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高中化学三维设计江苏专版必修一:课时跟踪检测(十八) 含硅矿物与信息材料

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             课时跟踪检测(十八)                  含硅矿物与信息材料


    一、单项选择题

    1.下列溶液可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是(  )
    A.稀盐酸                           B.氢氟酸
    C.氢氧化钠溶液                         D.氯化钠溶液

    解析:选    C NaOH   溶液呈碱性,能与玻璃中的            SiO2 反应,生成的     Na2SiO3 溶液把瓶
塞和瓶体粘在一起不易打开;氢氟酸能腐蚀玻璃,不能用玻璃试剂瓶盛放。

    2.制备陶瓷和水泥共同的原料是(  )
    A.石灰石                            B.黏土
    C.石英                             D.石膏
    解析:选    B 制备陶瓷的原料是黏土、长石和石英等,制备水泥的原料是石灰石、黏
土和其他辅助原料,所共同的原料是黏土。

    3.下列反应能说明        SiO2 是酸性氧化物的是(  )
                   高温
                = = = = =
    A.SiO2+2C      Si+2CO↑

    B.SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O

    C.SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
                      高温
                    = = = = =
    D.SiO2+CaCO3       CaSiO3+CO2↑

    解析:选    B 酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的氧化物,故                       B 项可证明    SiO2 属
于酸性氧化物。

    4.《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于
碗底”等图案让人赏心悦目,但古瓷中所用颜料成分一直是个谜,近年来科学家才得知大

多为硅酸盐,如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox,铜为+2                  价),下列关于硅酸铜钡的说法不
正确的是(  )

    A.可用氧化物形式表示为           BaO·CuO·2SiO2
    B.性质稳定,不易脱色
    C.易溶解于强酸和强碱
    D.x  等于  6
    解析:选    C “硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定,不易脱色,不易与酸、碱反
应。“硅酸铜钡”中         Ba 为+2  价,Cu   为+2  价,Si  为+4   价,则   x=6,用氧化物形式表

示为   BaO·CuO·2SiO2,A、B、D     均正确。
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    5.生石灰中往往含有杂质           CaCO3 和  SiO2,要检验是否存在这两种杂质,最好选用(  )
    A.水                              B.盐酸
    C.硫酸                             D.烧碱溶液

    解析:选    B 检验    CaCO3 常用盐酸,而      SiO2 又不溶于盐酸,故把生石灰(含           CaCO3、

SiO2)投入足量盐酸中,若发现有气泡生成且有不溶物存在,可检验含有                           CaCO3  和 SiO2。
    二、不定项选择题

    6.下列变化中,不能一步实现的是(  )

    A.Na2SiO3→H2SiO3                 B.H2SiO3→SiO2

    C.SiO2→H2SiO3                    D.SiO2→Na2SiO3
                                                           △
                                                       = = = = =
    解析:选    C Na2SiO3+2HCl===H2SiO3↓+2NaCl;H2SiO3         SiO2+H2O;SiO2+

2NaOH===Na2SiO3+H2O。
    7.下列有关说法中错误的是(  )
    A.氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中
    B.玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐

    C.灼烧    NaOH  固体时不能使用瓷坩埚,因为坩埚中的                SiO2 能与  NaOH  反应
                                                  高温
                                                = = = = =
    D.由沙子制备光伏材料时的反应之一为                 SiO2+2C     Si+2CO↑
    解析:选    B A  项,氢氟酸能腐蚀玻璃,所以氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中,正确;

B 项,水晶的主要成分是          SiO2,不是硅酸盐,错误;C          项,瓷坩埚是硅酸盐产品,坩埚中

的  SiO2 能与 NaOH  反应,正确;D       项,沙子的主要成分是         SiO2,光伏材料的成分是晶体

硅,由沙子制备光伏材料时的反应之一为                  SiO2+2C 高温,Si+2CO↑,正确。
    8.下列说法正确的是(  )
    A.二氧化硅是酸性氧化物,它可以与碱反应
                              高温
                            = = = = =
    B.根据反应      SiO2+CaCO3     CaSiO3+CO2↑可推知硅酸的酸性比碳酸的强

    C.CO2  气体通入硅酸钠溶液中可制得硅酸

    D.SiO2  能溶于水,也能跟水反应生成酸

    解析:选    AC A   项,SiO2  可与强碱(NaOH)反应,正确;B          项,反应能够发生是因为

CO2 以气体形式逸出而使反应进行得彻底,是利用                   SiO2、CO2  沸点的不同,而不是利用硅

酸、碳酸酸性的强弱,错误;C             项符合“强酸制弱酸”的一般规律,正确;D                   项,SiO2  难
溶于水,也不能与水反应,错误。

    三、非选择题

    9.有  A、B、C、D、E      五种都含硅元素的物质,它们能发生如下变化:①C                      受热后失
水生成   D;②A    溶液与钙盐溶液反应生成白色沉淀              E;③D   与烧碱反应生成       A 和水;

