专题4课时2含硅物质与信息材料.docx

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专题4课时2含硅物质与信息材料

课后限时训练

（时间：

45分钟）

必考强化

1．下列物品中，用到硅单质的是（　　）

A．陶瓷B．硅太阳能电池

C．玛瑙D．光导纤维

解析　硅太阳能电池，B项正确；A.陶瓷是硅酸盐产品，C玛瑙、D光导纤维的主要成分是二氧化硅，故A、C、D三项错误。

答案　B

2．（2016·内蒙古巴彦淖尔一中高二下4月考）4G网络让手机飞起来了。

手机芯片的核心是硅板，其成分是（　　）

A．SiO2B．SiC．H2SiO3D．Na2SiO3

解析　硅板的成分是单质硅，答案选B。

答案　B

3．（2016·浙江金华一中高一月考）实验室制备硅酸的反应为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，该反应属于（　　）

A．化合反应B．分解反应

C．置换反应D．复分解反应

解析　实验室制备硅酸的反应为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应，故为复分解反应，故选D。

答案　D

4．（2016·浙江丽水中学高一质检）下列溶液不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存的是（　　）

A．稀硫酸B．NaOHC．浓醋酸D．浓盐酸

解析　氢氧化钠与玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠，具有粘性，能使塞子和瓶口粘连，所以不能用玻璃塞，选B。

答案　B

5．（2016·湖州市高一下期末）下列物质发生反应时，不因为反应的条件、反应物浓度或反应物的用量不同，而产物不同的是（　　）

A．钠与氧气B．碳与氧气

C．硅和氯气D．铁和硫酸

解析　A项，条件不同时，Na和氧气的反应产物不同，常温下生成氧化钠，加热时生成过氧化钠，故A不选；B项，碳在氧气中燃烧，氧气不足时生成一氧化碳，氧气足量时生成二氧化碳，与量有关，故B不选；C项，硅和氯气反应生成四氯化硅，不因为反应的条件、反应物浓度或反应物的用量不同，而产物不同，故C选；D项，铁与稀硫酸生成硫酸亚铁和氢气；铁和浓硫酸发生钝化现象，反应的条件、反应物浓度或反应物的用量不同，而产物不同，故D不选。

答案　C

6．（2014·全国课标Ⅱ）下列过程没有发生化学反应的是（　　）

A．用活性炭去除冰箱中的异味

B．用热碱水清除炊具上残留的油污

C．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果

D．用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装

解析　A项，用活性炭去除冰箱中的异味利用了吸附原理，没有发生化学反应；B项，热碱水使得油脂发生水解反应而变得易清除；C项，KMnO4能吸收成熟水果释放的乙烯，从而起到保鲜水果的目的；D项，硅胶起干燥作用，而铁粉是脱氧剂，会与O2发生化学反应。

答案　A

7．（2015·宿州模拟）下列叙述中正确的是（　　）

A．因为Na2CO3＋SiO2

Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强

B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似

C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物

D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸

解析　A项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体生成，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B错误；SiO2与氢氟酸的反应不属于酸性氧化物与一般酸的反应，在此反应中SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C错误。

答案　D

8．（2015·浙江省慈溪市联考）硅作为一种新型能源被广泛开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是（　　）

A．硅燃烧产物对环境产生的污染，容易得到有效控制

B．从Si（s）＋O2（g）

SiO2（s）　ΔH＝－858.6kJ·mol－1可知，硅燃烧放出的热量多

C．自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅

D．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料之一

解析　自然界中的硅是以化合态的形式存在，故不能从自然界中直接获得单质硅。

答案　C

9．（2016·浙江师大中附中高一检测）下列离子方程式的书写正确的是（　　）

A．水玻璃中通入过量二氧化碳：

Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO

＋H2SiO3

B．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：

Ca（OH）2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO

C．硅与氢氟酸的反应：

Si＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2↑

D．二氧化硅溶于烧碱溶液中：

SiO2＋2OH－===SiO

＋H2O

解析　Na2SiO3是强电解质，应拆成Na＋、SiO

，且应生成HCO

，A错；B项正确写法是CO2＋OH－===HCO

；C项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－。

答案　D

10．（2016·温州第二外国语学校高一上期末）对于化学方程式SiO2＋3C

SiC＋2CO↑，有关叙述正确的是（　　）

A．反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂

B．硅元素被还原了，碳元素被氧化了

C．在反应中C既是氧化剂又是还原剂

D．在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1

解析　A．Si元素化合价没有发生变化，SiO2既不是氧化剂又不是还原剂，C元素化合价既升高又降低，既是氧化剂又是还原剂，故A错误；B.Si元素化合价没有发生变化，C元素既被氧化又被还原，故B错误；C.反应中C元素化合价由0价升高为＋2价和降低为－4价，反应中C既是氧化剂又是还原剂，故C正确；D.C既是氧化剂又是还原剂，由方程式可知3molC参加反应，有2mol被氧化，1mol被还原，则在反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2，故D错误。

