高中化学专题3从矿物到基础材料33含硅矿物与信息材料同步测试苏教版必修1Word下载.docx
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C．①②③④
D．只有③④
只有①③
只有②③
①②③④
只有③④
5.下列关于SiO2和CO2的说法正确的是（
CO2、SiO2对应的含氧酸分别是H2CO3、H2SiO3
常温下，盐酸、氢氟酸均能与SiO2反应
CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物
CO2和SiO2都是由相应的分子构成的
6.下面关于硅的叙述中，正确的是（
粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位
硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在
硅在电子工业中，是重要的半导体材料
7.下列物质中，不含有硅酸盐的是（ ）
水玻璃
硅芯片
黏土
普通水泥
8.关于硅及其化合物的用途，不正确的是（
硅胶可用作干燥剂
二氧化硅可用作计算机的芯片
硅酸钠是制备木材防火剂的原料
用纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃
9.化学与人类生活密切相关．下列说法正确的是（ ）
硅是一种灰黑色的金属单质，是现代信息产业的重要元素
白磷着火点高且无毒，可用于制造安全火柴
雾天行车要打开汽车大灯，这时若看到光路是由于“丁达尔现象”
用食醋去除水壶中的水垢时所发生的是水解反应
二、填空题（共4题；
共16分）
10.硫原子与氧原子的最外电子层上都有
________个电子，所以它们的化学性质很相似．在某些化合物中，硫原子可以代替氧原子．请写出下列化学方程式：
CS2与Na2S的水溶液混合振荡
________
11.美国的研究人员合成了一种直接带隙同素异形体的新型硅材料．
①在2013年，华盛顿卡内基研究所的TimothyStrobel和他的同事发现了Na4Si24，在真空下将Na4Si24加热至400K，逐渐赶走钠原子，得到了一种正交同素异形体的新型硅Si24．该反应化学方程式为
________ ．
②硅可用作
________材料，在此材料上集合多种电子元器件的电路模块可用来制作手机芯片．
③下列有关硅材料说法正确的是
________ （填字母）．
A．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承
C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂组成的，其熔点很高
D．高纯度的硅可用于制造高性能通讯材料﹣光导纤维．
12.材料是人类赖以生存的重要物质基础，而化学是材料科学发展的基础．
①制造普通玻璃和水泥都需要用到的原料是
________（填名称）
②为了防止轮船水下外壳腐蚀，要在轮船的外表面焊上一些
________（填“锌”或“铜”）块．
③下列材料中属于合成高分子材料的是
A．聚苯乙烯
B．棉花
C．蚕丝．
13.
（1）人们使用量最大的传统硅酸盐产品有水泥、玻璃和
________．
（2）生产普通玻璃的原料是（写名称）
________、
________，实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶应用
________
塞，氢氟酸不能用玻璃瓶盛放的原因（用化学方程式表示）
（3）硅酸盐KAlSi3Ox也可做生产玻璃的原料，x=
________，以氧化物的形式表示为
三、综合题（共2题；
共11分）
14.按要求完成下列各题：
（1）粘土[主要成分Al2Si2O5（OH）4]是制备陶瓷的原料，请以氧化物形式表示粘土的组成________．
（2）现用四氯化硅和氮气在氢气中加强热发生反应，可制得高纯度氮化硅，反应的化学方程式为________．
（3）雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀，这一过程中发生反应的化学方程式为________．
（4）明矾可用于净水，请说明原因________．
（5）如图，若A、B、C中均含同一种常见金属元素，该元素在C中以阴离子形式存在，B是白色胶状沉淀．①实验室中常用A与某种溶液反应制备B，请写出该反应的离子方程式________．
②A与C也可以反应生成B，请写出反应的离子方程式________．
15.化学与生活息息相关，请安要求回答下列生活中的化学问题：
（1）工业上生产玻璃、水泥都要用到的原料是________
（2）工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉，漂白粉的有效成分是（填化学式）________
（3）酸雨有很大的危害，能直接破坏农作物，使土壤酸化．形成酸雨的原因之一是燃煤中产生了气体（填化学式）________
（4）过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，写出过氧化钠与二氧化碳的化学反应方程式________
（5）小苏打、氢氧化铝、三硅酸镁等可治疗胃酸过多，写出胃舒平（主要成分为氢氧化铝）与胃酸（主要成分为稀盐酸）作用的离子方程式________
四、实验探究题（共1题；
共8分）
16.晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：
Si+3HCl
SiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在1100℃反应制得纯硅，已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃．
请回答下列问题：
（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为________
（2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点﹣84.7℃），提纯SiHCl3采用的方法为________
