1、第四章 非金属及其化合物课时作业 19 二氧化硅和硅酸时间：45 分钟 满分：100 分一、选择题(每小题 4 分，共 48 分)1下列关于碳酸(H 2CO3)和硅酸(H 2SiO3)的说法中不正确的是 ( )A两者均为弱酸B两者均可使紫色石蕊试液变红色CCO 2 气体通入 Na2SiO3 溶液中可以制得硅酸D两者受热时均可以分解解析：硅酸不能够使紫色石蕊试液变红，B 错误。答案：B2在一定条件下，下列物质不能和二氧化硅反应的是( )焦炭 纯碱 碳酸钙 氢氟酸 硝酸 氢氧化钾 氧化钙 氮气A BC D解析：根据二氧化硅的化学性质，二氧化硅不与水反应，也不与除氢氟酸外的酸反应，它可与碱性氧化物和
2、强碱反应，高温时可以被炭还原成单质硅。答案：C3下列离子方程式书写不正确的是( )A往 NaOH 溶液中通入过量 CO2：CO 2OH =HCO 3B H2SiO3 与 NaOH 溶液混合：2OH H 2SiO3=2H2OSiO23C石英砂与烧碱溶液反应制取水玻璃：SiO 22OH =SiOH 2O23D往水玻璃中通入二氧化碳：Na2SiO3H 2OCO 2=H2SiO32Na CO23解析：往 NaOH 溶液中通入过量 CO2，生成 NaHCO3，所以 A正确；由于 H2SiO3 为弱酸，且不可溶，故应写化学式， 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，所以 C
3、也正确；碳酸比硅酸的酸性强，所以往水玻璃中通入 CO2 可制得硅酸，Na 2SiO3 和 Na2CO3 均溶于水，应写成离子形式，并且可以消去Na ，所以 D 不正确。应写为：SiO CO 2H 2O=H2SiO3CO 。23 23答案：D4下列说法正确的是( )ASiO 2 具有导电性，故常作光导纤维材料B由于 SiO2 是酸性氧化物，故可用 HF 雕刻玻璃C水晶的主要成分为 SiO2D在瓷坩埚中可熔融 Na2CO3解析：SiO 2 作光导纤维与导电性无关，并且 SiO2 不导电，A 错误；SiO 2 与 HF 反应与 SiO2 是酸性氧化物无关；瓷坩埚中含有SiO2，在高温时与 Na2CO
4、3 反应，D 错误。答案：C5下列说法中，不正确的是( )ASiO 2 和 CO2 都是酸性氧化物，均可与 NaOH 溶液反应B水晶项链、石英钟都是硅酸盐制品CSiO 2 和 CO2 在一定条件下，均可与 CaO 发生反应DSiO 2 不溶于水，而 CO2 可与水反应，生成 H2CO3解析：水晶项链、石英钟的主要成分都是 SiO2，不是硅酸盐制品。答案：B6下列变化中，不可能通过一步反应实现的是( )ANa 2SiO3H 2SiO3 BSiO 2Na 2SiO3CH 2SiO3SiO 2 DSiO 2H 2SiO3解析：二氧化硅不能与水反应生成硅酸。答案：D7下列说法正确的是( )A因 SiO
5、2 不溶于水，故 H2SiO3 不是 SiO2 对应的酸，或者说SiO2 不是 H2SiO3 的酸酐B CO2 通入水玻璃(Na 2SiO3 溶液)可以得到原硅酸CCO 2 通入饱和氯化钙溶液中能生成白色沉淀DSiO 2 的俗名叫水晶解析：酸酐是指含氧酸分解失去水分生成的酸性氧化物，其中酸酐和对应含氧酸中的非金属的化合价是相同的。由于 H2 O3Si 4 O2H 2O，所以 SiO2 是 H2SiO3 的酸酐，A 错；CO 2= = = = = Si 4 和 Na2SiO3 溶液能反应：CO2Na 2SiO32H 2O=Na2CO3H 4SiO4，B 正确；CO 2 和氯化钙溶液不反应，C 错
6、；二氧化硅的俗名叫硅石，而不叫水晶，水晶只是二氧化硅的一种晶体形态，D 错。故正确答案为 B。答案：B8由下列实验事实得出的结论正确的是( )A由 SiO2 不能与水反应生成 H2SiO3，可知 SiO2 不是 H2SiO3的酸酐B由 SiO22C Si2CO，可知碳的非金属性大= = = = =高 温 于硅CCO 2 通入 Na2SiO3 溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3H2SiO3DSiO 2 可与 NaOH 溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知 SiO2为两性氧化物解析：酸酐是指含氧酸失去水生成的酸性氧化物，且酸酐与对应的酸中的非金属元素化合价相同，所以 SiO2 是 H2SiO3 的酸
