硅无机非金属材料习题.doc

第四章 材料家族中的元素第一节 无机非金属材料一、单质硅和半导体材料 1硅元素的含量和存在 （硅元素的化学符号为： ）在地壳里，硅的含量在所有元素中居第 位，仅次于氧，全部以 态存在。2硅的性质 （1）物理性质：单质硅有 和 两种。晶体硅是 色、有 光泽、硬而脆的固体，是良好的 材料 （导电性介于 和 之间）。（2）化学性质：常温下，硅的化学性质 ，只能和氟气（F2）、氢氟酸（HF）、强碱（如NaOH）溶液发生反应。 写出下列反应的化学方程式：Si + HF Si + NaOH + H2O Si + F2 （硅与氢氟酸的反应是硅的特性，其它非金属单质没有此性质） 在加热条件下，硅能和某些非金属单质（如O2、Cl2）发生反应。Si + O2 加热= Si + Cl2 加热=3硅的工业制法 制粗硅：工业上用 在高温下还原 可制得粗硅，反应方程式为： ；制高纯硅： 、 4. 硅的主要用途在计算机等电子工业，可用作 ，大规模 等。还可用于制造 和 。硅的合金用途也很广泛，如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造 ；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造 。二、二氧化硅与光导纤维1二氧化硅的存在及物理性质（1）存在：二氧化硅广泛存在于自然界中， 、 的主要成分就是二氧化硅。（2）物理性质：二氧化硅不溶于水，熔点 ，硬度 。2二氧化硅的结构（二氧化硅化学式： ）二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的，晶体中硅原子和氧原子的个数之比是 。3.二氧化硅化学性质(1)酸性氧化物的性质SiO2是 的酸酐，不溶于水。常温下和NaOH溶液反应的化学方程式为： 碱性试剂不能保存在_塞的试剂瓶中高温下，SiO2和碱性氧化物（如CaO）反应的化学方程式为： 与盐反应：Na2SiO3+ SiO2 （该反应符合不挥发性物质制备挥发性物质的规律，工业上利用该反应生产玻璃，但不能由此推断硅酸的酸性比碳酸的强）(2)特性：常温下SiO2和氢氟酸反应的化学方程式 应用_ _。（SiO2是唯一一种既能与酸如HF反应又能与碱反应如NaOH的酸性氧化物）（3）二氧化硅的弱氧化性：高温下制取粗硅的化学方程式： （其中，氧化剂为 ，还原剂为 。并标出电子转移情况）4SiO2用途： 用于建筑，石英用于制造 ，纯SiO2用于制造光学仪器和 5.光导纤维 简称“ ”是一种能利用光的 作用传导 的透明度极高的细丝。光导纤维是高性能的现代通讯材料，还用于_ _、_ 、_等方面。三、硅酸盐与无机非金属材料1、硅酸盐 硅酸盐的性质稳定，熔沸点 ，大都 溶于水，硅酸盐的组成复杂，常用氧化物的形式表示。2、传统无机非金属材料 硅酸盐无机非金属材料如玻璃、水泥、陶瓷等。 玻 璃水 泥陶 瓷原 料反应原理主要设备主要成分及特性用途3、新型无机非金属材料：高温结构陶瓷 生物陶瓷 压电陶瓷等【总结提升】二氧化硅与二氧化碳的比较物 质二氧化硅 二氧化碳化 学 式主要物理性质化学性质与水反应与酸反应（HF溶液）与碱反应（NaOH溶液）与盐反应（Na2CO3）.与碱性氧化物（CaO）与碳反应习题：一、选择题1、某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素()A在自然界中只以化合态的形式存在 B单质常用作半导体材料和光导纤维C最高价氧化物不与酸反应 D气态氢化物比甲烷稳定2.下来说法正确的是（）A硅材料广泛应用于光纤通信B工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C水晶项链和餐桌上的磁盘都是硅酸盐制品D粗硅制备单质硅不涉及氧化还原反应3下列关于硅及硅的化合物的叙述不正确的是()硅的晶体结构和金刚石相似 硅是地壳中含量最多的非金属晶体硅是良好的半导体材料 SiO2是制造光导纤维的重要原料SiO2分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的SiO2是酸性氧化物，不溶于任何酸AB C D4、熔融氢氧化钠反应选用的器皿是()A陶瓷坩埚 B石英坩埚 C普通玻璃坩埚 D生铁坩埚5、下列关于工业生产的叙述中，错误的是()A制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英B氨是制作氮肥、硝酸、铵盐的重要原料C将氢气和氯气混合光照生成氯化氢，溶于水制得盐酸D制造普通水泥的主要原料是黏土、石灰石6、将过量的CO2分别通入CaCl2溶液，Na2SiO3溶液，Ca(ClO)2溶液，饱和Na2CO3溶液，最终有沉淀析出的是（ ）A. B. C. D.7、室温下，下列物质不与晶体硅反应的是（ ）A.F2 B.HF C.KOH溶液 D.Cl28、下列离子方程式中书写不正确的是（ ）A.