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鲁科版 高中化学 必修一 第4章 材料家族中的元素 寒假复习题含答案

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鲁科版 高中化学 必修一 第 4 章 材料家族中的元素 寒假复习题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共 100 分,考试时间 90 分钟。 第Ⅰ卷
一、单选题(共 10 小题,每小题 4.0 分,共 40 分) 1.磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料,可用于制造人造骨骼,这是利用了这类材料具有( ) A. 机械功能 B. 电学特征 C. 光学特性 D. 生物功能 2.已知硅酸盐中硅元素的化合价为+4 价,则硅酸的化学式为( ) A. H2SiO4 B. H4SiO3 C. H2SiO3 D. Na2SiO3 3.制取下列物质,无须用到二氧化硅的是( ) A. 玻璃 B. 水泥 C. 粗硅 D. 光导纤维 4.下列说法正确的是( ) A. 复合材料都由基体和增强体两部分组成 B. 复合材料的成分可能只有一种也可能含有多种 C. 基体在复合材料中起骨架作用 D. 复合材料按基体材料分类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和纤维增强复合材料 5.下列叙述中,正确的是( ) A. 自然界中存在大量的单质硅 B. 自然界中二氧化硅都存在于石英中 C. 二氧化硅的化学性质活泼,能跟酸或碱溶液发生化学反应 D. 石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅 6.除去氧化镁中的氧化铝可选用的试剂是 ( )

A. 氢氧化钾溶液 B. 硝酸
C. 浓硫酸 D. 稀盐酸 7.要除去石英砂中的少量碳酸钙,应采用的方法是( ) A. 用水溶解后过滤分离 B. 用稀硫酸溶解后过滤分离 C. 用酒精灯加热 D. 用稀盐酸溶解后过滤分离 8.蛇纹石可以看作由氧化镁、氧化铝、二氧化硅、氧化铁组成。现取一份蛇纹石试样进行实验,首 先将其溶于过量的盐酸,过滤后,在所得的沉淀 X 和溶液 Y 中分别加入氢氧化钠溶液至过量。下 列叙述不正确的是( ) A. 沉淀 X 的成分是二氧化硅 B. 将蛇纹石试样直接溶于过量的氢氧化钠溶液后过滤,可得到纯净的红色颜料氧化铁 C. 在溶液 Y 中加入过量的氢氧化钠溶液,过滤得到的沉淀的主要成分是 Fe(OH)3 和 Mg(OH)2 D. 溶液 Y 中的阳离子主要是 Mg2+、Al3+、Fe3+、H+ 9.下列关于二氧化硅的说法正确的是( ) A. 二氧化硅溶于水显酸性 B. 二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸 C. 二氧化硅是制造光电池的材料 D. 二氧化硅制作的玻璃纤维丝,可用作光导纤维 10.常温下,下列不发生反应的一组物质是( ) ①Si 与 NaOH 溶液 ②Si 与盐酸 ③Si 与 HF 酸 ④SiO2 与 Na2SiO3 ⑤SiO2 与 NaOH 溶液 ⑥SiO2 与浓 HNO3
A. ①②④ B. ③④⑤
C. ②⑤⑥ D. ②④⑥ 二、双选题(共 4 小题,每小题 5.0 分,共 20 分)

11.(双选)已知 Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓,现用稀硫酸、NaOH 溶液和金属铝为原料,制取

Al(OH)3,甲、乙、丙三位同学分别设计了如下制备途径:

甲:Al

Al2(SO4)3

Al(OH)3

若要得到等量的 Al(OH)3,则( ) A. 三者消耗原料一样多 B. 甲消耗的原料最多 C. 乙消耗的原料最少 D. 丙消耗的原料最少 12.(双选)将四羟基合铝酸钠溶液和盐酸等体积混合,得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝 元素的质量相等,则原四羟基合铝酸钠溶液和盐酸的物质的量浓度之比可能是( )
A. 1∶3 B. 2∶1
C. 1∶4 D. 2∶5 13.(双选)下列说法正确的是( ) A. 单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料 B. 硅在自然界中只以化合态存在 C. 因为晶体硅熔点高硬度大,所以可用于制作半导体材料 D. 单质硅常用作半导体材料和光导纤维 14.(双选)硅在自然界存在的主要形式是( )
A. 硅 B. 二氧化硅
C. 硅酸 D. 硅酸盐

