高中化學(xué)第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無機非金屬材料的主角硅(第2課時)硅酸鹽和硅單質(zhì)課后達標(biāo)

1、優(yōu)化方案高中化學(xué)第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無機非金屬材料的主角硅（第2課時）硅酸鹽和硅單質(zhì)課后達標(biāo)檢測新人教版必修1基礎(chǔ)鞏固1有些科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列關(guān)于硅的說法正確的是()A自然界中硅元素的含量稀少B自然界中存在大量的單質(zhì)硅C高純度的單晶硅被廣泛用于制造計算機芯片D光導(dǎo)纖維的主要成分是硅解析：選C。地殼中硅元素含量豐富，僅次于氧元素而居第二位，但沒有單質(zhì)硅，其主要存在形式為二氧化硅及硅酸鹽。光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅而不是硅。2下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中不正確的是()A水玻璃是一種礦物膠，既不燃燒也

2、不易被腐蝕B在建筑工業(yè)上可以作黏合劑C木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒D水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易變質(zhì)解析：選D。Na2SiO3的水溶液叫水玻璃，是一種礦物膠，通常用作耐火材料。在空氣中發(fā)生反應(yīng)：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，故D項不正確。3硅及其化合物在材料領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。下列說法正確的是()A硅酸鈉可用于制備木材防火劑B硅單質(zhì)廣泛用于光纖通訊C利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品D水晶項鏈?zhǔn)枪杷猁}制品解析：選A。B項，SiO2用于光纖通訊；C項，利用氫氟酸刻蝕石英制作藝術(shù)品；D項，水晶是SiO2制品。4現(xiàn)有硫酸鈉、石灰石、二氧化硅三種白色粉末，只用一種試劑

3、就可以將它們鑒別開，該試劑是()A純水B鹽酸C硝酸銀溶液D碳酸鈉溶液解析：選B。加入水，石灰石和二氧化硅都不溶于水，不能鑒別，故A項錯誤；加入鹽酸，硫酸鈉溶解，無明顯現(xiàn)象，石灰石溶解，生成氣體，二氧化硅不反應(yīng)，溶液中有沉淀，現(xiàn)象不同，可鑒別，故B項正確；加入硝酸銀溶液，溶液中都有沉淀，不能鑒別，故C項錯誤；加入碳酸鈉溶液，與三種物質(zhì)都不反應(yīng)，不能鑒別石灰石和二氧化硅，故D項錯誤。5(2016徐州高一檢測)下列表述正確的是()人造剛玉熔點很高，可用作高級耐火材料，主要成分是二氧化硅化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進行無溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽

4、材料夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護眼睛太陽能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能ABCD1。解析：選D。人造剛玉的主要成分是氧化鋁；瑪瑙的主要成分是二氧化硅；水泥的主要成分是硅酸鹽；變色玻璃是含有溴化銀(或氯化銀)和微量氧化亞銅的玻璃；太陽能電池的使用開辟了新的能源，有利于環(huán)保和節(jié)能，故正確答案為D。6下列關(guān)于材料的敘述中正確的是()A氮化硅陶瓷耐高溫，可用來制造汽車發(fā)動機B鋼化玻璃屬于新型無機非金屬材料C水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料都不溶于水，所以所有的硅酸鹽都不溶于水D新型陶瓷材料種類很多，但是都屬于硅酸鹽解析：選A。鋼化玻璃是把普通玻璃高溫軟化

5、，迅速降溫獲得的機械強度增大的玻璃，成分還是硅酸鹽，屬于傳統(tǒng)的無機非金屬材料，所以B錯誤；大多數(shù)硅酸鹽都難溶于水，但是Na2SiO3是可溶的，所以C錯誤；新型陶瓷中的壓電陶瓷就不屬于硅酸鹽，所以D錯誤。7和田玉作為玉石極品譽滿全球，已知和田玉是一種具有鏈狀結(jié)構(gòu)的含水鈣鎂硅酸鹽。某種和田玉的化學(xué)成分為Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有關(guān)敘述中正確的是()A將該和田玉的化學(xué)式改寫成氧化物的形式表示如下：2CaO3MgOFe2O38SiO2H2OB該和田玉能抵抗任何酸或堿的腐蝕C該和田玉中Fe的化合價為2價D該和田玉是由5種氧化物組成的混合物解析：選C。根據(jù)和田玉的表達式中正負(fù)化

