2024-2025学年高中化学第四章非金属及其化合物1-2硅酸盐和硅单质课时作业含解析新人教版必修1

PAGEPAGE7硅酸盐和硅单质时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共50分)1．下列说法错误的是(B)A．铅笔芯的主要原料是石墨，儿童运用时不会引起中毒B．CO有毒，有煤炉的居室可放置数盆清水，能有效地汲取CO，防止煤气中毒C．“汽水”浇灌植物有肯定的道理，其中CO2的释放，有利于植物的光合作用D．硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片业的发展，可以说“硅是信息技术革命的催化剂”解析：CO难溶于水，水无法汲取CO，不能防止煤气中毒，故B错误。2．下列表述正确的是(D)①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅②化学家采纳玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐③提前建成的三峡大坝运用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来爱护眼睛⑤太阳能电池可采纳硅材料制作，其应用有利于环保、节能A．①②③B．②④C．③④⑤D．③⑤解析：人造刚玉的主要成分是氧化铝；玛瑙的主要成分是二氧化硅；水泥的主要成分是硅酸盐；变色玻璃是含有溴化银(或氯化银)和微量氧化亚铜的玻璃；太阳能电池的运用开拓了新的能源，有利于环保和节能，故正确答案为D。3．歌曲《青花瓷》中所描绘的“瓶身绘的牡丹一如你梳妆”“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始终是个谜，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(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64．下列有关硅及其化合物的说法中正确的是(C)A．在粗硅的制取中发生反应2C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高温))2CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性大于硅的B．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞的试剂瓶中C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高温))CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸解析：Si的还原性比C的强，但能发生反应2C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高温))2CO↑＋Si，H2CO3的酸性比H2SiO3的强，但能发生反应Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高温))CO2↑＋Na2SiO3，其缘由是这两个反应均在高温下进行，且产物中均有气体生成，气体从反应体系中逸出，有利于反应的进行，A、D错误；试验室中不能用磨口玻璃塞盛放呈碱性的液体，如NaOH溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液等，B错误；SiO2不能与水干脆反应，所以制取硅酸只能用可溶性硅酸盐与CO2或酸反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓或Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓，C正确。5．依据不同部位的工作条件，航天飞机运用下述几种隔热材料：①头锥和机翼前缘受气体摩擦最大，运用表面涂硅的碳—碳复合材料；②机身和机翼下表面运用高温陶瓷瓦；③机身侧面和机翼上表面运用高温陶瓷；④货舱门、尾段机身等采纳聚芳酰胺纤维材料制造的毡瓦。下列对新型陶瓷材料的有关叙述中不正确的是(D)A．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，它是高温结构材料C．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷柴油机的受热面D．新型无机非金属材料克服了传统材料的缺点，但是强度比较差解析：氧化铝陶瓷是一种高温结构陶瓷，俗称人造刚玉；新型无机非金属材料具有耐高温、强度大、抗氧化等优良性能。6．将足量CO2气体通入水玻璃中，然后加热蒸干，在高温下充分煅烧，最终所得的固体物质是(A)A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2解析：该过程中涉及的反应：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3，H2SiO3eq\o(=,\s\up17(△))SiO2＋H2O,2NaHCO3eq\o(=,\s\up17(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑，SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up17(高温))Na2SiO3＋CO2↑，故最终所得的固体物质是Na2SiO3。7．下列说法正确的是(D)A．一般玻璃的主要成分可以表示为Na2O·CaO·6SiO2，说明一般玻璃为纯净物B．制玻璃的过程中发生反应：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高温))Na2SiO3＋CO2↑，说明酸性：H2SiO3>H2CO3C．硅酸、二氧化硅、硅酸钠及硅酸盐产品均属于电解质D．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，用氧化物形式可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O解析：一般玻璃的主要成分可以表示为Na2O·CaO·6SiO2，但一般玻璃属于混合物，A项错误；反应Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高温))Na2SiO3＋CO2↑能发生是因为生成的CO2不断逸出，且该反应不是在溶液中发生的，不能作为推断碳酸和硅酸酸性强弱的依据，事实上碳酸的酸性强于硅酸的酸性，B项错误；二氧化硅是非电解质，硅酸盐产品大多是混合物，而电解质是化合物，C项错误。8．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发觉和运用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法进行制备：SiO2eq\o(→,\s\up17(①C),\s\do15(高温))Si(粗)eq\o(→,\s\up17(②HCl),\s\do15(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up17(③过量H2),\s\do15(1000℃～1100℃))Si(纯)下列说法正确的是(D)A．反应①的化学方程式为SiO2＋Ceq\o(=,\s\up17(高温))Si＋CO2↑B．