第24講硅無機非金屬材料高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI202612345678910層次1基礎(chǔ)性1.(2024·廣東廣州一模)館藏文物記載著中華文明的燦爛成就。下列文物主要由硅酸鹽制成的是(

)B123456789102.(2025·湖北武漢名校聯(lián)考)我國努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和,利用NaOH溶液噴淋捕捉空氣中的CO2,反應(yīng)過程如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.捕捉室中NaOH溶液噴成霧狀有利于吸收CO2B.環(huán)節(jié)a中物質(zhì)分離的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶C.反應(yīng)過程中CaO和NaOH是可循環(huán)的物質(zhì)D.可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2B12345678910解析

NaOH溶液噴成霧狀,可增大反應(yīng)物接觸面積,提高CO2吸收率,A正確;環(huán)節(jié)a為Na2CO3和Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3,需從溶液中過濾出來再高溫煅燒,故基本操作不是蒸發(fā)結(jié)晶,B錯誤;NaOH和CaO在流程中既有消耗,也有生成,可循環(huán)利用,C正確;Na2CO3溶液可以與CO2反應(yīng),因此可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液,D正確。123456789103.(2025·廣東江門期初調(diào)研)2024年4月25日,“神舟十八號”載人飛船在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,飛船使用了我國自主研發(fā)和生產(chǎn)的航天芯片,其中芯片全為我國制造,制作芯片的刻蝕液為硝酸與氫氟酸的混合液,工藝涉及反應(yīng)為Si+HNO3+6HF═H2SiF6+HNO2+H2↑+H2O,下列說法錯誤的是(

)A.此反應(yīng)不能在玻璃容器中進行B.由此反應(yīng)可判斷氫氟酸是強酸C.氧化性:HNO3>H2SiF6D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,生成1.12LH2時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2molB12345678910解析

氫氟酸能腐蝕玻璃,此反應(yīng)不能在玻璃容器中進行,A正確;該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),不能由此反應(yīng)判斷氫氟酸是強酸,HF是弱酸,B錯誤;氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物,則氧化性:HNO3>H2SiF6,C正確;據(jù)關(guān)系式Si~HNO3~H2SiF6~HNO2~H2↑~4e-,則標(biāo)準(zhǔn)狀況下,生成1.12

L

H2(0.05

mol)時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2

mol,D正確。123456789104.壽山石是中國傳統(tǒng)四大印章石之一,含葉蠟石、高嶺石等黏土礦物。下列說法錯誤的是(

)A.壽山石的硬度與金剛石相當(dāng)B.葉蠟石、高嶺石的主要成分屬于硅酸鹽C.壽山石的紅色條紋與Fe2O3含量有關(guān)D.壽山石印章要避免與強酸、強堿接觸A解析

壽山石是中國傳統(tǒng)四大印章石之一,雕刻印章時通常用鋼刀或金剛石進行,故壽山石的硬度比金剛石小,A錯誤;黏土屬于硅酸鹽,故葉蠟石、高嶺石的主要成分屬于硅酸鹽,B正確;Fe2O3是一種紅棕色粉末,壽山石的紅色條紋與Fe2O3含量有關(guān),C正確;壽山石中含有鋁硅酸鹽,既能與強酸反應(yīng)又能與強堿反應(yīng),故壽山石印章要避免與強酸、強堿接觸,D正確。123456789105.(2025·河南名校聯(lián)盟聯(lián)考)材料的開發(fā)與研究助力我國航空航天事業(yè)飛速發(fā)展。下列說法中正確的是(

)A.“神舟十六號”宇宙飛船返回艙外表面使用的新型高溫結(jié)構(gòu)陶瓷主要成分是硅酸鹽B.火箭芯一級尾段使用的碳纖維材料屬于新型無機非金屬材料C.“天問一號”使用的新型SiC增強鋁基材料屬于新型硅酸鹽材料D.中國空間站核心艙“天和號”推進器的氮化硼陶瓷材料屬于傳統(tǒng)的無機非金屬材料B解析

新型高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機非金屬材料,不是硅酸鹽材料,A錯誤;新型SiC增強鋁基材料屬于復(fù)合材料,不是硅酸鹽材料,C錯誤;氮化硼陶瓷屬于新型無機非金屬材料,D錯誤。12345678910層次2綜合性6.(2025·四川達州統(tǒng)考)以下是由石英砂(主要成分為二氧化硅)制備高純硅的工藝流程示意圖。12345678910下列說法中不正確的是(

)A.步驟①中反應(yīng)的化學(xué)方程式:SiO2+2CSi+2CO↑B.工藝流程中,從混合物中分離出SiCl4、SiHCl3的方法為分液C.由粗硅制備高純硅的過程中,循環(huán)使用的物質(zhì)主要有HCl和H2D.若混合物分離后,得到SiCl4、SiHCl3、H2的物質(zhì)的量之比為1∶1∶1,理論上需要額外補充2molH2B12345678910解析

工藝流程中,各物質(zhì)沸點不同,從混合物中分離出SiCl4、SiHCl3的方法為分餾,B錯誤;結(jié)合反應(yīng)過程,HCl和H2可循環(huán)使用,C正確;根據(jù)SiCl4+H2

SiHCl3+HCl、SiHCl3+H2Si+3HCl,1

mol

SiCl4、SiHCl3完全轉(zhuǎn)化為Si需要3

mol氫氣,SiCl4、SiHCl3、H2的物質(zhì)的量之比為1∶1∶1,則理論上需要額外補充2

mol

H2,D正確。123456789107.(2025·河北省級重點高中聯(lián)考)某小組模擬工業(yè)上用SiHCl3與H2在1357K的條件下制備高純硅,實驗裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略去)。已知:①SiHCl3的沸點為33.0℃,易溶于有機溶劑,能與H2O劇烈反應(yīng),在空氣中易被氧化;②CaCl2+xCH3CH2OH→CaCl2·xCH3CH2OH。12345678910下列說法錯誤的是(

