2024-2025學年高中化學課時作業(yè)19硅酸鹽和硅單質含解析新人教版必修1

PAGE6-課時作業(yè)19硅酸鹽和硅單質[練基礎]1．硅及其化合物在材料領域中應用廣泛。下列敘述中，正確的是()A．右圖是常見于汽車中的小擺件“蘋果花”，它的動力是以Si為原料制作的太陽能電池B．晶體硅主要用途是制造光導纖維C．硅是地殼中含量最多的元素D．硅的化學性質很穩(wěn)定，因此硅在自然界中以游離態(tài)形式存在解析：晶體硅是良好的半導體材料，主要用途是制作太陽能電池、集成電路，A正確、B錯誤；氧是地殼中含量最多的元素，C錯誤；硅是親氧元素，在自然界中以化合態(tài)形式存在，D錯誤。答案：A2．有關硅元素的下列敘述中正確的是()A．硅、碳與氫氟酸都不反應B．硅是構成礦物巖石的主要原料，其化合態(tài)硅幾乎全部是硅石和硅酸鹽C．硅與碳性質都很穩(wěn)定，都能以游離態(tài)存在于自然界D．晶體硅、石墨都可作半導體材料答案：B3．玻璃、陶瓷和水泥是重要的無機非金屬材料，它們的主要成分中都含有的元素是()A．氮B．硫C．硅D．氯解析：玻璃、陶瓷、水泥屬于傳統的無機非金屬材料，它們的主要成分中都含有硅元素和氧元素，故選項C正確。答案：C4．我國具有獨立學問產權的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補了我國計算機制造史上的一項空白。下列對晶體硅的有關敘述正確的是()A．晶體硅和金剛石的物理性質相像B．晶體硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質發(fā)生反應C．晶體硅是一種良好的半導體材料，但是它的提煉工藝困難，價格昂貴D．晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導電解析：晶體硅的結構與金剛石相像，是具有正四面體形的空間立體網狀結構，所以物理性質與金剛石相像，熔、沸點高，硬度大；硅的化學性質不活潑，但常溫下可與F2、HF和強堿反應；晶體硅是一種良好的半導體材料，被廣泛運用；晶體硅是一種非金屬單質，雖然它具有金屬光澤。答案：A5．下列物質中，導電性介于導體和絕緣體之間的是()①晶體硅②金屬鋁③石墨④晶體鍺⑤金剛石A．只有①B．只有⑤C．②和③D．①和④解析：Si、Ge均能導電，可作半導體材料；Al是電的良導體；石墨也能導電，但不能作半導體材料；金剛石不導電。答案：D6．下列溶液中①碳酸鈉溶液②氫氟酸③氫氧化鈉溶液④氯化鈉溶液，可以盛放在玻璃試劑瓶中但不能用磨口玻璃塞的是()A．①③B．②④C．②③D．①④解析：①、③項中溶液呈堿性，不能與光滑的玻璃反應，但能與磨口玻璃袒露的SiO2反應，生成的硅酸鈉溶液是一種礦物膠，具有良好的黏結性，易使瓶塞與瓶壁粘在一起而難以開啟。氫氟酸能腐蝕玻璃，不能用玻璃試劑瓶盛放。答案：A7．熔融氫氧化鈉反應選用的器皿是()A．陶瓷坩堝B．石英坩堝C．一般玻璃坩堝D．生鐵坩堝解析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高溫下可以跟NaOH發(fā)生如下反應：SiO2＋2NaOHeq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋H2O。所以A、B、C的器皿都不能選用，只能用生鐵坩堝。答案：D8．制備硅單質時，主要化學反應如下：①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗硅)＋2CO↑②Si(粗硅)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4，③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純硅)＋4HCl，下列對上述三個反應的敘述中，不正確的是()A．①③為置換反應B．①②③均為氧化還原反應C．②為化合反應D．三個反應的反應物中硅元素均被還原解析：在反應②中Si元素化合價上升，被氧化。答案：D[提素養(yǎng)]9．世界聞名的科技史專家、英國劍橋高校的李約瑟博士考證說：“中國至少在距今3000年以前，就已經運用玻璃了?！毕铝杏嘘P一般玻璃的說法不正確的是()A．制一般玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英B．玻璃在加熱熔化時有固定的熔點C．一般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生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起解析：一般玻璃以純堿、石灰石和石英為原料，經混合、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，B錯誤；一般玻璃的大致組成為Na2O·CaO·6SiO2，C正確；二氧化硅易與燒堿溶液反應生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很強的黏合性，因此盛有NaOH等強堿性溶液的試劑瓶不能運用玻璃塞。答案：B10．用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，不正確的是()A．鈣沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]：CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB．鎂橄欖石(Mg2SiO4)：2MgO·SiO2C．鉀云母(K2H4Al6Si6O24)：K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2D．高嶺石[Al2(Si2O5)(OH)4]：Al2O3·2SiO2·2H2O答案：C11．將過量的CO2分別通入：①CaCl2溶液②濃Na2SiO3溶液③Ca(OH)2溶液④飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是()A．①②③④B．②④C．①②③D．②③解析：CO2溶于水：CO2＋H2OH2CO3，H2CO3的酸性比鹽酸弱，而比硅酸強。依據酸與鹽反應的規(guī)律，CO2通入CaCl2溶液無明顯現象；過量的CO2通入濃Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至過量，Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2=Ca(HCO3)2，最終生成Ca(HCO3)2而無沉淀；過量CO2通入飽和Na2CO3溶液中：Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3↓，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而結晶析出，故選B。