答案　C

11．（2016·浙江省杭州市余杭区高一上学期期末）《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡（BaCuSi2O6）。

下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是（　　）

A．是一种硅酸盐

B．性质稳定，不易脱色

C．易溶于强酸和强碱

D．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2

解析　A项，根据题干，大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡（BaCuSi2O6），A项正确；B项，古瓷年代久远，所以硅酸铜钡性质稳定，不易脱色，B项正确；C项，BaCuSi2O6是弱酸盐，所以能和强酸反应，和强碱不反应，C项错误；D项，硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：

活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示：

BaO·CuO·2SiO2，D项正确。

答案　C

12．（2016·浙江永康一中高一上期末）纯二氧化硅可用下列流程制得。

下列说法不正确的是（　　）

A．X可用作木材防火剂

B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4

C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替

D．步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行

解析　分析流程知反应Ⅰ为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，反应Ⅱ为Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4，反应Ⅲ为H2SiO3

SiO2＋H2O。

A、X为硅酸钠溶液，可用作木材防火剂，正确；B、步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4，正确；C、碳酸的酸性比硅酸强，故步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替，正确；D、步骤Ⅲ为硅酸固体的灼烧，若在实验室完成，一般在坩埚中进行，错误。

答案　D

13．（2016·浙江龙游中学高二上第三次检测）利用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。

例如：

（1）计算机芯片的主要成分是　　　　　　　　。

（2）光导纤维的主要成分是　　　　　　　　。

（3）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是　　　　　　　　。

（4）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为　　　　的化合物。

解析　硅及其化合物的主要用途都可以从教材上找到，有的用途实际上就是生活常识。

答案　

（1）硅（或Si或单晶硅）　

（2）二氧化硅（或SiO2）

（3）硅（或Si）　（4）铝硅酸盐（或硅铝酸盐）

14．如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。

请回答下列问题：

（1）B的化学式是　　　　，目前B已被用作　　　　的主要原料。

（2）B和a溶液反应的离子方程式是_________________________________。

（3）A和a溶液反应的离子方程式是__________________________________。

（4）C和过量的盐酸反应的离子方程式是_____________________________。

解析　C与过量的盐酸反应生成白色沉淀E，则E可能是硅酸或氯化银，若E是氯化银，则C是硝酸银，A为银，则根据已有知识，银可以与硝酸反应生成硝酸银，而银与硝酸反应生成三种产物，不符合框图中物质间的转化关系。

则E只能为硅酸，则C为硅酸盐，A为硅，a溶液为强碱的水溶液，进一步推出B为二氧化硅。

答案　

（1）SiO2　光导纤维

（2）SiO2＋2OH－===SiO

＋H2O

（3）Si＋2OH－＋H2O===SiO

＋2H2↑

（4）SiO

＋2H＋===H2SiO3↓

选考提升

15．（2016·浙江省温州市高一上质检）“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义。

请回答下列问题：

Ⅰ、

（1）石棉（CaMg3Si4O12）是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其组成　　　　　。

（2）高分子材料可以分成无机高分子材料和有机高分子材料。

[AlFe（OH）nCl6－n]m属于无机高分子材料，是一种新型高效净水剂，它广泛应用生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为　　　　　　；

Ⅱ、高纯二氧化硅可用来制造光纤。

某稻壳灰的成分为：

组分

SiO2

C

Na2O

K2O

Al2O3

Fe2O3

质量分数

59.20

38.80

0.25

0.50

0.64

0.16

通过如下流程可由稻壳灰制备较纯净的二氧化硅。

请回答下列问题：

（1）根据氧化物的性质进行分类，稻壳灰中涉及的氧化物最多有　　　　　类。

（2）步骤①中涉及SiO2的离子反应方程式为__________________________

_________________________________________________________________。

（3）滤渣A的成分有　　　　　（填化学式）。

（4）步骤②洗涤沉淀的方法是：

____________________________________。

（5）步骤③反应的化学方程式为：

　　　　　　　　　；实验室进行步骤③用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、　　　　　　和　　　　　　　。

解析　Ⅰ、

（1）石棉（CaMg3Si4O12）是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其组成时，先写活泼金属氧化物，再写非金属氧化物；石棉（CaMg3Si4O12）是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示CaO·3MgO·4SiO2。

（2）[AlFe（OH）nCl6－n]m，根据化合价代数和等于0的原则，其中铁元素的化合价为＋3。

Ⅱ、

（1）根据氧化物的性质进行分类，SiO2属于酸性氧化物；Na2O、K2O、Fe2O3属于碱性氧化物；Al2O3属于两性氧化物；稻壳灰中涉及的氧化物最多有3类。

（2）氢氧化钠与SiO2反应生成硅酸钠，反应的离子反应方程式为SiO2＋2OH－===SiO

＋H2O。

（3）Fe2O3、C与氢氧化钠不反应，滤渣A的成分有Fe2O3、C。

（4）洗涤沉淀的方法是：

往漏斗里的沉淀中注入蒸馏水致水浸没沉淀，让水自然流下，重复2～3次。

（5）步骤③为硅酸分解，反应的化学方程式为：

H2SO3

SiO2＋H2O；实验室灼烧固体用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、坩埚钳和三角架。

答案　Ⅰ、

（1）CaO·3MgO·4SiO2　

（2）＋3

Ⅱ、

（1）3　

（2）SiO2＋2OH－===SiO

＋H2O

（3）C和Fe2O3

（4）往漏斗里的沉淀中注入蒸馏水致水浸没沉淀，让水自然流下，重复2～3次

（5）H2SO3

SiO2＋H2O　坩埚钳　三角架

16．（2016·江苏省天一中学高二下学期期末）硅是人类文明发展的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。

