学年高一化学必修1课后同步练人教版第412 硅酸盐和硅单质.docx

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学年高一化学必修1课后同步练人教版第412硅酸盐和硅单质

人教版《必修一》第四章第一节第二课时

硅酸盐和硅单质

一、选择题

1．下列关于硅和硅的化合物性质的叙述，正确的是

A．二氧化硅溶于水可制得硅酸

B．二氧化硅是酸性氧化物，不跟任何酸起反应

C．硅酸的酸性比碳酸弱

D．硅在常温下能跟氢气起反应生成SiH4

2．下列有关硅及其化合物的说法正确的是（）

A．晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料

B．常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在

C．SiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸

D．除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸

3．硅及其化合物在材料领域应用广泛。

下列叙述中，正确的是（）。

A．晶体硅是良好的半导体材料B．硅是地壳中含量最多的元素

C．SiO2不溶于水，也不溶于任何酸D．用带玻璃瓶塞的试剂瓶盛放NaOH溶液

4．硅及其化合物已被广泛用于生产生活中，下列说法中错误的是（）

A．下图是常见于汽车中的小摆件“苹果花”，它的动力是以Si为原料制作的太阳能电池

B．互联网通过光纤交换信息，光纤的主要原料是SiO2

C．硅酸钠溶液的俗名是水玻璃，常用作木材的阻燃剂

D．玻璃上的精美刻花，是工艺师用盐酸刻蚀玻璃形成的

5．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。

下列关于硅及其化合物的说法正确的是

A．水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品

B．高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂（SiO2）制取硅的反应

C．透闪石的化学成分为Ca2Mg5Si8O22（OH）2写成氧化物的形式为：

2CaO•5MgO•8SiO2•H2O

D．自然界中硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅

6．下列说法中正确的是

A．玛瑙手镯、水晶项链、餐桌上的陶瓷碗盘都是硅酸盐制品

B．二氧化硅晶体广泛用于制作太阳能电池和光导纤维

C．制造水泥、玻璃的原料都有石灰石、纯碱、石英

D．粗硅制备单晶硅涉及氧化还原反应

7．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是（）

A．水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀

B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料

C．木料、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧

D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质

8．下列关于硅和硅的化合物的叙述，不正确的是（）

①二氧化硅的晶体结构与金刚石相似，都是立体网状结构

②硅是地壳中含量最多的非金属元素

③晶体硅是良好的半导体材料

④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料

⑤SiO2分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的

⑥SiO2是酸性氧化物，它可溶于水生成硅酸

A．①②⑥B．①⑤⑥

C．③④⑤⑥D．②⑤⑥

9．下列说法错误的是（）

A．铅笔芯的主要原料是石墨，儿童使用时不会引起中毒

B．CO有毒，生有煤炉的居室可放置数盆清水，能有效地吸收CO，防止煤气中毒

C．“汽水”浇灌植物有一定的道理，其中CO2的释放，有利于植物的光合作用

D．硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片业的发展，可以说“硅是信息技术革命的催化剂”

10．下列表述正确的是（）

①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅②化学家采用玛瑙研体摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能

A．①②③B．②④

C．③④⑤D．③⑤

11．下列有关说法正确的是（）

A．硅酸钠溶液与醋酸混合的离子方程式为SiO

＋2H＋===H2SiO3↓

B．向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，说明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强

C．SiO2有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维

D．单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料

12．一粗铝样品中含铁和硅两种杂质，取等质量的样品分别投入到足量的盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的氢气，则该粗铝中铁和硅的关系正确的是（）

①物质的量之比为2∶1②物质的量之比为3∶1

③质量之比为2∶1④质量之比为4∶1

A．②④B．②③

C．①④D．④

二、非选择题

13．A元素的单质是重要的半导体材料，含A元素的化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。

（1）A的原子结构示意图为________。

（2）易与C发生化学反应的酸是________，发生反应的化学方程式是________________。

（3）C与纯碱混合高温熔融时，发生化学反应生成D，同时还生成氧化物B；将全部的B与全部的D在足量的水中混合，又发生化学反应生成含A的化合物E。

写出生成D和E的化学方程式

________________________________________________________________________________________________________________________________。

