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能力突破特训
时间：60 分钟
一、
选择题（12 个小题，每小题只有一个正确选项，每题5 分，共60 分）
1．下列有关叙述中正确的是
A．硅酸(H2SiO3)可由SiO2与水化合制得
B．石英是良好的半导体，可以制成光电池
C．Si 和C 相似，在自然界主要以单质形式存在
D．高纯度的硅可以制造计算机芯片
2．C、Si、S 都是自然界中含量丰富的非金属元素，下列有关说法中正确的是
A．三种元素在自然界中既有游离态又有化合态
B．元素的+4 价氧化物都属于酸性氧化物，都能与碱反应而不能与任何酸反应
C．最低价的气态氢化物都具有还原性，易与O2发生反应
D．其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱：H2SO4>H2SiO3>H2CO3
3．物质的性质决定用途，下列有关物质性质与用途均正确且两者具有对应关系的是
A．晶体硅熔点高、硬度大，可用于制作半导体材料
B．
具有还原性，可用作葡萄酒抗氧化剂
C．银氨溶液具有弱还原性，可用于制作银镜
D．明矾溶于水能形成胶体，可用于自来水的杀菌消毒
4．银催化刻蚀硅晶片工艺是利用一定浓度的H2O2和HF 刻蚀溶液，把银薄膜覆盖的硅晶片部分蚀掉，从
而剩余部分就形成硅纳米线的工艺，其反应原理如图所示。下列说法错误的是
A．该刻蚀装置是由银、HF 和H2O2、硅组成微小的原电池
第15 讲 碳、硅及无机非金属材料
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B．硅极发生的反应为：Si-4e-+6HF=
+6H+
C．随着反应的进行，银薄膜附近pH 逐渐减小
D．该刻蚀的总反应可表示为：Si+6HF+2H2O2=H2SiF6+4H2O
5．工业上制备高纯硅有多种方法，其中的一种工艺流程如图：
已知流化床反应器中的产物除SiCl4外，还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。下列说法正确的是
A．电弧炉中发生的反应为C+SiO2
CO2↑+Si
B．SiCl4进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯
C．每生产1mol 高纯硅，需要44.8LCl2(标准状况)
D．该生产工艺符合绿色化学要求
6．青釉瓷是中国最早出现的一种瓷器，分析青釉瓷器文物发现：主体是石英，还有一定量的莫莱石
(3Al2O3·2SiO2)及少量的Fe2O3、CaO 和MgO。下列说法正确的是
A．石英晶体存在硅氧四面体顶角相连的螺旋长链结构
B．陶瓷是由氧化物组成的传统无机非金属材料
C．CaO 遇水会生成Ca(OH)2，所以青釉器不可盛水
D．青釉瓷器呈青色是因为瓷体中含有Fe2O3
7．据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高
活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可轻易制备出超高强度和超高耐久性能的高性能混凝土。关
于二氧化硅下列说法中正确的是（ ）
A．二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物
B．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸
C．由CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑可知硅酸的酸性比碳酸强
D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
8．近日，香港理工大学戴建国教授团队通过使用硫酸钡和纳米二氧化硅微球对无机地质聚合物进行改性，
合成了一种可常温制备的日间辐射制冷涂层。该新型无机涂层实现日间辐射制冷降温8.9℃，解决城市热
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岛和气候变化挑战。下列有关说法错误的是
A．SiO2中Si 的杂化方式为sp3
B．BaSO4的水溶液几乎不导电，所以为弱电解质
C．将纳米二氧化硅微球分散到蒸馏水中，能用渗析的方法将其分离出来
D．该涂层在恶劣环境下能保持良好的性能，包括高温、水浸泡、机械磨损和阳光照射等
9．在下列条件下，一定能大量共存的离子组是
A．通入足量CO2后的溶液：Na+、SiO
、CH3COO-、CO
B．在酸性高锰酸钾溶液中：Na+、NH 、I-、ClO-
C．能使pH 试纸变深蓝色的溶液：Na+、[Al(OH)4]-、K+、CO
D．饱和氯水中：Cl-、K+、Na+、SO
10．下列离子方程式正确的是
A．向硫酸铜溶液中加入过量的NaHS 溶液：Cu2++2HS-=CuS↓+H2S↑
B．氧化亚铁溶于稀硝酸：FeO + 2H+=Fe2+ + H2O
C．水玻璃中通入少量CO2：SiO
+ 2CO2 + 2H2O=2HCO + H2SiO3↓
D．酸性KMnO4溶液滴定双氧水：2MnO + H2O2+6H+=2Mn2++3O2↑+4H2O
