高中化學(xué) 課時(shí)作業(yè)20 硅酸鹽和硅單質(zhì) 新人教版必修1

1、課時(shí)作業(yè)20硅酸鹽和硅單質(zhì)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(shuō)法錯(cuò)誤的是()a鉛筆芯的主要原料是石墨，兒童使用時(shí)不會(huì)引起中毒bco有毒，有煤爐的居室可放置數(shù)盆清水，能有效地吸收co，防止煤氣中毒c“汽水”澆灌植物有一定的道理，其中co2的釋放，有利于植物的光合作用d硅的提純與應(yīng)用，促進(jìn)了半導(dǎo)體元件與集成芯片業(yè)的發(fā)展，可以說(shuō)“硅是信息技術(shù)革命的催化劑”解析：co難溶于水，水無(wú)法吸收co，不能防止煤氣中毒，故b錯(cuò)誤。答案：b2下列表述正確的是()人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級(jí)耐火材料，主要成分是二氧化硅化學(xué)家采用瑪瑙研體摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無(wú)溶劑合成，瑪瑙的主要成分是

2、硅酸鹽提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來(lái)保護(hù)眼睛太陽(yáng)能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能abc d解析：人造剛玉的主要成分是氧化鋁；瑪瑙的主要成分是二氧化硅；水泥的主要成分是硅酸鹽；變色玻璃是含有溴化銀(或氯化銀)和微量氧化亞銅的玻璃；太陽(yáng)能電池的使用開辟了新的能源，有利于環(huán)保和節(jié)能，故正確答案為d。答案：d3下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()a硅酸鈉溶液與醋酸混合的離子方程式為sio2h=h2sio3b向一定濃度的na2sio3溶液中通入適量co2氣體，出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明h2sio3的酸性比h2co3的酸性強(qiáng)csi

3、o2有導(dǎo)電性，所以sio2可用于制備光導(dǎo)纖維d單質(zhì)硅是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧辖馕觯篶h3cooh是弱電解質(zhì)，不能寫為離子形式，正確的離子方程式為sio2ch3cooh=h2sio32ch3coo，a錯(cuò)誤；根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理，應(yīng)該是h2co3的酸性比h2sio3的酸性強(qiáng)，b錯(cuò)誤；sio2沒(méi)有導(dǎo)電性，sio2可以用于制備光導(dǎo)纖維，c錯(cuò)誤；單質(zhì)硅是半導(dǎo)體材料，利用硅制成的光電池可將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，d正確。答案：d4歌曲青花瓷中所描繪的“屏層鳥繪的牡丹一如你梳妝”“色白花青的景已躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個(gè)謎，近年來(lái)科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍(lán)紫色的硅酸

4、銅鋇(bacusi2ox，銅為2價(jià))，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說(shuō)法不正確的是()a可用氧化物形式表示為bao·cuo·2sio2b性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色c易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿dx等于6答案：c5下列有關(guān)硅及其化合物的說(shuō)法中正確的是()a在粗硅的制取中發(fā)生反應(yīng)2csio22cosi，硅被還原，所以碳的還原性大于硅的b硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞的試劑瓶中c用sio2制取硅酸，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后通入co2d由na2co3sio2co2na2sio3可知硅酸的酸性大于碳酸解析：si的還原性比c的強(qiáng)，但能發(fā)生反應(yīng)2csio22cosi，h2co3的

5、酸性比h2sio3的強(qiáng)，但能發(fā)生反應(yīng)na2co3sio2co2na2sio3，其原因是這兩個(gè)反應(yīng)均在高溫下進(jìn)行，且產(chǎn)物中均有氣體生成，氣體從反應(yīng)體系中逸出，有利于反應(yīng)的進(jìn)行，a、d錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)室中不能用磨口玻璃塞盛放呈堿性的液體，如naoh溶液、na2sio3溶液、na2co3溶液等，b錯(cuò)誤；sio2不能與水直接反應(yīng)，所以制取硅酸只能用可溶性硅酸鹽與co2或酸反應(yīng)：na2sio3co2h2o=na2co3h2sio3或na2sio32hcl=2naclh2sio3，c正確。答案：c6下列關(guān)于碳和硅的比較，正確的是()a它們的氧化物都能與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸b碳和硅的最高正價(jià)都是4價(jià)c硅元素在地殼中

