高中化学专题3从矿物到基础材料33含硅矿物与信息材料同步测试苏教版必修1Word下载.docx
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C.①②③④
D.只有③④
只有①③
只有②③
①②③④
只有③④
5.下列关于SiO2和CO2的说法正确的是(
CO2、SiO2对应的含氧酸分别是H2CO3、H2SiO3
常温下,盐酸、氢氟酸均能与SiO2反应
CO2是酸性氧化物,SiO2是两性氧化物
CO2和SiO2都是由相应的分子构成的
6.下面关于硅的叙述中,正确的是(
粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位
硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在
硅在电子工业中,是重要的半导体材料
7.下列物质中,不含有硅酸盐的是( )
水玻璃
硅芯片
黏土
普通水泥
8.关于硅及其化合物的用途,不正确的是(
硅胶可用作干燥剂
二氧化硅可用作计算机的芯片
硅酸钠是制备木材防火剂的原料
用纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃
9.化学与人类生活密切相关.下列说法正确的是( )
硅是一种灰黑色的金属单质,是现代信息产业的重要元素
白磷着火点高且无毒,可用于制造安全火柴
雾天行车要打开汽车大灯,这时若看到光路是由于“丁达尔现象”
用食醋去除水壶中的水垢时所发生的是水解反应
二、填空题(共4题;
共16分)
10.硫原子与氧原子的最外电子层上都有
________个电子,所以它们的化学性质很相似.在某些化合物中,硫原子可以代替氧原子.请写出下列化学方程式:
CS2与Na2S的水溶液混合振荡
________
11.美国的研究人员合成了一种直接带隙同素异形体的新型硅材料.
①在2013年,华盛顿卡内基研究所的TimothyStrobel和他的同事发现了Na4Si24,在真空下将Na4Si24加热至400K,逐渐赶走钠原子,得到了一种正交同素异形体的新型硅Si24.该反应化学方程式为
________ .
②硅可用作
________材料,在此材料上集合多种电子元器件的电路模块可用来制作手机芯片.
③下列有关硅材料说法正确的是
________ (填字母).
A.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂组成的,其熔点很高
D.高纯度的硅可用于制造高性能通讯材料﹣光导纤维.
12.材料是人类赖以生存的重要物质基础,而化学是材料科学发展的基础.
①制造普通玻璃和水泥都需要用到的原料是
________(填名称)
②为了防止轮船水下外壳腐蚀,要在轮船的外表面焊上一些
________(填“锌”或“铜”)块.
③下列材料中属于合成高分子材料的是
A.聚苯乙烯
B.棉花
C.蚕丝.
13.
(1)人们使用量最大的传统硅酸盐产品有水泥、玻璃和
________.
(2)生产普通玻璃的原料是(写名称)
________、
________,实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶应用
________
塞,氢氟酸不能用玻璃瓶盛放的原因(用化学方程式表示)
(3)硅酸盐KAlSi3Ox也可做生产玻璃的原料,x=
________,以氧化物的形式表示为
三、综合题(共2题;
共11分)
14.按要求完成下列各题:
(1)粘土[主要成分Al2Si2O5(OH)4]是制备陶瓷的原料,请以氧化物形式表示粘土的组成________.
(2)现用四氯化硅和氮气在氢气中加强热发生反应,可制得高纯度氮化硅,反应的化学方程式为________.
(3)雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀,这一过程中发生反应的化学方程式为________.
(4)明矾可用于净水,请说明原因________.
(5)如图,若A、B、C中均含同一种常见金属元素,该元素在C中以阴离子形式存在,B是白色胶状沉淀.①实验室中常用A与某种溶液反应制备B,请写出该反应的离子方程式________.
②A与C也可以反应生成B,请写出反应的离子方程式________.
15.化学与生活息息相关,请安要求回答下列生活中的化学问题:
(1)工业上生产玻璃、水泥都要用到的原料是________
(2)工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉,漂白粉的有效成分是(填化学式)________
(3)酸雨有很大的危害,能直接破坏农作物,使土壤酸化.形成酸雨的原因之一是燃煤中产生了气体(填化学式)________
(4)过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,写出过氧化钠与二氧化碳的化学反应方程式________
(5)小苏打、氢氧化铝、三硅酸镁等可治疗胃酸过多,写出胃舒平(主要成分为氢氧化铝)与胃酸(主要成分为稀盐酸)作用的离子方程式________
四、实验探究题(共1题;
共8分)
16.晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:
Si+3HCl
SiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在1100℃反应制得纯硅,已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃.
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为________
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点﹣84.7℃),提纯SiHCl3采用的方法为________
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去):
①装置B中的试剂是________
.装置C中的烧瓶需要加热,其目的是________
.
