高中化學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料硅的練習(xí)題和答案
高中化學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料硅的練習(xí)題和答案
硅的用途很廣，在化學(xué)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)到關(guān)于硅的知識(shí)點(diǎn)，下面學(xué)習(xí)啦的小編將為大家?guī)?lái)關(guān)于硅的練習(xí)題，希望能夠幫助到大家。
高中化學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料硅的練習(xí)題
一、選擇題
1.下列不是水玻璃用途的是( )
A.肥皂填料 B.木材防火劑
C.紙板黏膠劑 D.建筑裝飾材料
解析： 水玻璃是Na2SiO3溶液，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。
答案： D
2.下列物質(zhì)中，不含有硅酸鹽的 是( )
A.水玻璃 B.硅芯片
C.黏土 D.普通水泥
解析： 水玻璃是Na2SiO3的水溶液，黏土和普通水泥的主要成分都是硅酸鹽 ，硅芯片的主要成分是硅。
答案： B
3.SiO2屬于酸性氧化物的理由主要是( )
A.硅是非金屬元素
B.SiO2對(duì)應(yīng)的水化物是可溶性弱酸
C.SiO2能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水
D.SiO2不能與酸反應(yīng)
解析： 依據(jù)酸性氧化物的概念進(jìn)行判斷——能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。
答案： C
4.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.二氧化硅是光導(dǎo)纖維的主要原料
B.硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料
C.陶瓷餐具所用材料為硅酸鹽
D.水晶鏡片所用原料為硅酸鹽
解析： 石英、水晶、光導(dǎo)纖維主要成分為SiO2。Si用于信息產(chǎn)業(yè)及硅光太陽(yáng)能電池。傳統(tǒng)硅酸鹽材料是陶瓷、水泥、玻璃，新型無(wú)機(jī)非金屬材料為光導(dǎo)纖維、生物陶瓷等。
答案： D
5.下列物品或設(shè)備：①水泥路橋?、陂T窗玻璃?、鬯хR片
④石英鐘表?、莠旇骤C?、薰杼?yáng)能電池?、吖鈱?dǎo)纖維
?、嘤?jì)算機(jī)芯片。所用材料為SiO2或要用到SiO2的是( )
A.①②③④⑤⑦ B.全部
C.⑥⑧ D.①②⑦⑧
解析： ⑥、⑧用到的材料是Si而不是SiO2，其余都用到SiO2。
答案： A
6.下列反應(yīng)的離子方程式中， 正確的是(多選)( )
A.二氧化硅和氫氟酸反應(yīng)：SiO2+4H+===Si4++2H2O
B.二氧化硅和氫氧化鉀溶液反應(yīng)：SiO2+2OH-===SiO2-3+H2O
C.水玻璃中滴入鹽酸：SiO2-3+2H+===H2 SiO3↓
D.碳酸鋇滴加稀硝酸：CO2-3+2H+===H2O+CO2↑
解析： A中氫氟酸是一種弱酸，不能拆寫成離子的形式;D中碳酸鋇是一種難溶性的物質(zhì)，也不能拆寫成離子的形式。
答案： BC
7.高嶺土的組成可表示為Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的數(shù)值分別是( )
A.7,2 B.5,4
C.6,3 D.3,6
解析： 一般利用化合物中化合價(jià)代數(shù)和等于零的規(guī)則來(lái)列方程求解。已知化合價(jià)：Al為+3價(jià)，Si為+4價(jià)，O為-2價(jià)，(OH)為-1價(jià)。則2×(+3)+2×(+4)+x×(-2)+y×(-1)=0，化簡(jiǎn)得：2x+y=14，將各項(xiàng)代入，只有B項(xiàng)符合該方程。
答案： B
8.CO2通入下列各溶液中，不可能產(chǎn)生沉淀的是( )
A.氯化鈣溶液 B.澄清的石灰水
C.飽和碳酸鈉溶液 D .硅酸鈉溶液
解析： 先寫出反應(yīng)方程式，再由產(chǎn)物共存情況確定反應(yīng)是否發(fā)生。因?yàn)辂}酸的酸性比碳酸強(qiáng)，所以CO2通入CaCl2溶液中不會(huì)析出CaCO3沉淀。A符合題意。CO2通入澄清的石灰水中首先會(huì)生成白色沉淀CaCO3，繼續(xù)通入過(guò)量的CO2，則生成的CaCO3會(huì)逐漸溶解生成無(wú)色透明的Ca(HCO3)2。飽和Na2CO3溶液中通入CO2，因生成溶解度較小的酸式碳酸鹽NaH CO3，可以產(chǎn)生沉淀。CO2氣體通入Na2SiO3溶液生成不溶于水的原硅酸或硅酸，會(huì)產(chǎn)生沉淀。
答案： A
9.
