2014-2015学年高一化学课后作业：4-1-2《硅酸盐和硅单质》（人教版必修一）

课课 后后 作作 业业 限时 限时 45 分钟分钟 满分 满分 100 分分 一 选择题一 选择题 每小题每小题 3 分 共分 共 39 分 分 1 下列关于硅和硅的化合物的叙述 不正确的是 下列关于硅和硅的化合物的叙述 不正确的是 二氧化硅的晶体结构与金刚石相似 都是立体网状结构二氧化硅的晶体结构与金刚石相似 都是立体网状结构 硅是地壳中含量最多的非金属元素硅是地壳中含量最多的非金属元素 晶体硅是良好的半导体材料晶体硅是良好的半导体材料 二氧化硅是制造光导纤维的重要原料二氧化硅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 它可溶于水生成硅酸是酸性氧化物 它可溶于水生成硅酸 A B C D 2 下列说法正确的是 下列说法正确的是 二氧化硅熔点很高 可用作耐高温材料 如高温下用石英坩二氧化硅熔点很高 可用作耐高温材料 如高温下用石英坩 埚熔融氢氧化钠埚熔融氢氧化钠 化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行无溶剂合成 玛瑙化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行无溶剂合成 玛瑙 的主要成分是硅酸盐的主要成分是硅酸盐 提前建成的三峡大坝使用了大量水泥 水泥是硅酸盐材料提前建成的三峡大坝使用了大量水泥 水泥是硅酸盐材料 碳化硅俗称金刚砂 具有金刚石的结构 硬度大 可作砂轮碳化硅俗称金刚砂 具有金刚石的结构 硬度大 可作砂轮 的磨料的磨料 太阳能电池可采用硅材料制作 其应用有利于环保 节能太阳能电池可采用硅材料制作 其应用有利于环保 节能 A B C D 3 下列有关硅及其化合物的说法中正确的是 下列有关硅及其化合物的说法中正确的是 A 在粗硅的制取中发生反应 在粗硅的制取中发生反应 2C SiO22CO Si 硅被还原 所以碳的还原性大于 硅被还原 所以碳的还原性大于 高高温温 硅的硅的 B 硅酸钠属于盐 不属于碱 所以硅酸钠可以保存在磨口玻 硅酸钠属于盐 不属于碱 所以硅酸钠可以保存在磨口玻 璃塞的试剂瓶中璃塞的试剂瓶中 C 用 用 SiO2制取硅酸 应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应 制取硅酸 应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应 然后通入然后通入 CO2 D 由 由 Na2CO3 SiO2CO2 Na2SiO3可知 硅酸可知 硅酸 高高温温 的酸性大于碳酸的的酸性大于碳酸的 4 下列关于碳和硅的比较 正确的是下列关于碳和硅的比较 正确的是 A 它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸 它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸 B 碳和硅的最高正价都是 碳和硅的最高正价都是 4 价价 C 硅元素在地壳中的含量占第二位 碳占第一位 硅元素在地壳中的含量占第二位 碳占第一位 D 碳和硅在自然界的存在形式都是既有游离态也有化合态 碳和硅在自然界的存在形式都是既有游离态也有化合态 5 材料与化学密切相关 表中对应关系错误的是 材料与化学密切相关 表中对应关系错误的是 选项选项材料材料主要化学成分主要化学成分 A刚玉 金刚石刚玉 金刚石三氧化二铝三氧化二铝 B大理石 石灰石大理石 石灰石碳酸钙碳酸钙 C普通水泥 普通玻璃普通水泥 普通玻璃硅酸盐硅酸盐 D沙子 石英沙子 石英二氧化硅二氧化硅 6 下列有关硅酸盐的说法错误的是下列有关硅酸盐的说法错误的是 A 硅酸盐的种类很多 结构也很复杂 