（4）100gC与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2L，100g混合物中石灰石的质量分数是________。

14．元代青花瓷的制作原料采用瓷土加高岭土[主要成分Al2Si2O5（OH）x]的“二元配方”，青花瓷釉料的成分主要是钾长石（KAlSi3O8），在1300℃左右高温一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。

（1）下列说法正确的是________。

A．高岭土化学式中x＝2

B．钾长石能完全溶于盐酸

C．烧制青花瓷的过程中发生了复杂的物理变化，但没有化学变化

D．青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品

（2）工业上可利用海边石英砂生产粗硅，其主要原理：

SiO2＋2C

Si（粗）＋2CO↑。

工业上可通过下图所示流程由粗硅进一步制纯硅：

①反应a的化学方程式为Si（粗）＋3HCl（g）SiHCl3（l）＋H2（g），反应b的化学方程式为______________________________。

②以上工艺中可循环使用的物质是________。

③若上述两步反应中硅元素的利用率均为80%，制粗硅时有10%的SiO2转化为SiC，则生产25.2吨纯硅需纯度为75%石英砂________吨。

15．某化学兴趣小组的成员捡到一块矿石，观察外观发现该矿石坚硬且呈红褐色，投入水中没有任何变化，再向水中加浓盐酸至过量，矿石部分溶解，并有大量无色气体产生。

该兴趣小组的同学们猜测该矿石可能由CaCO3、SiO2、Fe2O3三种成分组成，试设计实验证明该矿石含除CaCO3以外的两种成分。

仅限选择的仪器和试剂：

烧杯、试管、玻璃棒、滴管、药匙、漏斗；2mol·L－1盐酸、2mol·L－1NaOH溶液、2%KSCN溶液。

（1）将实验方案用如图所示流程图表示，试写出每步所用试剂的名称或化学式。

试剂Ⅰ________；试剂Ⅱ________；试剂Ⅲ________。

（2）如果猜测是成立的，试根据上述实验方案，完成实验操作、预期现象与结论。

编号

实验操作

预期现象与结论

①

取适量矿石研细，加足量2mol·L－1盐酸

有大量无色气体产生，得棕黄色溶液，且仍有少量固体残留

②

③

④

16．霞石是一种含有铝和钠的硅酸盐，其组成为K2O∙3Na2O∙4Al2O3∙8SiO2，某小组同学设计以霞石为原料制备Al2O3的方案如下：

请回答下列问题：

（1）沉淀1的化学式为__________。

（2）滤液1与过量NaOH溶液反应的离子方程式为_____________________。

（3）写出由溶液2生成沉淀2的离子方程式：

________________________。

（4）通入过量的二氧化碳，过滤后的滤液中含有的阴离子主要是

__________________。

（5）由沉淀2→Al2O3的反应条件为______________。

（6）某同学提出上述流程较烦琐，可简化流程，其方法是向滤液1中加入足量的试剂X即可达到沉淀2，则试剂X为_____________。

人教版《必修一》第四章第一节第二课时

硅酸盐和硅单质参考答案及解析

1.【答案】C

【解析】二氧化硅不溶于水，故A错误；二氧化硅是酸性氧化物，但它能溶于氢氟酸，故B错误；可向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体来制硅酸，所以硅酸的酸性比碳酸弱，故C正确；硅在常温下很难跟氢气起反应，故D错误；故选C。

【题型】选择题

【难度】容易

2.【答案】D

【解析】A项，晶体硅虽然具有金属光泽，但它属于非金属单质；其导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料；B项，虽然常温下硅的化学性质稳定，但自然界中没有游离态的硅，它主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在；C项，SiO2不溶于水也不与水反应；D项，SiO2不溶于稀盐酸，可使用稀盐酸除去其中混有的CaCO3，化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。