6、的含量占第二位，碳占第一位d碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài)解析：sio2不溶于水也不與水反應(yīng)；地殼中含量最多的元素是氧，其次是硅；自然界中有游離態(tài)的碳(金剛石)，沒(méi)有游離態(tài)的硅，因?yàn)楣枋且环N親氧元素。答案為b。答案：b7將足量co2氣體通入水玻璃中，然后加熱蒸干，在高溫下充分煅燒，最后所得的固體物質(zhì)是()ana2sio3 bna2co3、na2sio3cna2co3、sio2 dsio2解析：該過(guò)程中涉及的反應(yīng)：2co2na2sio32h2o=h2sio32nahco3，h2sio3sio2h2o,2nahco3na2co3co2h2o，sio2na2co3na2sio3c

7、o2，故最后所得的固體物質(zhì)是na2sio3。答案：a8常溫下，下列物質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)的一組是()硅與naoh溶液硅與鹽酸硅與氫氟酸二氧化硅與碳酸鈉二氧化硅與naoh溶液二氧化硅與濃硝酸a bc d解析：硅在常溫下只能與f2、氫氟酸、naoh溶液發(fā)生反應(yīng)；二氧化硅與碳酸鈉在高溫下能反應(yīng)；二氧化硅是酸性氧化物，能與naoh溶液反應(yīng)，但不能與hno3反應(yīng)，故d選項(xiàng)符合題意。答案：d9某溶液中可能含有k、so、co、hco、sio，向該溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生白色渾濁和無(wú)色無(wú)味氣體。下列說(shuō)法正確的是()a無(wú)法判斷該溶液中是否含有kb該溶液中一定含有k、sio，可能含有hcoc該溶液中無(wú)so，一定含有cod該

8、溶液中可能含有k和co解析：向該溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生白色渾濁和無(wú)色無(wú)味氣體，則說(shuō)明該溶液中一定含有sio，含有co、hco至少一種，由溶液呈電中性可知，該溶液中一定含有k。答案：b10單晶硅是制作電子集成電路的基礎(chǔ)材料?？茖W(xué)家預(yù)計(jì)，到2011年一個(gè)電腦芯片上將會(huì)集成10億個(gè)晶體管，其功能遠(yuǎn)比我們想象的要大得多，這對(duì)硅的純度要求很高。用化學(xué)方法可制得高純度硅，其化學(xué)方程式為：sio22c高溫,si2cosi2cl2sicl4sicl42h2si4hcl。下列對(duì)上述三個(gè)反應(yīng)的敘述中，不正確的是()a為置換反應(yīng)b為化合反應(yīng)c均為氧化還原反應(yīng)d三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原解析：反應(yīng)中硅元素被還原

9、，反應(yīng)中硅元素被氧化，d錯(cuò)誤。答案：d11.下圖為北京奧運(yùn)會(huì)的獎(jiǎng)牌“金鑲玉”牌，使用了昂貴的玉石材料，其化學(xué)成分多為含水鈣鎂硅酸鹽，如ca2mg5si8o22(oh)2等。下列說(shuō)法正確的是()aca2mg5si8o22(oh)2可用氧化物的形式表示為2cao·5mgo·8sio2·h2ob從分類的角度看，ca2mg5si8o22(oh)2為氧化物c玉石材料性質(zhì)穩(wěn)定，耐強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的腐蝕dca2mg5si8o22(oh)2易溶于水解析：ca2mg5si8o22(oh)2屬于鹽類，易被強(qiáng)酸腐蝕，不溶于水，其化學(xué)式可以用氧化物的形式表示為2cao·5mgo

10、83;8sio2·h2o，故只有a項(xiàng)正確。答案：a12工業(yè)上常用sio2與c在高溫下發(fā)生反應(yīng)制造粗硅，粗硅中含有sic，其中si和sic的物質(zhì)的量之比為11。下列說(shuō)法正確的是()asic是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，任何條件下都不可能在空氣中燃燒b制造粗硅時(shí)的反應(yīng)：2sio25c高溫,sisic4cocsi、sio2能用naoh溶液分離d純凈的sio2只能用于制造光導(dǎo)纖維解析：根據(jù)sic中元素的價(jià)態(tài)可知，sic具有還原性，高溫下能在空氣中燃燒生成sio2和co2，a項(xiàng)錯(cuò)誤。粗硅中含有sic，其中si和sic的物質(zhì)的量之比為11，根據(jù)原子守恒，可將題述信息轉(zhuǎn)化為如下反應(yīng)：2sio25c高溫

