2024-2025學(xué)年高中化學(xué)課時作業(yè)19硅酸鹽和硅單質(zhì)含解析新人教版必修1

PAGE6-課時作業(yè)19硅酸鹽和硅單質(zhì)[練基礎(chǔ)]1．硅及其化合物在材料領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。下列敘述中，正確的是()A．右圖是常見于汽車中的小擺件“蘋果花”，它的動力是以Si為原料制作的太陽能電池B．晶體硅主要用途是制造光導(dǎo)纖維C．硅是地殼中含量最多的元素D．硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，因此硅在自然界中以游離態(tài)形式存在解析：晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，主要用途是制作太陽能電池、集成電路，A正確、B錯誤；氧是地殼中含量最多的元素，C錯誤；硅是親氧元素，在自然界中以化合態(tài)形式存在，D錯誤。答案：A2．有關(guān)硅元素的下列敘述中正確的是()A．硅、碳與氫氟酸都不反應(yīng)B．硅是構(gòu)成礦物巖石的主要原料，其化合態(tài)硅幾乎全部是硅石和硅酸鹽C．硅與碳性質(zhì)都很穩(wěn)定，都能以游離態(tài)存在于自然界D．晶體硅、石墨都可作半導(dǎo)體材料答案：B3．玻璃、陶瓷和水泥是重要的無機(jī)非金屬材料，它們的主要成分中都含有的元素是()A．氮B．硫C．硅D．氯解析：玻璃、陶瓷、水泥屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，它們的主要成分中都含有硅元素和氧元素，故選項(xiàng)C正確。答案：C4．我國具有獨(dú)立學(xué)問產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補(bǔ)了我國計(jì)算機(jī)制造史上的一項(xiàng)空白。下列對晶體硅的有關(guān)敘述正確的是()A．晶體硅和金剛石的物理性質(zhì)相像B．晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它的提煉工藝?yán)щy，價格昂貴D．晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導(dǎo)電解析：晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相像，是具有正四面體形的空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以物理性質(zhì)與金剛石相像，熔、沸點(diǎn)高，硬度大；硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但常溫下可與F2、HF和強(qiáng)堿反應(yīng)；晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，被廣泛運(yùn)用；晶體硅是一種非金屬單質(zhì)，雖然它具有金屬光澤。答案：A5．下列物質(zhì)中，導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間的是()①晶體硅②金屬鋁③石墨④晶體鍺⑤金剛石A．只有①B．只有⑤C．②和③D．①和④解析：Si、Ge均能導(dǎo)電，可作半導(dǎo)體材料；Al是電的良導(dǎo)體；石墨也能導(dǎo)電，但不能作半導(dǎo)體材料；金剛石不導(dǎo)電。答案：D6．下列溶液中①碳酸鈉溶液②氫氟酸③氫氧化鈉溶液④氯化鈉溶液，可以盛放在玻璃試劑瓶中但不能用磨口玻璃塞的是()A．①③B．②④C．②③D．①④解析：①、③項(xiàng)中溶液呈堿性，不能與光滑的玻璃反應(yīng)，但能與磨口玻璃袒露的SiO2反應(yīng)，生成的硅酸鈉溶液是一種礦物膠，具有良好的黏結(jié)性，易使瓶塞與瓶壁粘在一起而難以開啟。氫氟酸能腐蝕玻璃，不能用玻璃試劑瓶盛放。答案：A7．熔融氫氧化鈉反應(yīng)選用的器皿是()A．陶瓷坩堝B．石英坩堝C．一般玻璃坩堝D．生鐵坩堝解析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高溫下可以跟NaOH發(fā)生如下反應(yīng)：SiO2＋2NaOHeq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋H2O。所以A、B、C的器皿都不能選用，只能用生鐵坩堝。答案：D8．制備硅單質(zhì)時，主要化學(xué)反應(yīng)如下：①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗硅)＋2CO↑②Si(粗硅)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4，③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純硅)＋4HCl，下列對上述三個反應(yīng)的敘述中，不正確的是()A．①③為置換反應(yīng)B．①②③均為氧化還原反應(yīng)C．②為化合反應(yīng)D．三個反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原解析：在反應(yīng)②中Si元素化合價上升，被氧化。答案：D[提素養(yǎng)]9．世界聞名的科技史專家、英國劍橋高校的李約瑟博士考證說：“中國至少在距今3000年以前，就已經(jīng)運(yùn)用玻璃了?！毕铝杏嘘P(guān)一般玻璃的說法不正確的是()A．制一般玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英B．玻璃在加熱熔化時有固定的熔點(diǎn)C．一般玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D．盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起解析：一般玻璃以純堿、石灰石和石英為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得，A正確；玻璃是混合物，沒有固定的熔點(diǎn)，B錯誤；一般玻璃的大致組成為Na2O·CaO·6SiO2，C正確；二氧化硅易與燒堿溶液反應(yīng)生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很強(qiáng)的黏合性，因此盛有NaOH等強(qiáng)堿性溶液的試劑瓶不能運(yùn)用玻璃塞。答案：B10．用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，不正確的是()A．鈣沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]：CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB．鎂橄欖石(Mg2SiO4)：2MgO·SiO2C．鉀云母(K2H4Al6Si6O24)：K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2D．高嶺石[Al2(Si2O5)(OH)4]：Al2O3·2SiO2·2H2O答案：C11．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：CO2溶于水：CO2＋H2OH2CO3，H2CO3的酸性比鹽酸弱，而比硅酸強(qiáng)。