2024-2025学年高中化学第4章非金属及其化合物第1节课时2硅酸盐和硅单质作业含解析新人教版必修1

PAGE5-课时2硅酸盐和硅单质(建议用时：40分钟)1．下列有关手机的说法错误的是()A．制造手机芯片的关键材料是二氧化硅B．用铜制作手机线路板利用了铜良好的导电性C．镁铝合金制成的手机外壳具有轻巧抗压的特点D．手机电池电极材料碳纳米管是新型无机非金属材料A[半导体硅是制造手机芯片的材料，所以制造手机芯片的关键材料是硅，不是二氧化硅，A错误；Cu为金属，具有良好的导电性，常用于制作导线，所以用铜制作手机线路板利用了铜良好的导电性，B正确；合金的硬度比各成分硬度大，所以镁铝合金制成的手机外壳具有轻巧抗压的特点，C正确；碳纳米管是碳单质，碳属于非金属，碳纳米管是新型无机非金属材料，D正确。]2．硅及其化合物是重要的无机材料，下列有关说法正确的是()A．反应SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up10(高温))2CO↑＋Si，每生成1molSi转移4mole－B．光纤的主要成分是硅单质，它质量轻且对光的传输实力强C．光纤可以将光能转化为电能，是制造光电池的最佳材料D．陶瓷、水泥、金刚砂及全部的玻璃都是硅酸盐产品A[标出选项A反应前后元素的化合价，分析反应前后化合价的改变，可知A说法正确；光纤是光导纤维的简称，其主要成分是二氧化硅，B说法错误；制造光电池的材料是晶体硅，C说法错误；金刚砂的主要成分是碳化硅，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，都不是硅酸盐产品，故D说法错误。]3．依据下图转化关系，下列说法正确的是()A．SiO2既能与氢氟酸反应，又能与氢氧化钠反应，所以应属两性氧化物B．盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞C．硅胶吸水后不能重复再生D．图中所示转化反应都是离子反应B[A项，SiO2为酸性氧化物；C项，硅胶吸水后可再失水重生；D项，SiO2与C、Na2CO3的高温反应均不是离子反应。]4．《本草纲目》中对玻璃有如下叙述：“本作颇黎。颇黎，国名也。其莹如水，其坚如玉，故名水玉，与水精(即水晶，主要成分为SiO2)同名。有酒色、紫色、白色，莹澈与水精相像。”下列说法错误的是()A．文中所描述的玻璃颜色，来自某些金属氧化物B．玻璃质地坚硬，不易破裂C．将石灰石、纯碱、石英在高温下熔融，可制得一般玻璃D．不能用带有磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶盛放NaOH溶液B[玻璃中分散不同金属氧化物可以得到不同颜色的玻璃，如分散氧化亚铜可以得到红色玻璃，分散氧化钴可以得到蓝色玻璃，A正确；玻璃简单破裂，B错误；玻璃的主要成分为硅酸盐和二氧化硅，可用石灰石、纯碱、石英为原料制得，故C正确；玻璃中含有二氧化硅，能够与氢氧化钠反应生成具有黏性的硅酸钠溶液，所以不能用带有磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶盛放NaOH溶液，D正确。]5．据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述不正确的是()A．它耐高温、抗氧化B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆C．它没有固定熔点D．它是一种新型无机非金属材料[答案]B6．有科学家提出硅是“21世纪的能源”“将来的石油”等观点。假如硅作为一种普遍运用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是()A．硅便于运输、贮存，从平安角度考虑，硅是最佳的燃料B．自然界中存在大量单质硅C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，简单有效限制D．自然界硅的贮量丰富B[自然界中硅以化合态存在，如SiO2、硅酸盐。]7．绿柱石又称绿宝石，其主要成分为BenAl2[Si6O18]，也可以用二氧化硅和金属氧化物的形式表示，则n为()A．1B．2C．3D．4C[BenAl2[Si6O18]写成氧化物形式为nBeO·Al2O3·6SiO2，则由氧原子个数知：n＋3＋6×2＝18，n＝3。]8．工业上还可以利用镁制取硅，反应为2Mg＋SiO2eq\o(=,\s\up10(△))2MgO＋Si，同时发生副反应：2Mg＋Sieq\o(=,\s\up10(△))Mg2Si。下图是进行Mg与SiO2反应的试验装置，请回答下列问题：(1)工业上通常利用SiO2和碳反应来制取硅，写出反应的化学方程式_____________________________________________________。(2)由于O2和H2O(g)的存在对该试验有较大影响，试验中应通入气体X作为爱护气，试管中的固体药品可选用________(填序号)。A．石灰石B．锌粒C．纯碱(3)试验起先时，必需先通一段时间X气体，再加热反应物，其理由是_____________________________________；当反应引发后，移走酒精灯，反应能接着进行，其缘由是__________________________________________________________________________________。(4)反应结束后，待冷却至常温时，向反应后的混合物中加入稀盐酸，可视察到闪亮的火星，产生此现象的缘由是副产物Mg2Si遇盐酸快速反应生成SiH4(硅烷)气体，然后SiH4自燃。用化学方程式表示这两个反应：_________________________________________________________；_____________________________________________________。[解析](1)C和SiO2在高温下反应生成Si和CO，化学方程式为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up10(高温))Si＋2CO↑。(2)Mg可以与CO2、N2发生化学反应，Mg与H2不能发生化学反应，因此可用H2作为爱护气；选用的药品为稀硫酸和锌粒，再用浓硫酸干燥。