人教版高一化學(xué)必修一試題：第4章-非金屬及其化合物-第1節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角-硅-含解析

11第四章第一節(jié)基礎(chǔ)鞏固一、選擇題1．下列關(guān)于碳、硅的說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(A)A．硅是構(gòu)成巖石的基本元素，地殼中含量僅次于氧B．碳與硅在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)C．碳與硅的最外層均有4個(gè)電子，易得電子表現(xiàn)為較強(qiáng)的氧化性D．碳常見化合價(jià)為＋2和＋4價(jià)，硅常見化合價(jià)為＋2價(jià)2．(2017·臨沂高一檢測)證明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正確方法是eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(D)A．加入過量的鹽酸，觀察是否有氣泡冒出B．加入過量的燒堿溶液，觀察是否有固體溶解C．加熱至高溫，觀察是否有氣體生成，是否有硅酸鈣生成D．先加過量的鹽酸攪拌，觀察是否有不溶物剩余及氣泡出現(xiàn)；若有不溶物則濾出，投入氫氧化鈉溶液中看其是否溶解3．(2017·資陽高一檢測)下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(B)A．SiO2是酸性氧化物，它不溶于水也不溶于任何酸B．木材浸過水玻璃后，具有防腐蝕性能且不易著火C．因高溫時(shí)SiO2與Na2CO3反應(yīng)放出CO2，所以H2SiO3酸性比H2CO3強(qiáng)D．碳酸和硅酸均屬于弱酸，均易溶于水4．(2017·洛陽高一檢測)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eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(C)A．將該和田玉的化學(xué)式改寫成氧化物的形式表示如下：2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2OB．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(jià)為＋2價(jià)D．該和田玉是由5種氧化物組成的混合物5．下列關(guān)于硅及其化合物的說法，正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(C)A．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與其他物質(zhì)反應(yīng)B．硅酸受熱分解可得二氧化硅，可以用二氧化硅和水直接反應(yīng)來制取硅酸C．二氧化硅、晶體硅都能與氫氟酸反應(yīng)生成氣體D．盛放硅酸鈉溶液的試劑瓶可以用玻璃塞6．下列敘述錯(cuò)誤的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(D)A．將CO2通入Na2SiO3溶液中有白色沉淀生成能說明硅酸比碳酸酸性弱的事實(shí)B．氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記是因?yàn)镠F與SiO2反應(yīng)C．石英砂可用于生產(chǎn)單晶硅D．SiO2硬度大，可用于制造光導(dǎo)纖維解析：將CO2通入Na2SiO3溶液中有白色沉淀生成能說明硅酸比碳酸酸性弱的事實(shí)，A正確；HF與SiO2反應(yīng)如下：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，可以用于刻蝕玻璃，B正確；石英砂的成分為SiO2，可用碳還原得到粗硅，經(jīng)提純得單晶硅，C正確；SiO2制造光導(dǎo)纖維的原因不是其硬度大，兩者無對應(yīng)關(guān)系，D錯(cuò)誤。二、非選擇題7．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，D為B的氧化物(其他不含B元素的反應(yīng)產(chǎn)物以及各步反應(yīng)添加的必要試劑和反應(yīng)條件已被略去)，請?zhí)顚懣瞻祝篹q\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(1)A、D、E的化學(xué)式分別為__SiCl4__、__SiO2__、__H2SiO3__。(2)A和B的相互轉(zhuǎn)化在工業(yè)上有什么實(shí)際意義？__粗硅提純__。(3)寫出D→C反應(yīng)的化學(xué)方程式：__SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O__。(4)寫出E→D反應(yīng)的化學(xué)方程式：__H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))SiO2＋H2O__。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是硅。硅與氯氣在加熱條件下生成SiCl4，因此，A為SiCl4。經(jīng)過分餾提純后得到純凈的SiCl4，SiCl4可以被氫氣在高溫下還原得到純凈的硅。根據(jù)D為B的氧化物，可知D為SiO2，由此可知其他答案。8．白炭黑(SiO2·H2O)廣泛用于橡膠、涂料、印刷等行業(yè)，可用蛇紋石[主要成分為Mg6(Si4O10)(OH)8]來制取，其主要工藝流程如下：eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(1)蛇紋石用氧化物形式可表示為__6MgO·4SiO2·4H2O__。