2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第四章非金屬及其化合物1-2硅酸鹽和硅單質(zhì)課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE7硅酸鹽和硅單質(zhì)時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題5分，共50分)1．下列說法錯(cuò)誤的是(B)A．鉛筆芯的主要原料是石墨，兒童運(yùn)用時(shí)不會(huì)引起中毒B．CO有毒，有煤爐的居室可放置數(shù)盆清水，能有效地汲取CO，防止煤氣中毒C．“汽水”澆灌植物有肯定的道理，其中CO2的釋放，有利于植物的光合作用D．硅的提純與應(yīng)用，促進(jìn)了半導(dǎo)體元件與集成芯片業(yè)的發(fā)展，可以說“硅是信息技術(shù)革命的催化劑”解析：CO難溶于水，水無法汲取CO，不能防止煤氣中毒，故B錯(cuò)誤。2．下列表述正確的是(D)①人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級(jí)耐火材料，主要成分是二氧化硅②化學(xué)家采納瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽③提前建成的三峽大壩運(yùn)用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料④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愛護(hù)眼睛⑤太陽能電池可采納硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能A．①②③B．②④C．③④⑤D．③⑤解析：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；太陽能電池的運(yùn)用開拓了新的能源，有利于環(huán)保和節(jié)能，故正確答案為D。3．歌曲《青花瓷》中所描繪的“瓶身繪的牡丹一如你梳妝”“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始終是個(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(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64．下列有關(guān)硅及其化合物的說法中正確的是(C)A．在粗硅的制取中發(fā)生反應(yīng)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))2CO↑＋Si，硅被還原，所以碳的還原性大于硅的B．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞的試劑瓶中C．用SiO2制取硅酸，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸解析：Si的還原性比C的強(qiáng)，但能發(fā)生反應(yīng)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))2CO↑＋Si，H2CO3的酸性比H2SiO3的強(qiáng)，但能發(fā)生反應(yīng)Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))CO2↑＋Na2SiO3，其緣由是這兩個(gè)反應(yīng)均在高溫下進(jìn)行，且產(chǎn)物中均有氣體生成，氣體從反應(yīng)體系中逸出，有利于反應(yīng)的進(jìn)行，A、D錯(cuò)誤；試驗(yàn)室中不能用磨口玻璃塞盛放呈堿性的液體，如NaOH溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液等，B錯(cuò)誤；SiO2不能與水干脆反應(yīng)，所以制取硅酸只能用可溶性硅酸鹽與CO2或酸反應(yīng)：Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓或Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓，C正確。5．依據(jù)不同部位的工作條件，航天飛機(jī)運(yùn)用下述幾種隔熱材料：①頭錐和機(jī)翼前緣受氣體摩擦最大，運(yùn)用表面涂硅的碳—碳復(fù)合材料；②機(jī)身和機(jī)翼下表面運(yùn)用高溫陶瓷瓦；③機(jī)身側(cè)面和機(jī)翼上表面運(yùn)用高溫陶瓷；④貨艙門、尾段機(jī)身等采納聚芳酰胺纖維材料制造的氈瓦。下列對(duì)新型陶瓷材料的有關(guān)敘述中不正確的是(D)A．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，可以作為高級(jí)耐火材料B．氧化鋁陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，它是高溫結(jié)構(gòu)材料C．氮化硅陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，可用于制造陶瓷柴油機(jī)的受熱面D．新型無機(jī)非金屬材料克服了傳統(tǒng)材料的缺點(diǎn)，但是強(qiáng)度比較差解析：氧化鋁陶瓷是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，俗稱人造剛玉；新型無機(jī)非金屬材料具有耐高溫、強(qiáng)度大、抗氧化等優(yōu)良性能。6．