1、第四章 非金属及其化合物第1节 无机非金属材料的主角硅1.下列物质的用途错误的是( )。A.硅是制造太阳能电池的常用材料B.二氧化硅是制造光导纤维的材料C.水玻璃可用作木材防火剂D.干燥剂硅胶的主要成分是硅酸2.下列物品或设备中,不含二氧化硅的是( )。A.石英光导纤维 B.计算机芯片C.门窗玻璃 D.玛瑙手镯3.向下列溶液中滴加稀硫酸生成白色沉淀,继续滴加稀硫酸,沉淀溶解的是( )。A.Na2SiO3 B.BaCl2C.FeCl3 D.NaAlO24.下列关于碳和硅的比较,正确的是( )。A.它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸B.碳和硅的最高正价都是+4价C.硅元素在地壳中的含量占第二位,
2、碳占第一位D.碳和硅在自然界中的存在形式均既有游离态又有化合态5.下列反应的离子方程式书写正确的是( )。A.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca2+2OH-+CO2CaCO3+H2OB.硅酸钠溶液中通入足量二氧化碳:Si+CO2+H2OH2SiO3+CC.二氧化硅与烧碱溶液反应:SiO2+2OH-Si+H2OD.硅酸与烧碱溶液的中和反应:H+OH-H2O6.在玻璃上雕刻精美的花纹图案,所发生的化学反应是( )。A.CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2B.SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2OC.Si+4HFSiF4+2H2D.SiO2+4HFSiF4+2H2O7.下列变化不能一步
3、实现的是()。A.Na2SiO3H2SiO3 B.H2SiO3SiO2C.SiO2H2SiO3 D.SiO2Na2SiO38.下列各组物质间,不能发生反应的是( )。A.二氧化硅与氧化钙(高温)B.二氧化硅与氢氧化钠(常温)C.二氧化硅与碳(高温)D.二氧化硅与浓硝酸 (常温)9.用所提供的试剂和方法除去各混合物粉末中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入表中相应的空格内(如果不需补加试剂,则对应答案栏可空着)。可供选择的试剂:A.盐酸 B.NaOH溶液 C.O2 D.H2O E.CO2可供选择的操作:分液 加热 过滤 结晶序号粉末状混合物所加试剂主要操作(1)SiO2(CaCO3)(2
4、)CaCO3(SiO2)(3)NaCl(SiO2)(4)SiO2(Fe2O3)(5)SiO2(H2SiO3)(6)SiO2(Na2SO4)10.硅胶和石英的主要成分都是SiO2,前者是结构疏松的SiO2,后者是结构致密的SiO2。二者成分相同,结构不同,化学性质也相同,物理性质上表现出差异,具有不同的用途。由石英制取硅胶,经历以下三步,试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的写出离子方程式)以及操作过程。(1)用NaOH溶液溶解石英: 。 (2) ,加入盐酸,至沉淀不再产生: 。 (3)微热,浓缩硅酸溶胶,加热蒸干溶液,并使固体完全分解: ,写出硅胶的一种用途: 。 11.如图所示的物质转化关
5、系中,A是一种灰黑色固体单质,E是一种白色胶状沉淀,F是一种最轻的气体。请回答下列问题:(1)B的化学式是 ,B是制作 的主要原料。 (2)B和a溶液反应的离子方程式是 。 (3)A和a溶液反应的化学方程式是 。 (4)C和过量盐酸反应的离子方程式是 。 12.下列反应与相应说法不正确的是( )。A.SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,说明SiO2是酸性氧化物B.SiO2+2CSi+2CO,体现了SiO2的弱氧化性C.SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2,体现了SiO2高沸点的性质D.SiO2+4HFSiF4+2H2O,说明了SiO2具有碱性13.单晶硅是制作电子集成电路的基础
6、材料,对硅的纯度要求很高。用化学方法可制得高纯度硅,其化学方程式为SiO2+2CSi+2CO;Si+2Cl2SiCl4;SiCl4+2H2Si+4HCl。下列对上述三个反应的叙述中,不正确的是( )。A.为置换反应B.为化合反应C.均为氧化还原反应D.三个反应的反应物中硅元素均被还原14.晶体硅是一种重要的非金属材料,制备高纯硅的主要步骤如下:高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;SiHCl3与过量H2在10001100 反应制得高纯硅。已知SiHCl3能与H2O剧烈反应,在空气中易自燃。请回答下列问题:(1)第步:制备粗
7、硅的反应化学方程式为 。 (2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 )中含有少量SiCl4(沸点57.6 )和HCl(沸点-84.7 ),提纯SiHCl3的方法为 。 (3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置均已略去):装置B中的试剂是 ,装置C中的烧瓶需要加热,其目的是 。 反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 ,装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ,装置D中发生反应的化学方程式为 。 为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及 。 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后
