高中化學(xué)練習(xí)【硅-無機非金屬材料】

硅無機非金屬材料

一、選擇題

1.下列關(guān)于C、Si兩種非金屬元素的說法中，正確的是（）

A.兩者結(jié)合形成的化合物是共價化合物

B.在自然界中都能以游離態(tài)存在

C.氫化物的熱穩(wěn)定性比較：CH4<SiH4

D.最高價氧化物都能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸

解析C、Si都是非金屬元素，結(jié)合形成的化合物是共價化合物，A正確；Si元

素為親氧元素，不能以游離態(tài)存在，故B錯；非金屬性C>Si,故氫化物的熱穩(wěn)

定性SiH4〈CH4,故C錯；SiCh既不溶于水，也不和水反應(yīng)，故D錯。

答案A

2.硅及其化合物是帶來人類文明的重要物質(zhì)。下列說法正確的是（）

A.陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽

B.水玻璃是純凈物，可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑

C.某硅酸鹽的化學(xué)式為KAS3O8，可用K2O-A12O3-6SiO2表示

D.高純硅可用于制造光導(dǎo)纖維，高純二氧化硅可用于制造太陽能電池

解析水晶的主要成分為SiCh,其不屬于硅酸鹽，A項錯誤；水玻璃是NazSiCh

的水溶液，屬于混合物，B項錯誤；用于制造光導(dǎo)纖維的是二氧化硅，用于制

造太陽能電池的是高純硅，D項錯誤。

答案C

3.下列物質(zhì)性質(zhì)與用途對應(yīng)關(guān)系正確的是（）

性質(zhì)用途

A硅酸鈉化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定制備木材防火劑

B硅酸溶膠具有吸附水分的能力硅作半導(dǎo)體的材料

C二氧化硅硬度大、熔點高氫氟酸在玻璃上刻花紋

D焦炭具有可燃性焦炭還原二氧化硅冶煉粗硅

解析硅膠吸附水，與硅作半導(dǎo)體的材料無關(guān)，B錯誤；二氧化硅硬度大，與

氫氟酸和玻璃反應(yīng)無關(guān)，C錯誤；焦炭具有可燃性，與焦炭還原二氧化硅無

關(guān)，D錯誤。

答案A

4.下列有關(guān)說法錯誤的是（）

A.氫氟酸不能盛放在玻璃試劑瓶中

B.玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸鹽

C.灼燒NaOH固體時不能使用瓷堪煙，因為瓷珀煙中的SiO2能與NaOH反應(yīng)

D.二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反應(yīng)生成硅酸

解析氫氟酸能腐蝕玻璃，不能盛放在玻璃試劑瓶中，A正確，水晶的主要成

分是SiCh,不是硅酸鹽，B錯誤；SiCh是酸性氧化物，能與NaOH反應(yīng)，但不

與水反應(yīng)，C、D正確。

答案B

5.下列離子方程式的書寫正確的是（）

+

A.水玻璃中通入過量二氧化碳：Na2SiO3+CO2+H2O=2Na+COf+H2SiO3

2+

B.澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca（OH）2+2CO2=Ca+2HCO7

+

C.硅與氫氟酸的反應(yīng)：Si+4H+4F-=SiF4t+2H2t

D.二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO2+2OH=SiOt+H2O

解析NazSiCh是強電解質(zhì)，應(yīng)拆成Na卡、SiO「，且應(yīng)生成HCO3,A錯；B項

正確寫法是CO2+OH-==HCO,；C項，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H'和F,

答案D

6.下圖表示物質(zhì)通過一步反應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法正確的是（）

X-酸性氧化物一還原性鹽

A.X可能是Si單質(zhì)

