1、课时训练21硅无机非金属材料1.下面有关硅的叙述中正确的是()A.硅原子既不易失去电子又不易得到电子,主要形成四价的化合物,自然界中存在游离态的硅B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应,当加热到一定温度时,能与O2、Cl2等非金属单质反应D.硅在电子工业中,是最重要的半导体材料解析:硅是一种亲氧元素,在自然界中没有游离态的硅存在,A不正确;地壳中含量最多的元素是O,B不正确;常温下Si可以与F2、HF、NaOH溶液等反应,C不正确。答案:D2.熔融烧碱应选用的仪器是()A.石英坩埚B.普通玻璃坩埚C.生铁坩埚D.陶
2、瓷坩埚解析:石英主要成分为SiO2,普通玻璃、陶瓷中都含有SiO2,均可以与NaOH反应,故A、B、D均错误;铁与NaOH不反应,C正确。答案:C3.下列有关Si及SiO2的用途说法不正确的是()A.SiO2用于制造光导纤维B.水晶、玛瑙和石英的主要成分都是SiO2C.在自然界中不存在单质硅D.因为Si是导体,所以可以用于制造集成电路解析:Si是半导体材料,不是导体。答案:D4.下列有关试剂的保存方法中错误的是()A.氢氧化钠溶液盛装在用橡胶塞的试剂瓶中B.氢氟酸盛装在细口玻璃瓶中C.硫酸亚铁溶液存放在加有少量铁粉的试剂瓶中D.金属钠保存在石蜡油或煤油中解析:HF可以和玻璃中的SiO2反应,所
3、以HF不能保存在玻璃瓶里。答案:B5.有一粗硅中仅混有铁这一种杂质,取等质量的两份样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中,放出等量的氢气,则该粗硅中铁和硅的关系正确的是()A.物质的量之比为11B.物质的量之比为21C.质量之比为32D.质量之比为21解析:粗硅中只有铁与盐酸反应:Fe+2HClFeCl2+H2;粗硅中只有硅与碱溶液反应:Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2,因放出等量的氢气,则铁与硅的物质的量之比为21,质量之比为41。答案:B6.以石英砂来制取并获得高纯硅的主要化学反应如下:SiO2+2CSi(粗)+2COSi(粗)+Cl2SiCl4SiCl4+2H2S
4、i(纯)+4HCl关于上述反应的分析不正确的是()A.是置换反应,是化合反应B.高温条件下,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以制得高纯硅解析:根据化学方程式可知,是置换反应,是化合反应,A对;的反应中,C、H2为还原剂,Si为还原产物,故B对;的反应中,Si均从+4价降为0价,每生成1 mol Si,得到4 mol电子,中Si从0价变为+4价,1 mol Si反应失去4 mol电子,C对;工业制纯硅并不是一步完成的,应分步进行,D错。答案:D7.下列反应的离子方程式书写不正确的是()A.澄
5、清石灰水中通入少量二氧化碳:Ca2+2OH-+CO2CaCO3+H2OB.四氧化三铁溶于稀硝酸:Fe3O4+8H+4H2O+Fe2+2Fe3+C.二氧化硅与烧碱溶液反应:SiO2+2OH-SiO32-+H2OD.硅酸与烧碱溶液中和:H2SiO3+2OH-SiO32-+2H2O答案:B8.汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时,偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式:BaCuSi2Ox,Cu为+2价)。下列有关“汉紫”的说法中不正确的是()A.用盐的形式表示:BaSiO3CuSiO3B.用氧化物的形式表示:BaOCuO2SiO2C.x=4
