2024-2025學年高中化學第四章非金屬及其化合物1-2硅酸鹽和硅單質課時作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE7硅酸鹽和硅單質時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題5分，共50分)1．下列說法錯誤的是(B)A．鉛筆芯的主要原料是石墨，兒童運用時不會引起中毒B．CO有毒，有煤爐的居室可放置數(shù)盆清水，能有效地汲取CO，防止煤氣中毒C．“汽水”澆灌植物有肯定的道理，其中CO2的釋放，有利于植物的光合作用D．硅的提純與應用，促進了半導體元件與集成芯片業(yè)的發(fā)展，可以說“硅是信息技術革命的催化劑”解析：CO難溶于水，水無法汲取CO，不能防止煤氣中毒，故B錯誤。2．下列表述正確的是(D)①人造剛玉熔點很高，可用作高級耐火材料，主要成分是二氧化硅②化學家采納瑪瑙研缽摩擦固體反應物進行無溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽③提前建成的三峽大壩運用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來愛護眼睛⑤太陽能電池可采納硅材料制作，其應用有利于環(huán)保、節(jié)能A．①②③B．②④C．③④⑤D．③⑤解析：人造剛玉的主要成分是氧化鋁；瑪瑙的主要成分是二氧化硅；水泥的主要成分是硅酸鹽；變色玻璃是含有溴化銀(或氯化銀)和微量氧化亞銅的玻璃；太陽能電池的運用開拓了新的能源，有利于環(huán)保和節(jié)能，故正確答案為D。3．歌曲《青花瓷》中所描繪的“瓶身繪的牡丹一如你梳妝”“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分始終是個謎，近年來科學家才得知大多為硅酸鹽，如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價)，下列關于硅酸銅鋇的說法不正確的是(C)A．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B．性質穩(wěn)定，不易脫色C．易溶解于強酸和強堿D．x等于64．下列有關硅及其化合物的說法中正確的是(C)A．在粗硅的制取中發(fā)生反應2C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))2CO↑＋Si，硅被還原，所以碳的還原性大于硅的B．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞的試劑瓶中C．用SiO2制取硅酸，應先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應，然后通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸解析：Si的還原性比C的強，但能發(fā)生反應2C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))2CO↑＋Si，H2CO3的酸性比H2SiO3的強，但能發(fā)生反應Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))CO2↑＋Na2SiO3，其緣由是這兩個反應均在高溫下進行，且產(chǎn)物中均有氣體生成，氣體從反應體系中逸出，有利于反應的進行，A、D錯誤；試驗室中不能用磨口玻璃塞盛放呈堿性的液體，如NaOH溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液等，B錯誤；SiO2不能與水干脆反應，所以制取硅酸只能用可溶性硅酸鹽與CO2或酸反應：Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓或Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓，C正確。5．依據(jù)不同部位的工作條件，航天飛機運用下述幾種隔熱材料：①頭錐和機翼前緣受氣體摩擦最大，運用表面涂硅的碳—碳復合材料；②機身和機翼下表面運用高溫陶瓷瓦；③機身側面和機翼上表面運用高溫陶瓷；④貨艙門、尾段機身等采納聚芳酰胺纖維材料制造的氈瓦。下列對新型陶瓷材料的有關敘述中不正確的是(D)A．高溫結構陶瓷屬于新型無機非金屬材料，可以作為高級耐火材料B．氧化鋁陶瓷屬于新型無機非金屬材料，它是高溫結構材料C．氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料，可用于制造陶瓷柴油機的受熱面D．新型無機非金屬材料克服了傳統(tǒng)材料的缺點，但是強度比較差解析：氧化鋁陶瓷是一種高溫結構陶瓷，俗稱人造剛玉；新型無機非金屬材料具有耐高溫、強度大、抗氧化等優(yōu)良性能。6．將足量CO2氣體通入水玻璃中，然后加熱蒸干，在高溫下充分煅燒，最終所得的固體物質是(A)A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2解析：該過程中涉及的反應：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3，H2SiO3eq\o(=,\s\up17(△))SiO2＋H2O,2NaHCO3eq\o(=,\s\up17(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑，SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，故最終所得的固體物質是Na2SiO3。