1、二十 无机非金属材料的主角硅(30分钟 50分)一、选择题(本题包括 3 小题，每小题 5 分，共 15 分)1(2020临沂高一检测)下列离子方程式书写不正确的是()A往 NaOH 溶液中通入少量 CO2：CO2OH=HCO3B单质 Si 与氢氟酸反应：Si4HF=2H2SiF4C石英砂与烧碱溶液反应制水玻璃：SiO22OH=SiO23H2OD往水玻璃中通入少量 CO2：SiO23H2OCO2=H2SiO3(胶体)CO23【解析】选 A。往 NaOH 溶液中通入少量 CO2，应生成正盐 Na2CO3，CO2 过量时才会生成 NaHCO3；硅虽然一般不与酸反应，但能与氢氟酸反应，由于氢氟酸是弱
2、酸，所以离子方程式和化学方程式相同；石英砂的主要成分是 SiO2，它与烧碱溶液反应，生成硅酸钠和水；碳酸比硅酸的酸性强，所以往水玻璃中通入少量 CO2 可制成硅酸，Na2SiO3 可溶于水，写成离子形式。【加固训练】我国成功地发射了“嫦娥一号”探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测等。月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5 cm厚的沙土就含铁单质上亿吨，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、钾长石(KAlSi3O8)和橄榄石(MgxFe2xSiO4)等，下列说法或分析不正确的是()A辉石、钾长石及橄榄石均属于硅酸盐矿物B钾长石的氧化物形式可表示为K2OAl2O36SiO2C
3、橄榄石中铁为2价D月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱【解析】选 D。由辉石、钾长石及橄榄石的组成可以看出三者均为硅酸盐矿物，A 项正确；将硅酸盐表示成氧化物形式时需注意元素守恒，辉石可写作：CaOMgO2SiO2，钾长石可写作：K2OAl2O36SiO2，B 项正确；根据化合价原则：2xn(2x)424，分析得 n2，铁为2 价，C 项正确；月球上存在游离态铁的主要原因是月球上没有氧气，D 项错误。2(2020邯郸高一检测)某溶液中可能含有 K、SO23、CO23、HCO3、SiO23，向该溶液中加入稀盐酸，产生白色浑浊和无色无味气体。下列说法正确的是()A无法判断该溶
4、液中是否含有 KB该溶液中一定含有 K、SiO23，可能含有 HCO3C该溶液中无 SO23，一定含有 CO23D该溶液中可能含有 K和 CO23【解析】选 C。向该溶液中加入稀盐酸，产生白色浑浊和无色无味气体，说明该溶液中一定含有 SiO23，可能含有 CO23或 HCO3。但 HCO3与 SiO23能反应 2HCO3SiO23=2CO23H2SiO3，故一定含 CO23，无 HCO3。由溶液呈电中性可知，该溶液中一定含有 K。3宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是()A窑变是高温下釉料中的金属化合物发生
5、氧化还原反应导致的颜色变化B氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料C高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物D陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸碱腐蚀，但是不能用来盛装氢氟酸【解析】选C。不同的金属氧化物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化称为窑变，故A正确；新型无机非金属材料主要有先进陶瓷、非晶体材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等，氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，故B正确；瓷器的原料主要是黏土烧结而成，瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，是混合物，故C错误；HF能与二氧化硅反应，陶瓷的成分是硅酸盐和二氧化硅，所以陶瓷不能用来盛装氢氟酸，故D正确。二、非选择题(本题包括1小题，共1
