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高中化学必修第一节无机非金属材料的主角硅

第一节 无机非金属材料的主角—硅
一、选择题: (本小题共 11 小题,每小题 5 分,共 55 分) 1.下列说法正确的是( A.SiO2 溶于水显酸性 B.CO2 通入水玻璃可得硅酸 C.SiO2 是酸性氧化物,它不溶于任何酸 D.SiO2 晶体中不存在单个 SiO2 分子 2.下列关于碳和硅的叙述中不正确的是( A.金刚石和晶体硅都是原子晶体 B.地壳中硅元素比碳元素含量多 C.自然界里碳元素化合物比硅元素化合物种类多 D.碳和硅的氧化物都是分子晶体 3.下列说法正确的是( A.SiO2 溶于水显酸性 B.CO2 通入水玻璃中可得到原硅酸 C.SiO2 是酸性氧化物,它不溶于任何酸 D.因高温时 SiO2 与 Na2CO3 反应放出 CO2,所以硅酸的酸性比碳酸强 4.10g 含有杂质的 CaCO3 和足量的盐酸反应,产生 CO20.1mol,则此样品中可能含有 的杂质是( ) B.MgCO3 和 SiO2 D.无法确定 ) C.硝酸 D.生石灰 ) ) )

A.KHCO3 和 MgCO3 C.K2CO3 和 SiO2 5.下列物质中不与二氧化硅反应的是( A.烧碱 B.氢氟酸

6.石墨炸弹爆炸时,能在方圆几百米范围内撒下大量的石墨纤维,造成输电线、电厂 设备损坏。这是由于石墨( A.有剧毒 ) C.能导电 ) D.有放射性

B.易燃、易爆

7.下列关于二氧化硅的说法中,错误的是( A.二氧化硅也叫硅酐

B.二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成

C.不能用二氧化硅跟水直接作用制取硅酸 D.二氧化硅既能与氢氟酸反应,又能与烧碱反应,所以它是两性氧化物 8.纯净的碳酸氢钙试样在高温下分解,当剩余的固体物质质量为原试样质量一半时, 碳酸氢钙的分解率是( A.50% ) B.75% ) C.92.7% D.100%

9.二氧化硅是酸酐的原因是( A.它溶于水得相应的酸

B.它对应的水化物是可溶性强酸 C.它与强碱溶液反应只生成盐和水 D.它是非金属氧化物 10.下面关于硅的叙述中,正确的是( )

A.硅的非金属性比碳强,只有在高温下才能跟氢气起化合反应 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一位 C.硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在 D.硅在电子工业中,是重要的半导体材料 11.证明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正确方法是( A.加入过量的盐酸,观察是否有气泡冒出 B.加入过量的烧碱溶液,观察是否有固体溶解 C.加热至高温,观察是否有气泡冒出,是否有硅酸钙生成 D. 先加过量的盐酸搅拌, 观察是否有不溶物剩余及气泡出现; 若有不溶物则滤出, 投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解 二、填空题: (40 分) 12 . 实 验 室 中 盛 放 碱 液的 试 剂 瓶 不 能 用 玻 璃 塞, 是 因 为 ( 用 化 学 方 程式 表 示 ) ___________________________。 13.物质 A 是一种高熔点化合物,不溶于 H2SO4、硝酸,却溶于氢氟酸; C 是一种气体;D 是白色胶状沉淀;E 是白色固体。A、B、C、D、E 之间的 转化如右图,试推断: A.________;B._______;C._______;D.________;E.________。 14.有 A、B、C、D 四种含硅元素的物质,它们能发生如下反应: (1)C 与烧碱溶液反应生成 A 和水; (2)A 溶液与钙盐溶液反应生成白色沉淀 D; (3) )

B 在空气中燃烧生成 C;(4)C 在高温下与碳酸钙反应生成 D 和一种气体; (5)C 在高温下 与碳反应生成单质 B。 根据上述变化,写出 A、B、C、D 的化学式。 15.写出以 SiO2 为原料制备 H2SiO3 的化学方程式___________________________。 三、简答题: (5 分) 16.下列两个反应的反应原理是否存在矛盾?为什么? ①Na2SiO3+CO2+H2O ②siO2+Na2CO3 H2SiO3↓+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑

答案及详解:
1.BD 解析:SiO2 不溶于水;SiO2 是 Si—O 键结合而成的空间网状的原子晶体,其中 Si、 O 原子个数比为 1∶2,不存在单个的“SiO2”分子。SiO2 是酸性氧化物,但不与水和一般 酸反应,常温下只能与氢氟酸反应。H2CO3 的酸性比 H2SiO3 强,故 CO2 通入 Na2SiO3 溶液 中可发生反应:CO2+Na2SiO3+H2O 2.D 3.B 解析:SiO2 是一种难溶于水的固体,故 A 是不正确的。SiO2 可与 HF 作用,故保存氢 氟酸时不能使用玻璃瓶。 SiO2 可与 Na2CO3 在高温条件下反应是因为生成的 CO2 气体能不断 地从反应体系中逸出,从而促进平衡向正反应方向移动,而并非因为 H2SiO3 酸性比 H2CO3 强。 4.B 解析:10gCaCO3 刚好相当于 0.1mol,完全反应时恰好可放出 0.1mol 的 CO2。若其中 含有杂质,则应是一个产生 CO2 的能力强的(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。 5.C 解析:一般而言,酸性氧化物不与酸起反应,但 SiO2 与 HF 的反应是此规律的特例。 由二氧化硅的化学性质知,SiO2 能与 NaOH、HF、CaO 反应,但不能与 HNO3 反应。 6.C 解析:学习中要将基础知识与实际应用相联系,解题时要善于捕捉关键信息。本题主 要考查石墨的性质。根据题干中信息“造成输电线、电厂设备损坏” ,可分析知与石墨物理 性质中的导电性相关。 7. BD 解析: 酸酐与对应的酸中心元素化合价相同, SiO2 和 H2SiO3 的化合价相同, 所以 SiO2 Na2CO3+H2SiO3↓。正确选项为 B、D。

尽管难溶于水,但它仍是硅酸的酸酐,A 正确;SiO2 为原子晶体,故 SiO2 不能表示其分子 组成,即二氧化硅中并不存在 SiO2 分子,B 错误;二氧化硅难溶于水,且不与水反应,无 法直接与水反应制取硅酸,C 正确;SiO2 与 HF 酸反应的方程式为:SiO2+4HF SiF4↑

十 2H2O,SiF4 不是盐,SiO2 与 HF 酸反应只是一种特殊情况,所以不能说 SiO2 是两性氧化 物,D 错误。 8.D 解析:Ca(HCO3)2

CaCO3 + H 2 O+CO 2 ↑① ??? ? ?? ? 100
62

CaCO3

CaO+CO2↑②

由①可知当 Ca(HCO3)2 全部分解后,剩余固体质量大于一半,所以只有②也发生反 应才有可能使质量减少一半。又因为 Ca(HCO3)2 稍加热就分解,而 CaCO3 必须在高温下 才分解。即当 CaCO3 发生分解时,Ca(HCO3)2 已全部分解完毕。 9.C 解析:SiO2 是酸酐的原因应当是它与强碱溶液反应只生成盐和水,它不溶于水,对应 的酸 H2SiO3 也不是强酸,故应选 C。 10.D 解析:硅的非金属性比碳弱,A 项错;硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位, 排名前四位的是 O、Si、Al、Fe,所以 B 项错;硅在自然界中是以化合态存在的,所以 C 项也错,答案应选 D。 11.D 解析:SiO2 不溶于除氢氟酸以外的酸,CaO、CaCO3 均可溶于盐酸且 CaCO3 溶于盐 酸有气泡生成,SiO2 可以溶于 NaOH 溶液。本题应选 D。 12.2NaOH+SiO2 13.SiO2 14.Na2SiO3 Na2SiO3 Si Na2SiO3+H2O CO2 SiO2 H4SiO4 CaSiO3 H2SiO3

15.不矛盾;原因见上。 解析:本题利用 CO2、SiO2、Na2SiO3、H2CO3、H2SiO3 等化合物的性质,考查同学们 的逻辑推理能力以及思维的敏捷性和深刻性。 反应①是在溶液中进行的反应, 反应之所以能 够发生,是由于酸性 H2CO3>H2SiO3,反应符合“强酸制弱酸”的复分解反应原理;而反应 ②是在高温熔融状态下的反应,由于 CO2 可从熔融体中逸出,使得反应可以发生,而与酸 性 H2CO3>H2SiO3 无关。 点评:①是在水溶液中进行的复分解反应,②是固体与固体之间的反应(非水条件) ; ①是常温下的反应,②是高温条件下的反应。两个反应的条件不同,实质上没有可比性,因

为它们的反应原理、反应条件与本质均不同。 16.SiO2+2NaOH Na2SiO3+2HCl Na2SiO3+H2O 2NaCl+H2SiO3↓ Na2CO3+H2SiO3↓ 2NaHCO3+H2SiO3↓

或 Na2SiO3+CO2+H2O Na2SiO3+2CO2+2H2O

解析:SiO2 难溶于水,不能与水发生反应,这样就只能先用 SiO2 与其他物质先作用生 成硅酸盐,再根据硅酸是弱酸,用硅酸盐与酸作用来制备硅酸。 点 评 : 一般来说 ,受 热易分 解的 酸或碱 ,其 对应的 氧化 物则不 能与 水反应 ,如 H2SiO3 H2O+SiO2,则 SiO2 不能与水反应;Cu(OH)2 CuO+H2O,则 CuO 不

能与水反应。硅酸不能溶于水,且不能溶于(HCl、H2SO4、HNO3 等)强酸。不溶于强酸的 物质还有:CuS、Ag2S、PbS、HgS、AgCl、AgBr、AgI、BaSO4 等。


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