1、 开 卷 速查 规范 特 训 课时作 业 实效精练 开卷速 查( 十) 无机非金属 材料的主角 硅 一 、 选择题： 本大题 共 10 小题， 在每小题给 出的四个选项中 ， 只有一 项是符 合题目要求的。 1 2013 合肥模拟 月球的 矿产资源极为丰富 ，仅月球表层 5 cm 厚的 沙土就含铁单质上亿吨，月球上的主要矿物有辉石 CaMgSi 2 O 6 、斜长石 KAlSi 3 O 8 和橄 榄石(Mg 或 Fe) 2 SiO 4 等， 下列说法或分析 不正确的 是( ) A 辉石、斜长石及橄榄石 均属于硅酸盐矿 B 斜长石的 氧化物形式可 表示为 K 2 O Al 2 O 3 3SiO
2、2C 橄榄石中铁为2 价 D 月球表层沙土中有游离 态铁是因为月球的 表面几乎没有氧气 解 析 ： 根 据 辉 石CaMgSi 2 O 6 、 斜 长 石KAlSi 3 O 8 和 橄 榄 石(Mg 或 Fe) 2 SiO 4 的 化 学式可 知三 者均 属于 硅酸 盐矿 ，A 正 确 。根 据元 素化 合价 不 变 的 原 则 ， 将 斜 长 石 的 化 学 式 改 写 为 氧 化 物 的 形 式 可 表 示 为 K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 ，B 不 正 确 ； 根 据 化 合 价 代 数 和 为 零 ， 橄 榄 石 中 铁 为 2 价，C 正确 。铁单质 与氧气 接触易被氧
3、 化，所 以月球表层 沙土中 有游离态 铁是因 为月球的表面几乎 没有氧气的缘故，D 正确。 答案：B 2 节能减排对发展经 济、 保护环境有重要意 义。 下列措施不能 减少二 氧化碳 排放的是( ) A 利用太阳能制氢 B 关停小火 电企业 C 举行 “ 地球一小时 ”熄 灯活动 D 推广使用煤液化技术 解 析 ： 本 题 考 查 的 知 识 点 是 化 学 与 生 产 、 二 氧 化 碳 与 环 境 ， 旨 在 考 查 学 生 对 社 会 、 环 境 的 关 注 程 度 。 煤 液 化 后 燃 烧 仍 然 会 产 生 二 氧 化 碳 ， 所 以 选 D 。 答案：D 3 下列关于碳和硅的叙
4、述 中，不正确的是( ) A 4 价氧 化物都与氢氧 化钠溶液反应 B 单质在加 热时都能与氧 气反应 C 氧化物都能溶于水生成 相应的酸 D 碳和硅两种元素都有能 导电的单质 解析 ： A 项 ， 碳和硅的 4 价氧化物 都是酸性 氧化物， 都能与氢 氧化钠 溶液反 应；B 项，碳和硅 的单质在加热时都 能与 O 2 反应，生成 氧化物；C 项，SiO 2 不溶于水， 不 能生成硅酸 ；D 项 ， 石墨是 导体， 晶 体硅是半导体 ， 都能导 电。 答案：C 4 青 花 瓷 中 所 描 绘 的 “ 瓶 身 描 绘 的 牡 丹 一 如 你 初 妆 ” 、 “ 色白花 青 的 锦 鲤 跃 然 于
5、 碗 底 ” 等 图 案 让 人 赏 心 悦 目 ， 但 古 瓷 中 所 用 颜 料 成 分 一 直 是 个 谜 ， 近 年 代 科 学 家 才 得 知 大 多 为 硅 酸 盐 ， 如 蓝 紫 色 的 硅 酸 铜 钡 (BaCuSi 2 O x ，铜 为2 价) ，下列关于硅酸铜 钡的说法不正确的 是( ) A 可用氧化物形式表示 为 BaO CuO 2SiO 2B 性质稳定 ，不易脱色 C 易溶解于强酸和强碱 D x 等于 6 解 析 ： “硅 酸 铜 钡 ” 能 稳 定 存 在 说 明 其 性 质 稳 定 。 不 易 脱 色 ， 不 易 与 酸 、 碱反应。 “ 硅酸铜钡 ”中 Ba 为2