通常可用二氧化硅和 硅酸盐的种类很多 结构也很复杂 通常可用二氧化硅和 金属氧化物的形式来表示其组成金属氧化物的形式来表示其组成 B 硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下 风化为黏土 并且形成土 硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下 风化为黏土 并且形成土 壤胶体壤胶体 C 水玻璃长期暴露在空气中会变质 这是因为水玻璃主要发 水玻璃长期暴露在空气中会变质 这是因为水玻璃主要发 生了氧化还原反应生了氧化还原反应 D 传统无机非金属材料的优缺点 抗腐蚀 耐高温 质脆 传统无机非金属材料的优缺点 抗腐蚀 耐高温 质脆 经不起冲击经不起冲击 7 下列材料的特性及用途的说法中不正确的是 下列材料的特性及用途的说法中不正确的是 A 光导纤维传导光的能力很强 是非常好的通讯材料 光导纤维传导光的能力很强 是非常好的通讯材料 B 氧化铝陶瓷具有两性 不可以用于制耐高温设备 氧化铝陶瓷具有两性 不可以用于制耐高温设备 C 氮化硅陶瓷耐高温且不易传热 可用来制造轴承 氮化硅陶瓷耐高温且不易传热 可用来制造轴承 D 人造刚玉硬度高 可用来制造刚玉球磨机 人造刚玉硬度高 可用来制造刚玉球磨机 8 用石英制取并获得高纯硅的主要化学反应如下 用石英制取并获得高纯硅的主要化学反应如下 SiO2 2CSi 粗粗 2CO 高高温温 Si 粗粗 2Cl2SiCl4 SiCl4 2H2Si 纯纯 4HCl 高高温温 下列关于上述反应的分析不正确的是下列关于上述反应的分析不正确的是 A 属于置换反应 属于置换反应 属于化合反应属于化合反应 B 高温下焦炭与氢气的还原性均强于硅的 高温下焦炭与氢气的还原性均强于硅的 C 任一反应中 每消耗或生成 任一反应中 每消耗或生成 28 g 硅 均转移硅 均转移 4 mol 电子电子 D 高温下将石英 焦炭 氯气 氢气按一定比例混合可得高 高温下将石英 焦炭 氯气 氢气按一定比例混合可得高 纯硅纯硅 9 下列物品或设备 下列物品或设备 水泥路桥 水泥路桥 门窗玻璃 门窗玻璃 水晶镜片 水晶镜片 石英钟表 石英钟表 玛瑙手镯 玛瑙手镯 硅太阳能电池 硅太阳能电池 光导纤维 光导纤维 计算计算 机芯片 所用材料为机芯片 所用材料为 SiO2或要用到或要用到 SiO2的是的是 A B C D 全部 全部 10 不用任何试剂就可以将 不用任何试剂就可以将 Na2SiO3 Na2SO4 CuCl2 KCl Ba NO3 2 五种溶液鉴别出来的顺序是 五种溶液鉴别出来的顺序是 A B C D 11 工业上常用 工业上常用 SiO2与与 C 在高温下发生反应制造粗硅 粗硅中在高温下发生反应制造粗硅 粗硅中 含有含有 SiC 其中 其中 Si 和和 SiC 的物质的量之比为的物质的量之比为 1 1 下列说法正确的 下列说法正确的 是是 A SiC 是一种新型无机非金属材料 任何条件下都不可能在空是一种新型无机非金属材料 任何条件下都不可能在空 气中燃烧气中燃烧 B 制造粗硅时的反应 制造粗硅时的反应 2SiO2 5C 高温高温 Si SiC 4CO C Si SiO2能用能用 NaOH 溶液分离溶液分离 D 纯净的 纯净的 SiO2只能用于制造光导纤维只能用于制造光导纤维 12 双选双选 有一粗铝 含铁和硅两种杂质 取等质量的样品分有一粗铝 含铁和硅两种杂质 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 则该粗铝中铁和硅的关系正确的是则该粗铝中铁和硅的关系正确的是 A 物质的量比为 物质的量比为 1 1 B 物质的量比为 物质的量比为 2 1 C 质量比为 质量比为 4 1 D 质量比为 质量比为 2 1 课后作业课后作业 1 D 地壳中含量最多的非金属元素为氧 