專題九-無機(jī)非金屬材料的主角-硅-A卷(人教版必修1)(解析版)

第四章非金屬及其化合物專題九無機(jī)非金屬材料的主角——硅考綱報(bào)告考綱要求：了解硅在自然界中的含量及存在形式；通過對(duì)二氧化碳與二氧化硅的比較學(xué)習(xí)；掌握二氧化硅的性質(zhì)；掌握硅酸的性質(zhì)及制法；掌握主要硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)；知道一些無機(jī)非金屬材料及其制法A卷基礎(chǔ)過關(guān)檢測(cè)一、選擇題（每小題5分，共60分）1．唐三彩、秦兵馬俑制品的主要材料在成分上屬于（）A．氧化鋁 B．二氧化硅 C．硅酸鹽 D．合金【答案】C【詳解】唐三彩、秦兵馬俑制品由粘土經(jīng)高溫灼燒而成，屬于硅酸鹽產(chǎn)品。故選C。2．將過量的二氧化碳通入下列溶液中，最終呈現(xiàn)渾濁現(xiàn)象的是（）A．氯化鈣溶液 B．硅酸鈉溶液C．澄清的石灰水 D．硝酸鋇溶液【答案】B【詳解】A.碳酸比鹽酸的酸性弱，與氯化鈣不反應(yīng)，A不符合題意；B.碳酸比硅酸酸性強(qiáng)，可生成硅酸沉淀，B符合題意；C.二氧化碳通入澄清石灰水中，先生成碳酸鈣沉淀，過量二氧化碳可溶解碳酸鈣為碳酸氫鈣，C不符合題意；D.碳酸比硝酸酸性弱，與硝酸鋇不反應(yīng)，D不符合題意。故選B。3．下列說法不正確的是()A．水泥是建筑工業(yè)的基礎(chǔ)材料，可用黏土、石灰石等原料來制得B．二氧化硅常溫下可與NaOH溶液反應(yīng)C．硅酸鈉溶液中通入足量的CO2氣體后，溶液中不會(huì)出現(xiàn)沉淀D．利用晶體硅制作的太陽(yáng)能電池可將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能【答案】C【詳解】A.生產(chǎn)水泥用到的原料是石灰石、粘土等，故A正確，不符合題意；B.二氧化硅是酸性氧化物，能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水，故B正確，不符合題意；C.強(qiáng)酸制弱酸，鹽酸的酸性強(qiáng)于硅酸，所以向硅酸鈉溶液中滴加稀鹽酸，生成溶于水的硅酸，所以溶液中會(huì)出現(xiàn)沉淀，故C錯(cuò)誤，符合題意；D.硅是半導(dǎo)體，能把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能，故D正確，不符合題意；故選：C。4．關(guān)于硅的下列敘述中，錯(cuò)誤的是（）A．在自然界中，硅既能以游離態(tài)形式存在，又能以化合態(tài)形式存在B．單質(zhì)硅是良好的半導(dǎo)體材料C．常溫下，硅可以與氟氣、強(qiáng)堿溶液起反應(yīng)D．晶體硅和金剛石具有類似的空間結(jié)構(gòu)【答案】A【詳解】A.在自然界中，硅只化合態(tài)形式存在，故A錯(cuò)誤；B.單質(zhì)硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料，故B正確；C.常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但硅可以與氟氣、強(qiáng)堿溶液起反應(yīng)，故C正確；D.硅和碳是同一主族元素，均以sp3方式雜化，形成四面體結(jié)構(gòu)，晶體硅和金剛石具有類似的空間結(jié)構(gòu)，故D正確；故選A。5．北京2008年奧運(yùn)會(huì)金牌背面鑲嵌著取自中國(guó)古代龍紋玉璧造型的玉璧，環(huán)形玉璧由白玉制成，白玉的環(huán)形成分可簡(jiǎn)單看作是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，將其改寫成氧化物的形式為()A．5CaO·2MgO·8SiO2·H2OB．2CaO·5MgO·8SiO2·2H2OC．2CaO·5MgO·8SiO2·H2OD．2CaO·8MgO·5SiO2·H2O【答案】C【詳解】硅酸鹽改寫成氧化物形式時(shí)：活潑的金屬氧化物寫在前面，再寫SiO2，含有氫元素的H2O最后寫，Ca2Mg5Si8O22(OH)2可表示為：2CaO?5MgO?8SiO2?H2O，故答案為C。6．常溫下，下列不發(fā)生反應(yīng)的一組物質(zhì)是()①Si與NaOH溶液②Si與鹽酸③Si與HF酸④SiO2與Na2SiO3⑤SiO2與NaOH溶液⑥SiO2與濃HNO3A．①②④B．③④⑤C．②⑤⑥D(zhuǎn)．②④⑥【答案】D【詳解】①Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑，所以能反應(yīng)，故錯(cuò)誤；