【题型】选择题

【难度】容易

3.【答案】A

【解析】A项，晶体硅常常用来制作半导体材料。

B项，地壳中含量最多的元素是氧。

C项，二氧化硅会与氢氟酸反应，故二氧化硅能够溶于氢氟酸。

D项，氢氧化钠会与玻璃反应生成具有粘性的硅酸钠，导致盖子无法打开。

【题型】选择题

【难度】容易

4.【答案】D

【解析】晶体硅的用途是制作太阳能电池，A项正确；制作光导纤维的主要原料是SiO2，B项正确；水玻璃是硅酸钠的水溶液，常用作木材的阻燃剂，C项正确；氢氟酸能与SiO2反应，所以玻璃上的精美刻花，是工艺师用氢氟酸刻蚀玻璃形成的，D项错误；答案选D。

【题型】选择题

【难度】一般

5.【答案】C

【解析】水泥、玻璃都是硅酸盐制品，水晶的主要成分为二氧化硅，故A错误；试管自身含有二氧化硅，高温条件下可以和焦炭反应，故B错误；

Ca2Mg5Si8O22（OH）2写成氧化物形式为：

2CaO•5MgO•8SiO2•H2O，故C正确；硅在自然界中以化合态存在，自然界中无游离态的硅，故D错误；故选C。

【题型】选择题

【难度】容易

6.【答案】D

【解析】玛瑙手镯、水晶项链是二氧化硅，A项错误；太阳能电池是高纯硅，B项错误；生产水泥的原料是黏土和石英，C项错误；粗硅制备单晶硅的反应是，Si+2Cl2

SiCl4，SiCl4+2H2

Si+4HCl，过程中涉及氧化还原反应，D项正确；答案选D。

【题型】选择题

【难度】一般

7.【答案】D

【解析】由于H2SiO3的酸性比碳酸要弱，故将水玻璃露置在空气中时，会发生以下反应而变质：

Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。

【题型】选择题

【难度】容易

8.【答案】D

【解析】地壳中含量最多的非金属元素为氧；SiO2只是晶体二氧化硅的表示式，表示晶体中硅原子与氧原子个数比为1∶2；SiO2不溶于水。

【题型】选择题

【难度】容易

9.【答案】B

【解析】CO难溶于水，水无法吸收CO，不能防止煤气中毒，故B错误。

【题型】选择题

【难度】容易

10.【答案】D

【解析】人造刚玉的主要成分是氧化铝；玛瑙的主要成分是二氧化硅；水泥的主要成分是硅酸盐；变色玻璃是含有溴化银（或氯化银）和微量氧化亚铜的玻璃；太阳能电池的使用开辟了新的能源，有利于环保和节能，故正确答案为D。

【题型】选择题

【难度】一般

11.【答案】D

【解析】CH3COOH是弱电解质，不能写为离子形式，正确的离子方程式为SiO

＋2CH3COOH===H2SiO3↓＋2CH3COO－，A错误；根据强酸制弱酸的原理，应该是H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强，B错误；SiO2没有导电性，C错误；单质硅是半导体材料，利用硅制成的光电池可将太阳能直接转变为电能，D正确。

【题型】选择题

【难度】容易

12.【答案】C

【解析】将含有杂质铁和硅的粗铝分别投入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生氢气。

其反应情况如下所示：

反应取相同质量的样品，其中由Al反应产生的氢气的量相等，因为反应产生氢气的总量相等，故Si与NaOH溶液反应产生的氢气的量必然等于Fe与盐酸反应产生的氢气的量。

解法1：

根据化学方程式分析。

设反应中Si、Fe反应产生的氢气均为amol，则：

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

amolamol

Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑

molamol

n（Fe）∶n（Si）＝amol∶

mol＝2∶1，

m（Fe）：

m（Si）＝（56×2）∶（28×1）＝4∶1。

故①、④是合理的。

解法2：

根据氧化还原反应中电子的转移关系进行分析。

在铁与盐酸的反应中：

1molFe1molFeCl2，产生1molH2。

在硅与氢氧化钠溶液的反应中：

1molSi1molNa2SiO3，产生2molH2。

若产生等量的氢气，Fe和Si在反应中失去的电子数应相

等，因此，物质的量之比应为n（Fe）：

n（Si）＝2：

1，质量之比为m（Fe）∶m（Si）＝（56×2）∶（28×1）＝4∶1。

故选C。

【题型】选择题

【难度】一般

13.【答案】

（1）

（2）氢氟酸SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O

（3）SiO2＋Na2CO3

Na2SiO3＋CO2↑，Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓

（4）50%

【解析】

（1）A元素单质可作半导体材料，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅。

（2）C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。

（3）SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，碳酸的酸性强于硅酸的，故在水溶液中能发生反应Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。

（4）CaCO3的多少决定了CO2的产量，可通过关系式CaCO3～CO2列式求解。

【题型】填空题

【难度】容易

14.