地壳中含量最多的非金属元素为氧 SiO2只是晶体二氧只是晶体二氧 化硅的表示式 表示晶体中硅原子与氧原子个数比为化硅的表示式 表示晶体中硅原子与氧原子个数比为 1 2 SiO2不不 溶于水 溶于水 2 C 玛瑙 石英的主要成分是 玛瑙 石英的主要成分是 SiO2 具有 具有 SiO2的性质 水的性质 水 泥是一种传统硅酸盐产品 碳化硅是一种类似金刚石结构的物质 泥是一种传统硅酸盐产品 碳化硅是一种类似金刚石结构的物质 所以其硬度大 所以其硬度大 3 C Si 的还原性比的还原性比 C 的强 但能发生反应的强 但能发生反应 2C SiO2 2CO Si H2CO3的酸性比的酸性比 H2SiO3的强 但能发生的强 但能发生 高高温温 反应反应 Na2CO3 SiO2CO2 Na2SiO3 其原因是这两个 其原因是这两个 高高温温 反应均在高温下进行 且产物中均有气体生成 气体从反应体系中反应均在高温下进行 且产物中均有气体生成 气体从反应体系中 逸出 有利于反应的进行 逸出 有利于反应的进行 A D 错误 实验室中不能用磨口玻璃错误 实验室中不能用磨口玻璃 塞盛放呈碱性的液体 如塞盛放呈碱性的液体 如 NaOH 溶液 溶液 Na2SiO3溶液 溶液 Na2CO3溶液溶液 等 等 B 错误 错误 SiO2不能与水直接反应 所以制取硅酸只能用可溶性不能与水直接反应 所以制取硅酸只能用可溶性 硅酸盐与硅酸盐与 CO2或酸反应 或酸反应 Na2SiO3 CO2 H2O Na2CO3 H2SiO3 或或 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 C 正确 正确 4 B SiO2不溶于水 也不与水反应 不溶于水 也不与水反应 A 不正确 在地壳中含不正确 在地壳中含 量第一的是氧元素 硅占第二位 量第一的是氧元素 硅占第二位 C 不正确 自然界中有游离态的不正确 自然界中有游离态的 碳碳 金刚石金刚石 但是没有游离态的硅 因为硅是一种亲氧元素 但是没有游离态的硅 因为硅是一种亲氧元素 D 不正不正 确 确 5 A 金刚石是由碳元素组成的单质 故其主要成分不是三氧 金刚石是由碳元素组成的单质 故其主要成分不是三氧 化二铝 化二铝 A 项错误 项错误 6 C 水玻璃长期暴露在空气中会变质 这是因为水玻璃主要 水玻璃长期暴露在空气中会变质 这是因为水玻璃主要 发生了复分解反应 发生了复分解反应 7 B 氧化铝陶瓷具有熔点高的特点 可以用于制耐高温设备 氧化铝陶瓷具有熔点高的特点 可以用于制耐高温设备 8 D 选项 选项 A 根据置换反应和化合反应的概念即可判断 正 根据置换反应和化合反应的概念即可判断 正 确 选项确 选项 B 根据反应 根据反应 可知焦炭的还原性大于硅的 根据反应可知焦炭的还原性大于硅的 根据反应 可知氢气的还原性大于硅的 正确 选项可知氢气的还原性大于硅的 正确 选项 C 在三个反应中 硅元 在三个反应中 硅元 素的化合价从素的化合价从 0 变为 变为 4 或从 或从 4 变为变为 0 故每消耗或生成 故每消耗或生成 28 g 硅 硅 转移电子均为转移电子均为 4 mol 正确 选项 正确 选项 D 反应中把生成的易挥发的 反应中把生成的易挥发的 SiCl4分离出来后再用氢气还原才可以得到高纯硅 错误 分离出来后再用氢气还原才可以得到高纯硅 错误 9 C 硅太阳能电池 硅太阳能电池 计算机芯片的所用材料为硅 计算机芯片的所用材料为硅 10 B CuCl2为蓝色溶液 可首先鉴别出来 将为蓝色溶液 可首先鉴别出来 将 CuCl2加入到加入到 其他溶液中 出现蓝色沉淀的是其他溶液中 出现蓝色沉淀的是 Na2SiO3 然后将 然后将 Na2SiO3加入到其加入到其 他溶液中 出现白色沉淀的是他溶液中 出现白色沉淀的是 Ba NO3 2 将 将 Ba NO3 2加入到剩下的加入到剩下的 