2021-2022高中化學(xué)人教版必修1第四章第1節(jié)無機非金屬材料-硅（系列二）WORD版含解析

無機非金屬材料——硅(建議用時：45分鐘)1．下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是()A．單晶硅可用于制造太陽能電池B．水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽產(chǎn)品的共同原料為石灰石C．Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高溫))Na2SiO3＋CO2↑說明高溫下SiO2對應(yīng)的酸H2SiO3的酸性比CO2對應(yīng)的酸H2CO3的酸性強D．NaOH溶液不能用帶玻璃塞的玻璃試劑瓶存放，而水玻璃可以【解析】B項，陶瓷的原料是黏土，C項，H2SiO3比H2CO3的酸性弱；D項，水玻璃具有黏性?！敬鸢浮緼2．下列有關(guān)硅及其化合物的說法正確的是()A．晶體硅具有金屬光澤，可以導(dǎo)電，屬于金屬材料B．常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，所以自然界中的硅大部分以游離態(tài)存在C．SiO2是一種酸性氧化物，能夠與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D．除去SiO2中混有的CaCO3可加入適量的稀鹽酸【解析】A項，晶體硅雖然具有金屬光澤，但它屬于非金屬單質(zhì)；其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料。B項，雖然常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但自然界中沒有游離態(tài)的硅，它主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在。C項，SiO2不同于其他酸性氧化物，它不溶于水也不與水反應(yīng)。D項，SiO2不溶于稀鹽酸，可使用稀鹽酸除去其中混有的CaCO3，化學(xué)方程式為CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O?！敬鸢浮緿3．硅被譽為無機非金屬材料的主角。下列物品用到硅單質(zhì)的是()A．陶瓷餐具 B．石英鐘表C．計算機芯片 D．光導(dǎo)纖維【解析】晶體硅可用作計算機芯片?！敬鸢浮緾4．下列關(guān)于硅元素的說法不正確的是()A．硅是非金屬元素，但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體B．硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng)D．當(dāng)加熱到一定溫度時，硅能與氧氣、氯氣等非金屬反應(yīng)【解析】硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料；硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下可與F2、HF、強堿溶液反應(yīng)，在加熱條件下可與O2、Cl2等一些非金屬發(fā)生反應(yīng)。【答案】C5．硅及其化合物是重要的無機材料，下列有關(guān)說法正確的是()A．反應(yīng)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up10(高溫))2CO↑＋Si，每生成1molSi轉(zhuǎn)移4mole－B．光纖的主要成分是硅單質(zhì)，它質(zhì)量輕且對光的傳輸能力強C．光纖可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，是制造光電池的最佳材料D．陶瓷、水泥、金剛砂及所有的玻璃都是硅酸鹽產(chǎn)品【解析】標出選項A反應(yīng)前后元素的化合價，分析反應(yīng)前后化合價的變化，可知A說法正確；光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱，其主要成分是二氧化硅，B說法錯誤；制造光電池的材料是晶體硅，C說法錯誤；金剛砂的主要成分是碳化硅，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，都不是硅酸鹽產(chǎn)品，故D說法錯誤?！敬鸢浮緼6．(雙選)下列離子方程式中，不正確的是()A．石英與燒堿溶液反應(yīng)：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OB．向燒堿溶液中通入過量的CO2：CO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2OC．向硅酸鈉溶液中加入鹽酸：2H＋＋SiOeq\o\al(2－,3)=H2SiO3↓D．向碳酸鈣上滴稀硝酸：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑【解析】B項中通入過量CO2，離子方程式應(yīng)為：CO2(過量)＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)；D項正確的離子方程式應(yīng)為：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑，CaCO3不溶于水，不可拆寫?！敬鸢浮緽D7．昆侖玉的成分可簡單看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，則其用氧化物的形式可表示為()A．CaO·MgO·SiO2·H2OB．2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC．2CaO·MgO·SiO2·2H2OD．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O【解析】按照硅酸鹽改寫為氧化物的原則，依次寫出“活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→SiO2→H2O”即得：2CaO·5MgO·8SiO2·H2O?！敬鸢浮緽8．歌曲《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”、“色白花青的錦鯉躍然於碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個謎，近年來科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價)，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是()A．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B．性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色C．易溶解于強酸和強堿D．x等于6【解析】據(jù)化合價之和等于零可知x＝6，硅酸銅鋇可表示為BaO·CuO·2SiO2，它性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色，不易溶于強酸、強堿?！敬鸢浮緾9．世界著名的科技史專家、英國劍橋大學(xué)的李約瑟博士考證說：“中國至少在距今3000年以前，就已經(jīng)使用玻璃了?！毕铝杏嘘P(guān)普通玻璃的說法不正確的是()A．制普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英砂B．玻璃在加熱熔化時有固定的熔點C．普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D．盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起【解析】普通玻璃以純堿、石灰石和石英砂為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得，A正確；玻璃是混合物，沒有固定的熔點，B錯誤；普通玻璃的大致組成為：Na2O·CaO·6SiO2，C正確；二氧化硅易與堿液反應(yīng)生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很強的黏合性，因此盛NaOH等強堿性溶液的試劑瓶不得用玻璃塞，D正確?！敬鸢浮緽10．下表中括號內(nèi)物質(zhì)是雜質(zhì)，試將除雜試劑及分離方法填入表內(nèi)：混合物SiO2(CaCO3)CO2(SO2)NaHCO3(Na2SiO3)SiO2(NaCl)除雜試劑除雜方法【解析】SiO2(CaCO3)：可利用SiO2不溶于鹽酸而CaCO3溶于鹽酸除去CaCO3；CO2(SO2)：可通入飽和NaHCO3溶液；NaHCO3(Na2SiO3)：通入足量CO2氣體；SiO2(NaCl)：溶于水過濾?！敬鸢浮炕旌衔颯iO2(CaCO3)CO2(SO2)NaHCO3(Na2SiO3)SiO2(NaCl)除雜試劑鹽酸飽和NaHCO3溶液通入足量CO2氣體水除雜方法過濾洗氣過濾過濾11.A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。請?zhí)羁眨?1)形成單質(zhì)A的原子的結(jié)構(gòu)示意圖為________，它的最高化合價為________。(2)B的化學(xué)式為_________________________________________________，B和碳反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________________。(3)C的化學(xué)式為________，D的化學(xué)式為____________。【解析】“A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似”是做此題的關(guān)鍵。由此可以得出A為Si，B為SiO2。SiO2在高溫的條件下與氧化鈣反應(yīng)得到的是C，即硅酸鈣；SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)得到D，是硅酸鈉溶液。從框圖中可以得出E應(yīng)是CO?！敬鸢浮?1)＋4(2)SiO2SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up10(高溫))Si＋2CO↑(3)CaSiO3Na2SiO312．在下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系中，A是一種固體單質(zhì)，E是一種白色沉淀。據(jù)此填寫：(1)B的化學(xué)式是________，目前B已被用作________的主要原料。(2)B和a溶液反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________________________________________________________。(3)C和過量鹽酸反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________。【解析】A是固體單質(zhì)，則B是A的氧化物，E是一種白色沉淀，根據(jù)框圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系，在過量鹽酸中生成的白色沉淀除AgCl外即是H2SiO3，但AgCl加熱分解時并不會產(chǎn)生氧化物，E為H2SiO3，符合題意。則B為SiO2，A為Si，C為Na2SiO3，D為H2O，F(xiàn)為H2?！敬鸢浮?1)SiO2制光導(dǎo)纖維(2)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O(3)SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓[能力提升]13．石棉是一類價格低廉的硅酸鹽材料，但是有毒，能使人患肺癌，其中一種叫礦青石棉，化學(xué)式為：Na2Fe5Si8O22(OH)2，它用稀硝酸溶液處理時，還原產(chǎn)物只有NO，下列說法正確的是()A．該物質(zhì)中Fe元素的化合價為＋2價，它屬于硅酸鹽B．該物質(zhì)的化學(xué)組成可表示為：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OC．1mol該物質(zhì)能和18molHNO3反應(yīng)，也能與含18molHCl的鹽酸反應(yīng)D．這種石棉屬于新型無機非金屬材料【解析】用稀硝酸溶液處理時，還原產(chǎn)物只有NO，說明該物質(zhì)中含有＋2價Fe，根據(jù)化合價代數(shù)和為0，可求得該物質(zhì)中5個Fe中有2個＋3價，3個＋2價，化學(xué)組成可表示為：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O。HNO3具有強氧化性，而HCl不具有強氧化性，二者消耗量不等。石棉是傳統(tǒng)的無機非金屬材料?！敬鸢浮緽14．晶體硅是一種重要的非金屬材料。制備純硅的主要步驟如下：①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si＋3HCleq\o(=,\s\up10(300℃))SiHCl3＋H2；③SiHCl3與過量H2在1000～1100℃已知SiHCl3能與H2O劇烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請回答下列問題：(1)第①步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________________________________________________________________________________。(2)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如圖所示(熱源及夾持裝置均已略去)：①裝置B中的試劑是________。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是____________________________________________________________________。②反應(yīng)一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是_________________________________________________________________________________________，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是_________________________________________________________________________________________________，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________________。③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性、控制好反應(yīng)溫度以及_____________________________________________________?！窘馕觥?1)根據(jù)題給信息，粗硅可以用碳還原二氧化硅的方法制得，反應(yīng)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑。(