1．硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是( )
A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
C．反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂
D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
解析：选A。粗硅提纯涉及的反应：Si＋2Cl2SiCl4、SiCl4＋2H2Si＋4HCl都是氧化还原反应，B错；硅与氢氧化钠溶液反应实际分两步：①Si＋3H2O===H2SiO3＋2H2↑，②H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O，其中①反应为氧化还原反应，②反应为非氧化还原反应，因此NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的只是水，C错；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D错。
2．我国在开发新材料方面已经走在世界前列。下列有关材料和新材料的说法正确的是( )
A．碳化硼(B4C3)陶瓷是新型无机非金属材料
B．C60属于原子晶体，常用于制造纳米材料
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
解析：选A。本题考查材料的类别、性质等，意在考查考生对化学在生产、生活中应用的了解。B项，C60属于分子晶体，可用于制造纳米材料；C项，纤维素乙酸酯属于合成高分子材料；D项，制造光导纤维的原料是高纯石英粉(SiO2)。
3．(2012·山东青岛高三第一次模拟)有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列有关硅的说法中，不正确的是( )
A．高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片
B．硅可由二氧化硅还原制得
C．低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应
D．自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅
解析：选D。自然界中无单质硅，D项错误。
4．下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是( )
A．都是共价化合物
B．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应
C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸
D．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨
解析：选C。SiO2不能与水反应生成H2SiO3，只能用Na2SiO3与强酸反应制取H2SiO3，C项错误。
5．高纯度单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：
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
(1)写出步骤①的化学方程式_____________________________________________。
(2)步骤②经过冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是____________；SiHCl3和SiCl4一样，遇水可发生剧烈水解，已知SiHCl3水解会生成两种气态产物，试写出其水解的化学方程式：________________________________________________________________________
____________________________。
解析：蒸馏是利用混合液体或液－固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的操作过程，是蒸发和冷凝两种操作的联合。分馏则特指分离几种不同沸点的挥发性混合物的一种方法。SiHCl3水解方程式的书写关键是两种气体的判断：首先，氯元素显负价，一定结合水中的氢，一种气体为HCl。根据元素组成，另一种气体只能是氢气。
答案：(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑
(2)蒸馏(或分馏) SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑
1．(2009·高考重庆卷)材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )
选项
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
解析：选A。金刚石是一种碳单质，所以A项错。
2．(2010·高考江苏卷)下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是( )
A．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
B．水玻璃用于生产黏合剂和防火剂
C．盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性
D．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯
解析：选D。光纤制品的主要原料是SiO2，A正确；水玻璃硬化中析出的硅酸凝胶具有很强的黏附性，且具有耐高温的特性，可以做防火剂，B正确；盐析是利用物理变化降低蛋白质的溶解度，C正确；乙烯、丙烯、丁二烯是通过石油裂解得到的，D错误。
3．(2010·高考广东卷)碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域，以β-锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知：Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。
(1)步骤Ⅰ前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li＋、SO，另含有Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、Mg2＋、Ca2＋、Na＋等杂质，需在搅拌下加入____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0～6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。
(3)步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有________________________。
