高中化学材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料作业1鲁科版必修1

1、小学+初中+高中第1节硅无机非金属材料知能演练轻松闯关学生用书单独成册基础温故1下列叙述中，正确的是()A.自然界中存在大量的单质硅B.石英、水晶的主要成分都是二氧化硅C.二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱溶液发生化学反应D.自然界中硅元素都存在于石英中解析：选R自然界中硅元素含量很高，(1都以化合态形式存在，A项错误；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D项错误；二氧化硅的性质稳定，C项错误。2下列说法正确的是()A. SiO2与H2O可以直接化合生成硅酸B. C与SiO2反应，C过量生成COSiO2过量生成COC.盛放石灰水的试剂瓶瓶塞不能用玻璃塞，应用橡胶塞D.Si与NaO

2、H§液反应体现了Si的氧化性解析：选CoSiO2难溶于水且不与水反应，故不可用SiO2与H2O直接化合来生成硅酸；C与SiO2反应的产物与反应物用量无关；Si与NaOH反应Si价态升高，体现了Si的还原性。3下列关于硅及其化合物的说法，不正确的是()A.晶体硅可用做半导体材料B.硅的氧化物都可用做光导纤维的材料C.碳化硅可用做砂纸、砂轮的磨料D.水玻璃可用做黏合剂及耐火材料解析：选Bo硅的单质有晶体硅和无定形硅两种，晶体硅才可用做半导体材料。硅的氧化物中晶体二氧化硅才可用做光导纤维的材料。4下列有关说法正确的是()A. CO与水反应生成碳酸，是酸性氧化物；SiO2不能与水反应生成硅酸

3、，不是酸性氧化物B. NaOH不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放C.除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水D.粗硅制备时，发生的反应为C+SiO2=Si+COT解析：选B。A项，酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，而不是能与水反应生成酸的氧化物，虽然SiO2不能与水反应生成硅酸，但SiO2能与NaOH§液反应生成硅酸钠和水，是酸性氧化物，错误；B项，玻璃的成分中含二氧化硅，碱性试剂都不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放，正确；C项，二氧化硅和碳酸钙都不溶于水，不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质，错误；D项，粗硅制备时的反应原理是2C+SiO2=Si+2COT,需在高温条件下反应，且产

4、物中生成的是CO而不是CO,错误。5制备硅单质时，主要化学反应如下：SiO2(石英砂)+2C(焦炭)=Si(粗硅)+2COT;Si（粗硅）+2cl2=SiCl4；SiCl4+2H2=Si（纯硅）+4HC1。下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是（）A.为置换反应B.均为氧化还原反应C.为化合反应D.三个反应的反应物中硅元素均被还原解析：选D。在反应中Si元素化合价升高，被氧化。6 .材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是（）选项材料主要化学成分A刚玉、金刚石P三氧化二铝B大理石、石灰后碳酸钙C普通水泥、普通玻璃硅酸盐D沙子、石英二氧化硅解析：选Ao刚玉的成分是Al203,金刚石的成分是C,A

5、错误；大理石、石灰石的主要成分都是CaC。普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃熔炉中熔融而得到的硅酸盐，普通水泥是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煨烧，再加入适量石膏而得到的硅酸盐；沙子和石英的主要成分都是Si02。7 .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8 .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C.Si02是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸D.除去Si02中混有的CaCO可加入适量的稀盐酸解析：选DoA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

6、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，Si02不同于其他酸性氧化物，它不溶于水也不与水反应。D项，Si02不溶于稀盐酸，可使用稀盐酸除去其中混有的CaCO,化学方程式为CaC0+2HCl=CaC2+W+H20。8 .新型无机非金属材料碳化钛（TiC）、碳化硼（B4。）、氮化硅等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温下进行，在合成工艺中必须注意（）A.通入充足的氧气B.可在空气中进行C.可在氮气氛围中合成D.通入少量氧气解析：选Co合成这些无机非金属材料的过程中应杜绝氧气的存在，否则会生成相应的氧化物

7、。9 .下表中括号内物质是杂质，试将除杂试剂及分离方法填入表内：混合物SiO2(CaCO)CO(SO2)NaHCO(Na2SiO3)SiO2(NaCl)除杂试剂分离方法解析：Si02（CaC0）：可利用Si02不溶于盐酸而CaC0溶于盐酸除去CaCQC0（S02）:可通入饱和NaHC0§液；NaHC0Na2Si03）：通入足量C0气体；Si02（NaCl）:溶于水过滤。答案：混合物SiO2(CaCO)CO(SO2)NaHCO(Na2SiO3)SiO2(NaCl)除杂试剂盐酸饱和NaHCO#液通入足量CO水分离方法过滤洗气过滤过滤10 .氮化硅是一种高温结构陶瓷，它的硬度大、熔点高、化

8、学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与氮气在1300C时反应获得。(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是(填序号)。制汽轮机叶片航空航天耐高温材料制永久性模具汽车发动机(2)画出N的原子结构示意图：?写出氮化硅的化学式：。(3)高纯硅与纯氮气反应制得氮化硅，请写出反应的化学方程式：O解析：从有关信息可知，氮化硅具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优良性能。由于Si元素显+4价，N元素显3价，故氮化硅的化学式为Si3N4o1300c答案：(2mSi3N4(3)2N2+3Siq=Si3N4能力提升11 .向用石蜡围成的“Spark”凹槽内注入某溶液，即可在玻璃上刻蚀出“Spark”的字样，则该溶液是()A.

