2024-2025學年新教材高中化學第五章化工生產中的重要非金屬元素3-1硅酸鹽材料課時作業(yè)含解析新人教版必修第二冊

PAGEPAGE7硅酸鹽材料1．(雙選)下列說法中正確的是(AD)A．一般玻璃呈淺綠色是由于含F(xiàn)e2＋B．坩堝、燒杯都屬于陶瓷制品C．唐三彩是一種玻璃制品D．高溫下CaSiO3比CaCO3穩(wěn)定解析：一般玻璃呈淺綠色是由于含F(xiàn)e2＋，A正確；燒杯屬于玻璃制品，B不正確；唐三彩屬于陶瓷制品，C不正確；CaCO3和SiO2在高溫下反應生成CaSiO3，所以CaSiO3比CaCO3穩(wěn)定，D正確。2．Al2O3·2SiO2·2H2O是一種(B)A．含氧酸 B．硅酸鹽C．鋁酸鹽 D．混合物解析：硅酸鹽常用氧化物的形式來表示。3．(雙選)關于玻璃的敘述中，錯誤的是(AC)A．是晶體，有肯定的熔點B．一般玻璃組成可用Na2O·CaO·6SiO2表示C．氫氟酸能腐蝕玻璃，是因為氫氟酸是強酸D．制造一般玻璃的原料中，石英是過量的解析：一般玻璃的組成是Na2O·CaO·6SiO2，一般玻璃是一種混合物，沒有肯定的熔點；氫氟酸能腐蝕玻璃，是因為氫氟酸能和玻璃中的SiO2反應。4．下列說法中不正確的是(A)A．硅酸鹽工業(yè)運用的每一種原料都含有硅B．水泥、一般玻璃都是混合物C．生產水泥和玻璃都必需用石灰石D．用純凈的石英制成石英玻璃，它的膨脹系數(shù)小，常用來制造耐高溫的化學儀器解析：制水泥的原料是黏土和石灰石，制玻璃的原料是純堿、石灰石和石英。純堿、石灰石中都不含有硅。5．依據水泥和玻璃的生產，總結出硅酸鹽工業(yè)的一般特點是(D)①生成物是硅酸鹽②反應條件是高溫③含有硅的物質作原料④反應原理是一系列困難的物理、化學變更A．①③ B．①②③C．①③④ D．①②③④解析：該題主要考查我們歸納學問的實力。6．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。”下列關于玻璃的敘述中，正確的是(C)A．玻璃是人類最早運用的硅酸鹽材料B．玻璃在加熱熔化時有固定的熔點C．制一般玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英D．一般玻璃是由硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅簡潔地混合在一起形成的解析：由題意可知，陶器應是人類最早運用的硅酸鹽材料。玻璃沒有固定的熔點，其主要原料是純堿、石灰石和石英。一般玻璃是在玻璃熔爐中熔合而成的一種由硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅組成的困難的物質。7．礦泉水一般是由巖石風化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此處所指的風化作用是指礦物與水和CO2同時作用的過程。例如鉀長石(KAlSi3O8)風化生成高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]，此反應的離子方程式為：2KAlSi3O8＋2CO2＋11H2O=2K＋＋2HCOeq\o\al(－,3)＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4。(1)將上述困難硅酸鹽改寫成氧化物。①KAlSi3O8K2O·Al2O3·6SiO2，②Al2Si2O5(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O。(2)上述反應能夠發(fā)生的緣由是由于酸性H2CO3>H4SiO4，發(fā)生了較強的酸制較弱的酸的反應。解析：(1)將困難硅酸鹽化學式改寫成氧化物時，只需將除O以外全部的元素寫出其常見氧化物，并用“·”將它們連起來，但需留意各種原子個數(shù)比要符合原來的組成比。在某種(或幾種)氧化物前加合適的化學計量數(shù)。(2)分析反應前后物質的種類，可知此反應屬于酸與鹽發(fā)生的復分解反應，是由于酸性H2CO3>H4SiO4，發(fā)生了較強的酸制較弱的酸的反應。8．白炭黑(SiO2·H2O)廣泛用于橡膠、涂料、印刷等行業(yè)，可用蛇紋石[主要成分為Mg6(Si4O10)(OH)8]來制取，其主要工藝流程如下：(1)蛇紋石用氧化物形式可表示為6MgO·4SiO2·4H2O。(2)堿浸時，為提高其中硅酸鹽的浸取率，除采納合適的液固比和循環(huán)浸取外，還可采納的方法有：①上升堿液溫度并攪拌；②將蛇紋石粉碎(合理即可)。(3)堿浸的化學方程式為6MgO·4SiO2·4H2O＋8NaOH=6Mg(OH)2↓＋4Na2SiO3＋2H2O，過濾1得到的濾液中溶質的主要成分是Na2SiO3、NaOH。(4)過濾1得到的濾液與鹽酸發(fā)生的主要反應的離子方程式為SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓。9．把13g含有SiO2的CaCO3固體在高溫下加熱到質量不再變更，冷卻后稱量為8.6g。(1)寫出可能發(fā)生反應的化學方程式。(2)生成的CO2在標準狀況下的體積是多少升？(3)原物質中含SiO2的質量是多少克？答案：(1)SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaSiO3＋CO2↑CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaO＋CO2↑(2)2.24L(3)3g解析：(1)SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaSiO3＋CO2↑CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaO＋CO2↑(2)m(CO2)＝13g－8.6g＝4.4g，V(CO2)＝eq\f(4,44g)×22.4L·mol－1＝2.24L。(3)CaCO3～CO2100g44gm(CaCO3)4.4gm(CaCO3)＝10g所以原物質中含m(SiO2)＝13g－10g＝3g。1．下列化學式不表示硅酸鹽的是(C)A．CaSiO3 B．2MgO·SiO2C．3CaO·Al2O3 D．Ca3Al2Si3O12解析：C為鋁酸三鈣，不是硅酸鹽。2．(雙選)用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，不正確的是(CD)A．鈣沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB．鎂橄欖石[Mg2SiO4]2MgO·SiO2C．正長石[KAlSi3O8]K2O·Al2O3·3SiO2D．高嶺石[Al2(Si2O5)(OH)4]Al2O3·2SiO2·4H2O解析：用化學式表示的硅酸鹽和用氧化物形式表示的硅酸鹽，各組成元素的原子個數(shù)比應當不變。3．過量的石英、純堿和石灰石熔融后生成(D)A．水泥 B．水泥砂漿C．陶瓷 D．玻璃解析：熔融時發(fā)生反應：SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaSiO3＋CO2↑。反應后的主要物質為Na2SiO3、CaSiO3和SiO2的混合物，它是玻璃的主要成分。4．生產一般硅酸鹽水泥、一般玻璃的主要原料中，共同的是(C)A．黏土 B．純堿C．石灰石 D．石英(SiO2)解析：生產一般硅酸鹽水泥的原料為石灰石、黏土；而生產一般玻璃的原料為石灰石、純堿和石英。5．不屬于硅酸鹽工業(yè)的是(D)A．陶瓷業(yè) B．水泥業(yè)C．玻璃生產 D．鑄造業(yè)6．下列不屬于陶瓷制品的是(B)A．試驗室中的一般坩堝 B．試驗室中的一般試管C．電器中的絕緣瓷管 D．建筑上運用的磚瓦解析：試驗室中的一般試管是玻璃制品。7．一般玻璃中含Na2O13%，CaO11.7%，SiO275.3%，則3種氧化物的物質的量之比為(C)A．123 B．113C．116 D．216解析：n(Na2O)n(CaO)n(SiO2)＝eq\f(13g,62g/mol)eq\f(11.7g,56g/mol)eq\f(75.3g,60g/mol)＝116。8．我國勝利地放射了“嫦娥一號”探測衛(wèi)星，確定對月球土壤14種元素的分布及含量進行探測。月球的礦產資源極為豐富，僅月面表層5cm厚的沙土就含有鐵單質上億噸，月球上的主要礦物有輝石[CaMgSi2O6]、正長石[KAlSi3O8]和橄欖石[Mg2SiO4、Fe2SiO4]等，下列說法或分析不正確的是(D)A．輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B．正長石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·6SiO2C．橄欖石中鐵為＋2價D．月球上有游離態(tài)的鐵是因為月球上鐵的活潑性比地球上鐵的活潑性弱解析：月球上有游離態(tài)的鐵是因為月球上沒有氧氣，橄欖石是含Mg2SiO4或Fe2SiO4的硅酸鹽礦。9．(雙選)近年來科學家才得知大多數(shù)古瓷中所用顏料為硅酸鹽，如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價)，下列關于硅酸銅鋇的說法不正確的是(CD)A．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B．性質穩(wěn)定，不易脫色C．易溶于強酸和強堿D．x等于8解析：BaCuSi2Ox中Ba為＋2價，Cu為＋2價，Si為＋4價，O為－2價，由化合價規(guī)則：(＋2)＋(＋2)＋2×(＋4)＋(－2)×x＝0，得x＝6，則用氧化物形式表示硅酸銅鋇為BaO·CuO·2SiO2，A項正確，D項錯誤；由題干信息可知硅酸銅鋇性質穩(wěn)定，不易脫色，故B項正確，C項錯誤。10．