第4章 第1节 第1课时《二氧化硅和硅酸》

第四章 第一节 第1课时一、选择题1．(2013·嘉峪关市一中高一期末)下列物质中主要成分不是二氧化硅的是( ) A ．硅胶 B ．水晶 C ．玛瑙D ．光导纤维【解析】 硅胶的成分是H 2SiO 3。

【答案】 A2．(2013·桐城十中高一期末)下列试剂中，能用带玻璃塞的细口瓶贮存的是( ) A ．氢氟酸 B ．氢氧化钠溶液 C ．盐酸D ．水玻璃 【解析】 氢氟酸腐蚀玻璃，A 项错误；玻璃塞的外面和瓶口都是经打磨过的，能和NaOH 溶液反应生成粘合剂NaSiO 3，时间长了玻璃塞粘住打不开试剂瓶，B 、D 两项错误。

【答案】 C3．(2014·经典习题选萃)下列关于SiO 2的说法，正确的是( ) A ．SiO 2是制造光导纤维的重要材料 B ．SiO 2溶于水生成硅酸 C ．SiO 2对应水化物酸性比碳酸强 D ．SiO 2是酸性氧化物，不跟任何酸反应【解析】 SiO 2不溶于水；硅酸酸性比碳酸弱；SiO 2是酸性氧化物，但可与氢氟酸反应。

【答案】 A4．(2014·试题调研)下列变化不能一步实现的是( ) A ．Na 2SiO 3→H 2SiO 3 B ．H 2SiO 3→SiO 2 C ．SiO 2→H 2SiO 3D ．SiO 2→Na 2SiO 3【解析】 Na 2SiO 3＋2HCl===H 2SiO 3↓＋2NaCl ；H 2SiO 3=====△SiO 2＋H 2O ；SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O 。

【答案】 C5．下列物质：①氢氟酸；②浓H 2SO 4；③烧碱溶液；④Na 2CO 3固体；⑤氧化钙；⑥浓HNO 3，其中在一定条件下能与SiO 2反应的有( )A ．①②⑥B ．②③⑥C ．①③④⑤D ．全部【解析】 SiO 2是酸性氧化物，除HF 酸外，不与其他任何酸发生反应。

【答案】 C6．下列各实验操作中，能证明生石灰中可能既混有石英，又混有石灰石的是( ) A ．加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出 B ．加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解 C ．加热至高温，观察是否有气泡冒出、有硅酸钙生成D ．先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到NaOH 溶液中看其是否溶解【解析】 A 项只能证明是否混有石灰石。

B 项因生石灰要与水反应生成熟石灰，即使有少量的石英也观察不出。

C 项不易操作，且是否生成硅酸钙无法观察得出。

D 项比较合理，通过加酸后有气泡产生确认可能有石灰石，通过观察有不溶物且此不溶物可溶于NaOH 溶液，进一步确认可能有二氧化硅。

其实要想检验确实有石英和石灰石，进一步确认可能有二氧化硅。

其实要想检验确实有石英和石灰石，还要继续做一些实验才行。

【答案】 D7．(双选)下列关于硅酸的说法正确的是( ) A ．硅酸可以通过SiO 2和水的化合反应直接制得B ．用反应Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3↓制取硅酸是利用了强酸制弱酸的性质C ．因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH 溶液反应D ．硅胶可用作袋装食品的干燥剂【解析】 SiO 2和H 2O 不反应，A 项错；SiO 2与NaOH 溶液可以反应，C 项错。

【答案】 BD8．下列离子方程式正确的是( ) A ．澄清石灰水中通入过量二氧化碳： Ca 2＋＋2OH －＋CO 2===CaCO 3↓＋H 2OB ．水玻璃中加盐酸：Na 2SiO 3＋2H ＋===H 2SiO 3↓＋2Na ＋C ．石英溶于烧碱溶液：Si 4＋＋2O 2－＋2OH －===SiO 2－3＋H 2OD ．硅酸与烧碱溶液中和： H 2SiO 3＋2OH －===SiO 2－3＋2H 2O【解析】 A 项错误，通入过量的CO 2应生成Ca(HCO 3)2。

B 项错误，水玻璃是硅酸钠的水溶液，Na 2SiO 3为易溶强电解质，应改写成离子形式。

C 项错误，氧化物在离子方程式中一般不拆写，SiO 2应保留化学式。

D 项正确，H 2SiO 3作为难溶的弱酸，在离子方程式中用分子式表示。

【答案】 D9．在SiO 2＋3C=====高温SiC ＋2CO ↑反应中，氧化剂和还原剂的质量比为( ) A ．3630 B ．6036 C ．21D ．12【解析】 分析此反应知Si 元素的化合价在反应前后没有变化，是一部分C 元素的化合价升高到＋2价，一部分降低到－4价，所以氧化剂和还原剂均为C ，其质量比为12。

