苏教版必修1 专题3第3单元 含硅矿物与信息材料 作业.doc

第3单元 含硅矿物与信息材料1.下列关于硅及其化合物的说法不正确的是( d )a.单质硅常用作半导体材料b.硅酸钠是制备木材防火剂的原料c.二氧化硅是制备光导纤维的基本原料d.硅酸可由二氧化硅与水直接反应制得解析:二氧化硅不溶于水,也不能与水化合成硅酸。2.下列说法中,不正确的是( c )a.sio2是酸性氧化物,但不与水反应b.泡花碱属于盐类c.明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒d.玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料解析:酸性氧化物是指能和碱反应生成盐和水的氧化物,二氧化硅能和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,故为酸性氧化物,但二氧化硅不溶于水,a正确;硅酸钠俗称泡花碱,属于盐类,b正确;明矾在水溶液中水解出氢氧化铝胶体有吸附作用,只能净水不能消毒,c不正确;三大硅酸盐产品为玻璃、水泥和陶瓷,d正确。3.某氧化物x难溶于水,能溶于熔融态的烧碱,生成易溶于水的化合物y,将少量y溶液滴入盐酸中,最终能生成一种白色的胶状沉淀,则x是( a )a.sio2 b.al2o3c.mgo d.p2o5解析:难溶于水,能溶于熔融态烧碱的有sio2和al2o3,但al(oh)3在盐酸中能溶解,故x是sio2。4.下列关于sio2和co2的叙述中不正确的是( c )a.都是共价化合物b.都是酸性氧化物,都能与强碱溶液反应c.都能溶于水且与水反应生成相应的酸d.sio2可用于制光导纤维,干冰可用于人工降雨解析:sio2和co2只含有共价键,都是共价化合物,a正确;co2和sio2均能和碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物,b正确;二氧化硅不溶于水,不与水反应,c不正确;光导纤维的主要成分是二氧化硅,干冰可用于人工降雨,d正确。5.我国科学家制得了sio2超分子纳米管,微观结构如图。下列叙述正确的是( c ) a.sio2与干冰的晶体结构相似b.sio2耐腐蚀,不与任何酸反应c.工业上用sio2制备粗硅d.光纤主要成分是sio2,具有导电性解析:sio2是由si、o原子形成的空间网状结构,干冰是由co2分子构成的,两者结构不同;光纤主要成分是sio2,但它不导电。6.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( c )水玻璃是一种矿物胶,既不易燃烧也不易腐蚀水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料a.b.c.d.解析:水玻璃是na2sio3的水溶液,可用作防火剂和防腐剂,正确;沙子不是硅酸盐制品,不正确;光导纤维的主要成分是sio2,不正确。7.有一粗硅,含杂质铁,取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中,放出等量的h2,则该粗硅中铁和硅的关系正确的是( c )a.物质的量之比为11 b.物质的量之比为12c.质量之比为41 d.质量之比为21解析:硅和naoh溶液反应生成氢气,铁与hcl反应生成氢气,根据生成氢气的量计算粗硅中铁和硅的物质的量之比。根据电子得失可知铁与盐酸反应:feh2,而硅与氢氧化钠反应:si2h2,放出等量的h2,设生成氢的量为2 mol,所以粗硅中铁和硅的物质的量之比为21,质量之比为(256)(128)=41。8.二氧化硅(sio2)又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料(如图)。下列说法正确的是( b ) a.sio2属于两性氧化物b.盛放na2co3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞c.硅胶吸水后不能重复再利用d.图中所示的转化反应都是氧化还原反应解析:二氧化硅是酸性氧化物,a错误;na2co3水解显碱性,能与玻璃中的sio2反应,故不能用玻璃塞,b正确;硅胶吸水后能重复再利用,c错误;图中部分反应不是氧化还原反应,d错误。9.月球的矿产资源极为丰富,仅月球表层5 cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨,月球上的主要矿物有辉石camgsi2o6、斜长石kalsi3o8和橄榄石(mg,fe)2sio4等,下列说法或分析不正确的是( b )a.辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿b.斜长石的氧化物形式可表示为k2oal2o33sio2c.月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气d.橄榄石中铁为+2价解析:辉石(camgsi2o6)、斜长石(kalsi3o8)和橄榄石(mg,fe)2sio4的成分均属于硅酸盐类,均属于硅酸盐矿,a正确;硅酸盐的氧化物表示方法:先写活泼金属氧化物,然后是不活泼的金属氧化物,再是非金属氧化物二氧化硅,最后是水,所以斜长石的氧化物形式可表示为 k2oal2o36sio2,b错误;月球上有游离态铁是因为月球环境中没有氧化金属铁的物质或者条件,所以月球的表面几乎没有氧气,c正确;橄榄石中,硅元素化合价是+4价,氧元素化合价是-2价,所以铁元素化合价是+2价,d正确。10.欲除去下表中各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质),所用试剂、操作名称及化学方程式或原因错误的是( d )选项样品所用试剂操作名称化学方程式或原因asio2(caco3)盐酸过滤caco3+2hclcacl2+h2o+co2bcaco3(sio2)naoh溶液过滤2naoh+sio2na2sio3+h2ocsio2(si)氧气加热si+o2sio2dsio2(h2sio3)水过滤硅酸溶于水,而sio2不溶于水解析:sio2和h2sio3均不溶于水,所以不能通过加水过滤的方法除去sio2中的h2sio3,正确的除杂方法是加热,使硅酸分解:h2sio3sio2+h2o。