高中化學(xué)-硅酸鹽-硅單質(zhì)練習(xí)

PAGEPAGE1高中化學(xué)-硅酸鹽硅單質(zhì)練習(xí)eq\a\vs4\al(層級(jí)一學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)練)1．下列有關(guān)硅及其化合物的說法正確的是()A．Si用途廣泛，是太陽能電池和光導(dǎo)纖維的主要成分B．SiO2是硅酸的酸酐，只能與NaOH溶液反應(yīng)，不能與任何酸反應(yīng)C．硅酸酸性比碳酸弱，所以SiO2不能跟Na2CO3反應(yīng)D．絕大多數(shù)硅酸鹽難溶于水，組成復(fù)雜，通常用氧化物的形式表示其組成解析：選DA項(xiàng)，光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2不是Si；B項(xiàng)，SiO2與氫氟酸反應(yīng)；C項(xiàng)，SiO2在高溫下與Na2CO3可以反應(yīng)。2．單晶硅是制作電子集成電路的基礎(chǔ)材料，其功能遠(yuǎn)比我們想象的要大得多，這對(duì)硅的純度要求很高。用化學(xué)方法可制得高純度硅，其化學(xué)方程式為①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up12(高溫),\s\do4(電爐))Si＋2CO↑②Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋4HCl下列對(duì)上述三個(gè)反應(yīng)的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．①③為置換反應(yīng)B．②為化合反應(yīng)C．①②③均為氧化還原反應(yīng)D．三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原解析：選D反應(yīng)①③中硅元素被還原，反應(yīng)②中硅元素被氧化，D錯(cuò)誤。3．世界著名的科技史專家、英國(guó)劍橋大學(xué)的李約瑟博士考證說：“中國(guó)至少在距今3000年以前，就已經(jīng)使用玻璃了?！毕铝杏嘘P(guān)普通玻璃的說法不正確的是()A．制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英B．玻璃在加熱熔化時(shí)有固定的熔點(diǎn)C．普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D．盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起解析：選B普通玻璃以純堿、石灰石和石英為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得，A正確；玻璃是混合物，沒有固定的熔點(diǎn)，B錯(cuò)誤；普通玻璃的大致組成為Na2O·CaO·6SiO2，C正確；二氧化硅易與燒堿溶液反應(yīng)生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很強(qiáng)的黏合性，因此盛NaOH等強(qiáng)堿性溶液的試劑瓶不能使用玻璃塞，D正確。4．下列關(guān)于硅的化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)方程式書寫錯(cuò)誤的是()A．硅與氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑B．硅與燒堿溶液反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑C．硅與鹽酸反應(yīng)：Si＋4HCl=SiCl4＋2H2↑D．硅在高溫下被O2氧化：Si＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiO2解析：選CSiO2與鹽酸不反應(yīng)。5．具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號(hào)”的問世，填補(bǔ)了我國(guó)計(jì)算機(jī)制造史上的一項(xiàng)空白，下列對(duì)晶體硅的敘述中正確的是()A．晶體硅和金剛石的物理性質(zhì)相似B．硅在地殼中含量居第二位，可以以游離態(tài)存在于自然界中C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它提煉工藝復(fù)雜，價(jià)值昂貴D．晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導(dǎo)電解析：選AA項(xiàng)，晶體硅和金剛石的熔點(diǎn)高、硬度大，具有相似的物理性質(zhì)；B項(xiàng)，在自然界中沒有游離態(tài)硅存在；C項(xiàng)，晶體硅的價(jià)格已不昂貴，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子器件及電腦配件；D項(xiàng)，晶體硅屬于無機(jī)非金屬材料。6．下列化學(xué)物質(zhì)在實(shí)際生產(chǎn)、生活和科技等方面的應(yīng)用正確的是()A．石英砂可以用于制取高純度的硅，SiO2和Si都是光導(dǎo)纖維材料B．生產(chǎn)普通水泥的主要原料有石灰石、石英和純堿C．水泥、玻璃和陶瓷都屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料D．測(cè)NaOH熔點(diǎn)時(shí)可以將NaOH放入石英坩堝中高溫加熱解析：選CSiO2是制作光導(dǎo)纖維的原料，而Si是制作半導(dǎo)體、合金、太陽能電池等的原料，故A錯(cuò)誤；生產(chǎn)普通水泥的主要原料有石灰石和黏土，而生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有石灰石、石英和純堿，故B錯(cuò)誤；水泥、玻璃和陶瓷都屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，故C正確；石英的成分是SiO2，屬于酸性氧化物，能與堿反應(yīng)，所以不能將NaOH放入石英坩堝中高溫加熱，故D錯(cuò)誤。