高中化学 4.1硅 无机非金属材料第一课时单质硅与半导体材料、二氧化硅与光导纤维同步训练全解全析 鲁科版必修1

用心 爱心 专心 1 2 12 1 硅硅 无机非金属材料 无机非金属材料 2 2 课时 第课时 第 1 1 课时课时 单质硅与半导体材料 单质硅与半导体材料 二氧化硅与光导纤维二氧化硅与光导纤维 课时达标课时达标 1 原创 下列关于硅的说法中 不正确的是 A 硅是非金属元素 它的单质是灰黑色 有金属光泽的固体 B 硅在电子工业中是最重要的半导体材料 C 硅只有在高温下才能跟 H2起化合反应 D 硅的化学性质不活泼 常温下不与任何物质反应 2 原创 下列说法正确的是 A 二氧化碳与水反应生成碳酸 所以二氧化碳属于酸性氧化物 B 二氧化硅是酸性氧化物 所以它不和任何酸反应 C CO2通入饱和 CaCl2溶液中能生成白色沉淀 D 因为 SiO2不溶于水 故 H2SiO3不是 SiO2对应的酸 3 变式 地壳中含量第一和第二的两 种元素所形成的化合物不具有的性质是 A 熔点很高 B 与水反应生成对应的酸 C 可与烧碱反应生成盐 D 坚硬 4 选用 光纤通信是一种现代化的通信手段 它可以提供大容量 高速度 高质量的通信 服务 目前 我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络 即信息高速公路 光纤通信所 使用的光缆 其主要部件为光导纤维 下列说法正确的是 制造光导纤维的主要原料是 CaCO3 制造光导纤维的主要原料是 SiO2 光导纤维传递 光信号的基本物理原理是光的全反射 光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射 A B C D 5 选用 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 下列关于其有利因素的说法中 你认为不妥的是 A 便于运输 储存 从安全角度考虑 硅是最佳的燃料 B 自然界的含硅化合物易开采 C 硅燃烧放出的热量大 且燃烧产物对环境污染程度低容易有效控制 D 自然界中存在大量单质硅 6 选用 生石灰中常含有杂质 CaCO3和 SiO2 检验它是否存在着两种杂质的最好试剂是 A 水 B 盐酸 C 硫酸 D 烧碱溶液 7 变式 赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的 这种物质 是 A 盐酸 B 氢氟酸 C 烧碱 D 纯碱 8 下列各反应中 SiO2表现的是什么性质或作用 在 项中选出正确答案 将其标号填 用心 爱心 专心 2 在 上 酸性氧化物的通性 弱氧化性 跟挥发性酸酐的盐反应得到硅酸盐 及挥发性酸酐 作为玻璃的成分跟氢氟酸反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O SiO2 CaCO3CaSiO3 CO2 2C SiO22CO Si 2NaOH SiO2 Na2SiO3 H2O 思维升华思维升华 9 在一定条件下 下列物质不能在一定条件下 下列物质不能 和和 SiOSiO2 2反应的是反应的是 焦碳焦碳 纯碱纯碱 碳酸钙碳酸钙 氢氟酸氢氟酸 硝酸硝酸 氢氧化钾氢氧化钾 氧化钙氧化钙 氟气氟气 10 在 3C SiO22CO SiC 的反应中 还原剂与氧化剂的物质的量之比是 A 3 1B 1 3 C 1 2D 2 1 11 变式 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 1 粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3 Si 3HCl SiHCl3 H2 2 SiHCl3与过量H2在1000 1100 反应制得纯硅 3 已知 SiHCl3能与H2O强烈反应 在空气中易自燃 SiHCl3的沸点是33 请回答下列问题 1 第步制备粗硅的化学反应方程式为 1 2 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 1 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 2 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 3 为鉴定产品硅中是否含有微量的铁单质 将试样用稀盐酸溶解 取上层清夜后需要加入的 4 试剂 填写字母代号 是 a 碘水 b 氯水 c NaCl溶液 d KSCN溶液 创新探究创新探究 用心 爱心 专心 3 12 已知 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 将 4 6g 钠和 2 8g 硅同时投入足量水中 充 分反应后 测得溶液的体积为 