专题九-无机非金属材料的主角-硅-A卷(人教版必修1)(解析版)

第四章非金属及其化合物专题九无机非金属材料的主角——硅考纲报告考纲要求：了解硅在自然界中的含量及存在形式；通过对二氧化碳与二氧化硅的比较学习；掌握二氧化硅的性质；掌握硅酸的性质及制法；掌握主要硅酸盐的化学性质；知道一些无机非金属材料及其制法A卷基础过关检测一、选择题（每小题5分，共60分）1．唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于（）A．氧化铝 B．二氧化硅 C．硅酸盐 D．合金【答案】C【详解】唐三彩、秦兵马俑制品由粘土经高温灼烧而成，属于硅酸盐产品。故选C。2．将过量的二氧化碳通入下列溶液中，最终呈现浑浊现象的是（）A．氯化钙溶液 B．硅酸钠溶液C．澄清的石灰水 D．硝酸钡溶液【答案】B【详解】A.碳酸比盐酸的酸性弱，与氯化钙不反应，A不符合题意；B.碳酸比硅酸酸性强，可生成硅酸沉淀，B符合题意；C.二氧化碳通入澄清石灰水中，先生成碳酸钙沉淀，过量二氧化碳可溶解碳酸钙为碳酸氢钙，C不符合题意；D.碳酸比硝酸酸性弱，与硝酸钡不反应，D不符合题意。故选B。3．下列说法不正确的是()A．水泥是建筑工业的基础材料，可用黏土、石灰石等原料来制得B．二氧化硅常温下可与NaOH溶液反应C．硅酸钠溶液中通入足量的CO2气体后，溶液中不会出现沉淀D．利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能【答案】C【详解】A.生产水泥用到的原料是石灰石、粘土等，故A正确，不符合题意；B.二氧化硅是酸性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，故B正确，不符合题意；C.强酸制弱酸，盐酸的酸性强于硅酸，所以向硅酸钠溶液中滴加稀盐酸，生成溶于水的硅酸，所以溶液中会出现沉淀，故C错误，符合题意；D.硅是半导体，能把太阳能转化成电能，故D正确，不符合题意；故选：C。4．关于硅的下列叙述中，错误的是（）A．在自然界中，硅既能以游离态形式存在，又能以化合态形式存在B．单质硅是良好的半导体材料C．常温下，硅可以与氟气、强碱溶液起反应D．晶体硅和金刚石具有类似的空间结构【答案】A【详解】A.在自然界中，硅只化合态形式存在，故A错误；B.单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，故B正确；C.常温下，硅的化学性质不活泼，但硅可以与氟气、强碱溶液起反应，故C正确；D.硅和碳是同一主族元素，均以sp3方式杂化，形成四面体结构，晶体硅和金刚石具有类似的空间结构，故D正确；故选A。5．北京2008年奥运会金牌背面镶嵌着取自中国古代龙纹玉璧造型的玉璧，环形玉璧由白玉制成，白玉的环形成分可简单看作是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，将其改写成氧化物的形式为()A．5CaO·2MgO·8SiO2·H2OB．2CaO·5MgO·8SiO2·2H2OC．2CaO·5MgO·8SiO2·H2OD．2CaO·8MgO·5SiO2·H2O【答案】C【详解】硅酸盐改写成氧化物形式时：活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO2，含有氢元素的H2O最后写，Ca2Mg5Si8O22(OH)2可表示为：2CaO•5MgO•8SiO2•H2O，故答案为C。6．常温下，下列不发生反应的一组物质是()①Si与NaOH溶液②Si与盐酸③Si与HF酸④SiO2与Na2SiO3⑤SiO2与NaOH溶液⑥SiO2与浓HNO3A．①②④B．③④⑤C．②⑤⑥D．②④⑥【答案】D【详解】①Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑，所以能反应，故错误；

