無機非金屬材料的主角——硅

1、課時作業(yè)9無機非金屬材料的主角硅時間：45分鐘分值：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1我國成功地發(fā)射了嫦娥一號探測衛(wèi)星，用來對月球土壤中14種元素的分布及含量進行探測等。月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，僅月球表層5 cm厚的沙土中就含鐵單質(zhì)上億噸，月球上的主要礦物有輝石CaMgSi2O6、斜長石KAlSi3O8和橄欖石(Mg，F(xiàn)e)2SiO4等，下列說法或分析不正確的是()A輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B斜長石的氧化物形式可表示為：K2O·Al2O3·6SiO2C輝石、斜長石和橄欖石都可用于冶煉金屬D月球上有游離態(tài)鐵是因為月球上鐵的活動性比地球上鐵的活動性弱解析鐵的

2、活動性是不會改變的，只是月球上沒有氧氣，故在月球上存在游離態(tài)鐵。答案D2下列關(guān)于硅及其化合物的敘述中，錯誤的是A硅是良好的半導(dǎo)體材料B二氧化硅能與石灰石反應(yīng)：SiO2CaCO3CaSiO3CO2C可以用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO22CSi2COD水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2解析本題考查硅及其化合物。水泥的主要成分為硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)，而Na2SiO3、CaSiO3和SiO2為玻璃的主要成分。答案D3下列敘述中正確的是()A進行H2O和H2S的熱分解實驗，可確

3、定S、O兩種元素的非金屬性強弱B根據(jù)同濃度的NaCl和NaF溶液的pH，可確定F、Cl兩元素的非金屬性強弱C已知2CSiO2Si2CO，說明C的非金屬性比Si強DH2SO3的酸性比H2CO3的酸性強，說明S的非金屬性比C強解析A項，非金屬性越強，則氫化物越穩(wěn)定，故正確；B項，元素非金屬性強弱應(yīng)根據(jù)生成氫化物的難易程度及氫化物的穩(wěn)定性、最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強弱來判斷，不能根據(jù)NaCl和NaF溶液的pH大小來判斷F、Cl兩元素的非金屬性強弱，故不正確；C項反應(yīng)能夠發(fā)生，是因為高溫下生成的CO脫離反應(yīng)體系，不正確；D項，亞硫酸不是最高價氧化物對應(yīng)的水化物，故不正確。答案A4下列說法正確的是A

4、硅材料廣泛應(yīng)用于光纖通訊B工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品C水晶項鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品D粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)解析B項，工藝師利用氫氟酸刻蝕石英制作藝術(shù)品；C項，水晶項鏈的成分是SiO2，餐桌上的瓷盤是硅酸鹽制品；D項，粗硅制備單晶硅先用Cl2氧化粗硅，再用H2還原SiCl4，這兩個反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。答案A5下列離子方程式不正確的是A石英與燒堿溶液反應(yīng)：SiO22OH=SiO32H2OB硅與燒堿溶液反應(yīng)：Si2OHH2O=SiO322H2C向小蘇打溶液中加入過量的石灰水：2HCO3Ca22OH=CaCO32H2OCO32D往水玻璃中加入鹽酸：2HSiO32=H2SiO3

5、解析選項C中，當(dāng)石灰水過量時，NaHCO3中的HCO3一定要完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO32，CO32再結(jié)合Ca2生成CaCO3沉淀，正確的離子方程式應(yīng)為HCO3OHCa2=H2OCaCO3。答案C6制造太陽能電池需要高純度的硅，工業(yè)上制高純硅常用以下反應(yīng)實現(xiàn)：Si(s)3HCl(g)=SiHCl3(g)H2(g)SiHCl3H2=Si3HCl對上述兩個反應(yīng)的下列敘述中，錯誤的是()A兩個反應(yīng)都是置換反應(yīng)B反應(yīng)是置換反應(yīng)C由于反應(yīng)放熱，則反應(yīng)一定吸熱D兩個反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)解析由置換反應(yīng)的定義：一個單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，A、B正確；因為反應(yīng)并未標(biāo)明反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)，故不