溶液中出现白色沉淀的是溶液中出现白色沉淀的是 Na2SO4 11 B 根据 根据 SiC 中元素的价态可知 中元素的价态可知 SiC 具有还原性 高温下具有还原性 高温下 能在空气中燃烧生成能在空气中燃烧生成 SiO2和和 CO2 A 项错误 粗硅中含有项错误 粗硅中含有 SiC 其 其 中中 Si 和和 SiC 的物质的量之比为的物质的量之比为 1 1 根据原子守恒 可将题述信息 根据原子守恒 可将题述信息 转化为如下反应 转化为如下反应 2SiO2 5C 高温高温 Si SiC 4CO B 项正确 项正确 Si SiO2均能与均能与 NaOH 溶液反应 溶液反应 C 项错误 纯净的项错误 纯净的 SiO2还可用于还可用于 制造光学玻璃等 制造光学玻璃等 D 项错误 项错误 12 BC 一定量铝与酸反应或铝与碱反应放出氢气相等 则据 一定量铝与酸反应或铝与碱反应放出氢气相等 则据 题意可知粗铝中的铁与酸反应放出的氢气和硅与碱反应放出的氢气题意可知粗铝中的铁与酸反应放出的氢气和硅与碱反应放出的氢气 量相等 依据反应量相等 依据反应 Fe 2HCl FeCl2 H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 可知可知 Fe 与与 Si 的物质的量之比为的物质的量之比为 2 1 时产生时产生 H2量相等 而量相等 而 Fe 与与 Si 物质的量之比为物质的量之比为 2 1 时其质量比为时其质量比为 4 1 13 将将 2 8 g 硅粉与硅粉与 2 3 g 钠同时放入足量水中 采用恰当的方法钠同时放入足量水中 采用恰当的方法 收集反应过程中产生的气体收集反应过程中产生的气体 全部收集全部收集 这些气体在标准状况下的 这些气体在标准状况下的 体积为体积为 A 1 12 L B 4 48 L C 5 6 L D 3 36 L 二 填空题二 填空题 共共 61 分分 14 14 分分 常见物质之间的转化如下图所示 常见物质之间的转化如下图所示 其中其中 B 常被用于制造光导纤维 其对应的单质的结构与金刚石常被用于制造光导纤维 其对应的单质的结构与金刚石 的结构是相似的 的结构是相似的 1 试推测 试推测 A C F 写化学式写化学式 2 试写出反应试写出反应 的离子方程式 的离子方程式 3 在反应在反应 中 碳的作用是中 碳的作用是 当生成 当生成 1 mol A 时 时 转移电子的物质的量为转移电子的物质的量为 15 10 分分 氮化硅是一种高温陶瓷材料 它的硬度大 熔点高 氮化硅是一种高温陶瓷材料 它的硬度大 熔点高 化学性质稳定 工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在化学性质稳定 工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在 1 300 时反时反 应获得 应获得 1 根据性质 推测氮化硅陶瓷的用途是根据性质 推测氮化硅陶瓷的用途是 填字母填字母 A 制气轮机叶片 制气轮机叶片 B 制有色玻璃 制有色玻璃 C 制永久性模具 制永久性模具 D 制造柴油机 制造柴油机 2 画出画出 N 的原子结构示意图的原子结构示意图 已知得电子能力 已知得电子能力 N Si 请写出氮化硅的化学式 请写出氮化硅的化学式 3 氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强 除氢氟酸外 它不与其他无机酸氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强 除氢氟酸外 它不与其他无机酸 反应 试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式反应 试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式 