ C.②③⑥ D.①②③⑥ 【解析】 石英玻璃的成分為二氧化硅,有機(jī)玻璃的成分為聚酯類物質(zhì),硅芯片的成分為高純硅,玻璃鋼是由玻璃抽成絲、織成布,再涂上樹脂制成。 【答案】 C 9.在石灰窯中燒制生石灰,1 mol 完全分解所需要的能量,可由燃燒0.453 mol碳來提供。設(shè)空氣中體積分?jǐn)?shù)為0.為0.79,則石灰窯產(chǎn)生的氣體中的體積分?jǐn)?shù)可能是( ) A.0.43 B.0.46 C.0.49 D.0.52 【解析】 燃燒0.453 mol碳需要 0.453 mol,由空氣提供,則的物質(zhì)的量為0.453 .704 mol。的體積分?jǐn)?shù)為.46,B正確;實際生產(chǎn)中,需通入足量空氣,則氣體中會有過量的空氣的體積分?jǐn)?shù)也可能小于0.46。 【答案】 AB 10.向一定量的溶液中緩慢滴加稀鹽酸,并不斷攪拌。隨著鹽酸的加入,溶液中各離子數(shù)目也相應(yīng)地發(fā)生變化。溶液中各離子數(shù)目與圖中四條曲線的對應(yīng)關(guān)系完全正確的是( ) a b c d A B C D 【解析】 分析過程中的化學(xué)反應(yīng),書寫離子方程式: ↑,由此分析n不變,n一直增大,n減小,n先增大后減小,符合的只有C。 【答案】 C 三、非選擇題(本題包括4小題,共50分) 11.(12分)(xx江蘇蘇北四市高三模擬,18)從廢鈀催化劑(該催化劑的載體為活性炭,雜質(zhì)元素有鐵、鎂、鋁、硅、銅等)中提取海綿鈀(含Pd>99.9%)的部分工藝流程如下: 將最后所得到的濾液,經(jīng)過一定的操作后可得到海綿鈀。 (1)廢鈀催化劑經(jīng)烘干后,再在800 ℃的高溫下焙燒,焙燒過程中需通入足量空氣的原因是 ;焙燒時鈀轉(zhuǎn)化為氧化鈀(PdO),則甲酸還原氧化鈀的化學(xué)方程式為 。 (2)鈀精渣中鈀的回收率高低主要取決于王水溶解的操作條件,已知反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和王水用量對鈀回收率的影響如圖1圖3所示,則王水溶解鈀精渣的適宜條件為 、 、 。 (3)王水是濃硝酸與濃鹽酸按體積比1∶3混合而成的,王水溶解鈀精渣的過程中有化合物A和一種無色、有毒氣體B生成,并得到濾渣。 ①氣體B的分子式 ;濾渣的主要成分是 。 ②經(jīng)測定,化合物A由3種元素組成,有關(guān)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Pd:42.4%,H:0.8%,則A的化學(xué)式為 。 【解析】 鈀催化劑的載體為活性炭,為除去活性炭,需通入足量的空氣。從坐標(biāo)圖像中可以看出,為使鈀的回收率高,溫度、時間、質(zhì)量比依次為80-90 ℃(或90 ℃左右)、反應(yīng)時間約為8 h、鈀精渣與王水的質(zhì)量比為1∶8。王水溶解鈀精渣時,無色有毒氣體只能為NO,不可能為黃綠色的。只有不溶于王水,所以濾渣為。A中除含Pd、H外,還應(yīng)含有Cl,其含量為56.8%。 【答案】 (1)使活性炭充分燃燒而除去 PdO+HCOOH↑ (2)8090 ℃(或90 ℃左右)、反應(yīng)時間約為8 h、鈀精渣與王水的質(zhì)量比為1∶8 (3)①NO 或其他合理答案) ② 12.(14分)(xx江蘇鹽城高三模擬,18)氮化硅硬度大、熔點高、不溶于酸(氫氟酸除外),是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。一種用工業(yè)硅(含少量鉀、鈉、鐵、銅的氧化物。已知硅的熔點是1420℃,高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。)合成氮化硅的主要工藝流程如下: (1)凈化和時,銅屑的作用是: ;硅膠的作用是 。 (2)在氮化爐中 H=-727.5 kJ開始時為什么要嚴(yán)格控制氮氣的流速以控制溫度: ;體系中要通入適量的氫氣是為了 。 (3)X可能是 (選填”鹽酸”“硝酸”“硫酸”“氫氟酸”)。 (4)如何說明氮化硅產(chǎn)品已用水洗干凈? 。 (5)用硅粉作硅源、疊氮化鈉作氮源,直接燃燒生成氮化硅(發(fā)生置換反應(yīng)),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 。 【解析】 分析流程圖時,我們需依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的目的,明確各步操作的原理。