1、1第 1 节 无机非金属材料的主角硅 过关训练试题(时间 40 分钟 满分 100 分)一、选择题(本题包括 12 小题 ，每小题 4 分，共 48 分)1.下列物质中,不含有硅酸盐的是( B )A.水玻璃 B.硅芯片C.黏土 D.普通水泥解析：水玻璃、黏土、普通水泥中都含有硅酸盐, B 项硅芯片的主要成分是单质硅。2.光导纤维被认为是 20 世纪最伟大的发明之一。瑞典皇家科学院宣布，将 2009 年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟，以表彰他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得的突破性成就。光导纤维的主要成分是( B )ASi BSiO 2CNa 2SiO3 DSiCl 4解析
2、 光导纤维的主要成分为 SiO2。3在一定条件下，下列物质不能和二氧化硅反应的是( C )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强碱反应，高温时可以被碳还原成单质硅。4.下列关于硅的说法正确的是( D )硅在自然界中以游离态和化合态两种形式存在水泥是硅酸盐材料 单质硅是良好的半导体氮化硅陶瓷是新型的无机非金属材料 光导纤维属于硅酸盐产品 水玻璃可以用作木材防火剂A. B.C. D.2解析：光导纤维的主要成分是二氧化硅。5.昆仑玉的成分可简单看成是 Ca2Mg5Si8O22
3、(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为( B )A.CaOMgOSiO2H2O B.2CaO5MgO8SiO2H2OC.2CaOMgOSiO22H2O D.5CaO2MgO8SiO2H2O解析：根据昆仑玉的化学式，将 Ca、Mg、Si、H 分别写成氧化物的形式，再调整各氧化物前的计量数并使其原子组成与昆仑玉的化学式一致，可得昆仑玉用氧化物的形式表示为2CaO5MgO8SiO2H2O。6.氧化锆陶瓷系列和磷酸钙陶瓷系列属于新型无机非金属材料，都可以用于制造人造骨骼，这是利用了它们的( D )A.耐高温和强度高 B.光学特性C.电学特性 D.生物功能解析：氧化锆陶瓷系列和磷酸钙陶瓷系
4、列的生物功能使其对机体无排异反应，可以用于制造人造骨骼。7现有硫酸钠、石灰石、二氧化硅三种白色粉末，只用一种试剂就可以将它们鉴别开，该试剂是( B )A纯水 B盐酸C硝酸银溶液 D碳酸钠溶液解析：加入水，石灰石和二氧化硅都不溶于水，不能鉴别，故 A 项错误；加入盐酸，硫酸钠溶解，无明显现象，石灰石溶解，生成气体，二氧化硅不反应，溶液中有沉淀，现象不同，可鉴别，故 B 项正确；加入硝酸 银溶液，溶液中都有沉淀，不能鉴别，故 C 项错误；加入碳酸钠溶液，与三种物质都不反应，不能鉴别石灰石和二氧化硅，故 D 项错误。8下列关于二氧化硅的叙述正确的是( C )A二氧化硅晶体是由 SiO2 分子构成的，
5、它的熔点高、硬度大B可用石英坩埚熔融烧碱C二氧化硅可用于制造石英钟表的压电材料和光导纤维D二氧化硅能溶于氢氟酸中，这是由它的晶体结构决定的3解析：在 SiO2 晶体中只存在 Si、O 两种原子，而没有 SiO2 分子；石英的主要成分是SiO2，它能与烧 碱反应，故不能用石英坩埚熔融烧碱；SiO 2 可用于制造石英钟表的压电材料和光导纤维；二氧化硅之所以能溶于氢氟酸是因为二者反应生成了 SiF4 气体和 H2O，这与它的晶体结构无关。9.下列说法正确的是( D )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.根据 SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2的反应，可推知硅酸酸性
6、比碳酸酸性强C.水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质D.在反应 SiO2+2C Si+2CO中 SiO2作氧化剂解析：SiO 2可与强碱反应也可与酸中的 HF 反应：SiO 2+4HF SiF4+2H2O，与 HF 反应是SiO2的特性之一。B 项中该反 应之所以能发生是高温条件下 CO2以气体形式逸出而使反应进行得彻底。C 项水玻璃可以与空气中的 CO2反应,易变质, C 项错误。 D项 SiO2被 C还原成Si，SiO2作氧化剂，说法正确。10.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是( D )A.这是一种矿物胶,既不燃烧也不受腐蚀B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C.木材、
