高中化学 专题3 从矿物到基础材料 3.3 含硅矿物与信息材料同步测试 苏教版必修1.doc

3.3含硅矿物与信息材料一、单选题（共9题；共18分）1.下列有关硅及其化合物的说法中正确的是（ ） 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na2sio3+h2o+co2na2co3+h2sio3，反应na2co3+sio2 nasio3+co2，两反应是相互矛盾的，不可能都发生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3beoal2o36sio22.下列物质中，不跟sio2反应的是（ ） a.烧碱溶液b.熔融的纯碱c.氢氟酸d.盐酸3.光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一。2009年诺贝尔物理学奖获奖者英国华裔科学家高锟，在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性成就。光导纤维的主要成分是（ ） a.sib.sio2c.na2sio3d.sicl44.陶瓷是传统硅酸盐产品，根据陶瓷的生产原理，可以得出硅酸盐工业的一般特点是（）以含硅物质作为原料 主要产物是硅酸盐 反应条件是高温 反应原理是复杂的物理变化和化学变化a只有 b只有 c d只有 a.只有b.只有c.d.只有5.下列关于sio2和co2的说法正确的是( ) a.co2、sio2对应的含氧酸分别是h2co3、h2sio3b.常温下，盐酸、氢氟酸均能与sio2反应c.co2是酸性氧化物，sio2是两性氧化物d.co2和sio2都是由相应的分子构成的6.下面关于硅的叙述中，正确的是（ ） a.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应b.硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位c.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在d.硅在电子工业中，是重要的半导体材料7.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8.关于硅及其化合物的用途，不正确的是（ ） a.硅胶可用作干燥剂b.二氧化硅可用作计算机的芯片c.硅酸钠是制备木材防火剂的原料d.用纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃9.化学与人类生活密切相关下列说法正确的是（） a.硅是一种灰黑色的金属单质，是现代信息产业的重要元素b.白磷着火点高且无毒，可用于制造安全火柴c.雾天行车要打开汽车大灯，这时若看到光路是由于“丁达尔现象”d.用食醋去除水壶中的水垢时所发生的是水解反应二、填空题（共4题；共16分）10.硫原子与氧原子的最外电子层上都有_个电子，所以它们的化学性质很相似在某些化合物中，硫原子可以代替氧原子请写出下列化学方程式：cs2与na2s的水溶液混合振荡_ 11.美国的研究人员合成了一种直接带隙同素异形体的新型硅材料在2013年，华盛顿卡内基研究所的timothystrobel和他的同事发现了na4si24 ， 在真空下将na4si24加热至400k，逐渐赶走钠原子，得到了一种正交同素异形体的新型硅si24 该反应化学方程式为_硅可用作_材料，在此材料上集合多种电子元器件的电路模块可用来制作手机芯片下列有关硅材料说法正确的是_ （填字母）a盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅b氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承c普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂组成的，其熔点很高d高纯度的硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维 12.材料是人类赖以生存的重要物质基础，而化学是材料科学发展的基础制造普通玻璃和水泥都需要用到的原料是_（填名称）为了防止轮船水下外壳腐蚀，要在轮船的外表面焊上一些_（填“锌”或“铜”）块下列材料中属于合成高分子材料的是_ （填字母）a聚苯乙烯 b棉花 c蚕丝 13.（1）人们使用量最大的传统硅酸盐产品有水泥、玻璃和_（2）生产普通玻璃的原料是（写名称）_、_、_，实验室盛放naoh溶液的试剂瓶应用_塞，氢氟酸不能用玻璃瓶盛放的原因（用化学方程式表示）_（3）硅酸盐kalsi3ox也可做生产玻璃的原料，x=_，以氧化物的形式表示为_ 三、综合题（共2题；共11分）14.按要求完成下列各题： （1）粘土主要成分al2si2o5（oh）4是制备陶瓷的原料，请以氧化物形式表示粘土的组成_ （2）现用四氯化硅和氮气在氢气中加强热发生反应，可制得高纯度氮化硅，反应的化学方程式为_ （3）雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀，这一过程中发生反应的化学方程式为_ （4）明矾可用于净水，请说明原因_ （5）如图，若a、b、c中均含同一种常见金属元素，该元素在c中以阴离子形式存在，b是白色胶状沉淀 实验室中常用a与某种溶液反应制备b，请写出该反应的离子方程式_a与c也可以反应生成b，请写出反应的离子方程式_15.