2020_2021学年高中化学专题3从矿物到基础材料3_2二氧化硅与信息材料课时作业含解析苏教版必修1

2020_2021学年高中化学专题3从矿物到基础材料3_2二氧化硅与信息材料课时作业含解析苏教版必修1

课时作业23　二氧化硅与信息材料 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(每小题4分，共48分)‎ ‎1．下列说法正确的是(　D　)‎ A．我国自主研发的“龙芯1号”CPU芯片与光导纤维是同种材料 B．需要通过化学反应才能从海水中获得食盐和淡水 C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D．粗硅制备单晶硅涉及氧化还原反应 解析：晶体硅可用来制芯片，二氧化硅可用来制光导纤维，A项错误；海水蒸发可获得食盐，海水蒸馏可获得淡水，不需要通过化学变化，B项错误；水晶的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，C项错误；粗硅与氯气在高温条件下生成四氯化硅的反应、四氯化硅与氢气在高温条件下生成单晶硅的反应均是氧化还原反应，D项正确。‎ ‎2．在一定条件下，下列物质不能和二氧化硅反应的是(　C　)‎ ‎①焦炭　②纯碱　③碳酸钙　④氢氟酸　⑤硝酸　⑥氢氧化钾　⑦氧化钙　⑧氮气 A．③⑤⑦⑧　　　　　　　 B．⑤⑦⑧‎ C．⑤⑧ D．⑤‎ 解析：根据二氧化硅的化学性质，二氧化硅不与水反应，也不与除氢氟酸外的酸反应，它可与碱性氧化物和强碱反应，高温时可以被炭还原成单质硅。‎ ‎3．(双选)下列离子方程式书写不正确的是(　AD　)‎ A．往NaOH溶液中通入少量CO2：CO2＋OH－===HCO B．H2SiO3与NaOH溶液混合：2OH－＋H2SiO3===2H2O＋SiO C．石英砂与烧碱溶液反应制取水玻璃：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O D．往水玻璃中通入二氧化碳：Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋2Na＋＋CO 解析：往NaOH溶液中通入少量CO2，生成正盐Na2CO3，CO2过量时才生成NaHCO3，所以A不正确；由于H2SiO3为弱酸，且不可溶，故应写化学式，B正确；石英的主要成分是SiO2，它与烧碱溶液反应生成硅酸钠和水，所以C也正确；碳酸比硅酸的酸性强，所以往水玻璃中通入CO2可制得硅酸，Na2SiO3和Na2CO3均溶于水，应写成离子形式，并且可以消去Na＋，所以D不正确。应写为：SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO。‎ ‎4．下列关于硅元素及其化合物的说法正确的是(　C　)‎ A．硅在自然界中既有游离态又有化合态 B．高温下SiO2能与Na2CO3固体反应生成Na2SiO3和CO2，说明硅酸的酸性强于碳酸 8‎ C．因为玻璃中含有SiO2，所以不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛装NaOH溶液 D．SiO2能与氢氧化钠溶液和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物 解析：硅在自然界中只以化合态存在，A错误；碳酸的酸性强于硅酸，B错误；玻璃中含有SiO2，SiO2能与NaOH溶液反应生成黏性很强的硅酸钠溶液，所以不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛装NaOH溶液，C正确；SiO2是酸性氧化物，D错误。‎ ‎5．下列说法中，不正确的是(　B　)‎ A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可与NaOH溶液反应 B．水晶项链、石英钟都是硅酸盐制品 C．SiO2和CO2在一定条件下，均可与CaO发生反应 D．SiO2不溶于水，而CO2可与水反应，生成H2CO3‎ 解析：水晶项链、石英钟的主要成分都是SiO2，不是硅酸盐制品。‎ ‎6．假设SiO2晶体中Si原子被Al原子取代，不足的价数由K原子补充。当有25%的硅原子被铝原子取代时，可形成正长石，则正长石的化学组成为(　C　)‎ A．KAlSiO4 B．KAlSi2O6‎ C．KAlSi3O8 D．KAlSi4O10‎ 解析：假设有4个SiO2，则1个Si原子被Al原子取代，被取代的Si的化合价与1个Al和1个K在化合物中的化合价之和相等，所以正长石的化学组成中K、Al、Si原子个数之比为113，即化学式为KAlSi3O8。‎ ‎7．诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是(　D　)‎ A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B．因SiO2不溶于水，故SiO2不是H2SiO3的酸酐 C．二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆 D．二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 解析：二氧化硅是酸性氧化物，与水不反应，A错误；虽然SiO2不溶于水，不能与水反应生成H2SiO3，但SiO2仍可看作是H2SiO3失去一分子H2O而形成，且SiO2与H2SiO3中硅元素价态相同，故SiO2是H2SiO3的酸酐，B错误；二氧化硅不能导电，C错误；二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应生成硅酸钠和CO2，D正确。