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1、课时作业(十)无机非金属材料的主角硅一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1(2013福建莆田质检)英国两位科学家因在石墨烯材料领域有卓越研究而获得2010年诺贝尔奖。科学家预测，该材料有可能代替晶体硅在电子工业的地位，从而引发电子工业的新革命。目前晶体硅在电子工业中的作用是()A制光导纤维B制耐高温材料C作半导体 D制光学仪器2开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是()A合成纤维和光导纤维都是有机高分子材料BSiO2是人类将太阳能转变为电能的常用材料C水晶、玛瑙、水泥和瓷器都是硅酸盐制品D氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料3下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的
2、是()ANaOH溶液 BNa2SiO3溶液C盐酸 D氢氟酸4常温下，下列不发生反应的一组物质是()硅与NaOH溶液硅与盐酸硅与氢氟酸二氧化硅与碳酸钠二氧化硅与NaOH溶液二氧化硅与浓硝酸A BC D5下列物质间的转化不能通过一步反应完成的是()ASiO2Si BCO2CCSiO2H2SiO3 DSiNa2SiO36下列离子方程式不正确的是()A石英与烧碱反应：SiO22OH=SiOH2OB硅与烧碱反应：Si2OHH2O=SiO2H2C向小苏打溶液中加入过量的石灰水：2HCOCa22OH=CaCO32H2OCOD往水玻璃中加入盐酸：2HSiO=H2SiO37汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现
3、其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式：BaCuSi2Ox，Cu为2价)，下列有关“汉紫”的说法中不正确的是()A用盐的形式表示：BaSiO3CuSiO3B用氧化物形式表示：BaOCuO2SiO2C易溶于强酸、强碱D性质稳定，不易褪色8将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是()ANa2SiO3 BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2 DSiO29用4种溶液进行实验，下表中“溶液”与“操作及现象”对应关系错误的是()选项溶液操作及现象A饱和Na2CO3通
4、入CO2，溶液变浑浊溶液BNaCl溶液通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失CCa(ClO)2溶液通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去DCa(OH)2溶液通入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10.向0.1 molL1NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是()ANa、COBNa、HCOCHCO、CO DNa、OH11(2013河南三门峡质检)将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为()12向含有0.2 mol NaOH和0.1
5、 mol Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体8.96 L(0 ，1.01105 Pa)时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的总物质的量与通入CO2气体的体积关系图象正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计)()二、非选择题(本题包括5小题，共52分)13(8分)世博会中国馆“东方之冠”由钢筋混凝土、7 000多块红色铝板和1 200多块玻璃等建成。(1)铝_(填“是”或“不是”)红色的，铝板和玻璃均易被烧碱腐蚀，原因是_、_。(用化学方程式表示)(2)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是_。(3)石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特种玻璃，石英玻璃的主要
6、成分是_；有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)实际上不是硅酸盐材料，而是一种_(选填“橡胶”“纤维”或“塑料”)。14(8分)已知AI有如下所示的转化关系：已知：单质E可作为半导体材料；化合物F是不能生成盐的氧化物；化合物I能溶于水，呈酸性，它能够跟氧化物A发生反应。2F22H2O= 4HFO2据此，请填空：(1)化合物F是_；(2)化合物I是_；(3)反应的化学方程式是_。(4)写出I的水溶液与A反应的化学方程式：_。15(12分)(2013江苏泰州质检)以磷矿石、石英、氯化氢等为原料生产白炭黑(SiO2nH2O)、磷及甲醇，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。(1)上述反应中，属于置换反应的是
7、_(选填：、)。(2)已知SiHCl3的沸点为33.0 ，提纯SiHCl3适宜的方法是_。(3)高温下进行的反应的化学方程式为_；固体废弃物CaSiO3可用于_。(4)反应需在高温、隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是_。16(12分)硅单质及其化合物应用范围很广。(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，工业上可以按如下步骤制备高纯硅。.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；.粗硅与干燥的氯气在450500 条件下反应制得SiCl4；.SiCl4液体经精馏提纯后与过量H2在1 1001 200 条件下反应制得高纯硅。已知SiCl4沸点为57.6 ，能与H2O强烈反应。1 mol H2与SiCl4气体完
8、全反应吸收的热量为120.2 kJ。请回答下列问题：第步反应的热化学方程式为_。整个制备纯硅的过程中必须严格控制在无水无氧的条件下。SiCl4在潮湿的空气中因水解而产生白色烟雾，其生成物是_；H2还原SiCl4过程中若混入O2，可能引起的后果是_。(2)二氧化硅被大量用于生产玻璃。工业上用SiO2、Na2CO3和CaCO3共283 kg在高温下完全反应时放出CO2 44 kg，生产出的玻璃可用化学式Na2SiO3CaSiO3xSiO2表示，则其中x_。17(12分)(2012济南模拟)为了证明一氧化碳具有还原性，有人设计了下列实验：(1)装置B中最适宜的试剂是_。(2)装置D中发生反应的化学方
