高中化学必修1第四章第一节硅酸盐 硅单质 课时训练Word文档格式.docx
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3．芯片是中美经贸摩擦的焦点之一。
制造芯片的高纯硅可以用下述方法制取（反应条件略），下列说法错误的是（）
A．反应①、②、③均为氧化还原反应
B．SiCl4中Si的化合价为+4
C．Si是金属元素，因此制造芯片的高纯硅具有导电性
D．硅原子的核电荷数为14
【答案】C
反应①为二氧化硅与碳反应生成一氧化碳和硅，反应②是Si和氯气的化合反应，反应③四氯化硅与氢气反应生成氯化氢和硅，以此解答。
A.反应①为二氧化硅与碳反应生成一氧化碳和硅，反应②是Si和氯气的化合反应，反应③四氯化硅与氢气反应生成氯化氢和硅，都是有化合价的变化，符合氧化还原反应特点，故A正确；
B.SiCl4中Si的化合价为+4，故B正确；
C.Si是非金属元素，制造芯片的高纯硅具有导电性，故C错误；
D.硅原子的核电荷数为14，故D正确；
故选C。
4．随着工业4.0的到来，工业设备对芯片的需求越来越高，制造芯片所用的半导体材料是
A．二氧化硅B．碳C．铝D．硅
制造芯片所用的半导体材料是硅，二氧化硅用于光导纤维，答案选D。
5．硅在半导体材料中有重要的应用，工业上制取高纯硅的反应之一是SiHCl3＋H2
Si＋3HCl。
A．置换反应B．复分解反应C．化合反应D．分解反应
【答案】A
该反应的反应物是一种单质和一种化合物，生成物是另一种单质和另一种化合物，因此反应的基本类型属于置换反应，故合理选项是A。
6．化学是一门实用性很强的科学，与社会、环境等密切相关,下列有关说法正确的是（）
A．合金的熔点一般比组成合金的各成分金属的高
B．光导纤维、水泥、玻璃等都属于硅酸盐材料
C．木材、织物浸过水玻璃后更易燃烧
D．“静电除尘”、“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量
A、合金的熔点一般比组成合金的各成分金属的低，硬度比组成合金的各成分金属的大，所以A错误；
B、水泥、玻璃属于硅酸盐材料，而光导纤维的原料是SiO2，属于无机非金属材料，故B错误；
C、水玻璃为Na2SiO3溶液，具有阻燃性，所以木材、织物浸过水玻璃后也具有了阻燃的性能，故C错误；
D、“静电除尘”可减少空气中可吸入性颗粒物，“汽车尾气催化净化”能减少氮氧化物的排放，都有利于提高空气质量，故D正确。
本题正确答案为D。
7．下列物质的主要成分不属于硅酸盐的是
A．陶瓷B．玻璃C．水泥D．玛瑙
试题分析：
A．陶瓷是硅酸盐的混合物，属于硅酸盐材料错误；
B．玻璃是硅酸盐的混合物，属于硅酸盐材料，错误；
C．水泥含有硅酸盐，属于硅酸盐材料，错误；
D．玛瑙主要成分是SiO2，属于氧化物，不是硅酸盐，正确。
考点：
考查物质成分的种类的判断的知识。
8．下列关于硅及其化合物的叙述正确的是（）
A．硅酸浓度大时，则形成软而透明、胶冻状的硅酸凝胶，简称“硅胶”，硅胶是常用的干燥剂
B．陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品，它们是使用量最大的无机非金属材料
C．用硅酸钠饱和溶液浸泡的竹签晾干后燃烧更旺，因为硅酸钠可以作助燃剂
D．土壤胶粒表面积巨大且带正电，能与NH
、K+等数十种生物所需的营养离子相互作用，使土壤具有保肥能力
A.硅酸凝胶经干燥脱水后而形成硅胶，硅胶的主要成分是二氧化硅，具有很强的吸水性，常用作干燥剂，也可用作催化剂载体，故A错误；
B.陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品，它们是使用量最大的无机非金属材料，故B正确；
C.用硅酸钠饱和溶液浸泡的竹签晾干后不易燃烧，因此硅酸钠可以作防火材料，故C错误；
D.土壤胶粒一般带负电，能与某些营养阳离子相互作用，使土壤具有保肥作用，故D错误；
故选B。
9．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列有关硅及其化合物的说法正确的是（）
A．硅在自然界中以游离态和化合态两种形式存在
B．石英中无色透明的晶体就是玛瑙，具有彩色环带状或层状的就是水晶
C．SiO2是酸性氧化物，能与水化合生成硅酸
D．硅晶体是良好的半导体，可以制成光电池，将光能直接转化为电能
A.硅在自然界中只以化合态存在，故A错误；
B．石英中无色透明的晶体是水晶，具有彩色环带状或层状的就是玛瑙，故B错误；
C．SiO2是酸性氧化物，二氧化硅与水不反应，故C错误；
D．硅晶体是良好的半导体，可以制成光电池，将光能直接转化为电能，故D正确；
