2020新教材高中化学 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第三节 无机非金属材料课时作业（含解析）

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.无机非金属材料A篇·知识对点训练1．下列物质中，不含有硅酸盐的是()A．水玻璃B．硅芯片C．黏土D．普通水泥答案B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盐，硅芯片的主要成分是硅单质。2．下列说法错误的是()A．二氧化硅是光导纤维的主要原料B．硅是信息技术的关键材料C．陶瓷餐具所用材料为硅酸盐D．水晶镜片所用原料为硅酸盐答案D解析水晶、光导纤维主要成分为SiO2。Si用于信息产业及太阳能电池。传统硅酸盐材料是陶瓷、水泥、玻璃。3．下列叙述正确的是()A．Na2SiO3是硅酸盐，所以不溶于水B．电影银幕用水玻璃浸泡，主要是为了防腐C．建筑工业常用水玻璃作黏合剂D．用水玻璃浸泡铁道的木制枕木，主要是为了防火答案C解析Na2SiO3既是硅酸盐，又是钠盐，硅酸盐大多难溶于水，而钠盐均易溶于水，Na2SiO3能溶于水；浸泡银幕主要是为了防火，而浸泡枕木主要是为了防腐；水玻璃有黏合作用，常作黏合剂。4．下列物质是纯净物的是()A．玻璃B．水泥C．纯碱D．水玻璃答案C解析玻璃、水泥均是多种硅酸盐的混合物，水玻璃是Na2SiO3的水溶液，也是混合物；纯碱Na2CO3是纯净物。5．制取下列物质不需要用石灰石作原料的是()A．硅酸B．水泥C．玻璃D．生石灰答案A-2-解析硅酸由可溶性硅酸盐与酸反应制得。6．镁橄榄石(2MgO·SiO2)中阴离子是()A．SiO4－4B．SiO4－6C．SiO2－3D．SiO4－5答案A解析将镁橄榄石写成硅酸盐的形式，其化学式为Mg2SiO4，故阴离子为SiO4－4。7．下列关于SiO2和CO2的说法中不正确的是()A．CO2和SiO2都能与碱及碱性氧化物反应B．CO2和SiO2都能与水反应生成相应的酸C．CO2和SiO2都能与焦炭反应生成COD．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨答案B解析CO2能与水反应生成碳酸，但SiO2不能与水反应生成相应的酸，B错误。8．不能与SiO2发生反应的物质是()A．烧碱溶液B．氧化钙C．浓硝酸D．焦炭答案C解析除HF外SiO2不与其他酸反应。9．二氧化硅气凝胶是一种世界上最轻的固体，可以经受住1kg炸药的爆炸威力。下列有关说法正确的是()A．利用二氧化硅气凝胶能够开发导电材料B．激光照射二氧化硅气凝胶可产生丁达尔效应C．计算机芯片的主要成分是二氧化硅D．二氧化硅气凝胶能溶于水答案B解析二氧化硅不导电，A错误；二氧化硅气凝胶属于胶体，能产生丁达尔效应，B正确；计算机芯片的主要成分是单晶硅，C错误；二氧化硅不溶于水，D错误。10．在半导体工业中有这样一句话：“从沙滩到用户”，其中由粗硅制纯硅的常用方法为Si(粗)＋2Cl2=====△SiCl4SiCl4＋2H2=====△Si(纯)＋4HCl。“从沙滩到用户”涉及多个反应，其中制取粗硅的反应方程式为__________________。纯净的石英与烧碱反应可以制得水玻璃，反应的离子方程式为____________________________________。答案SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2OB篇·综合提升训练-3-11．化学在生产生活和科学研究中具有重要的作用。下列说法正确的是()①石英的主要成分是二氧化硅②三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料③太阳能电池的主要成分是硅，太阳能电池在生活中的应用有利于环保、节能④二氧化硅的熔点高，硬度大，所以可用来制造电子部件和光学器件⑤水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品A．①②③B．②④⑤C．③④⑤D．①②③④答案A解析石英的主要成分是二氧化硅；水泥属于传统硅酸盐产品；太阳能电池的主要成分是硅；水晶项链的主要成分是SiO2，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品；硅是半导体材料，可制造电子部件，二氧化硅光学性能优良，可制光学器件。综上所述，选A。12．已知滑石粉的化学式为Mg3Si4O10(OH)2，色白、滑爽、柔软、耐火。下列有关说法不正确的是()A．滑石粉属于无机硅酸盐类物质B．滑石粉组成可表示为3MgO·4SiO2·H2OC．爽身粉中添加滑石粉是利用它的滑爽、柔软、耐火性D．滑石粉可能会与氢氟酸、NaOH溶液发生反应答案C解析硅酸盐是由硅、氧元素与其他元素组成的一类无机物的总称，故滑石粉属于无机硅酸盐类物质，A正确；可以将硅酸盐改写成氧化物的形式，B正确；爽身粉中添加滑石粉，主要是利用它的滑爽、柔软、干燥的特点，与耐火性无关，C错误；滑石粉中可能含有SiO2，可以与氢氟酸、NaOH溶液发生反应，D正确。13．《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜。近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是()A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B．性质稳定，不易脱色C．易溶解于强酸和强碱D．x等于6答案C解析“硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定，不易脱色，不易与酸、碱反应；硅酸铜钡中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6。因此，A、B、D均正确。-4-14．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是()A．加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出B．