（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图（热源及夹持装置略去）：
①装置B中的试剂是________
．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是________
．
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是________
，装置D中发生反应的化学方程式为________
．
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂（填写字母代号）是 ________
a．碘水
b．氯水
c．NaOH溶液
d．KSCN溶液
e．Na2SO3溶液．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】解：
A．硅酸钠属于粘性的物质，能将玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开，故A错误；
B．Na2SiO3+H2O+CO2═Na2CO3+H2SiO3↓是强酸制弱酸，反应②Na2CO3+SiO2
NaSiO3+CO2↑，是在高温条件下才能发生，两者不相互矛盾的，都可发生，故B错误；
C、石英玻璃主要成分二氧化硅，是氧化物不是硅酸盐，故C错误；
D、祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18，用氧化物的形式表示时书写顺序是：
活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，故可以表示为：
3BeO•Al2O3•6SiO2，故D正确；
故选D．
【分析】A．硅酸钠不能保存在磨口玻璃塞试剂瓶中；
B．Na2SiO3+H2O+CO2═Na2CO3+H2SiO3↓是强酸制弱酸，反应②Na2CO3+SiO2
NaSiO3+CO2↑，是在高温条件下才能发生；
C、石英玻璃主要成分二氧化硅；
D、根据矿物质用氧化物的形式表示时书写顺序是：
活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水来分析．
2.【答案】D
A、二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，故A不选；
B、熔融的纯碱与二氧化硅反应生成硅酸钠与二氧化碳，故B不选；
C、氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，故C不选；
D、二氧化硅与盐酸不反应，故D选；
【分析】SiO2属于酸性氧化物，常温下能和强碱溶液生成盐和水，但SiO2能与氟气、HF发生反应，高温条件下能和碳酸盐反应生成硅酸盐，据此分析解答．
3.【答案】B
【解析】【解答】光导纤维的主要成分是二氧化硅，答案选B。
【分析】根据光导纤维的主要成分进行回答即可。
4.【答案】C
【解析】【解答】硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素结合而成的化合物的总称，陶瓷、玻璃、水泥等都是硅酸盐产品．
生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥，所以在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是石灰石；
生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，高温下，碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅反应分别生成硅酸钠、硅酸钙；
①生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，黏土中含硅，生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，石英中含有硅，故正确；
②玻璃主要成分是硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅等属于硅酸盐产品，普通水泥主要成分：
硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等都是硅酸盐产品，故正确；
③生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，高温下进行，所以反应条件都是高温，故正确；
④水泥和玻璃的生产，反应原理都是一系列复杂的物理化学变化，故正确；
故选C．
【分析】陶瓷是利用黏土在高温条件下烧制，得结构致密的多晶烧结体．其生产过程中发生复杂的化学变化和物理变化；
玻璃是硅酸盐，工业上用石灰石、纯碱、石英在玻璃熔炉中熔融制得，生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥．据此分析．
5.【答案】A
【解析】【解答】A、CO2、SiO2都是酸性氧化物，对应含氧酸分别是H2CO3、H2SiO3，故正确，A符合题意；
B、SiO2与氢氟酸反应，但不于盐酸反应，故B错误，B不符合题意；
C、CO2和SiO2都是酸性氧化物，故C错误，C不符合题意；
D、CO2是由CO2分子构成，SiO2是由Si和O原子构成，故D错误，D不符合题意。
故正确答案为：
A。
【分析】注意二氧化硅是原子晶体不是分子晶体。
6.【答案】D
【解析】【解答】A、粗硅制备单晶硅的反应是，Si+2Cl2
SiCl4，SiCl4+2H2
Si+4HCl，过程中涉及氧化还原反应，A项不符合题意；
B、硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位，B项不符合题意；
C、硅的化学性质不活泼，但在自然界中不以游离态存在，C项不符合题意；
D、硅在电子工业中，是重要的半导体材料，D项符合题意。
故答案为：
D
【分析】根据硅单质的性质、在自然界中的存在和用途进行判断即可。
7.【答案】B
