《硅 无机非金属材料》同步练习3

硅硅 无机非金属材料无机非金属材料 同步练习同步练习 基础演练基础演练 1 有科学家提出硅是 21世纪的能源 未来的石油 的观点 假如硅作为一种普遍使用 的新型能源被开发利用 关于其有利因素的下列说法中 你认为不妥的是 A 硅便于运输 贮存 从安全角度考虑 硅是最佳的燃料 B 自然界中存在大量的单质硅 C 硅燃烧放出的热量多 且燃烧产物对环境污染程度低 容易有效控制 D 自然界的硅易开采 且可再生 解析 硅在自然界中主要是以化合物形式存在 硅的含量在地壳中之所以多 是因为砂石 的主要成分是二氧化硅 答案 B 2 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 A B C D 解析 硅在地壳中含量仅次于氧 其晶体和金刚石相似 是良好的半导体材料 二氧化硅 不存在单个的 SiO2 分子 能溶于氢氟酸 答案 D 3 下列说法正确的是 A 硅材料广泛应用于光纤通讯 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瓷盘都是硅酸盐制品 D 粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 解析 B项工艺师应利用氢氟酸 C项中水晶 SiO2 D项中粗硅制备单晶硅的反应有 Si 2Cl2SiCl4 SiCl4 2H2Si 4HCl 答案 A 4 根据水泥和玻璃的生产流程 总结出硅酸盐工业的一般特点是 生成物是硅酸盐 反应条件是高温 含有硅元素的物质做原料 反应原理是复杂 的物理 化学变化 A B C D 解析 以含硅物质为原料 经过加热制成硅酸盐产品的工业叫做硅酸盐工业 如制水泥 玻璃 陶瓷等工业都属于硅酸盐工业 其特点是原料为含硅元素的物质 反应条件为高温 反应原理复杂 复杂的物理 化学变化 产品的主要成分是硅酸盐 由此可知 都 为硅酸盐工业的一般特点 答案 D 5 下列关于SiO2和Si的叙述中错误的是 A SiO2是一种酸性氧化物 Si是一种非金属单质 B 常温下 SiO2与Si均不与盐酸 硫酸 硝酸 碳酸反应 C 常温下 SiO2与Si均能与F2 HF NaOH溶液发生反应 D SiO2溶于水显酸性 解析 此题是关于SiO2与Si性质的选择题 宜采用筛选法 SiO2很难溶于水 无法显酸性 它能与NaOH溶液反应生成盐 Na2SiO3 和水 故属于酸性氧化物 常温下 Si与SiO2性质比 较稳定 均不与盐酸 硫酸 硝酸 碳酸反应 但却均能与F2 HF NaOH水溶液发生反应 答案 D 6 矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中的一部分生成的 此处所指的风化作用是 指矿物与水和CO2作用的过程 例如 钾长石 KAlSi3O8 风化生成高岭土 Al2Si2O5 OH 4 此反应的离子方程式为2KAlSi3O8 2H2CO3 5H2O 2K 2HCO 4H2SiO3 Al2Si2O5 OH 3 4 1 将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式 KAlSi3O8 Al2Si2O5 OH 4 2 这个反应能够发生的原因是 解析 1 用氧化物表示硅酸盐时的顺序为 活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 非金属 氧化物 二氧化硅 水 则KAlSi3O8为K2O Al2O3 6SiO2 Al2Si2O5 OH 4为Al2O3 2SiO2 2H2O 2 从方程式可知H2CO3制硅酸符合强酸制弱酸 所以这个反应能够发生 答案 1 K2O Al2O3 6SiO2 Al2O3 2SiO2 2H2O 2 因为碳酸酸性比硅酸强 由较强的酸可制得较弱的酸 能力提升能力提升 1 科技日报曾报道 美国宇航局最新发布火星探测成果称 勇气 号火星车对火星 古 谢夫环形山 区域一小片土壤分析后发现 其中富含硅胶 火星车项目科学家们认为 能 