高中化学苏教版从矿物到基础材料 课时作业与专题检测专题3第三单元

第三单元含硅矿物与信息材料1．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述不正确的是()A．硅单质可用来制造太阳能电池B．二氧化硅是制造光导纤维的材料C．二氧化硅是制造玻璃的主要原料D．集成电路是二氧化硅制造的 解析SiO2是制造光导纤维的材料，集成电路是由晶体硅制造的，D错误。 答案D2．下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是()A．HF溶液 B．KOH溶液 C．盐酸 D．水玻璃 解析玻璃的成分中含有二氧化硅，氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应，A项错误；KOH溶液也能与磨口处玻璃中的二氧化硅反应生成矿物胶硅酸钾，使瓶塞难以打开，B项错误；水玻璃的成分是硅酸钠，是一种矿物胶，容易使磨口玻璃塞打不开，D项错误。 答案C3．下列关于硅的说法不正确的是()A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C．在常温下，硅的化学性质活泼D．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 解析A项，晶体硅的结构与金刚石类似，它是灰黑色有金属光泽的非金属固体，正确；B项，硅在元素周期表中处于金属和非金属的过渡位置，所以晶体硅的导电性介于导体和半导体之间，是良好的半导体材料，正确；C项，常温下，硅的化学性质不活泼，错误；D项，硅是将太阳能转换为电能的常用材料，正确。 答案C4．硅在自然界只以化合态形式存在，如铁矿石中的硅主要以脉石(SiO2)的形式存在。炼铁时为了除去脉石，向炼铁高炉中加入石灰石。该过程不可能涉及的化学反应是()A．CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑B．2FeO＋Sieq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋SiO2C．SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑D．CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3 解析高温下石灰石首先分解产生CaO和CO2，生成的生石灰(碱性氧化物)可与SiO2(酸性氧化物)反应实现高炉造渣；生成的CO2可与碳反应提供一部分还原剂CO。因无单质硅，所以没有B项所给的反应发生。 答案B5．材料是人类赖以生存的物质基础，制造水泥、玻璃都要用到的原料是()A．石灰石 B．纯碱C．黏土 D．石膏 解析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，共同材料为石灰石。 答案A6．水玻璃是建筑行业常用的粘合剂，并可用于木材防火和防腐处理。水玻璃是()A．CaSiO3固体 B．SiO2C．Na2SiO3水溶液 D．H2SiO3解析水玻璃是硅酸钠的水溶液。答案C7．下列反应不能一步完成的是()A．SiO2→Na2SiO3B．SiO2→H2SiO3C．SiO2→CaSiO3D．H2SiO3→SiO2 解析二氧化硅可与氢氧化钠直接反应生成硅酸钠；氧化钙可与二氧化硅在高温下反应生成硅酸钙；硅酸可直接加热分解生成二氧化硅，故只有B符合题意。 答案B8．水玻璃是建筑行业常用的黏合剂，并可用于木材防火和防腐处理。水玻璃是()A．CaSiO3固体 B．SiO2C．Na2SiO3水溶液 D．H2SiO3解析水玻璃是硅酸钠的水溶液。答案C9．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()A．CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物D．CO2和SiO2都是由相应的分子组成的 解析虽然SiO2是H2SiO3的酸酐，但CO2可溶于水生成H2CO3，SiO2却不能溶于水生成H2SiO3，B错误；SiO2与CO2都是酸酐，都是酸性氧化物，A正确，C错误；CO2是由CO2分子构成的，而SiO2则是由硅原子和氧原子构成的，SiO2中不存在分子，D错误。 答案A10．单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为：①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑②Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si(纯)＋4HCl下列对上述三个反应的叙述中，错误的是()A．①③为置换反应B．②为化合反应C．①②③均为氧化还原反应D．三个反应的反应物中硅元素均被还原解析反应①③中硅元素被还原，反应②中硅元素被氧化。D错误。答案D11．反应SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为()A．1∶3 B．3∶1 C．1∶2 D．2∶1 解析该反应中只有C的化合价发生变化，其中1个C原子的化合价降低，2个C原子的化合价升高，故选C。 答案C12．陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属于陶瓷制品的是()A．电器中的绝缘瓷管B．实验室中的坩埚C．实验室中的试管D．建筑上烧制的砖瓦解析实验室中试管的成分是玻璃。答案C13．下列说法中不正确的是()A．硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅B．水泥、普通玻璃都是混合物C．生产水泥和玻璃都必须用石灰石 D．用纯净的石英制成石英玻璃，它的膨胀系数小，常用来制造耐高温的化学仪器 解析制水泥的原料是黏土和石灰石，制玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英。纯碱、石灰石中都不含有硅。 答案A14．(1)制造普通水泥的主要原料有________和________。 (2)工业上制造普通玻璃的主要原料是________、________、________，设备是________，普通玻璃的成分是________。 解析本题主要考查水泥、玻璃的有关知识，要求记忆水泥、玻璃的有关知识。 