答案：B12．在含有NaOH、NaAlO2、Na2SiO3的溶液中逐滴加入鹽酸至過量，其圖像正確的是()解析：若偏鋁酸鈉最先與鹽酸反應，生成的氫氧化鋁會溶于氫氧化鈉溶液中；若硅酸鈉最先與鹽酸反應，生成的硅酸會溶于氫氧化鈉溶液中，因此氫氧化鈉最先與鹽酸反應，然后偏鋁酸鈉和硅酸鈉與鹽酸反應生成氫氧化鋁、硅酸，接著滴加鹽酸，氫氧化鋁溶解，硅酸不溶解。綜上所述，C項符合題意。答案：C13．下圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是()A．SiO2屬于兩性氧化物B．酸性：H2SiO3>H2CO3C．硅膠吸水后可重復再生D．圖中所示轉化反應都是氧化還原反應解析：SiO2是酸性氧化物；酸性：H2CO3>H2SiO3；圖中有的轉化反應不是氧化還原反應，如SiO2與NaOH溶液的反應等。答案：C14．硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質量的90%以上。(1)計算機芯片和太陽能電池的主要成分是________，光導纖維的主要成分是________。(填化學式)(2)工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃，發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________________________________。(3)工業(yè)上利用水玻璃和鹽酸反應制備硅酸凝膠后進一步脫水處理可得到硅膠，寫出水玻璃和鹽酸反應的離子方程式：________________________________________________________________________。(4)玉石的主要成分基本都屬于硅酸鹽，翡翠的主要成分為NaAlSi2O6，用氧化物形式表示為________________________________________________________________________。(5)高純度單晶硅可以按下列方法制備：SiO2eq\o(→,\s\up7(①C),\s\do5(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③過量H2),\s\do5(1000～1100℃))Si(純)寫出步驟①的化學方程式：________________________________________________________________________。步驟②的產物經過冷凝后得到的SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點57.6℃)，提純SiHCl3主要操作的名稱是________。步驟③須要在無水無氧環(huán)境下進行，若在有氧環(huán)境下，除了有擔心全因素外，還可能使產品中混有雜質________。解析：(1)Si是半導體，可用于制造計算機芯片和太陽能電池，光導纖維的主要成分是SiO2。(2)工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃，是因為氫氟酸能和SiO2反應，反應的化學方程式為4HF＋SiO2=SiF4↑＋2H2O。(3)工業(yè)上利用水玻璃和鹽酸反應制備硅酸凝膠后進一步脫水處理可得到硅膠，水玻璃(Na2SiO3)和鹽酸反應的離子方程式為SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3(膠體)。(4)翡翠的主要成分為NaAlSi2O6，將其表示為氧化物形式為Na2O·Al2O3·4SiO2。(5)步驟①的化學方程式為2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗)＋2CO↑；步驟②的產物經過冷凝后得到的SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點57.6℃)，依據兩者沸點不同，可采納蒸餾的方法分別；步驟③須要在無水無氧環(huán)境下進行，若在有氧環(huán)境下，除了有擔心全因素外，產品中的Si會和O2在高溫的條件下反應生成SiO2。答案：(1)SiSiO2(2)4HF＋SiO2=SiF4↑＋2H2O(3)SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3(膠體)(4)Na2O·Al2O3·4SiO2(5)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗)＋2CO↑蒸餾SiO215．A、B、C、D、E代表單質或化合物，它們之間的相互轉化關系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質。請?zhí)羁眨?1)形成單質A的元素在化合物中的最高化合價為________。(2)B和焦炭反應生成A和E的化學方程式是________________________。(3)C的化學式為________，D的化學式為________。解析：(1)A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質，說明A為Si，Si在化合物中的最高化合價為＋4。(2)B和焦炭反應生成A和E，可推知B為SiO2，E為CO，反應的化學方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。(3)SiO2是酸性氧化物，CaO是堿性氧化物，二者是在高溫下反應生成CaSiO3，故C為CaSiO3。SiO2與NaOH在加熱條件下發(fā)生反應生成Na2SiO3和H2O，故D為Na2SiO3。答案：(1)＋4(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑(3)CaSiO3Na2SiO316．A、B、C、D四種易溶于水的化合物只由表中的八種離子組成，且四種化合物中陰、陽離子各不相同。陰離子Cl－、SiOeq\o\al(2－,3)、OH－、NOeq\o\al(－,3)陽離子H＋、Ag＋、Na＋、K＋已知：A溶液呈強酸性，且A溶液與B、C溶液混合均產生白色沉淀，B的焰色反應呈黃色?；卮鹣铝袉栴}：(1)寫出A、B、C、D的化學式：A__________，B__________，C__________，D__________。(2)寫出A溶液與B溶液反應的離子方程式：___________________________________________________________________