9、程式是_。(3)必须用装置C吸收除去气体中水蒸气的理由是_。(4)若根据F中石灰水变浑浊的现象也能确定CO具有还原性，应在上图中装置_与_之间连接下列装置中的_(填序号)。课时作业(十)1C由于硅单质是一种半导体材料，可作半导体；SiO2在自然界中存在广泛，工业上用SiO2来制备硅单质。2D3C由于SiO22OH=SiOH2O，因而不可用带玻璃塞的试剂瓶保存NaOH溶液；氢氟酸可以与SiO2反应，即SiO24HF=SiF42H2O，故不可用玻璃瓶保存。4D5CA项，SiO22CSi2CO；B项，CO22Mg2MgOC；C项，SiO2不能与水反应生成H2SiO3，更无法与其他物质反应生成H2Si
10、O3；D项，Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。6CC的正确离子方程式为：HCOCa2OH=CaCO3H2O。7C“汉紫”能稳定存在至今，说明其性质稳定，不易褪色，不易与酸、碱反应，“汉紫”中Ba为2价，Cu为2价，Si为4价，则x6。8A将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2Na2SiO32H2O=H2SiO32NaHCO3；加热蒸干高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2OSiO2；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，各反应物存在如下关系，H2SiO32NaHCO3，H2SiO3SiO2,2NaHCO3Na2CO3SiO2，由上述
11、关系可知，最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。9B饱和Na2CO3溶液中通入CO2会生成溶解度较小的NaHCO3晶体，A项对；NaCl溶液中通入CO2没有明显现象，B项错；Ca(ClO)2溶液中通入CO2，生成碳酸钙和次氯酸，次氯酸有强氧化性，能使品红溶液褪色，C项对；Ca(OH)2溶液中通入CO2，先生成碳酸钙沉淀，CO2过量时生成碳酸氢钙，再加入足量NaOH溶液又生成碳酸钙沉淀，D项对。10BNaOH溶液中通入少量CO2时生成Na2CO3，而通入过量CO2时则生成NaHCO3。2NaOHCO2(少量)=Na2CO3H2ONaOHCO2(过量)=NaHCO3。11C将CO2通入KOH
12、、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，依次发生如下反应：Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O2KOHCO2=K2CO3H2O2KAlO23H2OCO2=2Al(OH)3K2CO3K2CO3CO2H2O=2KHCO3BaCO3H2OCO2=Ba(HCO3)2根据沉淀生成和溶解的情况对照图象可知C正确。12C当未通入CO2气体时，溶液中的离子为0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol OH；当通入2.24 L CO2气体时，发生反应Ba2CO22OH=BaCO3H2O，此时溶液中的离子为0.2 mol Na、0.2 mol OH；当通入4.48 L CO2时，发生反应2O
13、HCO2=COH2O，此时溶液中的离子为0.2 mol Na、0.1 mol CO；当通入6.72 L CO2时，发生反应COCO2H2O=2HCO，此时溶液中的离子为0.2 mol Na、0.2 mol HCO；当通入8.96 L CO2时，发生反应BaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)2，此时溶液中的离子为0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol HCO。对比图象可知选项C正确。13答案：(1)不是2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(2)CaCO3(3)SiO2塑料14解析：由已知及现阶段所学知识知E为Si，再根据反
14、应知A为SiO2。B为C，F为CO。由已知知I为HF，结合已知和反应知C为H2O、D为F2，H为O2。由反应CH2O(g)COH2知G为H2，经反应验证之。因此AI分别为SiO2、C、H2O、F2、Si、CO、H2、O2和HF。答案：(1)CO(2)HF(3)SiO22CSi2CO(4)4HFSiO2=SiF42H2O15解析：反应为SiO22CSi2CO。从图中可以看出，反应的反应物为SiO2、C和Ca3(PO4)2，产物为CO、P和CaSiO3。反应为Si3HCl=SiHCl3H2。反应的反应物有SiHCl3和H2O，产物有HCl、H2和SiO2nH2O。反应为CO2H2=CH3OH。(1
15、)置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，只有、符合。(2)SiHCl3的沸点低，可用蒸馏法分离出来。(4)反应产生H2，若与O2混合会引起爆炸。从流程图中的反应可知，SiHCl3可以与H2O反应，所以反应必须在无水条件下反应。答案：(1)、(2)分馏(蒸馏)(3)Ca3(PO4)25C3SiO23CaSiO32P5CO生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等(4)SiHCl3会水解，同时产生的H2与O2混合会发生爆炸16解析：(2)n(CO2)1103 mol。由Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2CaCO3SiO2CaSiO3CO2由玻璃的化学式：Na2SiO3CaSiO3xSi
16、O2知：n(Na2CO3)n(CaCO3)500 mol即m(Na2CO3)53 kg，m(CaCO3)50 kg；反应掉n(SiO2)1103 mol，即反应掉m(SiO2)1103 mol60 gmol16104 g60 kg。再由283 kg53 kg50 kg180 kg知，283 kg原料中含有180 kg SiO2，其中反应SiO2 60 kg，在玻璃中含有180 kg60 kg120 kg SiO2，即玻璃中n(SiO2)2103 mol所以有n(Na2SiO3)n(CaSiO3)n(SiO2)5005002 000114。答案：(1)2H2(g)SiCl4(g)Si(s)4HCl(g)H240.4 kJmol1H2SiO3和HCl爆炸(2)417解析：解答本题注意以下两点：(1)该实验的原理：先制取纯净、干燥的CO2，再用C将CO2还原为CO，利用CO的还原性来检验CO的存在。(2)注意排除水蒸气对实验的干扰。答案：(1)饱和NaHCO3溶液(2)CO2C2CO(3)水蒸气进入D中，在高温下能跟碳反应产生H2，H2也能使CuO还原，不能证明CO具有还原性(4)DE6
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