高中化学硅二氧化硅无机非金属材料例题和解答中学教育高中教育中学教育高中教育.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 课时作业 19 硅 二氧化硅 无机非金属材料 时间：45 分钟 满分：100 分 一、选择题(154 分60 分)1(2010 浙江五校联考)信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列有关资讯错误的是 ()A在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源 B中、美、日等国已掌握的陶瓷发动机技术，能较大程度地降低能耗，节约能源 C光导纤维在信息产业中应用广泛，制造光导纤维的主要材料是单质硅 D结构陶瓷碳化硼(B4C3)常用于制造切削工具，它是一种新型无机非金属材料，属于原子晶体【解析】制造光导纤维的主要材料是二氧化硅，不是单质硅，故选项 C 错误。【答案】

2、C 2(2010 湖北武汉)下列说法正确的是 ()A我国自主研发的“龙芯 1 号”CPU 芯片与光导纤维是同种材料 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粗硅制备单晶硅涉及氧化还原反应【解析】芯片的主要材料是高纯硅，光导纤维的主要材料是二氧化硅，A 项错。刻蚀石英须选用氢氟酸，B 项错。水晶的主要成分是二氧化硅，瓷盘是硅酸盐产品，C 项错。【答案】D 3下列物质中，不含有硅酸盐的是 ()A水玻璃 B硅芯片 C黏土 D普通水泥【解析】水玻璃是硅酸钠的水溶液，硅芯片是硅单质，黏土的主要成分是硅酸盐、铝酸盐等，普通水泥主要成分是硅酸盐，答案应是 B。【答案】B

3、 4(2009 四川卷)开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是 ()A氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 BC60属于原子晶体，用于制造纳米材料 C纤维素乙酸酯属于天然高分子材料 D单晶硅常用于制造光导纤维【解析】本题考查材料的类别、性质等，意在考查考生对化学在生产、生活中应用的了解。B 项，C60属于分子晶体，可用于制造纳米材料；C 项，纤维素乙酸酯属于合成高分子材料；D 项，制造光导纤维的原料是高纯石英粉(SiO2)。【答案】A 5下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是 ()A氧化物都能与氢氧化钠溶液反应 学习必备 欢迎下载 B单质在加热时都能跟氧气反应 C氧化物都能溶于水

4、生成相应的酸 D碳和硅两种元素都有同素异形体【解析】A 项，CO2、SiO2是酸性氧化物，均能与 NaOH 反应，CO 是不成盐氧化物，不与 NaOH 反应；B 项，加热条件下，C 和 Si 均与 O2反应生成相应的氧化物；C 项，CO2H22CO3，CO 和 SiO2均不溶于水，也不与水反应；D 项，碳有金刚石、石墨、C60等多种同素异形体；硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。【答案】AC 6下列表述正确的是 ()人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅 化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙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

5、 夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛 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【解析】刚玉的主要成分是 Al2O3，玛瑙的主要成分是 SiO2，水泥是硅酸盐材料，太阳镜镜片主要用树脂镜片，太阳能电池用硅材料。【答案】D 7(2010 江西南昌模拟)关于硅及其化合物的叙述中，错误的是 ()A晶体硅是良好的半导体材料 B二氧化硅能与石灰石反应：SiO2CaCO3=高温CaSiO3CO2 C可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO22C=高温Si2CO D水泥的主要成分是 Na2SiO3、CaSiO3和 SiO2【解析】D 项表达的是玻璃的主

6、要成分，水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙，故 D 项错误。【答案】D 8随着科技的飞速发展，出现了许多新型无机材料，如植入生物体内的生物陶瓷材料HAP化学式为 Cam(PO4)n(OH)2，已被医疗上用于修补人的骨骼和牙组织，HAP 的化学式中m 等于 ()A.3n22 B.3n22 C.2n23 Dn1【解析】根据化合物中元素化合价代数和等于零的原则：2m3n20，则有 m3n22。【答案】A 9(2009 内蒙古包头模拟)下列变化不能通过一步反应完成的是 ()ASiO2 CaSiO3 BSiO2 H2SiO3 CCO2 CaCO3 DSO2 Na2SO3【解析】A 项中，SiO