6、 价，Cu 为2 价，Si 为4 价， 则 x 6 ，用氧化物 形式表示 为 BaO CuO 2SiO 2 。A 、B 、D 均正确 。 答案：C 5 2013 泰州模拟 将足量 CO 2 气体通入水玻 璃(Na 2 SiO 3 溶液) 中， 然 后加热 蒸干，再在高温下 充分灼烧，最后得 到的固体物质是( ) A Na 2 SiO 3B Na 2 CO 3 、Na 2 SiO 3C Na 2 CO 3 、SiO 2D SiO 2解析： 将足量 CO 2 气体通 入水玻璃中，发生 反应：2CO 2 Na 2 SiO 3 2H 2 O=H 2 SiO 3 2NaHCO 3 ； 加 热 蒸 干 高
7、 温 灼 烧 时 发 生 反 应 ： H 2 SiO 3 = H 2 O SiO 2, 2NaHCO 3 = Na 2 CO 3 CO 2 H 2 O ；SiO 2 Na 2 CO 3 = 高温 Na 2 SiO 3 CO 2 ， 各 反 应 物 存 在 如 下 关 系 ， H 2 SiO 3 2NaHCO 3 ，H 2 SiO 3 SiO 2, 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 SiO 2 ，由上述关系可知， 最后所 得固体物质是 Na 2 SiO 3 ，故 选 A 项。 答案：A 6 月球上有丰富的绿柱石( 绿宝石) 矿 藏 ， 其 主 要 化 学 成 分 为 Be n Al 2 (S
8、i 6 O 18 ) ， 用氧化物形 式表示为nBeO Al 2 O 3 6SiO 2 ，其 n 的值 为( ) A 1 B 2 C 3 D 4 解析： 方法一：利用 Be n Al 2 (Si 6 O 18 ) 化学式化 合价代数和为零可 求得 n 3 。方法二：Be n Al 2 (Si 6 O 18 ) 与 nBeO Al 2 O 3 6SiO 2 为同种物质， 根据氧原 子守恒 ，也可求得n 3 。 故答案为 C 。 答案：C 7 某氧化物 X 难溶于水， 能与烧碱反应，生 成易溶于水的化合 物 Y ， 将少 量 Y 溶液 滴入盐酸中 能生成一种白色的 胶状沉淀，则 X 是( ) A
9、SiO 2B Al 2 O 3C MgO D P 2 O 5解析：MgO 不能溶于烧碱 ，C 项错 误；Al(OH) 3 是 两性氢氧化物 ，故 少量 NaAlO 2 溶液滴入盐酸 中不能生成沉淀， B 项错误； 磷酸钠与 盐酸反应 得不到 胶状沉淀，D 项 错误。 答案：A 8 2014 河南南阳模拟 下列 物质： 氢氟酸； 浓硫酸； 烧碱 溶液； Na 2 CO 3 固体； 氧化钙 ； 浓硝酸，其中 在一定 条件下能与 SiO 2 反应 的有( ) A B C D 解析：SiO 2 与除氢氟酸以外的酸都不反应：SiO 2 4HF=SiF 4 2H 2 O ， 符合、 和 不 符合；SiO
10、2 是酸性 氧化物， 能够与碱 和碱性氧化 物反应 ， 和 符合；高 温下 SiO 2 和 Na 2 CO 3 能 够反应， 符合 。 答案：C 9 下列说法正确的是( ) A 在粗硅的制取中发 生 2C SiO 2 = 高温 2CO Si ， 硅被还原 ， 所以 碳的还 原性大于硅的还原 性 B 硅酸钠属 于盐， 不属于 碱， 所以硅酸钠可 以保存在磨口玻璃 塞试剂 瓶中 C 用 SiO 2 制取硅酸，应 先使二氧化硅与氢 氧化钠溶液反应， 然后再 通入 CO 2D由 Na 2 CO 3 SiO 2 = 高温 CO 2 Na 2 SiO 3 可知硅酸的酸性大于碳酸 解 析 ： 依 据 元 素