9、盐酸C.烧碱D.饱和食盐水解析：选B。常温下玻璃中的SiO2可与氢氟酸反应。12 .能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是()A. CO是气体，SQ是固体B.二氧化硅的熔点比二氧化碳高C. CO溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水D. CO通入Na2SiO3中析出硅酸沉淀解析：选Do酸的酸性强弱与对应酸性氧化物的状态和物理性质无关，A、B均不正确；C项只能说明其对应酸性氧化物与水反应的难易程度，无法比较两种酸的酸性强弱；D项属于较强的酸制取较弱的酸，能够证明硅酸的酸性弱于碳酸的酸性。13 .下列有关硅酸盐的叙述，正确的是()A.大部分硅酸盐都易溶于水，NaSid是常见的可溶性硅酸盐，其水溶液俗称

10、水玻璃，可用做建筑黏合剂B.石英砂可与烧碱反应制水玻璃的离子方程式：SiO2+2OH=SiC3+H2OC.硅酸具有酸的通性，能使石蕊试液变红D.石棉Mg3Ca(SiO3)4可表示为氧化物形式：3MgOCaO-4SiO2解析：选B。硅酸盐大部分难溶于水，常见硅酸盐中只有NaSiO3、K2SQ3等可溶，A错；石英砂成分为SiO2,Si6+2NaOH=NSiO3+HQNaOHN&SQ3为强电解质可拆成离子形式，B正确；硅酸具有酸的通性，如能与碱反应，但其难溶于水，不能使石蕊试液变色，C错；硅酸盐改写成氧化物形式时要按“较活泼金属氧化物一较不活泼金属氧化物一二氧化硅一水”的顺序排列，由于Ca活

11、泼性强于Mg,所以其氧化物形式应为CaO-3MgO4SiO2,D错。14 .下列物质放置在空气中变质(不考虑水分蒸发和吸收空气中的水分)，且能析出沉淀，加入盐酸时固体不溶解的是()A.澄清石灰水B.水玻璃C.浓硫酸D.NaOH§液解析：选B。A项中的Ca(OH)2能与空气中的CO反应，生成CaCO沉淀而变质，但CaCO能与盐酸反应而溶解；B项为NaSiO3溶液，露置于空气中时易吸收空气中的CO和H2O生成H2SiO3沉淀而使N&SiO3变质，且HSid不与盐酸反应；C项中浓HbSO会吸收空气中的水分，但不会变质；D项中的NaO他能与空气中的CO反应，生成Na2CO而变质，但N

12、aCO不是沉淀。15 .为探究HCl、HCO、H2SQ3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：(1)若锥形瓶中装有某可溶性正盐溶液，分液漏斗中所盛试剂应为(2)装置B所盛的试剂是,其作用是O(3)装置C所盛试剂是,C中反应的离子方程式是(4)由此得出的结论是酸性：>>。解析：解答本题要注意以下两点：酸性强弱关系可利用“强酸+弱酸盐弱酸+强酸盐”来比较。可先制备CO,再制备H2SiO3,由此选择合适的药品。根据以上分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A中盛放NaCO溶液。根据N&CO+2HCl=2NaCl+H2O+COT可知

13、酸性：HCl>H2CQ,然后将生成的CO通入NaSiOs溶液中，反应为Na2SiO3+CO+H2O=HSiO3J+NaCO,由此判断酸性：H2CO>H2SiO3；但需注意的是A中反应会有HCl气体逸出，故A中生成的气体通入NaSiO3溶液前需将HCl气体吸收，但不能吸收CO,故可选用饱和NaHCOB液。答案：(1)盐酸(2)饱和NaHCOm吸收HCl气体(3)Na2SiO3溶液SiO2+CO+H2O=2SiO3J+CO(4)HClH2COHbSiO316 .硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制

14、备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：石英砂郎I粗硅lo/HCrLSiHCl3(粗)ISiHCl3(纯)|1有上高纯硅573K1357K写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：小学+初中+高中小学 +初中 +高中。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是(2)下列有关硅材料的说法正确的是(填字母)。A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产砂纸、砂轮等B.含硅4%勺钢具有很高的导磁性，主要用做变压器铁芯C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料一一光导纤维D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅解析：(1)H2还原SiHCl3可制备Si,化学方程式为SiHCl3+Hb1357空Si+3HC1。SiHCl3与H2O反应生成H2SQ3、HCl和H;用H2还原SiHCl3过程中若混入Q,则高温下H2与O2反应发生爆炸。(2)A项，碳化硅