2019-2020学年高中化学 课时分层作业19 硅酸盐和硅单质（含解析）新人教版必修1

课时分层作业(十九)(建议用时：25分钟)[合格基础练]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[答案]C2．硅及其化合物是重要的无机材料，下列有关说法正确的是()A．反应SiO2＋2C=====高温2CO↑＋Si，每生成1molSi转移4mole－B．光纤的主要成分是硅单质，它质量轻且对光的传输能力强C．光纤可以将光能转化为电能，是制造光电池的最佳材料D．陶瓷、水泥、金刚砂及所有的玻璃都是硅酸盐产品A[标出选项A反应前后元素的化合价，分析反应前后化合价的变化，可知A说法正确；光纤是光导纤维的简称，其主要成分是二氧化硅，B说法错误；制造光电池的材料是晶体硅，C说法错误；金刚砂的主要成分是碳化硅，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，都不是硅酸盐产品，故D说法错误。]3．根据下图转化关系，下列说法正确的是()A．SiO2既能与氢氟酸反应，又能与氢氧化钠反应，所以应属两性氧化物B．盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞C．硅胶吸水后不能重复再生D．图中所示转化反应都是离子反应B[A项，SiO2为酸性氧化物；C项，硅胶吸水后可再失水重生；D项，SiO2与C、Na2CO3的高温反应均不是离子反应。]4．金华市博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑)。下列说法不正确的是()A．古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品B．普通玻璃的主要成分是SiO2C．工业上制取水泥的主要原料为黏土、石灰石D．婺州窑胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，以氧化物形式表示：Al2O3·2SiO2·2H2OB[普通玻璃的主要成分是SiO2、Na2SiO3和CaSiO3。]5．据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述不正确的是()A．它耐高温、抗氧化B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆C．它没有固定熔点D．它是一种新型无机非金属材料[答案]B6．有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”等观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是()A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B．自然界中存在大量单质硅C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制D．自然界硅的贮量丰富B[自然界中硅以化合态存在，如SiO2、硅酸盐。]7．用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：(1)计算机芯片的主要成分是________。(2)光导纤维的主要成分是________。(3)目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是________。(4)常用作吸附剂、干燥剂或催化剂载体的物质是________。[答案](1)晶体硅(2)SiO2(3)晶体硅(4)硅胶[等级过关练]8．高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：下列说法正确的是()A．上述流程中涉及的反应均为置换反应B．电弧炉中的化学方程式为SiO2＋C=====高温Si＋CO2↑C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应D．SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3D[A项，粗硅与HCl反应不是置换反应；B项，反应生成的产物为CO不是CO2；C项，硅与氢氟酸也反应。]9．已知硅及其化合物之间存在图中转化关系。其中A是制造芯片和光电池的主要原料；B是含硅化合物中的一种气体；某些C可作干燥剂或催化剂的载体；D是一种黏合剂，能将磨砂玻璃粘在一起，E是一种酸性比H2CO3还弱的酸。试回答下列问题：(1)写出A、C、E的化学式：A__________、C__________、E__________。(2)写出④、⑤的化学方程式：④____________________________________________________。⑤____________________________________________________。[解析]根据题意可知A为Si，B为SiF4，C为SiO2，D为Na2SiO3，E为H2SiO3。[答案](1)SiSiO2H2SiO3(2)Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O10．X(Si3N4)是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀的特点。有关生产过程如下：为了确定C的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可作光导纤维。按要求回答下列问题：(1)C的化学式为________。(2)已知A、B均为单质，则反应②的化学方程式为_________________。(3)反应⑦的离子方程式为______________________________。(4)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：______________________。(5)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅及氯化氢，反应的化学方程式为____________________。[解析]该题的突破口为I可作光导纤维，所以I是二氧化硅，则F是硅酸，H是硅酸钠。又因为F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，所以G是氯化银，因此C是SiCl4，则A是硅，B是氯气。(1)由以上分析可知C为SiCl4。(2)由转化关系可知，SiCl4与NH3反应生成Si(NH2)4，根据原子守恒可知还生成HCl，由于氨气过量，故应生成NH4Cl，故反应②的化学方程式为SiCl4＋8NH3===Si(NH2)4＋4NH4Cl。(3)CO2是过量的，因此生成物是碳酸氢钠与硅酸，反应⑦的离子方程式为SiO2－3＋2H2O＋2CO2===H2SiO3↓＋2HCO－3。(4)根据题目信息可知，Si3N4与氢氟酸反应，因Si3N4中硅元素化合价为＋4，氮元素化合价为－3，故其生成物应为SiF4和NH4F。(5)根据质量守恒，SiCl4与N2、H2在高温下反应时，除生成Si3N4外，还生成HCl。[答案](1)SiCl4(2)SiCl4＋8NH3===Si(NH2)4＋4NH4Cl(3)SiO2－3＋2H2O＋2CO2===H2SiO3↓＋2HCO－3(4)Si3N4＋16HF===3SiF4↑＋4NH4F(5)3SiCl4＋2N2＋6H2=====高温Si3N4＋12HCl