无机非金属材料的主角硅练习题及答案解析

无机非金属材料的主角硅练习题及答案解析TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1．下列不是水玻璃用途的是( )A．肥皂填料B．木材防火剂C．纸板黏胶剂D．建筑装饰材料解析：水玻璃是Na2SiO3溶液，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。

答案：D2．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Na2SiO3的水溶液，黏土和普通水泥的主要成分都是硅酸盐，硅芯片的主要成分是硅。

答案：B3．SiO2属于酸性氧化物的理由主要是( ) A．硅是非金属元素B．SiO2对应的水化物是可溶性弱酸C．SiO2能与强碱反应生成盐和水D．SiO2不能与酸反应解析：依据酸性氧化物的概念进行判断——能与强碱反应生成盐和水的氧化物。

答案：C4．下列说法错误的是( )A．二氧化硅是光导纤维的主要原料B．硅是信息技术的关键材料C．陶瓷餐具所用材料为硅酸盐D．水晶镜片所用原料为硅酸盐解析：石英、水晶、光导纤维主要成分为SiO2。

Si用于信息产业及硅光太阳能电池。

传统硅酸盐材料是陶瓷、水泥、玻璃，新型无机非金属材料为光导纤维、生物陶瓷等。

答案：D5．下列物品或设备：①水泥路桥②门窗玻璃③水晶镜片④石英钟表⑤玛瑙手镯⑥硅太阳能电池⑦光导纤维⑧计算机芯片。

所用材料为SiO2或要用到SiO2的是( )A．①②③④⑤⑦B．全部C．⑥⑧D．①②⑦⑧解析： ⑥、⑧用到的材料是Si 而不是SiO 2，其余都用到SiO 2。

答案： A6．下列反应的离子方程式中，正确的是(多选)( )A ．二氧化硅和氢氟酸反应：SiO 2＋4H ＋===Si 4＋＋2H 2OB ．二氧化硅和氢氧化钾溶液反应：SiO 2＋2OH －===SiO 2－3＋H 2OC ．水玻璃中滴入盐酸：SiO 2－3＋2H ＋===H 2SiO 3↓D ．碳酸钡滴加稀硝酸：CO 2－3＋2H ＋===H 2O ＋CO 2↑解析： A 中氢氟酸是一种弱酸，不能拆写成离子的形式；D 中碳酸钡是一种难溶性的物质，也不能拆写成离子的形式。

答案： BC7．高岭土的组成可表示为Al 2Si 2O x (OH)y ，其中x 、y 的数值分别是( )A ．7,2B ．5,4C ．6,3D ．3,6解析： 一般利用化合物中化合价代数和等于零的规则来列方程求解。

已知化合价：Al 为＋3价，Si 为＋4价，O 为－2价，(OH)为－1价。

则2×(＋3)＋2×(＋4)＋x ×(－2)＋y ×(－1)＝0，化简得：2x ＋y ＝14，将各项代入，只有B 项符合该方程。

答案： B8．CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是( )A．氯化钙溶液B．澄清的石灰水C．饱和碳酸钠溶液D．硅酸钠溶液解析：先写出反应方程式，再由产物共存情况确定反应是否发生。

因为盐酸的酸性比碳酸强，所以CO2通入CaCl2溶液中不会析出CaCO3沉淀。

A符合题意。

CO2通入澄清的石灰水中首先会生成白色沉淀CaCO3，继续通入过量的CO2，则生成的CaCO3会逐渐溶解生成无色透明的Ca(HCO3)2。

饱和Na2CO3溶液中通入CO2，因生成溶解度较小的酸式碳酸盐NaH CO3，可以产生沉淀。

CO2气体通入Na2SiO3溶液生成不溶于水的原硅酸或硅酸，会产生沉淀。

答案：A9.如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案，则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为( )A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑B．NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑C．Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑D．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O解析：因为玻璃中含有SiO2，而SiO2能与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H 2O ，所以可以用氢氟酸来刻蚀玻璃。

