2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第四章非金屬及其化合物1-1二氧化硅和硅酸課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE8二氧化硅和硅酸時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．下列關(guān)于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的說法中不正確的是(B)A．兩者均為弱酸B．兩者均可使紫色石蕊試液變紅色C．CO2氣體通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸D．兩者受熱時(shí)均可以分解解析：硅酸不能夠使紫色石蕊試液變紅，B錯(cuò)誤。2．在肯定條件下，既能與CO2反應(yīng)，又能與SiO2反應(yīng)的物質(zhì)是(D)①NaHCO3溶液②濃硫酸③NaOH溶液④碳A．①②B．①③C．②④D．③④解析：CO2與SiO2都是酸性氧化物，能與堿反應(yīng)；同時(shí)二者中的碳元素和硅元素均處于最高價(jià)，具有弱氧化性，肯定條件下能與單質(zhì)碳反應(yīng)。3．下列離子方程式書寫不正確的是(D)A．往NaOH溶液中通入過量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溶液中通入過量CO2，生成NaHCO3，所以A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．(雙選)下列說法正確的是(BD)A．二氧化硅是酸性氧化物，它可以與堿反應(yīng)，但不與任何酸反應(yīng)B．SiO2晶體是由Si和O按12的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體C．硅酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)，且硅酸不溶于水D．CO2與SiO2均具有氧化性，可作氧化劑解析：SiO2可以與氫氟酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；硅酸的酸性比碳酸的酸性弱，且不溶于水，C項(xiàng)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．下列改變中，不行能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是(D)A．Na2SiO3→H2SiO3 B．SiO2→Na2SiO3C．H2SiO3→SiO2 D．SiO2→H2SiO3解析：二氧化硅不能通過一步反應(yīng)生成硅酸。7．下列說法正確的是(B)A．因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2對(duì)應(yīng)的酸，或者說SiO2不是H2SiO3的酸酐B．CO2通入水玻璃(Na2SiO3溶液)可以得到原硅酸C．CO2通入飽和氯化鈣溶液中能生成白色沉淀D．SiO2的俗名叫水晶解析：酸酐是指含氧酸分解失去水分生成的酸性氧化物，其中酸酐和對(duì)應(yīng)含氧酸中的非金屬的化合價(jià)是相同的。由于H2eq\o(Si,\s\up6(＋4))O3eq\o(=,\s\up17(△))eq\o(Si,\s\up6(＋4))O2＋H2O，所以SiO2是H2SiO3的酸酐，A錯(cuò)；CO2和Na2SiO3溶液能反應(yīng)：CO2＋Na2SiO3＋2H2O=Na2CO3＋H4SiO4↓，B正確；CO2和氯化鈣溶液不反應(yīng)，C錯(cuò)；二氧化硅的俗名叫硅石，而不叫水晶，水晶只是二氧化硅的一種晶體形態(tài)，D錯(cuò)。故正確答案為B。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)生在高溫時(shí)C的還原性大于Si，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．將過量的CO2分別通入下列溶液中，最終有白色沉淀析出的是(B)①CaCl2溶液②Na2SiO3溶液③NaAlO2溶液④飽和Na2CO3溶液⑤Ca(OH)2溶液A．①②③④⑤ B．②③④C．②④⑤ D．①②④解析：CO2溶于水：CO2＋H2O=H2CO3，H2CO3的酸性比鹽酸弱，而比硅酸、鋁酸(即氫氧化鋁)強(qiáng)。依據(jù)溶液中酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律，CO2通入CaCl2溶液無明顯現(xiàn)象(弱酸不能制強(qiáng)酸)；過量CO2通入Na2SiO3、NaAlO2溶液有白色沉淀H2SiO3、Al(OH)3產(chǎn)生；過量CO2通入飽和Na2CO3溶液中，發(fā)生的反應(yīng)為Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3，生成的NaHCO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小而結(jié)晶析出；過量的CO2通入Ca(OH)2溶液中最終生成Ca(HCO3)2而無沉淀析出，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為Ca(OH)2＋2CO2=Ca(HCO3)2。10．如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(C)A．SiO2屬于兩性氧化物B．酸性：H2SiO3>H2CO3C．硅膠吸水后可重復(fù)再生D．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)解析：SiO2不與除HF之外的酸反應(yīng)，SiO2是酸性氧化物，不屬于兩性氧化物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由Na2SiO3、CO2和H2O反應(yīng)生成H2SiO3可知，H2CO3酸性強(qiáng)于H2SiO3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；硅膠吸水后再經(jīng)加熱除水即可以重復(fù)運(yùn)用，C項(xiàng)正確；圖中有的轉(zhuǎn)化反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，如SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。