(2)過濾1得到的濾液的主要成分是__Na2SiO3、NaOH__。(3)濾液與鹽酸反應(yīng)的主要離子方程式為__SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓__。(4)洗滌時(shí)，如何證明產(chǎn)品已洗滌干凈？__取少許最后一次洗滌液，滴入1～2滴硝酸酸化的AgNO3溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表示已洗滌干凈__。解析：該流程中，加NaOH溶液堿浸的目的是將蛇紋石轉(zhuǎn)化成可溶性硅酸鹽進(jìn)入溶液，然后用鹽酸和NaCl溶液將硅酸鹽轉(zhuǎn)化成硅酸從溶液中分離出來，再經(jīng)過進(jìn)一步處理獲得白炭黑。(1)書寫氧化物一般先寫金屬氧化物，再寫二氧化硅，最后寫水。(2)堿浸后，溶液中含有可溶的硅酸鈉，以及剩余的NaOH溶液。(3)Na2SiO3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓。(4)從流程圖可知，H2SiO3是從NaCl溶液中分離出來的，表面沾有Na＋和Cl－，所以只要檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有Cl－即可。能力提升一、選擇題1．《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(gè)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(jià))，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(C)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”能穩(wěn)定存在說明其性質(zhì)穩(wěn)定。不易脫色，不易與酸、堿反應(yīng)?！肮杷徙~鋇”中Ba為＋2價(jià)，Cu為＋2價(jià)，Si為＋4價(jià)，則x＝6，用氧化物形式表示復(fù)雜的硅酸鹽的組成，具體方法為：①遵循各元素種類和原子個(gè)數(shù)比不變的原則，分別寫成氧化物的形式；②氧化物一般按活潑金屬氧化物、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、最后為水的順序排列；③氧化物之間用圓點(diǎn)隔開，各氧化物前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)均為整數(shù)。因此，A、B、D均正確。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eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(D)A．它是一種礦物膠，既不燃燒也不受腐蝕B．在建筑工業(yè)上可以作黏合劑、耐酸水泥配料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：硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，是制備硅膠和木材防腐劑的原料；由于硅酸的酸性弱于碳酸，在空氣中會與二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)。3．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)行探測等。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)、鉀長石(KAlSi3O8)和橄欖石(MgxFe2－xSiO4)等，下列說法或分析不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(D)A．輝石、鉀長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B．鉀長石的氧化物形式可表示為：K2O·Al2O3·6SiO2C．橄欖石中鐵為＋2價(jià)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：由輝石、鉀長石及橄欖石的組成可以看出三者均為硅酸鹽礦，A項(xiàng)正確；將硅酸鹽表示成氧化物形式時(shí)需注意元素守恒，輝石可寫作：CaO·MgO·2SiO2，鉀長石可寫作：K2O·Al2O3·6SiO2，B項(xiàng)正確；根據(jù)化合價(jià)原則：2x＋n(2－x)＋4＝2×4，分析得n＝2，鐵為＋2價(jià)，C項(xiàng)正確；月球上存在游離態(tài)鐵的主要原因是月球上沒有氧氣，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題4．(2017·沈陽高一檢測)X(Si3N4)是一種新型無機(jī)非金屬材料，具有耐磨、耐腐蝕。有關(guān)生產(chǎn)過程如下：eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(\x(A),\x(B)))eq\o(→,\s\up7(①),\s\do5(加熱))eq\x(化合物C)eq\o(→,\s\up7(②過量),\s\do5(NH3))eq\x(\a\al(化合物D,分子式：ANH24))eq\o(→,\s\up7(③隔絕空氣),\s\do5(高溫))eq\x(X)為了確定C的組成，某同學(xué)進(jìn)行了以下的探究過程。已知F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀，Ⅰ可作光導(dǎo)纖維。