够生成如此高纯度的二氧化硅沉积物一定要有水参与 下列有关说法正确的是 A 硅胶的化学式可以用SiO2 xH2O表示 B 二氧化硅是硅芯片的主要成分 C 二氧化硅能溶于所有的酸 D 水晶 硅石 石英的主要成分是二氧化硅 解析 硅芯片的成分是硅 二氧化硅只能溶于氢氟酸 不溶于其他酸 硅石 水晶 石英 的主要成分是二氧化硅 答案 D 2 下列关于硅的叙述中 错误的是 硅广泛存在于自然界中 天然单质硅叫水晶 单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间 晶体硅具有金属光泽 故它属于金属材料 能导电 含硅的钢具有良好的导磁性和耐 酸性 A B C D 解析 硅元素在自然界中含量丰富 但都以化合态存在 水晶的主要成分是SiO2 晶体硅 具有金属光泽 但它属于非金属 导电性介于导体和绝缘体之间 是良好的半导体材料 答案 C 3 在自然界中 硅存在于地壳中的各种矿物和岩石中的主要形式是 A 晶体硅 B 硅酸 C 二氧化硅和硅酸盐 D SiC 解析 硅在自然界中没有游离态 主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在 答案 C 4 过量的泥沙 纯碱 生石灰熔化后生成 水泥 玻璃 瓷器 混凝土 一种硅酸盐产品 A 和 B 和 C D 解析 泥沙的主要成分是SiO2 与纯碱 Na2CO3 生石灰 CaO 熔化后发生如下反应 SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2 高温 SiO2 CaOCaSiO3 高温 而Na2SiO3 CaSiO3与SiO2的熔合物即玻璃 且玻璃是一种硅酸盐产品 故答案为B项 答案 B 5 高岭土的成分可表示为Al2Si2Ox OH y 其中x y的数值分别是 A 7 2 B 6 3 C 4 6 D 3 6 解析 根据化合价规律 3 2 4 2 2x y 即2x y 14 再将其选项代入验证之 答案 C 6 关于硅的化学性质的叙述中 不正确的是 A 在常温下 不与任何酸反应 B 在常温下 可与强碱溶液反应 C 在加热条件下 能与氧气反应 D 单质硅的还原性比碳的还原性强 解析 A项 在常温下 Si能与氢氟酸反应 不正确 Si在常温下能与强碱溶液反应 加热 条件下也能与Cl2 O2等反应 B C正确 碳和硅最外层电子数相同 化学性质相似 但硅 比碳易失电子 还原性比碳强 D正确 答案为A 答案 A 7 下列说法不正确的是 A 因为SiO2不溶于水 故H2SiO3不是SiO2对应的酸或者说SiO2不是H2SiO3对应的酸酐 B CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀 C SiO2是一种空间立体网状结构的晶体 熔点高 硬度大 D 氢氟酸能够雕刻玻璃 解析 SiO2中Si呈 4价 H2SiO3中Si为 4价 且H2SiO3SiO2 H2O 故A项 错误 B项发生反应 Na2SiO3 CO2 少量 H2O H2SiO3 Na2CO3 D项发生的反应为 4HF SiO2 SiF4 2H2O 答案 A 8 证明生石灰中既混有石英 又混有石灰石的正确方法是 A 加入过量的盐酸 观察是否有气泡冒出 B 加入过量的烧碱溶液 观察是否有固体溶解 C 加热至高温 观察是否有气泡冒出 是否有硅酸钙生成 D 先加过量的盐酸搅拌 观察是否有不溶物剩余及气泡出现 若有不溶物则滤出 投入到 氢氧化钠溶液中看其是否溶解 解析 生石灰的成分是氧化钙 若不含杂质 加盐酸能完全溶解并且无气体生成 加盐酸 充分反应后仍有不溶于水的固体 说明有石英杂质存在 加盐酸溶解 但放出无色无味的 气体 说明生石灰中含有石灰石 有关的化学方程式为 CaO 2HCl CaCl2 H2O CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 答案 D 9 素有 水晶之乡 美称的江苏东海县盛产水晶 现存于国家地质博物馆的水晶大王就出 自东海县 