4.1無(wú)機(jī)非金屬材料的主角――硅練習(xí)題解析

(本欄目?jī)?nèi)容在學(xué)生用書(shū)中以活頁(yè)形式分冊(cè)裝訂！)一、選擇題1下列不是水玻璃用途的是()A肥皂填料 B木材防火劑C紙板黏膠劑 D建筑裝飾材料解析：水玻璃是Na2SiO3溶液，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。答案：D2下列物質(zhì)中，不含有硅酸鹽的是()A水玻璃 B硅芯片C黏土 D普通水泥解析：水玻璃是Na2SiO3的水溶液，黏土和普通水泥的主要成分都是硅酸鹽，硅芯片的主要成分是硅。答案：B3SiO2屬于酸性氧化物的理由主要是()A硅是非金屬元素BSiO2對(duì)應(yīng)的水化物是可溶性弱酸X k b 1 . c o mCSiO2能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水DSiO2不能與酸反應(yīng)解析：依據(jù)酸性氧化物的概念進(jìn)行判斷能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。答案：C4下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A二氧化硅是光導(dǎo)纖維的主要原料B硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料C陶瓷餐具所用材料為硅酸鹽D水晶鏡片所用原料為硅酸鹽解析：石英、水晶、光導(dǎo)纖維主要成分為SiO2。Si用于信息產(chǎn)業(yè)及硅光太陽(yáng)能電池。傳統(tǒng)硅酸鹽材料是陶瓷、水泥、玻璃，新型無(wú)機(jī)非金屬材料為光導(dǎo)纖維、生物陶瓷等。答案：D5下列物品或設(shè)備：水泥路橋門(mén)窗玻璃水晶鏡片石英鐘表瑪瑙手鐲硅太陽(yáng)能電池光導(dǎo)纖維計(jì)算機(jī)芯片。所用材料為SiO2或要用到SiO2的是()A B全部C D解析：、用到的材料是Si而不是SiO2，其余都用到SiO2。答案：A6下列反應(yīng)的離子方程式中，正確的是(多選)()A二氧化硅和氫氟酸反應(yīng)：SiO24H=Si42H2OB二氧化硅和氫氧化鉀溶液反應(yīng)：SiO22OH=SiOH2OC水玻璃中滴入鹽酸：SiO2H=H2SiO3D碳酸鋇滴加稀硝酸：CO2H=H2OCO2解析：A中氫氟酸是一種弱酸，不能拆寫(xiě)成離子的形式；D中碳酸鋇是一種難溶性的物質(zhì)，也不能拆寫(xiě)成離子的形式。答案：BC7高嶺土的組成可表示為Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的數(shù)值分別是()A7,2 B5,4C6,3 D3,6解析：一般利用化合物中化合價(jià)代數(shù)和等于零的規(guī)則來(lái)列方程求解。已知化合價(jià)：Al為3價(jià)，Si為4價(jià)，O為2價(jià)，(OH)為1價(jià)。則2(3)2(4)x(2)y(1)0，化簡(jiǎn)得：2xy14，將各項(xiàng)代入，只有B項(xiàng)符合該方程。答案：B8CO2通入下列各溶液中，不可能產(chǎn)生沉淀的是()A氯化鈣溶液 B澄清的石灰水C飽和碳酸鈉溶液 D硅酸鈉溶液解析：先寫(xiě)出反應(yīng)方程式，再由產(chǎn)物共存情況確定反應(yīng)是否發(fā)生。因?yàn)辂}酸的酸性比碳酸強(qiáng)，所以CO2通入CaCl2溶液中不會(huì)析出CaCO3沉淀。A符合題意。CO2通入澄清的石灰水中首先會(huì)生成白色沉淀CaCO3，繼續(xù)通入過(guò)量的CO2，則生成的CaCO3會(huì)逐漸溶解生成無(wú)色透明的Ca(HCO3)2。飽和Na2CO3溶液中通入CO2，因生成溶解度較小的酸式碳酸鹽NaHCO3，可以產(chǎn)生沉淀。CO2氣體通入Na2SiO3溶液生成不溶于水的原硅酸或硅酸，會(huì)產(chǎn)生沉淀。答案：A9.如圖為刻蝕在玻璃上的精美的花紋圖案，則該刻蝕過(guò)程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為()ACaCO32HCl=CaCl2H2OCO2BNaHCO3HCl=NaClH2OCO2CSi4HF=SiF42H2DSiO24HF=SiF42H2O解析：因?yàn)椴Ａе泻蠸iO2，而SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiO24HF=SiF42H2O，所以可以用氫氟酸來(lái)刻蝕玻璃。答案：D10下列有關(guān)硅及其化合物的說(shuō)法正確的是()A晶體硅具有金屬光澤，可以導(dǎo)電，屬于金屬材料B常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，所以自然界中的硅大部分以游離態(tài)存在CSiO2是一種酸性氧化物，能夠與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D除去SiO2中混有的CaCO3可加入適量的稀鹽酸解析：解決此類(lèi)題目可利用非金屬單質(zhì)及其化合物的相似性進(jìn)行類(lèi)推，但同時(shí)要注意硅及其化合物有不同于其他非金屬及其化合物的特性。A項(xiàng)，晶體硅雖然具有金屬光澤，但它屬于非金屬單質(zhì)；其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料。B項(xiàng)，雖然常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅，它主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在；C項(xiàng)，SiO2不同于其他酸性氧化物，它不溶于水也不與水反應(yīng)。D項(xiàng)，SiO2不溶于稀鹽酸，可使用稀鹽酸除去其中混有的CaCO3，化學(xué)方程式為CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O。答案：D二、非選擇題11硅是無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。(1)SiO2是玻璃的成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)，工藝師常用_(填物質(zhì)名稱(chēng))來(lái)雕刻玻璃。