7、2在高温下与 CaCO3反应可以生成 CaSiO3；C 项中，CO2与Ca(OH)2、Ca(ClO)2等均可反应生成 CaCO3；D 项中，SO2与 NaOH、Na2CO3等均可反应生成 Na2SO3；SiO2与水不反应，只有先与 NaOH 溶液反应生成 Na2SiO3后，再利用强酸制弱被称为新科技革命的三大支柱下列有关资讯错误的是在即将到来的新能源时代核能太阳能氢能将成为主要能源中美日等国已掌握的陶瓷发动机技术能较大程度地降低能耗节约能源光导纤维在信息产业中应用广泛制造光导纤维的主要主要材料是二氧化硅不是单质硅故选项错误答案湖北武汉下列说法正确的是我国自主研发的龙芯号芯片与光导纤维是同种材料

8、工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品粗硅制备单晶硅涉及氧化还成分是二氧化硅瓷盘是硅酸盐产品项错答案下列物质中不含有硅酸盐的是水玻璃硅芯片黏土普通水泥解析水玻璃是硅酸钠的水溶液硅芯片是硅单质黏土的主要成分是硅酸盐铝酸盐等普通水泥主要成分是硅酸盐答案应是答案四川卷开学习必备 欢迎下载 酸原理才能生成 H2SiO3，故正确选项为 B。【答案】B 10对于化学方程式 SiO23C=高温SiC2CO，有关叙述正确的是 ()A反应中 SiO2是氧化剂，C 是还原剂 B硅元素被还原了，碳元素被氧化了 C在反应中 C 既是氧化剂又是还原剂 D在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比

9、为【解析】双线桥法表示反应中电子转移的方向及数目如下：SiO23C=SiC 2C，反应中只有 C 元素化合价改变，因此碳在反应中既是氧化剂，又是还原剂，且 n(氧化剂n(还原剂)。【答案】CD 11C3N4和 Si3N4晶体结构相似，是新型的非金属高温结构陶瓷，下列说法正确的是()AC3N4和 Si3N4晶体中含有共价键 BC3N4和 Si3N4中 N 的化合价为3 CC3N4和 Si3N4易与水反应生成 NH3 DC3N4晶体的硬度比 Si3N4晶体的硬度小【解析】B 项中 N 的化合价为3 价，C 项中 C3N4和 Si3N4都是原子晶体，不能发生水解反应，D 项中 CN 键比 SiN 键

10、的键能大，C3N4的硬度比 Si3N4的硬度大。【答案】A 12下列叙述不正确的是 ()A石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同 B用石灰抹墙和用水泥砌墙过程的硬化原理相同 C玻璃、陶瓷、水泥容器均不能贮存氢氟酸 D熔融烧碱不能用瓷坩埚，也不能用刚玉坩埚【解析】石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分均为 CO2，因而 A 项正确；石灰抹墙发生的反应为 CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，其硬化是由于水分的蒸发，水泥的硬化过程是水泥配上适当的水后调成浆，发生了复杂的化学反应，经过一定时间，凝固成块，最后变硬，因此 B 项不正确；玻璃、陶瓷、水泥容器均含有 SiO2，可与氢氟酸反应，因而不能贮存氢

11、氟酸，D 项高温下 NaOH 可与 SiO2、Al2O3(刚玉)反应。【答案】B 13汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20 世纪 80 年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式：BaCuSi2Ox，Cu 为2 价)，下列有关“汉紫”的说法中不正确的是 ()A用盐的形式表示：BaSiO3 CuSiO3 B用氧化物形式表示：BaO CuO 2SiO2 C易溶于强酸、强碱 D性质稳定，不易褪色【解析】22242x，x6，故其化学式可表示为 BaSiO3 CuSiO3，用氧化物形式表示 BaO CuO 2SiO2。年代久远“汉紫”未消失，说明其性质稳

12、定故 D 项正确。其为硅酸盐，故不易溶于强碱、强酸。被称为新科技革命的三大支柱下列有关资讯错误的是在即将到来的新能源时代核能太阳能氢能将成为主要能源中美日等国已掌握的陶瓷发动机技术能较大程度地降低能耗节约能源光导纤维在信息产业中应用广泛制造光导纤维的主要主要材料是二氧化硅不是单质硅故选项错误答案湖北武汉下列说法正确的是我国自主研发的龙芯号芯片与光导纤维是同种材料工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品粗硅制备单晶硅涉及氧化还成分是二氧化硅瓷盘是硅酸盐产品项错答案下列物质中不含有硅酸盐的是水玻璃硅芯片黏土普通水泥解析水玻璃是硅酸钠的水溶液硅芯片是硅单质黏土的主要成分是