6、能由此推出反應(yīng)是否一定吸熱，故C錯誤。答案C7化學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境密切相關(guān)。下列說法不正確的是()ASiC的硬度很大，可用作砂紙、砂輪的磨料B常溫下濃硝酸與鋁不反應(yīng)，可用鋁制容器存放濃硝酸C氯氣與燒堿溶液或石灰乳反應(yīng)都能得到含氯消毒劑D過氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，可用作高空飛行或潛水的供氧劑解析常溫下鋁遇濃硝酸發(fā)生鈍化，鈍化為化學(xué)變化，B錯。答案B8(2011·合肥市高三第一次教學(xué)質(zhì)檢)四氯化硅還原法是當(dāng)前制備較高純度硅的一種方法，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)。下列說法合理的是()A光導(dǎo)纖維的主要成分是硅單質(zhì)B減小壓強有利

7、于加快化學(xué)反應(yīng)速率C高溫下，氫氣的還原性強于硅D混入少量空氣對上述反應(yīng)無影響答案C9下圖表示從固體混合物中分離X的兩種方案，請根據(jù)方案1和方案2指出下列說法合理的是()方案1方案2A可以選用方案1分離碳酸氫鈉中含有的氯化銨B方案1中殘留物應(yīng)該具有的性質(zhì)是受熱易揮發(fā)C方案2中加入的試劑一定能夠與除X外的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D方案2中加入NaOH溶液可以分離含SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3解析由于NaHCO3與NH4Cl均易分解，故A錯；方案1中殘留物應(yīng)具有熱穩(wěn)定性，B錯；若X難溶于水其他物質(zhì)易溶于水，也滿足方案2，C錯。答案D10生石灰中往往含有雜質(zhì)CaCO3和SiO2，要檢驗是否存在這兩

8、種雜質(zhì)，最好選用()A水B鹽酸C硫酸 D燒堿溶液解析加入鹽酸，若產(chǎn)生氣體則含有CaCO3，若有不溶物，則含有SiO2。答案B11(2011·西安第一次聯(lián)考)氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮氣流中，通過以下反應(yīng)制得：3SiO26C2N2Si3N46CO。下列敘述正確的是()A在氮化硅的合成反應(yīng)中，N2是還原劑，SiO2是氧化劑B上述反應(yīng)中每生成1 mol Si3N4，N2得到12 mol電子C若已知上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，其平衡常數(shù)增大D若使壓強增大，上述平衡向正反應(yīng)方向移動解析氮元素的化合價降低，碳元素的化合價升高，則C是還原劑，N2是氧化劑，

9、A選項錯誤；每生成1 mol Si3N4，N2得到12 mol電子，B選項正確；升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，C選項錯誤；增大壓強，平衡逆向移動，D選項錯誤。答案B12在石灰窯中燒制生石灰，1 mol CaCO3完全分解所需要的能量，可燃燒0.453 mol碳來提供。設(shè)空氣中O2體積分?jǐn)?shù)為0.21，N2為0.79，則石灰窯產(chǎn)生的氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)不可能是()A0.43 B0.46C0.42 D0.52解析假設(shè)其中的碳與氧氣正好完全反應(yīng)，則需要相同物質(zhì)的量的氧氣，因此1 mol CaCO3完全分解帶入的氮氣為×0.453 mol1.704 mol，混合氣體中的二氧化碳來源為

10、CaCO3的分解和碳的燃燒，所以其中二氧化碳的物質(zhì)的量為1 mol0.453 mol1.453 mol，此時CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.46，因為空氣中的氧氣不一定完全反應(yīng)，所以選項ABC均正確。答案D二、非選擇題(共52分)13水泥的成分主要有Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3Al2Oz，則x_，y_，z_，分別用氧化物表示其組成_、_、_。解析根據(jù)化合物分子中各元素的化合價代數(shù)和為零這一原理，可得x4，y5，z6。再將Ca2SiO4、Ca3SiO5、Ca3Al2O6改寫成氧化物的形式，則得2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3。答案4,5,

11、6,2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O314硅藻土由無定形的SiO2組成，含有少量Fe2O3、Al2O3及有機物等雜質(zhì)，通常呈淺黃色或淺灰色，質(zhì)軟多孔。工業(yè)上可按如下流程，用硅藻土制備納米二氧化硅。(1)煅燒硅藻土的目的是_。(2)在加熱條件下加入燒堿時，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)加入過量硫酸后生成沉淀的反應(yīng)方程式為_。(4)上述流程中，有助于控制二氧化硅粒子直徑的措施有_(至少寫出一個)。答案(1)除去有機雜質(zhì)(2)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(3)Na2SiO3H2SO4=Na2SO4H2SiO3(4)沉淀時加入粒子阻隔劑

