金版學案高中化學一輪復習練習第四章第1節(jié)課時跟蹤練

第1節(jié)無機非金屬材料的主角——硅課時跟蹤練一、選擇題1．硅的氧化物及硅酸鹽構成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。在無機非金屬材料中，硅一直扮演著主角。下面幾種物質中含有硅單質的是()A.瑪瑙B.光導纖維C.太陽能電池D.水晶解析：瑪瑙、光導纖維和水晶的主要成分是SiO2，硅單質可用來制造太陽能電池板。答案：C2．大多數(shù)物質的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質或用途得來的。下列物質的俗名與化學式或用途不相符的一組是()選項俗名主要成分(化學式)用途A石英SiO2集成電路板B純堿Na2CO3制備玻璃C水玻璃Na2SiO3制備硅膠D鐵紅Fe2O3用做油漆和涂料解析：石英主要用于生產(chǎn)玻璃(光導纖維)，晶體硅才用于制作集成電路。答案：A3．下列離子方程式的書寫正確的是()A．水玻璃中通入過量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3B．澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)C．硅與氫氟酸的反應：Si＋4H＋＋4F－=SiF4↑＋2H2↑D．二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O解析：Na2SiO3是強電解質，應拆成Na＋、SiOeq\o\al(2－,3)，且應生成HCOeq\o\al(－,3)，A錯；B項正確寫法是CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)；C項，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－。答案：D4．下列敘述正確的是()A．紅寶石、珍珠、水晶、鉆石等裝飾的主要成分都是硅酸鹽B．硅酸鈉的水溶液俗名為水玻璃，可用于制備硅膠和木材防火劑C．制造玻璃是復雜的物理過程，玻璃的組成不同，性能不同D．金剛石是自然界中硬度最大的物質，不可能與氧氣發(fā)生反應解析：紅寶石的主要成分為Al2O3，珍珠的主要成分為CaCO3，水晶的主要成分為SiO2，鉆石為碳單質，A錯誤；制造玻璃包含復雜的物理變化和化學變化，C錯誤；金剛石是碳單質，具有碳單質的化學性質，D錯誤。答案：B5．壽山石主要成分為葉蠟石，葉蠟石組成為Al2O3·4SiO2·H2O，下列觀點不正確的是()A．壽山石雕刻作品要避免與酸、堿接觸B．壽山石顏色豐富多彩是因為含有不同形態(tài)的金屬氧化物C．潮濕的空氣可能導致壽山石作品表面溶解變質D．久置于干燥空氣中可能會導致壽山石作品脫水變質解析：根據(jù)壽山石的主要成分，可知其能與酸或堿發(fā)生反應，A正確；壽山石中含有不同形態(tài)的Al2O3，造成其色彩豐富，B正確；其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反應，在潮濕的空氣中不會溶解變質，C錯誤；久置于干燥空氣中，會失去其中的結晶水變質，D正確。答案：C6．下列除雜方法正確的是()A．SiO2中含Al2O3雜質，可以加入足量NaOH溶液然后過濾除去B．CO2中含有CO雜質，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱C．CO2中含有HCl雜質，可以通過盛有Na2CO3溶液的洗氣瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質，可以通入足量的CO2，然后過濾解析：A項，SiO2、Al2O3均與NaOH溶液反應；C項，應通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶；D項，引入NaHCO3。答案：B7．水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領域，是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工藝流程：下列說法正確的是()A．原材料稻殼灰價格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟價值B．操作A與操作B完全相同C．該流程中硅元素的化合價發(fā)生改變D．反應器中發(fā)生的復分解反應為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O解析：稻殼灰來源廣泛價格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟價值，A正確；操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，B錯誤；二氧化硅中，硅元素的化合價是＋4價，硅酸鈉中，硅元素的化合價是＋4價，所以該流程中硅元素的化合價沒有發(fā)生改變，C錯誤；由復分解反應的概念可知，SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O不屬于復分解反應，D錯誤。答案：A8．如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是()A．SiO2屬于兩性氧化物B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶用玻璃塞C．硅膠吸水后可重復再生D．圖中所示的轉化都是氧化還原反應解析：SiO2是酸性氧化物；Na2CO3溶液呈堿性，試劑瓶不能用玻璃塞；題圖中有的轉化不是氧化還原反應，例如SiO2與NaOH溶液的反應。答案：C9．下列說法不正確的是()①二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟堿反應，但不能與任何酸反應②根據(jù)反應：SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up14(高溫))CaSiO3＋CO2↑可推知硅酸酸性比碳酸強③二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以制得硅酸④二氧化硅常被用來制造光導纖維A．①②B．②③C．③④D．①④解析：①二氧化硅能與氫氟酸反應，②硅酸酸性化碳酸弱。答案：A二、非選擇題10．硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質量的90%以上。(1)下列物質不屬于硅酸鹽的是________。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與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為__________________________，工藝師常用________(填物質名稱)來雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作________________。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應制得，高溫熔融純堿時下列坩堝可選用的是()A．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩 D．