工業(yè)生產(chǎn)的主要反應(yīng): 在此之前,需制備純凈的所以前面三步是除去氮氣中的雜質(zhì)及加酸洗滌的目的是除去氮化硅中混有的金屬氧化物及銅屑,因此加入的酸必為稀硝酸。 【答案】 (1)除去原料氣中的氧氣 除去生成的水蒸氣 (2)這是放熱反應(yīng),防止局部過熱,導(dǎo)致硅熔化熔合成團(tuán),阻礙與的接觸 將體系中的氧氣轉(zhuǎn)化為水蒸氣,而易被除去 (若答將整個體系中空氣排盡也可得分) (3)硝酸 (4)洗滌后的濾出液呈中性 +4Na↑ 13.(12分)單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)),粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450500 ℃),四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖: 相關(guān)信息如下: a.四氯化硅遇水極易水解; b.硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物; c.有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表: 物質(zhì) 沸點/℃ 57.7 12.8 — 315 — 熔點/℃ -70.0 -107.2 — — — 升華溫度/℃ — — 180 300 162 請回答下列問題: (1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。 (2)裝置A中g(shù)管的作用是 ;裝置C中的試劑是 ;裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是 。 (3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅,精餾后的殘留物中,除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是 (填寫元素符號)。 (4)為了分析殘留物中鐵元素的含量,先將殘留物預(yù)處理,使鐵元素還原成再用標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定,反應(yīng)的離子方程式是: ①滴定前是否要滴加指示劑? (填”是”或”否”),請說明理由 。 ②某同學(xué)稱取5.000 g殘留物,經(jīng)預(yù)處理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL試樣溶液,用1. 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到滴定終點時,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL,則殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 。 【解析】 制備四氯化硅的原料為和Si。A為的制備裝置,B、C為除雜裝置。先用B除去HCl,再用C(濃硫酸)除去水蒸氣。通入粗硅中反應(yīng),用冷水將產(chǎn)物冷凝即可。 (1)制取氯氣用濃鹽酸和在加熱條件下反應(yīng)。 (2)g管是將分液漏斗與燒瓶相連,則它們中的壓強(qiáng)是相等的,這樣便于鹽酸能順利滴下。的沸點很低,只有57.7 ℃,而反應(yīng)的溫度達(dá)幾百度,故需要冷凝收集。 (3)從物質(zhì)的物理性質(zhì)表可發(fā)現(xiàn)、升華溫度比的沸點高,故殘留物中應(yīng)有Al、P、Cl元素。 (4)①由于高錳酸鉀溶液本身是紫紅色的,與反應(yīng)時,可以褪色,故可以兼作指示劑。②根據(jù)方程式可以找出關(guān)系, ----- n 0.020 mol。 w%=4.480%。 【答案】 ↑ (2)平衡壓強(qiáng) 濃硫酸 使冷凝 (3)Al、P、Cl (4)①否 溶液自身可作指示劑 ②4.480% 14.(12分)已知高溫下能發(fā)生如下反應(yīng):Si+CSiC ?，F(xiàn)有石英砂和炭粉的混合物a mol,在高溫電爐中隔絕空氣充分反應(yīng),反應(yīng)完全后,冷卻得到殘留固體。 (1)寫出可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 、 。 (2)若石英砂與混合物的物質(zhì)的量之比為x (1/4下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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