高中化學(xué)課時(shí)練習(xí)20無機(jī)非金屬材料的主角-硅含解析

無機(jī)非金屬材料的主角——硅(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括3小題，每小題5分，共15分)1．(2020·臨沂高一檢測(cè))下列離子方程式書寫不正確的是()A．往NaOH溶液中通入少量CO2：CO2＋OH－=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))B．單質(zhì)Si與氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF=2H2↑＋SiF4↑C．石英砂與燒堿溶液反應(yīng)制水玻璃：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2OD．往水玻璃中通入少量CO2：SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2O＋CO2=H2SiO3(膠體)＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))【解析】選A。往NaOH溶液中通入少量CO2，應(yīng)生成正鹽Na2CO3，CO2過量時(shí)才會(huì)生成NaHCO3；硅雖然一般不與酸反應(yīng)，但能與氫氟酸反應(yīng)，由于氫氟酸是弱酸，所以離子方程式和化學(xué)方程式相同；石英砂的主要成分是SiO2，它與燒堿溶液反應(yīng)，生成硅酸鈉和水；碳酸比硅酸的酸性強(qiáng)，所以往水玻璃中通入少量CO2可制成硅酸，Na2SiO3可溶于水，寫成離子形式?！炯庸逃?xùn)練】我國(guó)成功地發(fā)射了“嫦娥一號(hào)”探測(cè)衛(wèi)星，對(duì)月球土壤中14種元素的分布及含量進(jìn)行探測(cè)等。月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，僅月球表層5cm厚的沙土就含鐵單質(zhì)上億噸，月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、鉀長(zhǎng)石(KAlSi3O8)和橄欖石(MgxFe2－xSiO4)等，下列說法或分析不正確的是()A．輝石、鉀長(zhǎng)石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦物B．鉀長(zhǎng)石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·6SiO2C．橄欖石中鐵為＋2價(jià)D．月球上有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑蛏翔F的活動(dòng)性比地球上鐵的活動(dòng)性弱【解析】選D。由輝石、鉀長(zhǎng)石及橄欖石的組成可以看出三者均為硅酸鹽礦物，A項(xiàng)正確；將硅酸鹽表示成氧化物形式時(shí)需注意元素守恒，輝石可寫作：CaO·MgO·2SiO2，鉀長(zhǎng)石可寫作：K2O·Al2O3·6SiO2，B項(xiàng)正確；根據(jù)化合價(jià)原則：2x＋n(2－x)＋4＝2×4，分析得n＝2，鐵為＋2價(jià)，C項(xiàng)正確；月球上存在游離態(tài)鐵的主要原因是月球上沒有氧氣，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．(2020·邯鄲高一檢測(cè))某溶液中可能含有K＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，向該溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生白色渾濁和無色無味氣體。下列說法正確的是()A．無法判斷該溶液中是否含有K＋B．該溶液中一定含有K＋、SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，可能含有HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))C．該溶液中無SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，一定含有COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))D．該溶液中可能含有K＋和COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))【解析】選C。向該溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生白色渾濁和無色無味氣體，說明該溶液中一定含有SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，可能含有COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))或HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。但HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))與SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))能反應(yīng)2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=2COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2SiO3↓，故一定含COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，無HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。由溶液呈電中性可知，該溶液中一定含有K＋。3．宋代五大名窯分別為鈞窯、汝窯、官窯、定窯、哥窯。其中鈞窯以“入窯一色，出窯萬彩”的神奇窯變著稱。下列關(guān)于陶瓷的說法不正確的是()A．窯變是高溫下釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致的顏色變化B．氧化鋁陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料C．高品質(zhì)的瓷器晶瑩剔透，屬于純凈物D．陶瓷屬于硅酸鹽材料，耐酸堿腐蝕，但是不能用來盛裝氫氟酸【解析】選C。不同的金屬氧化物顏色可能不同，在高溫下，釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致的顏色變化稱為窯變，故A正確；新型無機(jī)非金屬材料主要有先進(jìn)陶瓷、非晶體材料、人工晶體、無機(jī)涂層、無機(jī)纖維等，氧化鋁陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，故B正確；瓷器的原料主要是黏土燒結(jié)而成，瓷器中含有多種硅酸鹽和二氧化硅，是混合物，故C錯(cuò)誤；HF能與二氧化硅反應(yīng)，陶瓷的成分是硅酸鹽和二氧化硅，所以陶瓷不能用來盛裝氫氟酸，故D正確。