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是________
,装置D中发生反应的化学方程式为________
.
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及________
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是 ________
a.碘水
b.氯水
c.NaOH溶液
d.KSCN溶液
e.Na2SO3溶液.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】解:
A.硅酸钠属于粘性的物质,能将玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开,故A错误;
B.Na2SiO3+H2O+CO2═Na2CO3+H2SiO3↓是强酸制弱酸,反应②Na2CO3+SiO2
NaSiO3+CO2↑,是在高温条件下才能发生,两者不相互矛盾的,都可发生,故B错误;
C、石英玻璃主要成分二氧化硅,是氧化物不是硅酸盐,故C错误;
D、祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18,用氧化物的形式表示时书写顺序是:
活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水,故可以表示为:
3BeO•Al2O3•6SiO2,故D正确;
故选D.
【分析】A.硅酸钠不能保存在磨口玻璃塞试剂瓶中;
B.Na2SiO3+H2O+CO2═Na2CO3+H2SiO3↓是强酸制弱酸,反应②Na2CO3+SiO2
NaSiO3+CO2↑,是在高温条件下才能发生;
C、石英玻璃主要成分二氧化硅;
D、根据矿物质用氧化物的形式表示时书写顺序是:
活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水来分析.
2.【答案】D
A、二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,故A不选;
B、熔融的纯碱与二氧化硅反应生成硅酸钠与二氧化碳,故B不选;
C、氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水,故C不选;
D、二氧化硅与盐酸不反应,故D选;
【分析】SiO2属于酸性氧化物,常温下能和强碱溶液生成盐和水,但SiO2能与氟气、HF发生反应,高温条件下能和碳酸盐反应生成硅酸盐,据此分析解答.
3.【答案】B
【解析】【解答】光导纤维的主要成分是二氧化硅,答案选B。
【分析】根据光导纤维的主要成分进行回答即可。
4.【答案】C
【解析】【解答】硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素结合而成的化合物的总称,陶瓷、玻璃、水泥等都是硅酸盐产品.
生产水泥以黏土和石灰石为主要原料,经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧,再加入适量石膏,并研成细粉就得到普通水泥,所以在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是石灰石;
生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,高温下,碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅反应分别生成硅酸钠、硅酸钙;
①生产水泥以黏土和石灰石为主要原料,黏土中含硅,生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,石英中含有硅,故正确;
②玻璃主要成分是硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅等属于硅酸盐产品,普通水泥主要成分:
硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等都是硅酸盐产品,故正确;
③生产水泥以黏土和石灰石为主要原料,经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧,生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,高温下进行,所以反应条件都是高温,故正确;
④水泥和玻璃的生产,反应原理都是一系列复杂的物理化学变化,故正确;
故选C.
【分析】陶瓷是利用黏土在高温条件下烧制,得结构致密的多晶烧结体.其生产过程中发生复杂的化学变化和物理变化;
玻璃是硅酸盐,工业上用石灰石、纯碱、石英在玻璃熔炉中熔融制得,生产水泥以黏土和石灰石为主要原料,经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧,再加入适量石膏,并研成细粉就得到普通水泥.据此分析.
5.【答案】A
【解析】【解答】A、CO2、SiO2都是酸性氧化物,对应含氧酸分别是H2CO3、H2SiO3,故正确,A符合题意;
B、SiO2与氢氟酸反应,但不于盐酸反应,故B错误,B不符合题意;
C、CO2和SiO2都是酸性氧化物,故C错误,C不符合题意;
D、CO2是由CO2分子构成,SiO2是由Si和O原子构成,故D错误,D不符合题意。
故正确答案为:
A。
【分析】注意二氧化硅是原子晶体不是分子晶体。
6.【答案】D
【解析】【解答】A、粗硅制备单晶硅的反应是,Si+2Cl2
SiCl4,SiCl4+2H2
Si+4HCl,过程中涉及氧化还原反应,A项不符合题意;
B、硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位,B项不符合题意;
C、硅的化学性质不活泼,但在自然界中不以游离态存在,C项不符合题意;
D、硅在电子工业中,是重要的半导体材料,D项符合题意。
故答案为:
D
【分析】根据硅单质的性质、在自然界中的存在和用途进行判断即可。
7.【答案】B
【解析】【解答】水玻璃中含有硅酸钠,普通水泥中含有硅酸钙、硅酸钠,黏土含有复杂的硅酸盐,硅芯片中含的是硅单质。
【分析】根据硅酸盐的性质进行分析。
8.【答案】B
A、硅胶能吸水,所以硅胶可用作干燥剂,故A正确;
B、硅可用作计算机的芯片,而不是二氧化硅,故B错误;
C、硅酸钠的水溶液呈水玻璃,水玻璃是矿物胶,不燃烧,而将硅酸钠涂在木材表面就阻隔了木材与空气中氧气的直接接触,水玻璃可用作制备木材防火剂的原料,故C正确;
D、工业上以纯碱、石灰石、石英为原料制普通玻璃,故D正确;
故选B.
