1、第4章 材料家族中的元素第1节 硅 无机非金属材料1下列说法正确的是()A硅材料广泛用于光纤通信B工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应答案：A2下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是()ACO2H2CO3BSiO2Na2SiO3CSiO2H2SiO3 DNa2O2Na2CO3解析：A.二氧化碳与水反应生成碳酸；B.二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水；C.二氧化硅不溶于水，与水不反应；D.过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。答案：C3下列说法中，正确的是()ASiO2溶于水显酸性BCO2通入水玻璃可以得到白色沉淀C由
2、Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2可知，硅酸的酸性比碳酸的酸性强DSiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸答案：B4下列离子方程式书写不正确的是()A向氢氧化钠溶液中通入少量的二氧化碳：CO2OH=HCOB单质硅与氢氟酸反应：Si4HF=2H2SiF4C石英砂与烧碱反应生成水玻璃：SiO22OH=SiOH2OD向水玻璃中通入少量二氧化碳：SiO2H2OCO2=H4SiO4CO解析：向氢氧化钠溶液中通入少量二氧化碳生成的是Na2CO3。答案：A5除去二氧化硅固体中混有的CaCO3固体，方法正确的是()A加水，过滤 B加热C加盐酸，过滤 D加NaOH溶液，过滤解析：二氧化硅和CaCO3均难溶于水
3、，但CaCO3能溶于盐酸而二氧化硅不能。答案：C6为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：(1)圆底烧瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为_。(2)装置B所盛的试剂是_，其作用是_。(3)装置C所盛试剂是_，C中反应的离子方程式是_。(4)由此可得出的结论是：酸性_。解析：根据“强酸弱酸盐弱酸强酸盐”分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A中盛放Na2CO3溶液，根据Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2，可以知道酸性HCl强于H2CO3，然后将生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反应为Na2
4、SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，由此判断酸性H2CO3H2SiO3，但需注意的是A中反应会有HCl气体逸出，故通入Na2SiO3溶液前需将HCl吸收，但不能吸收CO2，故可选用饱和NaHCO3溶液。答案：(1)盐酸(2)饱和NaHCO3溶液吸收HCl气体(3)Na2SiO3溶液SiOCO2H2O=H2SiO3CO(4)HClH2CO3H2SiO3 (时间：40分钟分值：100分)一、选择题(每小题8分，共48分)1下列关于硅和二氧化硅说法不正确的是()A晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的固体B硅的化学性质很稳定，但自然界里无游离态的硅存在，常温下可与其他物质发生反应C硅和
5、二氧化硅都能与NaOH溶液反应D工业上用焦炭在高温条件下还原二氧化硅来制备硅说明通常情况下还原性CSi解析：自然界中硅只以化合态形式存在，硅可与HF、F2等反应。硅与NaOH溶液反应生成H2，SiO2是酸性氧化物与碱反应。反应SiO2CSi2CO，在高温下进行只能说明在此条件下还原性CSi。答案：D2下列物质的主要成分不是SiO2的是()A石英B水晶C金刚石 D玛瑙解析：金刚石为C的单质。答案：C3在高温下，碳与硅可形成SiC。对于化学反应SiO23CSiC2CO，有关叙述正确的是()A反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂B硅元素被还原了，碳元素被氧化了C在反应中C既是氧化剂又是还原剂D在反应中
6、氧化剂与还原剂的物质的量之比为21解析：Si元素化合价没有发生变化，SiO2既不是氧化剂又不是还原剂，C元素化合价既升高又降低，既是氧化剂又是还原剂，故A错误；Si元素化合价没有发生变化，C元素既被氧化又被还原，故B错误；反应中C既是氧化剂又是还原剂，故C正确；C既是氧化剂又是还原剂，由方程式可知3 mol C参加反应，有2 mol被氧化，1 mol被还原，则在反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为12，故D错误。答案：C4从石英砂制取并获得高纯硅的主要化学反应如下：SiO22CSi(粗)2COSi(粗)2Cl2SiCl4SiCl42H2Si(纯)4HCl关于上述反应的分析不正确的是()A、是置
7、换反应，是化合反应B高温下，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得高纯硅解析：、时一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，是化合反应，故A正确；氧化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，、反应可说明焦炭与氢气的还原性均强于硅，故B正确；Si原子核外最外层有4个电子，一般表现为4价，所以任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子，故C正确；高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合，石英砂、焦炭反应生成粗硅，氯气、氢气反应生成HCl，故D
8、错误。答案：D5下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是()A硅酸钠溶液 B盐酸C氢氟酸 D氢氧化钠溶液解析：硅酸钠溶液具有强的粘连性，能使玻璃塞与玻璃瓶粘住；氢氟酸、氢氧化钠溶液均可与玻璃中的二氧化硅反应。答案：B6世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关玻璃的说法不正确的是()A制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土B玻璃在加热熔化时没有固定的熔点C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起解析：制玻璃的原料主要有纯碱、石灰石和石
9、英，A不正确。答案：A二、非选择题(本题包括3小题，共52分)7(18分)下表中括号内的物质是杂质，试将除杂试剂和分离的方法填入表中：混合物(1)SiO2(CaCO3)(2)SiO2(Fe2O3)(3)SiO2(NaCl)(4)SiO2(Si)(5)Si(Al)(6)NaHCO3(Na2SiO3)除杂试剂分离方法解析：根据主要物质和杂质性质的差异，一般选用杂质溶解(包括反应)而被提纯的物质过滤得到。答案：(1)盐酸、过滤(2)盐酸、过滤(3)水、过滤(4)O2、加热(5)盐酸、过滤(6)足量CO2/H2O、过滤8(21分)已知A是一种装饰品的主要成分，根据如图转化关系，回答下列问题。已知：Si
10、O2Na2CO3Na2SiO3CO2(1)A用途_(任写一种)，B是_，D是_。(2)写出离子方程式：_。_。_。解析：由题给信息“A是一种装饰品的主要成分”和图中转化关系条件，可推出A是SiO2，则B为Na2SiO3，C为CO2，进一步推出D是H2SiO3。再由ABD的转化关系，对物质B进行验证。答案：(1)制光导纤维(或其他合理答案)Na2SiO3H2SiO3(2)CO2H2OSiO=COH2SiO3SiO22OH=SiOH2OSiO2H=H2SiO39(13分)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，化学性质相同，物
11、理性质上表现出差别，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)。(1)用NaOH溶液溶解石英：_。(2)过滤，加入盐酸，至沉淀不再产生：_。(3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：_。解析：根据酸性氧化物(SiO2)的性质与碱反应生成盐(Na2SiO3)，盐(Na2SiO3)与强酸反应生成新的弱酸(H2SiO3)，不溶于水的弱酸(H2SiO3)分解生成酸性氧化物(SiO2)的思路来解题。制备过程：石英(SiO2)Na2SiO3H2SiO3硅胶(SiO2)。(1)石英主要成分是酸性氧化物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溶液，由于硅酸是弱酸，Na2SiO3与盐酸发生复分解反应：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。(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：H2SiO3H2OSiO2。答案：(1)2OHSiO2=SiOH2O(2)SiO2H=H2SiO3(3)H2SiO3H2OSiO2