加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解C．加热至高温，观察是否有气体冒出，是否有硅酸钙生成D．先加入过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现答案D解析SiO2不溶于除氢氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3均可溶于盐酸，且CaCO3溶于盐酸有气泡生成。15．下表各组物质中，满足如图所示一步转化关系的选项是()选项XYZACCOCO2BSiSiO2H2SiO3CNaNaOHNa2CO3DMgMgSO4Mg(OH)2答案A解析C不完全燃烧得到CO，CO继续燃烧生成CO2，Mg在CO2中燃烧可得到C，A正确；B项，SiO2不能一步转化为H2SiO3，H2SiO3也不能一步转化为Si；C项，Na2CO3不能一步转化为Na；D项，Mg(OH)2不能一步转化为Mg。16．下列有关说法中错误的是()A．氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中B．玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐C．灼烧NaOH固体时不能使用瓷坩埚，因为坩埚中的SiO2能与NaOH反应D．由沙子制备光伏材料时的反应之一为SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑答案B解析A项，氢氟酸能腐蚀玻璃，所以氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中，正确；B项，水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸盐，错误；C项，瓷坩埚是硅酸盐产品，坩埚中的SiO2能与NaOH反应，正确；D项，沙子的主要成分是SiO2，光伏材料的成分是晶体硅，由沙子制备光-5-伏材料时的反应之一为SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑，正确。17．铝硅合金具有熔点低、凝固时收缩率小等优点，适合铸造。现取试样10.0g，放在纯净氧气中完全燃烧，燃烧后的固体经称量发现比原来试样增重9.23g，由此计算硅铝合金中硅的质量分数约为()A．12.3%B．15.4%C．13.4%D．17.0%答案C解析铝、硅燃烧反应的化学方程式分别为4Al＋3O2=====点燃2Al2O3，Si＋O2=====点燃SiO2。固体增重质量就是参加反应的氧气的质量。设Si的质量为xg，则Al的质量为(10－x)g，根据化学反应方程式知，铝消耗的氧气的质量为96(10－x)÷108，硅消耗的氧气的质量为32x÷28,96(10－x)÷108＋32x÷28＝9.23g，解得x≈1.34g，硅铝合金中硅的质量分数为1.34g÷10.0g×100%＝13.4%。18．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如图所示。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)组成A单质的元素的最高化合价为________。(2)B的化学式为______，B和碳反应生成A和E的化学方程式为_________。(3)C的化学式为______________，D的化学式为______________。答案(1)＋4价(2)SiO2SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑(3)CaSiO3Na2SiO3解析由本题题眼“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”，推知A为硅；根据框图B＋碳―→Si＋E，B既能与氧化钙反应又能与氢氧化钠反应，推知B为二氧化硅，进一步推知C为硅酸钙，D为硅酸钠，E为一氧化碳。19．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。-6-②粗硅与干燥的Cl2反应制得SiCl4：Si＋2Cl2=====△SiCl4。③SiCl4被过量的H2在1000～1100℃时还原制得纯硅。某同学从资料中查知：SiCl4的熔点为－70℃，沸点为57.6℃，其在潮湿的空气中能与水发生反应而变质。该同学设计了以下制取纯硅的实验装置(热源及夹持装置略去)。请回答下列问题：(1)为使SiCl4从装置B中逸出与氢气混合，应采取的措施是_________________________________________。(2)盛放稀硫酸的仪器名称为________，装置A中发生反应的离子方程式为________________________________________。(3)装置C能否采用普通玻璃管？________(选填“能”或“不能”)，原因是____________________________。(4)已知SiCl4在潮湿的空气中能与水发生反应生成氯化氢，为防止空气污染，含有SiCl4的尾气要通入盛有________溶液的烧杯中。(5)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，还应对该装置进行的改进是___________________________。答案(1)对装置B进行水浴加热(2)分液漏斗Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(3)不能在1000～1100℃时普通玻璃管会软化(4)NaOH(5)在装置A与装置B之间连接一盛有浓硫酸的洗气瓶(或盛有碱石灰的干燥管)解析(1)SiCl4的沸点较低(57.6℃)，欲使其逸出烧瓶与装置C中的H2反应，需对装置B进行水浴加热。(3)由于H2与SiCl4在1000～1100℃时反应制得纯硅，反应温度高，普通玻璃管在此温度下会软化，因此需要用石英管。-7-(5)为了防止装置A中的水蒸气进入装置B中，应在装置A、B之间加一干燥装置。