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)；除氫氟酸之外SiO2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。12．10g含有雜質(zhì)的CaCO3和足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生CO20.1mol，則此樣品中可能含有的雜質(zhì)是(B)A．KHCO3和MgCO3 B．MgCO3和SiO2C．K2CO3和SiO2 D．無法確定解析：10gCaCO3的物質(zhì)的量為0.1mol，完全反應(yīng)時(shí)恰好可放出0.1molCO2。若其中含有雜質(zhì)，則應(yīng)是一個(gè)產(chǎn)生CO2的實(shí)力強(qiáng)(等質(zhì)量的狀況產(chǎn)生比CaCO3更多的氣體)和另一個(gè)產(chǎn)生CO2的實(shí)力不如CaCO3或干脆不產(chǎn)生CO2的物質(zhì)組成的混合物，符合該條件的只有B項(xiàng)。二、非選擇題(共52分)13．(10分)某試驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖裝置對(duì)焦炭還原二氧化硅的氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。已知：PdCl2溶液可用于檢驗(yàn)CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO＋PdCl2＋H2O=CO2＋2HCl＋Pd↓(產(chǎn)生黑色金屬鈀粉末，使溶液變渾濁)。(1)試驗(yàn)時(shí)要通入足夠長(zhǎng)時(shí)間的N2，其緣由是避開空氣中的O2、CO2、水蒸氣對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生干擾。(2)裝置B的作用是作平安瓶，防止倒吸。(3)裝置C、D中所盛試劑分別為澄清石灰水、PdCl2溶液，若裝置C、D中溶液均變渾濁，且經(jīng)檢測(cè)兩種氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3SiO2＋4Ceq\o(=,\s\up17(高溫))2CO2↑＋2CO↑＋3Si。(4)該裝置的缺點(diǎn)是無尾氣汲取裝置。(5)資料表明，上述反應(yīng)在焦炭過量時(shí)會(huì)生成副產(chǎn)物SiC。取18gSiO2和8.4g焦炭充分反應(yīng)后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積為13.44L，假定氣體產(chǎn)物只有CO，固體產(chǎn)物只有Si和SiC，則Si和SiC的物質(zhì)的量之比為21。(6)設(shè)計(jì)試驗(yàn)證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)：向Na2SiO3溶液中通入CO2氣體，溶液變渾濁。解析：(1)碳與二氧化硅的反應(yīng)要在高溫下進(jìn)行，而高溫下碳與空氣中的氧氣、二氧化碳、水反應(yīng)，故試驗(yàn)時(shí)要通入足夠長(zhǎng)時(shí)間的N2，來排盡裝置中的空氣。(2)依據(jù)裝置圖可知，B裝置可以作平安瓶，防止倒吸。(3)依據(jù)元素守恒，碳與二氧化硅反應(yīng)可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C裝置用來檢驗(yàn)二氧化碳，D裝置用來檢驗(yàn)一氧化碳，所以裝置C、D中所盛試劑分別為澄清石灰水、PdCl2溶液；若裝置C、D中溶液均變渾濁，說明既有二氧化碳又有一氧化碳，且檢測(cè)到兩種氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，依據(jù)元素守恒可知化學(xué)方程式為3SiO2＋4Ceq\o(=,\s\up17(高溫))2CO2↑＋2CO↑＋3Si。(4)一氧化碳有毒，排放到空氣中會(huì)造成環(huán)境污染，故該裝置的缺點(diǎn)是沒有尾氣汲取裝置。(5)18gSiO2的物質(zhì)的量為0.3mol,8.4g焦炭的物質(zhì)的量為0.7mol，充分反應(yīng)后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積為13.44L，氣體的物質(zhì)的量為0.6mol，假定氣體產(chǎn)物只有CO，固體產(chǎn)物只有Si和SiC，SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))2CO↑＋Si0．3mol0.6mol0.6mol0.3molSi＋Ceq\o(=,\s\up17(高溫))SiC0.1mol0.1mol0.1mol得到Si和SiC的物質(zhì)的量之比為0.2mol0.1mol＝21。(6)驗(yàn)證碳酸、硅酸的酸性強(qiáng)弱，可將CO2氣體通入硅酸鈉溶液，發(fā)生反應(yīng)CO2＋H2O＋Na2SiO3=Na2CO3＋H2SiO3↓，說明酸性：H2CO3>H2SiO3。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B是光導(dǎo)纖維的主要成分，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ASi、CNa2SiO3、FH2SiO3(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)光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，所以B為SiO2；SiO2在高溫下與碳反應(yīng)得到的是硅與一氧化碳，而其中只有硅可與氯氣反應(yīng)，所以A為硅，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)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。已知：A溶液呈強(qiáng)酸性，且A溶液與B、C溶液混合均產(chǎn)生白色沉淀，B的焰色反應(yīng)呈黃色?；卮鹣铝袉栴}：(1)寫出A、B、C、D的化學(xué)式：AHCl，BNa2SiO3，CAgNO3，DKOH。(2)寫出A溶液與B溶液反應(yīng)的離子方程式：SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓。(3)請(qǐng)選出適合存放A、C、D溶液的試劑瓶的序號(hào)：解析：因都為易溶于水的化合物，故Ag＋肯定與NOeq\o\a