11、 周 期 律 硅 的 还 原 性 大 于 碳 ， 上 述 反 应 能 发 生 是 因 为 产 物中 有 CO 气体生成 ， 使平衡向右移动 ，A 项错 误； 硅酸钠是 一种黏合剂 ， B 项 错误；D 项反应不是 在水溶液中进行的 ，且产物中有气体 生成，与酸 性强弱 无关，D 项错误。 答案：C 10 2014 浙江师大附 中模 拟 下列说法正确的 是( ) A 工业制水泥、玻璃、陶 瓷都要用到石灰石 B 刚玉、红 宝石、蓝宝石 主要成分是氧化铝 C 石英、硅石、水晶、珍 珠、玛瑙主要成分 都是 SiO 2D 二氧 化硅是酸性氧化物， 能 抗浓硫酸、 浓硝酸 的腐蚀， 故能抗氢 卤 酸(HX
12、) 的腐蚀 解 析：A 项 ，工业制 水泥的 原料为 石灰 石和黏 土，制 玻璃 的原料 为纯 碱 、 石灰 石和 石英， 制 陶瓷 是以 黏土为 原 料， 不用 石灰石 ；B 项 ，刚 玉的 主要成 分是氧化铝， 红宝石、 蓝 宝石是含少 量不同金属氧化物 的优质刚玉 ； C 项 ，石英、硅 石、水晶 、玛瑙主要成分都 是 SiO 2 ，珍珠的主 要成分是碳 酸钙；D 项 ， 二氧化硅是 酸性氧化物， 能抗盐酸、 浓 硫酸 、 浓硝酸的腐蚀 ， 但不能 抗氢氟酸的腐蚀。 答案：B 二、非 选择题：本大题 共 4 小 题，将答案填 在题中横线上。 11 2010 年 5 月 15 日， CCT
13、V 对“ 南澳一号 ”沉船的考古进行 了两个 小 时 的 现 场 直 播 ， 从 沉 船 中 发 现 了 大 量 宋 代 精 美 瓷 器 ， 体 现 了 灿 烂 的 中 华 文明。 青花瓷胎体的原料 高岭土Al 2 Si 2 O 5 (OH) x ， 可掺进瓷 石制胎， 青 花瓷釉 料的成分主要是钾 长石(KAlSi 3 O 8 ) ，在 1 300 左右一次 烧成的釉可 形成精 美的青花瓷。 (1) 下列说 法正确的是_( 填序 号) 。 A 高岭土分子中x 2 B 钾长石能 完全溶解在盐 酸中形成澄清的溶 液 C 烧制青花瓷过程中发生 了复杂的物理变化 和化学变化 D 青花瓷、玻璃、水泥都
14、 属于硅酸盐产品 (2) 在 “南 澳一号 ” 考古直 播过程中， 需用高 纯度 SiO 2 制造的光 纤。 下 图是用 海边的石英砂( 含氯化 钠、 氧化 铝等杂 质) 制备二氧化硅粗 产品的工艺 流程。 洗涤 石英砂的目的是_ 。 二氧 化硅与氢氧化钠溶 液反应的离子方程 式是_ 。 在以 上流程中，要将洗 净的石英砂研磨成 粉末，目的是_ _ 。 工业 上常用纯净石英砂 与 C 在高温下发生 反应制造粗硅，粗 硅中含 有 SiC ， 其 中 Si 和 SiC 的 物 质 的 量 之 比 为 1 1 。 下 列 说 法 正 确 的 是 _( 填序号) 。 A SiC 性 质稳定，能用于 制
15、造抗高温水泥 B 制造粗硅 时的反应为： 2SiO 2 5C= 高温Si SiC 4CO C 在 以上流程中，将盐酸 改为 NaOH 溶液， 也可达到目的 D 纯净的 SiO 2 只能用于 制造光导纤维 解析：(1) 选项 A ，根据化 合价代数和等于零 的原则，可得：6 8 10 x 0 ，解得 x 4 。选项 B ，钾长石与盐酸 反应后不能形成澄 清的溶液。 选项 C ，根 据水泥制 造过程 可推测出烧 制青花 瓷过程中发 生了复 杂的物理 变 化和化 学变化。选项 D ，青 花瓷、玻 璃、水 泥符合硅酸 盐产品 的特点， 是硅酸 盐产品。 (2) 石英 砂中含有易溶于 水的 NaCl 杂
16、质， 洗涤石英砂可使 NaCl 与 SiO 2 分 离。 SiO 2 与 NaOH 溶液反应生 成 Na 2 SiO 3 和 H 2 O ， 据此 可写出相 应 的 离 子 方 程 式 。 将 纯 净 的 石 英 砂 研 磨 后 能 增 大 物 质 的 表 面 积 ， 从 而 增 大反应 物与盐酸的接触面 积，增大反应速率 ，提高生产效率。 选项 A ，根 据 SiC 中 元素的价态 可知，SiC 具有 还原性，在 高温下 仍能 在 O 2 中燃烧生成 SiO 2 和 CO 2 ， 因此不能 用于制造抗高温水 泥。 选 项 B ， 粗硅中 含有 SiC ，其中 Si 和 SiC 的 物质的量