②硅与盐酸不反应，故正确；

③Si+4HF=SiF4+2H2，所以能反应，故错误；

④SiO2与Na2SiO3二者不反应，故正确；

⑤SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，常温下二者能反应，故错误；

⑥二氧化硅与浓硝酸不反应，故正确；

故选：D。7．下列说法正确的是()A．可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液B．硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中C．向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，说明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强D．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂【答案】D【详解】A、氢氧化钠溶液与玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠，硅酸钠是一种黏合剂，能将玻璃塞和玻璃瓶黏在一起，选项A错误；B、硅酸钠是一种黏合剂，能将玻璃塞和玻璃瓶黏在一起，选项B错误；C、向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，发生反应Na2SiO3＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋Na2CO3，证明碳酸的酸性强于硅酸，选项C错误；D、硅酸钠是一种黏合剂，水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂，选项D正确。答案选D。8．制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制取高纯度硅常用以下反应实现：①Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)②SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)对以上两个反应的下列叙述错误的是（）A．两个反应都是置换反应B．反应①所需粗硅可通过反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑来制备C．两个反应都是氧化还原反应D．反应①消耗1molSi转移4mol电子【答案】D【详解】A．反应都符合一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物，为置换反应，故A正确；B．二氧化硅与碳高温下反应生成粗硅，然后利用反应①②提纯硅，故B正确；C．两个反应都存在Si和H元素化合价的变化，为氧化还原反应，故C正确；D．Si由0价升高到+2价，消耗1molSi转移2mol电子故D错误；故答案选：D。9．下列有关碳和硅的氧化物的说法中正确的是()A．二氧化硅的水溶液显酸性，所以二氧化硅是酸性氧化物B．二氧化碳通入硅酸钠溶液可得到硅酸，说明碳酸的酸性比硅酸强C．高温时二氧化硅与纯碱反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强D．二氧化硅是酸性氧化物，因此它不能溶于任何酸【答案】B【详解】A、二氧化硅不溶于水，不与水反应，故A错误；B、强酸制弱酸，二氧化碳通入硅酸钠溶液可得到硅酸，说明碳酸的酸性比硅酸的酸性强，故B正确；C、高温下，二氧化硅能和碳酸钠反应，不能说明碳酸酸性小于硅酸，是难挥发酸酐制备易挥发性酸酐，要根据常温下，强酸制取弱酸判断，故C错误；D、二氧化硅是酸性氧化物与碱反应生成盐和水，二氧化硅能溶于氢氟酸中，故D错误；故答案选B。10．华裔科学家高锟因“在光学通信领域中光在光导纤维中传输”的研究方面所取得的开创性成就获得了诺贝尔物理学奖。光导纤维的主要成分是()A．SiB．SiO2C．Na2SiO3D．SiCl4【答案】B【详解】光导纤维的主要成分是SiO2；硅常用于制造电脑芯片和太阳能电池板；硅酸钠可用作木材防腐、防火；四氯化硅可用于制备高纯硅。答案选B。11．下列叙述中，正确的是()A．自然界中存在大量单质硅B．石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C．常温下硅性质活泼,能与氯气、强酸反应D．自然界中的硅都是以二氧化硅的形式存在【答案】B【详解】A.硅是亲氧元素，自然界中不存在单质硅，硅全部以化合态存在，A错误；B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅，B正确；C.常温下硅的性质不活泼，与氯气、强酸不反应，C错误；D.自然界中的硅主要是以硅酸盐以及二氧化硅的形式存在的，D错误。答案选B。12．下列关于硅酸的说法正确的是()A．硅酸是一种不溶于水的含氧酸 B．硅酸不溶于水，是一种非电解质C．硅酸的酸性比碳酸强 D．硅酸可由二氧化硅与水反应制得【答案】A【详解】A.硅酸是一种不溶于水的含氧酸，A正确；B.硅酸不溶于水，是一种电解质，B错误；C.硅酸的酸性比碳酸弱，C错误；D.二氧化硅与水不反应，不能制备硅酸，D错误；答案选A。二、非选择题（共40分）13．（11分）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）下列物质不属于硅酸盐的是______。A．陶瓷B．玻璃C．水泥D．生石灰（2）SiO2是玻璃的主要成分之一，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。（3）用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作______。