(4)步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为______________________________________
________________________________________________________________________。
(5)从母液中可回收的主要物质是____________。
解析：本题主要考查溶液中的离子反应及有关物质的提纯与除杂，意在考查考生分析问题、解决实际问题的能力，考查考生对实验基本技能与操作的掌握情况以及应用于实际的能力。(1)对β-锂辉石进行粉碎处理的目的是，增大锂辉石粉末与硫酸的接触面积，使锂辉石与硫酸充分反应，提高浸出率；(2)步骤Ⅰ所要加入的物质，其主要作用是增大溶液的pH，将溶液的pH调节到6.0～6.5，分析所提供的备选物，只有石灰石能达到目的；(3)步骤Ⅰ处理后的浸出液中，已经除去了Al3＋、Fe3＋，加入H2O2会将Fe2＋氧化为Fe3＋，加入石灰乳则可将氧化所得的Fe3＋和Mg2＋除去，再加入Na2CO3则可除去所加入的过量Ca2＋；(4)生成沉淀的主要反应为2Li＋＋CO===Li2CO3↓；(5)母液中留下的主要离子为Na＋和SO，所以回收所得物质为Na2SO4。
答案：(1)增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率 (2)石灰石 (3)Fe2＋、Mg2＋、Ca2＋ (4)2Li＋＋CO===Li2CO3↓ (5)Na2SO4
1．(2012·泉州质检)下图表示物质通过一步反应的转化关系，下表中能符合题意的选项是( )
单质酸性氧化物―→盐
选项
单质
酸性氧化物
盐
A
S
SO3
Na2SO4
B
N2
NO2
NaNO3
C
Si
SiO2
Na2SiO3
D
Na
Na2O
Na2CO3
解析：选C。A中，S不能直接转化为SO3，A错；B中，N2不能一步反应生成NO2，B错；D中，Na2O为碱性氧化物，D错。
2．宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时，必须穿上10公斤重的舱内航天服，我国宇航员所穿舱内航天服是我国科学家近年来研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的，下列相关叙述错误的是( )
A．它耐高温，抗氧化
B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆
C．它没有固定熔点
D．它是一种新型无机非金属材料
解析：选B。根据题干信息“连续纤维增韧航空材料做成”，判断它比钢铁轻、硬且质地柔软；所以B项不正确。
3．从石英砂制取并获得高纯硅的主要化学反应如下：
①SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑
②Si(粗)＋2Cl2SiCl4
③SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl
关于上述反应的分析不正确的是( )
A．①、③是置换反应，②是化合反应
B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅
C．任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子
D．高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅
解析：选D。此三步反应按照顺序进行，才可制得高纯硅。
4．制造太阳能电池需要高纯度的硅。工业上由粗硅制高纯度硅可通过以下反应实现：①Si＋3HClSiHCl3＋H2
②SiHCl3＋H2Si＋3HCl
下列有关叙述错误的是( )
A．2个反应都是氧化还原反应
B．2个反应都是置换反应
C．反应①中Si是还原剂
D．上述2个反应互为可逆反应
解析：选D。题干所述2个反应条件不同，故两个反应不属于可逆反应。
5．下列叙述正确的是( )
①工业上合成非氧化物陶瓷氮化硅(Si3N4)需要在高温、空气气氛中进行 ②钢铁制品锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反应，因此生铁炼钢时要尽可能完全除去生铁中的碳 ③建设三峡大坝需要使用大量水泥，水泥是硅酸盐材料 ④夏天人们佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛 ⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A．①②③ B．②④
C．③④⑤ D．③⑤
解析：选D。本题考查化学与生活、技术。合成氮化硅的原料硅在高温下易被空气中的氧气氧化，①错；有些品种的钢中含有的少量碳也对钢的质量起作用，如高碳钢中含碳量越高，硬度越大，应根据需要调整钢中含碳量，②错；变色眼镜加入的是溴化银和氧化铜，④错。
6．(2012·安徽淮北高三调研)科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”等观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是( )
A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是比较安全的燃料
B．自然界中存在大量单质硅
C．硅燃烧放出热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制
D．自然界中硅的贮量丰富
解析：选B。硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在于岩石和矿物中，B项错。
7．(2012·潍坊质检)下列离子方程式书写不正确的是( )
A．向氢氧化钠溶液中通入少量的二氧化碳：
CO2＋OH－===HCO
B．单质硅与氢氟酸反应：Si＋4HF===2H2↑＋SiF4↑
C．石英砂与烧碱反应生成水玻璃：
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
D．向水玻璃中通入少量二氧化碳：
SiO＋2H2O＋CO2===H4SiO4↓＋CO
解析：选A。向氢氧化钠溶液中通入少量二氧化碳生成的是Na2CO3。
8．下列关于硅酸盐材料的说法错误的是( )
A．生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷
B．普通玻璃的主要成分是SiO2
C．陶瓷的主要原料是黏土
D．硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要原料
解析：选B。普通玻璃的主要成分为Na2SiO3和CaSiO3。
9．光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是( )
①制造光导纤维的主要原料是CaCO3；②制造光导纤维的主要原料是SiO2；③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射；④光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射