11、,sisic4co，b項(xiàng)正確。si、sio2均能與naoh溶液反應(yīng)，c項(xiàng)錯(cuò)誤。純凈的sio2還可用于制造光學(xué)玻璃等，d項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：b二、非選擇題(共52分)13(10分)氮化硅陶瓷因其熔點(diǎn)高，對(duì)于金屬及氧化物熔體具有相當(dāng)?shù)母邷胤€(wěn)定性，越來(lái)越多被應(yīng)用于熱工各個(gè)領(lǐng)域，如陶瓷燒成棚板、輥棒，以及高溫軸承、渦輪葉片等。(1)下列關(guān)于氮化硅陶瓷的說(shuō)法正確的是_。a硅粉合成氮化硅的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)b氮化硅陶瓷屬于硅酸鹽c氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料d太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的主體材料為氮化硅(2)在燒結(jié)氮化硅陶瓷的過(guò)程中，二氧化硅、碳、氮?dú)庖晕镔|(zhì)的量之比362反應(yīng)生成兩種化合物。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。該反應(yīng)

12、中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為_。解析：(1)sio2與n2、c反應(yīng)前后，n、c元素的化合價(jià)發(fā)生變化，故屬于氧化還原反應(yīng)，a正確；氮化硅屬于新型高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，不屬于硅酸鹽，b錯(cuò)誤；根據(jù)氮化硅的性能，可用于制造磨刀材料，c正確；太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的主體材料為硅，d錯(cuò)誤。(2)硅原子最外層有4個(gè)電子，氮原子最外層有5個(gè)電子，在氮化硅中硅顯4價(jià)，氮顯3價(jià)，根據(jù)化合物中化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則，可得氮化硅的化學(xué)式為si3n4。燒結(jié)si3n4的反應(yīng)物為sio2、n2、c，生成物為si3n4和另一種化合物，則有3sio22n26csi3n4另一種化合物，根據(jù)原子守恒可得另一種化合物為co，故反應(yīng)方程式為3sio2

13、2n26csi3n46co。根據(jù)反應(yīng)：3sio22n26csi3n46co，分析各元素化合價(jià)變化可知，si、o元素反應(yīng)前后化合價(jià)沒(méi)有變化，氮元素價(jià)態(tài)降低，為氧化劑，碳元素價(jià)態(tài)升高為還原劑，其質(zhì)量比為2 mol×28 g/mol(6 mol×12 g/mol)79。答案：(1)ac(2)3sio22n26csi3n46co7914(10分)元代青花瓷的制作原料采用瓷土加高嶺土主要成分al2si2o5(oh)x的“二元配方”，青花瓷釉料的成分主要是鉀長(zhǎng)石(kalsi3o8)，在1 300 左右高溫一次燒成的釉可形成精美的青花瓷。(1)下列說(shuō)法正確的是_。a高嶺土化學(xué)式中x2b鉀

14、長(zhǎng)石能完全溶于鹽酸c燒制青花瓷的過(guò)程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化，但沒(méi)有化學(xué)變化d青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品(2)工業(yè)上可利用海邊石英砂生產(chǎn)粗硅，其主要原理：sio22csi(粗)2co。工業(yè)上可通過(guò)下圖所示流程由粗硅進(jìn)一步制純硅：反應(yīng)a的化學(xué)方程式為si(粗)3hcl(g)sihcl3(l)h2(g)，反應(yīng)b的化學(xué)方程式為_。以上工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_。若上述兩步反應(yīng)中硅元素的利用率均為80%，制粗硅時(shí)有10%的sio2轉(zhuǎn)化為sic，則生產(chǎn)25.2噸純硅需純度為75%石英砂_噸。解析：(1)根據(jù)化合物中化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則，可得2×(3)2×(4)5×

15、(2)x·(21)0，解得x4，a錯(cuò)誤；將kalsi3o8改寫為氧化物形式為k2o·al2o3·6sio2，sio2不能與鹽酸反應(yīng)，b錯(cuò)誤；根據(jù)傳統(tǒng)硅酸鹽的制造過(guò)程可知，燒制青花瓷的過(guò)程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化，c錯(cuò)誤；青花瓷、玻璃、水泥都是硅酸鹽產(chǎn)品，d正確。(2)根據(jù)元素守恒可知，反應(yīng)b的反應(yīng)物為sihcl3、h2，生成物為si(純)、hcl：sihcl3h2si(純)3hcl。根據(jù)反應(yīng)a、b可知，反應(yīng)a產(chǎn)生的h2是反應(yīng)b的反應(yīng)物，反應(yīng)b產(chǎn)生的hcl是反應(yīng)a的反應(yīng)物，所以h2、hcl是可循環(huán)使用的物質(zhì)。由硅原子守恒，×(110%)×