11.硅及其化合物对人类现代文明具有特殊贡献。请回答下列有关问题:(1)硅原子的结构示意图为 。 (2)下列物品或设备所用材料属于硅酸盐的是 (填字母)。 长江三峡水泥大坝 光导纤维 陶瓷坩埚 普通玻璃 硅太阳能电池a.b.c.d.(3)下列说法正确的是 。 a.在粗硅的制取中发生2c+sio22co+si,硅被还原,所以碳的还原性强于硅的还原性b.硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中c.用sio2制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后再通入co2d.由na2co3+sio2co2+na2sio3可知硅酸的酸性大于碳酸(4)常温下,sicl4为液态,沸点为57.6 ,在空气中冒白雾。制备高纯度硅的中间产物sicl4中溶有液态杂质,若要得到高纯度sicl4,应采用的方法是 ;用化学方程式及必要的文字解释sicl4在空气中冒白雾的原因: 。 解析:(3)a项反应主要是因为co是气态物质,从混合物中逸出而发生,实际上si还原性强于c,a错;硅酸钠本身即为矿物胶,可做黏合剂,使瓶塞、瓶口黏合不易打开,b错;c正确;强酸制取弱酸的适用对象是水溶液中的复分解反应,d错。(4)分离液态混合物可用蒸馏的方法。答案:(1) (2)d (3)c(4)蒸馏 sicl4+3h2o4hcl+h2sio3,生成的hcl与水蒸气结合形成盐酸小液滴,形成白雾12.金刚石、sic具有优良的耐磨、耐腐蚀特性,应用广泛。(1)碳与短周期元素q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物r为温室气体。碳元素在周期表中的位置是 ,q是 ,r的电子式为 。 (2)一定条件下,na还原ccl4可制备金刚石,反应结束冷却至室温后,回收其中的ccl4的实验操作名称为 ,除去粗产品中少量钠的试剂为 。 (3)碳还原sio2制sic,其粗产品中杂质为si和sio2。现将20.0 g sic(不与naoh反应)粗产品加入过量的naoh溶液中充分反应,收集到0.1 mol氢气,生成氢气的离子方程式为 , 将滤液稀释到1 l,若所得na2sio3的物质的量浓度为 0.17 moll-1,则sic的纯度为 。 (4)下列叙述正确的有 (填序号)。 na还原ccl4的反应、cl2与h2o的反应均是置换反应na2sio3溶液与so3的反应可用于推断si与s的非金属性强弱钠、锂分别在空气中燃烧,生成的氧化物中阴阳离子数目比均为12水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同解析:(1)碳元素在周期表中的位置是第二周期第a族,由题给信息可推知q为氧,r为co2,co2的电子式为。(2)金刚石是不溶于ccl4的固体,ccl4是液体,将不溶性固体和液体分离通常采用的方法是过滤;由于na可以与水(或乙醇)发生反应,而金刚石不与水(或乙醇)反应,所以除去粗产品中少量的钠可用水(或乙醇)。(3)硅与naoh反应的离子方程式为si+2oh-+h2osi+2h2,反应生成0.1 mol氢气,则生成硅酸钠为0.1 mol=0.05 mol,溶液中硅酸盐的物质的量为0.17 moll-11 l=0.17 mol,而硅的物质的量是0.05 mol,根据si元素守恒,二氧化硅物质的量为0.17 mol-0.05 mol=0.12 mol,则产品中si与sio2的总质量=0.05 mol28 g/mol+0.12 mol60 g/mol=8.6 g,故sic的质量为20.0 g-8.6 g=11.4 g,则sic的纯度为100%=57%。(4)na还原ccl4的反应属于置换反应,但cl2与h2o反应生成hcl和hclo,不是置换反应,错误;na2sio3溶液与so3的反应,说明酸性h2sio3比h2so4弱,则可用于推断si与s的非金属性强弱,正确;钠、锂分别在空气中燃烧,生成的氧化物分别为na2o2、li2o,阴阳离子数目比均为12,正确;二氧化硅属于原子晶体,而干冰属于分子晶体,熔化时克服粒子间作用力的类型不相同,错误。答案:(1)第二周期第a族 o (2)过滤 水(或乙醇)(3)si+2oh-+h2osi+2h2 57%(4)13.某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。 已知:pdcl2溶液可用于检验co,反应的化学方程式为co+pdcl2+h2oco2+2hcl+pd(产生黑色金属钯粉末,使溶液变浑浊)。(1)实验时要通入足够长时间的n2,其原因是 。 (2)装置b的作用是 。 (3)装置c、d中所盛试剂分别为 、 ,若装置c、d中溶液均变浑浊,且经检测两气体产物的物质的量相等,则该反应的化学方程式为 。 (4)该装置的缺点是 。 (5)资料表明,上述反应在焦炭过量时会生成副产物sic。取18 g sio2和8.4 g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体13.44 l,假定气体产物只有co,固体产物只有si和sic,则si和sic的物质的量之比为 。 (6)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强: 。 解析:(1)碳与二氧化硅反应要在高温下进行,而高温下碳与空气中氧气反应,所以实验前要通入足够长时间的n2将装置中的空气排尽。(2)根据装置图可知,b装置做安全瓶,防止倒吸。(3)碳与二氧化硅反应可能生成co也可能生成co2,所以c装置用来检验co2,d装置用来检验co,所盛试剂分别为澄清石灰水、pdcl2溶液;若装置c、d中溶液均变浑浊,说明既有co2又有co,由于两气体产物的物质的量相等,根据元素守恒可知化学方程式为3sio2+4c2co2+2co+3si。(4)co有毒,不能直接排放到空气中,而该装置缺少尾气吸收装置吸收未反应的co。(5)n(sio2)=0.3 mol,n(c)=0.7 mol,充分反应后收集到0.6 mol气体,假定气体产物只有co,固体产物只有si和sic,则有:sio2 + 2c 2co + si0.3 mol0.6 mol0.6 mol0.3 molsi + c sic1 1 10.1 mol 0.1 mol 0.1 mol