第Ⅱ卷 三、填空题(共 2 小题,每小题 10.0 分,共 20 分) 15.如图所示,横坐标表示通入气体或加入试剂的体积,纵坐标表示产生沉淀的物质的量,将符合 下列各题情况的图像的字母代码分别填入该题后。 A.
B.
C.
D.
E.
F. ①向石灰水中通入二氧化碳____________。 ②向 Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加入稀盐酸____________________________________________ ___________________________。 ③向盐酸和氯化铝混合溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液__________。 ④向硫酸铝溶液中滴加 Na[Al(OH)4]溶液____________________________________________ ___________________________。 16.某研究小组为测定某含镁 3%~5%的铝镁合金中镁的质量分数,设计如下实验方案: 将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体在通常状况下(约 20 ℃,1.01×105Pa)的体积。
①你认为最简易的装置其连接顺序是:A 接( )( )接( )( )接( )( )(填接口字母, 可不填满)。

②实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,一会儿后稀硫酸也不能顺利 滴入锥形瓶。请你帮助分析原因______________________________________________。 (2)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸滴入锥形瓶中,即 使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的 导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。(已知:碱式 滴定管上的刻度数值上小下大)
①装置中导管 a 的作用是_________________________________________________。 ②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为 V1mL、V2mL。则产生氢气的体积为________ mL。 四、实验题(共 2 小题,每小题 10.0 分,共 20 分) 17.工业上由黄铜矿(主要成分 CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:
(1)气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的______吸收。 a.浓 H2SO4b.稀 HNO3 c.NaOH 溶液 d.氨水 (2)用稀 H2SO4 浸泡熔渣 B,取少量所得溶液,滴加 KSCN 溶液后呈红色,说明溶液中存在 ________(填离子符号),检验溶液中还存在 Fe2+的方法是_____________________(注明试剂、现象)。 (3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为________________________________________。 18.三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程如下:
(1)写出由纯 SiHCl3 制备高纯硅的化学反应方程式:__________________; (2)整个制备过程必须严格控制无水、无氧环境。SiHCl3 遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种 物质,写出并配平该化学反应方程式:____________________,H2 还原 SiHCl3 过程中若混入 O2, 可能引起的后果是________________________。 (3)在高温下,碳与硅可生成 SiC。对于化学反应 SiO2+3C SiC+2CO↑,在反应中氧化剂与还 原剂的物质的量之比为_________。