【答案】 D10．(双选)素有“水晶之乡”美称的江苏省东海县盛产水晶，现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。

水晶是较纯净的透明的石英晶体，主要成分是SiO 2，下列有关石英的叙述正确的是( )A ．天然石英均是无色晶体，可作装饰品，也作光学仪器B ．石英可以用来生产玻璃C ．石英晶体可以用来制取金刚砂(SiC)D ．石英可用来制取高纯硅，以制造光导纤维【解析】 纯净的SiO 2晶体中水晶是无色的，而其他的石英晶体具有不同的颜色，如玛瑙，A 项错误。

生产玻璃的原料是石英、纯碱和石灰石，B 项正确。

金刚石是SiC ，可以用SiO 2与过量的C 反应制得，C 项正确。

石英(而不是高纯硅)是制光导纤维的材料，可以通过石英与炭反应得到粗硅，然后再与Cl 2反应生成SiCl 4，SiCl 4与H 2反应得到较纯净的Si 。

【答案】 BC 二、非选择题11．如何用所提供的试剂和方法除去各混合物粉末中的杂质(括号内为杂质)？将所选答案的编号填入表中相应的空格内。

(如果不需补加试剂，则对应答案栏可空着)可供选择的试剂：A.盐酸 B ．NaOH 溶液 C ．O 2D ．H 2OE ．CO 2可供选择的操作：①分液 ②加热 ③高温灼热 ④过滤 ⑤结晶【解析】 (1)因为SiO 23CaCO 3＋2HCl===CaCl 2＋H 2O ＋CO 2↑，所以该小题的答案为：A ；④。

(2)根据SiO 2能溶于NaOH 溶液，即SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O ，而CaCO 3不能，所以该小题的答案为：B ；④。

(3)因为NaCl 溶于水，而SiO 2不溶于水，所以该小题的答案为：D ；④⑤。

(4)因为SiO 2不溶于盐酸，而Fe 2O 3溶于盐酸，即Fe 2O 3＋6HCl===2FeCl 3＋3H 2O ，所以该小题的答案为：A ；④。

(5)因为H 2SiO 3受热分解生成SiO 2，即H 2SiO 3=====△SiO 2＋H 2O ，所以该小题的答案为：不加试剂；③。

(6)因为SiO 2不溶于水，而Na 2SO 4溶于水，所以该小题的答案为：D ；④。

【答案】 (1)A ④ (2)B ④ (3)D ④⑤ (4)A ④ (5)③ (6)D ④12．硅石和石英的主要成分都是SiO 2，前者是结构疏松的SiO 2，后者是结构致密的SiO 2，二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质有差别，具有不同的用途。

由石英制取硅胶，有以下三个步骤，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，向滤液中加入盐酸，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：______________________________。

写出硅胶的一种用途：______________________。

【解析】 (1)石英的主要成分是酸性氧化物SiO 2，SiO 2与碱反应生成盐和水： 2NaOH ＋SiO 2===Na 2SiO 3＋H 2O(2)过滤，除去石英中的杂质，得滤液为Na 2SiO 3(aq)，硅酸钠是弱酸盐，与盐酸发生复分解反应： Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3↓(3)微热，H 2SiO 3(aq)浓缩，聚合为胶体，加热硅酸溶胶脱水，生成多孔硅胶H 2SiO 3=====ΔH 2O ↑＋SiO 2。

【答案】 (1)2OH －＋SiO 2===SiO 2－3＋H 2O(2)SiO 2－3＋2H ＋===H 2SiO 3↓(3)H 2SiO 3=====△H 2O ↑＋SiO 2 干燥剂(或催化剂载体)13．A 、B 、C 、D 四种物质都含有同种元素且有如图所示转化关系。

试回答下列问题：(1)若A 是一种常见非金属，写出下列反应的方程式。

①B →D 的化学方程式：______________________ ②A →C 的离子方程式：______________________ (2)若A 是一种常见金属，写出下列反应的方程式。

①A →D 的离子方程式：______________________ ②B →C 的化学方程式：______________________ 【答案】 (1)①SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O ③Si ＋2OH －＋H 2O===SiO 2－3＋2H 2↑(2)①2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑②Al 2O 3＋2NaOH===2NaAlO 2＋H 2O14．(2013·汶上一中高一期末)在Na ＋浓度为0.5 mol/L 的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子：取该溶液100 mL(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的阳离子是____________________________________。

(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为_____________________________________。

(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度(能计算出的，填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”)(4)判断K＋是不存在说明理由________________________________________________________________________。

【答案】Ag＋、Mg2＋、Ba2＋(2)SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓(或SiO2－3＋2H＋＋H2O===H2SiO4↓)(3)(4)存在，其最小浓度为。