將足量CO2氣體通入水玻璃中，然后加熱蒸干，在高溫下充分煅燒，最終所得的固體物質(zhì)是(A)A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2解析：該過程中涉及的反應(yīng)：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3，H2SiO3eq\o(=,\s\up17(△))SiO2＋H2O,2NaHCO3eq\o(=,\s\up17(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑，SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，故最終所得的固體物質(zhì)是Na2SiO3。7．下列說法正確的是(D)A．一般玻璃的主要成分可以表示為Na2O·CaO·6SiO2，說明一般玻璃為純凈物B．制玻璃的過程中發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，說明酸性：H2SiO3>H2CO3C．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]，用氧化物形式可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O解析：一般玻璃的主要成分可以表示為Na2O·CaO·6SiO2，但一般玻璃屬于混合物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑能發(fā)生是因?yàn)樯傻腃O2不斷逸出，且該反應(yīng)不是在溶液中發(fā)生的，不能作為推斷碳酸和硅酸酸性強(qiáng)弱的依據(jù)，事實(shí)上碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸的酸性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硅是非電解質(zhì)，硅酸鹽產(chǎn)品大多是混合物，而電解質(zhì)是化合物，C項(xiàng)錯(cuò)誤。8．高純度單晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料，它的發(fā)覺和運(yùn)用曾引起計(jì)算機(jī)的一場(chǎng)“革命”。它可以按下列方法進(jìn)行制備：SiO2eq\o(→,\s\up17(①C),\s\do15(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up17(②HCl),\s\do15(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up17(③過量H2),\s\do15(1000℃～1100℃))Si(純)下列說法正確的是(D)A．反應(yīng)①的化學(xué)方程式為SiO2＋Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋CO2↑B．反應(yīng)①②③中每生成或消耗1molSi，轉(zhuǎn)移4mol電子C．二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，而硅不能與氫氟酸反應(yīng)D．SiHCl3(沸點(diǎn)31.8℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3解析：二氧化硅與C在高溫條件下反應(yīng)生成Si和CO，不是二氧化碳，A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)①中每生成1molSi轉(zhuǎn)移4mol電子，而SiHCl3中Si的化合價(jià)是＋2，所以反應(yīng)②③中每消耗或生成1molSi，轉(zhuǎn)移2mol電子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硅與硅都可以與氫氟酸反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；SiHCl3與SiCl4的沸點(diǎn)相差較大，所以可通過蒸餾除去SiHCl3中的SiCl4，D項(xiàng)正確。9.下圖為北京奧運(yùn)會(huì)的獎(jiǎng)牌——“金鑲玉”牌，運(yùn)用了昂貴的玉石材料，其化學(xué)成分多為含水鈣鎂硅酸鹽，如Ca2Mg5Si8O22(OH)2等。下列說法正確的是(A)A．Ca2Mg5Si8O22(OH)2可用氧化物的形式表示為2CaO·5MgO·8SiO2·H2OB．從分類的角度看，Ca2Mg5Si8O22(OH)2為氧化物C．玉石材料性質(zhì)穩(wěn)定，耐強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的腐蝕D．Ca2Mg5Si8O22(OH)2易溶于水解析：Ca2Mg5Si8O22(OH)2屬于鹽類，易被強(qiáng)酸腐蝕，不溶于水，其化學(xué)式可以用氧化物的形式表示為2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，故只有A項(xiàng)正確。10．硅及其化合物已被廣泛用于生產(chǎn)生活中，下列說法中錯(cuò)誤的是(D)A．圖(a)是常見于汽車中的小擺件“蘋果花”，它的動(dòng)力源于以Si為原料的太陽能電池B．互聯(lián)網(wǎng)通過光纖交換信息，光纖的主要原料是SiO2C．硅酸鈉溶液的俗名是水玻璃，常用作木材的阻燃劑D．圖(b)中這幅玻璃上的精致刻花，是工藝師用鹽酸刻蝕玻璃形成的解析：小擺件“蘋果花”的動(dòng)力是硅太陽能電池，A正確；光纖的主要原料是SiO2，B正確；硅酸鈉溶液不燃燒，可作木材防火劑，C正確；玻璃的主要成分是二氧化硅，與鹽酸不反應(yīng)，應(yīng)用氫氟酸雕刻，D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共50分)11．(14分)(1)胃舒平主要成分是氫氧化鋁，同時(shí)含有三硅酸鎂(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。