答案： D10．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C ．SiO 2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸D ．除去SiO 2中混有的CaCO 3可加入适量的稀盐酸解析： 解决此类题目可利用非金属单质及其化合物的相似性进行类推，但同时要注意硅及其化合物有不同于其他非金属及其化合物的特性。

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，SiO 2不同于其他酸性氧化物，它不溶于水也不与水反应。

D 项，SiO 2不溶于稀盐酸，可使用稀盐酸除去其中混有的CaCO 3，化学方程式为CaCO 3＋2HCl===CaCl 2＋CO 2↑＋H 2O 。

答案： D二、非选择题11．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。

(1)SiO 2是玻璃的成分之一，SiO 2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________，工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。

(2)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现Na2SiO3的用途可作________的原料。

(3)工业上常用2C＋SiO2=====高温Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中有元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。

解析：(1)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。

由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。

(2)Na2SiO3的水溶液又称“水玻璃”，它具有阻燃的功能，因此可作防火剂。

(3)反应中C被氧化，SiO2中的Si＋4被还原，因此SiO2作氧化剂。

答案：(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 氢氟酸(2)防火剂(3)C SiO212．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1 300 ℃时反应获得。

(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是________(填字母)。

A．制气轮机叶片 B．制有色玻璃C．制永久性模具 D．制造柴油机(2)画出N的原子结构示意图________，已知得电子能力N>Si，请写出氮化硅的化学式________。

(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。

试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式__________________________。

解析：由氮化硅的性质(硬度大、熔点高，化学性质稳定)可判断其用途为A、C、D。

有色玻璃只是在制作玻璃的过程中熔入了有颜色的化合物如Co2O3、Cu2O等；因非金属性N>Si，故在氮化硅中，N显－3价，Si显＋4价，由此可写出其化学式为Si3N4；氮化硅被氢氟酸腐蚀是由于Si3N4能与HF发生化学反应，由于Si与F有极强的亲合性生成SiF4，则另一种产物为NH3。

答案：(1)A、C、D(2) Si3N4(3)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑13．(2010·吉林高一检测)如图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。

其中B是一种单质，其余物质也都是含B元素的化合物。

C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为B的氧化物(其他不含B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)，请填写空白：(1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。

(2)A和B的互相转化在工业上有什么实际意义？__________。

(3)写出D→C反应的化学方程式：__________________________。

(4)写出E→D反应的化学方程式：__________________________。

解析：本题的突破口是：“B是一种单质”“B的结构类似金刚石”。

据此，容易推断出B是晶体硅。

硅与氯气在加热条件下生成SiCl4，因此，A为SiCl4。

经过分馏提纯后得到纯净的SiCl4，SiCl4可以被氢气还原得纯净的硅。

根据D是B(Si)的氧化物，可知D为SiO2，由此可知其他答案。

答案：(1)SiCl4SiO2H2SiO3(2)粗硅提纯(3)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(4)H2SiO3=====△SiO2＋H2O14．某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究，他们以课本为基础，查阅资料得到以下可供参考的信息：①工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si；②Mg在点燃的条件下按质量比8∶5与SiO2反应生成一种白色固体化合物和另一种硅化物；③金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐与SiH4；④Si和SiO2均不能与稀H2SO4反应；⑤SiH4在空气中自燃。

他们的研究报告中记载着“……选用合适的物质在适合的条件下充分反应；再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、干燥、最后称量……在稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期的63%左右。

”请回答下列问题：(1)该小组“实验室制Si”的化学反应方程式是______________________________________________________________。

(2)写出②的反应方程式：________________________。

(3)该过程中产率比预期低的原因是________________________________________________________________________。

(4)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的原因是什么？请用必要的文字和化学方程式予以说明：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：①碳可以在高温下还原SiO2制得Si。

反应的化学方程式为SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑。

②Mg与SiO2反应类似于Mg与CO2的反应，先生成MgO和Si，Si再和Mg反应生成Mg2Si，故可生成MgO和Mg2Si。