1、第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料,第1课时硅二氧化硅知识点一 单质硅1有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥的是()A硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B自然界中存在大量的单质硅C硅燃烧放出的热量多，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制D自然界的硅易开采，且可再生2. 关于硅的下列说法中，不正确的是()A硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D加热到一定温度时
2、，硅能与氧气、氯气等非金属单质反应3(双选)下列有关硅的叙述中，正确的是()A硅只有在加热下才能跟氧气起化合反应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，在常温下不与任何物质反应D硅在电子工业中是重要的半导体材料4制备单质硅时，主要化学反应如下：SiO22CSi2COSi2Cl2SiCl4SiCl42H2Si4HCl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均为氧化还原反应C为化合反应D三个反应的反应物中硅元素均被氧化知识点二二氧化硅与光导纤维5下列关于二氧化硅的叙述中正确的是()SiO2能与水反应生成硅酸；SiO2对应的水化物是
3、可溶性弱酸；硅原子和碳原子的最外层电子数相同，SiO2和CO2分子结构也相同；SiO2既能与氢氧化钠反应又能与氢氟酸反应，但SiO2是酸性氧化物；SiO2中硅元素为4价，故SiO2有氧化性；在SiO2中每个硅原子结合2个氧原子A B C只有 D只有6证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是()A加入过量盐酸，观察是否有气泡产生B加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解C加热至高温，观察是否有气体产生，是否有硅酸钙生成D先加入过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现，若有不溶物则滤出，投入到NaOH溶液中看其是否溶解7地壳中含量占第一、二位的元素间形成的化合物不具有的性质是()A熔点高、
4、硬度大B常温下能与水反应 C高温时能与石灰石反应D常温下能与氢氧化钠溶液反应8下列说法不正确的是()A因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸性氧化物B在反应SiO22CSi2CO中SiO2作氧化剂CSiO2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大D氢氟酸能够刻蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸9在一定条件下，下列物质不能和SiO2反应的是()焦炭烧碱氧气氢氟酸硝酸氢氧化钾氧化钙A B C D10化学与社会、生产、生活紧切相关。下列说法正确的是()A为了增加食物的营养成分，可以大量使用食品添加剂B高纯硅及其氧化物在太阳能电池及信息高速传输中有重要应用C石英只能用于生产光导纤维D从海水中提取物质
5、都必须通过化学反应才能实现11下列关于硅的叙述中，错误的是()硅广泛存在于自然界中，天然单质硅叫水晶单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，能导电含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性A B C D12科技日报曾报道：美国宇航局最新发布火星探测成果称，“勇气”号火星车对火星“古谢夫环形山”区域一小片土壤分析后发现，其中富含硅胶。火星车项目科学家们认为，能够生成如此高纯度的二氧化硅沉积物一定要有水参与。下列有关说法正确的是()。A. SiO2与H2O反应生成硅酸B二氧化硅是硅芯片的主要成分C二氧化硅能溶于所有的酸D水晶、硅石、石英的主要成分是二氧化硅13下列关于SiO2
6、性质的说法错误的是()A与强碱反应：SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，盛放碱性药品的试剂瓶不能用玻璃塞B与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O，可用来雕刻玻璃C高温下与碱性氧化物反应：SiO2CaOCaSiO3，可用来做石英坩埚D与水反应：SiO2H2O=H2SiO3，具有酸性氧化物的通性14(双选)下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是()A氧化物都能与NaOH溶液反应B单质在加热时都能与氧气反应C氧化物都能溶于水生成相应的酸D常温下，碳和硅的单质化学性质都不活泼15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过量二氧化碳：CO2OH=HCOB单质硅与氢氟酸反应：Si4
7、HF=2H2SiF4C石英砂与烧碱反应：SiO22OH=SiOH2OD向Ba(NO3)2溶液中通入二氧化碳：Ba2CO2H2O=BaCO32H16. 在SiO23CSiC2CO反应中，氧化剂和还原剂的质量比为()A3630 B6036 C21 D121760 g石灰石在高温下与23 g石英反应产生的气体在标准状况下的体积是()A5.6 L B11.2 L C13.44 L D6.72 L18如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填在表中相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。可供选择的试剂：A.盐酸，B.氢氧化钠溶液，C.氧气，D.