【解析】【解答】水玻璃中含有硅酸钠，普通水泥中含有硅酸钙、硅酸钠，黏土含有复杂的硅酸盐，硅芯片中含的是硅单质。
【分析】根据硅酸盐的性质进行分析。
8.【答案】B
A、硅胶能吸水，所以硅胶可用作干燥剂，故A正确；
B、硅可用作计算机的芯片，而不是二氧化硅，故B错误；
C、硅酸钠的水溶液呈水玻璃，水玻璃是矿物胶，不燃烧，而将硅酸钠涂在木材表面就阻隔了木材与空气中氧气的直接接触，水玻璃可用作制备木材防火剂的原料，故C正确；
D、工业上以纯碱、石灰石、石英为原料制普通玻璃，故D正确；
故选B．
【分析】A、硅胶能吸水；
B、硅可用作计算机的芯片；
C、水玻璃是矿物胶，不燃烧；
D、纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃．
9.【答案】C
【解析】【解答】A．硅是一种灰黑色的非金属单质，故A错误；
B．红磷着火点较高，可用于制造安全火柴，但白磷着火点较低，且有毒，故B错误；
C．雾是胶体，有丁达尔效应，故C正确；
D．醋酸与碳酸钙产生化学反应，发生的不是水解反应，故D错误．
【分析】A．硅是非金属单质；
B．白磷着火点较低，红磷着火点较高；
C．雾是胶体；
D．是醋酸与碳酸钙产生化学反应．
二、填空题
10.【答案】6；
CS2+Na2S=Na2SO3
【解析】【解答】氧原子核外存在8个电子核内有8个质子，氧原子结构示意图为
，硫原子核外存在16个电子核内有16个质子，硫原子结构示意图为
，硫原子与氧原子的最外电子层上都有6个电子，根据信息“在某些化合物中，硫原子可以代替氧原子”，二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙：
CaO+CO2=CaCO3，根据该反应原理，采用类比的方法：
二硫化碳和硫化钠反应生成硫代碳酸钠：
CS2+Na2S=Na2SO3，
6；
CS2+Na2S=Na2SO3．
【分析】氧原子核外存在8个电子核内有8个质子，硫原子核外存在16个电子核内有16个质子，根据氧、硫原子结构示意图分析解答最外电子层上电子数；
根据信息“在某些化合物中，硫原子可以代替氧原子”氧化钙和水生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙和水，实质是二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙进行分析；
根据该反应原理，采用类比的方法书写二硫化碳和硫化钠的反应方程式，二硫化碳和硫化钠反应生成硫代碳酸钠．
11.【答案】Na4Si24
4Na+Si24；
半导体；
B
①在真空下将Na4Si24加热至400K，逐渐赶走钠原子，得到了一种正交同素异形体的新型硅Si24，反应方程式为：
Na4Si24
4Na+Si24，故答案为：
②硅可用半导体材料，在此材料上集合多种电子元器件的电路模块可用来制作手机芯片，故答案为：
③A．硅与盐酸不反应，故错误；
B．原子晶体熔点高硬度大，可用于制作高温陶瓷和轴承，故正确；
C．玻璃属于混合物，没有固定的熔点，故错误；
D．光导纤维的成份是二氧化硅，故错误；
【分析】①在真空下将Na4Si24加热至400K，逐渐赶走钠原子，得到了一种正交同素异形体的新型硅Si24，反应方程式为：
②硅可用半导体材料，在此材料上集合多种电子元器件的电路模块可用来制作手机芯片；
③A．硅与盐酸不反应；
B．原子晶体熔点高硬度大；
C．玻璃属于混合物，没有固定的熔点；
D．光导纤维的成份是二氧化硅．
12.【答案】石灰石；
锌；
A
【解析】【解答】①工业制备玻璃是利用二氧化硅、石灰石、纯碱高温加热反应生成，水泥制备利用粘土和石灰石高温加热制备，制造普通玻璃和水泥都需要用到的原料是石灰石；
石灰石；
②依据原电池原理，为了防止轮船水下外壳腐蚀，要在轮船的外表面焊上一些锌，形成原电池反应，锌做负极被腐蚀，轮船外壳被保护；
③A．聚苯乙烯是合成高分子化合物，故A正确；
B．棉花是天然高分子材料，故B错误；
C．蚕丝是蛋白质，是天然高分子材料，故C错误；
A．
【分析】①依据制备玻璃和水泥的原理和原料分析；
②依据原电池原理分析，原电池正极金属被保护；
③高分子材料，包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等许多种类，其中塑料、合成橡胶和合成纤维被称为现代三大高分子材料；
13.【答案】陶瓷；
纯碱；
石英；
橡胶；
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；
8；
K2O•Al2O3•6SiO2
【解析】【解答】
（1）传统硅酸盐产品有水泥、玻璃和陶瓷，故答案为：
陶瓷；
（2）生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；
玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和强碱反应生成硅酸盐和水，如二氧化硅能和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水：
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，硅酸钠是一种具有粘性的物质，导致瓶塞与瓶口粘在一起．所以盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞；
二氧化硅能与氢氟酸反应：
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，故答案为：
（3）正负化合价的代数和为0，正长石中，钾为+1、铝为+3、硅为+4、氧为﹣2价，写成氧化物时，要特别注意元素守恒，即写成氧化物前后各种元素的原子数相等．（+1）+（+3）+3×
（+4）+x×
（﹣2）=0，解得x=8；
硅酸盐改写成氧化物形式时：
活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO2，含有氢元素的H2O最后写，Ca2Mg5Si8O22（OH）2可表示为：
K2O•Al2O3•6SiO2，故答案为：
K2O•Al2O3•6SiO2．
【分析】
