优化方案2017高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第三单元 含硅矿物与信息材料（课件+试题）（打包3套）苏教版必修1.zip

1第三单元 含硅矿物与信息材料1.中央电视台曾报道，南方某一工厂的工人得了一种奇怪的肺病(硅肺病)，经调查发现，此病主要是由一种矿物粉尘在空气中含量过高引起的。该粉尘的主要成分是( )A．C B．CaCO 3C．SiO 2 D．Si解析：选 C。本题考查化学与生活知识。2．下列说法正确的是( )A．二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应， 但不能与任何酸反应B．二氧化硅分子由 1 个硅原子和 2 个氧原子构成C．硅酸的酸性比碳酸的酸性强，且硅酸不溶于水D．CO 2与 SiO2均具有氧化性，可作氧化剂解析：选 D。SiO 2可与氢氟酸反应，二氧化硅是由硅原子和氧原子构成，不含有分子，碳酸的酸性强于硅酸。3．现有 下列五个转化关系，其中不可能通过一步反应实现的是( )①SiO 2→Na 2SiO3 ② CuSO4→CuCl 2 ③SiO 2→H 2SiO3④CuO→Cu(OH) 2 ⑤Na 2O2→NaOHA．①② B．③④C．②③④ D．②③④⑤解析：选 B。 SiO2不溶于水，不与水反应，所以 ③不能实现；CuO 不溶于水，不与水反应，所以④不能实现。4．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是 ( )A．CO 2是气体，SiO 2是固体B．二氧化硅的熔点比二氧化碳高C．反应 SiO2＋CaCO 3 CaSiO3＋CO 2↑能发生= = = = =高 温 D．CO 2通入 Na2SiO3稀溶液中析出硅酸沉淀，所生成的 H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶解析：选 D。酸性强弱与这种酸的氧化物的状态和物理性质无关，A、B 均不正确；C 项为高温条件下的反应，生成 CO2气体脱离反应体系，不正确；D 项属于较强的酸制取 较弱的酸，能够证明硅酸的酸性弱于碳酸的酸性，正确。25．已知硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气。如图转化关系中 A 是制造芯片和光电池的主要原料；B 是含硅化合物中的一种气体；D 是一种黏合剂 ，能将磨砂玻璃黏合在一起；E 是一种比 H2CO3酸性还弱的 酸。(1)写出 A、C、E 的化学式：A__________、C__________、E________。(2)①～⑦反应中，属于氧化还原反应的是________，属于离子反应的是________ 。解析：①～⑦的转化：①Si＋4HF= ==SiF4↑＋2H 2↑，②SiO 2＋4HF= ==SiF4↑＋2H 2O，③Si＋O 2 SiO2，= = = = =△ ④Si＋2N aOH＋ H2O===Na2SiO3＋2H 2↑(Si＋2OH － ＋H 2O===SiO ＋2H 2↑)，2－3⑤2NaOH＋SiO 2===Na2SiO3＋H 2O(2OH－ ＋SiO 2===SiO ＋H 2O)，2－3⑥Na 2SiO3＋2HCl= ==2NaCl＋H 2SiO3↓(SiO ＋2H ＋ ===H2SiO3↓) ⑦H 2SiO32－3H2O＋SiO 2。= = = = =△ 答案：(1)Si SiO 2 H 2SiO3 (2)①③④ ④⑤⑥1第三单元 含硅矿物与信息材料[基础巩固]1．有科学家认为：硅是“21 世纪的能源” “未来的石油” ，下列有关硅可能成为新型能源的叙述中不正确的是( )A．自然界中存在大量硅单质B．自然界中的硅易开采，且可再生C．硅燃料便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是优质燃料D．硅燃料燃烧放出的热量多，其燃烧产物对环境的污染容易有效地控制解析：选 A。Si 元素在自然界中含量丰富，但由于硅具有亲氧性，自然界中无硅单质。2．下列关于碳酸和硅酸的说法中不正确 的是( )A．均为弱酸B．均可使紫色石蕊试液变红色C．CO 2气体通入 Na2SiO3溶液中可以制得硅酸D．受热时均可以分解解析：选 B。硅酸不能够使紫色石蕊试液 变红。3．将过量的 CO2分别通入：①CaCl 2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．①②③④ B．②④C．①②③ D．②③解析：选 B。