2024年高中化学第4章第1节硅无机非金属材料练习含解析鲁科版必修1

PAGE5-硅无机非金属材料1．下列说法正确的是()A．硅材料广泛用于光纤通信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答案：A2．下列五个转化，不行能通过一步反应实现的是()①SiO2→Na2SiO3②CuSO4→CuCl2③SiO2→H2SiO3④CuO→Cu(OH)2⑤Na2O2→NaOHA．①② B．③④C．②③④ D．②③④⑤解析：SiO2eq\o(→,\s\up7(NaOH),\s\do5())Na2SiO3，CuSO4eq\o(→,\s\up7(BaCl2),\s\do5())CuCl2，Na2O2eq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5())NaOH。答案：B3．下列关于SiO2和CO2的说法不正确的是()A．SiO2的沸点比CO2高B．CO2与SiO2化学式虽然相像，但CO2与SiO2的物理性质有很大区分C．CO2和SiO2均能和水反应生成相应的酸D．CO2和SiO2均能与氢氧化钠溶液反应生成相应的盐和水解析：由常温下二氧化硅为固体，而二氧化碳为气体，可知A项正确；由CO2与SiO2的状态可知B项正确；CO2可溶于水生成H2CO3，但SiO2不溶于水，C项错误。答案：C4．下列离子方程式书写不正确的是()A．向氢氧化钠溶液中通入少量的二氧化碳：CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)B．单质硅与氢氟酸反应：Si＋4HF=2H2↑＋SiF4↑C．石英砂与烧碱反应生成水玻璃：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OD．向水玻璃中通入少量二氧化碳：SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)解析：向氢氧化钠溶液中通入少量二氧化碳生成的是Na2CO3。答案：A5．除去二氧化硅固体中混有的CaCO3固体，方法正确的是()A．加水，过滤 B．加热C．加盐酸，过滤 D．加NaOH溶液，过滤解析：二氧化硅和CaCO3均难溶于水，但CaCO3能溶于盐酸而二氧化硅不能。答案：C6．硅酸盐具有特别的性质与应用，回答下列问题：(1)硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列产品属于硅酸盐的是________(填序号)。①玻璃②陶瓷③石英玻璃④硅芯片⑤光导纤维⑥水泥⑦砖瓦(2)在炼铁、水泥、玻璃的制备时，都须要的原料是________________________________。(3)向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是______________________________________________________________________，化学方程式为_______________________________________________________________________________________________，说明酸性________>________。(4)我国胜利地放射了“嫦娥一号”探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测。月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[Mg2Fe2SiO6]等，则橄榄石中铁为________价，斜长石的氧化物形式可表示为______________，辉石、斜长石及橄榄石属于________(填“氧化物”“混合物”或“硅酸盐”)，辉石[CaMgSi2O6]________(填“难”或“易”)溶于水。答案：(1)①②⑥⑦(2)碳酸钙(或CaCO3)(3)生成白色沉淀Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3(或Na2SiO3＋2CO2＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3)H2CO3H2SiO3(4)＋2K2O·Al2O3·6SiO2硅酸盐难(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(每小题8分，共48分)1．下列关于硅和二氧化硅说法不正确的是()A．晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的固体B．硅的化学性质很稳定，但自然界里无游离态的硅存在，常温下可与其他物质发生反应C．硅和二氧化硅都能与NaOH溶液反应D．工业上用焦炭在高温条件下还原二氧化硅来制备硅说明通常状况下还原性C＞Si解析：自然界中硅只以化合态形式存在，硅可与HF、F2等反应。硅与NaOH溶液反应生成H2，SiO2是酸性氧化物与碱反应。反应SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，在高温下进行只能说明在此条件下还原性C＞Si。答案：D2．下列物质的主要成分不是SiO2的是()A．石英 B．水晶C．金刚石 D．玛瑙解析：金刚石为C的单质。答案：C3．能说明SiO2为酸性氧化物的事实为()A．SiO2与H2SO4、HNO3不反应B．SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2OC．SiO2＋2KOH=K2SiO3＋H2OD．SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋2CO↑解析：依据酸性氧化物是指与碱反应生成盐和水的氧化物，可知C项正确。答案：C4．氧化锆陶瓷系列和磷酸钙陶瓷系列属于新型无机非金属材料，都可以用于制造人造骨骼，这是利用了它们的()A．耐高温柔强度高 B．光学特性C．电学特性 D．生物功能解析：氧化锆陶瓷系列和磷酸钙陶瓷系列的生物功能使其对机体无排异反应，可以用于制造人造骨骼。答案：D5．下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是()A．硅酸钠溶液 B．盐酸C．氢氟酸 D．氢氧化钠溶液解析：硅酸钠溶液具有强的粘连性，能使玻璃塞与玻璃瓶粘住；氢氟酸、氢氧化钠溶液均可与玻璃中的二氧化硅反应。答案：B6．下列说法不正确的是()A．陶瓷是以黏土为原料，经高温烧结而成的B．高纯单质硅可以制成光电池，将光能干脆转换为电能C．水玻璃可做木材的防火剂D．向饱和Na2SiO3溶液中通入足量CO2，然后蒸发结晶，最终灼烧，得到Na2CO3、SiO2解析：D项中发生反应Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓，Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3，蒸干并灼烧时发生反应2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Na2CO3＋CO2↑＋H2O，H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())H2O＋SiO2，Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Na2SiO3＋CO2↑(生产玻璃的原理)。故最终得到Na2SiO3。答案：D二、非选择题(本题包括3小题，共52分)7．(18分)下表中括号内的物质是杂质，试将除杂试剂和分别的方法填入表中：混合物(1)SiO2(CaCO3)(2)SiO2(Fe2O3)(3)SiO2(NaCl)(4)SiO2(Si)(5)Si(Al)(6)NaHCO3(Na2SiO3)除杂试剂分别方法解析：依据主要物质和杂质性质的差异，一般选用杂质溶解(包括反应)而被提纯的物质过滤得到。答案：(1)盐酸、过滤(2)盐酸、过滤(3)水、过滤(4)O2、加热(5)盐酸、过滤(6)足量CO2/H2O、过滤8．(21分)已知A是一种熔点很高的非金属单质，D是难溶性的白色沉淀，请依据以下关系图回答有关问题：(1)A的名称为____________，C的俗名为____________。(2)②的离子方程式为__________________________________，⑤的化学方程式为_____________________________________。(3)D的摩尔质量为________，E的名称为________。(4)已知：Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓，Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Na2SiO3＋CO2↑，这两个反应是否冲突？________(填“冲突”或“不冲突”)，缘由是______________________________________________________________________________________。解析：由A是一种熔点很高的非金属单质，并结合关系图可推知A为Si，E为SiO2，D是H2SiO3，B是Na2SiO3，C是Na2CO3。答案：(1)硅纯碱(2)Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())SiO2＋H2O(3)78g·mol－1二氧化硅(4)不冲突前者是在溶液中的反应，遵循“强酸制弱酸”的原理，而后者不是在溶液中的反应9．(13分)硅胶和石英的主要成分都是SiO2，前者是结构疏松的SiO2，后者是结构致密的SiO2。二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质上表现出差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，经验以下三步，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。(1)用NaOH溶液溶解石英：____________________________________________________________________________________。(2)过滤，加入盐酸，至沉淀不再产生：__________________________________________________________________________。(3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：依据酸性氧化物(SiO2)的性质与碱反应生成盐(Na2SiO3)，盐(Na2SiO3)与强酸反应生成新的弱酸(H2SiO3)，不溶于水的弱酸(H2SiO3)分解生成酸性氧化物(SiO2)的思路来解题。制备过程：石英(SiO2)eq\o(→,\s\up15(＋NaOH))Na2SiO3eq\o(→,\s\up15(＋HCl))H2SiO3eq\o(→,\s\up15(△))硅胶(SiO2)。(1)石英主要成分是酸性氧化物SiO2，与碱反应生成盐和水：2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2O。(2)过滤，除去石英中的杂质，得滤液为Na2SiO3溶液，由于硅酸