16、80%×80%，得m125(噸)。答案：(1)d(2)sihcl3h2si(純)3hclh2、hcl12515(10分)a元素的單質(zhì)是重要的半導(dǎo)體材料，含a元素的化合物c可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料光導(dǎo)纖維，c與燒堿反應(yīng)生成含a元素的化合物d。(1)a的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_。(2)易與c發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是_，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)c與純堿混合高溫熔融時(shí)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成d，同時(shí)還生成氧化物b；將全部的b與全部的d在足量的水中混合，又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含a的化合物e。寫出生成d和e的化學(xué)方程式_。(4)100 g c與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11

17、.2 l,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。解析：(1)a元素單質(zhì)可作半導(dǎo)體材料，含a元素的某化合物是制造光導(dǎo)纖維的原料，可知a為硅。(2)c為sio2，能與sio2反應(yīng)的酸只有氫氟酸。(3)sio2與na2co3高溫下反應(yīng)生成na2sio3和co2，碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸的，故在水溶液中能發(fā)生反應(yīng)na2sio3co2h2o=na2co3h2sio3。(4)caco3的多少?zèng)Q定了co2的產(chǎn)量，可通過(guò)關(guān)系式caco3co2列式求解。答案：(1)(2)氫氟酸sio24hf=sif42h2o(3)sio2na2co3na2sio3co2，na2sio3co2h2o=na2co3h2sio3(4)5

18、0%16(11分)某化學(xué)興趣小組的成員撿到一塊礦石，觀察外觀發(fā)現(xiàn)該礦石堅(jiān)硬且呈紅褐色，投入水中沒(méi)有任何變化，再向水中加濃鹽酸至過(guò)量，礦石部分溶解，并有大量無(wú)色氣體產(chǎn)生。該興趣小組的同學(xué)們猜測(cè)該礦石可能由caco3、sio2、fe2o3三種成分組成，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該礦石含除caco3以外的兩種成分。僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、滴管、藥匙、漏斗；2 mol·l1鹽酸、2 mol·l1 naoh溶液、2% kscn溶液。(1)將實(shí)驗(yàn)方案用如圖所示流程圖表示，試寫出每步所用試劑的名稱或化學(xué)式。試劑_；試劑_；試劑_。(2)如果猜測(cè)是成立的，試根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)

19、操作、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論取適量礦石研細(xì)，加足量2 mol·l1鹽酸有大量無(wú)色氣體產(chǎn)生，得棕黃色溶液，且仍有少量固體殘留解析：fe2o3可溶于鹽酸轉(zhuǎn)化為fe3，可用scn檢驗(yàn)fe3的存在，從而說(shuō)明礦石中含有fe2o3。sio2不溶于鹽酸，作為殘?jiān)粸V出；為進(jìn)一步確認(rèn)，加入naoh溶液，充分反應(yīng)后再加鹽酸，若有白色膠狀沉淀生成，則說(shuō)明礦石中含有sio2。答案：(1)2% kscn溶液2 mol·l1 naoh溶液2 mol·l1鹽酸(2)取操作所得溶液少許于試管中，并滴加幾滴2% kscn溶液溶液變?yōu)榧t色，說(shuō)明礦石中含有fe2o3取操作所得殘余

20、固體適量置于燒杯中，加入足量2 mol·l1 naoh溶液，充分?jǐn)嚢铓堄喙腆w溶解完全，并得無(wú)色溶液取操作所得無(wú)色溶液少許于試管中，用膠頭滴管滴入2 mol·l1鹽酸至過(guò)量有白色膠狀沉淀生成，且不溶于過(guò)量鹽酸，說(shuō)明礦石中含有sio217.(11分)在半導(dǎo)體工業(yè)中有這樣一句話：“從沙灘到用戶”，其中由粗硅制純硅的常用方法為si(粗)2cl2=sicl4sicl42h2=si(純)4hcl。若在25 101 kpa條件下反應(yīng)生成hcl氣體49 l(注：25 101 kpa條件下氣體摩爾體積為24.5 l·mol1)，則：(1)反應(yīng)生成hcl氣體的質(zhì)量為_，轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為_。(2)反應(yīng)生成的hcl氣體溶于127 ml水中，得到密度為1.20 g·ml1的鹽酸，此鹽酸的物質(zhì)的量濃度為_。(3)“從沙灘到用戶”涉及多個(gè)反應(yīng)，其中制取粗硅的反應(yīng)方程式為_。純凈的石英與燒堿反應(yīng)可以制得水玻璃，反應(yīng)的離子方程式為_。(4)普通玻璃若以氧化物形式表示其組成為(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：na2o13%，cao11.7%，sio275.3%?，F(xiàn)以石灰石、純堿和石英為原料生產(chǎn)這種玻璃10 t，石灰石的利用率