‎ ‎8．由下列实验事实得出的结论正确的是(　C　)‎ A．由SiO2不能与水反应生成H2SiO3，可知SiO2不是H2SiO3的酸酐 B．由SiO2＋2CSi＋2CO↑，可知碳的非金属性大于硅 C．CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3>H2SiO3‎ 8‎ D．SiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知SiO2为两性氧化物 解析：酸酐是指含氧酸失去水生成的酸性氧化物，且酸酐与对应的酸中的非金属元素化合价相同，所以SiO2是H2SiO3的酸酐，A项错误；反应SiO2＋2CSi＋2CO↑不能说明碳的非金属性比硅强，该反应能发生是因为生成CO气体，它的放出促进了反应进行，B项错误；CO2通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3胶体，符合强酸制弱酸的规律，证明酸性：H2CO3>H2SiO3，C项正确；D项中SiO2除HF外不能与其他的酸反应，SiO2为酸性氧化物，不具有两性，D项错误。‎ ‎9．下列说法正确的是(　A　)‎ A．将二氧化碳通入水玻璃中可以得到硅酸 B．二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明酸性：硅酸>碳酸 C．高温时二氧化硅与碳反应能生成硅和CO2‎ D．二氧化硅是酸性氧化物，所以它不溶于任何酸 解析：碳酸的酸性比硅酸的强，A正确，B错误；高温时二氧化硅与碳反应生成CO而不是CO2，C错误；二氧化硅是酸性氧化物，但它可溶于氢氟酸，D错误。‎ ‎10．将过量的CO2分别通入：①CaCl2溶液　②浓Na2SiO3溶液　③Ca(OH)2溶液　④饱和Na2CO3溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是(　B　)‎ A．①②③④ B．②④‎ C．①②③ D．②③‎ 解析：根据酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液不反应，无明显现象；过量的CO2通入浓Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至过量会发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而有结晶析出。‎ ‎11. 下列说法正确的是(　C　)‎ A．SiO2高温时与Na2CO3反应产生CO2，将CO2通入Na2SiO3溶液中可生成H2SiO3，说明H2SiO3的酸性有时比H2CO3强，而有时比H2CO3弱 B．SiO2既能与NaOH溶液反应又能与氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物 C．氢氟酸不应装在玻璃瓶中 D．NaOH溶液、Na2SiO3溶液应装在带玻璃塞的磨口玻璃瓶中 解析：A项强酸制弱酸适用于常温水溶液里的复分解反应，不适应于高温非水体系的反应；SiO2与HF酸产生SiF4气体，SiF4不是盐，因此SiO2不是两性氧化物，另外，SiO2除氢氟酸之外与其他强酸(H2SO4、HNO3等)均不反应。D项NaOH溶液、Na2SiO3溶液可盛放在玻璃瓶中，但不能用玻璃塞，应用橡皮塞。‎ 8‎ ‎12．由二氧化硅制备高纯硅的流程如图所示，下列判断错误的是(　D　)‎ A．①②③均属于氧化还原反应 B．H2和HCl均可循环利用 C．SiO2是一种坚硬难溶的固体 D．SiHCl3的摩尔质量为135.5 g 解析：A项，反应①为SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑，反应②为Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2，反应③为SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl，三个反应中均有元素化合价发生变化，故三个反应均为氧化还原反应，A项正确。B项，由三个反应的方程式可知，H2和HCl既是反应物又是生成物，可循环利用，B项正确。C项，SiO2硬度大，熔点高，C项正确。D项，摩尔质量的单位为g·mol－1，D项错误。‎ 二、非选择题(共52分)‎ ‎13．(10分)硅石和石英的主要成分都是SiO2，前者是结构疏松的SiO2，后者是结构致密的SiO2，二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质有差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，有以下三个步骤，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。‎ ‎(1)用NaOH溶液溶解石英2OH－＋SiO2===SiO＋H2O。‎ ‎(2)过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：‎ SiO＋2H＋===H2SiO3↓。‎ ‎(3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：‎ H2SiO3H2O↑＋SiO2，写出硅胶的一种用途：干燥剂(或催化剂载体)。‎ 解析：(1)石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，SiO2与碱反应生成盐和水，2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O。