2024-2025學(xué)年高中化學(xué)專題3從礦物到基礎(chǔ)材料3-2二氧化硅與信息材料課時(shí)作業(yè)含解析蘇教版必修1

PAGEPAGE8課時(shí)作業(yè)23二氧化硅與信息材料時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．下列說法正確的是(D)A．我國自主研發(fā)的“龍芯1號(hào)”CPU芯片與光導(dǎo)纖維是同種材料B．須要通過化學(xué)反應(yīng)才能從海水中獲得食鹽和淡水C．水晶項(xiàng)鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品D．粗硅制備單晶硅涉及氧化還原反應(yīng)解析：晶體硅可用來制芯片，二氧化硅可用來制光導(dǎo)纖維，A項(xiàng)錯(cuò)誤；海水蒸發(fā)可獲得食鹽，海水蒸餾可獲得淡水，不須要通過化學(xué)改變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；水晶的主要成分是二氧化硅，不是硅酸鹽，C項(xiàng)錯(cuò)誤；粗硅與氯氣在高溫條件下生成四氯化硅的反應(yīng)、四氯化硅與氫氣在高溫條件下生成單晶硅的反應(yīng)均是氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)正確。2．在肯定條件下，下列物質(zhì)不能和二氧化硅反應(yīng)的是(C)①焦炭②純堿③碳酸鈣④氫氟酸⑤硝酸⑥氫氧化鉀⑦氧化鈣⑧氮?dú)釧．③⑤⑦⑧ B．⑤⑦⑧C．⑤⑧ D．⑤解析：依據(jù)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)，二氧化硅不與水反應(yīng)，也不與除氫氟酸外的酸反應(yīng)，它可與堿性氧化物和強(qiáng)堿反應(yīng)，高溫時(shí)可以被炭還原成單質(zhì)硅。3．(雙選)下列離子方程式書寫不正確的是(AD)A．往NaOH溶液中通入少量CO2：CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)B．H2SiO3與NaOH溶液混合：2OH－＋H2SiO3=2H2O＋SiOeq\o\al(2－,3)C．石英砂與燒堿溶液反應(yīng)制取水玻璃：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OD．往水玻璃中通入二氧化碳：Na2SiO3＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)解析：往NaOH溶液中通入少量CO2，生成正鹽Na2CO3，CO2過量時(shí)才生成NaHCO3，所以A不正確；由于H2SiO3為弱酸，且不行溶，故應(yīng)寫化學(xué)式，B正確；石英的主要成分是SiO2，它與燒堿溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水，所以C也正確；碳酸比硅酸的酸性強(qiáng)，所以往水玻璃中通入CO2可制得硅酸，Na2SiO3和Na2CO3均溶于水，應(yīng)寫成離子形式，并且可以消去Na＋，所以D不正確。應(yīng)寫為：SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)。4．下列關(guān)于硅元素及其化合物的說法正確的是(C)A．硅在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)B．高溫下SiO2能與Na2CO3固體反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，說明硅酸的酸性強(qiáng)于碳酸C．因?yàn)椴Ａе泻蠸iO2，所以不能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶盛裝NaOH溶液D．SiO2能與氫氧化鈉溶液和氫氟酸反應(yīng)，所以SiO2是兩性氧化物解析：硅在自然界中只以化合態(tài)存在，A錯(cuò)誤；碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸，B錯(cuò)誤；玻璃中含有SiO2，SiO2能與NaOH溶液反應(yīng)生成黏性很強(qiáng)的硅酸鈉溶液，所以不能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶盛裝NaOH溶液，C正確；SiO2是酸性氧化物，D錯(cuò)誤。5．下列說法中，不正確的是(B)A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可與NaOH溶液反應(yīng)B．水晶項(xiàng)鏈、石英鐘都是硅酸鹽制品C．SiO2和CO2在肯定條件下，均可與CaO發(fā)生反應(yīng)D．SiO2不溶于水，而CO2可與水反應(yīng)，生成H2CO3解析：水晶項(xiàng)鏈、石英鐘的主要成分都是SiO2，不是硅酸鹽制品。6．假設(shè)SiO2晶體中Si原子被Al原子取代，不足的價(jià)數(shù)由K原子補(bǔ)充。當(dāng)有25%的硅原子被鋁原子取代時(shí)，可形成正長石，則正長石的化學(xué)組成為(C)A．KAlSiO4 B．KAlSi2O6C．KAlSi3O8 D．KAlSi4O10解析：假設(shè)有4個(gè)SiO2，則1個(gè)Si原子被Al原子取代，被取代的Si的化合價(jià)與1個(gè)Al和1個(gè)K在化合物中的化合價(jià)之和相等，所以正長石的化學(xué)組成中K、Al、Si原子個(gè)數(shù)之比為113，即化學(xué)式為KAlSi3O8。7．諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)曾授予“光纖之父”英國華裔科學(xué)家高錕以及兩位美國科學(xué)家威拉德·博伊爾和喬治·史密斯。光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是(D)A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能與水反應(yīng)生成硅酸B．因SiO2不溶于水，故SiO2不是H2SiO3的酸酐C．二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維，由于導(dǎo)電實(shí)力強(qiáng)而被用于制造光纜D．