11．Liepatoff 规则：胶核总是选择性地吸附与其本身组成相似的离子形成胶粒。硅胶在生产、生活中有广
泛应用。硅胶溶液组成如下：
下列叙述正确的是
A．1mol
和足量盐酸反应得到硅胶粒子数
B．
与硅胶溶液胶核组成相似
C．胶粒中表面离子数目一定大于束缚反离子
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D．硅胶溶液的胶团中
12．硅酸盐是地壳岩石的主要成分，在硅酸盐中，四面体
(如图甲为俯视投影图)通过共用顶角氧原子
可形成六元环(图乙)、无限单链状(图丙)、无限双链状(图丁)等多种结构。石棉是由钙、镁离子以离子数
1：3 的比例与单链状硅酸根离子形成的一种硅酸盐，下列说法不正确的是
A．硅氧四面体结构决定了大多数硅酸盐材料硬度高
B．六元环的硅酸盐阴离子化学式
C．石棉的化学式为
D．双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为2：5
二、非选择题（共4 小题，共40 分）
13．硅及其化合物在生活生产中有广泛应用。请按要求回答下列问题。
(1)工业上制备高纯硅的示意图如下：
①根据下图所示物质反应过程中的能量变化，写出用石英砂和焦炭制取粗硅，同时生成CO 的热化学方程
式： 。
②步骤Ⅱ产物中含有SiHCl3(沸点为33.0℃)，还有少量SiCl4(沸点为57.6℃)和HCl(沸点为-85.1℃)。若先将
步骤Ⅱ产物降至室温，提纯SiHCl3，方法是 。所用到的玻璃仪器除酒精灯、温度计、锥形瓶、尾接
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管外，还需要 、 。
(2)已知：硅的最高价氧化物对应的水化物有H2SiO3和原硅酸(
)。常温下，H2SiO3：
=2.0×10-10、
=1.0×10-12；H2CO3：
=4.5×10-7、
=4.7×10-11。
①向盛有饱和Na2SiO3溶液(滴有酚酞溶液)的试管中通入足量CO2；充分反应后，用激光笔照射上述液体时
发现有光亮的通路。预测液体颜色的变化： ；写出该反应的离子方程式： 。
②写出原硅酸脱水得到的产物(写两种) 、 。
14．高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一
种工艺流程示意图及主要反应如下：
(1)工业上用石英砂和过量焦炭在电弧炉中高温加热生成粗硅的化学方程式为 ；当有1 mol C 参
与反应时，该反应转移的电子数是 。
(2)还原炉中发生的化学反应方程式为： 。
(3)上述工艺生产中循环使用的物质除
外，还有 。
(4)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为 。
(5)关于硅及其相关化合物的叙述正确的是 。
A．自然界中存在天然游离的硅单质
B．玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品
C．
既能和NaOH 溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物
D．硅元素在金属与非金属的分界线处，因此具有弱导电性，一般可用于作为半导体材料
E．已知C 与Si 的最高正价都是正四价，由于
，用类比法得知，
15．单质 Z 是一种常见的半导体材料，可由 X 通过如下图所示的路线制备，其中 X 为 Z 的氧化物，Y
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为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：
(1)能与 X 发生化学反应的酸是 ；在实验室中该酸保存在 。
(2)由 Mg2Z 生成 Y 的化学反应方程式为 ，Y 分子的电子式为 。
(3)晶体 Z 和 X 中熔点相对较高的是 (填写化学式)。
16．“撞击说”是导致恐龙灭绝的可能原因。在一个6500 万年前形成的沉积物薄层中发现了含量丰富的
，这可能是由于小行星对地球的撞击的结果，同时，被撞击出的坑表面还发现有超石英(
)的存在。
请回答下列问题：
(1)Ir 在元素周期表中位于 ，价层电子排布式是 。
(2)
有多种结构，常温下最稳定的是低温石英，低温石英和超石英的晶胞如图所示：
图a．低温石英
所有大球在面上，所有小球在体内(
)
图b．超石英
立方体(
，
)
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图c．Si 与O 原子的能量与核间距的关系
Si
①
的最高能级符号是 ，低温石英晶体中，Si 的杂化轨道类型是 。
②超石英晶体中，Si 的紧邻O 原子个数是 个。
③结合密度计算说明，被撞击出的坑表面有超石英存在的原因是： 。(已知
)
④超石英也会出现在地壳深处，可通过火山喷发被携带到地表，但人们在火山活动等高温地区的地表层尚
未发现过超石英，而撞击坑表面却至今还存在超石英。请解释火山活动地区未发现超石英的原因：
。
(3)工业上用焦炭在高温下还原
可制备粗硅，其化学方程式为 ，某同学认为该反应能
用来比较C 和Si 的非金属性强弱，你是否同意？说明理由： 。
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