6、合價代數(shù)和等于零的規(guī)則，可計算出Fe元素的化合價為2價，氧化物形式中Fe元素仍然是2價，A錯誤，C正確；含硅化合物易被氫氟酸和堿腐蝕，B錯誤；硅酸鹽組成可用氧化物形式表示，但不是由氧化物組成的混合物，D錯誤。8(2016江西高一試題)形形色色的硅酸鹽存在于地球的每一個角落，在人類的生活和生產(chǎn)中扮演著重要的角色，下列說法不正確的是()A古代的陶瓷、磚瓦、現(xiàn)代的玻璃、水泥等，都是硅酸鹽產(chǎn)品B晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是一種重要的半導(dǎo)體材料C硅酸、二氧化硅、硅酸鈉及硅酸鹽產(chǎn)品均屬于電解質(zhì)D青花瓷胎體的原料為高嶺土Al2Si2O5(OH)4，若以氧化物形式可表示為Al2O32SiO22H2O

7、解析：選C。水泥、玻璃、陶瓷屬于傳統(tǒng)的無機非金屬材料，主要成分都是硅酸鹽，A正確；晶體硅是半導(dǎo)體材料，B正確；二氧化硅是非電解質(zhì)，硅酸鹽產(chǎn)品是混合物，而電解質(zhì)是化合物，C錯誤；硅酸鹽可以用鹽的形式或氧化物的形式表示，D正確。9幾種含硅元素的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：(1)寫出圖示反應(yīng)的幾種物質(zhì)的化學(xué)式：A_，C_，E_。(2)寫出BE反應(yīng)的化學(xué)方程式：(3)寫出AD反應(yīng)的離子方程式：_解析：本題的突破點在于A和B，含Si元素的物質(zhì)與碳在加強熱的條件下能反應(yīng)，化2高溫高溫高溫學(xué)方程式為SiO22C=i2CO，所以A為Si，B為SiO2，則由Si的相關(guān)知識可推出C為H2SiO3，D為Na2S

8、iO3，E為CaSiO3，F(xiàn)為H2SiO3凝膠。答案：(1)SiH2SiO3CaSiO3高溫(2)CaCO3SiO2=aSiO3CO2(3)Si2OHH2O=Si2H210氮化硅陶瓷因其熔點高，對于金屬及氧化物熔體具有相當(dāng)?shù)母邷胤€(wěn)定性，越來越多被應(yīng)用于熱工各個領(lǐng)域，如陶瓷燒成棚板、輥棒，以及高溫軸承、渦輪葉片等。(1)下列關(guān)于氮化硅陶瓷的說法正確的是_。A硅粉合成氮化硅的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)B氮化硅陶瓷屬于硅酸鹽C氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料D太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的主體材料為氮化硅(2)在燒結(jié)氮化硅陶瓷的過程中，二氧化硅、碳、氮氣以物質(zhì)的量之比362反應(yīng)生成兩種化合物。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。該反應(yīng)

9、中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為_。解析：(1)Si與N2反應(yīng)前后，N、Si元素的化合價發(fā)生變化，故屬于氧化還原反應(yīng)，A正確；氮化硅屬于新型高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，不屬于硅酸鹽，B錯誤；根據(jù)氮化硅的性能，可用于制造磨刀材料，C正確；太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的主體材料為硅，D錯誤。(2)硅原子最外層有4個電子，氮原子最外層有5個電子，在氮化硅中硅顯4價，氮顯3價，根據(jù)化合物中化合價代數(shù)和等于零的原則，可得氮化硅的化學(xué)式為Si3N4。燒結(jié)Si3N4的反應(yīng)物為SiO2、N2、C，生成物為Si3N4和另一種化合物，則有3SiO22N26CSi3N4另一種化合物，根據(jù)原子守恒可得另一種化合物為CO，故反應(yīng)方程式為3SiO22N2

10、高溫高溫6C=i3N46CO。根據(jù)反應(yīng)：3SiO22N26C=i3N46CO，分析各元素化合價變化可知，Si、O元素反應(yīng)前后化合價沒有變化，氮元素價態(tài)降低，N2為氧化劑，碳元素價態(tài)升高，C單質(zhì)為還原劑，其質(zhì)量比為(2mol28g/mol)(6mol12g/mol)79。答案：(1)AC(2)3SiO22N26C=i3N46CO7911將少量固體物質(zhì)是(能力提升CO2氣體通入水玻璃中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后得到的)ANa2SiO3BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2DSiO2解析：選A。Na2SiO3溶液中通入少量CO2，Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3