8、水，E.二氧化碳。可选用的操作：水洗， 加热， 高温灼烧， 过滤， 结晶。粉末状混合物所选试剂所选操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(NH4Cl)19.把河沙(主要成分是SiO2)跟镁粉按一定质量比(质量比约大于1524)混合均匀，装入试管中加热大约一分钟后发生剧烈反应，生成一种白色固体化合物和一种硅化物，待生成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中，立即产生气泡并伴有爆炸声，产生的气体是一种能在空气中自燃的硅的气态氢化物。(1)写出河沙与镁粉在加热时反应的化学方程式： _，该反应是_(填“放热”或“吸
9、热”)反应。(2)生成的混合物放入稀硫酸中，产生的气体是(填化学式) _；(3)写出产生“爆炸声”的化学方程式： _。20. A元素的单质是重要的半导体材料，含A元素的化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。(1)A的原子结构示意图为_。(2)易与C发生化学反应的酸是_，发生反应的化学方程式是_。(3)C与纯碱混合高温熔融时，发生化学反应生成D，同时还生成氧化物B；将全部的B与全部的D在足量的水中混合，又发生化学反应生成含A的化合物E。写出生成D和E的化学方程式_。(4)100 g C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2
10、 L，100 g混合物中石灰石的质量分数是_。21. 晶体硅是一种重要的非金属材料，制备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HCl气体反应制得SiHCl3：Si3HClSiHCl3H2SiHCl3与过量H2在1 000 1 100 反应制得纯硅已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：(1)第步制备粗硅的化学反应方程式为_。(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采用的方法为_。(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(
11、热源及夹持装置略去)：图 L411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_。第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第1课时硅二氧化碳1B2.C3AD解析 因为硅的化学性质稳定，常温下除了少数物质外，它不易与其他物质如氢气、氧气、氯气等反应，A正确。氧元素在地壳中的含量居第一位，B错误。硅的化学性质不活泼，但常温下可与F2、HF和强碱等反应，C错误。硅是常温下化学性质稳定的半导体材料，
12、广泛应用于计算机技术领域，D 正确。4D解析 中的硅元素被还原，中的硅元素被氧化，D错误。5D解析 SiO2是酸性氧化物，但不能溶于水，不能与水反应生成硅酸，错误；硅酸不溶于水，错误；SiO2中每个硅原子结合着4个氧原子，每个氧原子结合着2个硅原子，硅原子、氧原子个数比为12，SiO2与CO2的性质不同，结构也不同，、错误；SiO2既能与氢氧化钠反应又能与氢氟酸反应，但SiO2是酸性氧化物，正确；4价是硅元素的最高价态，故SiO2具有氧化性，正确。D正确。6D解析 证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石，可利用石灰石能溶于盐酸且产生气泡，而石英不溶于盐酸而溶于强碱溶液的性质检验，加入过量盐酸，若
13、有气泡产生证明有石灰石，若固体完全溶解则无石英，若固体有剩余，且剩余固体能溶于NaOH溶液则证明有石英，D正确。7B解析 地壳中含量占第一、二位的元素分别是氧和硅，形成的化合物为二氧化硅。8A解析 A项，SiO2不溶于水，但它能与碱反应生成硅酸盐和水，是酸性氧化物，错误。9D解析 SiO22CSi2CO；SiO22NaOH=Na2SiO3H2O；SiO2与氧气不能反应； SiO24HF=SiF42H2O；SiO2不能与硝酸反应；SiO22KOH=K2SiO3H2O；SiO2CaOCaSiO3；选D。10B解析 不能在食品中大量使用添加剂，A错误；石英除生产光导纤维外，还可制造压电材料、医药器械
14、等，C错误；从海水中提取NaCl不需要化学反应，D错误。11C 12D解析 SiO2不能与H2O反应，A错误；硅芯片的成分是硅，B错误；二氧化硅只能溶于氢氟酸，不溶于其他酸，C错误；硅石、水晶、石英的主要成分是二氧化硅，D正确。13D14A、C解析 CO与NaOH溶液不反应，A错误；碳、硅与氧气在加热时都反应，B正确；SiO2与水不反应，CO与水也不反应，C错误；碳、硅的化学性质在常温下比较稳定，D正确。15D解析 BaCO3不能在酸性环境中存在，即CO2与Ba(NO3)2溶液不反应，D错误。16D解析 在SiO23CSiC2CO中，C既是氧化剂又是还原剂，质量之比等于物质的量之比，为12，D
15、正确。17C解析 石灰石在高温下，即使不与SiO2反应，也可完全把CO2释放出来，故存在CaCO3CO2，60 g石灰石的物质的量为60 g/100 g/mol0.6 mol , V(CO2 )0.6 mol 22.4 L/mol13.44 L，C正确 。18(1)B(2)D(3)A(4)A(5)19(1)SiO24Mg2MgOMg2Si放热(2)SiH4(3)SiH42O2=SiO22H2O解析 (1)河沙和镁粉的质量比约大于1524时，因河沙中还含有除SiO2之外的物质，故此时SiO2和Mg的质量比约为1524，则二者的物质的量之比为14，即在反应中SiO2和Mg应按14的物质的量之比进行
16、反应，故方程式为：SiO24Mg2MgOMg2Si，因为加热一分钟后即发生剧烈反应，故此反应应为放热反应。(2)MgO和稀H2SO4反应：MgOH2SO4=MgSO4H2O，此反应为碱性氧化物和强酸的反应，不剧烈，不可能产生爆炸声。所以应是Mg2Si和H2SO4反应的结果，结合题意，再根据Mg2Si中各元素的化合价可推测反应产物为MgSO4和SiH4，SiH4在空气中自燃发出爆炸声。20(1)(2)氢氟酸SiO24HFSiF42H2O(3)Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3(4)50%解析 (1)A元素单质可作半导体材料，含A元素的某
17、化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅。(2)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，碳酸的酸性强于硅酸的，故在水溶液中能发生反应Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3。(4)CaCO3的多少决定了CO2的产量，可通过关系式CaCO3CO2列式求解。21(1)SiO22CSi2CO(2)分馏(或蒸馏)(3)浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3气化有固体物质生成在反应温度下，普通玻璃会软化SiHCl3H2Si3HCl排尽装置中的空气解析(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3与H2O强烈反应，故提纯SiHCl3的方法只能在无水的条件下利用它们的沸点不同，采用分馏的方法进行。(3)因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，故B中的液体一定为浓硫酸，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3气化，加快与H2的反应。根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象为有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为1 0001 100，此温度下普通玻璃容易软化。因高温下H2与O2容易反应而爆炸，故还应排尽装置中的空气。
