人教版高一化学必修一试题：第4章-非金属及其化合物-第1节无机非金属材料的主角-硅-含解析

11第四章第一节基础巩固一、选择题1．下列关于碳、硅的说法正确的是eq\x(导学号7391858)(A)A．硅是构成岩石的基本元素，地壳中含量仅次于氧B．碳与硅在自然界中既有游离态又有化合态C．碳与硅的最外层均有4个电子，易得电子表现为较强的氧化性D．碳常见化合价为＋2和＋4价，硅常见化合价为＋2价2．(2017·临沂高一检测)证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是eq\x(导学号7391858)(D)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，观察是否有气体生成，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；若有不溶物则滤出，投入氢氧化钠溶液中看其是否溶解3．(2017·资阳高一检测)下列说法正确的是eq\x(导学号7391858)(B)A．SiO2是酸性氧化物，它不溶于水也不溶于任何酸B．木材浸过水玻璃后，具有防腐蚀性能且不易着火C．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以H2SiO3酸性比H2CO3强D．碳酸和硅酸均属于弱酸，均易溶于水4．(2017·洛阳高一检测)和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐。某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有关叙述中正确的是eq\x(导学号7391858)(C)A．将该和田玉的化学式改写成氧化物的形式表示如下：2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2OB．该和田玉能抵抗任何酸或碱的腐蚀C．该和田玉中Fe的化合价为＋2价D．该和田玉是由5种氧化物组成的混合物5．下列关于硅及其化合物的说法，正确的是eq\x(导学号7391858)(C)A．硅的化学性质不活泼，常温下不与其他物质反应B．硅酸受热分解可得二氧化硅，可以用二氧化硅和水直接反应来制取硅酸C．二氧化硅、晶体硅都能与氢氟酸反应生成气体D．盛放硅酸钠溶液的试剂瓶可以用玻璃塞6．下列叙述错误的是eq\x(导学号7391858)(D)A．将CO2通入Na2SiO3溶液中有白色沉淀生成能说明硅酸比碳酸酸性弱的事实B．氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记是因为HF与SiO2反应C．石英砂可用于生产单晶硅D．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维解析：将CO2通入Na2SiO3溶液中有白色沉淀生成能说明硅酸比碳酸酸性弱的事实，A正确；HF与SiO2反应如下：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，可以用于刻蚀玻璃，B正确；石英砂的成分为SiO2，可用碳还原得到粗硅，经提纯得单晶硅，C正确；SiO2制造光导纤维的原因不是其硬度大，两者无对应关系，D错误。二、非选择题7．如图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B是一种单质，其余物质都是含B元素的化合物。C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为B的氧化物(其他不含B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)，请填写空白：eq\x(导学号7391858)(1)A、D、E的化学式分别为__SiCl4__、__SiO2__、__H2SiO3__。(2)A和B的相互转化在工业上有什么实际意义？__粗硅提纯__。(3)写出D→C反应的化学方程式：__SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O__。(4)写出E→D反应的化学方程式：__H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))SiO2＋H2O__。解析：本题的突破口是“B是一种单质”“B的结构类似金刚石”。据此，容易推断出B是硅。硅与氯气在加热条件下生成SiCl4，因此，A为SiCl4。经过分馏提纯后得到纯净的SiCl4，SiCl4可以被氢气在高温下还原得到纯净的硅。根据D为B的氧化物，可知D为SiO2，由此可知其他答案。8．白炭黑(SiO2·H2O)广泛用于橡胶、涂料、印刷等行业，可用蛇纹石[主要成分为Mg6(Si4O10)(OH)8]来制取，其主要工艺流程如下：eq\x(导学号7391858)(1)蛇纹石用氧化物形式可表示为__6MgO·4SiO2·4H2O__。(2)过滤1得到的滤液的主要成分是__Na2SiO3、NaOH__。(3)滤液与盐酸反应的主要离子方程式为__SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓__。(4)洗涤时，如何证明产品已洗涤干净？__取少许最后一次洗涤液，滴入1～2滴硝酸酸化的AgNO3溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤干净__。解析：该流程中，加NaOH溶液碱浸的目的是将蛇纹石转化成可溶性硅酸盐进入溶液，然后用盐酸和NaCl溶液将硅酸盐转化成硅酸从溶液中分离出来，再经过进一步处理获得白炭黑。(1)书写氧化物一般先写金属氧化物，再写二氧化硅，最后写水。(2)碱浸后，溶液中含有可溶的硅酸钠，以及剩余的NaOH溶液。(3)Na2SiO3与盐酸反应的离子方程式为SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓。(4)从流程图可知，H2SiO3是从NaCl溶液中分离出来的，表面沾有Na＋和Cl－，所以只要检验最后一次洗涤液中是否含有Cl－即可。能力提升一、选择题1．《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eq\x(导学号7391858)(C)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”能稳定存在说明其性质稳定。不易脱色，不易与酸、碱反应。“硅酸铜钡”中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6，用氧化物形式表示复杂的硅酸盐的组成，具体方法为：①遵循各元素种类和原子个数比不变的原则，分别写成氧化物的形式；②氧化物一般按活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、最后为水的顺序排列；③氧化物之间用圆点隔开，各氧化物前面的化学计量数均为整数。