二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，但能與碳酸鈉固體在高溫時(shí)發(fā)生反應(yīng)解析：二氧化硅是酸性氧化物，與水不反應(yīng)，A錯(cuò)誤；雖然SiO2不溶于水，不能與水反應(yīng)生成H2SiO3，但SiO2仍可看作是H2SiO3失去一分子H2O而形成，且SiO2與H2SiO3中硅元素價(jià)態(tài)相同，故SiO2是H2SiO3的酸酐，B錯(cuò)誤；二氧化硅不能導(dǎo)電，C錯(cuò)誤；二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，但能與碳酸鈉固體在高溫時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鈉和CO2，D正確。8．由下列試驗(yàn)事實(shí)得出的結(jié)論正確的是(C)A．由SiO2不能與水反應(yīng)生成H2SiO3，可知SiO2不是H2SiO3的酸酐B．由SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑，可知碳的非金屬性大于硅C．CO2通入Na2SiO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，可知酸性H2CO3>H2SiO3D．SiO2可與NaOH溶液反應(yīng)，也可與氫氟酸反應(yīng)，可知SiO2為兩性氧化物解析：酸酐是指含氧酸失去水生成的酸性氧化物，且酸酐與對(duì)應(yīng)的酸中的非金屬元素化合價(jià)相同，所以SiO2是H2SiO3的酸酐，A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑不能說明碳的非金屬性比硅強(qiáng)，該反應(yīng)能發(fā)生是因?yàn)樯蒀O氣體，它的放出促進(jìn)了反應(yīng)進(jìn)行，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3膠體，符合強(qiáng)酸制弱酸的規(guī)律，證明酸性：H2CO3>H2SiO3，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中SiO2除HF外不能與其他的酸反應(yīng)，SiO2為酸性氧化物，不具有兩性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．下列說法正確的是(A)A．將二氧化碳通入水玻璃中可以得到硅酸B．二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，說明酸性：硅酸>碳酸C．高溫時(shí)二氧化硅與碳反應(yīng)能生成硅和CO2D．二氧化硅是酸性氧化物，所以它不溶于任何酸解析：碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)，A正確，B錯(cuò)誤；高溫時(shí)二氧化硅與碳反應(yīng)生成CO而不是CO2，C錯(cuò)誤；二氧化硅是酸性氧化物，但它可溶于氫氟酸，D錯(cuò)誤。10．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(B)A．①②③④ B．②④C．①②③ D．②③解析：依據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律，CO2通入CaCl2溶液不反應(yīng)，無明顯現(xiàn)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溶液至過量會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：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溶解度小而有結(jié)晶析出。11.下列說法正確的是(C)A．SiO2高溫時(shí)與Na2CO3反應(yīng)產(chǎn)生CO2，將CO2通入Na2SiO3溶液中可生成H2SiO3，說明H2SiO3的酸性有時(shí)比H2CO3強(qiáng)，而有時(shí)比H2CO3弱B．SiO2既能與NaOH溶液反應(yīng)又能與氫氟酸反應(yīng)，所以SiO2是兩性氧化物C．氫氟酸不應(yīng)裝在玻璃瓶中D．NaOH溶液、Na2SiO3溶液應(yīng)裝在帶玻璃塞的磨口玻璃瓶中解析：A項(xiàng)強(qiáng)酸制弱酸適用于常溫水溶液里的復(fù)分解反應(yīng)，不適應(yīng)于高溫非水體系的反應(yīng)；SiO2與HF酸產(chǎn)生SiF4氣體，SiF4不是鹽，因此SiO2不是兩性氧化物，另外，SiO2除氫氟酸之外與其他強(qiáng)酸(H2SO4、HNO3等)均不反應(yīng)。D項(xiàng)NaOH溶液、Na2SiO3溶液可盛放在玻璃瓶中，但不能用玻璃塞，應(yīng)用橡皮塞。12．由二氧化硅制備高純硅的流程如圖所示，下列推斷錯(cuò)誤的是(D)A．①②③均屬于氧化還原反應(yīng)B．H2和HCl均可循環(huán)利用C．SiO2是一種堅(jiān)硬難溶的固體D．SiHCl3的摩爾質(zhì)量為135.5g解析：A項(xiàng)，反應(yīng)①為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si(粗)＋2CO↑，反應(yīng)②為Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up17(553～573K))SiHCl3＋H2，反應(yīng)③為SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si(純)＋3HCl，三個(gè)反應(yīng)中均有元素化合價(jià)發(fā)生改變，故三個(gè)反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，A項(xiàng)正確。B項(xiàng)，由三個(gè)反應(yīng)的方程式可知，H2和HCl既是反應(yīng)物又是生成物，可循環(huán)利用，B項(xiàng)正確。C項(xiàng)，SiO2硬度大，熔點(diǎn)高，C項(xiàng)正確。D項(xiàng)，摩爾質(zhì)量的單位為g·mol－1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題(共52分)13．