6、D.性质稳定,不易退色解析:“汉紫”能稳定存在至今,说明其性质稳定,不易退色;据Cu为+2价,Ba为+2价,Si为+4价,氧为-2价,可知x=6,C项错误。答案:C9.(1)下列物品或设备:水泥路桥;门窗玻璃;水晶镜片;石英钟表;玛瑙手镯;硅太阳能电池;光导纤维;计算机芯片。其中所用材料为SiO2或用到SiO2的是。(2)在SiO2+3CSiC+2CO反应中,氧化剂是,还原剂是,氧化剂与还原剂的质量之比为。(3)写出下列除杂(括号内为杂质)所选用的试剂及操作方法:待提纯物质所用试剂操作方法SiO2(CaCO3)FeCl2溶液(FeCl3)NaCl(SiO2)CaCO3(SiO2)解析:(3)根
7、据杂质和被提纯物质的性质不同,选用合适的试剂及正确的操作方法进行除杂。注意选择除杂试剂时,所选试剂不能与被提纯物质发生反应。答案:(1)(2)CC12(3)稀盐酸过滤铁粉过滤水过滤、蒸发、结晶NaOH溶液过滤10.有一种矿石,经测定镁、硅、氧的质量比为12716。用盐的组成表示其化学式:;用氧化物的组成表示其化学式:;该矿石的成分属于(填物质的类别)。解析:N(Mg)N(Si)N(O)=12247281616=214故该盐的化学式为Mg2SiO4,用氧化物表示为2MgOSiO2,虽然可以用氧化物的形式来表示,但是这种物质仍然属于硅酸盐。答案:Mg2SiO42MgOSiO2硅酸盐11.A是有金属
8、光泽的非金属固体单质,如图所示A、B、D、E的变化关系,回答下列问题:(1)写出A、D的名称A:、D:。(2)写出BA的化学方程式:,DB的化学方程式:。(3)写出下列反应的离子方程式ED:;BE:。解析:由“A是有金属光泽的非金属固体单质”可知A是Si,则B为SiO2,E是Na2SiO3,D是H2SiO3。答案:(1)硅硅酸(2)SiO2+2CSi+2COH2SiO3SiO2+H2O(3)SiO32-+CO2+H2OH2SiO3+CO32-SiO2+2OH-SiO32-+H2O12.某化学兴趣小组的成员捡到一块矿石,观察外观发现该矿石坚硬且呈红褐色,投入水中没有任何变化,再向水中加浓盐酸至过
9、量,矿石部分分解,并有大量无色气体生成。学生猜测该矿石可能由CaCO3、SiO2、Fe2O3三种成分组成,试设计实验证明CaCO3以外的两种成分。仅限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、滴管、药匙、漏斗、漏斗架;2 molL-1盐酸、2 molL-1 NaOH溶液、2% KSCN溶液。(1)将实验方案用以下流程示意图表示,试写出每步所用试剂的名称或化学式。试剂;试剂;试剂。(2)如果猜测是成立的,试根据上述实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论。编号实验操作预期现象和结论取适量矿石研细,加足量2 molL-1盐酸有大量无色气体生成,得黄色溶液,且仍有少量固体残留续表编号实验操作预期现象和结论
10、解析:Fe2O3可溶于盐酸,在溶液中存在Fe3+,可用SCN-检验其存在,从而说明矿石含Fe2O3;SiO2不溶于盐酸,作为残渣被滤出。为进一步确认,加入NaOH溶液,充分反应后,再加盐酸,如果生成白色胶状沉淀则说明矿石中有SiO2。答案:(1)2%KSCN溶液2 molL-1 NaOH溶液2 molL-1盐酸(2)编号实验操作预期现象和结论取操作的溶液少许置于洁净试管,并滴加几滴2%KSCN溶液溶液变红色,说明原矿石中含有Fe2O3取操作的残余固体适量置于烧杯,加入足量2 molL-1 NaOH溶液,充分搅拌残余固体完全溶解于2 molL-1 NaOH溶液,并得无色溶液取操作的无色溶液少许置于洁净试管,用胶头滴管滴入2 molL-1盐酸至过量有白色胶状沉淀,且不溶于过量盐酸,说明原矿石中含有SiO2
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