如圖為刻蝕在玻璃上的精美的花紋圖案，則該刻蝕過(guò)程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為( )
A.CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
B.NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
C.Si+4HF===SiF4↑+2H2↑
D.SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
解析： 因?yàn)椴Ａе泻蠸iO2，而SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O，所以可以用氫氟酸來(lái)刻蝕玻璃。
答案： D
10.下列有關(guān)硅及其化合物的說(shuō)法正確的是( )
A.晶體硅具有金屬光澤，可以導(dǎo)電，屬于金屬材料
B.常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，所以自然界中的硅大部分以游離態(tài)存在
C.SiO2是一種酸性氧化物，能夠與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸
D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入適量的稀鹽酸
解析： 解決此類題目可利用非金屬單質(zhì)及其化合物的相似性進(jìn)行類推，但同時(shí)要注意硅及其化合物有不同于其他非金屬及其化合物的特性。A項(xiàng)，晶體硅雖然具有金屬光澤，但它屬于非金屬單質(zhì);其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料。B項(xiàng)，雖然常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅，它主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在;C項(xiàng)，SiO2不同于其他酸性氧化物，它不溶于水也不與水反應(yīng)。D項(xiàng)，SiO2不溶于稀鹽酸，可使用稀鹽酸除去其中混有的CaCO3，化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。
答案： D
二、非選擇題
11.硅是無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。
(1)SiO2是玻璃的成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________，
工藝師常用________(填物質(zhì)名稱)來(lái)雕刻玻璃。
(2)用Na2SiO3溶液浸泡過(guò)的棉花不易燃燒，體現(xiàn)Na2SiO3的用途可作________的原料。
(3)工業(yè)上常用2C+SiO2=====高溫Si+2CO↑制備硅單質(zhì)，該反應(yīng)中有元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是________(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是________。
解析： (1)SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+2NaOH= ==Na2SiO3+H2O 。由于SiO2能溶于氫氟酸，因此工藝師常用氫氟酸來(lái)雕刻玻璃。
(2)Na2SiO3的水溶液又稱“水玻璃”，它具有阻燃的功能，因此可作防火劑。
(3)反應(yīng)中C被氧化，SiO2中的Si+4被還原，因此 SiO2作氧化劑。
答案： (1)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O 氫氟酸
(2)防火劑 (3)C SiO2
12.氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮?dú)庠? 300 ℃時(shí)反應(yīng)獲得。
(1)根據(jù)性質(zhì)，推測(cè)氮化硅陶瓷的用途是________(填字母)。
A.制氣輪機(jī)葉片 B.制有色玻璃
C.制永久性模具 D.制造柴油機(jī)
(2)畫出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖________，已知得電子能力N>Si，請(qǐng)寫出氮化硅的化學(xué)式________。
(3)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。試推測(cè)該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式__________________________。
解析： 由氮化硅的性質(zhì)(硬度大、熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定)可判斷其用途為A、C、D。有色玻璃只是在制作玻璃的過(guò)程中熔入了有顏色的化合物如Co2O3、Cu2O等;因非金屬性N >Si，故在氮化硅中，N顯-3價(jià)，Si顯+4價(jià)，由此可寫出其化學(xué)式為Si3N4;氮化硅被氫氟酸腐蝕是由于Si3N4能與HF發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于Si與F有極強(qiáng)的親合性生成SiF4，則另一種產(chǎn)物為NH3。
