专题4-1-2 硅酸盐和硅单质-2017-2018学年高一化学必修1 含解析 精品

第四章非金属及其化合物4.1.2 硅酸盐和硅单质（时间：30分钟）一、选择题1．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。

下列说法正确的是A．光导纤维的主要成分是硅B．水晶项链的主要成分是硅酸盐C．晶体硅能用来制造太阳能电池D．二氧化硅是一种半导体材料【答案】C2．下列关于硅酸盐的说法中正确的是A．硅酸盐都难溶于水B．Na2SiO3是一种最简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂C．硅酸盐通常可用氧化物的形式表示，说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的D．硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅【答案】B【解析】A项，Na2SiO3可溶于水，错误；C项，硅酸盐可用氧化物的形式表示，但不是由各种氧化物组成，错误；D项，所用原料可能不含硅，错误。

3．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不．正确的是A．水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B．水玻璃在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质【答案】D【解析】水玻璃是一种矿物胶，可作黏合剂、耐酸水泥掺料，木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧，水玻璃的化学性质稳定，但在空气中易与二氧化碳、水反应生成硅酸而变质。

4．用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]，表示为Al2O3·CaO·3SiO2·3H2OB．镁橄榄石(Mg2SiO4)，表示为MgO·12SiO2C．钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2D．高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]，表示为Al2O3·2SiO2·2H2O【答案】D【解析】A项，Ca(Al2Si3O10)·3H2O应表示为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O(排序错)；B项，Mg2SiO4应表示为2MgO·SiO2(不能在系数中出现分数)；C项，K2Al6Si6H4O24应表示为K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O(排序错)。

5．二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，下列说法正确的是A．SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物B．玛瑙和红宝石的主要成分都是SiO2，SiO2和Si都是制造半导体的材料C．高温下SiO2能与Na2CO3反应放出CO2，说明H2SiO3的酸性强于H2CO3D．Na2SiO3溶液中加入盐酸可制备硅酸胶体【答案】D6．下列叙述正确的是A．Na2SiO3是硅酸盐，所以不溶于水B．电影银幕用水玻璃浸泡，主要是了为防腐C．建筑工业常用水玻璃作黏合剂D．用水玻璃浸泡铁道的木制枕木，主要是为了防火【答案】C【解析】Na2SiO3既是硅酸盐，又是钠盐，硅酸盐大多难溶于水，而钠盐均易溶于水；浸泡银幕主要是为了防火，而浸泡枕木主要是为了防腐；水玻璃有黏合作用，常作黏合剂。

7．下列关于硅酸盐工业的叙述正确的是A．普通玻璃的主要成分可以表示为Na2O·CaO·6SiO2，说明玻璃为纯净物B．陶瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品C．制玻璃、水泥时都用到了石灰石和黏土D．制玻璃的过程中发生了反应：Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑，说明酸性：H2SiO3>H2CO3【答案】B【解析】普通玻璃的主要成分可以表示为Na2O·CaO·6SiO2，还含有其他杂质，因此玻璃属于混合物，A错误；陶瓷、玻璃、水泥都属于传统的硅酸盐产品，B正确；制造玻璃的主要原料是石灰石、纯碱和石英，制造水泥的主要原料是石灰石、黏土和辅助原料，C错误；反应Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑，不是在溶液中进行的，利用的是难挥发性酸制备易挥发性酸原理，事实上碳酸的酸性强于硅酸的酸性，在溶液中碳酸可以制备硅酸，D错误。

8．将过量的CO2分别通入：①CaCl2溶液②浓Na2SiO3溶液③Ca(OH)2溶液④饱和Na2CO3溶液。

最终溶液中有白色沉淀析出的是A．①②③④B．②④C．①②③D．②③【答案】B二、非选择题9．已知A是一种装饰品的主要成分，根据如图转化关系，回答下列问题。

(1)A的用途为________(任写一种)，B是________，D是________。

(2)写出化学方程式：①________________________________________。

④________________________________________。

(3)写出离子方程式：②___________________________________________。

③___________________________________________。

⑤___________________________________________。

【答案】(1)制光导纤维(合理即可) Na 2SiO 3 H 2SiO 3 (2)①Na 2CO 3+SiO 2 高温Na 2SiO 3+CO 2↑④H 2SiO 3△H 2O+SiO 2(3)②CO 2+H 2O+23SiO -===23CO -+H 2SiO 3↓ ③SiO 2+2OH −===23SiO -+H 2O ⑤23SiO -+2H +===H 2SiO 3↓10．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)写出C 与酸发生反应的化学方程式是________________。

(2)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 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 。

①分别写出生成D 和F 的化学方程式：________________，________________。

②要将NaOH 高温熔化，下列坩埚中可选用的是________(填字母)。

A ．普通玻璃坩埚 B ．石英玻璃坩埚 C ．氧化铝坩埚D ．铁坩埚(3)100 g C 与石灰石的混合物充分反应后生成的气体在标况下的体积为11.2 L ，100 g 混合物中石灰石的质量分数是________。

【答案】(1)SiO 2+4HF===SiF 4↑+2H 2O (2)①SiO 2+Na 2CO 3 高温Na 2SiO 3+CO 2↑ Na 2SiO 3+CO 2+H 2O===Na 2CO 3+H 2SiO 3↓ ②D(3)50%【解析】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，则A是Si元素，C是SiO2，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D，D是Na2SiO3。

(2)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；则B是C，E是CO2，将全部的E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是H2SiO3。

①生成D和F的化学方程式分别是：SiO2+Na2CO3高温Na2SiO3+CO2↑，Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓。

②要将NaOH高温熔化，由于NaOH是碱，可以与玻璃、石英中的酸性氧化物SiO2及两性氧化物氧化铝发生反应，腐蚀设备，故可选用铁坩埚，选项D 正确。

(3)根据反应方程式：SiO2+CaCO3高温CaSiO3+CO2↑及CaCO3高温CaO+CO2↑可知：每100 g纯净的CaCO3发生反应，会产生1 mol CO2气体，在标准状况下体积是22.4 L，现在100 g C与石灰石的混合物充分反应后生成的气体在标况下的体积为11.2 L，n(CO2)=11.2 L÷22.4 L/mol=0.5 mol，则根据碳元素守恒可知n(CaCO3)=0.5 mol，其质量是m(CaCO3)=0.5 mol×100 g/mol=50 g，所以100 g混合物中石灰石的质量分数是(50 g÷100 g)×100%=50%。

11．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：①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si+3HCl 300℃SiHCl3+H2；③SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃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①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)：①装置B中的试剂是________。

装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_______________________。

②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____________________________________________________。

③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_____________________________________________________。

【答案】(1)SiO2+2C 高温Si+2CO↑(2)①浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化②有固体物质生成在反应温度下，普通玻璃会软化 SiHCl3+H2~10001100℃Si+3HCl③排尽装置中的空气。