B.X可能是含S元素的化合物

C.酸性氧化物可能為C02

D.還原性鹽可能為FeCb

解析若X為Si,則酸性氧化物為SiCh,由于硅元素處于其最高價態(tài)，故由其

形成的鹽不具有還原性，A錯誤；同理C錯誤；FeCb中鐵元素處于最高價，故

其不具有還原性，且鐵對應(yīng)的氧化物也不是酸性氧化物，D錯誤；X可以是

H2S,與。2反應(yīng)可形成SO2,再與NaOH反應(yīng)可生成還原性鹽Na2so3,B正確。

答案B

7.下列有關(guān)說法中正確的是（）

A.碳酸、硅酸均是二元弱酸，均能使紫色石蕊變紅色

B.硅膠就是硅酸形成的液溶膠

C.SiO2能溶解在NaOH溶液中但不能溶解在氨水中

D.硅、二氧化硅、硅酸對熱均很穩(wěn)定

解析硅酸難溶于水，不能使指示劑變色，A錯誤；硅膠是固體，B錯誤；SiO2

可與強堿溶液反應(yīng)但不與弱堿溶液反應(yīng)，C正確；硅酸受熱易分解，D錯誤。

答案C

8.分別向NazSiCh溶液中加入下列物質(zhì)，能生成不溶于NaOH溶液的白色沉淀的

是（）

A.KB.稀鹽酸

C.CaCL溶液D.KNCh溶液

解析鹽酸與NazSiCh反應(yīng)生成的硅酸可溶解在NaOH溶液中，B錯誤；CaCl2

與NazSiCh反應(yīng)生成硅酸鈣，該物質(zhì)不溶于水也不溶于NaOH溶液。

答案C

9.下列除雜方法正確的是（）

A.SiCh中含AI2O3雜質(zhì)，可以加入足量NaOH溶液然后過濾除去

B.C02中含有CO雜質(zhì)，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱

C.C02中含有HC1雜質(zhì)，可以通過盛有Na2c03溶液的洗氣瓶

D.Na2co3溶液中含有NazSiCh雜質(zhì)，可以通入足量的CCh，然后過濾

解析A項，SiCh、AI2O3均與NaOH溶液反應(yīng)；C項，應(yīng)通過盛有飽和NaHCCh

溶液的洗氣瓶，D項，Na2c。3與C02反應(yīng)生成NaHCCh。

答案B

10.下列關(guān)于無機非金屬材料的說法中不正確的是（）

A.傳統(tǒng)無機非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料

B.新型無機非金屬材料克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的許多缺點

C.高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點

D.傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽

解析無機非金屬材料分為傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料兩大

類。傳統(tǒng)無機非金屬材料是指我們常說的硅酸鹽材料，包括玻璃、水泥、磚

瓦、陶瓷等；新型無機非金屬材料是指一些新型的具有特殊結(jié)構(gòu)和特殊功能的

非硅酸鹽型材料。新型無機非金屬材料與傳統(tǒng)無機非金屬材料相比，具有許多

優(yōu)良性能，如耐高溫、耐磨損、耐酸堿腐蝕、具有壓電效應(yīng)、具有生物功能

等。

答案D

11.有一粗硅，含雜質(zhì)鐵，取等質(zhì)量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫

氧化鈉溶液中，放出等量的H2,則該粗硅中鐵和硅的關(guān)系正確的是（提示：Si

+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2t）（）

A.物質(zhì)的量之比為1：1B.物質(zhì)的量之比為1：2

C.質(zhì)量之比為4：1D.質(zhì)量之比為2：1

解析粗硅與鹽酸反應(yīng)是其中的Fe與鹽酸反應(yīng)：Fe+2HCl=FeCl2+H2t,粗

硅與堿反應(yīng)是其中的硅與堿液反應(yīng)：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2t（＞因

放出等量的H2,則Fe與Si的物質(zhì)的量之比為2：1,質(zhì)量之比為4：1。

答案C

12so2是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)。下列說法正確的是（）

A.圖中所有反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)

B.硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常用于制造光導(dǎo)纖維

C.可用鹽酸除去石英砂（主要成分為SiO2）中少量的碳酸鈣

D.普通玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，其熔點很高

解析圖中SiO2與CaO、CaCCh、Na2cO3反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)，SiO2與

C、Si與Cb、SiCL與H2的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，A錯誤；光導(dǎo)纖維的主要成

分是SiCh而不是硅酸鹽，B錯誤；玻璃沒有固定的熔點，D錯誤。

答案c

二'填空題

13.工業(yè)上，用二氧化硅與焦炭在高溫下反應(yīng)制Si：SiO2+2C皇逃Si+2cot,

副反應(yīng)為Si+C直逼SiC（金剛砂）。

請回答下列問題：

（1）工業(yè)上，冶煉粗硅時焦炭的作用是o（填序號）

①氧化劑②還原劑③燃料④催化劑

若粗硅中含有較多的碳化硅，主要原因是

（2）碳化硅俗名金剛砂，它具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性，應(yīng)用廣泛。

若用二氧化硅與焦炭制備金剛砂，產(chǎn)品中混有雜質(zhì)硅和二氧化硅，主要原因是

（3）某碳化硅樣品中混有Si、SiO2o將20.0g該樣品加入到過量的氫氧化鈉溶

液中，充分反應(yīng)，收集到2240mL氫氣（標準狀況），過濾得到11.4gSiC固

體，濾液稀釋至500mLo寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：

稀釋后溶液中硅酸鈉的物質(zhì)的量濃度為o

解析（1）在粗硅冶煉中，焦炭作還原劑和燃料，焦炭燃燒提供能量。若焦炭

投料較多，部分碳與硅反應(yīng)生成碳化硅。（2）如果制備碳化硅，投入焦炭量較

少，二氧化硅、硅會殘留在產(chǎn)品中。

224L

（3）n（H）=777^——FT=0?lmol,由Si+2NaOH+HO=NaSiO3+2Ht

222.4L-mol222

知,樣品中硅單質(zhì)的物質(zhì)的量為0.05mol,質(zhì)量為0.05molX28g-mol1=1.4

g,所以樣品中二氧化硅的質(zhì)量為20.0g—1.4g—11.4g=7.2g,物質(zhì)的量為7.2

g：60g-mor,=0.12mol,生成的硅酸鈉的物質(zhì)的量為0.05mol+0.12mol=0.17

mol,溶液體積為0.5L,故硅酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為0.34moll」。