只含SiO2雜質的CaCO3樣品，在高溫煅燒后，殘余物為一純凈物，則原樣品中SiO2的質量分數(shù)是(C)A．40% B．28.6%C．37.5% D．62.5%解析：SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaSiO3＋CO2↑，由于殘余物為一純凈物，故該純凈物為CaSiO3，即樣品中SiO2和CaCO3的物質的量相等，則原樣品中SiO2的質量分數(shù)為：eq\f(60,60＋100)×100%＝37.5%。11．下列關于硅酸鹽的說法正確的是(D)A．硅酸鹽中的陰離子都是SiOeq\o\al(2－,3)B．硅酸鹽都難溶于水C．通常用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，說明硅酸鹽就是由各種氧化物組成的D．Na2SiO3是一種最簡潔的硅酸鹽，其水溶液可用作黏合劑解析：只有很簡潔的硅酸鹽中的陰離子才是SiOeq\o\al(2－,3)，A錯；硅酸鈉可溶于水，B錯；硅酸鹽可以寫成氧化物的形式，但硅酸鹽并不是以簡潔氧化物形式存在的，C錯。12．含A元素的一種單質是一種重要的半導體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導纖維，C與燒堿反應生成含A元素的化合物D。(1)易與C發(fā)生化學反應的酸是氫氟酸(HF)，反應的化學方程式是SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(2)將C與純堿混合高溫熔融時也發(fā)生化學反應生成D，同時還生成B的最高價氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學反應生成含A的化合物F。①寫誕生成D和F的化學反應方程式：SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓。②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中可選用的是D。A．一般玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝C．瓷坩堝 D．鐵坩堝(3)100gC與石灰石的混合物充分反應后，生成的氣體在標準狀況下的體積為11.2L,100g混合物中石灰石的質量分數(shù)是50%。解析：(1)C為SiO2，能與SiO2反應的酸只有氫氟酸。(2)SiO2與Na2CO3高溫下反應生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(一般玻璃、石英玻璃)都能與Na2CO3在高溫下反應故不能用以上材質的坩堝熔融Na2CO3。(3)若SiO2恰好或過量，與CaCO3反應的方程式只有一個，即CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))CaSiO3＋CO2↑。若CaCO3過量，除發(fā)生上述反應外，還會發(fā)生反應：CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaO＋CO2↑?？傊珻aCO3的多少確定了CO2的產量，可通過以下關系式列式求解：CaCO3～CO2100g22.4Lm(CaCO3)11.2Lm(CaCO3)＝50g?；旌衔镏蠧aCO3的質量分數(shù)：eq\f(50g,100g)×100%＝50%。13．某種寶石翡翠中的元素養(yǎng)量分數(shù)是：Be(鈹)5.06%，Al10.05%，Si31.48%，O53.41%。試通過計算后，用氧化物形式表示其組成。答案：3BeO·Al2O3·6SiO2解析：N(Be)N(Al)N(Si)N(O)＝eq\f(5.06,9)eq\f(10.05,27)eq\f(31.48,28)eq\f(53.41,16)，該寶石可寫成如下氧化物形式：3BeO·Al2O3·6SiO2。14．一般玻璃的主要成分為Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2。(1)試計算一般玻璃中相當含有Na2O、CaO和SiO2的質量分數(shù)各是多少？(2)制造50kg一般玻璃，須要純堿、碳酸鈣和二氧化硅各多少kg?答案：(1)一般玻璃中Na2O的質量分數(shù)為13.0%，CaO的質量分數(shù)為11.7%，SiO2質量分數(shù)為75.3%(2)制造50kg一般玻璃，須要純堿11.11kg、碳酸鈣10.45kg、二氧化硅37.65kg解析：Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2可用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成為：Na2O·CaO·6SiO2。(1)Na2O的摩爾質量為62g/mol，Ca