故选D。
10．下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是（）
A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
B．反应①Na2SiO3+H2O+CO2═Na2CO3+H2SiO3↓，反应②Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑，两反应是相互矛盾的，不可能都能发生
C．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料
D．祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示为3BeO·
Al2O3·
6SiO2
A．硅酸钠能将玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开，不能用磨口玻璃塞试剂瓶存放，故A错误；
B．反应①Na2SiO3+H2O+CO2═Na2CO3+H2SiO3↓是强酸制弱酸，反应②Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑，是高温下硅酸钠比碳酸钠稳定，原理不同，都可发生，两者不矛盾，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；
本题的易错点为C，要注意石英玻璃主要成分二氧化硅，不是硅酸盐，类似的还有，水晶、光导纤维、硅芯片等都不是硅酸盐材料，难点是B，要注意反应条件不同，反应的原理可能不同。
11．半导体行业中有一句话：
“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是硅，下列有关硅及其化合物叙述正确的是（）
A．水玻璃可做防火材料B．光导纤维的主要成分是高纯硅
C．可用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体D．二氧化硅不和任何酸反应
A.水玻璃可做防火材料，故A正确；
B.光导纤维的主要成分是二氧化硅，故B错误；
C.加热时石英与熔融氢氧化钠发生反应，故C错误；
D.二氧化硅与氢氟酸反应，故D错误。
故选A。
12．下列各组物质中，满足表中图示物质在通常条件下能一步转化的全部组合是（）
序号
X
Y
Z
W
①
Si
SiO2
Na2SiO3
H2SiO3
②
Na
NaOH
Na2CO3
NaCl
③
Cu
CuCl2
Cu（OH）2
CuSO4
④
Fe
FeCl3
FeCl2
Fe（OH）2
A．①②③B．①③④C．②③D．①④
①Si和O2加热生成SiO2，SiO2和NaOH溶液反应生成Na2SiO3和水，Na2SiO3和盐酸反应生成H2SiO3沉淀，但H2SiO3无法一步转化为Si，故①错误；
②钠与水反应可得到氢氧化钠，氢氧化钠与CO2反应可得到碳酸钠，碳酸钠与稀盐酸反应可得到氯化钠，电解熔融的氯化钠，生成钠和氯气，故②正确；
③在加热条件下，铜与Cl2反应可得到氯化铜，氯化铜与氢氧化钠溶液反应可得到氢氧化铜沉淀，氢氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液与铁反应可得到铜，故③正确；
④Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，FeCl3溶液与Fe反应生成FeCl2，FeCl2与NaOH溶液反应可得到Fe（OH）2，但Fe（OH）2无法一步转化为Fe，故④错误。
答案选C。
13．下列关于硅及其化合物的说法不正确的是（ ）
A．硅在电子工业中，是重要的半导体材料
B．盛放氢氧化钠溶液不能用带玻璃塞的玻璃瓶
C．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，既能与水反应，又能与氢氧化钠溶液反应
D．除去二氧化硅中混有的碳酸钙可加入适量的稀盐酸后过滤
A．用硅制造的半导体器件，耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件，所以自60年代后期逐渐取代锗，成为重要的半导体材料，A正确；
B．因为NaOH溶液能与SiO2反应生成Na2SiO3和水，所以盛放氢氧化钠溶液不能用带玻璃塞的玻璃瓶，B正确；
C．二氧化硅虽然是酸性氧化物，但不能与水反应，C不正确；
D．二氧化硅与盐酸不反应，而碳酸钙与稀盐酸能发生反应，所以用盐酸可除去二氧化硅中混有的碳酸钙，D正确；