因此，A、B、D均正确。2．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是eq\x(导学号7391858)(D)A．它是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥配料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：硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防腐剂的原料；由于硅酸的酸性弱于碳酸，在空气中会与二氧化碳反应而变质。3．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等。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)、钾长石(KAlSi3O8)和橄榄石(MgxFe2－xSiO4)等，下列说法或分析不正确的是eq\x(导学号7391858)(D)A．辉石、钾长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B．钾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：由辉石、钾长石及橄榄石的组成可以看出三者均为硅酸盐矿，A项正确；将硅酸盐表示成氧化物形式时需注意元素守恒，辉石可写作：CaO·MgO·2SiO2，钾长石可写作：K2O·Al2O3·6SiO2，B项正确；根据化合价原则：2x＋n(2－x)＋4＝2×4，分析得n＝2，铁为＋2价，C项正确；月球上存在游离态铁的主要原因是月球上没有氧气，D项错误。二、非选择题4．(2017·沈阳高一检测)X(Si3N4)是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀。有关生产过程如下：eq\x(导学号7391858)eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(\x(A),\x(B)))eq\o(→,\s\up7(①),\s\do5(加热))eq\x(化合物C)eq\o(→,\s\up7(②过量),\s\do5(NH3))eq\x(\a\al(化合物D,分子式：ANH24))eq\o(→,\s\up7(③隔绝空气),\s\do5(高温))eq\x(X)为了确定C的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，Ⅰ可作光导纤维。按要求回答下列问题：(1)C的化学式为__SiCl4__。(2)反应②的化学方程式为__SiCl4＋8NH3=Si(NH2)4＋4NH4Cl__。(3)反应⑦的离子方程式为__SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2O＋2CO2=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)__。(4)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：__Si3N4＋16HF=3SiF4↑＋4NH4F__。(5)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅及氯化氢，反应的化学方程式为__3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si3N4＋12HCl__。解析：该题的突破口为Ⅰ可作光导纤维，所以Ⅰ是二氧化硅，则F是硅酸，H是硅酸钠。又因为F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，所以G是氯化银，因此C是SiCl4，则A是硅，B是氯气。(1)由以上分析可知C为SiCl4。(2)由转化关系可知，SiCl4与NH3反应生成Si(NH2)4，根据原子守恒可知还生成HCl，由于氨气过量，故应生成NH4Cl，故反应②的化学方程式为SiCl4＋8NH3=Si(NH2)4＋4NH4Cl。(3)CO2是过量的，因此生成物是碳酸氢钠与硅酸，反应⑦的离子方程式为SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2O＋2CO2=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)。(4)根据题目信息可知，Si3N4与氢氟酸反应，因Si3N4中硅元素化合价为＋4价，氮元素化合价为－3价，故其生成物应为SiF4和NH4F。(5)根据质量守恒，SiCl4与N2、H2在高温下反应时，除生成Si3N4外，还生成HCl。5．如何除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内物质为杂质)，请按下列提供的试剂和操作，将序号填在下表内。eq\x(导学号7391858)试剂：A．盐酸B．烧碱溶液C．氧气D．水E．二氧化碳F．不需要其他试剂操作：①加热燃烧②加热熔融③高温灼烧④过滤⑤蒸馏⑥结晶混合物试剂操作(1)SiO2(CaCO3)__A____④__(2)SiO2(Si)__C____③__(3)NaCl(SiO2)__D____④__(4)SiO2(H2SiO3)__F____③__(5)Fe2O3(SiO2)__B____④__解析：(1)利用二氧化硅难溶于盐酸，碳酸钙易溶于盐酸的性质差异，溶解后过滤。(2)加热情况下，硅和氧气反应生成二氧化硅，变杂质为主要成分。(3)利用二者的水溶性差异，溶解、过滤、蒸发结晶即可。(4)采用加热方式将硅酸转变为二氧化硅，或者利用碱中和硅酸，然后过滤也可。(5)加烧碱溶液将二氧化硅溶解后过滤即可。6．某化学兴趣小组的成员捡到一块矿石，观察外观发现该矿石坚硬且呈红褐色，投入水中没有任何变化，再向水中加浓盐酸至过量，矿石部分溶解，并有大量无色气体生成。学生猜测该矿石可能由CaCO3、SiO2、Fe2O3三种成分组成，试设计实验证明CaCO3以外的两种成分。仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、滴管、药匙、漏斗、漏斗架；2mol·L－1盐酸、2mol·L－1NaOH溶液、2%的KSCN溶液。eq\x(导学号7391858)(1)将实验方案用以下流程示意图表示，试写出每步所用试剂的名称或化学式。试剂Ⅰ__2%的KSCN溶液__；试剂Ⅱ__2_mol·L－1NaOH溶液__；试剂Ⅲ__2_mol·L－1盐酸__。(2)如果猜测是成立的，试根据上述实验方案，叙述实验操作，预期现象和结论。编号实验操作预期现象和结论①取适量矿石研细，加足量2mol·L－1盐酸有大量无色气体生成，得棕黄色溶液，且仍有少量固体残留②__取①操作所得溶液少许置于洁净试管中，并滴加几滴2%的KSCN溶液____溶液变为红色，说明原矿石可能含有Fe2O3__③__取①操作所得残