故選C。7．硅是無機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。(1)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________________________________________，工藝師常用________(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃。(2)用Na2SiO3溶液浸泡過的棉花不易燃燒，體現(xiàn)Na2SiO3的用途可作________的原料。(3)工業(yè)上常用2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑制備硅單質(zhì)，該反應(yīng)中有元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是________(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是________。解析：(1)SiO2能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；氫氟酸能與SiO2發(fā)生反應(yīng)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，故常用來雕刻玻璃。(2)Na2SiO3的水溶液可用作防火材料。(3)反應(yīng)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑中，碳元素化合價(jià)升高，硅元素化合價(jià)降低，故單質(zhì)碳作還原劑，SiO2作氧化劑。答案：(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氫氟酸(2)防火劑(3)CSiO28．A、B、C、D、E五種物質(zhì)中均含有同一種非金屬元素，它們能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，該元素(用R表示)的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣。請(qǐng)回答下列問題：(1)寫出各物質(zhì)的化學(xué)式：A________；B________；C________；D________；E________。(2)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：________________________________，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________。(3)寫出反應(yīng)④的離子方程式：__________________________________。(4)寫出反應(yīng)⑤的離子方程式：__________________________________。(5)H2CO3的酸性強(qiáng)于E的，請(qǐng)用離子方程式予以證明：______________________________________。解析：解答本題的“突破口(1)”是非金屬元素R的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣，說明是硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化?！巴黄瓶?2)”是反應(yīng)條件“高溫”，A在高溫條件下，能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應(yīng)，則A為SiO2。從而推知B為CaSiO3，C為Na2SiO3，D為Si，E為H2SiO3。答案：(1)SiO2CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO3(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑1∶2(3)Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑(4)SiOeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaSiO3↓(5)SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)eq\a\vs4\al(層級(jí)二應(yīng)試提能練)9．下列敘述中正確的是()A．高純度硅是生產(chǎn)光導(dǎo)纖維的主要原料B．工業(yè)上生產(chǎn)普通玻璃和水泥都要用到石灰石C．SiO2不溶于水，也不溶于任何酸D．水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，放置空氣中不易變質(zhì)解析：選BA項(xiàng)生產(chǎn)光導(dǎo)纖維的主要原料是二氧化硅，不是高純度硅；C項(xiàng)SiO2能溶于氫氟酸；D項(xiàng)水玻璃放置空氣中能與二氧化碳反應(yīng)生成硅酸沉淀。10．日本福島地震和核泄漏事故發(fā)生后，東京電力公司向福島第一核電站2號(hào)機(jī)組下方碎石注入俗稱水玻璃的Na2SiO3溶液，放射性污水的泄漏有所減少。下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中錯(cuò)誤的是()A．水玻璃是一種礦物膠，既不燃燒也不易被腐蝕B．在建筑工業(yè)上可以作黏合劑C．