化学与生活息息相关，请安要求回答下列生活中的化学问题： （1）工业上生产玻璃、水泥都要用到的原料是_ （2）工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉，漂白粉的有效成分是（填化学式）_ （3）酸雨有很大的危害，能直接破坏农作物，使土壤酸化形成酸雨的原因之一是燃煤中产生了气体（填化学式）_ （4）过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，写出过氧化钠与二氧化碳的化学反应方程式_ （5）小苏打、氢氧化铝、三硅酸镁等可治疗胃酸过多，写出胃舒平（主要成分为氢氧化铝）与胃酸（主要成分为稀盐酸）作用的离子方程式_ 四、实验探究题（共1题；共8分）16.晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅粗硅与干燥hcl气体反应制得sihcl3：si+3hclsihcl3+h2sihcl3与过量h2在1100反应制得纯硅，已知sihcl3能与h2o强烈反应，在空气中易自燃请回答下列问题： （1）第步制备粗硅的化学反应方程式为_ （2）粗硅与hcl反应完全后，经冷凝得到的sihcl3（沸点33.0）中含有少量sicl4（沸点57.6）和hcl（沸点84.7），提纯sihcl3采用的方法为_ （3）用sihcl3与过量h2反应制备纯硅的装置如图（热源及夹持装置略去）：装置b中的试剂是_装置c中的烧瓶需要加热，其目的是_反应一段时间后，装置d中观察到的现象是_，装置d中发生反应的化学方程式为_为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂（填写字母代号）是_a碘水 b氯水 cnaoh溶液 dkscn溶液 ena2so3溶液 答案解析部分一、单选题1.【答案】d 【解析】【解答】解：a硅酸钠属于粘性的物质，能将玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开，故a错误； bna2sio3+h2o+co2na2co3+h2sio3是强酸制弱酸，反应na2co3+sio2 nasio3+co2，是在高温条件下才能发生，两者不相互矛盾的，都可发生，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：3beoal2o36sio2 ， 故d正确；故选d【分析】a硅酸钠不能保存在磨口玻璃塞试剂瓶中；bna2sio3+h2o+co2na2co3+h2sio3是强酸制弱酸，反应na2co3+sio2 nasio3+co2，是在高温条件下才能发生；c、石英玻璃主要成分二氧化硅；d、根据矿物质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、水来分析2.【答案】d 【解析】【解答】解：a、二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，故a不选； b、熔融的纯碱与二氧化硅反应生成硅酸钠与二氧化碳，故b不选；c、氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，故c不选；d、二氧化硅与盐酸不反应，故d选；故选d【分析】sio2属于酸性氧化物，常温下能和强碱溶液生成盐和水，但sio2能与氟气、hf发生反应，高温条件下能和碳酸盐反应生成硅酸盐，据此分析解答3.【答案】b 【解析】【解答】光导纤维的主要成分是二氧化硅，答案选b。【分析】根据光导纤维的主要成分进行回答即可。4.【答案】c 【解析】【解答】硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素结合而成的化合物的总称，陶瓷、玻璃、水泥等都是硅酸盐产品生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥，所以在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是石灰石；生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，高温下，碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅反应分别生成硅酸钠、硅酸钙；生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，黏土中含硅，生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，石英中含有硅，故正确；玻璃主要成分是硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅等属于硅酸盐产品，普通水泥主要成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等都是硅酸盐产品，故正确；生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，高温下进行，所以反应条件都是高温，故正确；水泥和玻璃的生产，反应原理都是一系列复杂的物理化学变化，故正确；故选c【分析】陶瓷是利用黏土在高温条件下烧制，得结构致密的多晶烧结体其生产过程中发生复杂的化学变化和物理变化；玻璃是硅酸盐，工业上用石灰石、纯碱、石英在玻璃熔炉中熔融制得，生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥据此分析5.