②硅與鹽酸不反應(yīng)，故正確；

③Si+4HF=SiF4+2H2，所以能反應(yīng)，故錯(cuò)誤；

④SiO2與Na2SiO3二者不反應(yīng)，故正確；

⑤SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，常溫下二者能反應(yīng)，故錯(cuò)誤；

⑥二氧化硅與濃硝酸不反應(yīng)，故正確；

故選：D。7．下列說法正確的是()A．可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液B．硅酸鈉溶液應(yīng)保存在帶玻璃塞的試劑瓶中C．向一定濃度的Na2SiO3溶液中通入適量CO2氣體，出現(xiàn)白色沉淀，說明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性強(qiáng)D．水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑【答案】D【詳解】A、氫氧化鈉溶液與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉，硅酸鈉是一種黏合劑，能將玻璃塞和玻璃瓶黏在一起，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B、硅酸鈉是一種黏合劑，能將玻璃塞和玻璃瓶黏在一起，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、向一定濃度的Na2SiO3溶液中通入適量CO2氣體，發(fā)生反應(yīng)Na2SiO3＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋Na2CO3，證明碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、硅酸鈉是一種黏合劑，水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑，選項(xiàng)D正確。答案選D。8．制造太陽(yáng)能電池需要高純度的硅，工業(yè)上制取高純度硅常用以下反應(yīng)實(shí)現(xiàn)：①Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)②SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)對(duì)以上兩個(gè)反應(yīng)的下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．兩個(gè)反應(yīng)都是置換反應(yīng)B．反應(yīng)①所需粗硅可通過反應(yīng)：SiO2＋2CSi＋2CO↑來制備C．兩個(gè)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)D．反應(yīng)①消耗1molSi轉(zhuǎn)移4mol電子【答案】D【詳解】A．反應(yīng)都符合一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和化合物，為置換反應(yīng)，故A正確；B．二氧化硅與碳高溫下反應(yīng)生成粗硅，然后利用反應(yīng)①②提純硅，故B正確；C．兩個(gè)反應(yīng)都存在Si和H元素化合價(jià)的變化，為氧化還原反應(yīng)，故C正確；D．Si由0價(jià)升高到+2價(jià)，消耗1molSi轉(zhuǎn)移2mol電子故D錯(cuò)誤；故答案選：D。9．下列有關(guān)碳和硅的氧化物的說法中正確的是()A．二氧化硅的水溶液顯酸性，所以二氧化硅是酸性氧化物B．二氧化碳通入硅酸鈉溶液可得到硅酸，說明碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)C．高溫時(shí)二氧化硅與純堿反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)D．二氧化硅是酸性氧化物，因此它不能溶于任何酸【答案】B【詳解】A、二氧化硅不溶于水，不與水反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B、強(qiáng)酸制弱酸，二氧化碳通入硅酸鈉溶液可得到硅酸，說明碳酸的酸性比硅酸的酸性強(qiáng)，故B正確；C、高溫下，二氧化硅能和碳酸鈉反應(yīng)，不能說明碳酸酸性小于硅酸，是難揮發(fā)酸酐制備易揮發(fā)性酸酐，要根據(jù)常溫下，強(qiáng)酸制取弱酸判斷，故C錯(cuò)誤；D、二氧化硅是酸性氧化物與堿反應(yīng)生成鹽和水，二氧化硅能溶于氫氟酸中，故D錯(cuò)誤；故答案選B。10．