水晶是较纯净的透明的石英晶体 石英的主要成分是SiO2 下列有关石英的叙 述不正确的是 A 石英都是无色透明的晶体 可以作装饰品 也可以制作光学仪器 B 石英可以用来生产玻璃 C 石英晶体可以制取金刚砂 D 石英可以用来制取高纯硅 也可以制光导纤维 解析 纯净的SiO2晶体是无色的 而其他的石英晶体具有不同的颜色 如玛瑙 生产玻璃 的原料是石英 纯碱与石灰石 金刚砂是SiC 可以用SiO2与过量C反应制得 石英是光导 纤维的材料 可以通过石英与碳得到单质Si 然后再与Cl2反应生成SiCl4 SiCl4与H2反应 得到纯净的Si 答案 A 10 硅酸铜钡是当今最新科学技术合成的一种物质 然而科学家惊奇地发现 我国秦朝兵 马俑用的一种颜料也是硅酸铜钡 由以上事实推测 下列关于硅酸铜钡的说法错误的是 A 易溶于水 B 难溶于水 C 属于硅酸盐 D 含有两种金属阳离子 解析 硅酸铜钡属于硅酸盐 含有Cu2 和Ba2 两种金属阳离子 硅酸盐除了钾盐 钠盐一 般都不溶于水 而且作为一种颜料 也应该不溶于水 答案 A 11 如何除去下列各粉末状混合物中的杂质 括号内为杂质 请选用下面提供的试剂和操 作 将标号填在表内 供选试剂 A 盐酸 B 烧碱溶液 C 氧气 D 水 E CO2 F 不用其他试剂 供选操作 加热 加热熔融 过滤 结晶 含杂质的物质所加试剂主要操作 1 SiO2 NaHCO3 2 SiO2 CaCO3 3 SiO2 Si 4 NaCl SiO2 5 SiO2 H2SiO3 6 CaCO3 SiO2 解析 利用杂质与被提纯的物质的物理化学性质不同 选用合适的试剂及正确的操作方法 1 除去SiO2中的NaHCO3可用水溶法 2 除去SiO2中的CaCO3可用盐酸溶解 CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 然后再过滤 3 除去SiO2中的Si可用加热法Si O2SiO2 4 除去NaCl中的SiO2可用过滤 结晶法 因NaCl溶于水而SiO2不溶于水 5 除去SiO2中的H2SiO3可用加热法 使H2SiO3H2O SiO2 6 除去CaCO3中的SiO2可用烧碱溶液 溶解SiO2后再过滤 答案 1 D 2 A 3 C 4 D 5 F 6 B 12 晶体硅是一种重要的非金属材料 制备纯硅的主要步骤如下 高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3 Si 3HClSiHCl3 H2 300 SiHCl3与过量H2在1 000 1 100 反应制得纯硅 已知 SiHCl3能与H2O强烈反应 在空气中易自燃 请完成下列问题 1 第 步制备粗硅的化学方程式为 2 粗硅与HCl反应完全后 经冷凝得到的SiHCl3 沸点33 0 中含有少量SiCl4 沸点 57 6 和HCl 沸点 84 7 提纯SiHCl3采用的方法为 3 用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下 热源及夹持装置略去 装置B中的试剂是 装置C中的烧瓶需要加热 其目的是 反应一段时间后 装置D中观察到的现象是 装置D不能采用普通玻 璃管的原因是 装置D中发生反应的化学方程式为 为保证制备纯硅实验的成功 操作的关键是检查实验装置的气密性 控制好反应温度以 及 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质 将试样用稀盐酸溶解 取上层清液后需再加入的试 剂是 填写字母代号 A 碘水 B 氯水 C NaOH溶液 D KSCN溶液 E Na2SO3溶液 解析 本实验的目的是 制备纯硅 实验的原理是 制得粗硅 粗硅通过Si 3HCl SiHCl3 H2 制得SiHCl3 然后 SiHCl3 H2Si 3HCl 300 1 000 1 100 由反应原理知 需要由A装置制取H2 由题中SiHCl3与H2O强烈反应的信息知 需要制得干燥 的H2 故B装置为干燥装置 由反应原理知H2与SiHCl3反应需要在某装置中加