高中化学苏教版从矿物到基础材料 训练3

训练31双休日自查自纠(测试内容：第三单元含硅矿物与信息材料)一、选择题1．下列物质能用于刻蚀玻璃的是()A．H2SO4B．HNO3C．HFD．H2SiO3答案：C解析：玻璃中含有SiO2，能与HF发生反应，故C项正确。2．硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。下列有关说法正确的是()A．硅在地壳中的含量居第二位，在地球上有丰富的硅资源，如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅B．在野外，用硅、烧碱的混合物可以制取氢气C．硅的性质稳定，不与任何酸反应D．硅是一种良好的半导体材料，所以硅是制造光导纤维的基本原料答案：B解析：石英、水晶、玛瑙的主要成分均为SiO2，A项错误；Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑，B项正确；硅能与HF反应，C项错误；二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，D项错误。3．钾长石(KAlSi3O8)风化可生成高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，此反应的离子方程式为2KAlSi3O8＋2H2CO3＋5H2O=2K＋＋2HCOeq\o\al(－,3)＋4H2SiO3＋Al2Si2O5(OH)4。下列钾长石(KAlSi3O8)和高岭土[Al2Si2O5(OH)4]的氧化物表示形式正确的是()\f(1,2)K2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2Al2O3·SiO2·H2OB．K2O·Al2O3·6SiO2Al2O3·SiO2·H2O\f(1,2)K2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2Al2O3·2SiO2·H2OD．K2O·Al2O3·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O答案：D解析：本题的疑难点是复杂硅酸盐如何改写成氧化物的组合形式。硅酸盐的氧化物组合形式的排列方式为较活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，则KAlSi3O8的氧化物组合形式为K2O·Al2O3·6SiO2，Al2Si2O5(OH)4的氧化物组合形式为Al2O3·2SiO2·2H2O，故D项正确。4．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅及其化合物的说法正确的是()A．水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品B．高温条件下可在试管内完成用焦炭和石英砂(SiO2)制取粗硅的反应C．透闪石的化学式为Ca2Mg5Si8O22(OH)2，写成氧化物的组合形式为2CaO·5MgO·8SiO2·H2OD．自然界中硅元素的储量丰富，存在大量的单质硅答案：C解析：A项，水晶的主要成分是二氧化硅，A项错误；B项，焦炭和石英砂(SiO2)制取硅需要高温，这种条件下试管会熔化，B项错误；D项，自然界中没有游离态的硅，D项错误。5．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是()A．加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出B．加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D．先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物剩余，将其滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解答案：D解析：SiO2不溶于除氢氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3均可溶于盐酸且CaCO3溶于盐酸时有气泡生成，SiO2可以溶于NaOH溶液，D项正确。6．SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是()A．高炉炼铁时，加入石灰石将铁矿石中的脉石(主要成分为SiO2)转化为易熔的炉渣B．纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料C．用盐酸可除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D．图中所含反应都不属于氧化还原反应答案：D解析：CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑，CaSiO3的熔点低于SiO2的熔点，故A项正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，硅可用于制作半导体、芯片，纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料，故B项正确；碳酸钙溶于盐酸生成氯化钙和水以及二氧化碳，二氧化硅和盐酸不反应，可以用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙，故C项正确；化学反应前后有元素化合价发生变化的反应一定是氧化还原反应，题图中二氧化硅与碳反应生成硅单质和一氧化碳的反应是氧化还原反应，故D项错误。7．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是()A．加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出B．加入过量烧碱溶液，观察固体是否溶解C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D．先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现，若有不溶物则滤出，投入到NaOH溶液中看其是否溶解答案：D解析：检验生石灰(CaO)中混有的石英(SiO2)和石灰石(CaCO3)，应证明生石灰中混有石英(SiO2)和石灰石(CaCO3)，而不是简单的除杂。CaCO3不溶于水但溶于盐酸且可放出CO2气体，SiO2不溶于盐酸但可溶于NaOH溶液。所以在生石灰样品中加入过量盐酸产生气泡可证明含有石灰石(CaCO3)，反应后有不溶物剩余，将该不溶物投入NaOH溶液，不溶物溶解，可证明生石灰样品中含有SiO2。8．下列说法正确的是()A．因为SiO2和CaCO3固体混合加热时产生CO2气体，说明碳酸的酸性比原硅酸的酸性强B．Si与NaOH水溶液的反应中，NaOH和H2O是氧化剂C．SiO2既可溶于强碱溶液，又能与氢氟酸反应，它是两性氧化物D．