答案（1）②③焦炭投料較多

（2）焦炭投料較少

-

（3）Si+20H-+H2O=SiOr+2H2t、SiO2+20H=SiOf+H200.34

mol-L1

14.晶體硅是一種重要的非金屬材料。

物質(zhì)沸點/℃

SiHCh33.0

SiCU57.6

HC1-84

模擬制備純硅的主要步驟如下：

①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅;

②粗硅與干燥HC1氣體反應(yīng)制得SiHCh：Si+3HC1空上SiHCb+H2；

③SiHCb與過量比在1000?1100℃反應(yīng)制得純硅。

可能用到的信息如下：

已知SiHCh能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃；步驟②中粗硅與HC1反應(yīng)時

會生成少量SiCUo

請回答下列問題：

（1）粗硅與HC1反應(yīng)完全后，依據(jù)上表所示沸點差異提純SiHCb，該提純方法

為

（2）用SiHCb與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下（熱源及夾持裝置略去）：

①依次連接的合理順序為（填寫字母序號）；裝置D中g(shù)管的作用

是;裝置B中的試劑是；裝置C中的燒瓶

加熱的目的是o

②裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

③操作時應(yīng)先打開裝置（填“C”或"D"）中分液漏斗的旋塞，理由

是

（3）請設(shè)計實驗證明產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)：將產(chǎn)品用稀鹽酸溶解，取上

層清液后

解析（1）根據(jù)沸點差異可知提純SiHCb的方法為蒸俺。

（2）①根據(jù)SiHCb能與H2O強烈反應(yīng)，故制得的H2要先干燥，再與SiHCb反

應(yīng)，儀器的連接順序為DBCAE；裝置D中g(shù)管的作用是平衡壓強，使分液漏斗

中液體能順利滴下；裝置B中的試劑為濃硫酸，用于干燥氫氣；裝置C中的燒

瓶加熱的目的是使滴入燒瓶中的SiHC13汽化。②裝置A中SiHCb、氏發(fā)生置換

反應(yīng)，制得純硅。③因為SiHCb容易在空氣中自燃，故操作時應(yīng)先打開裝置D

中分液漏斗的旋塞，使生成的H2排盡裝置中的空氣。（3）用鹽酸溶解后，可以

檢驗上層清液中是否含有Fe2+來證明產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)。

答案（1）蒸僧

（2）①DBCAE平衡壓強（其他合理答案均可）濃硫酸使滴入燒瓶中的

SiHCh汽化②SiHCb+fhl°°°=里=°°CSi+3HCl③DSiHCb容易在空氣

中自燃，實驗中要注意先通一段時間H2排盡裝置中的空氣

（3）先滴加氯水，再滴加硫氟化鉀溶液，溶液顯紅色（或加入氫氧化鈉溶液，

出現(xiàn)白色沉淀后變灰綠色最后變紅褐色，合理答案均可）

15.某實驗小組設(shè)計了如下裝置對焦炭還原二氧化硅的氣體產(chǎn)物的成分進行探

究。

已知：PdC12溶液可用于檢驗co,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+PdCl2+

H2O=CO2+2HCl+Pd（產(chǎn)生黑色金屬鈿粉末，使溶液變渾濁）。

（1）實驗時要通入足夠長時間的N2,其原因是

2）裝置B的作用是

（3）裝置C、D中所盛試劑分別為、,若裝置C、D中溶液

均變渾濁，且經(jīng)檢測兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

4）該裝置的缺點是

（5）資料表明，上述反應(yīng)在焦炭過量時會生成副產(chǎn)物SiCo取18gSiCh和8.4

g焦炭充分反應(yīng)后收集到標準狀況下的氣體13.44L,假定氣體產(chǎn)物只有CO,固

體產(chǎn)物只有Si和SiC，則Si和SiC的物質(zhì)的量之比為

（6）設(shè)計實驗證明碳酸的酸性比硅酸的強：

解析（1）碳與二氧化硅反應(yīng)要在高溫下進行，而高溫下碳與空氣中氧氣反應(yīng),

所以實驗時要通入足夠長時間的N2將裝置中的空氣排盡。(2)根據(jù)裝置圖可

知，B裝置的作用是作安全瓶，防止倒吸。(3)根據(jù)質(zhì)量守恒，碳與二氧化硅

反應(yīng)可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C裝置是用來檢驗有沒有二

氧化碳生成，D裝置是用來檢驗一氧化碳，所以裝置C、D中所盛放試劑分別為

澄清石灰水、PdCL溶液；若裝置C、D中溶液均變渾濁，說明既有二氧化碳又

有一氧化碳，由于檢測到兩氣體