1、课时作业23二氧化硅与信息材料时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1下列说法正确的是(D)A我国自主研发的“龙芯1号”CPU芯片与光导纤维是同种材料B需要通过化学反应才能从海水中获得食盐和淡水C水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D粗硅制备单晶硅涉及氧化还原反应解析：晶体硅可用来制芯片，二氧化硅可用来制光导纤维，A项错误；海水蒸发可获得食盐，海水蒸馏可获得淡水，不需要通过化学变化，B项错误；水晶的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，C项错误；粗硅与氯气在高温条件下生成四氯化硅的反应、四氯化硅与氢气在高温条件下生成单晶硅的反应均是氧化还原反应，D项正确。2在一定条件下，下列
2、物质不能和二氧化硅反应的是(C)焦炭纯碱碳酸钙氢氟酸硝酸氢氧化钾氧化钙氮气ABC D解析：根据二氧化硅的化学性质，二氧化硅不与水反应，也不与除氢氟酸外的酸反应，它可与碱性氧化物和强碱反应，高温时可以被炭还原成单质硅。3(双选)下列离子方程式书写不正确的是(AD)A往NaOH溶液中通入少量CO2：CO2OH=HCOBH2SiO3与NaOH溶液混合：2OHH2SiO3=2H2OSiOC石英砂与烧碱溶液反应制取水玻璃：SiO22OH=SiOH2OD往水玻璃中通入二氧化碳：Na2SiO3H2OCO2=H2SiO32NaCO解析：往NaOH溶液中通入少量CO2，生成正盐Na2CO3，CO2过量时才生成N
3、aHCO3，所以A不正确；由于H2SiO3为弱酸，且不可溶，故应写化学式，B正确；石英的主要成分是SiO2，它与烧碱溶液反应生成硅酸钠和水，所以C也正确；碳酸比硅酸的酸性强，所以往水玻璃中通入CO2可制得硅酸，Na2SiO3和Na2CO3均溶于水，应写成离子形式，并且可以消去Na，所以D不正确。应写为：SiOCO2H2O=H2SiO3CO。4下列关于硅元素及其化合物的说法正确的是(C)A硅在自然界中既有游离态又有化合态B高温下SiO2能与Na2CO3固体反应生成Na2SiO3和CO2，说明硅酸的酸性强于碳酸C因为玻璃中含有SiO2，所以不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛装NaOH溶液DSiO2能与氢
4、氧化钠溶液和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物解析：硅在自然界中只以化合态存在，A错误；碳酸的酸性强于硅酸，B错误；玻璃中含有SiO2，SiO2能与NaOH溶液反应生成黏性很强的硅酸钠溶液，所以不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛装NaOH溶液，C正确；SiO2是酸性氧化物，D错误。5下列说法中，不正确的是(B)ASiO2和CO2都是酸性氧化物，均可与NaOH溶液反应B水晶项链、石英钟都是硅酸盐制品CSiO2和CO2在一定条件下，均可与CaO发生反应DSiO2不溶于水，而CO2可与水反应，生成H2CO3解析：水晶项链、石英钟的主要成分都是SiO2，不是硅酸盐制品。6假设SiO2晶体中Si原子被Al原
5、子取代，不足的价数由K原子补充。当有25%的硅原子被铝原子取代时，可形成正长石，则正长石的化学组成为(C)AKAlSiO4 BKAlSi2O6CKAlSi3O8 DKAlSi4O10解析：假设有4个SiO2，则1个Si原子被Al原子取代，被取代的Si的化合价与1个Al和1个K在化合物中的化合价之和相等，所以正长石的化学组成中K、Al、Si原子个数之比为113，即化学式为KAlSi3O8。7诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德博伊尔和乔治史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是(D)A二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸B
6、因SiO2不溶于水，故SiO2不是H2SiO3的酸酐C二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆D二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应解析：二氧化硅是酸性氧化物，与水不反应，A错误；虽然SiO2不溶于水，不能与水反应生成H2SiO3，但SiO2仍可看作是H2SiO3失去一分子H2O而形成，且SiO2与H2SiO3中硅元素价态相同，故SiO2是H2SiO3的酸酐，B错误；二氧化硅不能导电，C错误；二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应生成硅酸钠和CO2，D正确。8由下列实验事实得出的结论正确的是(C)A由SiO2不能与水反应生成H2S
