2021-2022高中化學(xué)人教版必修1第四章第1節(jié)無機(jī)非金屬材料-硅（2）（系列三）WORD版含解析

無機(jī)非金屬材料——硅（2）(時間45分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分)1．下列說法錯誤的是()A．硅是制造太陽能電池的常用材料B．二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的材料C．常溫下硅性質(zhì)活潑，可以與氯氣、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液等起反應(yīng)D．水玻璃可用作木材防火劑解析：常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑．答案：C2．下列不屬于硅酸鹽產(chǎn)品的是()A．陶瓷 B．水泥C．玻璃 D．光導(dǎo)纖維解析：陶瓷、水泥、玻璃都是傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品，光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2.答案：D3．下列關(guān)于碳和硅的比較，正確的是()A．它們的最高價氧化物都能與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸B．碳和硅的最高正價都是＋4價C．硅元素在地殼中的含量占第二位，碳占第一位D．碳和硅在自然界存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài)解析：SiO2不溶于水也不與水反應(yīng)，A不正確；在地殼中含量第一的是氧元素，硅占第二位，C不正確；自然界中有游離態(tài)的碳(金剛石)，但是沒有游離態(tài)的硅，因?yàn)楣枋且环N親氧元素，D不正確．答案：B4．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，既不燃燒也不受腐蝕B．在建筑工業(yè)上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料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：Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，是一種礦物膠，通常用作耐火材料．硅酸的酸性比碳酸弱，所以硅酸鈉溶液在空氣中容易變質(zhì)生成硅酸，在空氣中發(fā)生反應(yīng)：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，故D不正確．答案：D5．有科學(xué)家認(rèn)為：硅是“21世紀(jì)的能源”、“未來的石油”，下列有關(guān)硅可能成為新型能源的敘述中不正確的是()A．自然界中存在大量硅單質(zhì)B．自然界中的硅易開采，且可再生C．硅燃料便于運(yùn)輸、貯存，從安全角度考慮，硅是優(yōu)質(zhì)燃料D．硅燃料燃燒放出的熱量多，其燃燒產(chǎn)物對環(huán)境的污染容易有效地控制解析：Si元素在自然界中含量豐富，但由于硅具有親氧性，自然界中無硅單質(zhì)．答案：A6．我國成功地發(fā)射了嫦娥一號探測衛(wèi)星，對月球土壤中14種元素的分布及含量進(jìn)行探測．月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，僅月球表層5cm厚的沙土就含鐵單質(zhì)有上億噸，月球上的主要礦物有輝石[CaMgSi2O6]、斜長石[KAlSi3O8]和橄欖石[(Mg，F(xiàn)e)2SiO4]等，下列說法或分析不正確的是()A．輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B．斜長石的氧化物形式可表示為：K2O·Al2O3·6SiO2C．橄欖石中鐵為＋2價D．月球上有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑蛏翔F的活動性比地球上鐵的活動性弱解析：鐵的活動性是不會改變的，只是月球上沒有氧氣，故在月球上存在游離態(tài)鐵．D錯誤．答案：D7．下列有關(guān)硅及其化合物的說法正確的是()A．晶體硅具有金屬光澤，可以導(dǎo)電，屬于金屬材料B．常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，所以自然界中的硅大部分以游離態(tài)存在C．SiO2是一種酸性氧化物，能夠與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D．除去SiO2中混有的CaCO3可加入適量的稀鹽酸解析：A項(xiàng)，晶體硅屬于非金屬單質(zhì)；B項(xiàng)，硅具有親氧性，自然界中主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在；C項(xiàng)，SiO2不與水反應(yīng)；D項(xiàng)，SiO2不溶于稀鹽酸，可使用稀鹽酸除去其中混有的CaCO3.答案：D8．《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”、“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個謎，近年來科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍(lán)紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價)，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是()A．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B．性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色C．易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿D．x等于6解析：硅酸銅鋇屬于硅酸鹽，不易溶于強(qiáng)堿，根據(jù)正負(fù)化合價代數(shù)和為0，可求得x＝6.答案：C二、非選擇題(本題包括5小題，共52分)9．(11分)X、Y、Z、W有如下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系：(1)推斷各物質(zhì)的名稱：X________，Y________，Z________，W________.(2)寫出化學(xué)方程式：W→X_____________________________________________________________________.(3)寫出離子方程式：Y→Z_____________________________________________________________________.W→Y_____________________________________________________________________.解析：由X和W的轉(zhuǎn)化條件分析，X是硅，W是二氧化硅，且這兩種物質(zhì)都能與NaOH溶液反應(yīng)，生成硅酸鈉(Na2SiO3)，SiO2又可以由硅酸加熱分解制得，所以推斷正確．答案：(1)硅硅酸鈉硅酸二氧化硅(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑(3)SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O10．(11分)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__________，B__________，C__________，D____________，E____________.(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：①B→A：________________________________________________________________；②B→E：________________________________________________________________.