17、之比为 1 1 ，根据 原子守恒， 可将题 述信息转化为如下 反应：2SiO 2 5C=Si SiC 4CO 。选 项 C ， 因 SiO 2 、Al 2 O 3 都能溶解 在 NaOH 溶液中， 无法实现二 者的分离。 选 项 D ， 纯净 的 SiO 2 还可用于制造 光学玻璃等。 答案：(1)CD (2) 除去 石英砂中的 NaCl 杂质 SiO 2 2OH =SiO 2 3 H 2 O 增大 反应物之间的接触 面积，增大反应速 率，提高生产效率 B 12 氮 化 硅 可 用 作 高 温 陶 瓷 复 合 材 料 ， 在 航 天 航 空 、 汽 车 发 动 机 、 机 械等领 域有着广泛的
18、用途 。由石英砂合成氮 化硅粉末的路线图 如下所示。 石英砂 焦炭/ 高温 粗硅 Cl 2 /723 773 K SiCl 4 粗 精馏 SiCl 4 精 NH 3 Si NH 2 4 高温 氮化硅 其中 NH 2 基 团中各元素 的化合价与 NH 3 相 同。请回答下列问 题： (1) 石英砂 不能与碱性物质 共同存放， 以 NaOH 为例， 用化学反 应 方程 式表示 其原因：_ _ 。 (2) 图示 的变化中， 属于氧化还原反应 的是 _ 。 (3)SiCl 4 在 潮湿的空气中剧 烈水解， 产生白雾 ， 军事工业中用于 制造烟 雾剂。SiCl 4 水解的化学反 应方程式为_ 。 (4)
19、 在反应 中， 3 mol Si(NH 2 ) 4 在高温下加热 可得 1 mol 氮化硅 粉末和 8 mol A 气体，则氮化硅的 化学式为_ 。 (5) 在高温 下将 SiCl 4 在 B 和 C 两种气体的气氛中，也能反应生成氮化 硅，B 和 C 两 种气体在一 定条件下化合生成 A 。写出 SiCl 4 与 B 和 C 两种 气体反 应的化学方程式：_。 解析： 石 英砂不能与碱共 同存放的实质 是 SiO 2 与碱可以发生反 应。 反 应 是 石英砂与焦炭发生 氧化还原反应； 反 应 是硅单质 与 Cl 2 反应， 也是 氧化还 原反应。SiCl 4 水解可以看做 Si 结合四个 O
20、H 生成 H 4 SiO 4 ，原硅酸 不稳定 失水生成 H 2 SiO 3 ，Cl 结合 H 生成 HCl 。 氮化硅的化学 式可通过题 目信息 ，运用质量守恒求 得。结合题给信息 ，SiCl 4 与 N 2 、H 2 反 应可得到 Si 3 N 4 和 HCl 。 答案：(1)SiO 2 2NaOH=Na 2 SiO 3 H 2 O (2) (3)SiCl 4 3H 2 O=4HCl H 2 SiO 3 ( 若写 H 4 SiO 4 也对) (4)Si 3 N 4(5)3SiCl 4 2N 2 6H 2 = 高温 Si 3 N 4 12HCl 13 媒 体 曾 报 道 江 苏 肯 德 基
21、连 锁 店 在 煎 炸 中 添 加 滤 油 粉 的 情 况 ， 经 卫 生 部 门 检 测 ， 滤 油 粉 实 质 为 食 品 级 三 硅 酸 镁 。 三 硅 酸 镁 为 白 色 无 味 粉 末 ， 不溶于 水和乙醇，易与无 机酸反应。 有 关部门规 定三硅酸 镁样品中 含水量不 超过 12.2% 为优良 级。某化学 小组欲 测定三硅酸镁的化 学式( 可用 Mg x Si 3 O y mH 2 O 表示) ， 实验步 骤如下： 步骤一 ： 取 16.6 g 三硅酸 镁样品， 充分加 热 至不再分解， 冷 却、 称量 ， 得固 体 13.0 g 。 步骤二： 另取 16.6 g 三硅酸镁 样品，