依據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律，CO2通入CaCl2溶液無明顯現(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，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溶解度小而結(jié)晶析出，故選B。答案：B12．在含有NaOH、NaAlO2、Na2SiO3的溶液中逐滴加入鹽酸至過量，其圖像正確的是()解析：若偏鋁酸鈉最先與鹽酸反應(yīng)，生成的氫氧化鋁會溶于氫氧化鈉溶液中；若硅酸鈉最先與鹽酸反應(yīng)，生成的硅酸會溶于氫氧化鈉溶液中，因此氫氧化鈉最先與鹽酸反應(yīng)，然后偏鋁酸鈉和硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氫氧化鋁、硅酸，接著滴加鹽酸，氫氧化鋁溶解，硅酸不溶解。綜上所述，C項(xiàng)符合題意。答案：C13．下圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是()A．SiO2屬于兩性氧化物B．酸性：H2SiO3>H2CO3C．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：SiO2是酸性氧化物；酸性：H2CO3>H2SiO3；圖中有的轉(zhuǎn)化反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，如SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)等。答案：C14．硅是無機(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)計(jì)算機(jī)芯片和太陽能電池的主要成分是________，光導(dǎo)纖維的主要成分是________。(填化學(xué)式)(2)工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(3)工業(yè)上利用水玻璃和鹽酸反應(yīng)制備硅酸凝膠后進(jìn)一步脫水處理可得到硅膠，寫出水玻璃和鹽酸反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(4)玉石的主要成分基本都屬于硅酸鹽，翡翠的主要成分為NaAlSi2O6，用氧化物形式表示為________________________________________________________________________。(5)高純度單晶硅可以按下列方法制備：SiO2eq\o(→,\s\up7(①C),\s\do5(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③過量H2),\s\do5(1000～1100℃))Si(純)寫出步驟①的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。步驟②的產(chǎn)物經(jīng)過冷凝后得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)，提純SiHCl3主要操作的名稱是________。步驟③須要在無水無氧環(huán)境下進(jìn)行，若在有氧環(huán)境下，除了有擔(dān)心全因素外，還可能使產(chǎn)品中混有雜質(zhì)________。解析：(1)Si是半導(dǎo)體，可用于制造計(jì)算機(jī)芯片和太陽能電池，光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2。(2)工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃，是因?yàn)闅浞崮芎蚐iO2反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4HF＋SiO2=SiF4↑＋2H2O。(3)工業(yè)上利用水玻璃和鹽酸反應(yīng)制備硅酸凝膠后進(jìn)一步脫水處理可得到硅膠，水玻璃(Na2SiO3)和鹽酸反應(yīng)的離子方程式為SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3(膠體)。(4)翡翠的主要成分為NaAlSi2O6，將其表示為氧化物形式為Na2O·Al2O3·4SiO2。(5)步驟①的化學(xué)方程式為2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗)＋2CO↑；步驟②的產(chǎn)物經(jīng)過冷凝后得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)，依據(jù)兩者沸點(diǎn)不同，可采納蒸餾的方法分別；步驟③須要在無水無氧環(huán)境下進(jìn)行，若在有氧環(huán)境下，除了有擔(dān)心全因素外，產(chǎn)品中的Si會和O2在高溫的條件下反應(yīng)生成SiO2。答案：(1)SiSiO2(2)4HF＋SiO2=SiF4↑＋2H2O(3)SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3(膠體)(4)Na2O·Al2O3·4SiO2(5)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗)＋2CO↑蒸餾SiO215．A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質(zhì)。請?zhí)羁眨?1)形成單質(zhì)A的元素在化合物中的最高化合價為________。(2)B和焦炭反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式是________________________。(3)C的化學(xué)式為________，D的化學(xué)式為________。解析：(1)A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，說明A為Si，Si在化合物中的最高化合價為＋4。(2)B和焦炭反應(yīng)生成A和E，可推知B為SiO2，E為CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。(3)SiO2是酸性氧化物，CaO是堿性氧化物，二者是在高溫下反應(yīng)生成CaSiO3，故C為CaSiO3。SiO2與NaOH在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O，故D為Na2SiO3。答案：(1)＋4(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑(3)CaSiO3Na2SiO316．A、B、C、D四種易溶于水的化合物只由表中的八種離子組成，且四種化合物中陰、陽離子各不相同。陰離子Cl－、SiOeq\o\al(2－,3)、OH－、NOeq\o\al(－,3)陽離子H＋、Ag＋、Na＋、K＋已知：A溶液呈強(qiáng)酸性，且A溶液與B、C溶液混合均產(chǎn)生白色沉淀，B的焰色反應(yīng)呈黃色。回答下列問題：(1)寫出A、B、C、D的化學(xué)式：A__________，B__________，C__________，D__________。(2)寫出A溶液與B溶液反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________________________________