第一学期人教版化学必修一第四章第1节《无机非金属材料的主角——硅》同步训练-

1、硅?2021年人教版化学必修一第四章第1节?无机非金属材料的主角同步训练一、单项选择题胖五在海南文昌航天发射场成功将实践二十号卫星送入预1 . 2021年12月27日晚，长征五号运载火箭定轨道。以下有关说法正确的选项是A .胖五"利用液氧和煤油为燃料，煤油为纯洁物B .火箭燃料燃烧时将化学能转化为热能C.火箭箭体采用铝合金是为了美观耐用D 卫星计算机芯片使用高纯度的二氧化硅2 以下关于IVA元素形成的物质的表达中，正确的选项是A 金刚石和石墨互为同位素B 石墨可用做绝缘材料C .二氧化硅可用于制造光导纤维D .硅酸的酸性强于碳酸3 在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色。以下物质

2、中主要成分是Si的是A 水晶B.玛瑙C.石英D计算机芯片4 如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案，那么该刻蚀过程中发生的主要化学反响为A. CaCO3 2HCLCaCI2 H2O CO2 B. NaHCO 3 HCLNaCI H2O CO2C Si 4HFSiF42H2D SiO2 4HF-SiF42H 2O5 有关硅元素的以下表达中正确的选项是A .硅、碳与氢氟酸都不反响B 硅是构成矿物岩石的主要原料，其化合态硅几乎全部是硅石和硅酸盐C 硅与碳性质都很稳定，都能以游离态存在于自然界D 晶体硅、石墨都可作半导体材料6以下关于硅酸的表达，错误的选项是A 硅酸是一种很弱的酸B 硅酸可由二氧化硅与水反

3、响制得C硅酸不稳定，加热脱水会生成二氧化硅D 硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反响制得7 以下物质： 氢氟酸；浓H2SO4烧碱溶液；N2CO3固体；氧化钙；浓HN03。其中在一定条 件下能与SiO2反响的有A B C D 全部8.以下说法不正确的选项是A Fe2O3可用作红色颜料C SiO2可用作半导体B 合金材料中可能含有非金属元素D 硅胶能吸水常用作枯燥剂9 我国科学家已成功合成了一种碳纤维3nm长的管状纳米管，这种碳纤维具有强度高、刚度抵抗变1形的能力高、密度小只有钢的 丄、熔点高、化学性质稳定的特点，因而被称为超级纤维。以下对碳4纤维的说法不正确的选项是A它是制造飞机的理想材料B 它的主要

4、组成元素是碳C.它的抗腐蚀能力强D 碳纤维复合材料不易导电10. 硅及其化合物在材料领域中应用广泛。以下表达不正确的选项是选项物质用途原理A晶体硅电脑芯片熔点高、硬度大B二氧化硅光导纤维透明无色固体C硅酸钠玻璃粘合剂浓度咼时是一种粘稠液体D硅胶吸水剂具有疏松多孔的结构A . AB. BC. CD. D11. 以下说法正确的选项是A . SiO2既可以和NaOH溶液反响，也可以和 HF溶液反响，所以 SiO2是两性氧化物B .向Na2SiO3溶液中逐滴参加稀盐酸制备硅酸凝胶C.石英是良好的半导体材料，可以制成光电池D .陶瓷的烧制不涉及化学变化12. 硅酸H2SQ3是一种难溶于水的弱酸，从溶液中

5、析出时常形成凝胶状沉淀。实验室常用Na2SiO3溶液制备硅酸。某小组同学进行了如下实验：编号实验现象1 Wil/'NjMCO.雅液、a中产生凝胶状沉淀b中凝胶状沉淀溶解，c中无明显变化F列结论不正确的选项是A . Na2SiO3溶液一定显碱性B 由不能说明酸性H2CO3>H2SQ3C .由可知，同浓度时 Na2CO3溶液的碱性强于 NaHCO 3溶液D .向 Na2SiO3 溶液中通入过量 CO2,发生反响：SiO32+CO2+H2O=CO32一+H2SQ3 J13诺贝尔物理学奖曾授予光纤之父英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德博伊尔和乔治史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化