‎ ‎(2)过滤，除去石英中的杂质，得滤液为Na2SiO3(aq)，硅酸钠是弱酸盐，与盐酸发生复分解反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。‎ ‎(3)微热，H2SiO3(aq)浓缩，聚合为胶体，加热硅酸溶胶脱水，生成多孔硅胶：H2SiO3H2O↑＋SiO2。‎ 8‎ ‎14．(10分)如何用所提供的试剂和方法除去各混合物粉末中的杂质(括号内为杂质)？将所选答案的编号填入表中相应的空格内。(如果不需补加试剂，则对应答案栏可空着)‎ 可供选择的试剂：A.盐酸　B．NaOH溶液　C．O2‎ D．H2O　E．CO2‎ 可供选择的操作：①分液　②加热　③高温灼烧　④过滤　⑤结晶 解析：(1)因为SiO2除了溶于氢氟酸外不溶于其他酸，而CaCO3溶于盐酸，其反应的化学方程式为：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，所以，该小题的答案为：A；④。‎ ‎(2)根据SiO2能溶于NaOH溶液，即SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，而CaCO3不能，所以，该小题的答案为：B；④。‎ ‎(3)因为NaCl溶于水，而SiO2不溶于水，所以该小题的答案为：D；④⑤。‎ ‎(4)因为SiO2不溶于盐酸，而Fe2O3溶于盐酸，即Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，所以该小题的答案为：A；④。‎ ‎(5)因为H2SiO3受热分解生成SiO2，即H2SiO3SiO2＋H2O，所以该小题的答案为：不加试剂；③。‎ ‎(6)因为SiO2不溶于水，而Na2SO4溶于水，所以该小题的答案为：D；④。‎ ‎15．(10分)如图是常见物质之间的转化，其中A是芯片的主要成分，其对应的单质的结构与金刚石的结构是相似的。‎ 8‎ ‎(1)试推测A：Si、C：Na2SiO3、F：H2SiO3(写化学式)。‎ ‎(2)试写出以下的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式：‎ B→ASiO2＋2CSi＋2CO↑；‎ C＋E→FSiO＋CO2＋H2O===CO＋H2SiO3↓。‎ ‎(3)在B＋碳→A＋D的反应中，碳的作用是还原剂，当生成1 mol A时，转移电子的物质的量为4_mol。‎ 解析：(1)A是芯片的主要成分，其对应的单质的结构与金刚石相似，A为Si，由转化关系可知B为SiO2，D为CO，G为SiCl4；SiO2与氢氧化钠溶液反应，可得硅酸钠，所以C为Na2SiO3；而E是由CO得到，从反应的过程看，应为CO2，所以F为硅酸。‎ ‎(2)在这两个反应中第二个为离子反应，所以要写成离子方程式的形式。‎ ‎(3)在SiO2＋2CSi＋2CO↑反应中，碳是还原剂，而且当有1 mol Si生成时，转移电子数为4 mol。‎ ‎16．(11分)硅藻土是由无定形SiO2组成的，含有少量Fe2O3、Al2O3及有机物等杂质，通常呈浅黄色或浅灰色，质软多孔。工业上可按如图所示流程，用硅藻土制备纳米级二氧化硅。‎ 8‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)煅烧硅藻土的目的是除去硅藻土中的有机物杂质。‎ ‎(2)在加热条件下加入烧碱溶液时，发生反应的化学方程式为 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。‎ ‎(3)加入过量硫酸后，生成沉淀的离子方程式为 SiO＋2H＋===H2SiO3↓。‎ ‎(4)若用纳米级二氧化硅制成水溶液，则该溶液所具有的性质与下列图片有关的是AC(填字母)。‎ 解析：(1)硅藻土中含有有机物等杂质，有机物易燃烧，可以通过煅烧除去。(2)SiO2、Al2O3均能与烧碱(NaOH)反应，而Fe2O3不能与烧碱反应。(3)Na2SiO3、NaAlO2分别与硫酸反应生成H2SiO3、Al(OH)3，但Al(OH)3会溶于过量的硫酸。(4)这种纳米级二氧化硅制成的水溶液实际为胶体。A图为树林中的丁达尔现象，B图、C图分别为一束光通过溶液和胶体时的现象。‎ ‎17．(11分)某学习兴趣小组想利用高岭土(其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O)制备新型的净水剂。实验流程如下：‎ 8‎ 其中滤液C就是欲制备的净水剂。‎ 试完成下列问题：‎ ‎(1)写出混合物A、B，滤液C、沉淀D的主要成分：‎ A偏铝酸钠和硅酸钠的混合物；B硅酸和氯化铝的混合物；C氯化铝；D硅酸。‎ ‎(2)写出高岭土与纯碱加热熔融的两个化学方程式：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑。‎ ‎(3)该实验中，熔融高岭土、纯碱的混合物可以选用的坩埚有D。‎ A．玻璃坩埚 B．瓷坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚 解析：加热高岭土与纯碱的混合物，发生的反应为Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑、SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，因此根据转化关系可知，A为偏铝酸钠和硅酸钠的混合物，B为硅酸和氯化铝的混合物，C为氯化铝，D为硅酸。因上述反应过程中二氧化硅、氧化铝均能与碳酸钠反应，所以熔融高岭土和纯碱的混合物时只能选用铁坩埚。‎ 8‎