【答案】a 【解析】【解答】a、co2、sio2都是酸性氧化物，对应含氧酸分别是h2co3、h2sio3 ， 故正确，a符合题意；b、sio2与氢氟酸反应，但不于盐酸反应，故b错误，b不符合题意；c、co2和sio2都是酸性氧化物，故c错误，c不符合题意；d、co2是由co2分子构成，sio2是由si和o原子构成，故d错误，d不符合题意。故正确答案为：a。【分析】注意二氧化硅是原子晶体不是分子晶体。6.【答案】d 【解析】【解答】a、粗硅制备单晶硅的反应是，si+2cl2 sicl4 ， sicl4+2h2 si+4hcl，过程中涉及氧化还原反应，a项不符合题意；b、硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位，b项不符合题意；c、硅的化学性质不活泼，但在自然界中不以游离态存在，c项不符合题意；d、硅在电子工业中，是重要的半导体材料，d项符合题意。故答案为：d【分析】根据硅单质的性质、在自然界中的存在和用途进行判断即可。7.【答案】b 【解析】【解答】水玻璃中含有硅酸钠，普通水泥中含有硅酸钙、硅酸钠，黏土含有复杂的硅酸盐，硅芯片中含的是硅单质。【分析】根据硅酸盐的性质进行分析。8.【答案】b 【解析】【解答】解：a、硅胶能吸水，所以硅胶可用作干燥剂，故a正确； b、硅可用作计算机的芯片，而不是二氧化硅，故b错误；c、硅酸钠的水溶液呈水玻璃，水玻璃是矿物胶，不燃烧，而将硅酸钠涂在木材表面就阻隔了木材与空气中氧气的直接接触，水玻璃可用作制备木材防火剂的原料，故c正确；d、工业上以纯碱、石灰石、石英为原料制普通玻璃，故d正确；故选b【分析】a、硅胶能吸水；b、硅可用作计算机的芯片；c、水玻璃是矿物胶，不燃烧；d、纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃9.【答案】c 【解析】【解答】a硅是一种灰黑色的非金属单质，故a错误；b红磷着火点较高，可用于制造安全火柴，但白磷着火点较低，且有毒，故b错误；c雾是胶体，有丁达尔效应，故c正确；d醋酸与碳酸钙产生化学反应，发生的不是水解反应，故d错误故选c【分析】a硅是非金属单质；b白磷着火点较低，红磷着火点较高；c雾是胶体；d是醋酸与碳酸钙产生化学反应二、填空题10.【答案】6；cs2+na2s=na2so3 【解析】【解答】氧原子核外存在8个电子核内有8个质子，氧原子结构示意图为， 硫原子核外存在16个电子核内有16个质子，硫原子结构示意图为，硫原子与氧原子的最外电子层上都有6个电子，根据信息“在某些化合物中，硫原子可以代替氧原子”，二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙：cao+co2=caco3 ， 根据该反应原理，采用类比的方法：二硫化碳和硫化钠反应生成硫代碳酸钠：cs2+na2s=na2so3 ， 故答案为：6；cs2+na2s=na2so3 【分析】氧原子核外存在8个电子核内有8个质子，硫原子核外存在16个电子核内有16个质子，根据氧、硫原子结构示意图分析解答最外电子层上电子数；根据信息“在某些化合物中，硫原子可以代替氧原子”氧化钙和水生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙和水，实质是二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙进行分析；根据该反应原理，采用类比的方法书写二硫化碳和硫化钠的反应方程式，二硫化碳和硫化钠反应生成硫代碳酸钠11.【答案】na4si244na+si24；半导体；b 【解析】【解答】解：在真空下将na4si24加热至400k，逐渐赶走钠原子，得到了一种正交同素异形体的新型硅si24 ， 反应方程式为：na4si244na+si24 ， 故答案为：na4si244na+si24；硅可用半导体材料，在此材料上集合多种电子元器件的电路模块可用来制作手机芯片，故答案为：半导体；a硅与盐酸不反应，故错误；b原子晶体熔点高硬度大，可用于制作高温陶瓷和轴承，故正确；c玻璃属于混合物，没有固定的熔点，故错误；d光导纤维的成份是二氧化硅，故错误；故选b【分析】在真空下将na4si24加热至400k，逐渐赶走钠原子，得到了一种正交同素异形体的新型硅si24 ， 反应方程式为：na4si244na+si24；硅可用半导体材料，在此材料上集合多种电子元器件的电路模块可用来制作手机芯片；a硅与盐酸不反应；b原子晶体熔点高硬度大；c玻璃属于混合物，没有固定的熔点；d光导纤维的成份是二氧化硅12.【答案】石灰石；锌；a 【解析】【解答】工业制备玻璃是利用二氧化硅、石灰石、纯碱高温加热反应生成，水泥制备利用粘土和石灰石高温加热制备，制造普通玻璃和水泥都需要用到的原料是石灰石；故答案为：石灰石；依据原电池原理，为了防止轮船水下外壳腐蚀，要在轮船的外表面焊上一些锌，形成原电池反应，锌做负极被腐蚀，轮船外壳被保护；故答案为：锌；a聚苯乙烯是合成高分子化合物，故a正确；b棉花是天然高分子材料，故b错误；c蚕丝是蛋白质，是天然高分子材料，故c错误；故答案为：a【分析】依据制备玻璃和水泥的原理和原料分析；依据原电池原理分析，原电池正极金属被保护；高分子材料，包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等许多种类，其中塑料、合成橡胶和合成纤维被称为现代三大高分子材料；13.