7、酐，A 项错误；反应 SiO22C Si2CO不能说明碳的非金= = = = =高 温 属性比硅强，该反应能发生在高温时 C 的还原性大于 Si，B 项错误；CO2 通入 Na2SiO3 溶液中生成 H2SiO3 胶体，符合强酸制弱酸的规律，证明酸性：H 2CO3H2SiO3，C 项正确；D 项中 SiO2 除 HF 外不能与其他的酸反应，SiO 2 为酸性氧化物，不具有两性，D 项错误。答案：C9证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是( )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，观察是否有气体冒出，是否有硅酸钙生成D先加入过量盐酸搅拌，
8、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：SiO 2 不溶于盐酸但可溶于 NaOH 溶液， CaCO3 溶于盐酸且生成 CO2。A 项只能证明石灰石存在；B 项只证明 SiO2 存在；C项将固体混合物加热至高温，无法观察到是否有气体生成，因为只有在水溶液中才可以看到气泡，更不能看到有 CaSiO3 生成。答案：D10将过量的 CO2 分别通入：CaCl 2 溶液 浓 Na2SiO3 溶液Ca(OH) 2 溶液 饱和 Na2CO3 溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是( )A B C D解析：根据酸与盐反应的规律，CO 2 通入 CaCl2 溶液不
9、反应，无明显现象；过量的 CO2 通入浓 Na2SiO3 溶液中有白色沉淀 H2SiO3生成；CO 2 通入 Ca(OH)2 溶液至过量会发生如下反应：Ca(OH)2CO 2=CaCO3 H2O，CaCO 3H 2OCO 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：Na2CO3H 2OCO 2=2NaHCO3，生成的 NaHCO3 溶解度比Na2CO3 溶解度小而有结晶析出。答案：B11. 下列说法正确的是( )ASiO 2 高温时与 Na2CO3 反应产生 CO2，将 CO2 通入Na2SiO3 溶液中可生成 H2SiO3，说
10、明 H2SiO3 的酸性有时比 H2CO3强，而有时比 H2CO3 弱B SiO2 既能与 NaOH 溶液反应又能与氢氟酸反应，所以 SiO2是两性氧化物C氢氟酸不应装在玻璃瓶中DNaOH 溶液、Na 2SiO3 溶液应装在带玻璃塞的磨口玻璃瓶中解析：A 项强酸制弱酸适用于常温水溶液里的复分解反应，不适应于高温非水体系的反应；除氢氟酸之外 SiO2 与其他强酸(H2SO4、HNO 3 等)均不反应；D 项 NaOH 溶液、Na 2SiO3 溶液可盛放在玻璃瓶中，但不能用玻璃塞，应用橡皮塞。答案：C1210 g 含有杂质的 CaCO3 和足量的盐酸反应，产生 CO2 0.1 mol，则此样品中可
11、能含有的杂质是( )AKHCO 3 和 MgCO3 BMgCO 3 和 SiO2CK 2CO3 和 SiO2 D无法确定解析：10 g CaCO3 的物质的量为 0.1 mol，完全反应时恰好可放出 0.1 mol CO2。若其中含有杂质，则应是一个产生 CO2 的能力强(等质量的情况产生比 CaCO3 更多的气体)和另一个产生 CO2 的能力不如 CaCO3 或干脆不产生 CO2 的物质组成的混合物，符合该条件的只有 B 项。答案：B二、非选择题(共 52 分)13(10 分) 硅石和石英的主要成分都是 SiO2，前者是结构疏松的 SiO2，后者是结构致密的 SiO2，二者成分相同，结构不同
12、，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 SiO2，SiO 2 与碱反应生成盐和水，2NaOHSiO 2=Na2SiO3H 2O。(2)过滤，除去石英中的杂质，得滤液为 Na2SiO3(aq)，硅酸钠是弱酸盐，与盐酸发生复分解反应：Na2SiO32HCl= =2NaClH 2SiO3
13、。(3)微热， H2SiO3(aq)浓缩，聚合为胶体，加热硅酸溶胶脱水，生成多孔硅胶：H 2SiO3 H2O SiO2。= = = = = 答案：(1)2OH SiO 2=SiO H 2O23(2)SiO 2H =H2SiO323(3)H2SiO3 H2OSiO 2 干燥剂( 或催化剂载体)= = = = = 14(10 分) 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 BNaOH 溶液 CO 2 DH 2O ECO 2可供选择的操作：分液 加热 高温灼烧 过滤 结