按要求回答下列問題：(1)C的化學(xué)式為__SiCl4__。(2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為__SiCl4＋8NH3=Si(NH2)4＋4NH4Cl__。(3)反應(yīng)⑦的離子方程式為__SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2O＋2CO2=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)__。(4)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無機(jī)酸反應(yīng)。試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式：__Si3N4＋16HF=3SiF4↑＋4NH4F__。(5)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅及氯化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4＋12HCl__。解析：該題的突破口為Ⅰ可作光導(dǎo)纖維，所以Ⅰ是二氧化硅，則F是硅酸，H是硅酸鈉。又因?yàn)镕、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀，所以G是氯化銀，因此C是SiCl4，則A是硅，B是氯氣。(1)由以上分析可知C為SiCl4。(2)由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，SiCl4與NH3反應(yīng)生成Si(NH2)4，根據(jù)原子守恒可知還生成HCl，由于氨氣過量，故應(yīng)生成NH4Cl，故反應(yīng)②的化學(xué)方程式為SiCl4＋8NH3=Si(NH2)4＋4NH4Cl。(3)CO2是過量的，因此生成物是碳酸氫鈉與硅酸，反應(yīng)⑦的離子方程式為SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2O＋2CO2=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)。(4)根據(jù)題目信息可知，Si3N4與氫氟酸反應(yīng)，因Si3N4中硅元素化合價(jià)為＋4價(jià)，氮元素化合價(jià)為－3價(jià)，故其生成物應(yīng)為SiF4和NH4F。(5)根據(jù)質(zhì)量守恒，SiCl4與N2、H2在高溫下反應(yīng)時(shí)，除生成Si3N4外，還生成HCl。5．如何除去下列各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號內(nèi)物質(zhì)為雜質(zhì))，請按下列提供的試劑和操作，將序號填在下表內(nèi)。eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)試劑：A．鹽酸B．燒堿溶液C．氧氣D．水E．二氧化碳F．不需要其他試劑操作：①加熱燃燒②加熱熔融③高溫灼燒④過濾⑤蒸餾⑥結(jié)晶混合物試劑操作(1)SiO2(CaCO3)__A____④__(2)SiO2(Si)__C____③__(3)NaCl(SiO2)__D____④__(4)SiO2(H2SiO3)__F____③__(5)Fe2O3(SiO2)__B____④__解析：(1)利用二氧化硅難溶于鹽酸，碳酸鈣易溶于鹽酸的性質(zhì)差異，溶解后過濾。(2)加熱情況下，硅和氧氣反應(yīng)生成二氧化硅，變雜質(zhì)為主要成分。(3)利用二者的水溶性差異，溶解、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶即可。(4)采用加熱方式將硅酸轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?，或者利用堿中和硅酸，然后過濾也可。(5)加燒堿溶液將二氧化硅溶解后過濾即可。6．某化學(xué)興趣小組的成員撿到一塊礦石，觀察外觀發(fā)現(xiàn)該礦石堅(jiān)硬且呈紅褐色，投入水中沒有任何變化，再向水中加濃鹽酸至過量，礦石部分溶解，并有大量無色氣體生成。學(xué)生猜測該礦石可能由CaCO3、SiO2、Fe2O3三種成分組成，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明CaCO3以外的兩種成分。僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、滴管、藥匙、漏斗、漏斗架；2mol·L－1鹽酸、2mol·L－1NaOH溶液、2%的KSCN溶液。eq\x(導(dǎo)學(xué)號7391858)(1)將實(shí)驗(yàn)方案用以下流程示意圖表示，試寫出每步所用試劑的名稱或化學(xué)式。試劑Ⅰ__2%的KSCN溶液__；試劑Ⅱ__2_mol·L－1NaOH溶液__；試劑Ⅲ__2_mol·L－1鹽酸__。(2)如果猜測是成立的，試根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案，敘述實(shí)驗(yàn)操作，預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。編號實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論①取適量礦石研細(xì)，加足量2mol·L－1鹽酸有大量無色氣體生成，得棕黃色溶液，且仍有少量固體殘留②__?、俨僮魉萌芤荷僭S置于潔凈試管中，并滴加幾滴2%的KSCN溶液____溶液變?yōu)榧t色，說明原礦石可能含有Fe2O3__③__?、俨僮魉脷?/p>