華裔科學(xué)家高錕因“在光學(xué)通信領(lǐng)域中光在光導(dǎo)纖維中傳輸”的研究方面所取得的開創(chuàng)性成就獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。光導(dǎo)纖維的主要成分是()A．SiB．SiO2C．Na2SiO3D．SiCl4【答案】B【詳解】光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2；硅常用于制造電腦芯片和太陽(yáng)能電池板；硅酸鈉可用作木材防腐、防火；四氯化硅可用于制備高純硅。答案選B。11．下列敘述中，正確的是()A．自然界中存在大量單質(zhì)硅B．石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C．常溫下硅性質(zhì)活潑,能與氯氣、強(qiáng)酸反應(yīng)D．自然界中的硅都是以二氧化硅的形式存在【答案】B【詳解】A.硅是親氧元素，自然界中不存在單質(zhì)硅，硅全部以化合態(tài)存在，A錯(cuò)誤；B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅，B正確；C.常溫下硅的性質(zhì)不活潑，與氯氣、強(qiáng)酸不反應(yīng)，C錯(cuò)誤；D.自然界中的硅主要是以硅酸鹽以及二氧化硅的形式存在的，D錯(cuò)誤。答案選B。12．下列關(guān)于硅酸的說法正確的是()A．硅酸是一種不溶于水的含氧酸 B．硅酸不溶于水，是一種非電解質(zhì)C．硅酸的酸性比碳酸強(qiáng) D．硅酸可由二氧化硅與水反應(yīng)制得【答案】A【詳解】A.硅酸是一種不溶于水的含氧酸，A正確；B.硅酸不溶于水，是一種電解質(zhì)，B錯(cuò)誤；C.硅酸的酸性比碳酸弱，C錯(cuò)誤；D.二氧化硅與水不反應(yīng)，不能制備硅酸，D錯(cuò)誤；答案選A。二、非選擇題（共40分）13．（11分）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）下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是______。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。（3）用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作______。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應(yīng)制得，高溫熔融純堿時(shí)下列坩堝可選用的是_____。A．普通玻璃坩堝B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩堝D．鐵坩堝（4）工業(yè)上常利用反應(yīng)2C＋SiO2Si＋2CO↑制備硅單質(zhì)，該反應(yīng)中所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是_____(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是_____?！敬鸢浮緿SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O氫氟酸防火劑DCSiO2【分析】(1)根據(jù)常見的硅酸鹽材料結(jié)合生石灰是氧化鈣的俗名分析判斷；(2)二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水；氫氟酸能夠與二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅和水；(3)水玻璃是礦物膠，不燃燒；二氧化硅、氧化鋁能夠與堿反應(yīng)；(4)依據(jù)化學(xué)方程式判斷元素化合價(jià)變化，化合價(jià)降低的反應(yīng)物為氧化劑?！驹斀狻?1)陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都含有硅酸鹽，屬于硅酸鹽產(chǎn)品，生石灰是氧化鈣的俗名，屬于氧化物，不屬于硅酸鹽，故選D；(2)二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，化學(xué)方程式：SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O；氫氟酸能夠與二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅和水，能夠腐蝕玻璃，可用來雕刻玻璃，故答案為SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O；氫氟酸；(3)水玻璃是礦物膠，不燃燒，可以做阻燃劑，用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作防火劑；普通玻璃坩堝、石英玻璃坩堝都含有二氧化硅，能夠與堿反應(yīng)，氧化鋁坩堝的主要成分為氧化鋁，氧化鋁與堿能夠發(fā)生反應(yīng)，Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應(yīng)制得，高溫熔融純堿時(shí)的坩堝可選用鐵坩堝，故答案為防火劑；D；(4)2C+SiO2Si+2CO↑，反應(yīng)中碳元素化合價(jià)升高，二氧化硅中硅元素化合價(jià)降低，作氧化劑，故答案為C；SiO2。