CO 2溶于水：CO 2＋H 2OH 2CO3，H 2CO3的酸性比盐酸弱，而比硅酸强。根据酸与盐反应的规律，CO 2通入 CaCl2溶液无明显现象；过量的 CO2通入浓 Na2SiO3溶液中有白色沉淀 H2SiO3析出；CO 2通入 Ca(OH)2溶液至过量，Ca(OH)2＋CO 2===CaCO3↓＋H 2O，CaCO 3＋H 2O＋CO 2===Ca(HCO3)2，最终生成 Ca(HCO3)2而无沉淀；过量 CO2通入饱和 Na2CO3溶液中：Na 2CO3＋H 2O＋CO 2===2NaHCO3↓，生成的 NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而结晶析出，故选 B。4．和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐，某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列叙述不正确的是( )2A．和田玉可与某些酸反应B．和田玉是一种无机非金属材料C．Mg 元素的质量分数是 Ca 元素质量分数的 0.9 倍D．其中铁的化合价为 ＋3解析：选 D。根据化合物中各元素化合价代数和等于零可判断出铁的化合价为＋2 价。5．在下列操作中，原溶液一直保持澄清的是 ( )A．向 CaCl2溶液中加入 Na2CO3溶液B．向硅酸钠溶液中通入 CO2至过量C．向 BaCl2溶液中通入 CO2D．向澄清石灰水中通入过量 CO2解析：选 C。CaCl 2＋Na 2CO3===CaCO3↓＋2NaCl，溶液变浑浊；Na2SiO3＋CO 2＋H 2O===H2SiO3↓ ＋Na 2CO3，CO 2过量时，Na 2CO3转化为 NaHCO3，但 H2SiO3不溶解；BaCl 2溶液中通入 CO2不发生反应，溶液一直保持澄清；Ca(OH)2＋CO 2===CaCO3↓＋H 2O，CO 2过量时，CaCO 3＋CO 2＋H 2O===Ca(HCO3)2，溶液先变浑浊后变澄清。6．实验室保存试剂的方法正确的是( )A．氢氟酸存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中B．碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口玻璃塞的玻璃瓶中C．氯水存放在配有磨口玻璃塞的棕色玻璃瓶中D．氢氧化钠固体存放在带橡皮塞的细口瓶中解析：选 C。氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应，A 错误；碳酸钠溶液或氢氧化钙 溶液呈碱性，保存时用橡皮塞，B 错误；光照时，氯水中的 HClO 会发生分解，所以，要用棕色玻璃瓶避光盛装，C 正确；氢氧化钠固体存放在带橡胶塞的广口瓶中，D 错误。7．下列离子方程式书写不正确的是 ( )A．向 NaOH 溶液中通入少量 CO2：CO 2＋2OH － ===CO ＋H 2O2－3B．单质 Si 与氢氟酸反应：Si＋4HF= ==2H2↑＋SiF 4↑C．石英沙与烧碱反应制水玻璃：SiO 2＋2OH － ===SiO ＋H 2O2－3D．向水玻璃中通入 CO2：Na 2SiO3＋H 2O＋CO 2===H2SiO3↓＋2Na ＋ ＋CO 2－3解析：选 D。向 NaOH 溶液中通入少 量 CO2，生成 Na2CO3，CO 2过量时才生成 NaHCO3，A正确。硅虽然不与一般酸反应，但与氢氟酸反应，由于氢氟酸是弱酸，所以离子方程式和3化学方程式相同，B 正确。石英的主要成分是 SiO2，它与烧碱溶液反应，生成硅酸钠和水，C 正确。碳酸比硅酸酸性 强，所以向水玻璃中通入 CO2可制成硅酸，Na 2SiO3和 Na2CO3均溶于水，应拆成离子形式，离子方程式为 SiO ＋CO 2＋H 2O===H2SiO3↓＋CO ，D 错误。2－3 2－38．下列说法不正确的是( )A．SiO 2是酸性氧化物，它不与任何酸反应B．硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”C．硅的化学性质不活泼，常温下与氧气、氯气、浓硫酸、硝酸等强氧化剂均不反应D．硅酸是一种不溶于水的白色胶状沉淀解析：选 A。SiO 2是酸性氧化物，SiO 2可以与氢氟酸反应，SiO2＋4HF= ==SiF4↑＋2H 2O。9．下列描述的性质与二氧化硅无关的是( )A．装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞B．