14、晶粉末状混合物 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)解析：(1) 因为 SiO2 除了溶于氢氟酸外不溶于其他酸，而CaCO3 溶于盐酸，其反应的化学方程式为：CaCO32HCl= =CaCl2H 2OCO 2，所以，该小题的答案为：A；。(2)根据 SiO2 能溶于 NaOH 溶液，即SiO2 2NaOH=Na2SiO3H 2O，而 CaCO3 不能，所以，该小题的答案为：B ；。(3)因为 NaCl 溶于水，而 SiO2 不溶于水
15、，所以该小题的答案为：D；。(4)因为 SiO2 不溶于盐酸，而 Fe2O3 溶于盐酸，即Fe2O36HCl= =2FeCl33H 2O，所以该小题的答案为：A；。(5)因为 H2SiO3 受热分解生成 SiO2，即H2SiO3 SiO2H 2O，所以该小题的答案为：不加试剂；= = = = = 。(6)因为 SiO2 不溶于水，而 Na2SO4 溶于水，所以该小题的答案为：D ；。答案：(1)A (2)B (3)D (4)A (5) 不加试剂 (6)D 15(10 分) 如图是常见物质之间的转化，其中 B 是光导纤维的主要成分，其对应的单质的结构与金刚石的结构是相似的。(1)试推测 A_、C
16、_、F_(写化学式) 。(2)试写出以下的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式：B A_；CEF_。(3)在 B碳AD 的反应中，碳的作用是 _，当生成 1 mol A 时，转移电子的物质的量为_ 。解析：(1) 光导纤维的主要成分是 SiO2，所以 B 为 SiO2；SiO 2在高温下与碳反应得到的是硅与一氧化碳，而其中只有硅可与氯气反应，所以 A 为硅，D 为 CO，G 为 SiCl4；SiO 2 与氢氧化钠溶液反应，可得硅酸钠，所以 C 为 Na2SiO3；而 E 是由 CO 得到，从反应的过程看，应为 CO2，所以 F 为硅酸。(2)在这两个反应中第二个为离子反应，所以要写成离子方程
17、式的形式。(3)在 SiO22C Si2CO反应中，碳是还原剂，= = = = =高 温 而且当有 1 mol Si 生成时，转移电子数为 4 mol。答案：(1)Si Na 2SiO3 H 2SiO3(2)SiO22C Si2CO= = = = =高 温 SiO CO 2H 2O=CO H 2SiO323 23(3)还原剂 4 mol16(11 分)A 、B 、C、D 四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同。阴离子 Cl 、SiO 、OH 、NO23 3阳离子 H 、Ag 、Na 、K 已知：A 溶液呈强酸性，且 A 溶液与 B、C 溶液混合均产生白色沉
18、淀，B 的焰色反应呈黄色。回答下列问题：(1)写出 A、B 、C、D 的化学式：A_，B_，C_，D_。(2)写出 A 溶液与 B 溶液反应的离子方程式：_。(3)请选出适合存放 A、 C、D 溶液的试剂瓶的序号：溶液 A C D试剂瓶序号解析：因都为易溶于水的化合物，故 Ag 一定与 NO 组成 3AgNO3，H 不会与 OH 或 SiO 组合，故应与 Cl 组成盐酸，则23A 为盐酸，因 A 与 B、C 混合均产生白色沉淀且 B 的焰色反应为黄色，则 B 为 Na2SiO3，C 为 AgNO3，剩余的一种物质 D 为 KOH。答案：(1)HCl Na 2SiO3 AgNO 3 KOH(2)
19、SiO 2H =H2SiO323(3) 17(11 分) 某学习兴趣小组想利用高岭土( 其主要成分是Al2O32SiO22H2O)制备新型的净水剂。实验流程如下：其中滤液 C 就是欲制备的净水剂。试完成下列问题：(1)写出混合物 A、B ，滤液 C、沉淀 D 的主要成分：A_；B_；C_；D_。(2)写出高岭土与纯碱加热熔融的两个化学方程式：_、_。(3)该实验中，熔融高岭土、纯碱的混合物可以选用的坩埚有_。A玻璃坩埚 B瓷坩埚C氧化铝坩埚 D铁坩埚解析：加热高岭土与纯碱的混合物，发生的反应为Al2O3Na 2CO3 2NaAlO2CO 2、SiO 2Na 2CO3= = = = =高 温 Na2SiO3CO 2，因此根据转化关系可知，A 为偏铝酸= = = = =高 温 钠和硅酸钠的混合物，B 为硅酸和氯化铝的混合物，C 为氯化铝，D 为硅酸。因上述反应过程中二氧化硅、氧化铝均能与碳酸钠反应，所以熔融高岭土时只能选用铁坩埚。答案：(1) 偏铝酸钠和硅酸钠的混合物 硅酸和氯化铝的混合物 氯化铝 硅酸(2)SiO2Na 2CO3 Na2SiO3CO 2= = = = =高 温 Al2O3Na 2CO3 2NaAlO2CO 2= = = = =高 温 (3)D