反应①②③中每生成或消耗1molSi，转移4mol电子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31.8℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3解析：二氧化硅与C在高温条件下反应生成Si和CO，不是二氧化碳，A项错误；反应①中每生成1molSi转移4mol电子，而SiHCl3中Si的化合价是＋2，所以反应②③中每消耗或生成1molSi，转移2mol电子，B项错误；二氧化硅与硅都可以与氢氟酸反应，C项错误；SiHCl3与SiCl4的沸点相差较大，所以可通过蒸馏除去SiHCl3中的SiCl4，D项正确。9.下图为北京奥运会的奖牌——“金镶玉”牌，运用了昂贵的玉石材料，其化学成分多为含水钙镁硅酸盐，如Ca2Mg5Si8O22(OH)2等。下列说法正确的是(A)A．Ca2Mg5Si8O22(OH)2可用氧化物的形式表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2OB．从分类的角度看，Ca2Mg5Si8O22(OH)2为氧化物C．玉石材料性质稳定，耐强酸和强碱的腐蚀D．Ca2Mg5Si8O22(OH)2易溶于水解析：Ca2Mg5Si8O22(OH)2属于盐类，易被强酸腐蚀，不溶于水，其化学式可以用氧化物的形式表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，故只有A项正确。10．硅及其化合物已被广泛用于生产生活中，下列说法中错误的是(D)A．图(a)是常见于汽车中的小摆件“苹果花”，它的动力源于以Si为原料的太阳能电池B．互联网通过光纤交换信息，光纤的主要原料是SiO2C．硅酸钠溶液的俗名是水玻璃，常用作木材的阻燃剂D．图(b)中这幅玻璃上的精致刻花，是工艺师用盐酸刻蚀玻璃形成的解析：小摆件“苹果花”的动力是硅太阳能电池，A正确；光纤的主要原料是SiO2，B正确；硅酸钠溶液不燃烧，可作木材防火剂，C正确；玻璃的主要成分是二氧化硅，与盐酸不反应，应用氢氟酸雕刻，D错误。二、非选择题(共50分)11．(14分)(1)胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。①三硅酸镁的氧化物形式为2MgO·3SiO2·nH2O。②铝元素的最高价氧化物的水化物与NaOH之间发生反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。③Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其缘由是ad。a．Al2O3、MgO和SiO2都不溶于水b．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体c．Al2O3、MgO和SiO2都是氧化物d．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点(2)中国北京曙光公司研制出第一款具有我国完全自主学问产权的高性能CPU芯片——“龙芯”1号。①“龙芯”(芯片)的主要化学成分是单质硅。②在计算机长距离联网运用的传输很快的线路中运用的材料叫光导纤维，主要化学成分是SiO2。③假如这种埋在地下的材料袒露在碱性土壤中，会造成断路，用离子方程式说明缘由SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O。12．(11分)元代青花瓷的制作原料采纳瓷土加高岭土[主要成分Al2Si2O5(OH)x]的“二元配方”，青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8)，在1300℃左右高温一次烧成的釉可形成精致的青花瓷。(1)下列说法正确的是D。A．高岭土化学式中x＝2B．钾长石能完全溶于盐酸C．烧制青花瓷的过程中发生了困难的物理改变，但没有化学改变D．青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品(2)工业上可利用海边石英砂生产粗硅，其主要原理：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高温))Si(粗)＋2CO↑。工业上可通过下图所示流程由粗硅进一步制纯硅：①反应a的化学方程式为Si(粗)＋3HCl(g)eq\o(=,\s\up17(553～573K))SiHCl3(l)＋H2(g)，反应b的化学方程式为SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1373～1453K))Si(纯)＋3HCl。②以上工艺中可循环运用的物质是H2、HCl。③若上述两步反应中硅元素的利用率均为80%，制粗硅时有10%的SiO2转化为SiC，则生产25.2吨纯硅需纯度为75%石英砂125吨。解析：(1)依据化合物中化合价代数和等于零的原则，可得2×(＋3)＋2×(＋4)＋5×(－2)＋x·(－2＋1)＝0，解得x＝4，A错误；钾长石与盐酸反应生成氯化钾、氯化铝和硅酸，硅酸不溶于盐酸，B错误；依据传统硅酸盐的制造过程可知，烧制青花瓷的过程中发生了困难的物理改变和化学改变，C错误；青花瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品，D正确。(2)①依据元素守恒可知，反应b的反应物为SiHCl3、H2，生成物为Si(纯)、HCl：SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1373～1453K))Si(纯)＋3HCl。②依据反应a、b可知，反应a产生的H2是反应b的反应物，反应b产生的HCl是反应a的反应物，所以H2、HCl是可循环运用的物质。③由硅原子守恒，eq\f(m×75%,60)×(1－10%)×80%×80%＝eq\f(25.2,28)，得m＝125(吨)。13．(15分)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：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)氮化硅陶瓷抗腐蚀实力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推想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爱护下，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\up17(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，依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)依据题目信息可知，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)依据质量守恒，SiCl4与N2、H2在高温下反应时，除生成Si3N4外，还生成HCl。14．(10分)世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋混凝土、7000多块铝板和1200多块玻璃等建成。(1)铝板易被烧碱腐蚀，玻璃易被氢氟酸腐蚀，缘由分别为(用化学方程式表