22、 向其中 加入足量 100 mL 4 mol/L 的盐 酸，充分 反应后， 过滤、洗 涤、灼烧 ，得固体 9.0 g 。该 固体为空间 网状结 构且熔沸点很高。 (1) 通过计 算确定 Mg x Si 3 O y mH 2 O 的化学式。 (2) 该小组 测定的三硅酸镁 样品是否为优良级 ？ (3) 写出该 三硅酸镁样品与 盐酸反应的化学方 程式。 解析：(1) 由 题意知步骤二 中得到的固体 为 SiO 2, 9.0 g SiO 2 的 物质的量 为 0.15 mol ， 样品中 H 2 O 的质量 为 16.6 g 13.0 g 3.6 g ，物质 的量为 0.2 mol 。 设 16.6
23、 g 三 硅酸镁的物质 的量为a 。 Mg x Si 3 O y mH 2 O 3SiO 2 mH 2 O 1 3 m a 0.15 mol 0.2 mol 解得a 0.05 mol ，m 4 Mg x Si 3 O y mH 2 O 的摩尔质 量为 16.6 g 0.05 mol 332 g/mol 则 24x 283 16y 184 332 由化合 物中各元素正负化 合价代数和为零得 2x 4 3 2y 来源: 学# 科# 网 Z#X#X#K 联立 解得：x 2 ，y 8 ，所求化学式为： Mg 2 Si 3 O 8 4H 2 O 。 (2) 样 品 中 含 水 量 为 3.6 g 16.
24、6 g 100% 21.7% 12.2% ， 故 样 品 不 是 优 良 级。 (3) 根据反 应情况可写出该 三硅酸镁样品与盐 酸反应的化学方程 式： Mg 2 Si 3 O 8 4H 2 O 4HCl=2MgCl 2 3H 2 SiO 3 3H 2 O 。 答案 ：(1)Mg 2 Si 3 O 8 4H 2 O (2) 否 (3)Mg 2 Si 3 O 8 4H 2 O 4HCl=2MgCl 2 3H 2 SiO 3 3H 2 O 14 已知 SiO 2 、SO 2 和 CO 2 都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相 似性；Mg 和 Na 的化学性 质也具有一定的相 似性。 来源: 学科网
25、 ZXXK . 用 如图所示装置进 行 Mg 和 SO 2 的实验。 其中 A 是制 备 SO 2 的发生 装置。 (1) 选取制 取 SO 2 的合适试 剂_( 填序号) 。 10% 的 H 2 SO 4 溶液 80% 的 H 2 SO 4 溶液 Na 2 SO 3 固体 CaSO 3 固体 (2) 写出装 置 B 中发生的主 要反应的化学方程 式： _ 。 装置 C 中 NaOH 溶液的作 用是_ 。 (3) 请在图 中画出制备 SO 2 的 发生装置并注明主要仪器的名称，固定仪 器省略 不画。 (4) 你认为 该装置的不足之 处是_ 。 . 某 研究性学习小组进行 了 “实验室制 Si
26、”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： 工业 上在高温时用 C 还原 SiO 2 可制得 Si Mg 在点燃的 条件 下即可 与 SiO 2 反应 金属 硅化物与稀 H 2 SO 4 反应 生成硫酸盐 与 SiH 4Si 和 SiO 2 均不与稀 H 2 SO 4 反应 SiH 4 在空气中自燃 他 们 在 研 究 报 告 中 记 载 着 ： “ 选 用 合 适 的 物 质 的 适 宜 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 用 稀 硫 酸 溶 解