①三硅酸鎂的氧化物形式為2MgO·3SiO2·nH2O。②鋁元素的最高價(jià)氧化物的水化物與NaOH之間發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。③Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其緣由是ad。a．Al2O3、MgO和SiO2都不溶于水b．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固體c．Al2O3、MgO和SiO2都是氧化物d．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔點(diǎn)(2)中國北京曙光公司研制出第一款具有我國完全自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)的高性能CPU芯片——“龍芯”1號(hào)。①“龍芯”(芯片)的主要化學(xué)成分是單質(zhì)硅。②在計(jì)算機(jī)長距離聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用的傳輸很快的線路中運(yùn)用的材料叫光導(dǎo)纖維，主要化學(xué)成分是SiO2。③假如這種埋在地下的材料袒露在堿性土壤中，會(huì)造成斷路，用離子方程式說明緣由SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O。12．(11分)元代青花瓷的制作原料采納瓷土加高嶺土[主要成分Al2Si2O5(OH)x]的“二元配方”，青花瓷釉料的成分主要是鉀長石(KAlSi3O8)，在1300℃左右高溫一次燒成的釉可形成精致的青花瓷。(1)下列說法正確的是D。A．高嶺土化學(xué)式中x＝2B．鉀長石能完全溶于鹽酸C．燒制青花瓷的過程中發(fā)生了困難的物理改變，但沒有化學(xué)改變D．青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品(2)工業(yè)上可利用海邊石英砂生產(chǎn)粗硅，其主要原理：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si(粗)＋2CO↑。工業(yè)上可通過下圖所示流程由粗硅進(jìn)一步制純硅：①反應(yīng)a的化學(xué)方程式為Si(粗)＋3HCl(g)eq\o(=,\s\up17(553～573K))SiHCl3(l)＋H2(g)，反應(yīng)b的化學(xué)方程式為SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1373～1453K))Si(純)＋3HCl。②以上工藝中可循環(huán)運(yùn)用的物質(zhì)是H2、HCl。③若上述兩步反應(yīng)中硅元素的利用率均為80%，制粗硅時(shí)有10%的SiO2轉(zhuǎn)化為SiC，則生產(chǎn)25.2噸純硅需純度為75%石英砂125噸。解析：(1)依據(jù)化合物中化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則，可得2×(＋3)＋2×(＋4)＋5×(－2)＋x·(－2＋1)＝0，解得x＝4，A錯(cuò)誤；鉀長石與鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀、氯化鋁和硅酸，硅酸不溶于鹽酸，B錯(cuò)誤；依據(jù)傳統(tǒng)硅酸鹽的制造過程可知，燒制青花瓷的過程中發(fā)生了困難的物理改變和化學(xué)改變，C錯(cuò)誤；青花瓷、玻璃、水泥都是硅酸鹽產(chǎn)品，D正確。(2)①依據(jù)元素守恒可知，反應(yīng)b的反應(yīng)物為SiHCl3、H2，生成物為Si(純)、HCl：SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1373～1453K))Si(純)＋3HCl。②依據(jù)反應(yīng)a、b可知，反應(yīng)a產(chǎn)生的H2是反應(yīng)b的反應(yīng)物，反應(yīng)b產(chǎn)生的HCl是反應(yīng)a的反應(yīng)物，所以H2、HCl是可循環(huán)運(yùn)用的物質(zhì)。③由硅原子守恒，eq\f(m×75%,60)×(1－10%)×80%×80%＝eq\f(25.2,28)，得m＝125(噸)。13．(15分)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：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)氮化硅陶瓷抗腐蝕實(shí)力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無機(jī)酸反應(yīng)。試推想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)庠跉錃鈿夥諓圩o(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\up17(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，依據(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)依據(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)依據(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。14．(10分)世博會(huì)中國館——“東方之冠”由鋼筋混凝土、7000多塊鋁板和1200多塊玻璃等建成。(1)鋁板易被燒堿腐蝕，玻璃易被氫氟酸腐蝕，緣由分別為(用化學(xué)方程式表