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是_____。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）工业上常利用反应2C＋SiO2Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是_____(填化学式，下同)，氧化剂是_____。【答案】DSiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O氢氟酸防火剂DCSiO2【分析】(1)根据常见的硅酸盐材料结合生石灰是氧化钙的俗名分析判断；(2)二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水；氢氟酸能够与二氧化硅反应生成四氟化硅和水；(3)水玻璃是矿物胶，不燃烧；二氧化硅、氧化铝能够与碱反应；(4)依据化学方程式判断元素化合价变化，化合价降低的反应物为氧化剂。【详解】(1)陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都含有硅酸盐，属于硅酸盐产品，生石灰是氧化钙的俗名，属于氧化物，不属于硅酸盐，故选D；(2)二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，化学方程式：SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O；氢氟酸能够与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，能够腐蚀玻璃，可用来雕刻玻璃，故答案为SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O；氢氟酸；(3)水玻璃是矿物胶，不燃烧，可以做阻燃剂，用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作防火剂；普通玻璃坩埚、石英玻璃坩埚都含有二氧化硅，能够与碱反应，氧化铝坩埚的主要成分为氧化铝，氧化铝与碱能够发生反应，Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时的坩埚可选用铁坩埚，故答案为防火剂；D；(4)2C+SiO2Si+2CO↑，反应中碳元素化合价升高，二氧化硅中硅元素化合价降低，作氧化剂，故答案为C；SiO2。14．（12分）(1)将下列硅酸盐改写成氧化物的形式(改写时注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，H2O一般写在最后)。①镁橄榄石(Mg2SiO4)：_______________________。②高岭土［Al2(Si2O5)(OH)4］：__________________。(2)许多含氧酸及其盐类均可以类似地改写为氧化物的形式，请继续改写下列物质：①HNO3____________；②HCOOH___________。(3)已知在一定条件下，Fe在Cl2中燃烧可以生成Fe3Cl8，它可以改写为________(化学式)，生成该物质的条件可能是_________。【答案】2MgO•SiO2Al2O3•2SiO2•2H2ON2O5CO•H2OFeCl2·2FeCl3氯气不足量【分析】（1）硅酸盐改写成氧化物的形式的时候，注意书写格式金属氧化物在前，非金属氧化物在后，同时要保证原子总数和化合价不变，遇到变价金属元素的时候，低价态的氧化物写在高价态氧化物的前面，氧化物与氧化物之间用“•”隔开，改写时还应该注意中心元素的化合价不变，同时不能出现分数，不够时可在前面加计量数；镁橄榄石(Mg2SiO4)：2MgO•SiO2、高岭土［Al2(Si2O5)(OH)4］：Al2O3•2SiO2•2H2O、HNO3应写为N2O5、Fe3Cl8可以写成FeCl2·2FeCl3。【详解】（1）把硅酸盐写成二氧化硅和其它氧化物形式时，金属氧化物在前，非金属氧化物在后，同时要保证原子总数和化合价不变：①镁橄榄石(Mg2SiO4)：2MgO•SiO2；②高岭土［Al2(Si2O5)(OH)4］：Al2O3•2SiO2•2H2O；（2）改写时注意中心元素的化合价不变，同时不能出现分数，不够时可在前面加计量数；①HNO3应写为N2O5；②HCOOH应写为CO•H2O；（3）Fe在Cl2中燃烧可以生成Fe3Cl8，在这个产物中铁元素有+2价、+3价，所以Fe3Cl8可以写成FeCl2·2FeCl3，生成该物质的条件可能是氯气不足量。【点睛】硅酸盐改写成氧化物的形式的时候，注意书写格式金属氧化物在前，非金属氧化物在后，同时要保证原子总数和化合价不变，遇到变价金属元素的时候，低价态的氧化物写在高价态氧化物的前面，氧化物与氧化物之间用“•”隔开。15．（8分）（1）请写出高温时铁和水蒸气反应的化学方程式：_______________。（2）写出碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钠溶液的离子方程式：___________。（3）装氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，请用离子方程式表示原因：______。（4）写出镁条在足量的二氧化碳中燃烧的化学方程式：_______________。【答案】3Fe+4H2OFe3O4+4H2HCO3-+OH-=CO32-+H2O2OH-+SiO2=H2O+SiO32-2Mg+CO22MgO+C【详解】(1)高温时铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2；(2)碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钠溶液生成碳酸钠和水，发生反应的离子方程式为HCO3-+OH-=CO32-+H2O；(3)氢氧化钠与玻璃塞中的