二、非選擇題(本題包括1小題，共15分)4．中國(guó)高鐵對(duì)實(shí)現(xiàn)“一帶一路”的倡議有重要的作用。(1)建設(shè)高鐵軌道需要大量的水泥，生產(chǎn)水泥的主要原材料是黏土和________；(2)高鐵上的信息傳輸系統(tǒng)使用了光導(dǎo)纖維，其主要成分是________；乘務(wù)員使用的無線通話機(jī)的芯片材料是________。(3)高鐵上安裝有許多玻璃，氫氟酸可以處理玻璃表面的微裂紋，氫氟酸與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。(4)高鐵上的衛(wèi)生間沒有任何異味，是由于所使用的馬桶，地漏和洗手盆下水口都是納米硅膠的高科技產(chǎn)品，向硅酸鈉溶液中加入稀鹽酸可產(chǎn)生硅酸膠體，該反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________?！窘馕觥?1)工業(yè)上主要原料是：石灰石和黏土；生產(chǎn)水泥的主要設(shè)備是：水泥回轉(zhuǎn)窯；水泥的主要成分是：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣；(2)光導(dǎo)纖維，其主要成分是SiO2，具有良好的導(dǎo)光性，硅單質(zhì)是半導(dǎo)體材料，常用于計(jì)算機(jī)芯片的材料和太陽(yáng)能電池，乘務(wù)員使用的無線通話機(jī)的芯片材料是硅；(3)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅，反應(yīng)方程式為SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O；(4)向硅酸鈉溶液中滴入稀鹽酸，反應(yīng)生成硅酸膠體，離子方程式：SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=H2SiO3(膠體)。答案：(1)石灰石(2)SiO2Si(3)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(4)SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=H2SiO3(膠體)一、選擇題(本題包括2小題，每小題5分，共10分)5．將過量的CO2分別通入：①CaCl2溶液②濃Na2SiO3溶液③Ca(OH)2溶液④飽和Na2CO3溶液，最終溶液中有白色沉淀析出的是()A．①②③④B．②④C．①②③D．②③【解析】選B。根據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律，CO2通入CaCl2溶液不反應(yīng)，無明顯現(xiàn)象；過量的CO2通入濃Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至過量會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2=Ca(HCO3)2，最終生成Ca(HCO3)2而無沉淀；過量CO2通入飽和Na2CO3溶液中：Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而有結(jié)晶析出。6．硅膠是一種高活性吸附材料，其吸附性能高、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、有較高的機(jī)械強(qiáng)度等。如圖是利用二氧化硅制備硅膠等物質(zhì)的流程，下列說法正確的是()A．SiO2屬于兩性氧化物B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶能用玻璃塞C．硅膠吸水后可重復(fù)再生D．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)【解析】選C。SiO2是酸性氧化物，它能與氫氟酸反應(yīng)是其特殊性質(zhì)，A錯(cuò)；Na2CO3溶液呈堿性，二氧化硅能與堿反應(yīng)生成具有粘結(jié)性的硅酸鈉，使玻璃塞無法打開，B錯(cuò)；硅膠吸附水分后，可通過熱脫附方式將水分除去重復(fù)使用，C對(duì)；在圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系中只有第一行的變化是氧化還原反應(yīng)，其余均為非氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)。二、非選擇題(本題包括1小題，共10分)7．稻殼，是大米外面的一層殼?？梢杂脕碜鲠u油、酒以及發(fā)電，裝成袋也可以種植平菇。稻殼是由外穎、內(nèi)穎，護(hù)穎和小穗軸等幾部分組成，外穎頂部之外長(zhǎng)有鬢毛狀的毛。高純二氧化硅可用來制造光纖。某稻殼灰的成分為組分SiO2CNa2OK2OAl2O3Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)59.2038.800.250.500.640.61通過如下流程可由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅。請(qǐng)回答下列問題：(1)根據(jù)氧化物的性質(zhì)進(jìn)行分類，稻殼灰中涉及的氧化物最多有________類。(2)步驟①中涉及SiO2的性質(zhì)是______________。寫出有關(guān)離子反應(yīng)方程式_________________________________________________________。(3)通過流程分析濾渣A的成分是________。(4)寫出步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________。(5)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟③用到的儀器有______________________________?！窘馕觥?1)二氧化硅為酸性氧化物，氧化鈉、氧化鐵、氧化鉀為堿性氧化物，氧化鋁為兩性氧化物，所以最多涉及3種氧化物；(2)二氧化硅為酸性氧化物，與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，離子方程式：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2O；(3)氧化鈉、氧化鉀均能與水反應(yīng)生成可溶性堿，氧化鋁為兩性氧化物能夠與強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性偏鋁酸鹽，二氧化硅為酸性氧化物與氫氧化鈉反應(yīng)