11、Na2CO3，混合物蒸干后得到H2SiO3和Na2CO3混合物，高溫下灼燒該混合物發(fā)生反應(yīng)：SiO2Na2CO3=Na2SiO3CO2，因此最終得到固體物質(zhì)Na2SiO3。H2SiO3=iO2H2O，3失去2mole失去4mole產(chǎn)生H2Al與NaOH12正長石被認(rèn)為是SiO2晶體中有25%的硅原子被Al原子取代，不足的價數(shù)由K原子補充。則正長石的化學(xué)式是()AKAlSiO4BKAlSiO8CKAlSi2O6DKAlSi3O8解析：選D。SiO2晶體中25%的硅原子被Al原子取代，則25%31，N(O)2N(Si)N(Al)。13(2016天津高一檢測)一粗鋁樣品中含鐵和硅兩種雜質(zhì)，N(Si)

12、N(Al)(125%)取等質(zhì)量的樣品分別投入到足量的鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中，放出等量的氫氣，則該粗鋁中鐵和硅的關(guān)系正確的是()物質(zhì)的量之比為21物質(zhì)的量之比為31質(zhì)量之比為21質(zhì)量之比為41ABCD解析：選C。將含有雜質(zhì)鐵和硅的粗鋁分別投入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生氫氣。其反應(yīng)情況如下所示：Fe與鹽酸反應(yīng)Fe2HCl=FeCl2H2Al2Al6HCl=2AlCl33H2Si溶液反應(yīng)產(chǎn)生H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2Si2NaOHH2O=N2aSiO32H2反應(yīng)取相同質(zhì)量的樣品，其中由Al反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的量相等，因為反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的總量相等，故Si與NaOH溶液反應(yīng)

13、產(chǎn)生的氫氣的量必然等于Fe與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的量。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移關(guān)系進行分析。在鐵與鹽酸的反應(yīng)中：1molFe1molFeCl2，產(chǎn)生1molH2。在硅與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)中：1molSi1molNa2SiO3，產(chǎn)生2molH2。若產(chǎn)生等量的氫氣，F(xiàn)e和Si在反應(yīng)中失去的電子數(shù)應(yīng)相等，因此，物質(zhì)的量之比應(yīng)為n(Fe)n(Si)21，質(zhì)量之比為m(Fe)m(Si)(562)(281)41。故選C。14如圖中的每一方格表示相關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物。其中B是一種單質(zhì)，其余物質(zhì)都是含B元素的化合物。C是一種鈉鹽，E是C對應(yīng)的酸，B的結(jié)構(gòu)類似金剛石，化物(其他不含B元素的反應(yīng)產(chǎn)物以及各步

14、反應(yīng)添加的必要試劑和反應(yīng)條件已被略去寫空白：D為B的氧)，請?zhí)?1)A、D、E的化學(xué)式分別為_、_、_。4。焦炭HCl(2)A和B的互相轉(zhuǎn)化在工業(yè)上有什么實際意義？(3)寫出DC反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4)寫出ED反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。解析：本題的突破口是“B是一種單質(zhì)”“B的結(jié)構(gòu)類似金剛石”。據(jù)此，容易推斷出B是晶體硅。硅與氯氣在加熱條件下生成SiCl4，因此，凈的SiCl4，SiCl4可以被氫氣還原得到純凈的硅。根據(jù)由此可知其他答案。答案：(1)SiCl4SiO2H2SiO3(2)粗硅提純(3)SiO22NaOH=N2aSiO3H2OA為SiCl4。經(jīng)過分餾提純后得到純D能轉(zhuǎn)化成B(Si)

15、，可知D為SiO2，(4)H2SiO3=SiO2H2O15硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請回答下列問題：(1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷硅的主要方法，生產(chǎn)過程示意圖如下：高溫573K以上石英砂粗硅SiHCl3（粗）高純硅寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式：(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純SiHCl3（純）H21357K_。整個制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式：_；H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是_。(2)下列有關(guān)硅材料的說法正確的是_(填字母)。A碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)耐高溫水泥B氮化硅硬度大、熔點高，可用于制作高溫陶瓷和軸承C高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料光導(dǎo)纖維D普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點很高E鹽酸可以與硅