高中化学第四章非金属及其化合物41无机非金属材料的主角硅课时作业2新人教版必修1.docx
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高中化学第四章非金属及其化合物41无机非金属材料的主角硅课时作业2新人教版必修1
第1节无机非金属材料的主角——硅
第1课时二氧化硅和硅酸
一、选择题
1．（2016·洛阳高一检测）以下物质的主要成分不是SiO2的是（ ）
A．石英坩埚 B．光导纤维
C．水晶 D．干冰
2．在存放照相机、显微镜、食品和药品的包装盒中常发现一些袋装透明的胶状颗粒，该颗粒的主要作用是干燥剂，其成分是（ ）
A．活性炭B．氯化钠
C．硅胶D．小苏打
3．可制造熔化烧碱的坩埚材料是（ ）
A．FeB．Al
C．SiO2D．Al2O3
4．二氧化碳通入下列溶液中，不可能产生沉淀的是（ ）
A．氯化钙溶液B．石灰水
C．偏铝酸钠D．硅酸钠溶液
5．（2016·兰州高一检测）下列离子在水溶液中能大量共存的是（ ）
A．H＋、K＋、HCO
、Ca2＋
B．OH－、Na＋、Mg2＋、HCO
C．Na＋、SiO
、H＋、Cl－
D．K＋、H＋、Cl－、NO
6．下列关于碳酸（H2CO3）和硅酸（H2SiO3）的说法中不正确的是（ ）
A．两者均为弱酸
B．两者均可使紫色石蕊溶液变红色
C．CO2气体通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸
D．两者受热时均可以分解
7．下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（ ）
A．CO2→H2CO3B．SiO2→Na2SiO3
C．Na2O2→Na2CO3D．SiO2→H2SiO3
8．在一定条件下，下列物质不能和SiO2反应的是（ ）
①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤硝酸 ⑥氢氧化钾 ⑦氧化钙
A．①③⑤⑦B．⑤⑦
C．③⑤D．⑤
9．[双选]下列离子方程式书写不正确的是（ ）
A．往NaOH溶液中通入少量CO2：
CO2＋OH－===HCO
B．H2SiO3与NaOH溶液混合：
2OH－＋H2SiO3===2H2O＋SiO
C．石英砂与烧碱溶液反应：
SiO2＋2OH－===SiO
＋H2O
D．往水玻璃中通入二氧化碳：
Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋2Na＋＋CO
10．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是（ ）
A．加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出
B．加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解
C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成
D．先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现，若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解
11．15gSiO2和足量的C在高温下发生反应：
SiO2＋2C
Si＋2CO。
下列叙述正确的是（ ）
A．氧化剂和还原剂的质量比为1∶2
B．SiO2是还原剂
C．反应中有6gC被氧化
D．反应中生成了28gCO
12．能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是（ ）
A．CO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸
B．在高温条件下，SiO2和Na2CO3能发生反应：
SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑
C．SiO2熔点比CO2高
D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶
二、非选择题
13．中国北京曙光公司研制了第一款具有我国完全自主知识产权的高性能CPU芯片——“龙芯”1号。
（1）“龙芯”1号（芯片）的主要化学成分是________。
（2）在计算机长距离联网使用的传输很快的线路中使用的材料叫________，主要化学成分是________。
（3）如果这种埋在地下的材料裸露在碱性土壤中，结果会断路，用离子方程式说明原因：
__________。
14．除去下列各粉末状混合物中的杂质（括号内物质为杂质），请按下列提供的试剂和操作，将序号填在下表内。
试剂：
A.盐酸；B.烧碱溶液；C.氧气；D.水；E.二氧化碳；F.不需要其他试剂
操作：
①加热；②过滤；③蒸发；④蒸馏；⑤结晶；⑥萃取
混合物
试剂
操作
SiO2（CaCO3）
NaCl（SiO2）
SiO2（H2SiO3）
Fe2O3（SiO2）
15.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________。
[能力提升]
16．（2016·广州高一检测）A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同。
阴离子
Cl－、SiO
、OH－、NO
阳离子
H＋、Ag＋、Na＋、K＋