(10分)硅石和石英的主要成分都是SiO2，前者是結(jié)構(gòu)疏松的SiO2，后者是結(jié)構(gòu)致密的SiO2，二者成分相同，結(jié)構(gòu)不同，化學(xué)性質(zhì)相同，物理性質(zhì)有差別，具有不同的用途。由石英制取硅膠，有以下三個(gè)步驟，試寫出每步反應(yīng)的化學(xué)方程式(是離子反應(yīng)的，寫出離子方程式)。(1)用NaOH溶液溶解石英2OH－＋SiO2=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O。(2)過濾，向?yàn)V液中加入鹽酸，至沉淀不再產(chǎn)生：SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓。(3)微熱，濃縮硅酸溶液，加熱蒸干溶液，并使固體完全分解：H2SiO3eq\o(=,\s\up17(△))H2O↑＋SiO2，寫出硅膠的一種用途：干燥劑(或催化劑載體)。解析：(1)石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，SiO2與堿反應(yīng)生成鹽和水，2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2O。(2)過濾，除去石英中的雜質(zhì)，得濾液為Na2SiO3(aq)，硅酸鈉是弱酸鹽，與鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。(3)微熱，H2SiO3(aq)濃縮，聚合為膠體，加熱硅酸溶膠脫水，生成多孔硅膠：H2SiO3eq\o(=,\s\up17(△))H2O↑＋SiO2。14．(10分)如何用所供應(yīng)的試劑和方法除去各混合物粉末中的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))？將所選答案的編號(hào)填入表中相應(yīng)的空格內(nèi)。(假如不需補(bǔ)加試劑，則對(duì)應(yīng)答案欄可空著)可供選擇的試劑：A.鹽酸B．NaOH溶液C．O2D．H2OE．CO2可供選擇的操作：①分液②加熱③高溫灼燒④過濾⑤結(jié)晶解析：(1)因?yàn)镾iO2除了溶于氫氟酸外不溶于其他酸，而CaCO3溶于鹽酸，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，所以，該小題的答案為：A；④。(2)依據(jù)SiO2能溶于NaOH溶液，即SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，而CaCO3不能，所以，該小題的答案為：B；④。(3)因?yàn)镹aCl溶于水，而SiO2不溶于水，所以該小題的答案為：D；④⑤。(4)因?yàn)镾iO2不溶于鹽酸，而Fe2O3溶于鹽酸，即Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，所以該小題的答案為：A；④。(5)因?yàn)镠2SiO3受熱分解生成SiO2，即H2SiO3eq\o(=,\s\up17(△))SiO2＋H2O，所以該小題的答案為：不加試劑；③。(6)因?yàn)镾iO2不溶于水，而Na2SO4溶于水，所以該小題的答案為：D；④。15．(10分)如圖是常見物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，其中A是芯片的主要成分，其對(duì)應(yīng)的單質(zhì)的結(jié)構(gòu)與金剛石的結(jié)構(gòu)是相像的。(1)試推想A：Si、C：Na2SiO3、F：H2SiO3(寫化學(xué)式)。(2)試寫出以下的化學(xué)方程式，是離子反應(yīng)的寫出離子方程式：B→ASiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑；C＋E→FSiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3↓。(3)在B＋碳→A＋D的反應(yīng)中，碳的作用是還原劑，當(dāng)生成1molA時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4_mol。解析：(1)A是芯片的主要成分，其對(duì)應(yīng)的單質(zhì)的結(jié)構(gòu)與金剛石相像，A為Si，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知B為SiO2，D為CO，G為SiCl4；SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，可得硅酸鈉，所以C為Na2SiO3；而E是由CO得到，從反應(yīng)的過程看，應(yīng)為CO2，所以F為硅酸。(2)在這兩個(gè)反應(yīng)中其次個(gè)為離子反應(yīng)，所以要寫成離子方程式的形式。(3)在SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑反應(yīng)中，碳是還原劑，而且當(dāng)有1molSi生成時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4mol。16．(11分)硅藻土是由無定形SiO2組成的，含有少量Fe2O3、Al2O3及有機(jī)物等雜質(zhì)，通常呈淺黃色或淺灰色，質(zhì)軟多孔。工業(yè)上可按如圖所示流程，用硅藻土制備納米級(jí)二氧化硅。請(qǐng)回答下列問題：(1)煅燒硅藻土的目的是除去硅藻土中的有機(jī)物雜質(zhì)。(2)在加熱條件下加入燒堿溶液時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O。(3)加入過量硫酸后，生成沉淀的離子方程式為SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓。(4)若用納米級(jí)二氧化硅制成水溶液，則該溶液所具有的性質(zhì)與下列圖片有關(guān)的是AC(填字母)。解析：(1)硅藻土中含有有機(jī)物等雜質(zhì)，有機(jī)物易燃燒，可以通過煅燒除去。(2)SiO2、Al2O3均能與燒堿(NaOH)反應(yīng)，而Fe2O3不能與燒堿反應(yīng)。(3)Na2SiO3、NaAlO2分別與硫酸反應(yīng)