6、硅，以下关于二氧化硅的说法正确的选项是A 二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反响生成硅酸B 用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24L气体标准状况时，得到2.8g硅C. 6g的二氧化硅中含有 0.2mol的共价键D 二氧化硅不能与碳酸钠溶液反响，但能与碳酸钠固体在高温时发生反响14.将足量CO2通入KOH和CaOH 2的混合稀溶液中，生成沉淀的质量m和通入CO2体积V的关系正确的选项是二、填空题15.有以下物质 过氧化钠、氧化铝硅二氧化硅。请根据它们的用途填空 填序号1可用来制计算机芯片的是 2可用于呼吸面具中作为氧气来源的是 3能作光导纤维的是4能作耐火材料的是 16白炭黑SiO2HO广泛用于橡

7、胶、涂料、印刷等行业，可用蛇纹石主要成分为 Mg6S40io0H8来制取，其主要工艺流程如下：狀塞厝屮 1* 1也石砖世一尸T沉淀ttifc 2 *洗姦枯燥1蛇纹石用氧化物形式可表示为 2碱浸时，为提高其中硅酸盐的浸取率，除采用适宜的液固比和循环浸取外，还可采用的方法有 举两种。3过滤1得到的滤液的主要成分是 4沉淀时参加氯化钠溶液的作用可能是 5洗涤时，如何证明产品已洗涤干净？ 17硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的根底。答复以下问题：1基态Si原子中，电子占据的最高能层符号 ，该能层具有的原子轨道数为、电子数为。(2) 硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。(3) 单质硅存在

8、与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以 相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置奉献 个原子。单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反响来制备。工业上采用Mg2Si和NH 4CI在液氨介质中反响制得SiH4,该反响的化学方程式为 。碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释以下有关事实i CCCHc-oSi-SiSi-HSj-0356*13336226318452硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是 。在硅酸盐中，SiO44+四面体(如以下图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大

9、类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为 。Si与0的原子数之比为化学式为.期图b'18 运用所学知识，答复以下问题。(1) SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反响的化学方程式为 ，工艺师常用(填物质名称)来雕刻玻璃。(2) 向硫酸铜溶液中逐滴参加KI溶液至恰好反响完全，观察到产生白色沉淀CuI，蓝色溶液变为棕色。该反响的离子方程式为 ;取一定量上述反响后的上层棕色清液于一支试管中，参加一定量的苯，振荡，此时观察到的现象是 。(3) 电子工业常用FeCb溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，工程师欲从制造印刷电路板的工业废水中回

10、收铜，并获得 FeCb溶液，设计如下方案:滤液加过童4废液过滤合并適入耳陀Clj 溶液粗铜滤渣的成分为。填化学式加过量 B发生反响的离子方程式为 通入C发生反响的化学方程式为 参考答案1. B【解析】A. 煤油为多种烷烃和环烷烃的混合物，故A错误；B. 火箭中燃料的燃烧是将化学能转化为热能，再转化为机械能，故B正确；C铝合金的密度较小，硬度较大，火箭箭体采用铝合金的主要目的是减轻火箭的质量，故C错误;D.卫星计算机芯片使用高纯度的硅，不是二氧化硅，故 D错误。应选：B。2. C【解析】A. 金刚石和石墨为碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，故A错误;B. 石墨可以导电，故 B错误；C. 二氧

11、化硅用于制造光导纤维，C正确；D. 非金属性C>Si，所以碳酸酸性比硅酸强，故D错误；故答案为C。3. D【解析】SiO2的物质是硅芯片，所水晶、石英、玛瑙的主要成分为二氧化硅，硅芯片为硅的单质，所以主要成分不是 以D选项是正确的；故答案选D。4. D【解析】氢氟酸可用于在玻璃上雕刻各种精美图案，雕刻过程中发生的反响为：4HF+SiO2=SiF4f +2H0,故D正确;应选D。5. B【解析】A .硅和反响生成四氟化硅，故 A错误；B 硅是亲氧元素，在自然界中以化合态存在，是组成硅石和碳酸盐的主要元素，故B正确；C. 硅在自然界中只能以化合物形式存在，故C错误；D 石墨是一种导体，故 D