【答案】

（1）D

（2）①SiHCl3＋H2Si（纯）＋3HCl

②H2、HCl③125

【解析】

（1）根据化合物中化合价代数和等于零的原则，可得2×（＋3）＋2×（＋4）＋5×（－2）＋x·（－2＋1）＝0，解得x＝4，A错误；将KAlSi3O8改写为氧化物形式为K2O·Al2O3·6SiO2，SiO2不能与盐酸反应，B错误；根据传统硅酸盐的制造过程可知，烧制青花瓷的过程中发生了复杂的物理变化和化学变化，C错误；青花瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品，D正确。

（2）①根据元素守恒可知，反应b的反应物为SiHCl3、H2，生成物为Si（纯）、HCl：

SiHCl3＋H2Si（纯）＋3HCl。

②根据反应a、b可知，反应a产生的H2是反应b的反应物，反

应b产生的HCl是反应a的反应物，所以H2、HCl是可循环使用的物质。

③由硅原子守恒，

×（1－10%）×80%×80%＝

，得m＝125（吨）。

【题型】填空题

【难度】一般

15.【答案】

（1）2%KSCN溶液2mol·L－1NaOH溶液2mol·L－1盐酸

（2）

②

取操作①所得溶液少许于试管中，并滴加几滴2%KSCN溶液

溶液变为红色，说明矿石中含有Fe2O3

③

取操作①所得残余固体适量置于烧杯中，加入足量2mol·L－1NaOH溶液，充分搅拌

残余固体溶解完全，并得无色溶液

④

取操作③所得无色溶液少许于试管中，用胶头滴管滴入2mol·L－1盐酸至过量

有白色胶状沉淀生成，且不溶于过量盐酸，说明矿石中含有SiO2

【解析】Fe2O3可溶于盐酸转化为Fe3＋，可用SCN－检验Fe3＋的存在，从而说明矿石中含有Fe2O3。

SiO2不溶于盐酸，作为残渣被滤出；为进一步确认，加入NaOH溶液，充分反应后再加盐酸，若有白色胶状沉淀生成，则说明矿石中含有SiO2。

【题型】填空题

【难度】一般

16.【答案】

（1）H2SiO3（SiO2）（1分）；

（2）H++OH-=H2O（1分）；Al3++4OH-=AlO2-+2H2O（1分）；

（3）AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-（2分）；（4）Cl-、HCO3-（2分）；

（5）加热（1分）；（6）氨水（1分）。

【解析】

（1）霞石组成为K2O∙3Na2O∙4Al2O3∙8SiO2，向其中加入HCl，发生反应K2O+2HCl=2KCl+H2O，Na2O+2HCl=2NaCl+H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，而SiO2不能溶于水，所以沉淀1的化学式为SiO2；

（2）向含有HCl、KCl、NaCl、AlCl3的溶液中加入过量NaOH溶液反应的离子方程式为H++OH-=H2O、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；（3）向含有NaAlO2溶液的滤液中通入过量CO2气体，发生反应：

AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，产生的沉淀2是Al（OH）3，（4）通入过量的二氧化碳，过滤后的滤液中含有的阴离子主要是盐酸电离产生的Cl-及过量CO2与盐发生反应产生的HCO3-；（5）将沉淀2Al（OH）3加热发生分解反应产生Al2O3和水；故由沉淀2→Al2O3的反应条件为加热；（6）某同学提出上述流程较烦琐，可简化流程，其方法是向含有Al3+的滤液1中加入足量的试剂弱碱一水合氨，发生复分解反应产生Al（OH）3，则试剂X为氨水。

考点：

考查以霞石为原料制备Al2O3的工艺流程的知识。

【题型】填空题

【难度】一般