已知：
A溶液呈强酸性，且A溶液与B、C溶液混合均产生白色沉淀，B的焰色反应呈黄色。
回答下列问题：
（1）写出A、B、C、D的化学式：
A________，B________，C________，D________。
（2）写出A溶液与B溶液反应的离子方程式：
_________________。
（3）请选出适合存放A、C、D溶液的试剂瓶的序号：
溶液
A
C
D
试剂瓶序号
17.（2016·滨州高一检测）某兴趣小组的成员捡到一块矿石，观察外观该矿石坚硬且呈红褐色，投入水中没有任何变化，再向水中加浓盐酸至过量，矿石部分溶解，并有大量无色气体产生。
该兴趣小组的同学们猜测该矿石可能由CaCO3、SiO2、Fe2O3三种成分组成，试设计实验证明CaCO3以外的两种成分。
仅限选择的仪器和试剂：
烧杯、试管、玻璃棒、滴管、药匙、漏斗；2mol/L盐酸、2mol/LNaOH溶液、2%KSCN溶液。
（1）将实验方案用下图所示的流程图表示，试写出每步所用试剂的名称或化学式。
矿石
气体
溶液
得出结论
残渣
溶液
得出结论
试剂Ⅰ________；试剂Ⅱ________；试剂Ⅲ________。
（2）如果猜测是成立的，试根据上述实验方案，完成实验操作、预期现象与结论。
编号
实验操作
预期现象与结论
①
取适量矿石研细，加足量2mol/L盐酸
有大量无色气体产生，得棕黄色溶液，且仍有少量固体残留
②
③
④
课时达标训练（二十）
1．解析：
选D 干冰是固态二氧化碳。
2．解析：
选C 以上四种物质中只有硅胶是干燥剂。
3．解析：
选A 在高温下Al与NaOH反应，而且Al也与O2反应，SiO2、Al2O3在高温下也与NaOH反应，最终坩埚会损坏，NaOH也会变质，故选A项。
4．解析：
选A B项中少量CO2通入石灰水中发生反应：
CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O，C项中发生反应CO2＋3H2O＋2NaAlO2===2Al（OH）3↓＋Na2CO3，D项中反应为：
CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。
5．解析：
选D A项中，H＋＋HCO
===H2O＋CO2↑；B项中，Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓，HCO
＋OH－===CO
＋H2O；C项中，2H＋＋SiO
===H2SiO3↓；只有D项中各离子不发生反应。
6．解析：
选B 硅酸不能使紫色石蕊溶液变红，B不正确。
7．解析：
选D 由于SiO2不溶于水也不与水反应，所以由SiO2制取H2SiO3需先使SiO2与强碱反应制得可溶性硅酸盐后，再与酸反应才能制得H2SiO3。
8．解析：
选D 二氧化硅是酸性氧化物，可与碱及碱性氧化物反应，与⑥、⑦能反应；二氧化硅与纯碱（或碳酸钙）在高温下能发生反应，与②、③能反应；二氧化硅在高温下还能与焦炭发生置换反应，与①能反应；二氧化硅作为一种特殊的氧化物还能与氢氟酸反应，与④能反应；二氧化硅与硝酸不反应，与⑤不能反应。
9．解析：
选A、D 往NaOH溶液中通入少量CO2，生成正盐Na2CO3，CO2过量时才生成NaHCO3，A不正确；由于H2SiO3为弱酸，且不可溶，故应写化学式，B正确；石英砂的主要成分是SiO2，它与烧碱溶液反应生成硅酸钠和水，C正确；碳酸比硅酸的酸性强，所以往水玻璃中通入CO2可制得硅酸，Na2SiO3和Na2CO3均溶于水，应写成离子形式，并且可以消去Na＋，应写为：
SiO
＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO
，D不正确。
10．解析：
选D 二氧化硅不溶于盐酸但溶于NaOH溶液。
碳酸钙难溶于水但溶于盐酸且放出二氧化碳气体，所以，在生石灰样品中加入足量盐酸产生气泡可证明含有石灰石，反应后有不溶物剩余，将该不溶物投入NaOH溶液，不溶物溶解，可证明生石灰样品中含有二氧化硅。
11．解析：
选C 在反应SiO2＋2C
Si＋2CO中，氧化剂为SiO2，还原剂为C，它们的物质的量比为1∶2，质量比为60∶24＝5∶2。
根据化学方程式也可计算得到，15gSiO2充分反应有6gC被氧化，生成了14gCO。
12．解析：
选D D项是较强的酸与较弱的酸的盐溶液反应生成较强酸的盐和较弱酸的复分解反应，这是该类复分解反应发生的条件之一；A项是二者的水溶性，不能证明碳酸的酸性比硅酸强；B项是在固体反应中难挥发性（高沸点）物质制取易挥发性（低沸点）物质，它是利用两者共熔时生成易挥发的CO2使反应发生；C项是二者的熔点，也不能证明碳酸的酸性比硅酸强。
13．解析：
SiO2属于酸性氧化物，易与碱反应。
答案：
（1）硅
（2）光导纤维 SiO2
（3）SiO2＋2OH－===SiO
＋H2O
14．答案：
混合物
试剂
操作
SiO2（CaCO3）
A
②
NaCl（SiO2）
D
②③
SiO2（H2SiO3）
F
①
Fe2O3（SiO2）
B
②
15．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“
”“
”“
”推知B为SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3。
答案：
（1）
＋4价
（2）SiO2 SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑ （3）CaSiO3 Na2SiO3