(3)装置中有空气，若不用H2排出装置中的空气，H2和空气的混合气体燃烧会发生爆炸，所以反应起先前应当先通H2排尽装置中的空气；Mg与SiO2反应的条件是加热，当反应引发后，移走酒精灯，反应能接着进行，这说明Mg与SiO2反应放出热量，使反应能持续进行下去。(4)Mg2Si遇盐酸快速反应生成SiH4(硅烷)，其化学方程式为Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4↑，SiH4常温下是一种不稳定、易自燃的气体，反应的化学方程式为SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O，所以向反应后的混合物中加入稀盐酸，可视察到闪亮的火星。[答案](1)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up10(高温))Si＋2CO↑(2)B(3)防止加热条件下H2与空气混合爆炸Mg与SiO2反应放出热量(4)Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4↑SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O9．高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都须要的基础材料。工业上提纯硅有多种路途，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：下列说法正确的是()A．上述流程中涉及的反应均为置换反应B．电弧炉中的化学方程式为SiO2＋Ceq\o(=,\s\up10(高温))Si＋CO2↑C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应D．SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3D[A项，粗硅与HCl反应不是置换反应；B项，反应生成的产物为CO不是CO2；C项，硅与氢氟酸也反应。]10．已知硅及其化合物之间存在图中转化关系。其中A是制造芯片和光电池的主要原料；B是含硅化合物中的一种气体；某些C可作干燥剂或催化剂的载体；D是一种黏合剂，能将磨砂玻璃粘在一起，E是一种酸性比H2CO3还弱的酸。试回答下列问题：(1)写出A、C、E的化学式：A__________、C__________、E__________。(2)写出④、⑤的化学方程式：④__________________________________________________。⑤__________________________________________________。[解析]依据题意可知A为Si，B为SiF4，C为SiO2，D为Na2SiO3，E为H2SiO3。[答案](1)SiSiO2H2SiO3(2)Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O11．某试验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。ABCD已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO＋PdCl2＋H2O=CO2＋2HCl＋Pd↓(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。(1)试验时要通入足够长时间的N2，其缘由是__________________________。(2)装置B的作用是_______________________________。(3)装置C、D中所盛试剂分别为________、________，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为_________________________________________________________。(4)该装置的缺点是__________________________。(5)资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18gSiO2和8.4g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体为13.44L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为________。(6)设计试验证明碳酸的酸性比硅酸的强：_________________________。[答案](1)避开空气中的O2、CO2、水蒸气对试验产生干扰(2)作平安瓶，防止倒吸(3)澄清石灰水PdCl2溶液3SiO2＋4Ceq\o(=,\s\up10(高温))2CO2↑＋2CO↑＋3Si(4)无尾气汲取装置(5)2∶1(6)向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊12．硅酸盐具有特别的性质与应用，回答下列问题：(1)硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列产品属于硅酸盐的是________(填序号)。①玻璃②陶瓷③石英玻璃④硅芯片⑤光导纤维⑥水泥⑦砖瓦(2)在炼铁、水泥、玻璃的制备时，都须要的原料是________。(3)向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是________________，化学方程式为______________________________________________________，说明酸性________>________。(4)我国胜利地放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。月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[Mg2Fe2SiO6]等，则橄榄石中铁为________价，斜长石的氧化物