7、iO3，可知SiO2不是H2SiO3的酸酐B由SiO22CSi2CO，可知碳的非金属性大于硅CCO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3H2SiO3DSiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知SiO2为两性氧化物解析：酸酐是指含氧酸失去水生成的酸性氧化物，且酸酐与对应的酸中的非金属元素化合价相同，所以SiO2是H2SiO3的酸酐，A项错误；反应SiO22CSi2CO不能说明碳的非金属性比硅强，该反应能发生是因为生成CO气体，它的放出促进了反应进行，B项错误；CO2通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3胶体，符合强酸制弱酸的规律，证明酸性：H2CO3H2SiO3，C
8、项正确；D项中SiO2除HF外不能与其他的酸反应，SiO2为酸性氧化物，不具有两性，D项错误。9下列说法正确的是(A)A将二氧化碳通入水玻璃中可以得到硅酸B二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明酸性：硅酸碳酸C高温时二氧化硅与碳反应能生成硅和CO2D二氧化硅是酸性氧化物，所以它不溶于任何酸解析：碳酸的酸性比硅酸的强，A正确，B错误；高温时二氧化硅与碳反应生成CO而不是CO2，C错误；二氧化硅是酸性氧化物，但它可溶于氢氟酸，D错误。10将过量的CO2分别通入：CaCl2溶液浓Na2SiO3溶液Ca(OH)2溶液饱和Na2CO3溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是(B)A BC D解析：根据酸与盐反
9、应的规律，CO2通入CaCl2溶液不反应，无明显现象；过量的CO2通入浓Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至过量会发生如下反应：Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，CaCO3H2OCO2=Ca(HCO3)2，最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而有结晶析出。11. 下列说法正确的是(C)ASiO2高温时与Na2CO3反应产生CO2，将CO2通入Na2SiO3溶液中可生成H2SiO3，说明H2SiO3的酸性有时比H2CO3强，
10、而有时比H2CO3弱BSiO2既能与NaOH溶液反应又能与氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物C氢氟酸不应装在玻璃瓶中DNaOH溶液、Na2SiO3溶液应装在带玻璃塞的磨口玻璃瓶中解析：A项强酸制弱酸适用于常温水溶液里的复分解反应，不适应于高温非水体系的反应；SiO2与HF酸产生SiF4气体，SiF4不是盐，因此SiO2不是两性氧化物，另外，SiO2除氢氟酸之外与其他强酸(H2SO4、HNO3等)均不反应。D项NaOH溶液、Na2SiO3溶液可盛放在玻璃瓶中，但不能用玻璃塞，应用橡皮塞。12由二氧化硅制备高纯硅的流程如图所示，下列判断错误的是(D)A均属于氧化还原反应BH2和HCl均可循环利用
11、CSiO2是一种坚硬难溶的固体DSiHCl3的摩尔质量为135.5 g解析：A项，反应为SiO22CSi(粗)2CO，反应为Si(粗)3HClSiHCl3H2，反应为SiHCl3H2Si(纯)3HCl，三个反应中均有元素化合价发生变化，故三个反应均为氧化还原反应，A项正确。B项，由三个反应的方程式可知，H2和HCl既是反应物又是生成物，可循环利用，B项正确。C项，SiO2硬度大，熔点高，C项正确。D项，摩尔质量的单位为gmol1，D项错误。二、非选择题(共52分)13(10分)硅石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
12、相同，物理性质有差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，有以下三个步骤，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)。(1)用NaOH溶液溶解石英2OHSiO2=SiOH2O。(2)过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：SiO2H=H2SiO3。(3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：H2SiO3H2OSiO2，写出硅胶的一种用途：干燥剂(或催化剂载体)。解析：(1)石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，SiO2与碱反应生成盐和水，2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O。(2)过滤，除去石英中的杂质，得滤液为Na2SiO3(aq)，硅酸钠是弱酸盐，与盐酸发生复分
