04-1一轮新课标三维化学(人教版)第四章第一节无机非金属材料的主角硅课时作业

第四章第一节无机非金属材料的主角——硅[课时作业]命题报告知识点难度基础中档拔高硅的性质、用途和制备16、11SiO2的性质及用途2、45、8硅酸盐的性质及用途3、79、12硅及其化合物的转化1314综合应用1015、16一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1．硅被誉为无机非金属材料的主角，下列物品用到硅单质的是()A．陶瓷餐具B．石英钟表C．计算机芯片D．光导纤维解析：A项为硅酸盐，B、D项为SiO2.答案：C2．下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是()A．NaOH溶液B．Na2SiO3溶液C．盐酸D．氢氟酸解析：玻璃中的SiO2能与HF发生反应，与NaOH溶液作用生成具有粘合性的Na2SiO3，不与盐酸作用，故选C.答案：C3．赛伦的化学通式为Si6－xAlxOxN8－x，以耐高温、高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀等性能为主要特征，因此，在冶金、机械、光学、医学等领域有重要应用．它属于()A．金属材料B．有机高分子材料C．新型无机非金属材料D．无机高分子材料解析：赛伦属于无机物，具备新型无机非金属材料的特征．答案：C4．(2010·东城模拟)下列四种物质中，不．能与水发生反应，但能与碱发生反应的是()A．Cl2B．CO2C．NOD．SiO2解析：A、B项均能与水、碱反应，C项不能与水、与碱反应．答案：D5．下列说法正确的是()①二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②根据反应SiO2＋CaCO3=====高温CaSiO3＋CO2↑可推知硅酸酸性比碳酸强③二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸④二氧化硅常被用来制造光导纤维A．①②B．②③C．③④D．①④解析：①SiO2能与HF反应，②高温条件下反应并不能说明硅酸的酸性比碳酸强的结论．答案：C6．从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：①SiO2＋2C=====高温Si(粗)＋2CO↑②Si(粗)＋2Cl2=====加热SiCl4③SiCl4＋2H2=====高温Si(纯)＋4HCl关于上述反应的分析不．正确的是()A．①、③是置换反应，②是化合反应B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C．任一反应中，每消耗或生成28g硅，均转移4mol电子D．高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅解析：根据置换反应和化合反应的概念即可判断，A项正确；根据反应①可知还原性焦炭大于硅，根据反应③可知还原性氢气大于硅，B项正确；在三个反应中，硅元素的化合价从0价变为＋4价或从＋4价变为0价，故每消耗或生成28g硅，转移电子均为4mol，C项正确；反应中得到的易挥发的SiCl4分离出来后再用氢气还原才可以得到高纯硅，故操作不正确．答案：D7．(2010·南京模拟)下列有关Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的共同点的描述中不．正确的是()A．水溶液均显碱性B．滴入盐酸均有气泡产生C．均能与CO2反应D．均不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存解析：二者水解均呈碱性，故A、D正确，均能与CO2反应生成NaHCO3、H2SiO3，B项Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3，不能放出气泡．答案：B8．工业制造金刚砂(SiC)的化学方程式如下：SiO2＋3C=====高温SiC＋2CO↑.在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是()A．3∶5B．1∶2C．2∶1D．1∶1解析：在该反应中，3molC参加化学反应，生成1mol的SiC－4和2mol的C＋2O，所以氧化剂与还原剂均为C，且物质的量之比为1∶2，B正确．答案：B9．用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液不变浑浊．先通入CO2再通入氨气，溶液变浑浊CaCl2溶液B通入CO2，溶液不变浑浊．继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊．再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊．继续通CO2至过量，浑浊消失．再加入足量NaOH溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液解析：A项CaCl2溶液不与CO2反应，但通入NH3后溶液变为(NH4)2CO3可产生浑浊；B项H2SiO3沉淀不溶于过量的CO2；C项生成的HClO漂白品红；D项CaCO3――→CO2Ca(HCO3)2――→NaOHCaCO3.答案：B10．下列离子方程式书写不．正确的是()A．SiO2与烧碱溶液作用：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2OB．向烧碱溶液中通入足量CO2：CO2＋OH－===HCO－3C．晶体硅与烧碱溶液作用：Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑D．CaCO3溶于稀硝酸中：CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2O解析：SiO2与CO2均具有酸性氧化物的性质，均能与碱作用生成盐和水，但CO2过量时生成碳酸氢盐，故A、B正确；单质硅能与NaOH溶液作用生成Na2SiO3同时放出H2，C正确；D项中CaCO3难溶于水，应写化学式，D错误．答案：D11．下列事实中能证明碳的非金属性比硅强的是()①往Na2SiO3溶液中通入CO2产生白色沉淀②石墨是导体，晶体硅是半导体③制玻璃过程中发生反应：Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑④CH4比SiH4稳定A．①④B．②③C．③④D．①②解析：①说明酸性H2CO3＞H2SiO3；②③不能说明碳比硅的非金属性强．答案：A12．(2010·海淀模拟)北京奥运金牌“金玉合璧”(如图)上的环形玉是产自新疆的和田玉，和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐．某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有关叙述中正确的是()A．将该和田玉的化学式改写成氧化物的形式表示如下：2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2OB．