(2)用Na2SiO3溶液浸泡過(guò)的棉花不易燃燒，體現(xiàn)Na2SiO3的用途可作_的原料。(3)工業(yè)上常用2CSiO2Si2CO制備硅單質(zhì)，該反應(yīng)中有元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是_(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是_。解析：(1)SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。由于SiO2能溶于氫氟酸，因此工藝師常用氫氟酸來(lái)雕刻玻璃。(2)Na2SiO3的水溶液又稱(chēng)“水玻璃”，它具有阻燃的功能，因此可作防火劑。(3)反應(yīng)中C被氧化，SiO2中的被還原，因此SiO2作氧化劑。答案：(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O氫氟酸(2)防火劑(3)CSiO2新 課 標(biāo) 第 一 網(wǎng)12氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮?dú)庠? 300 時(shí)反應(yīng)獲得。(1)根據(jù)性質(zhì)，推測(cè)氮化硅陶瓷的用途是_(填字母)。A制氣輪機(jī)葉片 B制有色玻璃C制永久性模具 D制造柴油機(jī)(2)畫(huà)出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖_，已知得電子能力NSi，請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式_。(3)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。試推測(cè)該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式_。解析：由氮化硅的性質(zhì)(硬度大、熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定)可判斷其用途為A、C、D。有色玻璃只是在制作玻璃的過(guò)程中熔入了有顏色的化合物如Co2O3、Cu2O等；因非金屬性NSi，故在氮化硅中，N顯3價(jià)，Si顯4價(jià)，由此可寫(xiě)出其化學(xué)式為Si3N4；氮化硅被氫氟酸腐蝕是由于Si3N4能與HF發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于Si與F有極強(qiáng)的親合性生成SiF4，則另一種產(chǎn)物為NH3。答案：(1)A、C、Dw w w .x k b 1.c o m(2) Si3N4(3)Si3N412HF=3SiF44NH313(2010吉林高一檢測(cè))如圖中的每一方格表示相關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物。其中B是一種單質(zhì)，其余物質(zhì)也都是含B元素的化合物。C是一種鈉鹽，E是C對(duì)應(yīng)的酸，B的結(jié)構(gòu)類(lèi)似金剛石，D為B的氧化物(其他不含B元素的反應(yīng)產(chǎn)物以及各步反應(yīng)添加的必要試劑和反應(yīng)條件已被略去)，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)空白：(1)A、D、E的化學(xué)式分別為_(kāi)、_、_。(2)A和B的互相轉(zhuǎn)化在工業(yè)上有什么實(shí)際意義？_。(3)寫(xiě)出DC反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4)寫(xiě)出ED反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。解析：本題的突破口是：“B是一種單質(zhì)”“B的結(jié)構(gòu)類(lèi)似金剛石”。據(jù)此，容易推斷出B是晶體硅。硅與氯氣在加熱條件下生成SiCl4，因此，A為SiCl4。經(jīng)過(guò)分餾提純后得到純凈的SiCl4，SiCl4可以被氫氣還原得純凈的硅。根據(jù)D是B(Si)的氧化物，可知D為SiO2，由此可知其他答案。答案：(1)SiCl4SiO2H2SiO3(2)粗硅提純(3)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(4)H2SiO3SiO2H2O14某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了“實(shí)驗(yàn)室制Si”的研究，他們以課本為基礎(chǔ)，查閱資料得到以下可供參考的信息：工業(yè)上在高溫時(shí)用C還原SiO2可制得Si；Mg在點(diǎn)燃的條件下按質(zhì)量比85與SiO2反應(yīng)生成一種白色固體化合物和另一種硅化物；金屬硅化物與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH4；Si和SiO2均不能與稀H2SO4反應(yīng)；SiH4在空氣中自燃。他們的研究報(bào)告中記載著“選用合適的物質(zhì)在適合的條件下充分反應(yīng)；再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物；然后過(guò)濾、洗滌、干燥、最后稱(chēng)量在稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，其產(chǎn)率也只有預(yù)期的63%左右?！闭?qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)該小組“實(shí)驗(yàn)室制Si”的化學(xué)反應(yīng)方程式是_。(2)寫(xiě)出的反應(yīng)方程式：_。(3)該過(guò)程中產(chǎn)率比預(yù)期低的原因是_。(4)你估計(jì)“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是什么？請(qǐng)用必要的文字和化學(xué)方程式予以說(shuō)明：_。解析：碳可以在高溫下還原SiO2制得Si。反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO22CSi2CO。Mg與SiO2反應(yīng)類(lèi)似于Mg與CO2的反應(yīng)，先生成