12、(或加入硅酸鈉和水調(diào)濃度)15甲、乙兩同學(xué)在實驗過程中發(fā)現(xiàn)盛裝氫氧化鈉的試劑瓶底部有白色粉末狀固體。他們利用實驗室中的其他藥品和儀器對其成分進行了探究。請回答下列問題：.成分預(yù)測(1)無色玻璃的成分是二氧化硅、硅酸鈉和硅酸鈣；二氧化硅能夠與氫氧化鈉反應(yīng)，產(chǎn)物是硅酸鈉；而硅酸鈉能溶解于水。兩位同學(xué)由此推知該白色粉末狀固體是_。.實驗設(shè)計同學(xué)甲的實驗設(shè)計：在試管中加入1 mL該氫氧化鈉溶液，向其中滴入幾滴紫色石蕊試液，此時溶液的顏色是藍(lán)色，然后再向其中逐滴滴加鹽酸，如果溶液顏色能夠變?yōu)榧t色，則證明欲檢測的氫氧化鈉溶液中含有硅酸鈉。因為硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的硅酸能夠使紫色石蕊試液變色。同學(xué)乙的實驗設(shè)

13、計：在試管中加入1 mL該氫氧化鈉溶液，向其中滴入幾滴酚酞試液，此時溶液的顏色是紅色，然后再向其中逐滴滴加鹽酸，直至溶液變?yōu)闊o色，如果溶液中有白色的膠狀沉淀產(chǎn)生，則證明溶液中有硅酸鈉。這是因為硅酸鈉可以與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生溶解度很小的硅酸。(2)同學(xué)_(填“甲”或“乙”)的實驗設(shè)計合理，請你寫出其中的離子方程式：_。(3)同學(xué)_(填“甲”或“乙”)的實驗設(shè)計不合理，理由是_。(4)為什么可以說用玻璃瓶盛裝的氫氧化鈉溶液中如果有硅酸鈉，就可以證明其中的白色粉末就是硅酸鈣？_。答案(1)硅酸鈣(2)乙HOH=H2O；2HSiO32=H2SiO3(3)甲硅酸不溶于水，所以硅酸不會使紫色石蕊試液變紅色，而該

14、實驗過程中可能會出現(xiàn)溶液變紅色，原因是滴加的鹽酸過量(4)因為玻璃的主要成分是硅酸鈉、二氧化硅和硅酸鈣，其中硅酸鈉可以溶解于水，二氧化硅可以與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生可溶性的硅酸鈉，如果能夠證明氫氧化鈉溶液中有硅酸鈉，則可以證明玻璃被氫氧化鈉溶液“部分溶解”了，玻璃成分中不溶解的只有硅酸鈣，故其中的白色粉末就是硅酸鈣16某同學(xué)對“鉛筆、鉛球、鉛丹”產(chǎn)生了興趣，通過查閱資料發(fā)現(xiàn)：鉛筆由木材、黏土等制成，常用于寫畫，還可用于鑒別鉆石的真?zhèn)?。鉆石用水潤濕后，用鉛筆在它上面劃一下，真鉆石的表面不會留下鉛筆劃過的痕跡。用水晶、玻璃等制作的假鉆石則會留下痕跡。鉛球是世界田徑賽場上的傳統(tǒng)項目，其投擲用的鉛球是“鐵殼里灌鉛鑄成的圓球”，標(biāo)準(zhǔn)重量為7.257公斤。鉛丹的書名為四氧化三鉛，鉛丹用于制造鉛玻璃，由于它有氧化性，涂在鋼材上有利于鋼鐵表面的鈍化，其防銹效果好，所以被大量地用于漆船舶和橋梁鋼架。鉛筆芯中除黏土外，最主要的化學(xué)成分為_(填名稱)；水晶的主要成分為_(填化學(xué)式)。鉛球不做成實心鐵球，而是在鐵殼里加鉛的原因是_。將鉛丹與炭粉混合加熱可制得鉛單質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。欲測定某鉛丹中Pb3O4的含量，稱取樣品0.1 g，加濃鹽酸溶解，得到含Pb2的溶液，加熱條件下用過量K2Cr2O7將Pb2沉淀為PbCrO4，反應(yīng)為2Pb2Cr2O72H2O=2PbCrO42H，冷卻后過濾洗滌，將