14．由SiO2制备高纯度硅的工业流程如图所示：
下列说法错误的是
A．SiO2与纯硅都是硬度大、熔沸点高的晶体
B．X为CO气体
C．反应②产生的H2与反应③产生的HCl可以循环使用
D．反应①②③均为在高温条件下的非氧化还原反应
A项、SiO2和Si都是原子晶体，硬度大、熔沸点高，A正确；
B项、反应①为SiO2+2C
Si+2CO↑，可知X为CO气体，B正确；
C项、由生产高纯硅的流程示意图可知，H2和HCI既是反应物，又是生成物，所以可重复利用的物质是H2和HCl，C正确；
D项、反应①为SiO2+2C
Si+2CO↑，反应②Si（粗）+3HCl
SiHCI3+H2，反应③SiHCI3+H2
Si（粗）+3HCI，三个方程式中元素的化合价均发生变化，均属于氧化还原反应，D错误；
故本题选D。
注意抓住SiO2制备高纯度的硅的工业流程图，记住并掌握如下三个方程式：
反应①为SiO2+2C
Si（粗）+3HCI。
15．下列物质中不能与硅发生化学反应的是（）
A．
溶液B．
C．
D．浓硝酸
A．硅能与NaOH溶液发生反应生成硅酸钠和氢气，故A不符合题意；
B．硅能与F2发生反应生成四氟化硅，故B不符合题意；
C．硅与氧气在加热条件下反应生成二氧化硅，故C不符合题意；
D．硅不与浓硝酸发生反应，故D符合题意；
故答案为：
16．有科学家提出硅是“
世纪的能源”“未来的石油”。
下列有关说法不正确的是（）
A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料
B．自然界中的含硅化合物易开采
C．硅燃烧放出大量的热，燃烧产物对环境的污染程度较低
D．自然界中存在大量单质硅
A．硅常温下为固体，性质较稳定，便于贮存，较为安全，故A不符合题意；
B．沙石的主要成分是二氧化硅，易开采，故B不符合题意；
C．硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，说明燃烧放出的热量大，硅燃烧生成二氧化硅，二氧化硅是固体，容易得到有效控制，故C不符合题意；
D．硅元素在自然界中含量丰富，主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，仅次于氧，故D符合题意；
17．下列关于硅的说法正确的是（）
A．单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间
B．单质硅是制造光导纤维的材料
C．硅为非金属，熔点低，但有金属光泽
D．晶体硅为非金属，属于绝缘体
A．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，故A正确；
B．常用作制造光导纤维的材料是二氧化硅，故B错误；
C．硅单质为原子型晶体，熔点较高，故C错误；
D．晶体硅为半导体材料，导电性能介于导体和绝缘体之间，故D错误；
A。
18．下列关于硅单质及其化合物的说法中错误的是（）
A．陶瓷、玻璃、水泥、水晶饰品等，都是硅酸盐产品
B．常温下，单质硅的性质稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等很难发生反应
C．水玻璃可以作为粘合剂、木材防腐剂
D．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O3（OH）4]，若以氧化物形式可表示为：
Al2O3•2SiO2•2H2O
A．陶瓷、玻璃、水泥等，都是硅酸盐产品，水晶饰品的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故A错误；
B．常温下，单质硅的性质稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等都很难发生反应，加热条件下与氧气、氯气反应，故B正确；
C．水玻璃中的硅酸钠具有粘性，可以作为粘合剂、木材防腐剂，故C正确；
D．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5（OH）4]，若以氧化物形式可表示为：
2SiO2·
2H2O，故D正确；
19．最近全面通车的沪昆高速铁路是国家重要的交通线路，在工程建设中用量最大的硅酸盐材料是（ ）
A．钢筋B．水泥C．玻璃D．陶瓷
以含硅物质为原料经加热制成的产品，通常称为硅酸盐产品。
所谓硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素（主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合而成的化合物的总称，由此分析解答。