木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒D．水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易變質(zhì)解析：選DNa2SiO3的水溶液叫水玻璃，是一種礦物膠，通常用作耐火材料。在空氣中發(fā)生反應(yīng)：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．硅及其化合物在材料領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。下列說法正確的是()A．硅酸鈉可用于制備木材防火劑B．硅單質(zhì)廣泛用于光纖通訊C．利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品D．水晶項(xiàng)鏈?zhǔn)枪杷猁}制品解析：選AB項(xiàng)，SiO2用于光纖；C項(xiàng)，氫氟酸刻蝕石英制品；D項(xiàng)，水晶是SiO2制品。12．由石英砂(主要含SiO2)制取高純硅的工業(yè)流程如下，下列有關(guān)說法不正確的是()eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up12(焦炭，高溫),\s\do4(反應(yīng)①))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up12(Cl2，加熱),\s\do4(反應(yīng)②))eq\x(SiCl4)eq\o(→,\s\up12(H2，高溫),\s\do4(反應(yīng)③))eq\x(高純硅)A．反應(yīng)①③均屬于置換反應(yīng)B．反應(yīng)①中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為1∶2C．該流程中反應(yīng)①③的還原劑不能互換使用D．該流程是實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體工業(yè)“從沙灘到用戶”的基礎(chǔ)解析：選B反應(yīng)①：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗)＋2CO↑；反應(yīng)③：SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純)＋4HCl，二者都是置換反應(yīng)，故A正確；反應(yīng)①的氧化產(chǎn)物為一氧化碳，還原產(chǎn)物為硅，二者物質(zhì)的量之比為2∶1，質(zhì)量之比為2∶1，故B錯(cuò)誤；氫氣與硅能反應(yīng)生成硅烷，所以該流程中反應(yīng)①③的還原劑不能互換使用，故C正確；沙子的主要成分是二氧化硅，經(jīng)過該流程生成硅，是實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體工業(yè)“從沙灘到用戶”的基礎(chǔ)，故D正確。13．北京奧運(yùn)金牌“金玉合璧”上的環(huán)形玉是產(chǎn)自新疆的和田玉，和田玉是一種具有鏈狀結(jié)構(gòu)的含水鈣鎂硅酸鹽。這種和田玉的化學(xué)成分為Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有關(guān)敘述中正確的是()A．將該和田玉的化學(xué)式改寫成氧化物的形式表示如下：2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2OB．該和田玉能抵抗任何酸或堿的腐蝕C．該和田玉中Fe的化合價(jià)為＋2價(jià)D．該和田玉是由5種氧化物組成的混合物解析：選C根據(jù)和田玉的鹽表達(dá)式中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和等于零的規(guī)則，可計(jì)算出Fe元素的化合價(jià)為＋2價(jià)，氧化物形式中Fe元素仍然是＋2價(jià)，A錯(cuò)誤，C正確；含硅化合物易被氫氟酸腐蝕，B錯(cuò)誤；硅酸鹽組成可用氧化物形式表示，但不是由氧化物組成的混合物，D錯(cuò)誤。14．將鐵、鋁、硅的混合物分為等質(zhì)量的兩份，一份跟足量的NaOH溶液反應(yīng)，另一份跟足量的稀H2SO4反應(yīng)，最終產(chǎn)生的H2一樣多，則鐵與硅的物質(zhì)的量之比為()A．2∶1 B．4∶1C．1∶1 D．3∶1解析：選A將混合物分為兩等份，設(shè)每份中Fe、Al、Si的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol、zmol。一份跟足量NaOH溶液反應(yīng)時(shí)，只有Al和Si參與反應(yīng)，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑23ymoleq\f(3,2)ymolSi＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑12zmol2zmol所以和NaOH溶液反應(yīng)放出H2共eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)y＋2z))mol。另一份跟足量稀H2SO4反應(yīng)時(shí)，只有Fe和Al參與反應(yīng)，F(xiàn)e＋H2SO4=FeSO4＋H2↑11xmolxmol2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑23ymoleq\f(3,2)ymol所以和稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生的H2共eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(3,2)y))mol。