(3)寫出下列溶液中反應(yīng)的離子方程式：①A→D_________________________________________________________________；②D→C__________________________________________________________________.解析：本題的突破點(diǎn)在于A和B，含硅的物質(zhì)與碳在加強(qiáng)熱的條件下反應(yīng)的只有SiO2，其反應(yīng)為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，故A為Si，B為SiO2，則由硅的化合物之間關(guān)系可推知：C為H2SiO3，D為Na2SiO3，E為CaSiO3.答案：(1)SiSiO2H2SiO3Na2SiO3CaSiO3(2)①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑②CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑(3)①Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑②SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)11．(10分)晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料，從20世紀(jì)中葉開始，硅成了信息技術(shù)中的關(guān)鍵材料，工業(yè)上用焦炭在電爐中(高溫)還原二氧化硅制得含少量雜質(zhì)的粗硅，同時生成一氧化碳?xì)怏w．碳化硅(SiC)具有金剛石的結(jié)構(gòu)，硬度大可用作砂紙、砂輪的磨料，工業(yè)上使用焦炭與二氧化硅在高溫下反應(yīng)制得碳化硅，同時生成一氧化碳?xì)怏w．回答下列問題：(1)寫出制取粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式：____________________________，在該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________．(2)寫出制取碳化硅的化學(xué)反應(yīng)方程式：____________________________，在該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________．(3)在制取粗硅和碳化硅的工業(yè)生產(chǎn)中，從環(huán)境保護(hù)和廢棄資源再利用的角度來看，可采取的比較理想的附加措施是____________________________________．解析：利用化合價的升降法判斷氧化劑和還原劑，注意在SiC中Si顯＋4價，C顯－4價，所以在制取粗硅的反應(yīng)中，氧化劑是SiO2，還原劑是C，而在制取SiC的反應(yīng)中，氧化劑和還原劑都是碳．兩個反應(yīng)中都生成CO，它既是大氣污染物，又是優(yōu)質(zhì)燃料，還可以用作其他的工業(yè)原料，應(yīng)該對CO作回收利用．答案：(1)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑1∶2(2)SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑1∶2(3)收集反應(yīng)生成的CO用作燃料或工業(yè)原料12．(8分)礦泉水一般是由巖石風(fēng)化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此處所指的風(fēng)化作用是指礦物與水和CO2同時作用的過程．例如長石(KAlSi3O8)風(fēng)化生成黏土[Al2(Si2O5)(OH)4]，此時反應(yīng)的離子方程式為：2KAlSi3O8＋2H2CO3＋5H2O=2K＋＋2HCOeq\o\al(－,3)＋4H2SiO3＋Al2(Si2O5)(OH)4(1)將上述復(fù)雜硅酸鹽改寫成氧化物形式：①KAlSi3O8：______________________________________________________________；②Al2(Si2O5)(OH)4：_________________________________________________________.(2)上述反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是_______________________________________________．解析：(1)將復(fù)雜硅酸鹽化學(xué)式改寫成氧化物時，需注意各種原子個數(shù)比符合原來的組成，并在某種(或幾種)氧化物前加合適的化學(xué)計量數(shù)．①K2O·Al2O3·6SiO2②Al2O3·2SiO2·2H2O(2)分析反應(yīng)前后物質(zhì)的種類，可知屬于酸與鹽發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)，由于H2CO3酸性強(qiáng)于H2SiO3，發(fā)生了“較強(qiáng)的酸制較弱的酸”的反應(yīng)．答案：(1)①K2O·Al2O3·6SiO2②Al2O3·2SiO2·2H2O(2)H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性強(qiáng)，由較強(qiáng)的酸可制得較弱的酸13．(12分)含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D.(1)B元素是最外層電子數(shù)與A相同，但相對原子質(zhì)量比A小的元素，則B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為__________，A與B在原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)是___________________．(2)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是________，反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________．(3)將C與純堿混合高溫熔融時也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時還生成B的最高價氧化物E：將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含A的化合物F.①寫出生成D和E的化學(xué)反應(yīng)方程式：________________________________________________________________________________________________________________.②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中可選用的是________．A．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩堝 D．鐵坩堝(4)100gC與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L,100g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________．解析：(1)A元素的單質(zhì)可作半導(dǎo)體材料，含A元素的某化合物是制造光導(dǎo)纖維的原料，可知A為硅元素，C為SiO2，D為Na2SiO3.比硅相對原子質(zhì)量小，且最外層電子數(shù)也為4的為碳元素．(2)C為SiO2，能與SiO2反應(yīng)的酸只有氫氟酸．(3)SiO2與Na2CO3高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應(yīng)，故不能用以上材質(zhì)的坩堝熔融Na2CO3.(4)若SiO2恰好或過量，與CaCO3反應(yīng)方程式只有一個，即CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑.若CaCO3過量，除發(fā)生上述反應(yīng)外，