SiO2用于制造光学仪器，也可作光导纤维材料答案：D解析：A项CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑为高温下难挥发性物质制备易挥发性物质。B项Si＋2NaOH＋H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Na2SiO3＋2H2↑，该反应可以理解为分两步进行：①Si＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))H2SiO3＋2H2↑，②H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3＋2H2O，两步反应式叠加，即得Si＋2NaOH＋H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Na2SiO3＋2H2↑，所以H2O才是真正的氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂。C项两性氧化物是既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物，而SiO2与氢氟酸反应是氢氟酸的特性而且SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，产物SiF4不是盐。9．已知反应Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑，下列叙述正确的是()A．此反应中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂B．此反应中，Si为还原剂，H2O为氧化剂C．此反应中，参加反应的Si和H2O的物质的量比为1：1D．此反应中，Si元素体现了两性答案：B解析：根据元素化合价的升降变化，可判断Si为还原剂，H2O为氧化剂。二、非选择题10．指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O()②SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑()③SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑()④SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑()⑤SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O()A．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B．氧化性C．酸性氧化物的通性D．将挥发性的酸酐从其盐中置换出来E．未参加氧化还原反应答案：①C②D③B④E⑤A解析：本题较全面考查SiO2的性质，将所给选项结合实际一一对应查找，A用来雕刻玻璃，应有氢氟酸(HF)参与反应，B中氧化性是指反应中SiO2中Si得电子，化合价降低，D是挥发性酸酐，应为CO2而不是CO，表现酸性氧化物通性是SiO2与碱的反应。本题易错点是SiC中元素化合价标错，SiC中碳元素为－4价，硅元素为＋4价，即活泼的非金属元素显负价，较不活泼的非金属元素显正价。11．物质A是一种高熔点的化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸；C是一种气体，E是白色胶状沉淀；D是白色固体，A、B、C、D、E间的转化如图，根据图示关系回答下列问题。(1)写出下列物质的化学式：A________，C________，E________。(2)B＋C＋H2O→E的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)SiO2CO2H4SiO4(2)Na2SiO3＋CO2＋2H2O=Na2CO3＋H4SiO4↓解析：抓住关键字句，尤其“物质A是一种高熔点的化合物”“溶于氢氟酸”可推出A为SiO2；因SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑，推出B为Na2SiO3，C为CO2；白色胶状沉淀E为H4SiO4；失水后为H2SiO3。12．有A、B、C三种不溶于水的固体。A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的倍。B固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点。根据以上事实，判断A为哪种元素的单质？B、C各是什么物质？写出有关反应的化学方程式。答案：A为C元素的单质，B为SiO2，C为普通玻璃。化学方程式见解析。解析：A物质燃烧后生成的气体的相对分子质量为：32×＝44该气体能使澄清石灰水变浑浊，所以该气体为二氧化碳，A为碳元素的一种单质。C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2根据B物质与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，可推出B物质为二氧化硅。SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2ONa2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓C物质由石灰石、纯碱和B物质(二氧化硅)混合加热而得，结合C物质在高温时软化且无固定熔点，可推知C物质为普通玻璃。Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑13．2023年度世界上最著名的建筑奖“安波利斯摩天楼大奖”评比结果揭晓，位于湖州市南太湖旅游度假区的喜来登温泉度假酒店被评选为全球十大最佳摩天楼建筑第三名。该酒店的温泉属于硅酸盐温泉，硅酸盐主要以硅酸钠(Na2SiO3)的形式存在，其中硅元素的化合价为________价，钠离子的离子结构示意图是________。向硅酸钠溶液中通入少量二氧化碳，会出现白色浑浊(H2SiO3)，试写出该反应的化学方程式______________________________。答案：＋4；；CO2＋Na2SiO3＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3解析：硅酸钠(Na2SiO3)中钠元素的化合价是＋1价，氧元素是－2价，根据化合价规则，硅元素的化合价为＋4价，钠离子核外两个电子层，核外电子数是10，离子结构示意图是，硅酸钠水溶液俗称水玻璃，碳酸的酸性比硅酸强，强酸反应制弱酸，反应生成硅酸沉淀：CO2＋Na2SiO3＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO314．把26g含有SiO2的CaCO3固体在高温下加热到质量不变时为止，冷却后质量为(1)生成的CO2在标准状况下的体积为多少？(2)原混合物中含SiO2的质量为多少？答案：(1)4.48L(2解析：(1)