答案(1)黏土石灰石 (2)纯碱石灰石石英玻璃熔炉Na2O·CaO·6SiO215．除去括号中的杂质，将操作方法和化学方程式填入表中。操作方法化学方程式①SiO2(CaCO3)②SiO2(CaO)③SiO2(Fe2O3) 解析SiO2不溶于盐酸，CaCO3、CaO、Fe2O3都能溶于盐酸，所以都可以加入盐酸，然后过滤。 答案①加盐酸、过滤CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O②加盐酸，过滤CaO＋2HCl=CaCl2＋H2O③加盐酸，过滤Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O16．判断下列说法的正误，并加以解释(在括号中填正误，横线上填解释)。 (1)二氧化硅溶于水显酸性。()________。 (2)二氧化碳通入水玻璃可得到硅酸。()________。 (3)已知高温时有CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强。()____________。 (4)因为二氧化硅属于酸性氧化物，所以它不溶于任何酸。()________。 解析(1)二氧化碳不溶于水，也不与水反应；(2)碳酸的酸性比硅酸酸性强，所以二氧化碳通入水玻璃可得到硅酸；(3)高温时有CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑，只能说高沸点的二氧化硅可制取低沸点的二氧化碳；(4)二氧化硅溶于氢氟酸。答案(1)错二氧化硅不溶于水，也不与水反应(2)正确碳酸的酸性比硅酸酸性强(3)错只能说高沸点的二氧化硅可制取低沸点的二氧化碳(4)错二氧化硅溶于氢氟酸17．A、B、C、D四种物质均含有硅元素，各物质之间的相互转化关系如下图所示：已知：C是A与烧碱溶液反应的产物。据此，回答下列问题：(1)试写出各物质的化学式：A________，B________，C________，D________。(2)写出A→B的化学方程式：________________。 (3)分别写出A→C，C→D的离子方程式：________________，__________________________________________________________________。 解析由A、B、C、D均含有硅元素，且C是A与NaOH溶液反应的产物，可知C是Na2SiO3，D是H2SiO3，A是SiO2，B是Si。答案(1)SiO2SiNa2SiO3H2SiO3(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑(3)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OSiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓18．(加试题)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2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑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SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。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eq\o(Si,\s\up6(＋4))被还原，因此SiO2作氧化剂。答案(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氢氟酸(2)防火剂(3)CSiO219．(加试题)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： ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 ②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(300℃))SiHCl3＋H2 ③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃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①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℃)中含有少量SiCl4(沸点℃)和HCl(沸点－℃)，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下(热源及夹持装置略去)： ①装置B中的试剂是____________。装置C中的烧瓶需要水浴加热，其目的是____________________________________________________________。 ②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是____________________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是____________________，装置D中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________。 ③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________________。 解析(1)根据题给信息，粗硅可以用碳还原二氧化硅的办法来制得，故反应方程式为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑。(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3与H2O强烈反应，故提纯SiHCl3的方法只能在无水的条件下利用它们的沸点不同，采用分馏的方法进行。(3)①因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，故B中的液体一定为浓H2SO4，且C中烧瓶需水浴加热，其目的是使SiHCl3