④B  在空气中燃烧生成        D;⑤D   在高温下与碳酸钙反应生成            E 和一种气体;⑥A       溶液与盐
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酸反应可生成白色胶状沉淀            C;⑦D   在高温下与碳反应生成单质            B。
    试回答:

    (1)写出下列物质的化学式:
    A________、C________、E________。
    (2)写出下列反应的离子方程式:

    ①A  溶液+钙盐溶液―→白色沉淀            E: ____________________________________。

    ②D+NaOH(溶液)―→A+H2O: ______________________________________。
    ③A  溶液+盐酸―→白色胶状沉淀            C:__________________________________。
    解析:因    A、B、C、D、E      都含有硅元素,再由题中的转化关系可判断,A                    是

Na2SiO3,B  是 Si,C  是 H2SiO3,D  是 SiO2,E  是 CaSiO3。

    答案:(1)Na2SiO3 H2SiO3 CaSiO3

           2-     2+
    (2)①SiO 3 +Ca   ===CaSiO3↓

          -            2-
    ②2OH   +SiO2===SiO  3 +H2O

         2-     +
    ③SiO  3 +2H   ===H2SiO3↓
    10.(1)用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置,足以显示化
学对现代物质文明发展中所起到的重要作用。例如:

    ①光导纤维的主要成分是______________________;
    ②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是___________________________;
    ③计算机芯片的主要成分是________。
    ④用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为

________的化合物。
    (2)写出工业上制备该元素的单质及提纯的有关化学方程式:

    ①________________________________________________________________________
,

    ②________________________________________________________________________
,

    ③________________________________________________________________________
。

    解析:(1)光导纤维的主要成分是            SiO2;应用于太阳能电池中作光电转化材料的是半导
体硅;计算机芯片的主要成分也是硅;用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造
分子筛大多是一类称为铝硅酸盐的化合物。

    (2)工业提取纯硅的过程。

    答案:(1)①SiO2 ②Si ③Si ④铝硅酸盐
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                   高温
                 = = = = =
    (2)①SiO2+2C     2CO↑+Si(粗硅)
                高温
              = = = = =
    ②Si+2Cl2     SiCl4
                  高温
                = = = = =
    ③SiCl4+2H2     4HCl+Si(高纯硅)


    一、单项选择题

    1.下列有关硅的说法中不正确的是(  )
    A.硅是非金属元素,但晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体
    B.常温下,硅的化学性质稳定,所以自然界中的硅大部分以游离态的形式存在
    C.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料
    D.硅在常温下能与         NaOH 溶液发生氧化还原反应

    解析:选    B 硅的化学性质不活泼,在常温下只能与                  F2、氢氟酸和强碱发生反应,但
自然界中不存在游离态的硅单质,B               项错误;常温下,Si        与 NaOH  溶液发生反应:Si+

2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑,该反应有化合价的变化,是氧化还原反应,D                         正确。

    2.下列有关     SiO2 的叙述正确的是(  )

    A.SiO2  不与任何酸反应

    B.玻璃中含有       SiO2,所以不能用玻璃瓶盛装稀氢氧化钠溶液

    C.SiO2  是酸性氧化物,能与        NaOH  反应

    D.SiO2  能与水反应生成硅酸

    解析:选    C A  项,SiO2  可与氢氟酸反应;B        项,可用玻璃瓶盛装稀          NaOH  溶液,但

不能用玻璃塞;D        项,SiO2  与水不反应。
    3.用石英制取并获得高纯硅的主要化学反应如下:
                 高温
               = = = = =
    ①SiO2+2C      Si(粗)+2CO↑
    ②Si(粗)+2Cl       △    SiCl
                2 = = = = =   4
                  高温
                = = = = =
    ③SiCl4+2H2     Si(纯)+4HCl
    下列关于上述反应的分析不正确的是(  )
    A.①③属于置换反应,②属于化合反应
    B.高温下焦炭与氢气的还原性均强于硅
    C.任一反应中,每消耗或生成             28 g 硅,均转移    4 mol 电子
    D.高温下将石英、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅
    解析:选    D A  项,根据置换反应和化合反应的概念即可判断,正确;B                        项,由反应
①知焦炭的还原性强于硅,由反应③知氢气的还原性强于硅,正确;C                             项,在三个反应中,
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硅元素的化合价从        0 变为+4   或从+4   变为   0,故每消耗或生成        28   g 硅,转移电子均为       4 

mol,正确;D     项,制备高纯硅时,先使石英与焦炭在高温下生成粗硅,再把粗硅与                             Cl2 反

应制得   SiCl4,SiCl4 经提纯后再用氢气还原才可以得到高纯硅,错误。

    4.过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成(  )
    ①水泥 ②玻璃 ③瓷器 ④混凝土 ⑤一种硅酸盐产品

    A.①④                           B.②⑤
    C.③                            D.①③⑤

    解析:选    B 泥沙的主要成分为         SiO2,泥沙、纯碱、生石灰熔化后发生的反应为
             高温                      高温
          = = = = =               = = = = =
SiO2+CaO     CaSiO3,SiO2+Na2CO3       Na2SiO3+CO2↑,所得物为过量         SiO2、