12、错误；故答案为B。6. B【解析】A. 硅酸的酸性比碳酸弱，硅酸是一种很弱的酸，A正确；B. 二氧化硅不溶于水，不能和水反响生成硅酸，B错误；C. 硅酸不稳定，加热分解生成二氧化硅和水，C正确；D. 根据强酸制取弱酸的反响原理，盐酸的酸性比硅酸强，可溶性硅酸盐与盐酸反响能制得硅酸，D正确；答案选B。7. C【解析】氢氟酸与二氧化硅反响生成四氟化硅和水；烧碱溶液与二氧化硅反响生成硅酸钠和水NS2CO3固体在高温下与二氧化硅反响生成硅酸钠和二氧化碳；氧化钙在高温下与二氧化硅反响生成硅酸钙；浓H2SO4浓HNO3与SiO2不反响答案选C点睛H2CO3的酸性强于H2SQ3,所以在溶液中能发生复分解反响

13、 N22SQ3CC2H20N32CO3H2SQ3 但高温下Na2CO3SiQ高遍 NazSiO3CQ也能发生 但不能据此说明硅酸的酸性强于碳酸 因为该反响【解析】A. Fe2O3是红色粉末，俗称铁红，可用作红色颜料，故A正确；B. 合金材料中可能含有非金属元素，如钢是铁碳合金，故B正确；c晶体硅是半导体材料，SiO2可制取光导纤维，故 C错误；D. 硅胶能具有吸水性，常用作枯燥剂，故D正确；选C。9. D【解析】A 这种碳纤维的强度高、刚度高、密度小、熔点高、化学稳定性好，是制造飞机的理想材料，说法正确， 故A不选；B 它的主要组成元素是碳，说法正确，故B不选；C 这种碳纤维的化学性质稳定，抗

14、腐蚀能力强，说法正确，故C不选；D 碳纤维复合材料其主要元素是碳，但由于合成的是纳米级材料，碳原子最外层有4个电子，也可以类似于石墨结构，存在着自由电子，易导电，说法错误，故D选；应选D。10. A【解析】A 硅是良好的半导体材料，可以用作电脑芯片，和熔点高、硬度大没有关系，故A错误；B .光导纤维的材料是二氧化硅，故B正确；应选A。11. B【解析】A . SiO2是酸性氧化物，与 NaOH反响生成盐和水，而与 HF反响生成物不是盐，为其特性，故A错误；B 向Na2SiO3溶液中逐滴参加稀盐酸反响生成硅酸，硅酸是白色胶状物，故B正确；C. 晶体硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接

15、转化成电能，石英是二氧化硅，不导电，故C错误；D 烧制陶瓷的主要原料是粘土，烧制陶瓷的过程中有新物质生成，属于化学变化，故D错误；答案选B。12. D【解析】A. Na2SiO3是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，故A正确；B. 反响中盐酸与石灰石反响生成氯化钙、二氧化碳和水，盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢会干扰二氧化碳与硅酸钠的反响，不能确定碳酸的酸性强于硅酸，故B正确；C. b中凝胶状沉淀溶解，c中无明显变化，说明同浓度的Na2CO3溶液的碱性强于 NaHCO 3溶液，故C正确;D. Na2SiO3溶液与过量 CO2反响生成硅酸白色胶状沉淀和碳酸氢钠，反响的离子方程式为SiO32_+C

16、O2+2H2O=2HCO3一+H2SQ3J,故 D 错误；应选D。【点睛】反响中盐酸与石灰石反响生成氯化钙、二氧化碳和水，盐酸具有挥发性， 挥发出的氯化氢会干扰二氧化碳 与硅酸钠的反响是解答关键和易错点。13. D【解析】A .二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，与水不反响，故A错误；咼温B . SiO2+2C Si+2C0 f,可知当生成标准状况下 2.24L气体即O.lmol气体时，得到 0.05mol即1.4gSi，故B错误；C. 6gSiO2为O.lmol，含有0.4mol硅氧键，故 C错误；D 碳酸的酸性强于硅酸，二氧化硅不能与碳酸钠溶液反响，高温时，能够与碳酸钠固体反响生成