答案： (1)A、C、D
(2) Si3N4
(3)Si3N4+12HF===3SiF4↑+4NH3↑
13.(2010•吉林高 一檢測(cè))如圖中的每一方格表示相關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物。其中B是一種單質(zhì)，其余物質(zhì)也都是含B元素的化合物。C是一種鈉鹽，E是C對(duì)應(yīng) 的酸，B的結(jié)構(gòu)類似金剛石，D為B的氧化 物(其他不含B元素的反應(yīng)產(chǎn)物以及各步反應(yīng)添加的必要試劑和反應(yīng)條件已被略去)，請(qǐng)?zhí)顚懣瞻祝?/p>
(1)A、D、E的化學(xué)式分別為________、________、________。
(2)A和B的互相轉(zhuǎn)化在工業(yè)上有什么實(shí)際意義?__________。
(3)寫出D→C反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________。
(4)寫出E→D反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________。
解析： 本題的突破口是：“B是一種單質(zhì)”“B的結(jié)構(gòu)類似金剛石”。據(jù)此，容易推斷出B是晶體硅。硅與氯氣在加熱條件下生成SiCl4，因此，A為SiCl4。經(jīng)過(guò)分餾提純后得到純凈的SiCl4，SiCl4可以被氫氣還原得純凈的硅。根據(jù)D是B(Si)的氧化物，可知D為SiO2，由此可知其他答案。
答案： (1)SiCl4 SiO2 H2SiO3
(2)粗硅提純
(3)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
(4)H2SiO3=====△SiO2+H2O
14.某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了“實(shí)驗(yàn)室制Si”的研究，他們以課本為基礎(chǔ)，查閱資料得到以下可供參考的信息：
?、俟I(yè)上在高溫時(shí)用C還原SiO2可制得Si;
?、贛g在點(diǎn)燃的條件下按質(zhì)量比8∶5與SiO2反應(yīng)生成一種白色固體化合物和另一種硅化物;
③金屬硅化物與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH4;
?、躍i和SiO2均不能與稀H2SO4反應(yīng);
?、軸iH4在空氣中自燃。
他們的研究報(bào)告中記載著“……選用合適的物質(zhì)在適合的條件下充分反應(yīng);再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物;然后過(guò)濾、洗滌、干燥、最后稱量……在稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，其產(chǎn)率也只有預(yù)期的63%左右。”請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)該小組“實(shí)驗(yàn)室制Si”的化學(xué)反應(yīng)方程式是
______________________________________________________________。
(2)寫出②的反應(yīng)方程式：________________________。
(3)該過(guò)程中產(chǎn)率比預(yù)期低的原因是
________________________________________________________________________。
(4)你估計(jì)“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是什么?請(qǐng)用必要的文字和化學(xué)方程式予以說(shuō)明：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：?、偬伎梢栽诟邷叵逻€原SiO2制得Si。反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+2C=====高溫Si+2CO↑。
?、贛g與SiO2反應(yīng)類似于Mg與CO2的反應(yīng)，先生成MgO和Si，Si再和Mg反應(yīng)生成Mg2Si，故可生成MgO和Mg2Si。
?、跰g2Si+2H2SO4===2MgSO4+SiH4↑
?、躍iH4+2O2===SiO2+2H2O。
答案： (1)2C+SiO2=====高溫Si+2CO↑
(2)SiO2+4Mg=====△2MgO+Mg2Si
(3)部分硅與鎂反應(yīng)生成了硅化鎂
(4)SiH4能自燃，而有爆鳴聲和火花就是由S iH4的自燃引起的，SiH4+2O2===SiO2+2H2O
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