大理石与盐酸反应：CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2B.水玻璃中加入稀盐酸：Na2SiO3+2H+=H2SiO3+2Na+C.二氧化硅与苛性钠溶液反应：SiO2+2OH-=SiO32-+H2OD.澄清石灰水通入过量CO2的总反应：CO2+OH-=HCO3-9、将CuCl2、NaCl、AlCl3、FeCl2、FeCl3、NH4Cl、AgNO3七种溶液区分开，只用一种试剂，该试剂是（ ）A.KSCN B.BaCl2 C.NaOH D.HCl10、下列溶液能既能用玻璃瓶盛放，又能用玻璃塞的是 A. HNO3溶液 B. HF溶液 C. Na2SiO3溶液 D. NaOH溶液11、关于下列材料说法正确的是序号材料类别性能用途A不锈钢金属材料抗腐蚀，隔热制医疗器具B普通玻璃硅酸盐材料密度小，透明制试管、烧杯CAl2O3陶瓷新型无机非金属材料耐高温，绝缘性好制电子元器件D玻璃钢无机复合材料强度高，耐磨制游乐车12甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种，若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加沉淀消失，丁溶液滴入甲溶液时，无明显现象发生。据此可推断丙物质是( ) AAl2(SO4)3 BNaOH CBaCl2 DFeSO4 13在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且ac，则下列说法正确的是( ) A残余固体是铜和铁 B最后得到的溶液中一定含有Cu2 C将残余固体加入到稀硫酸中，有气泡产生D最后得到的溶液中可能含有Fe314、既能与稀硫酸反应,又能与NaOH溶液反应,且都有气体放出的是 ANaHCO3 BAl(OH)3 C(NH4)2CO3 DAl2O315下列说法正确的是( )ASiO2既不溶于水也不溶于任何酸B盐酸滴入水玻璃中可以得到原硅酸C钢化玻璃能经受温度剧变，且能抵抗碱的腐蚀D因为温度高时与反应放出，所以硅酸性眭比碳酸酸性强16在空气中久置而不变质的是( )A小苏打 B亚硫酸钠 C水玻璃 D漂白粉17、能鉴别、三种白色粉末的试剂是( )A苛性钠溶液 B水 C氢氟酸 D稀盐酸18、下列几种情况都有白色沉淀物质生成，其中生成物化学成分相同的是 ( )块状纯碱久置于空气中生成的白色粉末盛澄清石灰水的烧杯内壁附着的白色物质 生石灰久置于空气中生成的白色物质水溶液置于敞口容器中，溶液中出现的白色浑浊物 A B C D19、下列离子方程式不正确的是（ ）A. 向烧碱溶液中通入过量的二氧化碳 2OH- +CO2CO32- +H2O B. 向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳CO32- + CO2 + H2O2HCO3-C. 向水玻璃中通入少量二氧化碳 SiO32-+ CO2 + H2OH2SiO3+ CO32- D向次氯酸钠溶液中通入少量的二氧化碳2ClO- + CO2 + H2O2HClO + CO32-20如右图所示，y表示沉淀的质量，x表示加入试剂的体积，能够用该图表示的反应是 ( )A向溶液中通人至过量 B在盐酸和硫酸的混合溶液中加入溶液至过量 C在水玻璃和烧碱混合溶液中加入盐酸至过量D在溶液中加入磷酸溶液至过量。21、能直接实现下列物质间转化的元素是()单质氧化物酸或碱盐CSPSiNaCaCuAlA BC D22、FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是()A加入KSCN溶液一定不变红色 B溶液中一定含Fe2C溶液中一定含Cu2 D剩余固体中一定含Cu23、游客发现，这座开凿于715年的世界第一大佛像乐山大佛脸上出现了黑色条纹，鼻子已经变黑，胸部和腿部也出现好几块大“伤疤”。