400mL 计算 生成氢气的体积是多少 L 标况下 所得溶液的物质的量浓度为多少 附 答案附 答案 课时达标课时达标 1 D 硅是非金属元素 晶体硅是灰黑色 有金属光泽的固体 单质硅的导电性介于导体和 绝缘体之间 是良好的半导体材料 在常温下 硅的化学性质不活泼 除能与 F2 HF 强碱 外 不易与其它物质反应 但在加热条件下可与一些非金属单质如氧气 氯气 氢气等反应 2 A SiO2是酸性氧化物 不与 HNO3 HCl 等酸发生反应 但能与氢氟酸反应 B 错误 碳酸 的酸性小于盐酸 CO2和 CaCl2溶液不反应 C 错误 H2SiO3受热分解生成 SiO2和水 所以 H2SiO3是 SiO2对应的酸 D 错误 3 B 地壳中含量第一和第二的两种元素分别为 O 和 Si O 和 Si 所形成的化合物是 SiO2 SiO2与水反应不反应 4 B 光导纤维的主要成分是二氧化硅 它是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透明度 极高的细丝 5 D 单质硅常温下是固体 便于运输 储存 从安全角度考虑 硅是最佳的燃料 A 正确 二氧化硅广泛存在于自然界中 沙子 石英的主要成分就是二氧化硅 因而自然界中的含硅 化合物易开采 B 正确 硅燃烧放出大量的热 生成物为二氧化硅 对环境污染程度低容易 有效控制 C 正确 自然界中没有游离态的硅 D 错误 6 B 生石灰能溶于盐酸 2 HCl CaO CaCl2 H2O CaCO3溶于盐酸时产生气体 SiO2不溶于 盐酸 将生石灰放入盐酸 若观察到既有不溶物 还有气体产生 则生石灰中同时含有 CaCO3和 SiO2 7 B 纯碱 盐酸常温下和玻璃不反应 不能用于刻蚀玻璃 烧碱常温下和玻璃反应缓慢 且 生成物是一种矿物胶 不能用于刻蚀玻璃 氢氟酸和玻璃反应常用于刻蚀玻璃 SiO2 4HF SiF4 2H2O 8 与碱反应生成盐和水 是酸性氧化物的通性之一 故对应 弱氧化性应被还原 对应 跟挥发性酸酐的盐反应得到硅酸盐及挥发性酸酐 SiO2与 CaCO3反应生成 CO2和 CaSiO3是难挥发性酸酐制挥发性酸酐 故对应 对应 思维升华思维升华 9 D D 二氧化硅是酸性氧化物 可与碱及碱性氧化物反应 二氧化硅是酸性氧化物 可与碱及碱性氧化物反应 能反应 二氧化硅是难挥能反应 二氧化硅是难挥 发性酸酐 与纯碱 或碳酸钙 在高温下发生反应生成挥发性酸酐 发性酸酐 与纯碱 或碳酸钙 在高温下发生反应生成挥发性酸酐 能反应 二氧化能反应 二氧化 硅在高温下还能与焦炭发生置换反应 硅在高温下还能与焦炭发生置换反应 能反应 二氧化硅作为一种特殊的氧化物还能与氟能反应 二氧化硅作为一种特殊的氧化物还能与氟 用心 爱心 专心 4 气 氢氟酸反应 气 氢氟酸反应 能反应 二氧化硅与硝酸不反应 能反应 二氧化硅与硝酸不反应 不能反应 不能反应 10 D 在 3C SiO22CO SiC 的反应中 变价元素只有碳元素 硅及氧元素的化合价 没有变化 C CO 化合价升高 做还原剂 还原剂的物质的量是 2mol C SiC 化合价升高 做氧化剂 氧化剂的物质的量是 1mol 还原剂与氧化剂的物质的量之比是 2 1 11 11 1 SiO2 2C 高温 Si 2CO 2 浓 H2SO4 使滴入瓶中的 SiHCl3气化 有固体物质生成 在反应温度下普通玻璃熔化 SiHCl3 H2 高温 Si 3HCl 2 排尽装置中的空气 b d 由 2 中的实验装置图可以看出 A 为制取氢气的装置 由于 SiHCl3极易和水发生反应 所以进入 C 装置中的 H2必须是干燥的 B为干燥氢气的装置 B中的液体干燥剂是浓H2SO4 由SiHCl3的沸点是33 可知其在常温下为 液态 对C装置加热可以使其汽化 从而保证SiHCl3和H2的充分接触并进入D中 在 1000 1100 的高温下反应得到单质硅 SiHCl3和H2反应所需的高温会使普通玻璃熔化 写反 应方程式时也特别要注明温度 在D中发生的反应 反应物是SiHCl3和H2 生成物中有单质硅 由质量守恒定律 知另一生成物是HCl 因SiHCl3在空气中极易自燃 装置中若含有空气 则 会发生安全事故 为保证制备纯硅实验的成功 SiHCl3滴入C之前要排尽装置内的空气 将试 样用稀盐酸溶解后 再在溶液中依次加入氯水 氯水能将Fe2 氧化为Fe3 和KSCN溶液 若溶 液变为红色 则说明样品中含有铁单质 不变红则说明样品中不含铁单质 创新探究创新探究 6 72 L 0 25mol L 1 n Na 0 2 m01 n Si 0 1 mol 由 2Na H2O 2NaOH H2 2 2 1 0 2 mo1 0 2 mo1 0 1 mo1 可知生成 NaOH 0 2 mol 生成 H2 0 1 mol 2 又因为 Si 2NaOH 2H2O Na2SiO3 2H2 l 2