A．钢筋属于金属，故A错误；
B．水泥是混凝土的主要成分，属于硅酸盐材料，故B正确；
C．玻璃属于硅酸盐材料，但是在工程建设中用量不大，故C错误；
D．陶瓷属于硅酸盐材料，但是在工程建设中用量不大，故D错误；
答案选B。
本题考查了传统的硅酸盐材料，题目难度不大，记住水泥、玻璃、陶瓷的主要成分。
二、填空题
20．氮化硅陶瓷因其熔点高，对于金属及氧化物熔体具有相当的高温稳定性，越来越多被应用于热工各个领域，如陶瓷烧成棚板、辊棒，以及高温轴承、涡轮叶片等。
（1）下列关于氮化硅陶瓷的说法正确的是________。
A．硅粉合成氮化硅的反应属于氧化还原反应
B．氮化硅陶瓷属于硅酸盐
C．氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料
D．太阳能光伏产业的主体材料为氮化硅
（2）在烧结氮化硅陶瓷的过程中，二氧化硅、碳、氮气以物质的量之比3:
6:
2反应生成两种化合物。
①该反应的化学方程式为___________________________。
②该反应中氧化剂与还原剂的质量比为________。
【答案】AC3SiO2＋2N2＋6C
Si3N4＋6CO7:
9
（1）Si与N2反应前后，N、Si元素的化合价发生变化，故属于氧化还原反应，A正确；
氮化硅属于新型高温结构陶瓷，不属于硅酸盐，B错误；
根据氮化硅的性能，可用于制造磨刀材料，C正确；
太阳能光伏产业的主体材料为硅，D错误。
（2）①硅原子最外层有4个电子，氮原子最外层有5个电子，在氮化硅中硅显＋4价，氮显－3价，根据化合物中化合价代数和等于零的原则，可得氮化硅的化学式为Si3N4。
烧结Si3N4的反应物为SiO2、N2、C，生成物为Si3N4和另一种化合物，则有3SiO2＋2N2＋6C―→Si3N4＋另一种化合物，根据原子守恒可得另一种化合物为CO，故反应方程式为3SiO2＋2N2＋6C
Si3N4＋6CO。
②根据反应：
3SiO2＋2N2＋6C
Si3N4＋6CO，分析各元素化合价变化可知，Si、O元素反应前后化合价没有变化，氮元素价态降低，为氧化剂，碳元素价态升高为还原剂，其质量比为2mol×
28g/mol:
（6mol×
12g/mol）＝7:
9。
21．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
（1）下列物质不属于硅酸盐的是______。
A．陶瓷B．玻璃C．水泥D．生石灰
（2）SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_____，工艺师常用_____（填物质名称）来雕刻玻璃。
（3）用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作______。
Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是_____。
A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚C．氧化铝坩埚D．铁坩埚
（4）工业上常利用反应2C＋SiO2
Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是_____（填化学式，下同），氧化剂是_____。
【答案】DSiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O氢氟酸防火剂DCSiO2
（1）根据常见的硅酸盐材料结合生石灰是氧化钙的俗名分析判断；
（2）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水；
氢氟酸能够与二氧化硅反应生成四氟化硅和水；
（3）水玻璃是矿物胶，不燃烧；
二氧化硅、氧化铝能够与碱反应；
（4）依据化学方程式判断元素化合价变化，化合价降低的反应物为氧化剂。
（1）陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都含有硅酸盐，属于硅酸盐产品，生石灰是氧化钙的俗名，属于氧化物，不属于硅酸盐，故选D；
（2）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，化学方程式：
SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O；