)A.裝置B中的試劑是堿石灰B.實驗過程中應(yīng)先打開活塞K1,再加熱石英管C.裝置D中反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiHCl3+H2Si+3HClD.裝置E中CCl4的作用為防倒吸和吸收多余的SiHCl3A解析

裝置B中盛有無水氯化鈣用于吸收揮發(fā)的乙醇,防止干擾反應(yīng),A錯誤;為防止裝置中空氣中的氧氣共熱反應(yīng),應(yīng)先打開彈簧夾K1,排盡裝置中的空氣,再加熱石英管,B正確;裝置D中發(fā)生的反應(yīng)為氫氣與三氯硅烷在加熱條件下反應(yīng)生成硅和氯化氫,化學(xué)方程式為SiHCl3+H2Si+3HCl,C正確;裝置E中四氯化碳和水用于吸收未反應(yīng)的三氯硅烷和反應(yīng)生成的氯化氫,同時防止極易溶于水的氯化氫與水接觸產(chǎn)生倒吸,D正確。123456789108.(2025·安徽合肥六校聯(lián)考)H2SO4-SiO2法生產(chǎn)多晶硅的流程如圖。下列說法錯誤的是(

)A.上述流程說明SiO2可溶于H2SO4B.合成1反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1C.合成2的反應(yīng)為SiF4+NaAlH4═SiH4+NaAlF4D.凈化、熱解中生成的多晶硅為還原產(chǎn)物A12345678910解析

SiO2不溶于H2SO4,SiO2溶于HF,A錯誤;合成1反應(yīng)為Na+Al+2H2═NaAlH4,Na、Al化合價升高,H2中H元素化合價降低,Na、Al是還原劑,H2是氧化劑,則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1,B正確;根據(jù)元素守恒,合成2的反應(yīng)為SiF4+NaAlH4═SiH4+NaAlF4,C正確;凈化、熱解中Si元素化合價降低發(fā)生還原反應(yīng),生成的多晶硅為還原產(chǎn)物,D正確。123456789109.(2025·遼寧十校聯(lián)合體聯(lián)考)實驗室用H2還原SiHCl3(沸點:31.85℃)制備高純硅的裝置如圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去),下列說法正確的是(

)A.裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是熱水、濃硫酸B.實驗時,應(yīng)先加熱管式爐,再打開活塞KC.為鑒定制得的硅中是否含微量鐵單質(zhì),需要用到的試劑為鹽酸、雙氧水、硫氰化鉀溶液D.該實驗中制備氫氣的裝置也可用于稀氫氧化鈉溶液與氯化銨固體反應(yīng)制備氨C12345678910

12345678910層次3創(chuàng)新性10.(12分)(2024·浙江湖州二模)氮化硅(Si3N4)具有高強度、低密度、耐高溫的特性,有“結(jié)構(gòu)陶瓷之王”的美稱。科研人員采用氨解法制備氮化硅。已知:①SiCl4在潮濕的空氣中極易水解;Si(NH)2遇水生成二氧化硅和氨,不穩(wěn)定易被氧化;②NH3沸點-33.5℃,熔點-77.75℃,800℃以上會分解;正己烷(作反應(yīng)溶劑)沸點69℃,熔點-95℃。12345678910Ⅱ.實驗裝置如圖。氮化硅前驅(qū)體的制備:12345678910氮化硅的制備:(1)儀器X的名稱是_____________。

(2)完善虛線框內(nèi)的裝置順序:_________→_________→_________→D。

(3)寫出流程(Ⅱ)中生成Si3N4的化學(xué)方程式____________________。

球形冷凝管

CBA3Si(NH)2Si3N4+2NH3↑12345678910(4)下列說法正確的是_________(填字母)。

A.儀器X的主要作用為冷凝回流B.已知NH4Cl可溶于液氨,采用液氨多次洗滌Si(NH)2的方法可去除雜質(zhì)NH4ClC.裝置D可選用冰水混合物做冷卻劑D.F中所裝的液體為濃硫酸,D裝置中有一處需要改進(5)經(jīng)測定,氨解法制備所得的Si3N4晶體中含有碳雜質(zhì),請分析原因。

ABD少部分吸附在Si(NH)2表面的正己烷在Si(NH)2熱解縮聚過程中夾雜在其中,最后隨著高溫加熱轉(zhuǎn)變?yōu)镃雜質(zhì)12345678910(6)電位滴定法測定Cl-含量:稱取1.000g試樣,加入40mL水,在恒溫加熱磁力攪拌器上溶解,過濾、洗滌;再向其中加入22mL乙醇、4滴硝酸,用0.0010mol·L-1硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,當(dāng)?shù)竭_滴定終點時,消耗硝酸銀溶液的體積為amL。另取40mL水重復(fù)上述實驗,消耗硝酸銀溶液體積為bmL,請列出樣品中雜質(zhì)Cl-含量的表達式:_________________mg·g-1。

3.55(a-b)×10-212345678910解析

裝置C制取氨氣,B中為堿石灰,干燥氨氣,通過A液體石蠟,作用是通過觀察氣泡,判斷NH3的通入速率,通入D制取Si(NH)2,再加熱Si(NH)2得到Si3N4。(4)儀器X的主要作用為冷凝回流,A正確;NH4Cl可溶于