CaSiO3、Na2SiO3,属于玻璃,玻璃是一种硅酸盐产品。

    5.绿柱石称为绿宝石,其主要成分为                BenAl2Si6O18,也可以用二氧化硅和金属氧化物
的形式表示,则       n 为(  )
    A.1                              B.2
    C.3                              D.4
    解析:                                             +2  +3   +4 -2
          选 C 各元素的化合价标在元素符号的上面为:B                    e nA l 2S i 6 O 18 中,根据
化合物元素的化合价的代数和为              0,可得   2n+3×2+4×6=2×18,n=3。
    二、不定项选择题

    6.有一粗硅,含铁杂质,取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠
溶液中,放出等量的氢气,则该粗硅中铁和硅的关系正确的是(  )
    A.物质的量比为        1∶1              B.物质的量比为        2∶1
    C.质量比为      6∶1                  D.质量比为      2∶1

    解析:选    B 粗硅与盐酸反应是铁与盐酸反应               Fe+2HCl===FeCl2+H2↑;粗硅与碱液

反应是硅与碱反应        Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑,因放出等量氢气,则铁与硅的
物质的量比为      2∶1,质量比为      4∶1。

    7.下列有关硅酸盐的说法中正确的是(  )
    A.硅酸盐中的阴离子都是           SiO23-
    B.硅酸盐都难溶于水
    C.通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成,说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的

    D.Na2SiO3  是一种最简单的硅酸盐,其水溶液可用作黏合剂
    解析:选    D 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,它包含结构简单的硅酸

盐(如  Na2SiO3),也包含结构复杂的硅酸盐,A             项错误;简单的硅酸盐中有少数溶于水,

如  Na2SiO3、K2SiO3 等,B  项错误;对于硅酸盐,氧化物的形式仅仅是一种表达方式,并
不是说它就是由氧化物组成的,C              项错误。
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    8.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是(  )
    A.硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
    B.水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
    C.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
    D.陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
    解析:选    AD 许多岩石和矿物中含有硅元素,A                正确;水晶的主要成分是二氧化硅,
所以水晶不是硅酸盐制品,B            错误;光导纤维是由高纯度的二氧化硅制成的,C                     错误;陶
瓷属于硅酸盐制品,D          正确。
    三、非选择题

    9.A、B、C、D、E       代表单质或化合物,它们之间的相互关系如图所示,A                       为地壳中
含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似。


    请填空:

    (1)形成单质    A 的原子结构示意图为________,它的最高价为________。
    (2)B 的化学式(分子式)为________,B       和碳反应生成       A 和 E 的化学方程式是
______________________。
    (3)C 的化学式(分子式)为________,D        的化学式(分子式)为________。
                                                                       加高碳温
                                                                      ――→
    解析:由    A 为地壳中含量仅次于氧的非金属单质,推知                   A 为硅单质。根据“B
            加氧高化温钙      NaOH溶液
             ――→         ――→
  +                          +
Si  E”,“B      C”,“B       D   H2O”推知    B 为 SiO2,C 为  CaSiO3,D  为 Na2SiO3。


    答案:(1)          +4  (2)SiO2 SiO2+2C     高温,Si+2CO↑ (3)CaSiO3 

Na2SiO3
    10.含  A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料,含                    A 元素的一种化合物        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)易与  C 发生化学反应的酸是________,反应的化学方程式是________________。
    (2)将 C 与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成                  D,同时还生成       B 的最高价氧化物
E;将全部的      E 与全部的    D 在足量的水中混合后,又发生化学反应生成含                   A 的化合物    F。
    ①写出生成     D 和  F 的化学反应方程式:__________________________________。
    ②要将纯碱高温熔化,下列坩埚中可选用的是____。
    A.普通玻璃坩埚                         B.石英玻璃坩埚
    C.瓷坩埚                            D.铁坩埚
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    (3)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 
L,100 g 混合物中石灰石的质量分数是________。

    解析:(1)C   为 SiO2,能与    SiO2 反应的酸只有氢氟酸。

    (2)SiO2 与 Na2CO3 高温下反应生成      Na2SiO3 和 CO2,故含   SiO2 的材料(普通玻璃、石

英玻璃)都能与      Na2CO3 在高温下反应,故不能用以上材质的坩埚熔融                   Na2CO3。

    (3)若 SiO2 恰好或过量,与      CaCO3 反应的方程式只有一个,即            CaCO3+SiO2  高温,

CaSiO3+CO2↑。若     CaCO3 过量,除发生上述反应外,还会发生反应:CaCO3                    高温,

CaO+CO2↑。总之,CaCO3         的多少决定了      CO2 的产量,可通过以下关系式列式求解:

    CaCO3 ~ CO2
     100 g  22.4 L

    m(CaCO3)11.2 L

    m(CaCO3)=50 g。

    混合物中    CaCO3  的质量分数:
     50 g
    100 g×100%=50%。
    答案:(1)氢氟酸(HF)

    SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O

    (2)①SiO2+Na2CO3  高温,Na2SiO3+CO2↑,

    Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓

    ②D (3)50%
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