16．解析：
因都为易溶于水的化合物，故Ag＋一定与NO
组成AgNO3，H＋不会与OH－或SiO
组合，故应与Cl－组成盐酸，则A为盐酸。
因A与B、C混合均产生白色沉淀且B的焰色反应为黄色，则B为Na2SiO3，C为AgNO3。
剩余的一种物质D为KOH。
答案：
（1）HCl Na2SiO3 AgNO3 KOH
（2）SiO
＋2H＋===H2SiO3↓ （3）① ③ ②
17．解析：
Fe2O3可与盐酸反应转化为Fe3＋，可用SCN－检验Fe3＋的存在，从而说明矿石中含有Fe2O3。
SiO2不溶于盐酸，作为残渣被滤出；取适量残渣于烧杯中，并加入NaOH溶液，残渣溶解充分反应后再加入盐酸，如果有白色胶状沉淀生成，则说明矿石中含有SiO2。
答案：
（1）2%KSCN溶液 2mol/LNaOH溶液 2mol/L盐酸
（2）
②
取操作①所得溶液少许于试管中，并滴入几滴2%KSCN溶液
溶液变为红色，说明矿石中含有Fe2O3
③
取操作①所得残余固体适量于烧杯中，加入足量2mol/LNaOH溶液，充分搅拌
残余固体溶解完全，并得无色溶液
④
取操作③所得无色溶液少许于试管中，用胶头滴管滴入2mol/L盐酸至过量
有白色胶状沉淀生成，且不溶于过量盐酸，说明矿石中含有SiO2
第一节无机非金属材料的主角—硅
第2课时硅酸盐和硅单质同步课时练习
1.用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成,其中不正确的是（ ）
A.钙沸石Ca（Al2Si3O10）·3H2O表示为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
B.镁橄榄石Mg2SiO4表示为2MgO·3SiO2
C.正长石KAlSi3O8表示为K2O·Al2O3·6SiO2
D.高岭石Al2（Si2O5）（OH）4表示为Al2O3·2SiO2·2H2O
解析：
用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成,其通式为aMxOy·bSiO2·cH2O。
当金属有多种时,先写活泼金属的氧化物;各氧化物化学式之间用“·”隔开;各氧化物前的计量数只能取整数;写成氧化物后,原化学式中各元素的原子个数比应保持不变。
Mg2SiO4应表示为2MgO·SiO2,B错误。
答案：
B
2.下列物质属于纯净物的是（ ）
A.陶瓷B.玻璃C.二氧化硅D.水泥
解析：
陶瓷、玻璃和水泥是成分复杂的硅酸盐材料。
只有二氧化硅是纯净物。
答案：
C
3.下列关于硅的说法不正确的是（ ）
A.硅是非金属元素,它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B.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
C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质发生反应
D.加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应
解析：
硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料;硅的化学性质稳定,常温下可与F2、HF、强碱溶液反应,加热或高温条件下可与O2、Cl2等一些非金属发生反应。
答案：
C
4.熔融烧碱应选用的器皿是（ ）
A.生铁坩埚B.玻璃坩埚
C.石英坩埚D.陶瓷坩埚
解析：
石英、玻璃和陶瓷的成分中都有二氧化硅,二氧化硅能与烧碱反应生成硅酸钠,所以它们都不能用于熔融烧碱。
答案：
A
5.玉石在我国有7000多年的使用历史,2008年奥运会的奖牌就采用了“金镶玉”的形式。
绿柱石又称绿宝石,是宝石中的上品,其主要成分为BexAl2Si6O18,也可以用二氧化硅和金属氧化物的形式表示,则x为（ ）
A.1B.2C.3D.4
解析：
根据化合物中元素正、负化合价代数和为0的原则计算,注意Be为+2价。
答案：
C
6.下列变化不能一步实现的是（ ）
A.Na2SiO3→H2SiO3B.H2SiO3→SiO2
C.SiO2→Na2SiO3D.SiO2→H2SiO3
解析：
Na2SiO3+2HCl
H2SiO3↓+2NaCl;H2SiO3
SiO2+H2O;SiO2+2NaOH
Na2SiO3+H2O。
答案：
D
7.江西景德镇制瓷历史悠久,产品名扬天下。
下列关于陶瓷的说法中正确的是（ ）
A.陶瓷是硅酸盐产品B.陶瓷是金属产品
C.陶瓷中不含金属元素D.陶瓷属于合金材料
答案：
A
8.下列物质中,不含有硅酸盐的是（ ）
A.水玻璃B.硅芯片C.黏土D.普通水泥
解析：
水玻璃、黏土、普通水泥中都含有硅酸盐,B项硅芯片的主要成分是单质硅。
答案：
B
9.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
（1）硅是半导体材料,可用于制造光导纤维。
（）
（2）二氧化硅可作为光导纤维的材料。
（）
（3）硅酸钠可以改写为Na2O·SiO2,故硅酸钠是混合物。
（）
（4）光导纤维是硅酸盐产品。
（）
（5）玻璃是混合物,没有固定的熔点。
（）
（6）硅是制造太阳能电池的常用材料。
（）
答案：
（1）×
（2）√（3）×（4）×（5）√（6）√
10.已知某硅酸盐可表示为MgaSi4O10（OH）b（其中a、b为正整数）,试回答:
（1）a与b应满足的关系是 （写表达式）。
（2）a能否等于2?