7．下列說法正確的是(D)A．一般玻璃的主要成分可以表示為Na2O·CaO·6SiO2，說明一般玻璃為純凈物B．制玻璃的過程中發(fā)生反應：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，說明酸性：H2SiO3>H2CO3C．硅酸、二氧化硅、硅酸鈉及硅酸鹽產(chǎn)品均屬于電解質D．青花瓷胎體的原料為高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]，用氧化物形式可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O解析：一般玻璃的主要成分可以表示為Na2O·CaO·6SiO2，但一般玻璃屬于混合物，A項錯誤；反應Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑能發(fā)生是因為生成的CO2不斷逸出，且該反應不是在溶液中發(fā)生的，不能作為推斷碳酸和硅酸酸性強弱的依據(jù)，事實上碳酸的酸性強于硅酸的酸性，B項錯誤；二氧化硅是非電解質，硅酸鹽產(chǎn)品大多是混合物，而電解質是化合物，C項錯誤。8．高純度單晶硅是典型的無機非金屬材料，又稱“半導體”材料，它的發(fā)覺和運用曾引起計算機的一場“革命”。它可以按下列方法進行制備：SiO2eq\o(→,\s\up17(①C),\s\do15(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up17(②HCl),\s\do15(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up17(③過量H2),\s\do15(1000℃～1100℃))Si(純)下列說法正確的是(D)A．反應①的化學方程式為SiO2＋Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋CO2↑B．反應①②③中每生成或消耗1molSi，轉移4mol電子C．二氧化硅能與氫氟酸反應，而硅不能與氫氟酸反應D．SiHCl3(沸點31.8℃)中含有少量的SiCl4(沸點57.6℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3解析：二氧化硅與C在高溫條件下反應生成Si和CO，不是二氧化碳，A項錯誤；反應①中每生成1molSi轉移4mol電子，而SiHCl3中Si的化合價是＋2，所以反應②③中每消耗或生成1molSi，轉移2mol電子，B項錯誤；二氧化硅與硅都可以與氫氟酸反應，C項錯誤；SiHCl3與SiCl4的沸點相差較大，所以可通過蒸餾除去SiHCl3中的SiCl4，D項正確。9.下圖為北京奧運會的獎牌——“金鑲玉”牌，運用了昂貴的玉石材料，其化學成分多為含水鈣鎂硅酸鹽，如Ca2Mg5Si8O22(OH)2等。下列說法正確的是(A)A．Ca2Mg5Si8O22(OH)2可用氧化物的形式表示為2CaO·5MgO·8SiO2·H2OB．從分類的角度看，Ca2Mg5Si8O22(OH)2為氧化物C．玉石材料性質穩(wěn)定，耐強酸和強堿的腐蝕D．Ca2Mg5Si8O22(OH)2易溶于水解析：Ca2Mg5Si8O22(OH)2屬于鹽類，易被強酸腐蝕，不溶于水，其化學式可以用氧化物的形式表示為2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，故只有A項正確。10．硅及其化合物已被廣泛用于生產(chǎn)生活中，下列說法中錯誤的是(D)A．圖(a)是常見于汽車中的小擺件“蘋果花”，它的動力源于以Si為原料的太陽能電池B．互聯(lián)網(wǎng)通過光纖交換信息，光纖的主要原料是SiO2C．硅酸鈉溶液的俗名是水玻璃，常用作木材的阻燃劑D．圖(b)中這幅玻璃上的精致刻花，是工藝師用鹽酸刻蝕玻璃形成的解析：小擺件“蘋果花”的動力是硅太陽能電池，A正確；光纖的主要原料是SiO2，B正確；硅酸鈉溶液不燃燒，可作木材防火劑，C正確；玻璃的主要成分是二氧化硅，與鹽酸不反應，應用氫氟酸雕刻，D錯誤。二、非選擇題(共50分)11．(14分)(1)胃舒平主要成分是氫氧化鋁，同時含有三硅酸鎂(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。①三硅酸鎂的氧化物形式為2MgO·3SiO2·nH2O。②鋁元素的最高價氧化物的水化物與NaOH之間發(fā)生反應的離子方程式為Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。③Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其緣由是ad。a．Al2O3、MgO和SiO2都不溶于水b．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固體c．Al2O3、MgO和SiO2都是氧化物d．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔點(2)中國北京曙光公司研制出第一款具有我國完全自主學問產(chǎn)權的高性能CPU芯片——“龍芯”1號。①“龍芯”(芯片)的主要化學成分是單質硅。