【答案】陶瓷；纯碱；石灰石；石英；橡胶；sio2+4hf=sif4+2h2o；8；k2oal2o36sio2 【解析】【解答】（1）传统硅酸盐产品有水泥、玻璃和陶瓷，故答案为：陶瓷；（2）生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和强碱反应生成硅酸盐和水，如二氧化硅能和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水：sio2+2naoh=na2sio3+h2o，硅酸钠是一种具有粘性的物质，导致瓶塞与瓶口粘在一起所以盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞；二氧化硅能与氢氟酸反应：sio2+4hf=sif4+2h2o，故答案为：纯碱；石灰石；石英；橡胶；sio2+4hf=sif4+2h2o；（3）正负化合价的代数和为0，正长石中，钾为+1、铝为+3、硅为+4、氧为2价，写成氧化物时，要特别注意元素守恒，即写成氧化物前后各种元素的原子数相等（+1）+（+3）+3（+4）+x（2）=0，解得x=8；硅酸盐改写成氧化物形式时：活泼的金属氧化物写在前面，再写sio2 ， 含有氢元素的h2o最后写，ca2mg5si8o22（oh）2可表示为：k2oal2o36sio2 ， 故答案为：8；k2oal2o36sio2 【分析】（1）水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品；（2）生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；根据玻璃的成分及与碱和氢氟酸反应的生成物的性质分析；（3）正负化合价的代数和为0，硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水（xmonsio2mh2o）三、综合题14.【答案】（1）al2o32sio22h2o（2）3sicl4+2n2+6h2si3n4+12hcl（3）sio2+4hf=sif4+2h2o（4）明矾溶于水产生的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体有较大的吸附面积，可以吸附水中悬浮的杂质，使杂质沉降（5）3nh3h2o+al3+=al（oh）3+3nh4+ ；6h2o+al3+3alo2=4al（oh）3 【解析】【解答】解：（1）铝的氧化物为al2o3 ， 硅的氧化物为sio2 ， 氢的氧化物为h2o，则根据活泼金属氧化物较活泼金属氧化物sio2 h2o得顺序可知，al2si2o5（oh）4可改成al2o32sio22h2o， 故答案为：al2o32sio22h2o；（2）四氯化硅和氮气、氢气反应生成氮化硅和氯化氢，化学方程式为3sicl4+2n2+6h2si3n4+12hcl；故答案为：3sicl4+2n2+6h2si3n4+12hcl；（3）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅，反应方程式为sio2+4hf=sif4+2h2o，故答案为：sio2+4hf=sif4+2h2o；（4）明矾水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，反应的离子方程式为：al3+3h2oal（oh）3+3h+ ， 所以明矾净水是因为：明矾溶于水产生的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体有较大的吸附面积，可以吸附水中悬浮的杂质，使杂质沉降，故答案为：明矾溶于水产生的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体有较大的吸附面积，可以吸附水中悬浮的杂质，使杂质沉降；（5）氢氧化铝的制备是用铝离子与一水合氨反应制得，离子方程式为：3nh3h2o+al3+=al（oh）3+3nh4+ ， 故答案为：3nh3h2o+al3+=al（oh）3+3nh4+； 铝离子和偏铝酸根离子发生双水解，反应的离子方程式为：6h2o+al3+3alo2=4al（oh）3，故答案为：6h2o+al3+3alo2=4al（oh）3【分析】（1）根据化学式改写成相应的氧化物得形式，按照活泼金属氧化物较活泼金属氧化物sio2h2o得顺序来书写，并要遵守原子守恒来分析解答；（2）四氯化硅和氮气、氢气反应生成氮化硅和氯化氢；（3）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅；（4）明矾水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体；（5）若a、b、c中均含同一种常见金属元素，将a、c的水溶液混合可得b的沉淀，由转化关系可知，a含有铝离子，b为氢氧化铝，c含有偏铝酸根，x为氢氧化钠，由此分析解答；15.【答案】（1）石灰石（2）ca（clo）2（3）so2（4）2na2o2+2co22na2co3+o2（5）al（oh）3+3h+al3+3h2o 【解析】【解答】（1）生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；生产水泥以黏土和石灰石为主要原料；故答案为：石灰石；（2）cacl2是强酸强碱盐不水解，ca（clo）2 是强碱弱酸盐能水解生成hclo，hclo 有漂白性，所以漂白粉的有效成分是ca（clo）2；故答案为：ca（clo）2；（3）形成酸雨的主要成分是so2 ， 故答案为：so2；（4）过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应方程式为2na2o2+2co22na2co3+o2 ， 故答案为：2na2o2+2