（填“能”“不能”或“无法确定”）,理由是 。
（3）a=3的硅酸盐的表示式为 （以氧化物的形式表示）。
（4）三硅酸镁（Mg2Si3O8·nH2O）可用于治疗胃酸过多和胃溃疡,它中和胃酸（HCl）的化学方程式是 。
解析：
（1）由正、负化合价代数和等于0,可得到2a+4×4+10×（-2）+b×（-1）=0,
即2a=4+b。
（2）若a=2,则b=0,不符合题意。
（3）当a=3时,b=2,则化学式为Mg3Si4O10（OH）2,可改写为3MgO·4SiO2·H2O。
（4）写化学方程式时,结合氧化物的形式,只需考虑MgO与HCl反应即可。
答案：
（1）2a=4+b
（2）不能 若a=2,则b=0,与题意不符
（3）3MgO·4SiO2·H2O
（4）Mg2Si3O8·nH2O+4HCl
2MgCl2+3SiO2+（n+2）H2O
11.A、B、C、D、E五种含硅元素的物质,相互转化关系如图所示:
（1）推断A~E的化学式:
A ,B ,C ,
D ,E 。
（2）写出①B→A的化学方程式:
。
②A→C的离子方程式:
。
解析：
B在空气中燃烧生成D,B可能为Si,B和D都能与NaOH溶液反应生成A,则A为Na2SiO3,A和盐酸反应生成C,C为H2SiO3,H2SiO3受热分解又生成SiO2,证明B为Si,E为CaSiO3。
答案：
（1）Na2SiO3 Si H2SiO3 SiO2CaSiO3
（2）①Si+2NaOH+H2O
Na2SiO3+2H2↑
②Si
+2H+
H2SiO3（胶体）
12.如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质（括号内为杂质）。
将所选答案的编号填入下表相应的空格内（如果不需要外加试剂,则对应答案栏可空着）。
可供选择的试剂:
A.盐酸 B.氢氧化钠溶液 C.氧气 D.水
E.二氧化碳 F.不用其他试剂
可选用的操作:
①水洗 ②加热 ③高温灼烧 ④过滤 ⑤蒸发结晶
粉末状混合物
选择的试剂
选用的操作
（1）
CaCO3（SiO2）
（2）
NaCl（SiO2）
（3）
SiO2（Fe2O3）
（4）
SiO2（CaCO3）
（5）
SiO2（H2SiO3）
解析：
二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物,可跟强碱溶液反应,不跟酸（氢氟酸除外）反应,受热不分解。
可根据SiO2的性质,选择合适的试剂对SiO2与其他物质的混合物进行除杂。
本题除杂过程中所发生反应的化学方程式如下:
（1）SiO2+2NaOH
Na2SiO3+H2O
（3）Fe2O3+6HCl
2FeCl3+3H2O
（4）CaCO3+2HCl
CaCl2+CO2↑+H2O
（5）H2SiO3
SiO2+H2O
答案：
（1）B ④
（2）D ④⑤（3）A ④
（4）A ④（5）F ②
13.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,足见化学对现代物质文明的重要作用。
例如:
（1）计算机的芯片的主要成分是 。
（2）光导纤维的主要成分是 。
（3）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 。
答案：
（1）硅（或Si或单晶硅）
（2）二氧化硅（或SiO2）
（3）硅（或Si）
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