用氢氟酸刻蚀玻璃制成赏心悦目的雕花玻璃C．用水晶和玛瑙制成一些美丽耐用的装饰品D．用二氧化硅制成光电池，将太阳能转化为电能解析：选 D。玻璃中的 SiO2能与碱 液反应生成硅酸盐，将玻璃塞与瓶壁粘结在一起，A 项正确；SiO 2能与 HF 反应生成 SiF4气体，故可用氢氟酸刻蚀玻璃，B 项正确；水晶和玛瑙主要成分为 SiO2，C 项正确；制光电池的原料是硅，D 项错。10．除去下列混合物中的杂质(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，则对应答案栏可不填)。可供选择的试剂：A.盐酸；B.NaOH 溶液；C.O 2；D.H 2O；E.CO 2。可供选择的操作：①分液；②加热；③高温灼烧；④过滤；⑤结晶。序号 粉末状混合物 所加试剂 主要操作(1) SiO2(CaCO3)(2) CaCO3(SiO2)(3) NaCl(SiO2)(4) SiO2(Fe2O3)(5) SiO2(H2SiO3)(6) SiO2(Na2SO4)4解析：(1)SiO 2除了溶于氢氟酸外不溶于其他酸，而 CaCO3溶于盐酸，反应的化学方程式为 CaCO3＋2HCl= ==CaCl2＋ H2O＋CO 2↑。(2)SiO 2能溶于 NaOH 溶液，即SiO2＋2NaOH= ==Na2SiO3＋H 2O，而 CaCO3不溶。(3)NaCl 溶于水，而 SiO2不溶于水。(4)SiO 2不溶于盐酸，而 Fe2O3溶于盐酸。(5)H 2SiO3受热分解生成 SiO2，即H2SiO3 SiO2＋H 2O。(6)SiO 2不溶于水，而 Na2SO4溶于水。= = = = =△ 答案：(1)A ④ (2)B ④ (3)D ④⑤ (4)A ④(5)不 加试剂 ③ (6)D ④11．某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到比较 HCl、H 2CO3、H 2SiO3 酸性强弱的目的(不必选其他酸性物质)。(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂为________。(2)装置 B 所盛试剂是________________，其作用是________________________________________________________________________________________________。(3)装置 C 所盛试剂是________，C 中反应的离子方程式是________________________________________________________________________。解析：比较盐酸与碳酸的酸性强弱可用盐酸制二氧化碳，将生成的二氧化碳气体通入硅酸钠溶液生成硅酸沉淀可证明碳酸的酸性强于硅酸。但要注意盐酸易挥发，盐酸也能与硅酸钠生成硅酸沉淀，所以二氧化碳气体通入硅酸钠溶液前应用饱和碳酸氢钠溶液除去其中混有的 HCl 气体。答案：(1)稀盐酸 (2)饱和 NaHCO3溶液 除去盐酸中挥发出的 HCl 气体 (3)Na 2SiO3溶液 SiO ＋CO 2＋H 2O===H2SiO3↓＋CO (或 SiO ＋2CO 2＋2H 2O===H2SiO3↓＋2HCO )2－3 2－3 2－3 － 3[能力提升]12．下图中，B 是一种单质，A、C、D、E 是含有 B 元素的化合物，C 是一种钠盐，E是 C 对应的酸，B 和 D 的晶体都具有高熔点、高硬度的特性。5(1)写出 A、B 相互转化的化学方程式，并指出其在工业上的实际意义：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)分别写出 B 转化为 C，D 转化为 B 的化学方程式：________________________________________________________________________。解析：B、D 的晶体具有高熔点、高硬度，故可推知 B 为晶体硅，D 为 SiO2。根据转化关系可推知 A 为 SiCl4，C 为 Na2SiO3，E 为 H2SiO3。而粗硅与 Cl2反应生成易挥发的SiCl4，SiCl 4用 H2还原可得高纯硅。答案：(1)SiCl4＋2H 2 Si＋4HCl，Si＋2Cl 2 SiCl4；SiCl 4与 Si 的相= = = = =高 温 = = = = =高 温 互转变的实际意义在于工业上通过这两步反应，实现由粗硅到高纯硅的转变(2)Si＋2N aOH＋H 2O===Na2SiO3＋2H 2↑，SiO 2＋2C Si＋2CO↑= = = = =高 温 13．