（1）工业生产粗硅的反应有：

SiO2＋2C

Si（粗）＋2CO↑，SiO2＋3C

SiC＋2CO↑。

若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，则参加反应的C和SiO2的质量之比为________________________________。

（2）工业上可以通过如下图所示的流程制取纯硅：

①若反应I为Si（粗）＋3HCl

SiHCl3＋H2，则反应II的化学方程式为　　　　。

②整个制备过程必须严格控制无水无氧。

SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：

_________________________

_________________________________________________________________。

③设每一轮次制备1mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应Ⅰ中HCl的利用率为90%，反应Ⅱ中H2的利用率为93.75%，则在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H2的物质的量之比是　　　　　。

解析　

（1）将两方程式叠加，可知C和SiO2的物质的量之比为5∶2，因此质量比为：

（5×12）∶（2×60）＝1∶2。

（2）①由流程图可知反应II是SiHCl3和H2反应生成纯硅和HCl，因此方程式为SiHCl3＋H2

Si（纯）＋3HCl。

②写出方程式中已知物质：

SiHCl3＋3H2O—H2SiO3＋3HCl，由原子守恒可知另一种物质为H2，因此反应的化学方程式为SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋3HCl＋H2↑。

③由题中条件可知：

Si（粗）＋3HCl

SiHCl3＋H2

1mol3mol1mol

SiHCl3＋H2

Si（纯）＋3HCl

1mol1mol3mol

由以上数据可知循环生产中只能产生3molHCl，但HCl的利用率是90%，因此需要增加（

－3）molHCl，循环生产中只产生1molH2，但H2的利用率为93.75%，因此需增加（

－1）molH2，所以补充投入HCl和H2的物质的量之比为：

（

－3）∶（

－1）＝5∶1。

答案　

（1）1∶2

（2）①SiHCl3＋H2

Si（纯）＋3HCl

②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋3HCl＋H2↑

③5∶1

17．（2016·浙江金华市高三调研考试）镁橄榄石主要成分是Mg2SiO4，电解法促进镁橄榄石固定CO2的工艺流程如下图所示：

已知：

Mg2SiO4（s）＋4HCl（aq）2MgCl2（aq）＋SiO2（s）＋2H2O（l）　ΔH＝－49.04kJ·mol－1

固碳时主要反应的方程式为NaOH（aq）＋CO2（g）===NaHCO3（aq）。

（1）上图方框里的操作名称是　　　　，横线上的物质有（填化学式）　　　　。

（2）下列物质中也可用作“固碳”的是（填字母序号）　　　。

A．CaCl2B．NH3·H2O

C．Na2CO3D．H2O

（3）由下图可知，90℃后曲线A溶解效率下降，分析其原因_________________________________________________________________。

（4）经分析，所得碱式碳酸镁沉淀中含有少量NaCl。

为提纯该产品，可采取的方法是　　　　　。

（5）另一种橄榄石的组成是Mg9FeSi5O20，用氧化物的形式可表示为　　　　　。

解析　

（1）根据流程图可知，饱和食盐水在通电的条件下发生电解，生成氢氧化钠，用于固碳，生成的氢气和氯气用于产生HCl，所以方框内的操作为电解，横线上的物质为H2、Cl2；

（2）用于固碳的物质需与二氧化碳发生反应，二氧化碳不与氯化钙反应，在水中的溶解度不大，而与一水合氨反应生成碳酸铵或碳酸氢铵，与碳酸钠反应生成碳酸氢钠，所以答案选BC；（3）镁橄榄石溶于盐酸的反应是可逆的放热反应，开始随温度升高溶解效率高，达到90℃时反应达到平衡状态，再升高温度，平衡逆向移动，则溶解速率降低；（4）碱式碳酸镁沉淀中含有少量NaCl，氯化钠溶于水，而碱式碳酸镁不溶于水，所以用洗涤的方法可除去NaCl；（5）另一种橄榄石的组成是Mg9FeSi5O20，其中Fe为＋2价，其中含有的氧化物为MgO、FeO、SiO2，根据氧化物的书写形式，该物质用氧化物的形式可表示为9MgO·FeO·5SiO2。

答案　

（1）电解　H2、Cl2　

（2）BC

（3）120min后溶解达到平衡，而反应放热，升温平衡逆向移动，溶解效率降低

（4）洗涤　（5）9MgO·FeO·5SiO2