4.1无机非金属材料的主角――硅练习题解析

(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1下列不是水玻璃用途的是()A肥皂填料 B木材防火剂C纸板黏胶剂 D建筑装饰材料解析：水玻璃是Na2SiO3溶液，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。答案：D2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：水玻璃是Na2SiO3的水溶液，黏土和普通水泥的主要成分都是硅酸盐，硅芯片的主要成分是硅。答案：B3SiO2属于酸性氧化物的理由主要是()A硅是非金属元素BSiO2对应的水化物是可溶性弱酸X k b 1 . c o mCSiO2能与强碱反应生成盐和水DSiO2不能与酸反应解析：依据酸性氧化物的概念进行判断能与强碱反应生成盐和水的氧化物。答案：C4下列说法错误的是()A二氧化硅是光导纤维的主要原料B硅是信息技术的关键材料C陶瓷餐具所用材料为硅酸盐D水晶镜片所用原料为硅酸盐解析：石英、水晶、光导纤维主要成分为SiO2。Si用于信息产业及硅光太阳能电池。传统硅酸盐材料是陶瓷、水泥、玻璃，新型无机非金属材料为光导纤维、生物陶瓷等。答案：D5下列物品或设备：水泥路桥门窗玻璃水晶镜片石英钟表玛瑙手镯硅太阳能电池光导纤维计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是()A B全部C D解析：、用到的材料是Si而不是SiO2，其余都用到SiO2。答案：A6下列反应的离子方程式中，正确的是(多选)()A二氧化硅和氢氟酸反应：SiO24H=Si42H2OB二氧化硅和氢氧化钾溶液反应：SiO22OH=SiOH2OC水玻璃中滴入盐酸：SiO2H=H2SiO3D碳酸钡滴加稀硝酸：CO2H=H2OCO2解析：A中氢氟酸是一种弱酸，不能拆写成离子的形式；D中碳酸钡是一种难溶性的物质，也不能拆写成离子的形式。答案：BC7高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的数值分别是()A7,2 B5,4C6,3 D3,6解析：一般利用化合物中化合价代数和等于零的规则来列方程求解。已知化合价：Al为3价，Si为4价，O为2价，(OH)为1价。则2(3)2(4)x(2)y(1)0，化简得：2xy14，将各项代入，只有B项符合该方程。答案：B8CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是()A氯化钙溶液 B澄清的石灰水C饱和碳酸钠溶液 D硅酸钠溶液解析：先写出反应方程式，再由产物共存情况确定反应是否发生。因为盐酸的酸性比碳酸强，所以CO2通入CaCl2溶液中不会析出CaCO3沉淀。A符合题意。CO2通入澄清的石灰水中首先会生成白色沉淀CaCO3，继续通入过量的CO2，则生成的CaCO3会逐渐溶解生成无色透明的Ca(HCO3)2。饱和Na2CO3溶液中通入CO2，因生成溶解度较小的酸式碳酸盐NaHCO3，可以产生沉淀。CO2气体通入Na2SiO3溶液生成不溶于水的原硅酸或硅酸，会产生沉淀。答案：A9.如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案，则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为()ACaCO32HCl=CaCl2H2OCO2BNaHCO3HCl=NaClH2OCO2CSi4HF=SiF42H2DSiO24HF=SiF42H2O解析：因为玻璃中含有SiO2，而SiO2能与氢氟酸发生反应：SiO24HF=SiF42H2O，所以可以用氢氟酸来刻蚀玻璃。答案：D10下列有关硅及其化合物的说法正确的是()A晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料B常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在CSiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸D除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸解析：解决此类题目可利用非金属单质及其化合物的相似性进行类推，但同时要注意硅及其化合物有不同于其他非金属及其化合物的特性。A项，晶体硅虽然具有金属光泽，但它属于非金属单质；其导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。B项，虽然常温下硅的化学性质稳定，但自然界中没有游离态的硅，它主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在；C项，SiO2不同于其他酸性氧化物，它不溶于水也不与水反应。D项，SiO2不溶于稀盐酸，可使用稀盐酸除去其中混有的CaCO3，化学方程式为CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O。答案：D二、非选择题11硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)SiO2是玻璃的成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_，工艺师常用_(填物质名称)来雕刻玻璃。(2)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现Na2SiO3的用途可作_的原料。(3)工业上常用2CSiO2Si2CO制备硅单质，该反应中有元素化合价升高的物质是_(填化学式，下同)，氧化剂是_。解析：(1)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(2)Na2SiO3的水溶液又称“水玻璃”，它具有阻燃的功能，因此可作防火剂。(3)反应中C被氧化，SiO2中的被还原，因此SiO2作氧化剂。答案：(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O氢氟酸(2)防火剂(3)CSiO2新 课 标 第 一 网12氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1 300 时反应获得。(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是_(填字母)。A制气轮机叶片 B制有色玻璃C制永久性模具 D制造柴油机(2)画出N的原子结构示意图_，已知得电子能力NSi，请写出氮化硅的化学式_。(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式_。解析：由氮化硅的性质(硬度大、熔点高，化学性质稳定)可判断其用途为A、C、D。有色玻璃只是在制作玻璃的过程中熔入了有颜色的化合物如Co2O3、Cu2O等；因非金属性NSi，故在氮化硅中，N显3价，Si显4价，由此可写出其化学式为Si3N4；氮化硅被氢氟酸腐蚀是由于Si3N4能与HF发生化学反应，由于Si与F有极强的亲合性生成SiF4，则另一种产物为NH3。答案：(1)A、C、Dw w w .x k b 1.c o m(2) Si3N4(3)Si3N412HF=3SiF44NH313(2010吉林高一检测)如图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B是一种单质，其余物质也都是含B元素的化合物。C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为B的氧化物(其他不含B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)，请填写空白：(1)A、D、E的化学式分别为_、_、_。(2)A和B的互相转化在工业上有什么实际意义？_。(3)写出DC反应的化学方程式：_。(4)写出ED反应的化学方程式：_。解析：本题的突破口是：“B是一种单质”“B的结构类似金刚石”。据此，容易推断出B是晶体硅。硅与氯气在加热条件下生成SiCl4，因此，A为SiCl4。经过分馏提纯后得到纯净的SiCl4，SiCl4可以被氢气还原得纯净的硅。根据D是B(Si)的氧化物，可知D为SiO2，由此可知其他答案。答案：(1)SiCl4SiO2H2SiO3(2)粗硅提纯(3)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(4)H2SiO3SiO2H2O14某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究，他们以课本为基础，查阅资料得到以下可供参考的信息：工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si；Mg在点燃的条件下按质量比85与SiO2反应生成一种白色固体化合物和另一种硅化物；金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐与SiH4；Si和SiO2均不能与稀H2SO4反应；SiH4在空气中自燃。他们的研究报告中记载着“选用合适的物质在适合的条件下充分反应；再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、干燥、最后称量在稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期的63%左右。”请回答下列问题：(1)该小组“实验室制Si”的化学反应方程式是_。(2)写出的反应方程式：_。(3)该过程中产率比预期低的原因是_。(4)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的原因是什么？请用必要的文字和化学方程式予以说明：_。解析：碳可以在高温下还原SiO2制得Si。反应的化学方程式为SiO22CSi2CO。Mg与SiO2反应类似于Mg与CO2的反应，先生成