答案解析
1.【答案】D 【解析】根据磷酸钙陶瓷可以用于制造人造骨骼,可知是利用了磷酸钙陶瓷的生物特性,与其他 选项无关。 2.【答案】C 【解析】硅酸盐可由硅酸与碱中和反应生成,即硅酸中硅元素化合价为+4 价。含氧酸中,H 为+ 1 价,O 为-2 价。H2SiO4 中的化合价的代数和为 2+4-8=-2,A 不正确; H4SiO3 中的化合价 的代数和为 4+4-6=2,B 不正确;H2SiO3 中的化合价的代数和为 2+4-6=0,C 正确; Na2SiO3 是盐,不是酸,D 不正确。 3.【答案】B 【解析】生产玻璃的原料是二氧化硅、石灰石、碳酸钠,生产水泥的原料是石灰石和黏土,生产 粗硅的原料是碳和二氧化硅,二氧化硅用于制光导纤维。 4.【答案】A 【解析】复合材料都由基体和增强体两部分组成,故 A 项正确;复合材料都由基体和增强体两部 分组成,其化学成分至少有两种,故 B 项错误;基体在复合材料中起黏结作用,故 C 项错误;树 脂基复合材料和金属基复合材料是按基体材料分类的,而纤维增强复合材料是按增强体形状分类 的,分类标准不统一,故 D 项错误。 5.【答案】D 【解析】自然界中硅元素含量很高,但都以化合态形式存在,A 项错误;硅元素是亲氧元素,主要 以氧化物和硅酸盐的形式存在,B 项错误;二氧化硅的性质稳定,C 项错误。 6.【答案】A 【解析】氧化铝能与氢氧化钾反应生成易溶于水的偏铝酸钾,但氧化镁与氢氧化钾不反应,先加 入过量的氢氧化钾溶液,再过滤即可。 7.【答案】D 【解析】CaCO3 与 H2SO4 反应生成 CaSO4 会附着在 CaCO3 表面,阻止反应的进行,B 项错误; CaCO3 可溶于盐酸,而石英砂与盐酸不反应,D 项正确。 8.【答案】B 【解析】以氧化物形式表示硅酸盐,并不是说明它由氧化物混合而成,而是方便判断硅酸盐与强 酸反应的生成物。硅酸盐与盐酸一般得到相应金属盐和二氧化硅,这样沉淀 X 是二氧化硅,溶液 Y 中含有氯化镁、氯化铝、氯化铁和剩余盐酸,A 和 D 正确;铝盐和过量氢氧化钠生成可溶性偏 铝酸盐,所以 C 正确;蛇纹石试样直接溶于过量的氢氧化钠溶液后,得到氧化镁、氧化铁的混合

物,B 不正确。 9.【答案】D 【解析】二氧化硅是一种不溶于水的酸性氧化物,与酸(如硫酸、硝酸等)不能反应,但二氧化硅能 与氢氟酸反应;光电池的材料是硅,光导纤维的材料是二氧化硅。 10.【答案】D 【解析】常温下,硅与氢氧化钠溶液、氢氟酸反应,二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,二氧化硅与 硅酸钠不反应;硅与盐酸、二氧化硅与浓硝酸不反应。D 项正确。 11.【答案】BD 【解析】对比三种途径,要生成 8 mol Al(OH)3, 甲:需 H2SO412 mol、NaOH 24 mol; 乙:需 H2SO44 mol、NaOH 8 mol; 丙:需 H2SO43 mol、NaOH 6 mol。 12.【答案】BD 【解析】等体积的四羟基合铝酸钠溶液和盐酸混合后,得到的沉淀为氢氧化铝,溶液中的铝元素 存在形式可能为氯化铝或四羟基合酸钠,设氢氧化铝的物质的量为 1 mol,则溶液中氯化铝或四羟 基合铝酸钠也是 1 mol。若溶液中铝元素以铝离子形式存在,四羟基合铝酸钠完全反应: [Al(OH)4]-+H+=== Al(OH)3↓+H2O 1 mol 1 mol 1 mol [Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O 1 mol 4 mol 1 mol 原来四羟基合铝酸钠的物质的量为 1 mol+1 mol=2 mol,氯化氢的物质的量=1 mol+4 mol=5 mol,四羟基合铝酸钠溶液和盐酸溶液体积相等,c(四羟基合铝酸钠)∶c(盐酸) =2 mol∶5 mol= 2∶5。若溶液中含铝元素以四羟基合铝酸根离子形式存在, 四羟基合铝酸钠过量: [Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O 1 mol 1 mol 1 mol 原来四羟基合铝酸钠的物质的量为 1 mol+1 mol=2 mol,c(四羟基合铝酸钠)∶c(盐酸) =2 mol∶1 mol=2∶1。 13.【答案】AB 【解析】A 项,硅是半导体材料,单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料,正确;B 项,硅在自 然界中只以化合态存在,正确;C 项,硅作半导体材料,不是因为硅晶体熔点高,错误;D 项,单 质硅不能用作光导纤维,错误。 14.【答案】BD 【解析】硅是亲氧元素,在自然界多以化合态形式存在,在地壳高温高压作用下,多以硅酸盐或