27、 固 体 产 物 时 ， 发 现 有 爆 鸣 声 和 火 花 ， 其 产 率 也 只 有 预期值 的 63% 左右。 ” (5) 该小组 “实验室制 Si ”的化学方 程式是_ _ 。 (6) 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_ 。 解析： (1) 制取 SO 2 应用 浓 H 2 SO 4 和亚硫酸盐。 选项中 不可选 用 CaSO 3 ， 因为 CaSO 4 微溶 于水，会 附在固体表面，阻 碍反应进行。 (2)Mg 具有还原性，SO 2 具有氧 化性，两者 发生氧化还原反应 。 (3) 本 反 应 为 固 液 不 加 热 制 取
28、气 体 的 反 应 ， 故 可 用 分 液 漏 斗 盛 80% 的 H 2 SO 4 ， 用锥形瓶装固 体 Na 2 SO 3 。 (4) 该装置 中： A 中的水 蒸气会进入 B 与 Mg 反应，在 A 、B 中间应 加干燥 装置； Mg 能与 SiO 2 反 应，在 Mg 下方垫一不锈钢片 ，隔离 Mg 和 SiO 2 ； 尾 气处理装 置 C 试管 用胶塞封闭 ，且无防倒吸装置 。 答案：(1) (2)3Mg SO 2 = 2MgO MgS( 或 2Mg SO 2 = 2MgO S ，Mg S= MgS) 吸 收多余 的 SO 2 ，防止污染 环境 (3) 如下图 所示 (4) 在 A
29、和 B 之间没有连接 一个干燥装置；C 装 置未与大气相通； 在镁 下方未 垫一个不锈钢片， 镁与玻璃管反应； 未设计一个防倒吸 装置 (5)2Mg SiO 2 = 2MgO Si (6) 金 属镁 与生 成的硅 继 续反 应生 成硅化 镁 ，硅 化镁 与稀硫 酸 反应 生成 的 SiH 4 可自燃 ( 或 用 化 学 方 程 式 表 示 ： 2Mg Si = Mg 2 Si ， Mg 2 Si 2H 2 SO 4 =2MgSO 4 SiH 4 ，SiH 4 2O 2 =SiO 2 2H 2 O) 创 新 试题 教师 备 选 教学积 累 资源共享 备 选 理 由 来源: 学| 科| 网Z|X|
30、X|K 本题是 硅及其化合物的相 互转化题目， 作为备 用例题强化本讲内 容。 来源:Zxxk.Com (1) 露置 于空 气中一 段 时间 后的 水玻璃 会 浑浊 ，向 此浑浊 溶 液中 加入 稀 盐 酸 ， 会 生 成 白 色 沉 淀 ， 同 时 伴 随 有 气 泡 产 生 。 用 化 学 方 程 式 解 释 产 生 上述现 象的原因： 溶液 变浑浊：_ _ ； 生成 白色沉淀：_ _ ； 产生 气泡：_ _ 。 (2) 已知 A 、B 、C 、D 均 含有同一种元素，A 为单质， 根据如下 图所示 的物质 之间的转化关系， 回答下列有关问题 。 写出 A 、B 、C 、D 各 物质的名称
31、： A_ ，B_ ，C_ ，D_ 。 写出 A D 的化学方程 式： _ _ 。 写出 下列变化的离子方 程式： B C_ ； D B_ 。 解析：(2)A 是 单质，D 是 氧化物，且氧化物 与碱反应还与碳反 应，所 以 D 不是 Al 2 O 3 ，而 是 SiO 2 。 答案 ：(1) Na 2 SiO 3 CO 2 H 2 O=H 2 SiO 3 Na 2 CO 3Na 2 SiO 3 2HCl=H 2 SiO 3 2NaCl Na 2 CO 3 2HCl=2NaCl CO 2 H 2 O (2) 硅 硅酸钠 硅酸 二氧化硅 Si O 2 = SiO 2SiO 2 3 CO 2 H 2 O=H 2 SiO 3 CO 2 3SiO 2 2OH =SiO 2 3 H 2 O