（1）水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品；
根据玻璃的成分及与碱和氢氟酸反应的生成物的性质分析；
（3）正负化合价的代数和为0，硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为：
碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水（xMO•nSiO2•mH2O）．
三、综合题
14.【答案】
（1）Al2O3•2SiO2•2H2O
（2）3SiCl4+2N2+6H2═Si3N4+12HCl
（3）SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
（4）明矾溶于水产生的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体有较大的吸附面积，可以吸附水中悬浮的杂质，使杂质沉降
（5）3NH3•H2O+Al3+=Al（OH）3↓+3NH4+；
6H2O+Al3++3AlO2﹣=4Al（OH）3↓
（1）铝的氧化物为Al2O3，硅的氧化物为SiO2，氢的氧化物为H2O，则根据活泼金属氧化物．较活泼金属氧化物．SiO2．H2O得顺序可知，[Al2Si2O5（OH）4]可改成Al2O3•2SiO2•2H2O，故答案为：
Al2O3•2SiO2•2H2O；
（2）四氯化硅和氮气、氢气反应生成氮化硅和氯化氢，化学方程式为3SiCl4+2N2+6H2═Si3N4+12HCl；
3SiCl4+2N2+6H2═Si3N4+12HCl；
（3）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅，反应方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，
（4）明矾水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，反应的离子方程式为：
Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，所以明矾净水是因为：
明矾溶于水产生的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体有较大的吸附面积，可以吸附水中悬浮的杂质，使杂质沉降，故答案为：
明矾溶于水产生的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体有较大的吸附面积，可以吸附水中悬浮的杂质，使杂质沉降；
（5）①氢氧化铝的制备是用铝离子与一水合氨反应制得，离子方程式为：
3NH3•H2O+Al3+=Al（OH）3↓+3NH4+，故答案为：
3NH3•H2O+Al3+=Al（OH）3↓+3NH4+；
②铝离子和偏铝酸根离子发生双水解，反应的离子方程式为：
6H2O+Al3++3AlO2﹣=4Al（OH）3↓，故答案为：
6H2O+Al3++3AlO2﹣=4Al（OH）3↓．
（1）根据化学式改写成相应的氧化物得形式，按照活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO2•H2O得顺序来书写，并要遵守原子守恒来分析解答；
（2）四氯化硅和氮气、氢气反应生成氮化硅和氯化氢；
（3）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅；
（4）明矾水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体；
（5）若A、B、C中均含同一种常见金属元素，将A、C的水溶液混合可得B的沉淀，由转化关系可知，A含有铝离子，B为氢氧化铝，C含有偏铝酸根，x为氢氧化钠，由此分析解答；
15.【答案】
（1）石灰石
（2）Ca（ClO）2
（3）SO2
（4）2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
（5）Al（OH）3+3H+═Al3++3H2O
（1）生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；
生产水泥以黏土和石灰石为主要原料；
（2）CaCl2是强酸强碱盐不水解，Ca（ClO）2是强碱弱酸盐能水解生成HClO，HClO有漂白性，所以漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2；
Ca（ClO）2；
（3）形成酸雨的主要成分是SO2，
SO2；
（4）过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应方程式为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2；
（5）氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，离子方程式为Al（OH）3+3H+═Al3++3H2O，
Al（OH）3+3H+═Al3++3H2O．
（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，高温下碳酸钙和二氧化硅能发生化学反应，据此分析；
（2）漂白粉中能起漂白作用的是Ca（ClO）2；
氯气和石灰乳反应生成次氯酸钙、氯化钙和水；
（3）形成酸雨的主要成分是二氧化硫；
（4）过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气；
（5）氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水．
四、实验探究题
16.【答案】
（1）SiO2+2C
Si+2CO↑
（2）蒸馏
（3）浓硫酸；
使滴入烧瓶中的SiHCl3气化；
有固体物质生成；
SiHCl3+H2
Si+3HCl；
排尽装置中的空气；
；
bd
【解
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