13、硅酸盐铝酸盐等普通水泥主要成分是硅酸盐答案应是答案四川卷开学习必备 欢迎下载【答案】C 14将 24 g 石英和 80 g 石灰石在高温下充分反应，反应后放出的气体在标准状况下的体积是 ()A8.96 L B17.92 L C4.48 L D11.2 L【解析】石英与 CaCO3反应后产生 CO2气体，CaCO3高温分解也产生 CO2，CO2气体来自 CaCO3，根据质量守恒得关系式：CaCO3 CO2 100 g 22.4 L 80 g 80 g22.4 L100 g17.92 L【答案】B (硅氧四面体)15原硅酸的结构为，若去掉氢原子后的剩余部分即 SiO44为原硅酸根，其构型为正四面体

14、(如右图)，称为“硅氧四面体”。四面体角顶上的氧原子叫“角氧”。下列有关叙述正确的是 ()A两分子原硅酸脱去 1 分子水得到的 H6Si2O7分子中有 6 个 SiO 键 B两个硅氧四面体，彼此用 1 个“角氧”相连后，形成的 Si2O67离子中各键角均为109 28 C3 个硅氧四面体彼此用 2 个“角氧”相连后，形成的 Si3O69离子，应呈链状 Dn 个硅氧四面体彼此用 4 个“角氧”连接后的晶体是二氧化硅【解析】AH6Si2O7分子结构为，所以应有 8 个 SiO 键。B.硅氧四面体中两个 SiO 键键角为 109 28，“角氧”和两个硅原子相连形成的 OSi键不是 109 28，接近

15、于 H2O 中键角。C.由硅氧四面体的结构知：Si3O69离子不可能呈链状(Si 和 Si 不直接相连)。D.据 SiO2的结构可知其说法是正确的。【答案】D 二、简答题(40 分)16(1)将下列硅酸盐改写成氧化物的形式(改写时注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，H2O 一般写在最后)：镁橄榄石(Mg2SiO4)：_；高岭石Al2(Si2O5)(OH)4：_。(2)许多含氧酸及其盐类均可以类似地改写为氧化物形式，请继续改写以下物质：HNO3_；HCOOH_；KAl(SO4)2 12H2O_。通过以上改写可知，HNO3的酸酐为_，HCOOH 与 H2SO4反应可制_气体。

16、(3)已知在一定条件下，Fe 在 Cl2中燃烧可以生成 Fe3Cl8，它可以看作是 FeCl2 2FeCl3，类似地，碘与 Fe 在一定条件下可得到 Fe3I8，则它可以看作是_。【解析】改写时注意中心元素的化合价不变，同时不能出现分数，不够时可在前面加被称为新科技革命的三大支柱下列有关资讯错误的是在即将到来的新能源时代核能太阳能氢能将成为主要能源中美日等国已掌握的陶瓷发动机技术能较大程度地降低能耗节约能源光导纤维在信息产业中应用广泛制造光导纤维的主要主要材料是二氧化硅不是单质硅故选项错误答案湖北武汉下列说法正确的是我国自主研发的龙芯号芯片与光导纤维是同种材料工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品水

17、晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品粗硅制备单晶硅涉及氧化还成分是二氧化硅瓷盘是硅酸盐产品项错答案下列物质中不含有硅酸盐的是水玻璃硅芯片黏土普通水泥解析水玻璃是硅酸钠的水溶液硅芯片是硅单质黏土的主要成分是硅酸盐铝酸盐等普通水泥主要成分是硅酸盐答案应是答案四川卷开学习必备 欢迎下载 计量数，如 HNO3可视为 2HNO3写作 N2O5 H2O。对(3)因 Fe3与 I不能共存，故不能写成FeI2 2FeI3。【答案】(1)2MgO SiO2；Al2O3 2SiO2 2H2O(2)N2O5 H2O；CO H2O；K2O Al2O3 4SO3 24H2O；N2O5；CO(3)3FeI2 I2 17在下