【分析】A、硅胶能吸水;
B、硅可用作计算机的芯片;
C、水玻璃是矿物胶,不燃烧;
D、纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃.
9.【答案】C
【解析】【解答】A.硅是一种灰黑色的非金属单质,故A错误;
B.红磷着火点较高,可用于制造安全火柴,但白磷着火点较低,且有毒,故B错误;
C.雾是胶体,有丁达尔效应,故C正确;
D.醋酸与碳酸钙产生化学反应,发生的不是水解反应,故D错误.
【分析】A.硅是非金属单质;
B.白磷着火点较低,红磷着火点较高;
C.雾是胶体;
D.是醋酸与碳酸钙产生化学反应.
二、填空题
10.【答案】6;
CS2+Na2S=Na2SO3
【解析】【解答】氧原子核外存在8个电子核内有8个质子,氧原子结构示意图为
,硫原子核外存在16个电子核内有16个质子,硫原子结构示意图为
,硫原子与氧原子的最外电子层上都有6个电子,根据信息“在某些化合物中,硫原子可以代替氧原子”,二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙:
CaO+CO2=CaCO3,根据该反应原理,采用类比的方法:
二硫化碳和硫化钠反应生成硫代碳酸钠:
CS2+Na2S=Na2SO3,
6;
CS2+Na2S=Na2SO3.
【分析】氧原子核外存在8个电子核内有8个质子,硫原子核外存在16个电子核内有16个质子,根据氧、硫原子结构示意图分析解答最外电子层上电子数;
根据信息“在某些化合物中,硫原子可以代替氧原子”氧化钙和水生成氢氧化钙,氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙和水,实质是二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙进行分析;
根据该反应原理,采用类比的方法书写二硫化碳和硫化钠的反应方程式,二硫化碳和硫化钠反应生成硫代碳酸钠.
11.【答案】Na4Si24
4Na+Si24;
半导体;
B
①在真空下将Na4Si24加热至400K,逐渐赶走钠原子,得到了一种正交同素异形体的新型硅Si24,反应方程式为:
Na4Si24
4Na+Si24,故答案为:
②硅可用半导体材料,在此材料上集合多种电子元器件的电路模块可用来制作手机芯片,故答案为:
③A.硅与盐酸不反应,故错误;
B.原子晶体熔点高硬度大,可用于制作高温陶瓷和轴承,故正确;
C.玻璃属于混合物,没有固定的熔点,故错误;
D.光导纤维的成份是二氧化硅,故错误;
【分析】①在真空下将Na4Si24加热至400K,逐渐赶走钠原子,得到了一种正交同素异形体的新型硅Si24,反应方程式为:
②硅可用半导体材料,在此材料上集合多种电子元器件的电路模块可用来制作手机芯片;
③A.硅与盐酸不反应;
B.原子晶体熔点高硬度大;
C.玻璃属于混合物,没有固定的熔点;
D.光导纤维的成份是二氧化硅.
12.【答案】石灰石;
锌;
A
【解析】【解答】①工业制备玻璃是利用二氧化硅、石灰石、纯碱高温加热反应生成,水泥制备利用粘土和石灰石高温加热制备,制造普通玻璃和水泥都需要用到的原料是石灰石;
石灰石;
②依据原电池原理,为了防止轮船水下外壳腐蚀,要在轮船的外表面焊上一些锌,形成原电池反应,锌做负极被腐蚀,轮船外壳被保护;
③A.聚苯乙烯是合成高分子化合物,故A正确;
B.棉花是天然高分子材料,故B错误;
C.蚕丝是蛋白质,是天然高分子材料,故C错误;
A.
