硅酸盐和硅单质-课时作业及解析.docx

课时作业一硅酸盐和硅单质一、选择题1硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述中，正确的 是（）A 上图是常见于汽车中的小摆件“苹果花”，它的动力是以Si 为原料制作的太阳能电池B晶体硅主要用途是制造光导纤维C硅是地壳中含量最多的元素D硅的化学性质很稳定，因此硅在自然界中以游离态形式存在 【解析】晶体硅是良好的半导体材料，主要用途是制作太阳能 电池、集成电路，A正确、B错误；氧是地壳中含量最多的元素，C 错误；硅是亲氧元素，在自然界中以化合态形式存在，D错误。【答案】A2有关硅元素的下列叙述中正确的是（）A硅、碳与氢氟酸都不反应B硅是构成矿物岩石的主要原料，其化合态硅几乎全部是硅石 和硅酸盐C-硅与碳性质都很稳定，都能以游离态存在于自然界D晶体硅、石墨都可作半导体材料【答案】 B3下列物质的用途不正确的是（）A硅是制造光导纤维的材料B硅是制造太阳能电池的常用材料C二氧化硅是制取粗硅的原料D水玻璃可用作木材防火剂【解析】 光导纤维的成分是SiCh, A错误；硅是制造太阳能电 池板的常用材料，B正确；工业上常用SiCh和碳反应制取硅，C正确； 水玻璃是硅酸钠的水溶液，具有防火性，D正确。【答案】A4制备硅单质时，主要化学反应如下：SiO2（石英砂） + 2C（焦炭）堂选Si（粗硅） + 2C0 tSi（粗硅）+2CbSiC14，SiCL+2H2遢选Si（纯硅）+4HCl，下列对上述三个反应的叙述 中，不正确的是（）A为置换反应B均为氧化还原反应C为化合反应D三个反应的反应物中硅元素均被还原【解析】 在反应中Si元素化合价升高，被氧化。【答案】D5 下列物质中，导电性介于导体和绝缘体之间的是（）晶体硅金属铝石墨晶体错金刚石A 只有B.只有C 和D.和【解析】Si、Ge均能导电，可作半导体材料；A1是电的良导 体；石墨也能导电，但不能作半导体材料；金刚石不导电。【答案】D6下列溶液中碳酸钠溶液氢氟酸氢氧化钠溶液 氯化钠溶液，可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是 （ ）A -B.C -D.【解析】 、项中溶液呈碱性，不能与光滑的玻璃反应，但 能与磨口玻璃裸露的SiO2反应，生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶， 具有良好的黏结性，易使瓶塞与瓶壁粘在一起而难以开启。氢氟酸能 腐蚀玻璃，不能用玻璃试剂瓶盛放。答案 A7融氢氧化钠反应选用的器皿是（）A 陶瓷蛆烟B.石英培烟C普通玻璃用蜗D.生铁时烟【解析】 陶竟的成分中含有SiO2,石英的成分就是SiO2,玻 璃的主要成分中也含有SiO2,而SiC）2在高温下可以跟NaOH发生如 下反应：SiO2 + 2NaOHNa2SiO3+H2Oo 所以 A、B、C 的器皿 都不能选用，只能用生铁用期。【答案】 D8用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，不正确的是（）A 钙沸石Ca(A12Si3O0)3H2。： CaO AhChSSi02 3H2OB 镁橄榄石(MgzSiCU)： 2MgO SiO2C 钾云母(K2H4AkSi6O24)： K2O-2H2O-3A12O3-6SiO2D 高岭石Ab(Si2O5)(OH)4： AbO32SiO2 2H2O【答案】C9 将过量的CO2分别通入：CaCl2溶液 浓Na2SiO3溶液 Ca(OH)2溶液 饱和Na2co3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出 的是()A B.C D.【解析】 CO?溶于水：CO2+H2OUH2co3, H2co3的酸性比 盐酸弱，而比硅酸强。根据酸与盐反应的规律，CO2通入Ca02溶液 无明显现象；过量的CO?通入浓NazSiCh溶液中有白色沉淀H2SiO3 生成；CO2 通入 Ca(OH)2 溶液至过量，Ca(OH)2+CO2=CaCO3 ! + H2O, CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2,最名&生成 Ca(HCC)3)2 而无沉 淀；过量 CO2通人饱和 Na2c。3溶液中：Na2c。3 + H20 + CO2=2NaHCO3 I ,生成的NaHCC)3溶角单度比Na2co3 ；容角单度小而结 晶析出，故选B。【答案】B10 下图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正 确的是()A - SiO?属于两性氧化物B 酸性：H2SiO3>H2CO3C硅胶吸水后可重复再生D图中所示转化反应都是氧化还原反应【解析】SiCh是酸性氧化物；酸性：H2CO3>H2SiO3;图中有 的转化反应不是氧化还原反应，如SiCh与NaOH溶液的反应等。【答案】C二、非选择题11 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【解析】SiO2(Si): Si与0?在加热条件下生成SiO?而除去Si; CO2(SO2):可加入饱和NaHCCh溶液；NaHCO3(Na2SiO3):通入足量 C02气体；SiO2(NaCl):溶于水,过滤。混合物SiO2 (Si)CO2(S02)NaHCO3 (Na2SiO3)SiO2 (NaCl)除杂试 剂除杂方 法【答案】混合物SiO2 (Si)co2(SO2)NaHCO3 (Na2SiO3)SiO2 (NaCl)除杂试 剂氧气饱和NaHCO3溶液通入足 量C02水除杂方 法加热洗气过滤过滤12.A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组 成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同。