16 10 分分 硅单质及其化合物应用范围很广 请回答下列问题 硅单质及其化合物应用范围很广 请回答下列问题 1 制备硅半导体材料必须先得到高纯硅 三氯甲硅烷制备硅半导体材料必须先得到高纯硅 三氯甲硅烷 SiHCl3 还原法是当前制备高纯硅的主要方法 生产过程示意图如下 还原法是当前制备高纯硅的主要方法 生产过程示意图如下 石石英英砂砂 焦焦炭炭 高高温温 粗粗硅硅 HCl 573 K以以上上SiHCl3 粗粗 SiHCl3 纯 纯 H2 1 357 K高 高纯 纯硅硅 写出由纯写出由纯 SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 制备高纯硅的化学反应方程式 整个制备过程必须严格控制无水无氧 整个制备过程必须严格控制无水无氧 SiHCl3遇水剧烈反应遇水剧烈反应 生成生成 H2SiO3 HCl 和另一种物质 写出配平的化学反应方程式 和另一种物质 写出配平的化学反应方程式 H2还原还原 SiHCl3过程中过程中 若混入若混入 O2 可能引起的后果是 可能引起的后果是 2 下列有关硅材料的说法正确的是下列有关硅材料的说法正确的是 填字母填字母 A 碳化硅化学性质稳定 可用于生产耐高温水泥 碳化硅化学性质稳定 可用于生产耐高温水泥 B 氮化硅硬度大 熔点高 可用于制作高温陶瓷和轴承 氮化硅硬度大 熔点高 可用于制作高温陶瓷和轴承 C 高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料 高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料 光导纤光导纤 维维 D 普通玻璃是由纯碱 石灰石和石英砂制成的 其熔点很高 普通玻璃是由纯碱 石灰石和石英砂制成的 其熔点很高 E 盐酸可以与硅反应 故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 盐酸可以与硅反应 故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 17 12 分分 在电子工业中利用镁制取硅的反应为 在电子工业中利用镁制取硅的反应为 2Mg SiO2 2MgO Si 同时会发生副反应 同时会发生副反应 2Mg SiMg2Si Mg2Si 遇盐酸迅速反应生成遇盐酸迅速反应生成 SiH4 硅烷硅烷 SiH4在常温下是一种不稳定 易在常温下是一种不稳定 易 自燃的气体 下图是进行自燃的气体 下图是进行 Mg 与与 SiO2反应的实验装置 反应的实验装置 试回答下列问题 试回答下列问题 1 由于由于 O2的存在对该实验有较大影响 实验中应通入的存在对该实验有较大影响 实验中应通入 X 气体气体 作为保护气 试管中的固体药品可选用作为保护气 试管中的固体药品可选用 填序号填序号 石灰石石灰石 锌粒锌粒 纯碱纯碱 2 实验开始时 必须先通入实验开始时 必须先通入 X 气体 再加热反应物 其理由是气体 再加热反应物 其理由是 3 反应结束后 待冷却至常温时 往反应后的混合物中加入稀反应结束后 待冷却至常温时 往反应后的混合物中加入稀 盐酸 可观察到闪亮的火星 产生此现象的原因用化学方程式表示盐酸 可观察到闪亮的火星 产生此现象的原因用化学方程式表示 为 为 18 15 分分 元代青花瓷的制作原料采用瓷土加高岭土元代青花瓷的制作原料采用瓷土加高岭土 主要成分主要成分 Al2Si2O5 OH x 的的 二元配方二元配方 青花瓷釉料的成分主要是钾长石 青花瓷釉料的成分主要是钾长石 KAlSi3O8 在 在 1300 左右高温一次烧成的釉可形成精美的青花瓷 左右高温一次烧成的釉可形成精美的青花瓷 1 下列说法正确的是下列说法正确的是 A 高岭土化学式中 高岭土化学式中 x 2 B 