一些专家认为，出现这种现象的根源是大佛所在地自然环境湿度大、降水丰沛，容易产生风化现象，以及大佛面部微生物的新陈代谢和酸雨等各种因素的综合反应。有关叙述正确的是()A岩石的风化过程属于物理变化B化石燃料燃烧排放出的CO2会引发酸雨CpH在5.67.0之间的降水通常称为酸雨D若黑色部分为硫化物所致，可用双氧水擦洗漂白24、现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是()SiO2Na2SiO3 CuSO4CuCl2 SiO2H2SiO3 CuOCu(OH)2 Na2O2NaOHA B C D25、下列各组物质中：Cl2O7，HClOSO2，H2SO4NO2，HNO3SiO2，H2SiO3Mn2O7，HMnO4，前者是后者的酸酐的是()A B C D26、某无色溶液能与硅作用生成H2，则溶液中不可能大量共存的离子组是()AH、Ba2、Mg2、Cl BCl、CO32、Cu2、Mg2CNO3、SO42、K、Na DNO3、OH、Ba2、Cl27、下列单质或化合物性质的描述正确的是) ANaHSO4水溶液显中性 BSiO2与酸、碱均不反应CNO2溶于水时发生氧化还原反应 DFe在足量Cl2中燃烧生成和FeCl2和FeCl3二、非选择题28、露置于空气中一段时间后的水玻璃会轻微浑浊。向此浑浊溶液中加入稀盐酸，会生成大量白色沉淀，同时伴随有气泡产生。用化学方程式解释产生上述现象的原因：（1）溶液变轻微浑浊： ；（2）生成大量白色沉淀： ；（3）产生气泡： 。29、有三种透明、不溶于水的坚硬固体，A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体密度为氧气密度的1.375倍。B固体可溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的酸；将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点。 (1)A为_；有关反应的化学方程式为_。 (2)B为_；有关反应的化学方程式为_。 (3)C为_；有关反应的化学方程式为_ _。 30、根据右图所示的组织之间的转化关系，回答下列有关问题。（1）写出A、B、C、D各物质的名称：A ，B ，C ，D 。（2）写出DA的化学方程式 _ 。（3）写出下列变化的离子方程式：BC _；DB _。31、（1）除去下列物质中的杂质，根据要求填空：物质杂质选用试剂CuFeSiO2Al 2O3Fe (OH)3Al(OH)332、物质的组成可用不同形式表示：（1）将下列硅酸盐改写成氧化物的形式（改写时注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后） 镁橄榄石（Mg2SiO4）_ 高岭石Al2(Si2O5)(OH)4_ （2）许多含氧酸及其盐类均可以类似硅酸盐的改写为氧化物形式，请继续改写下列物质： 2HNO3 _, HCOOH_, 2KAl(SO4)212H2O _, 通过以上改写可知， HNO3 的酸酐为_，HCOOH与浓H2SO4 反应可制成_气体。33、有8个烧杯分别盛有：硝酸银、氯化钡、硫酸铜、偏铝酸钠、氯化铁、氯化锌、硫酸铝钾和氯化镁8种溶液，试判断哪些溶液能发生下述反应？将正确答案填写在各题中的横线上。（1）能跟氢氧化钠溶液反应生成红褐色沉淀，此沉淀不溶于过量的氢氧化钠溶液。_ _（2）能跟氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀，随后该沉淀溶于过量的氢氧化钠溶液。_（3）能跟盐酸反应先生成白色沉淀，随后该沉淀又溶于过量的盐酸形成无色溶液。_（4）能跟硫酸反应先生成白色沉淀，此沉淀不溶于过量的硝酸_（5）能跟硫化氢气体反应生成黑色沉淀，该沉淀不溶于盐酸。_34、已知A、B、C为三种算周期元素，它们的原子序数大小关系为CBA，A元素的最外层电子数是次外层电子数的2倍，B和C可以形成BC4型化合物，用化学符号填空：（1）三种元素A、B、C分别是_、_、_（2）A、B、C的最高价氧化物对应水化物分别是_、_、_ ，这些水化物中酸性最弱的是_ 。（3）用化学方程