②在計算機長距離聯(lián)網(wǎng)運用的傳輸很快的線路中運用的材料叫光導纖維，主要化學成分是SiO2。③假如這種埋在地下的材料袒露在堿性土壤中，會造成斷路，用離子方程式說明緣由SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O。12．(11分)元代青花瓷的制作原料采納瓷土加高嶺土[主要成分Al2Si2O5(OH)x]的“二元配方”，青花瓷釉料的成分主要是鉀長石(KAlSi3O8)，在1300℃左右高溫一次燒成的釉可形成精致的青花瓷。(1)下列說法正確的是D。A．高嶺土化學式中x＝2B．鉀長石能完全溶于鹽酸C．燒制青花瓷的過程中發(fā)生了困難的物理改變，但沒有化學改變D．青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品(2)工業(yè)上可利用海邊石英砂生產(chǎn)粗硅，其主要原理：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si(粗)＋2CO↑。工業(yè)上可通過下圖所示流程由粗硅進一步制純硅：①反應a的化學方程式為Si(粗)＋3HCl(g)eq\o(=,\s\up17(553～573K))SiHCl3(l)＋H2(g)，反應b的化學方程式為SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1373～1453K))Si(純)＋3HCl。②以上工藝中可循環(huán)運用的物質是H2、HCl。③若上述兩步反應中硅元素的利用率均為80%，制粗硅時有10%的SiO2轉化為SiC，則生產(chǎn)25.2噸純硅需純度為75%石英砂125噸。解析：(1)依據(jù)化合物中化合價代數(shù)和等于零的原則，可得2×(＋3)＋2×(＋4)＋5×(－2)＋x·(－2＋1)＝0，解得x＝4，A錯誤；鉀長石與鹽酸反應生成氯化鉀、氯化鋁和硅酸，硅酸不溶于鹽酸，B錯誤；依據(jù)傳統(tǒng)硅酸鹽的制造過程可知，燒制青花瓷的過程中發(fā)生了困難的物理改變和化學改變，C錯誤；青花瓷、玻璃、水泥都是硅酸鹽產(chǎn)品，D正確。(2)①依據(jù)元素守恒可知，反應b的反應物為SiHCl3、H2，生成物為Si(純)、HCl：SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1373～1453K))Si(純)＋3HCl。②依據(jù)反應a、b可知，反應a產(chǎn)生的H2是反應b的反應物，反應b產(chǎn)生的HCl是反應a的反應物，所以H2、HCl是可循環(huán)運用的物質。③由硅原子守恒，eq\f(m×75%,60)×(1－10%)×80%×80%＝eq\f(25.2,28)，得m＝125(噸)。13．(15分)X(Si3N4)是一種新型無機非金屬材料，具有耐磨、耐腐蝕。有關生產(chǎn)過程如下：按要求回答下列問題：(1)C的化學式為SiCl4。(2)反應②的化學方程式為SiCl4＋8NH3=Si(NH2)4＋4NH4Cl。(3)反應⑦的離子方程式為SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2O＋2CO2=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)。(4)氮化硅陶瓷抗腐蝕實力強，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應。試推想該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學方程式：Si3N4＋16HF=3SiF4↑＋4NH4F。(5)現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛愛護下，加強熱發(fā)生反應，可得較高純度的氮化硅及氯化氫，反應的化學方程式為3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si3N4＋12HCl。解析：該題的突破口為Ⅰ可作光導纖維，所以Ⅰ是二氧化硅，則F是硅酸，H是硅酸鈉。又因為F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀，所以G是氯化銀，因此C是SiCl4，則A是硅，B是氯氣。(1)由以上分析可知C為SiCl4。(2)由轉化關系可知，SiCl4與NH3反應生成Si(NH2)4，依據(jù)原子守恒可知還生成HCl，由于氨氣過量，故應生成NH4Cl，故反應②的化學方程式為SiCl4＋8NH3=Si(NH2)4＋4NH4Cl。(3)CO2是過量的，因此生成物是碳酸氫鈉與硅酸，反應⑦的離子方程式為SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2O＋2CO2=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)。(4)依據(jù)題目信息可知，Si3N4與氫氟酸反應，因Si3N4中硅元素化合價為＋4價，氮元素化合價為－3價，故其生成物應為SiF4和NH4F。(5)依據(jù)質量守恒，SiCl4與N2、H2在高溫下反應時，除生成Si3N4外，還生成HCl。14．(10分)世博會中國館——“東方之冠”由鋼筋混凝土、7000多塊鋁板和1200多塊玻璃等建成。(1)鋁板易被燒堿腐蝕，玻璃易被氫氟酸腐蝕，緣由分別為(用化學方程式表