17、硅酸钠和二氧化碳，故D正确；答案选D。14. A【解析】向KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中通入 CO2CO先和Ca(OH)2反响生成CaCO3沉淀，当Ca(OH)2消耗完 时，继续通入 CO2CQ和KOH反响生成K2CO3,当KOH完全反响后，继续通入 CO2CO2和K2CO3反响 生成KHCO3，后CO2和CaCO3H 2O反响生成可溶性的 Ca(HCO3)2，应选A15. 【解析】过氧化钠能与水或二氧化碳反响生成氧气，可提供氧；氧化铝的熔点高，可作耐火材料；硅是半导体，可以应用于芯片、太阳能电池；二氧化硅对光具有良好的全反射作用，能作光导纤维。故答案为；。16. 6MgO 4SiQ 4

18、HOD 适当提高温度适当延长浸取时间 采用连续搅拌的形式， 适当提 高氢氧化钠溶液的浓度 硅酸钠 防止生成硅酸胶体 取少量最后一次洗涤液，滴加12滴硝 酸银溶液，假设没有白色沉淀生成，证明已经洗涤干净【解析】1硅酸盐由盐的书写形式改写为氧化物的形式改写的一般方法为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水，蛇纹石主要成分为 Mg6S40io(0H)8写成氧化物的形式：6MgO 4SiO2 4HD正确答案：6MgO 4SiO2 4202碱浸时，为提高其中硅酸盐的浸取率可以适当提高温度，加快反响速率，提高浸取率；可以适当延长浸取时间，提高浸取率 可以采用连续搅拌的形式，增大接触面积，加快反响速率，提

19、高浸取率；适当提高氢氧化钠溶液的浓度加快反响速率提高浸取率，所以正确答案：适当提高温度适当延长浸取时间采用连续搅拌的形式 适当提高氢氧化钠溶液的浓度 3它纹石的主要成分为 6Mg0 4Si0 4HD能够与氢氧化钠溶液反响的是Si02生成Na2SiO3所以过滤1得到的滤液的主要成分是硅酸钠还含有少量的没有反响的氢氧化钠正确答案：硅酸钠4硅酸钠和盐酸反响生成硅酸和氯化钠，参加氯化钠的作用是防止生成硅酸胶体，正确答案为：防止生成硅酸胶体；5硅酸钠和盐酸反响生成硅酸和氯化钠可以检验是否存在氯离子来检验是否洗涤干净，具体方法是：取少量最后一次洗涤液，滴加12滴硝酸银溶液，假设没有白色沉淀生成，证明已经洗

20、涤干净，正确答案为：取少量最后一次洗涤液，滴加12滴硝酸银溶液，假设没有白色沉淀生成，证明已经洗涤干净17. M 94 二氧化硅 共价键 3Mg 2Si + 4NH 4Cl = SiH 4+ 4NH3+ 2MgCl 2CC 键和CH键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si Si键和Si H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成CH键的键能大于CO键，CH键比CO键稳定。而Si H键的键能却远小于Si O键，所以Si H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si O键。sp313Si03 n2n-(或Si032-)【解析】【分析】(1) Si原子核外电子数为14,基态原子核外电子排布为1s22s22

21、p63s23p2，据此解答；(2) 硅在自然界中主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在；硅晶体和金刚石晶体类似都属于原子晶体，硅原子之间以共价键结合，在金刚石晶体的晶胞中，每个面1心有一个碳原子(晶体硅类似结构)，那么面心位置奉献的原子为6X =3个；2(4) Mg 2Si和NH4CI在液氨介质中反响制得 SiH4、NH3和MgCI 2；(5) 1能越小，化学键越不稳定;键能越小，化学键越不稳定，反响倾向于形成稳定性更强方向进行;6硅酸盐中的SiO44-为正四面体结构，所以中心原子Si原子采取了 sp3杂化方式；根据图b的一个结构单元中含有1个硅、3个氧原子。【详解】1硅原子核外有14个电子，其基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p2,对应能层分别别为 K、L、M， 其中能量最高的是最外层 M层，该能层有s、p、d三个能级，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能 级有5个轨道，所以共有 9个原子轨道，硅原子的 M能层有4个电子3s23p2；2硅元素在自然界中主要以化合态二氧化硅和硅酸盐形式存在；硅晶体和金刚石晶体类似都属于原子晶体，硅原子之间以共价键结合在金刚石晶体的晶胞中，每个面1心有一个碳原子晶体硅类似结构，那么面心位置奉献的原子为6X=3个；24Mg 2Si 和 NH4CI 在液氨介质中反响制得 SiH4、NH3和 MgCI 2,方程式为：