14．（12分）(1)將下列硅酸鹽改寫成氧化物的形式(改寫時(shí)注意金屬氧化物在前，非金屬氧化物在后，低價(jià)在前，高價(jià)在后，H2O一般寫在最后)。①鎂橄欖石(Mg2SiO4)：_______________________。②高嶺土［Al2(Si2O5)(OH)4］：__________________。(2)許多含氧酸及其鹽類均可以類似地改寫為氧化物的形式，請(qǐng)繼續(xù)改寫下列物質(zhì)：①HNO3____________；②HCOOH___________。(3)已知在一定條件下，F(xiàn)e在Cl2中燃燒可以生成Fe3Cl8，它可以改寫為________(化學(xué)式)，生成該物質(zhì)的條件可能是_________。【答案】2MgO?SiO2Al2O3?2SiO2?2H2ON2O5CO?H2OFeCl2·2FeCl3氯氣不足量【分析】（1）硅酸鹽改寫成氧化物的形式的時(shí)候，注意書寫格式金屬氧化物在前，非金屬氧化物在后，同時(shí)要保證原子總數(shù)和化合價(jià)不變，遇到變價(jià)金屬元素的時(shí)候，低價(jià)態(tài)的氧化物寫在高價(jià)態(tài)氧化物的前面，氧化物與氧化物之間用“?”隔開，改寫時(shí)還應(yīng)該注意中心元素的化合價(jià)不變，同時(shí)不能出現(xiàn)分?jǐn)?shù)，不夠時(shí)可在前面加計(jì)量數(shù)；鎂橄欖石(Mg2SiO4)：2MgO?SiO2、高嶺土［Al2(Si2O5)(OH)4］：Al2O3?2SiO2?2H2O、HNO3應(yīng)寫為N2O5、Fe3Cl8可以寫成FeCl2·2FeCl3?！驹斀狻浚?）把硅酸鹽寫成二氧化硅和其它氧化物形式時(shí)，金屬氧化物在前，非金屬氧化物在后，同時(shí)要保證原子總數(shù)和化合價(jià)不變：①鎂橄欖石(Mg2SiO4)：2MgO?SiO2；②高嶺土［Al2(Si2O5)(OH)4］：Al2O3?2SiO2?2H2O；（2）改寫時(shí)注意中心元素的化合價(jià)不變，同時(shí)不能出現(xiàn)分?jǐn)?shù)，不夠時(shí)可在前面加計(jì)量數(shù)；①HNO3應(yīng)寫為N2O5；②HCOOH應(yīng)寫為CO?H2O；（3）Fe在Cl2中燃燒可以生成Fe3Cl8，在這個(gè)產(chǎn)物中鐵元素有+2價(jià)、+3價(jià)，所以Fe3Cl8可以寫成FeCl2·2FeCl3，生成該物質(zhì)的條件可能是氯氣不足量?！军c(diǎn)睛】硅酸鹽改寫成氧化物的形式的時(shí)候，注意書寫格式金屬氧化物在前，非金屬氧化物在后，同時(shí)要保證原子總數(shù)和化合價(jià)不變，遇到變價(jià)金屬元素的時(shí)候，低價(jià)態(tài)的氧化物寫在高價(jià)態(tài)氧化物的前面，氧化物與氧化物之間用“?”隔開。15．（8分）（1）請(qǐng)寫出高溫時(shí)鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________。（2）寫出碳酸氫鈉溶液中滴入氫氧化鈉溶液的離子方程式：___________。（3）裝氫氧化鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，請(qǐng)用離子方程式表示原因：______。（4）寫出鎂條在足量的二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式：_______________?！敬鸢浮?Fe+4H2OFe3O4+4H2HCO3-+OH-=CO32-+H2O2OH-+SiO2=H2O+SiO32-2Mg+CO22MgO+C【詳解】(1)高溫時(shí)鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣的化學(xué)方程式為3Fe+4H2OFe3O4+4H2；(2)碳酸氫鈉溶液中滴入氫氧化鈉溶液生成碳酸鈉和水，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HCO3-+OH-=CO32-+H2O；(3)氫氧化鈉與玻璃塞中的