氢氟酸能够与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，能够腐蚀玻璃，可用来雕刻玻璃，故答案为SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O；
氢氟酸；
（3）水玻璃是矿物胶，不燃烧，可以做阻燃剂，用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作防火剂；
普通玻璃坩埚、石英玻璃坩埚都含有二氧化硅，能够与碱反应，氧化铝坩埚的主要成分为氧化铝，氧化铝与碱能够发生反应，Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时的坩埚可选用铁坩埚，故答案为防火剂；
D；
（4）2C+SiO2
Si+2CO↑，反应中碳元素化合价升高，二氧化硅中硅元素化合价降低，作氧化剂，故答案为C；
SiO2。
22．琉璃被誉为中国五大名器之首、佛家七宝之一。
琉璃的发源地在山西，早在春秋战国时期就已出现，世有“晋地琉璃遍天下”一说。
（1）古法琉璃，采用琉璃石加入琉璃母烧制而成。
琉璃石是一种有色水晶材料，水晶的主要成分是___________。
（2）水琉璃，即现今常见的仿制琉璃，是以不饱和树脂材料制成。
若其为淡绿色，其中可能含有____________（填离子符号）。
（3）台湾琉璃，由西方玻璃艺术演化而来。
制造普通玻璃的原料是石英砂、纯碱和____________。
玻璃制品应避免与碱性物质（如NaOH）长期接触，有关反应的化学方程式是________________________。
（4）保存琉璃制品时，切不可与氯气接触，这说明琉璃的成分可能具有_____________性。
【答案】SiO2Fe2+石灰石SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O还原
（1）水晶的成份是二氧化硅，则水晶的主要成分是SiO2；
（2）树脂为淡绿色，可能含有亚铁离子，其离子符合为：
Fe2+；
（3）制造普通玻璃的原料是石英砂、纯碱和石灰石；
玻璃制品中二氧化硅与碱性物质（如NaOH）反应，所以不能长期接触，反应的化学方程式为：
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；
（4）氯气具有很强的氧化性，而保存琉璃制品时，切不可与氯气接触，这说明琉璃的成分可能具有还原性。
23．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
（1）计算机芯片和太阳能电池的主要成分是________，光导纤维的主要成分是________。
（填化学式）
（2）工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，发生反应的化学方程式为_________。
（3）玉石的主要成分基本都属于硅酸盐，翡翠的主要成分为NaAlSi2O6，用氧化物形式表示为________。
（4）高纯度单晶硅可以按下列方法制备：
Si（粗）
SiHCl3
Si（纯）
写出步骤①的化学方程式：
_______。
步骤②的产物经过冷凝后得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸点57.6℃），提纯SiHCl3主要操作的名称是________。
步骤③需要在无水无氧环境下进行，若在有氧环境下，除了有不安全因素外，还可能使产品中混有杂质________。
【答案】SiSiO24HF＋SiO2=SiF4↑＋2H2ONa2O·
4SiO22C＋SiO2
Si（粗）＋2CO↑蒸馏SiO2
（1）Si是半导体，可用于制造计算机芯片和太阳能电池，光导纤维的主要成分是SiO2；
（2）工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，是因为氢氟酸能和SiO2反应，反应的化学方程式为4HF＋SiO2=SiF4↑＋2H2O；
（3）翡翠的主要成分为NaAlSi2O6，将其表示为氧化物形式为Na2O·
4SiO2；
（4）步骤①的化学方程式为2C＋SiO2
Si（粗）＋2CO↑；
步骤②的产物经过冷凝后得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸点57.6℃），根据两者沸点不同，可采用蒸馏的方法分离；
步骤③需要在无水无氧环境下进行，若在有氧环境下，除了有不安全因素外，产品中的Si会和O2在高温的条件下反应生成SiO2。
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