18、图所示的物质相互转化关系中，A 是一种固体单质，E 是一种白色不溶于水的物质。据此填空。(1)写出各物质的化学式：A_、B_、C_、D_、E_、F_。(2)B 与 a 溶液反应的离子方程式是_。(3)A 与 a 溶液反应的离子方程式是_。【解析】本题“突破口”是 C 中加入过量 HCl 产生不溶于盐酸的白色沉淀，推知 E可能是硅酸。A 可能是 Si，代入题目验证，B 为 SiO2，能和 Si 和 SiO2反应的溶液可能为HF 溶液或 NaOH 溶液，结合题目知 a 溶液为 NaOH 溶液，C 为 Na2SiO3，D 为 H2O，F 为H2。【答案】(1)Si SiO2 Na2SiO3 H2O

19、H2SiO3 H2(2)SiO22OH=SiO23H2O(3)Si2OHH2O=SiO232H2 18(2010 南宁模拟)含 A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含 A 元素的一种化合物 C 可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，C 与烧碱反应生成含 A 元素的化合物 D。(1)在元素周期表中，A 位于_族，与 A 同族但相对原子质量比 A 小的元素 B 的原子结构示意图为_，A 与 B 在原子的电子层结构上的相同点是_。(2)易与 C 发生化学反应的酸是_，反应的化学方程式_。(3)将 C 与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成 D，同时还生成 B 的最高价氧化物E；将全部的 E

20、与全部的 D 在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含 A 的化合物 F。写出生成 D 和 F 的化学反应方程式：_。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是 ()A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚 C氧化铝坩埚 D铁坩埚(4)100 g C 与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100 g 混合物中石灰石的质量分数是_。【解析】(1)A 的单质可作半导体材料，可知 A 为 Si，位于A 族，与之同族且相对原子质量较小的是碳元素，二者共同点是最外层均有 4 个电子，K 层均有 2 个电子。(2)C 为 SiO2，易与氢氟酸反应生成 SiF4和 H2O。(3)SiO

21、2与纯碱高温反应生成 Na2SiO3(D)和 CO2(E)。(4)不论 CaCO3过量与否，生成 CO2由 CaCO3决定，由关系式 CaCO3CO2得：100 gm(CaCO3)22.4 L11.2 L 解得 m(CaCO3)50 g 被称为新科技革命的三大支柱下列有关资讯错误的是在即将到来的新能源时代核能太阳能氢能将成为主要能源中美日等国已掌握的陶瓷发动机技术能较大程度地降低能耗节约能源光导纤维在信息产业中应用广泛制造光导纤维的主要主要材料是二氧化硅不是单质硅故选项错误答案湖北武汉下列说法正确的是我国自主研发的龙芯号芯片与光导纤维是同种材料工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品水晶项链和餐桌上的

22、瓷盘都是硅酸盐制品粗硅制备单晶硅涉及氧化还成分是二氧化硅瓷盘是硅酸盐产品项错答案下列物质中不含有硅酸盐的是水玻璃硅芯片黏土普通水泥解析水玻璃是硅酸钠的水溶液硅芯片是硅单质黏土的主要成分是硅酸盐铝酸盐等普通水泥主要成分是硅酸盐答案应是答案四川卷开学习必备 欢迎下载 混合物中石灰石的质量分数为50 g100 g100%50%。【答案】(1)A 最外层均有 4 个电子，最内层均有 2 个电子(2)氢氟酸 SiO24HF=SiF42H2O(3)SiO2Na2CO3=高温Na2SiO3CO2，Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3 ABC(4)50%被称为新科技革命的三大支柱下列有关资讯错误的是在即将到来的新能源时代核能太阳能氢能将成为主要能源中美日等国已掌握的陶瓷发动机技术能较大程度地降低能耗节约能源光导纤维在信息产业中应用广泛制造光导纤维的主要主要材料是二氧化硅不是单质硅故选项错误答案湖北武汉下列说法正确的是我国自主研发的龙芯号芯片与光导纤维是同种材料工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品粗硅制备单晶硅涉及氧化还成分是二氧化硅瓷盘是硅酸盐产品项错答案下列物质中不含有硅酸盐的是水玻璃硅芯片黏土普通水泥解析水玻璃是硅酸钠的水溶液硅芯片是硅单质黏土的主要成分是硅酸盐铝酸盐等普通水泥主要成分是硅酸盐答案应是答案四川卷开