8、需再加入的试剂是 (填字母)。 a.碘水 b.氯水c.NaOH溶液 d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液第四章 非金属及其化合物第1节 无机非金属材料的主角硅1.D 【解析】硅胶的主要成分是SiO2。2.B 【解析】计算机芯片使用的是高纯硅。 3.D 【解析】加入稀硫酸后,能生成白色沉淀的有A、B、D三项,但继续滴加稀硫酸,硅酸、硫酸钡都不会溶解,而氢氧化铝具有两性,它可在过量的稀硫酸中溶解。 4.B 【解析】SiO2不溶于水,也不与水反应,A项错误;在地壳中含量第一的是氧元素,硅占第二位,C项错误;自然界中有游离态的碳(金刚石),但是没有游离态的硅,因为硅是一种亲氧元素,D项错误。 5.C
9、【解析】A项,往澄清石灰水中通入过量的CO2应生成碳酸氢钙,正确的离子方程式为CO2+OH-HC,错误;B项,往硅酸钠溶液中通入足量二氧化碳,离子方程式为Si+2CO2+2H2OH2SiO3+2HC,错误;D项,硅酸是难溶于水的弱酸,不能拆写成离子形式,离子方程式应为H2SiO3+2OH-Si+2H2O。6.D 【解析】玻璃的主要成分是SiO2,常温下,SiO2能与氢氟酸发生反应,故常用氢氟酸蚀刻玻璃。7.C 【解析】Na2SiO3+2HClH2SiO3+2NaCl;H2SiO3SiO2+H2O;SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。8.D 【解析】在高温下SiO2能被C还原;在众多的酸
10、中能与SiO2反应的只有HF;SiO2还能与强碱、碱性氧化物反应。9.(1)A; (2)B; (3)D; (4)A;(5)不加试剂; (6)D;【解析】(1)SiO2除了溶于氢氟酸外不溶于其他酸,而CaCO3可溶于盐酸。(2)SiO2能溶于NaOH溶液,而CaCO3不能。(3)NaCl溶于水,而SiO2不溶于水。(4)SiO2不溶于盐酸,而Fe2O3溶于盐酸。(5)H2SiO3受热会分解生成SiO2。(6)SiO2不溶于水,而Na2SO4溶于水。10.(1)2OH-+SiO2Si+H2O(2)过滤;Si+2H+H2SiO3(3)H2SiO3H2O+SiO2;干燥剂(或催化剂载体)【解析】由石英
11、制取硅胶的步骤如下:SiO2(石英)Na2SiO3H2SiO3硅胶(SiO2)。(1)石英的主要成分是酸性氧化物SiO2,与碱反应生成盐和水:2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O。(2)过滤,除去石英中的杂质,得Na2SiO3溶液,硅酸是弱酸,Na2SiO3与盐酸发生复分解反应:Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3。(3)微热,H2SiO3(aq)浓缩,H2SiO3聚合为胶体,加热,硅酸溶胶脱水,生成多孔硅胶:H2SiO3H2O+SiO2。11.(1)SiO2;光导纤维 (2)SiO2+2OH-Si+H2O(3)Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2(4)Si+2H+
12、H2SiO3【解析】根据题给信息可知F是H2,E为白色胶状沉淀;再根据A是一种灰黑色固体单质,可知A为Si,Si与O2反应生成SiO2(B),Si与NaOH溶液反应生成H2和Na2SiO3(C),SiO2与NaOH溶液反应得到Na2SiO3和H2O,Na2SiO3溶液中加入盐酸得到H2SiO3(E),H2SiO3受热分解得到SiO2和H2O(D)。12.D 【解析】SiO2是酸性氧化物,A项正确;SiO2被还原,体现了它的弱氧化性,B项正确;在高温条件下,SiO2与Na2CO3反应生成了易挥发性的CO2,体现了SiO2的高沸点这一性质,C项正确;SiO2与HF反应体现了SiO2的特性,D项错误
13、。13.D 【解析】反应为置换反应,反应为化合反应,三个反应均有元素化合价的变化,因此都属于氧化还原反应,其中反应和中硅元素被还原,反应中硅元素被氧化。14.(1)SiO2+2CSi+2CO (2)分馏(或蒸馏)(3)浓硫酸;使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化有固体物质生成;在此反应温度下,普通玻璃会软化;SiHCl3+H2Si+3HCl排尽装置中的空气 bd【解析】(1)在高温条件下,用C还原SiO2生成CO。(2)分离、提纯不同沸点的液体可以采用分馏或蒸馏的方法。(3)用Zn、稀H2SO4反应制得的H2会混有少量H2O,而SiHCl3能与H2O发生剧烈反应,所以要进行干燥,根据装置应选择液态干燥剂浓硫酸。装置C用水浴加热,使SiHCl3 汽化,再和H2进入装置D反应,因为SiHCl3与H2在10001100 下反应,温度很高,普通玻璃会软化,因此不能使用普通玻璃管。因为SiHCl3在空气中易自燃,实验中还要注意先通一段时间的H2以排尽装置中的空气。铁元素的检验方法是利用Fe3+遇KSCN变红色,所以鉴定产品硅中是否含有微量铁单质,试样用稀盐酸溶解后,还需要氯水和KSCN溶液。