钾长石能完全溶于盐酸 钾长石能完全溶于盐酸 C 烧制青花瓷的过程中发生了复杂的物理变化 但没有化学 烧制青花瓷的过程中发生了复杂的物理变化 但没有化学 变化变化 D 青花瓷 玻璃 水泥都属于硅酸盐产品 青花瓷 玻璃 水泥都属于硅酸盐产品 2 工业上可利用海边石英砂生产粗硅 其主要原理 工业上可利用海边石英砂生产粗硅 其主要原理 SiO2 2C Si 粗粗 2CO 高高温温 工业上可通过下图所示流程由粗硅进一步制纯硅 工业上可通过下图所示流程由粗硅进一步制纯硅 反应反应 a 的化学方程式为的化学方程式为 Si 粗粗 3HCl g SiHCl3 l 553 573 K H2 g 反应 反应 b 的化学方程式为的化学方程式为 以上工艺中可循环使用的物质是以上工艺中可循环使用的物质是 若上述两步反应中硅元素的利用率均为若上述两步反应中硅元素的利用率均为 80 制粗硅时有 制粗硅时有 10 的的 SiO2转化为转化为 SiC 则生产 则生产 25 2 吨纯硅需纯度为吨纯硅需纯度为 75 石英砂石英砂 吨 吨 课后作业课后作业 13 D 本题重点是考查钠与水 硅与碱溶液的反应的有关计算 本题重点是考查钠与水 硅与碱溶液的反应的有关计算 2Na 2H2O 2NaOH H2 2 23 g 2 mol 22 4 L 2 3 g 0 1 mol 1 12 L Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 28 g 2 mol 2 22 4 L 1 4 g 0 1 mol 2 24 L 反应后硅有剩余反应后硅有剩余 V H2 1 12 L 2 24 L 3 36 L 14 解析 解析 1 由题中信息可知由题中信息可知 B 是是 SiO2 SiO2在高温下与碳反在高温下与碳反 应得到应得到 Si 与与 CO 而其中只有 而其中只有 Si 可与氯气反应 所以可与氯气反应 所以 A 为为 Si D 为为 CO G 为为 SiCl4 SiO2与与 NaOH 溶液反应可得溶液反应可得 Na2SiO3 所以 所以 C 为为 Na2SiO3 而 而 E 是由是由 CO 得到的 从反应过程看 应为得到的 从反应过程看 应为 CO2 所 所 以以 F 为为 H2SiO3 3 反应反应 的方程式为 的方程式为 SiO2 2CSi 2CO C 是还原剂 当生成是还原剂 当生成 1 mol Si 时 时 高高温温 转移电子的物质的量为转移电子的物质的量为 4 mol 答案 答案 1 Si Na2SiO3 H2SiO3 2 SiO CO2 H2O CO H2SiO3 2 3 2 3 3 作还原剂作还原剂 4 mol 15 解析 由氮化硅的性质 解析 由氮化硅的性质 硬度大 熔点高 化学性质稳定硬度大 熔点高 化学性质稳定 可判断其用途为可判断其用途为 A C D 有色玻璃只是在制作玻璃的过程中熔入 有色玻璃只是在制作玻璃的过程中熔入 了有颜色的化合物如了有颜色的化合物如 Co2O3 Cu2O 等 因非金属性等 因非金属性 N Si 故在氮 故在氮 化硅中 化硅中 N 显 显 3 价 价 Si 显 显 4 价 由此可写出其化学式为价 由此可写出其化学式为 Si3N4 氮化硅被氢氟酸腐蚀是由于氮化硅被氢氟酸腐蚀是由于 Si3N4能与能与 HF 发生化学反应 由于发生化学反应 由于 Si 与与 F 有极强的亲合性生成有极强的亲合性生成 SiF4 则另一种产物为 则另一种产物为 NH3 答案答案 1 A C D 2 Si3N4 3 Si3N4 12HF 3SiF4 4NH3 16 解析 解析 Si3N4为原子晶体为原子晶体 选修选修 3 学习 可先了解学习 可先了解 熔点高 熔点高 B 正确 光导纤维的材料为正确 光导纤维的材料为 SiO2 C 正确 普通玻璃的主要成分为正确 普通玻璃的主要成分为 硅酸钠 硅酸钙和二氧化硅 它是以石英砂 石灰石和纯碱