该和田玉能抵抗任何酸或碱的腐蚀C．该和田玉中Fe的化合价为＋2价D．该和田玉是由5种氧化物组成的混合物解析：A项应为2CaO·3MgO·2FeO·8SiO2·H2O，B项HF与之可反应，D项属于纯净物．答案：C二、非选择题(本题包括4小题，共52分)13．(12分)A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如图所示，A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似．请填空：(1)形成单质A的原子的结构示意图为________，它的最高化合价为________价．(2)B的化学式(分子式)为________，B的晶体类型为____________，B和碳反应生成A和E的化学方程式是__________________________________________________________________________________________________________________________(3)C的化学式(分子式)为________，D的化学式(分子式)为________.解析：根据“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质”可确定A是Si单质，它可由SiO2和C在高温条件下反应制取．答案：(1)(2)SiO2原子晶体SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑(3)CaSiO3Na2SiO314．(14分)含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱溶液反应生成含A元素的化合物D.(1)在元素周期表中，A位于__________族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为________，A与B在原子的电子层结构上的相同点是__________________________.(2)易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是_____________________.(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D.同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F.①写出生成D和F的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________.②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不．可选用的是________.A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚C．氧化铝坩锅D．铁坩锅(4)100gC与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2L,100g混合物中石灰石的质量分数是______.解析：(1)A元素单质可做半导体材料，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅元素，比硅相对原子质量小的同族元素为碳．(2)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸．(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料、普通玻璃、石英玻璃以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3.(4)若SiO2恰好或过量，与CaCO3反应方程式只有一个，即CaCO3＋SiO2=====高温CaSiO3＋CO2↑.若CaCO3过量，除发生上述反应外，还会发生反应：CaCO3=====高温CaO＋CO2↑.总之，CaCO3的多少决定了CO2的产量，可通过以下关系式列式求解：CaCO3～CO2100gmCaCO3＝22.4L11.2L，m(CaCO3)＝50g.混合物中CaCO3的质量分数：50g100g×100%＝50%.答案：(1)ⅣA最外层均有4个电子，最内层均有2个电子(2)氢氟酸SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(3)①SiO2＋Na2CO3=====高温Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓②ABC(4)50%15．(14分)(2009·浙江高考)单晶硅是信息产业中重要的基础材料．通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅．以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图．相关信息如下：a．四氯化硅遇水极易水解；b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c．有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/℃57.712.8－315－熔点/℃－70.0－107.2－－－升华温度/℃－－180300162请回答下列问题：(1)写出装置A中发生反应的离子方程式_________________________________________________________________________________________________________.(2)装置A中g管的作用是________；装置C中的试剂是_________；装置E中的h瓶需要冷却的理由是____________________________________________________________________.(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)．(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2＋，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：5Fe2＋＋MnO－4＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O①滴定前是否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明理由________________________________________________________________________.②某同学称取5.000g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用1.000×10－2mol