7、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,在空气中不易变质解析：Na 2SiO3 的水溶液称为水玻璃,是一种矿物胶,通常用作耐火材料。在空 气中发生反应:Na 2SiO3+CO2+H2O H2SiO3(胶体)+Na 2CO3,故 D 项不正确。11.下列关于 SiO2和 CO2的说法中正确的是( A )A.CO2、SiO 2都是酸性氧化物B.CO2和 SiO2与水反应分别生成相应的酸C.CO2是酸性氧化物,SiO 2是两性氧化物D.CO2和 SiO2都是由相应的分子组成的解析：CO 2 可溶于水生成 H2CO3,但 SiO2 却不能溶于水生成 H2SiO3,B 错误;Si
8、O 2 与 CO2都是酸性氧化物,A 正确,C 错误;CO 2 是由 CO2 分子组成的 ,而 SiO2 中不存在分子,D 错误。412.下列物质中不能用玻璃试剂瓶配玻璃塞盛放的是( D )浓硝酸 NaOH 溶液 HF 溶液 浓硫酸 NaCl 溶液 Na 2SiO3溶液A. B.C. D.解析：NaOH 溶液不能用玻璃塞,HF 溶液不能使用玻璃瓶 ,Na2SiO3 溶液本身具有黏性,不能使用玻璃塞。其余物质都可以用玻璃瓶配玻璃塞来保存。二、非选择题：本题包括 4 小 题，共 52 分 。13 （每空 2 分，共 12 分）化学与人类社会可持续发展密切相关，能源、环境、材料以及日常生活等都离不开
9、化学。(1)硅是无机非金属材料的主角。请你举出两种含硅的材料名称_、_。(2)硅最重要的氧化物是二氧化硅，是玻璃的主要成分，那么存放氢氧化钠溶液的试剂瓶不用玻璃塞的原因是_。有关反应的方程式为_。(3)氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中，氟化氢也不能用玻璃仪器制备，其主要原因是 _。有关反应方程式为_。答案 (1)玻璃 水泥 陶瓷 光导纤维等(任意两种，合理即可)(2)玻璃的主要成分为 SiO2， 与 NaOH 溶液反应生成了黏性的 Na2SiO3，将瓶口瓶塞黏在一起 SiO22NaOH= =Na2SiO3H 2O(3)因为 HF 能腐蚀玻璃 SiO24HF= =SiF42H 2O14 （共 16
10、分）(1)用两种方法鉴别下列两种白色粉末状物质。Na2CO3 和 SiO2_；_。(2)欲鉴别 CaCO3 和 Na2SiO3，某同学分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，指出他观察到的现象：CaCO3：_；Na2SiO3：_。解析 (1)可利用加水溶解的方法，能溶于水的是 Na2CO3，不溶于水的是 SiO2；5可用焰色反应法：焰色反应为黄色的是 Na2CO3，余者为 SiO2；可用酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是 Na2CO3，不反应的是 SiO2。化学方程式： Na2CO32HCl =2NaClH 2OCO 2。(2)分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，CaCO 3 能
11、够产生无色气体，Na 2SiO3 则能产生白色沉淀。（3）氮化硅陶瓷因其熔点高，对于金属及氧化物熔体具有相当的高温稳定性，越来越多被应用于热工各个领域，如陶瓷烧成棚板、辊棒，以及高温轴承、涡轮叶片等。下列关于氮化硅陶瓷的说法正确的是_。A硅粉合成氮化硅的反应属于氧化还原反应B氮化硅陶瓷属于硅酸盐C氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料D太阳能光伏产业的主体材料为氮化硅在烧结氮化硅陶瓷的过程中，二氧化硅、碳、氮气以物质的量之比 362 反应生成两种化合物。该反应的化学方程式为_。该反应中氧化剂与还原剂的质量比为_。解析：(3)Si 与 N2 反应前后 ，N 、Si 元素的化合价发生变化，故属于氧化还原反应