鐵坩堝(4)工業(yè)上常利用反應2C＋SiO2eq\o(=,\s\up14(高溫))Si＋2CO↑制備硅單質，該反應中所含元素化合價升高的物質是________(填化學式，下同)，氧化劑是___________________________________________________。解析：(1)生石灰是CaO，為堿性氧化物且不含Si，不屬于硅酸鹽。(2)SiO2與NaOH溶液反應的化學方程式為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氫氟酸，因此工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又稱“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火劑。SiO2和Na2CO3在高溫下反應生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應，故不能用以上材質的坩堝熔融純堿。(4)題給反應中C(碳)被氧化，SiO2中＋4價的硅被還原，因此SiO2作氧化劑。答案：(1)D(2)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氫氟酸(3)防火劑D(4)CSiO211．A、B、C、D、E五種物質中均含有同一種非金屬元素，它們能發(fā)生如圖所示的轉化關系，該元素(用R表示)的單質能與NaOH溶液反應生成鹽(Na2RO3)和氫氣。請回答下列問題：(1)寫出各物質的化學式：A________，B________，C________，D________，E________。(2)寫出反應①的化學方程式：______________________，該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為________。(3)寫出反應④的離子方程式：________________________________________________________________________________。(4)寫出反應⑤的離子方程式：___________________________。(5)H2CO3的酸性強于E，請用離子方程式予以證明：_____________________________________________________。解析：解答本題的“突破口(1)”是非金屬元素R的單質能與NaOH溶液反應生成鹽(Na2RO3)和氫氣，說明是硅及其化合物之間的轉化?！巴黄瓶?2)”是反應條件“高溫”，A在高溫條件下，能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應，則A為SiO2。從而順藤摸瓜推知B為CaSiO3，D為Si，E為H2SiO3。答案：(1)SiO2CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO3(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up14(高溫))Si＋2CO↑1∶2(3)Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑(4)SiOeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaSiO3↓(5)SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)12．硅是人類文明發(fā)展的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。(1)工業(yè)生產(chǎn)粗硅的反應有SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up14(3273K))Si(粗)＋2CO↑，SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up14(3273K))SiC＋2CO↑。若產(chǎn)品中單質硅與碳化硅的物質的量之比為1∶1，則參加反應的C和SiO2的質量之比為________。(2)工業(yè)上可以通過下圖所示的流程制取純硅：①若反應Ⅰ為Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up14(553～573K))SiHCl3＋H2，則反應Ⅱ的化學方程式為____________________________________________________________________________________________________。②整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，寫出該反應的化學方程式：_____________________________________________________________________________________________________________。③下列說法正確的是()A．該工藝流程的優(yōu)點是部分反應物可循環(huán)使用B．最好用分液的方法分離Si和SiHCl3C．反應Ⅰ和Ⅱ中HCl均作氧化劑D．反應Ⅰ和Ⅱ屬于可逆反應④設每一輪次制備1mol純硅，且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失，反應Ⅰ中HCl的利用率為90%，反應Ⅱ中H2的利用率為93.75%，則在第二輪次的生產(chǎn)中，補充投入HCl和H2的物質的量之比是__________。解析：(1)將兩方程式疊加，可知C和SiO2的物質的量之比為5∶2，因此質量之比為(5×12)∶(2×60)＝1∶2。(2)①由流程圖可知反應Ⅱ是SiHCl3和H2反應生成純硅和HCl，因此方程式為SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up14(1373～1455K))Si(純)＋3HCl。②寫出方程式中已知物質：SiHCl3＋3H2O→H2SiO3＋3HCl，由原子守恒可知另一種物質為H2，因此反應的化學方程式為SiHCl3＋3H2O=H2SiO3＋3HCl＋H2↑。③該工藝流程中HCl和H2可循環(huán)使用；分離Si與SiHCl3可用過濾的方法；反應②中HCl是生成物，是氧化產(chǎn)物；反應①、②不在同一條件下進行，不是可逆反應。④由題中條件可知：Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up14(553～573K))SiHCl3＋H21mol3mol1molSiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up14(1373～1453K))Si(純)＋3HCl1mol1mol3mol由以上數(shù)據(jù)可知循環(huán)生產(chǎn)中只能產(chǎn)生3molHCl，但HCl的利用率是90%，因此需要增加eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,90%)－3))molHCl，循環(huán)生產(chǎn)中只產(chǎn)生1molH2，但H2的利用率為93.75%，因此需增加e