阴离 子cr 'SiOf 'OH- 'NO?阳离 子H+、Ag+、Na+、K+已知：A溶液呈强酸性，且A溶液与B、C溶液混合均产生白色 沉淀，B的焰色反应呈黄色。回答下列问题：(1)写出A、B、C、D的化学式：A，B， C，D。(2)写出A溶液与B溶液反应的离子方程式：(3)请选出适合存放A、C、D溶液的试剂瓶的序号:.玻璃塞软木塞.惊色瓶溶液 A C D试剂瓶序号【解析】 因都为易溶于水的化合物，故Ag 一定与NO；组成 AgNO3, H+不会与OH或SiO歹组合，故应与C组成盐酸，则A为 盐酸，因A与B、C混合均产生白色沉淀且B的焰色反应为黄色， 则B为Na2SiO3, C为AgNO3,剩余的一种物质D为KOHo【答案】(1)HC1 Na2SiO3 AgNO3 KOH(2)SiOr + 2Ht =H2SiO3 !13 如图所示的物质转化关系中，A是一种灰黑色固体单质，E 是一种白色胶状沉淀，F是一种最轻的气体。过陆盐酸请回答下列问题：(DB的化学式是，B是制作 的主要原料。B 和 a 溶液反应的离子方程式是A 和 a 溶液反应的化学方程式是(4)C 和过量盐酸反应的离子方程式是【解析】 根据题目信息，F是一种最轻的气体，可知F是H2； E为白色胶状沉淀，再根据A是一种灰黑色固体单质，可知A为Si, Si与Ch反应生成SiO2(B),Si与NaOH溶液反应生成H2和C(Na2SiO3)、 SiCh与NaOH溶液反应得到Na2SiO3H2O, NazSiCh溶液中加入盐 酸得到H2SiO3(E), FhSiCh受热分解得到SiCh和H2O(D)o【答案】(l)SiO2 光导纤维(2)SiO2+2OFF=SiOM + H2O(3)Si + 2NaOH + H2O=Na2SiO3+2H2 t(4)SiOr + 2Hl =H2SiO3 I14 在半导体工业中有这样一句话：“从沙滩到用户”。其中由 粗硅制纯硅的常用方法为Si(粗)+2CL总盟SiCL、Si04+2H2些鼠 Si(纯)+4HCl。若在25 '101 kPa条件下反应生成HC1气体49 L(注: 25 、101 kPa条件下气体摩尔体积为24.5 L/mol)，则：(1)反应生成HC1气体的质量为，转移电子的个数为反应生成的HC1气体溶于127 mL水中 得到密度为1.2() g/mL的盐酸，此盐酸的物质的量浓度为。(3) “从沙滩到用户”涉及多个反应，其中制取粗硅的反应方程 式为;石英砂与烧碱溶液反应可以制得水玻璃，反应的离子方程式为(4)普通玻璃若以氧化物形式表示其组成为(质量分数)：Na2O 13%，CaO 11.7%，SiO2 75.3%。现以石灰石、纯碱和石英砂为原料 生产这种玻璃1(”，石灰石的利用率为80%，纯碱和石英砂的利用率均为95%，至少需要上述原料的质量是t(结果保留两位小数)。49 L24.5 L/mol【解析】(1)25 , 101 kPa 条件下 Vm=24.5 L/mol,则 n(HCl) =2 mol, m(HCl) = 2 molX36.5 g/mol = 73 g,转移电子的个数为4Na。(2)溶质质量为73 g,水的质量为127g,所以“溶液) = (1.20Xl(J)g/L,则 c(HQ)=y；溶,=12 mol/L。(3)制取粗硅是在 高温条件下用碳还原二氧化硅，反应的化学方程式为SiO2+2C鱼遑 Si(粗) + 2C0t;石英砂的主要成分是SiCh,与烧碱溶液反应制取水 玻璃的离子方程式为SiO2+20H-=SiOf + H2Oo (4)10 t这种玻璃 中含 Na2O1.3t、CaO 1.17 SiO2 7.53 t,由 CaCChCaO 及石灰石 的利用率为80%可计算出所需石灰石的质量为2.612t,同理可算出纯 碱的质量为2.34()t,石英的质量为7.926t,共约为12.88t。【答案】73 g 4刈12 moi/L(3)SiCh+2C直选Si(粗)+2CO tSiO2+2OH-=SiOr + H2O(4)12.88加教材习题解答1 (2)(3)2 .材料物理性质化学性 质玻璃硬度高、耐磨损、较 脆很稳定陶瓷硬度身、耐磨损、耐 局温很稳定3.Na2SiO3 + H2so4=Na2SO4+H2SiO3(胶体)4 B5 因为普通玻璃用烟、石英用烟和陶瓷生烟都含有SiO2，SiO?能与强碱反应，SiO2+2NaOHNa2SiO3+H20，所以不能使用这 些用烟熔融烧碱；强碱与铁不反应，所以可用铁用烟熔融烧碱。6 略7 - SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H20 ； Na2CO3 + SiO2=M=Na2SiO3 +CO2 f8 晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材 料。硅主要应用于制造半导体晶体管及芯片等各种计算机、微电子产 品，同时还可以用来制造光电池。9 (1)作还原剂。(2)化合反应；置换反应；作还原剂。(3)提示 沙子的主要成分是SiO2,用户家中使用的许多电子产 品中的半导体材料是以硅为原材料制成的。10 (1)原子的最外层电子数相同，电子层数不同；不在同一横 行，位于同一纵列。(2)存在形态都有结晶形和无定形两种；硅晶体 是良好的半导体材料，而碳单质不是“3)SiO2、CO2均是酸性氧化物。 SiCh为固态，存在于地表及地壳中，CC)2一般为气态，存在于大气中， SiCh的性质比CCh更稳定，等等。11 (l)Na2O CaO-6SiO2 (2)CaCO3： 80.96 t； Na2co3： 72.53 t； SiO2： 245.7 t12 .略