12、，A 正确；氮化硅属于新型高温 结构陶瓷，不属于硅酸盐， B 错误；根据氮化硅的性能，可用于制造磨刀材料，C 正确；太阳能光伏 产业的主体材料为 硅，D 错误。硅原子最外层有 4 个电子，氮原子最外层有 5 个电子，在氮化硅中硅显4 价，氮显3 价，根据化合物中化合价代数和等于零的原则，可得氮化硅的化学式为 Si3N4。烧结Si3N4 的反应物 为 SiO2、N2、C，生成物为 Si3N4 和另一种化合物，则有3SiO22N 26C Si 3N4另一种化合物 ，根据原子守恒可得另一种化合物为 CO，故反应方程式为 3SiO22N 26C Si3N46CO 。 根据反应：3SiO 22N 26C
13、= = = = =高 温 Si3N46CO，分析各元素化合价变化可知，Si 、O 元素反应前后化合价没有变= = = = =高 温 化，氮元素价态降低，N 2为 氧化剂，碳元素价态升高，C 单质为还原剂，其质量比为(2 mol28 g/mol)(6 mol12 g/mol)79。答案 (1)加水溶解法：能溶于水的是 Na2CO3，不溶于水的是 SiO26焰色反应法：焰色反应为黄色的是 Na2CO3，余者为 SiO2或酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是 Na2CO3，不反 应的是 SiO2。化学方程式：Na2CO32HCl= =2NaClH 2OCO 2(答两种合理方法
14、即可) （每个 2 分）(2)产生无色气体 产生白色沉淀（每空 2 分）(3)AC （2 分）3SiO 22N 2 6C Si3N46CO （3 分） 79（3 分）= = = = =高 温 15 （每空 3 分，共 12 分）硅胶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，化学性质相同，物理性质上表现出差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，经历以下三步，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(aq)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
15、，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，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)，硅酸是弱酸，Na 2SiO3 与盐酸发生复分解反应：Na 2SiO32HCl =2NaClH 2SiO3。(3)微热，H2SiO3(aq)浓缩 ，H2SiO3 聚合 为胶体，加 热硅酸溶胶脱水，生成多孔硅胶：H2SiO3 H2OSiO 2。硅胶的制 备过程：石英(SiO 2) Na2SiO3 H2SiO3 硅胶(SiO 2)。硅胶的主要用途有两个：作
16、 NaOH HCl 干燥剂或作催化剂的载体。答案 (1)2OH SiO 2=SiO H 2O23(2)SiO 2H =H2SiO323(3)H2SiO3 H2O SiO 2 干燥剂( 或催化剂载体)16 （12 分）已知 A 是一种装饰品的主要成分，根据下图转化关系，回答下列问题。7(1)A 用途_(任写一种) ，B 是_， D 是_。(2)写出化学方程式：_。_。(3)写出离子方程式：_。_。_。解析：由 A 是一种装饰品的主要成分，与纯碱反应， A 可能是 SiO2，SiO2 与纯碱反应生成 Na2SiO3 和 CO2，二者在水中可反应生成 H2SiO3，而 H2SiO3 受热分解又可生成 SiO2，所以 A 是 SiO2，B 是 Na2SiO3，D 是 H2SiO3。答案 (1)制光导纤维 Na2SiO3 H2SiO3(2)Na 2CO3 SiO2 Na2SiO3CO 2；= = = = =高 温 H 2SiO3 SiO2H 2O(3)CO 2H 2OSiO = CO23H 2SiO323SiO 22OH = SiO H 2O23SiO 2H =H2SiO323
