2016-2017学年高中化学第4章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角-硅学业分层测评新人教版必修1

无机非金属材料的主角-硅 (建议用时：45分钟)学业达标1(2016台州高一检测)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是() 【导学号：76220224】A单晶硅可用于制造太阳能电池B水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐产品的共同原料为石灰石CNa2CO3SiO2Na2SiO3CO2说明高温下SiO2对应的酸H2SiO3的酸性比CO2对应的酸H2CO3的酸性强DNaOH溶液不能用带玻璃塞的玻璃试剂瓶存放，而水玻璃可以【解析】B项，陶瓷的原料是黏土，C项，H2SiO3比H2CO3的酸性弱；D项，水玻璃具有黏性。【答案】A2下列有关硅及其化合物的说法正确的是()A晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料B常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在CSiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸D除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸【解析】A项，晶体硅虽然具有金属光泽，但它属于非金属单质；其导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。B项，虽然常温下硅的化学性质稳定，但自然界中没有游离态的硅，它主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。C项，SiO2不同于其他酸性氧化物，它不溶于水也不与水反应。D项，SiO2不溶于稀盐酸，可使用稀盐酸除去其中混有的CaCO3，化学方程式为CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O。【答案】D3硅被誉为无机非金属材料的主角。下列物品用到硅单质的是()A陶瓷餐具B石英钟表C计算机芯片D光导纤维【解析】晶体硅可用作计算机芯片。【答案】C4下列关于硅元素的说法不正确的是()A硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应D当加热到一定温度时，硅能与氧气、氯气等非金属反应【解析】硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料；硅的化学性质稳定，常温下可与F2、HF、强碱溶液反应，在加热条件下可与O2、Cl2等一些非金属发生反应。【答案】C5硅及其化合物是重要的无机材料，下列有关说法正确的是() 【导学号：76220225】A反应SiO22C2COSi，每生成1 mol Si转移4 mol eB光纤的主要成分是硅单质，它质量轻且对光的传输能力强C光纤可以将光能转化为电能，是制造光电池的最佳材料D陶瓷、水泥、金刚砂及所有的玻璃都是硅酸盐产品【解析】标出选项A反应前后元素的化合价，分析反应前后化合价的变化，可知A说法正确；光纤是光导纤维的简称，其主要成分是二氧化硅，B说法错误；制造光电池的材料是晶体硅，C说法错误；金刚砂的主要成分是碳化硅，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，都不是硅酸盐产品，故D说法错误。【答案】A6(双选)下列离子方程式中，不正确的是()A石英与烧碱溶液反应：SiO22OH=SiOH2OB向烧碱溶液中通入过量的CO2：CO22OH=COH2OC向硅酸钠溶液中加入盐酸：2HSiO=H2SiO3D向碳酸钙上滴稀硝酸：CO2H=H2OCO2【解析】B项中通入过量CO2，离子方程式应为：CO2(过量)OH=HCO；D项正确的离子方程式应为：CaCO32H=Ca2H2OCO2，CaCO3不溶于水，不可拆写。【答案】BD7昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用氧化物的形式可表示为() 【导学号：76220226】ACaOMgOSiO2H2OB2CaO5MgO8SiO2H2OC2CaOMgOSiO22H2OD5CaO2MgO8SiO2H2O【解析】按照硅酸盐改写为氧化物的原则，依次写出“活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2O”即得：2CaO5MgO8SiO2H2O。【答案】B8歌曲青花瓷中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然於碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是()A可用氧化物形式表示为BaOCuO2SiO2B性质稳定，不易脱色C易溶解于强酸和强碱Dx等于6【解析】据化合价之和等于零可知x6，硅酸铜钡可表示为BaOCuO2SiO2，它性质稳定，不易脱色，不易溶于强酸、强碱。【答案】C9世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂B玻璃在加热熔化时有固定的熔点C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起【解析】普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A正确；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B错误；普通玻璃的大致组成为：Na2OCaO6SiO2，C正确；二氧化硅易与碱液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不得用玻璃塞，D正确。【答案】B10下表中括号内物质是杂质，试将除杂试剂及分离方法填入表内： 【导学号：76220227】混合物SiO2(CaCO3)CO2(SO2)NaHCO3(Na2SiO3)SiO2(NaCl)除杂试剂除杂方法【解析】SiO2(CaCO3)：可利用SiO2不溶于盐酸而CaCO3溶于盐酸除去CaCO3；CO2(SO2)：可通入饱和NaHCO3溶液；NaHCO3(Na2SiO3)：通入足量CO2气体；SiO2(NaCl)：溶于水过滤。【答案】混合物SiO2(CaCO3)CO2(SO2)NaHCO3(Na2SiO3)SiO2(NaCl)除杂试剂盐酸饱和NaHCO3溶液通入足量CO2气体水除杂方法过滤洗气过滤过滤11.A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。请填空：(1)形成单质A的原子的结构示意图为_，它的最高化合价为_。(2)B的化学式为_，B和碳反应生成A和E的化学方程式为_。(3)C的化学式为_，D的化学式为_。【解析】“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似”是做此题的关键。由此可以得出A为Si，B为SiO2。SiO2在高温的条件下与氧化钙反应得到的是C，即硅酸钙；SiO2与氢氧化钠溶液反应得到D，是硅酸钠溶液。从框图中可以得出E应是CO。【答案】(1)4(2)SiO2SiO22CSi2CO(3)CaSiO3Na2SiO312在下列物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。据此填写：(1)B的化学式是_，目前B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反应的离子方程式是_。(3)C和过量盐酸反应的离子方程式是_。【解析】A是固体单质，则B是A的氧化物，E是一种白色沉淀，根据框图中的转化关系，在过量盐酸中生成的白色沉淀除AgCl外即是H2SiO3，但AgCl加热分解时并不会产生氧化物，E为H2SiO3，符合题意。则B为SiO2，A为Si，C为Na2SiO3，D为H2O，F为H2。【答案】(1)SiO2制光导纤维(2)SiO22OH=SiOH2O(3)SiO2H=H2SiO3能力提升13石棉是一类价格低廉的硅酸盐材料，但是有毒，能使人患肺癌，其中一种叫矿青石棉，化学式为：Na2Fe5Si8O22(OH)2，它用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法正确的是() 【导学号：76220228】A该物质中Fe元素的化合价为2价，它属于硅酸盐B该物质的化学组成可表示为：Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OC1 mol该物质能和18 mol HNO3反应，也能与含18 mol HCl的盐酸反应D这种石棉属于新型无机非金属材料【解析】用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，说明该物质中含有2价Fe，根据化合价代数和为0，可求得该物质中5个Fe中有2个3价，3个2价，化学组成可表示为：Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O。HNO3具有强氧化性，而HCl不具有强氧化性，二者消耗量不等。石棉是传统的无机非金属材料。【答案】B14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： 【导学号：76220229】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：Si3HClSiHCl3H2；SiHCl3与过量H2在1 0001 100 反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O剧烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：(1)第步制备粗硅的化学反应方程式为_。(2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置均已略去)：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_。【解析】(1)根据题给信息，粗硅可以用碳还原二氧化硅的方法制得，反应方程式为SiO22CSi2CO。(2)因SiHCl3与水剧烈反应，故A中产生的H2必须干燥，B中液体为浓硫酸，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快与H2的反应。制取纯硅的反应条件为1 0001 100 ，此温度下普通玻璃易软化。因高温下H2与O2易反应而爆炸，故还应排尽装置中的空气。【答案】(1)SiO22CSi2CO(2)浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化有固体物质生成在反应温度下，普通玻璃会软化SiHCl3H2Si3HCl排尽装置中的空气7