二氧化硅的形式存在于矿物、岩石中。

15.【答案】①F ②A ③C ④E

【 解 析 】 ① 向 石 灰 水 中 通 入 二 氧 化 碳 : CO2 + Ca(OH)2===CaCO3↓ + H2O , CaCO3 + CO2 + H2O===Ca(HCO3)2 , 先 产 生 沉 淀 , 后 沉 淀 溶 解 , 所 用 二 氧 化 碳 体 积 为 1∶1, F 符 合 ; ② 向 Na[Al(OH)4] 溶 液中逐 滴加 入稀盐 酸依次 发生反应 : Na[Al(OH)4] +HCl ===Al(OH)3↓+ H2O , Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O,先产生沉淀,后沉淀溶解,所用稀盐酸溶液体积为 1∶3, A 符合; ③向盐酸和氯化铝混合溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,先发生反应:HCl+NaOH===NaCl+H2O, 无现象,AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl,Al(OH)3+NaOH=== Na[Al(OH)4],产生沉淀,后沉 淀溶解,后两个过程所用氢氧化钠溶液体积为 3∶1, C 符合;④向硫酸铝中滴加 Na[Al(OH)4]溶液, 发生反应:3Na[Al(OH)4]+AlCl3===4Al(OH)3↓+3NaCl,逐渐产生沉淀, E 符合。 16.【答案】(1)①E D G ②铝、镁与稀硫酸反应放热且生成气体,使锥形瓶中气体压强变大

(2)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下;

可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ②V1-V2 【解析】实验中通过测定气体体积来确定样品中各组分的质量分数,所以装置的连接顺序为 A、E、

D、G;稀硫酸不能滴入的原因是产生的氢气使锥形瓶内的压强增大,从而大于外界大气压所致;

导管 a 的作用是平衡气压,使液体能够顺利滴下,同时消除滴入的硫酸对气体体积的影响。 17.【答案】(1)cd (2)Fe3+ 取少量溶液,滴加 KMnO4 溶液,KMnO4 溶液紫色褪去 (3)3Cu2O+ 2Al Al2O3+6Cu 【解析】(1)由流程图转化可知,气体 A 中的大气污染物主要是 SO2。a 项,浓 H2SO4 不能吸收 SO2; b 项,稀 HNO3 可以吸收 SO2,但生成 NO 污染大气;c 项,NaOH 溶液与 SO2 反应生成 Na2SO3;d 项,氨水与 SO2 反应生成亚硫酸铵,故选 cd。 (2)用稀 H2SO4 浸泡熔渣 B,取少量所得溶液,滴加 KSCN 溶液后呈红色,说明含有 Fe3+, Fe2+具有还原性,可以利用 KMnO4 溶液检验,取少量溶液,滴加 KMnO4 溶液,KMnO4 溶液紫色 褪去。

(3)由流程图转化可知,Cu2O 与 Al 反应置换反应生成 Al2O3 与 Cu,反应方程式为 3Cu2O+2Al

Al2O3+6Cu。

18.【答案】 (1)SiHCl3+H2

Si+3HCl (2)SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+3HCl+H2↑ 氧气与

氢气混合,可能引起爆炸;氧气可能会氧化 SiHCl3 (3)1∶2

【解析】 (1)氢气还原 SiHCl3 可制备硅,化学方程式为 SiHCl3+H2

Si+3HCl。

(2)SiHCl3 与水反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种产物,即 SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+3HCl+X,由

原子守恒知 X 为 H2。H2 还原 SiHCl3 过程中若混有 O2,则 O2 和 H2 在高温下反应发生爆炸。

(3)由 SiO2+3

Si +2 O↑可知,反应中 C 元素化合价既升高又降低,则单质碳既是氧化剂又

是还原剂;据 ~Si 、2 ~2 O 可知,氧化剂与还原剂物质的量之比为 1∶2。


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