如下图所示的转化关系，水和部分产物已略去。①X 为不溶于水的坚硬固体，Z 无固定熔点，是现代建筑中不可缺少的装饰材料。②无色气体 A 是引起温室效应的主要气体。③B、D 均为难溶于水的白色固体。④高纯度的 F 是用于制造电脑芯片的一种非金属单质。(1)B 的化学式是________，F 的名称是________。(2)由 X、Y 制 F 的过程中，Y 作________(填“氧化”或“还原”)剂。(3)转化①的化学方程式为________________________________________________________________________。(4)转化②(A 少量)的离子方程式为________________________________________________________________________。解析：(1)Z 为无固定熔点的现代装饰材料且由 B、E、X 经高温熔融制得，推测 Z 为玻璃；(2)A 为 CO2，B 为 CaCO3，结合 X 为不溶于水的固体及 Z 为玻璃推测 X 为 SiO2，E 为6Na2CO3，D 为 H2SiO3，C 为 Na2SiO3，F 为 Si。答案：(1)CaCO 3 硅 (2)还原 (3)SiO 2＋2NaOH= ==Na2SiO3＋H 2O (4)CO2＋SiO ＋H 2O===H2SiO3↓ ＋CO2－3 2－3小专题突破 CO 2与强碱溶液反应产物的判断方法CO2通入 NaOH、Ca(OH) 2等强碱溶液的反应产物与 CO2气体的通入量有关，当 CO2通入少量时生成碳酸盐，当 CO2通入过量时生成碳酸氢盐，当 CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成，因此推断时一定要注意 CO2与碱之间量的关系。以 CO2与 NaOH 溶液反应为例：CO2＋2NaOH= ==Na2CO3＋H 2O、CO2＋NaOH= ==NaHCO3。当 n(OH－ )∶ n(CO2)的值不同时产物如下：1．标准状况下，将 3.36 L CO2气体通入 200 mL 1.00 mol·L－1 NaOH 溶液中，充分反应后溶液中 c(CO )与 c(HCO )的比值约为( )2－3 － 3A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶3解析：选 B。设 CO 、HCO 的物质的量分别为 x mol、 y mol。将物质的量作系数，2－3 － 3写出总反应方程式(水前面的系数不考虑)：0.2OH － ＋0.15CO 2xCO ＋ yHCO ＋H 2O，由 C2－3 － 3守恒得： x＋ y＝0.15，由电荷守恒得：2 x＋ y＝0.2，解得： x＝0.05、 y＝0.1。2．在 100 mL 1 mol·L－1 NaOH 溶液中缓缓通入 n mol CO2气体。(1)请写出通入 CO2气体的过程中发生反应的离子方程式。(2)讨论随 CO2通入量的多少，反应产物的物质的量。解析：(1)开始阶段：2OH － ＋CO 2===CO ＋H 2O，完全转化为 Na2CO3后：2－37CO ＋CO 2＋H 2O===2HCO 。2－3 － 3(2)①当 n(CO2)≤0.05 mol 时，反应产物全部是 Na2CO3， n(Na2CO3)＝ n mol。②0.05 mol n(CO2)0.1 mol 时，反应产物是 Na2CO3与 NaHCO3的混合物。设混合物中Na2CO3、NaHCO 3物质的量分别为 x、 y，依据 Na＋ 守恒得：2 x＋ y＝0.1 mol，依据碳原子守恒得： x＋ y＝ n mol，解方程组得： x＝(0.1－ n)mol， y＝(2 n－0.1) mol，所以混合物中Na2CO3的物质的量为(0.1－ n)mol，NaHCO 3的物质的量为(2 n－0.1) mol。③当 n(CO2)≥0.1 mol 时，反应产物完全为 NaHCO3， n(NaHCO3)＝ n(NaOH)＝ 0.1 mol。答案：(1)2OH － ＋CO 2===CO ＋H 2O，CO ＋CO 2＋H 2O===2HCO 。2－3 2－3 － 3(2)n(CO2)≤0.05 mol 时， n(Na2CO3)＝ n mol。0.05 mol n(CO2)0.1 mol 时，n(Na2CO3)＝(0.1－ n)mol， n(NaHCO3)＝(2 n－0.1) mol。 n(CO2)≥0.1 mol 时， n(NaHCO3)＝0.1 mol。