13、解反应：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。(3)微热，H2SiO3(aq)浓缩，聚合为胶体，加热硅酸溶胶脱水，生成多孔硅胶：H2SiO3H2OSiO2。14(10分)如何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BNaOH溶液CO2DH2OECO2可供选择的操作：分液加热高温灼烧过滤结晶解析：(1)因为SiO2除了溶于氢氟酸外不溶于其他酸，而CaCO3溶于盐酸，其反应的化学方程式为：CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，所以，该小题的答案为：A；。(2)
14、根据SiO2能溶于NaOH溶液，即SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，而CaCO3不能，所以，该小题的答案为：B；。(3)因为NaCl溶于水，而SiO2不溶于水，所以该小题的答案为：D；。(4)因为SiO2不溶于盐酸，而Fe2O3溶于盐酸，即Fe2O36HCl=2FeCl33H2O，所以该小题的答案为：A；。(5)因为H2SiO3受热分解生成SiO2，即H2SiO3SiO2H2O，所以该小题的答案为：不加试剂；。(6)因为SiO2不溶于水，而Na2SO4溶于水，所以该小题的答案为：D；。15(10分)如图是常见物质之间的转化，其中A是芯片的主要成分，其对应的单质的结构与金刚石的结构是相似
15、的。(1)试推测A：Si、C：Na2SiO3、F：H2SiO3(写化学式)。(2)试写出以下的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式：BASiO22CSi2CO；CEFSiOCO2H2O=COH2SiO3。(3)在B碳AD的反应中，碳的作用是还原剂，当生成1 mol A时，转移电子的物质的量为4_mol。解析：(1)A是芯片的主要成分，其对应的单质的结构与金刚石相似，A为Si，由转化关系可知B为SiO2，D为CO，G为SiCl4；SiO2与氢氧化钠溶液反应，可得硅酸钠，所以C为Na2SiO3；而E是由CO得到，从反应的过程看，应为CO2，所以F为硅酸。(2)在这两个反应中第二个为离子反应，所以
16、要写成离子方程式的形式。(3)在SiO22CSi2CO反应中，碳是还原剂，而且当有1 mol Si生成时，转移电子数为4 mol。16(11分)硅藻土是由无定形SiO2组成的，含有少量Fe2O3、Al2O3及有机物等杂质，通常呈浅黄色或浅灰色，质软多孔。工业上可按如图所示流程，用硅藻土制备纳米级二氧化硅。请回答下列问题：(1)煅烧硅藻土的目的是除去硅藻土中的有机物杂质。(2)在加热条件下加入烧碱溶液时，发生反应的化学方程式为SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O。(3)加入过量硫酸后，生成沉淀的离子方程式为SiO2H=H2SiO3。(4)若用纳米级
17、二氧化硅制成水溶液，则该溶液所具有的性质与下列图片有关的是AC(填字母)。解析：(1)硅藻土中含有有机物等杂质，有机物易燃烧，可以通过煅烧除去。(2)SiO2、Al2O3均能与烧碱(NaOH)反应，而Fe2O3不能与烧碱反应。(3)Na2SiO3、NaAlO2分别与硫酸反应生成H2SiO3、Al(OH)3，但Al(OH)3会溶于过量的硫酸。(4)这种纳米级二氧化硅制成的水溶液实际为胶体。A图为树林中的丁达尔现象，B图、C图分别为一束光通过溶液和胶体时的现象。17(11分)某学习兴趣小组想利用高岭土(其主要成分是Al2O32SiO22H2O)制备新型的净水剂。实验流程如下：其中滤液C就是欲制备的
18、净水剂。试完成下列问题：(1)写出混合物A、B，滤液C、沉淀D的主要成分：A偏铝酸钠和硅酸钠的混合物；B硅酸和氯化铝的混合物；C氯化铝；D硅酸。(2)写出高岭土与纯碱加热熔融的两个化学方程式：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2、Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2。(3)该实验中，熔融高岭土、纯碱的混合物可以选用的坩埚有D。A玻璃坩埚 B瓷坩埚C氧化铝坩埚 D铁坩埚解析：加热高岭土与纯碱的混合物，发生的反应为Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2、SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，因此根据转化关系可知，A为偏铝酸钠和硅酸钠的混合物，B为硅酸和氯化铝的混合物，C为氯化铝，D为硅酸。因上述反应过程中二氧化硅、氧化铝均能与碳酸钠反应，所以熔融高岭土和纯碱的混合物时只能选用铁坩埚。