A．①④ B．②③
C．①③ D．②④
解析：选B。光导纤维的成分是SiO2，可见①不正确；光导纤维传递光信号的原理不是光的折射而是光的全反射，③正确而④不正确。
10．(2012·陕西榆林高三月考)《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，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色为硅酸铜钡(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
解析：选C。由化合价代数和为0，可求得x＝6，故化学式为BaCuSi2O6，用氧化物形式可表示为BaO·CuO·2SiO2。由硅酸盐的性质及古瓷图案的长久存在，说明硅酸铜钡性质稳定，故C错误。
11．在下列物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀，据此填写下列空白：
(1)B的化学式是__________________________________________________。
(2)B和a溶液反应的离子方程式是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)G和盐酸溶液反应的化学方程式是_________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：G与过量HCl反应生成白色沉淀E，G可能是AgNO3或Na2SiO3，E是AgCl或H2SiO3；再结合E加热生成氧化物B，判断E为H2SiO3，B为SiO2、D为H2O、A为Si、G是Na2SiO3、F是H2。
答案：(1)SiO2
(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(3)Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
12．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与氮气在1300 ℃反应制得。
(1)根据性质推测氮化硅陶瓷的用途是________(选填代号)。
A．制汽轮机叶片 B．制有色玻璃
C．制永久性模具 D．制造柴油机
(2)画出N的原子结构示意图：________________，试判断氮元素的最低负价为________，请从原子结构和化合价两个角度分析推断氮化硅的化学式：___________________。
(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。请写出该陶瓷与氢氟酸发生复分解反应的化学方程式：__________________________________________。
(4)用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热使四氯化硅和氮气发生反应，可得较高纯度的氮化硅，则反应的化学方程式为________________________________________。
解析：(1)性质决定用途，结合氮化硅的性质：硬度大、熔点高，是一种重要的结构材料，可推测它的用途，结合选项，应选A、C、D；(2)从原子稳定结构和正负化合价代数和等于零的规则考虑，因N显－3价，Si显＋4价，由此可写出氮化硅的化学式为Si3N4；(3)题目已告诉我们氮化硅与氢氟酸的反应属于复分解反应；(4)注意理清该反应中的反应物和条件，正确地推测出除氮化硅外的另一种产物，完整地写出方程式。
答案：(1)ACD
(2)
－3 Si3N4
(3)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑
(4)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl
13．(2012·广东惠州高三质检)材料科学是近年来与化学有关的科学研究的热点。某新型无机非金属材料K由两种非金属元素组成，它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性。它是以中学化学中的常见物质为原料来生产的，下图虚线框外为其生产过程；虚线框内的其他转化是为探究C的组成而设，G、F、H均为难溶于水的白色固体；图中C、M、K均含A元素，其余物质均为中学化学中常见的物质。
请回答下列问题：
(1)指出K可能所属的晶体类型____________，K晶体中A原子周围化学键的键角均相等，键角值为________。
(2)写出化学式，化合物C____________，化合物F____________。
(3)写出反应的离子反应方程式：③_______________________________________；
⑤________________________________________________________________________。
(4)写出反应④的化学方程式：_____________________________________________。
解析：根据K的性质及M的组成猜想K可能为Si3N4，然后依据探究C的组成实验推出C为SiCl4，E为HCl、F为H2SiO3或H4SiO4、H为SiO2、I为Na2SiO3。
答案：(1)原子晶体 109.5°
(2)SiCl4 H2SiO3(或H4SiO4)
(3)③Cl－＋Ag＋===AgCl↓ ⑤SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(4)3Si(NH2)4Si3N4＋8NH3↑
14．已知A～I有如图所示转换关系：
已知：①单质E可作为半导体材料；
②化合物F是不能生成盐的氧化物；
③化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应。据此，请填空：
(1)化合物F是____________。
(2)化合物I是____________。
(3)反应③的化学方程式是______________________________________________。
(4)反应④的化学方程式是_________________________________________________。
(5)写出I的水溶液与A反应的方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：因单质E和化合物F分别是半导体材料和不成盐的氧化物，可考虑分别为Si和CO，反应①的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，氧化物A为SiO2，它除了能跟氢氟酸反应以外不跟任何酸起反应，由此判断化合物I为HF，依次类推C为H2O，D为F2，H为O2。
答案：(1)CO (2)HF (3)2H2＋O22H2O
(4)2F2＋2H2O===4HF＋O2
(5)4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O
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