6、5分)4中国高铁对实现“一带一路”的倡议有重要的作用。(1)建设高铁轨道需要大量的水泥，生产水泥的主要原材料是黏土和_；(2)高铁上的信息传输系统使用了光导纤维，其主要成分是_；乘务员使用的无线通话机的芯片材料是_。(3)高铁上安装有许多玻璃，氢氟酸可以处理玻璃表面的微裂纹，氢氟酸与玻璃中的二氧化硅反应的化学方程式为_。(4)高铁上的卫生间没有任何异味，是由于所使用的马桶，地漏和洗手盆下水口都是纳米硅胶的高科技产品，向硅酸钠溶液中加入稀盐酸可产生硅酸胶体，该反应的离子方程式为_。【解析】(1)工业上主要原料是：石灰石和黏土；生产水泥的主要设备是：水泥回转窑；水泥的主要成分是：硅酸三钙、硅酸二钙
7、、铝酸三钙；(2)光导纤维，其主要成分是 SiO2，具有良好的导光性，硅单质是半导体材料，常用于计算机芯片的材料和太阳能电池，乘务员使用的无线通话机的芯片材料是硅；(3)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅，反应方程式为 SiO24HF=SiF42H2O；(4)向硅酸钠溶液中滴入稀盐酸，反应生成硅酸胶体，离子方程式：SiO232H=H2SiO3(胶体)。答案：(1)石灰石(2)SiO2 Si(3)SiO24HF=SiF42H2O(4)SiO232H=H2SiO3(胶体)一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)5将过量的CO2分别通入：CaCl2溶液 浓Na2SiO3溶
8、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()A BC D【解析】选B。根据酸与盐反应的规律，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。6硅胶是一种高活性吸附材料，其吸附性能高、热稳定性好、
9、化学性质稳定、有较高的机械强度等。如图是利用二氧化硅制备硅胶等物质的流程，下列说法正确的是()ASiO2属于两性氧化物B盛放Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞C硅胶吸水后可重复再生D图中所示转化反应都是氧化还原反应【解析】选C。SiO2是酸性氧化物，它能与氢氟酸反应是其特殊性质，A错；Na2CO3溶液呈碱性，二氧化硅能与碱反应生成具有粘结性的硅酸钠，使玻璃塞无法打开，B错；硅胶吸附水分后，可通过热脱附方式将水分除去重复使用，C对；在图示转化关系中只有第一行的变化是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应，D错。二、非选择题(本题包括1小题，共10分)7稻壳，是大米外面的一层壳。可以用来做酱油、酒以
10、及发电，装成袋也可以种植平菇。稻壳是由外颖、内颖，护颖和小穗轴等几部分组成，外颖顶部之外长有鬓毛状的毛。高纯二氧化硅可用来制造光纤。某稻壳灰的成分为通过如下流程可由稻壳灰制备较纯净的二氧化硅。组分SiO2CNa2OK2OAl2O3Fe2O3质量分数59.2038.800.250.500.640.61请回答下列问题：(1)根据氧化物的性质进行分类，稻壳灰中涉及的氧化物最多有_类。(2)步骤中涉及SiO2的性质是_。写出有关离子反应方程式_。(3)通过流程分析滤渣A的成分是_。(4)写出步骤反应的化学方程式_。(5)实验室进行步骤用到的仪器有_。【解析】(1)二氧化硅为酸性氧化物，氧化钠、氧化铁、
11、氧化钾为碱性氧化物，氧化铝为两性氧化物，所以最多涉及 3 种氧化物；(2)二氧化硅为酸性氧化物，与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，离子方程式：SiO22OH=SiO23H2O；(3)氧化钠、氧化钾均能与水反应生成可溶性碱，氧化铝为两性氧化物能够与强碱反应生成可溶性偏铝酸盐，二氧化硅为酸性氧化物与氢氧化钠反应生成可溶性硅酸钠，氧化铁与氢氧化钠不反应，所以过滤剩余的滤渣为 Fe2O3；(4)硅酸不稳定受热易分解生成二氧化硅和水，方程式：H2SiO3H2OSiO2；(5)煅烧固体需要的仪器有坩埚钳、酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角。答案：(1)3(2)酸性氧化物 SiO22OH=SiO23H2O(3)Fe2O3(4)H2SiO3H2OSiO2(5)坩埚钳、酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角