由題意知：eq\f(3,2)y＋2z＝x＋eq\f(3,2)y，所以x＝2z，即混合物中Fe與Si的物質(zhì)的量之比為2∶1。15．如圖中的每一方格表示相關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物，其中B是一種單質(zhì)，其余物質(zhì)都是含B元素的化合物。C是一種鈉鹽，E是C對(duì)應(yīng)的酸，B的結(jié)構(gòu)類似金剛石，D為B的氧化物(其他不含B元素的反應(yīng)產(chǎn)物以及各步反應(yīng)添加的必要試劑和反應(yīng)條件已被略去)。請(qǐng)回答下列問題：(1)A、D、E的化學(xué)式分別為________________、________________、________________。(2)A和B的互相轉(zhuǎn)化在工業(yè)上有什么實(shí)際意義？____________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出D→C反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________________________________________________________________________。(4)寫出E→D反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________________________________________________________________________。解析：本題的突破口是“B是一種單質(zhì)”“B的結(jié)構(gòu)類似金剛石”。據(jù)此，容易推斷出B是晶體硅。硅與氯氣在加熱條件下生成SiCl4，因此，A為SiCl4。經(jīng)過分餾提純后得到純凈的SiCl4，SiCl4可以被氫氣還原得到純凈的硅。根據(jù)D能轉(zhuǎn)化成B(Si)，可知D為SiO2，由此可知其他答案。答案：(1)SiCl4SiO2H2SiO3(2)粗硅提純(3)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(4)H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))SiO2＋H2O16．2017年1月4日，谷歌公司宣布：以60勝0負(fù)1平的戰(zhàn)績(jī)橫掃眾多圍棋高手的神秘棋手“Master”乃是其人工智能產(chǎn)品AlpbaGo的升級(jí)版，人工智能再次成為熱門話題。其中，高純度硅是一種重要的基礎(chǔ)材料。以下是工業(yè)上制取純硅的一種方法：請(qǐng)回答下列問題(各元素用相應(yīng)的元素符號(hào)表示)：(1)在上述生產(chǎn)過程中，屬于置換反應(yīng)的有________(填反應(yīng)代號(hào))。(2)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：___________________________________；在反應(yīng)①發(fā)生的同時(shí)，會(huì)發(fā)生副反應(yīng)：SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(3273K))SiC＋2CO↑。若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1∶1，則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為________。(3)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式：____________________________________。(4)整個(gè)制備過程中必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________。(5)硅的化合物用途也很廣泛，將石英砂和純堿按一定比例混合加熱至1373～1623K反應(yīng)，生成化合物W，其化學(xué)方程式是_______________________；A、B、C幾種氣體在“節(jié)能減排”中作為減排目標(biāo)的一種氣體是________(填化學(xué)式)；將該氣體通入化合物W的水溶液中的現(xiàn)象為________________。(6)工業(yè)上常將硅酸鹽的化學(xué)式表示為氧化物的形式，如Na2SiO3可表示為Na2O·SiO2，正長(zhǎng)石的化學(xué)式為KAlSi3Ox，則x＝________，將正長(zhǎng)石的化學(xué)式改寫為氧化物的形式：________。解析：工業(yè)上在電爐內(nèi)，用石英砂和焦炭反應(yīng)得粗硅和一氧化碳，然后用粗硅和HCl反應(yīng)得SiHCl3，再用SiHCl3和氫氣反應(yīng)得純硅和氯化氫，這樣就完成硅的生產(chǎn)。本題涉及的反應(yīng)為①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑；②Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(523～527K))SiHCl3＋H2；③SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1357K))Si＋3HCl；④CO＋H2O(g)eq\o(=,\s\up12(催化劑),\s\do4(1073K))CO2＋H2。(1)置換反應(yīng)是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的化學(xué)反應(yīng)，在題述生產(chǎn)過程中，屬于置換反應(yīng)的有反應(yīng)①②③。(2)反應(yīng)①是用石英砂和焦炭反應(yīng)得粗硅和一氧化碳，化學(xué)方程式為SiO2＋2C