【分析】①依据制备玻璃和水泥的原理和原料分析;
②依据原电池原理分析,原电池正极金属被保护;
③高分子材料,包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等许多种类,其中塑料、合成橡胶和合成纤维被称为现代三大高分子材料;
13.【答案】陶瓷;
纯碱;
石英;
橡胶;
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;
8;
K2O•Al2O3•6SiO2
【解析】【解答】
(1)传统硅酸盐产品有水泥、玻璃和陶瓷,故答案为:
陶瓷;
(2)生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英;
玻璃中含有二氧化硅,二氧化硅能和强碱反应生成硅酸盐和水,如二氧化硅能和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水:
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,硅酸钠是一种具有粘性的物质,导致瓶塞与瓶口粘在一起.所以盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞;
二氧化硅能与氢氟酸反应:
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,故答案为:
(3)正负化合价的代数和为0,正长石中,钾为+1、铝为+3、硅为+4、氧为﹣2价,写成氧化物时,要特别注意元素守恒,即写成氧化物前后各种元素的原子数相等.(+1)+(+3)+3×
(+4)+x×
(﹣2)=0,解得x=8;
硅酸盐改写成氧化物形式时:
活泼的金属氧化物写在前面,再写SiO2,含有氢元素的H2O最后写,Ca2Mg5Si8O22(OH)2可表示为:
K2O•Al2O3•6SiO2,故答案为:
K2O•Al2O3•6SiO2.
【分析】
(1)水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品;
根据玻璃的成分及与碱和氢氟酸反应的生成物的性质分析;
(3)正负化合价的代数和为0,硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为:
碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水(xMO•nSiO2•mH2O).
三、综合题
14.【答案】
(1)Al2O3•2SiO2•2H2O
(2)3SiCl4+2N2+6H2═Si3N4+12HCl
(3)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
(4)明矾溶于水产生的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体有较大的吸附面积,可以吸附水中悬浮的杂质,使杂质沉降
(5)3NH3•H2O+Al3+=Al(OH)3↓+3NH4+;
6H2O+Al3++3AlO2﹣=4Al(OH)3↓
(1)铝的氧化物为Al2O3,硅的氧化物为SiO2,氢的氧化物为H2O,则根据活泼金属氧化物.较活泼金属氧化物.SiO2.H2O得顺序可知,[Al2Si2O5(OH)4]可改成Al2O3•2SiO2•2H2O,故答案为:
Al2O3•2SiO2•2H2O;
(2)四氯化硅和氮气、氢气反应生成氮化硅和氯化氢,化学方程式为3SiCl4+2N2+6H2═Si3N4+12HCl;
3SiCl4+2N2+6H2═Si3N4+12HCl;
(3)玻璃中含有二氧化硅,二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅,反应方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,
(4)明矾水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体,反应的离子方程式为:
Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,所以明矾净水是因为:
明矾溶于水产生的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体有较大的吸附面积,可以吸附水中悬浮的杂质,使杂质沉降,故答案为:
明矾溶于水产生的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体有较大的吸附面积,可以吸附水中悬浮的杂质,使杂质沉降;
(5)①氢氧化铝的制备是用铝离子与一水合氨反应制得,离子方程式为:
3NH3•H2O+Al3+=Al(OH)3↓+3NH4+,故答案为:
3NH3•H2O+Al3+=Al(OH)3↓+3NH4+;
②铝离子和偏铝酸根离子发生双水解,反应的离子方程式为:
6H2O+Al3++3AlO2﹣=4Al(OH)3↓,故答案为:
6H2O+Al3++3AlO2﹣=4Al(OH)3↓.
(1)根据化学式改写成相应的氧化物得形式,按照活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO2•H2O得顺序来书写,并要遵守原子守恒来分析解答;
(2)四氯化硅和氮气、氢气反应生成氮化硅和氯化氢;
(3)玻璃中含有二氧化硅,二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅;
(4)明矾水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体;
(5)若A、B、C中均含同一种常见金属元素,将A、C的水溶液混合可得B的沉淀,由转化关系可知,A含有铝离子,B为氢氧化铝,C含有偏铝酸根,x为氢氧化钠,由此分析解答;
15.【答案】
(1)石灰石
(2)Ca(ClO)2
(3)SO2
(4)2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
(5)Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O
(1)生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英;
生产水泥以黏土和石灰石为主要原料;
(2)CaCl2是强酸强碱盐不水解,Ca(ClO)2是强碱弱酸盐能水解生成HClO,HClO有漂白性,所以漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2;
Ca(ClO)2;
(3)形成酸雨的主要成分是SO2,
SO2;
(4)过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应方程式为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2,
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2;
(5)氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,离子方程式为Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O,
Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O.
(1)石灰石的主要成分是碳酸钙,高温下碳酸钙和二氧化硅能发生化学反应,据此分析;
(2)漂白粉中能起漂白作用的是Ca(ClO)2;
氯气和石灰乳反应生成次氯酸钙、氯化钙和水;
(3)形成酸雨的主要成分是二氧化硫;
(4)过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气;
(5)氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水.
四、实验探究题
16.【答案】
(1)SiO2+2C
Si+2CO↑
(2)蒸馏
(3)浓硫酸;
使滴入烧瓶中的SiHCl3气化;
有固体物质生成;
SiHCl3+H2
Si+3HCl;
排尽装置中的空气;
;
bd
【解
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