2021-2022高中化学人教版必修1第四章第1节无机非金属材料-硅（2）（系列三）WORD版含解析

无机非金属材料——硅（2）(时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分)1．下列说法错误的是()A．硅是制造太阳能电池的常用材料B．二氧化硅是制造光导纤维的材料C．常温下硅性质活泼，可以与氯气、强酸、强碱溶液等起反应D．水玻璃可用作木材防火剂解析：常温下硅的化学性质不活泼．答案：C2．下列不属于硅酸盐产品的是()A．陶瓷 B．水泥C．玻璃 D．光导纤维解析：陶瓷、水泥、玻璃都是传统的硅酸盐产品，光导纤维的主要成分是SiO2.答案：D3．下列关于碳和硅的比较，正确的是()A．它们的最高价氧化物都能与水反应生成对应的酸B．碳和硅的最高正价都是＋4价C．硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位D．碳和硅在自然界存在形式都是既有游离态也有化合态解析：SiO2不溶于水也不与水反应，A不正确；在地壳中含量第一的是氧元素，硅占第二位，C不正确；自然界中有游离态的碳(金刚石)，但是没有游离态的硅，因为硅是一种亲氧元素，D不正确．答案：B4．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是()A．水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质解析：Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，通常用作耐火材料．硅酸的酸性比碳酸弱，所以硅酸钠溶液在空气中容易变质生成硅酸，在空气中发生反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，故D不正确．答案：D5．有科学家认为：硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”，下列有关硅可能成为新型能源的叙述中不正确的是()A．自然界中存在大量硅单质B．自然界中的硅易开采，且可再生C．硅燃料便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是优质燃料D．硅燃料燃烧放出的热量多，其燃烧产物对环境的污染容易有效地控制解析：Si元素在自然界中含量丰富，但由于硅具有亲氧性，自然界中无硅单质．答案：A6．我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测．月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[(Mg，Fe)2SiO4]等，下列说法或分析不正确的是()A．辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B．斜长石的氧化物形式可表示为：K2O·Al2O3·6SiO2C．橄榄石中铁为＋2价D．月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱解析：铁的活动性是不会改变的，只是月球上没有氧气，故在月球上存在游离态铁．D错误．答案：D7．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C．SiO2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：A项，晶体硅属于非金属单质；B项，硅具有亲氧性，自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在；C项，SiO2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.答案：D8．《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是()A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B．性质稳定，不易脱色C．易溶解于强酸和强碱D．x等于6解析：硅酸铜钡属于硅酸盐，不易溶于强碱，根据正负化合价代数和为0，可求得x＝6.答案：C二、非选择题(本题包括5小题，共52分)9．(11分)X、Y、Z、W有如下图所示的转化关系：(1)推断各物质的名称：X________，Y________，Z________，W________.(2)写出化学方程式：W→X_____________________________________________________________________.(3)写出离子方程式：Y→Z_____________________________________________________________________.W→Y_____________________________________________________________________.解析：由X和W的转化条件分析，X是硅，W是二氧化硅，且这两种物质都能与NaOH溶液反应，生成硅酸钠(Na2SiO3)，SiO2又可以由硅酸加热分解制得，所以推断正确．答案：(1)硅硅酸钠硅酸二氧化硅(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑(3)SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O10．(11分)几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示：(1)写出图示反应的几种物质的化学式：A__________，B__________，C__________，D____________，E____________.(2)写出下列反应的化学方程式：①B→A：________________________________________________________________；②B→E：________________________________________________________________.(3)写出下列溶液中反应的离子方程式：①A→D_________________________________________________________________；②D→C__________________________________________________________________.解析：本题的突破点在于A和B，含硅的物质与碳在加强热的条件下反应的只有SiO2，其反应为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，故A为Si，B为SiO2，则由硅的化合物之间关系可推知：C为H2SiO3，D为Na2SiO3，E为CaSiO3.答案：(1)SiSiO2H2SiO3Na2SiO3CaSiO3(2)①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑②CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑(3)①Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑②SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)11．(10分)晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，从20世纪中叶开始，硅成了信息技术中的关键材料，工业上用焦炭在电炉中(高温)还原二氧化硅制得含少量杂质的粗硅，同时生成一氧化碳气体．碳化硅(SiC)具有金刚石的结构，硬度大可用作砂纸、砂轮的磨料，工业上使用焦炭与二氧化硅在高温下反应制得碳化硅，同时生成一氧化碳气体．回答下列问题：(1)写出制取粗硅的化学反应方程式：____________________________，在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________．(2)写出制取碳化硅的化学反应方程式：____________________________，在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________．(3)在制取粗硅和碳化硅的工业生产中，从环境保护和废弃资源再利用的角度来看，可采取的比较理想的附加措施是____________________________________．解析：利用化合价的升降法判断氧化剂和还原剂，注意在SiC中Si显＋4价，C显－4价，所以在制取粗硅的反应中，氧化剂是SiO2，还原剂是C，而在制取SiC的反应中，氧化剂和还原剂都是碳．两个反应中都生成CO，它既是大气污染物，又是优质燃料，还可以用作其他的工业原料，应该对CO作回收利用．答案：(1)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑1∶2(2)SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑1∶2(3)收集反应生成的CO用作燃料或工业原料12．(8分)矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程．例如长石(KAlSi3O8)风化生成黏土[Al2(Si2O5)(OH)4]，此时反应的离子方程式为：2KAlSi3O8＋2H2CO3＋5H2O=2K＋＋2HCOeq\o\al(－,3)＋4H2SiO3＋Al2(Si2O5)(OH)4(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式：①KAlSi3O8：______________________________________________________________；②Al2(Si2O5)(OH)4：_________________________________________________________.(2)上述反应能够发生的原因是_______________________________________________．解析：(1)将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，需注意各种原子个数比符合原来的组成，并在某种(或几种)氧化物前加合适的化学计量数．①K2O·Al2O3·6SiO2②Al2O3·2SiO2·2H2O(2)分析反应前后物质的种类，可知属于酸与盐发生的复分解反应，由于H2CO3酸性强于H2SiO3，发生了“较强的酸制较弱的酸”的反应．答案：(1)①K2O·Al2O3·6SiO2②Al2O3·2SiO2·2H2O(2)H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强，由较强的酸可制得较弱的酸13．(12分)含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D.(1)B元素是最外层电子数与A相同，但相对原子质量比A小的元素，则B的原子结构示意图为__________，A与B在原子的电子层结构上的相同点是___________________．(2)易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是______________．(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E：将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F.①写出生成D和E的化学反应方程式：________________________________________________________________________________________________________________.②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是________．A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚(4)100gC与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2L,100g混合物中石灰石的质量分数是________．解析：(1)A元素的单质可作半导体材料，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅元素，C为SiO2，D为Na2SiO3.比硅相对原子质量小，且最外层电子数也为4的为碳元素．(2)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸．(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3.(4)若SiO2恰好或过量，与CaCO3反应方程式只有一个，即CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑.若CaCO3过量，除发生上述反应外，