高中化学必修1第4章 第1节 第2课时

高中化学必修1第4章 第1节 第2课时

第四章　第一节　第2课时 一、选择题 ‎1．(2015·大连市高一期末)硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是(　　)‎ ‎【解析】　玛瑙、光导纤维、水晶的主要成分是SiO2，太阳能电池板主要用到单质硅，选C。‎ ‎【答案】　C ‎2．(2015·浙江省严州中学高一月考)某非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素说法正确的是(　　)‎ A．在自然界中只以化合态的形式存在 B．单质常用作半导体材料和光导纤维 C．最高价氧化物不与任何酸反应 D．高温下与C反应生成该非金属单质和CO2‎ ‎【解析】　非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，则该元素为Si，硅为亲氧元素，在自然界中以化合态存在，故A项正确；可用作半导体材料，光导纤维材料为二氧化硅，故B项错误；二氧化硅一般不与强酸反应，但可与氢氟酸反应，故C错误；高温下二氧化硅与C反应生成单质硅和CO，故D项错误。‎ ‎【答案】　A ‎3．(2015·安徽省淮南市高一期末)下列关于硅的说法，其中正确的是(　　)‎ A．玻璃、水泥、陶瓷都属于硅酸盐工业产品 B．单质硅是重要的半导体材料，也是光导纤维的主要成分 C．SiO2是酸性氧化物，因此它不溶于任何的酸 D．硅的地壳里含量很高、分布很广，因此自然界中硅既有游离态又有化合态 ‎【解析】　A．陶瓷、水泥、玻璃是中学学习过的三大硅酸盐产品，正确；B.单质硅是重要的半导体材料，而光导纤维成分是二氧化硅，错误；C.二氧化硅是酸性氧化物，性质稳定，但是可以与氢氟酸反应，错误；D.地壳中的硅以化合态形式存在，错误。‎ ‎【答案】　A ‎4．(2015·江苏省沐阳县银河学校高三检测)下列各种应用中，利用了硅元素的还原性的是(　　)‎ A．用硅制造集成电路、晶体管等半导体器件 B．在野外，用硅、石灰、烧碱的混合物制取氢气：‎ Si＋Ca(OH)2＋2NaOH===Na2SiO3＋CaO＋2H2↑‎ C．用HF酸刻蚀玻璃：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O D．单质硅的制备：SiO2＋2CSi＋2CO↑‎ ‎【解析】　A．用硅制造集成电路、晶体管等半导体器件，利用的是硅的导电性，A错误；B.在野外，用硅、石灰、烧碱的混合物制取氢气：Si＋Ca(OH)2＋2NaOH===Na2SiO3＋CaO＋2H2↑，在反应中硅元素化合价升高，利用的是硅的还原性，B正确；C.用HF酸刻蚀玻璃：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，在反应中元素的化合价均不变，不是氧化还原反应，C错误；D.单质硅的制备：SiO2＋2CSi＋2CO↑，在反应中硅元素的化合价降低，利用的是二氧化硅的氧化性，D错误，答案选B。‎ ‎【答案】　B ‎5．(2015·经典习题选萃)产自青海的昆仑玉是制工艺品的原料，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为(　　)‎ A．CaO·MgO·SiO2·H2O B．2CaO·5MgO·8SiO2·H2O C．2CaO·MgO·SiO2·2H2O D．5CaO·2MgO·8SiO2.H2O ‎【解析】　硅酸盐改写成氧化物的形式为：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O，同时要遵循原子守恒，故B正确。‎ ‎【答案】　B ‎6．下列说法正确的是(　　)‎ A．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃 B．半导体材料是含硅化合物 C．熔化烧碱可选用瓷坩埚 D．正长石KAlSi3O8用氧化物形式可表示为 K2O·Al2O3·3SiO2‎ ‎【解析】　硅单质是制半导体的材料，B不正确；瓷坩埚中含有SiO2，SiO2能与烧碱发生化学反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，故C不正确；D中的原子个数比例不正确，正确的表示式为K2O·Al2O3·6SiO2。‎ ‎【答案】　A ‎7．(2015·经典习题选萃)将铁、铝、硅的混合物分为等质量的两份，一份跟足量的NaOH溶液反应，另一份跟足量稀H2SO4反应，最终产生的H2一样多，则铁与硅物质的量之比为(　　)‎ A．2︰1 B．4︰1‎ C．1︰1 D．3︰1‎ ‎【解析】　将混合物分为两等份，设每份中Fe、Al、Si的物质的量分别为x mol、y mol、z mol。一份跟足量NaOH溶液反应时只有Al和Si反应。‎ ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎2 3‎ y mol y mol Si ＋ 2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑‎ ‎1 2‎ z mol 2z mol 所以和NaOH溶液反应放出气体共(y＋2z) mol。‎ 一份跟足量稀H2SO4反应时只有Fe和Al反应。‎ Fe ＋ H2SO4===FeSO4＋H2↑‎ ‎1 1‎ x mol x mol ‎2Al ＋ 3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑‎ ‎2 3‎ y mol y mol 所以和稀H2SO4反应产生的气体为(x＋y) mol。‎ 由题意知：y＋2z＝x＋y 所以x＝2z，即混合物中Fe与Si的物质的量之比为2︰1。‎ ‎【答案】　A ‎8．(2015·浙江省金华市艾青中学高三期中)正长石是一种天然的硅酸盐矿，其组成可看作SiO2中部分Si原子被Al、K原子取代而成。当有25%的Si原子被Al原子取代(不足的价数由K原子补充)时，正长石的化学组成可表示为(　　)‎ A．KAlSi3O6　　　　　 B．KAlSi3O8‎ C．K2AlSi3O10 D．KAl2Si6O14‎ ‎【解析】　如果假设二氧化硅的物质的量为n mol，若二氧化硅中有25%的硅原子被铝原子取代，不足的由钾原子补充，则Al原子的物质的量为n mol×25%＝0.25n mol，剩余Si原子的物质的量为0.75n mol，不足的价数由钾原子补充，则根据化合价代数和为零可知硅原子的总正价和铝原子的总正价和钾原子的总正价三者之和与氧原子的总负价代数和为零，即 n(K)＋3n(Al)＋4n(Si)＝2n(O)，解得n(K)＝0.25n mol，所以正长石中各微粒的物质的量之比为：n(K)︰n(Al)︰n(Si)︰n(O)＝0.25 nmol︰0.25 nmol︰0.75 nmol︰2 nmol＝1︰1︰3︰‎ ‎8，因此对应的化学式为KAlSi3O8，答案选B。‎ ‎【答案】　B ‎9．(2015·江苏省射阳县二中高一期中)美国“9·11”恐怖袭击事件给纽约带来了一场严重的环境灾难——石棉污染，易使吸入石棉纤维者患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2，其中x、y的值分别为(　　)‎ A．5,8　　　　　　 B．8,3‎ C．3,8 D．8,5‎ ‎【解析】　Ca为＋2价，Mg为＋2价，Si为＋4价，O为－2价，OH为－1价，则有(＋2)×2＋(＋2)×x＋(＋4)×y＋(－2)×22＋(－1)×2＝0，化简得x＋2y＝21。将四个选项中x，y的值代入，只有A符合。根据化合价规律，物质中所有显正价的元素所带电荷总数与所有显负价的元素所带电荷总数的绝对值相等，通过此规律即可解题。‎ ‎【答案】　A ‎10．(2015·福建省福州文博中学高三期中)歌曲《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你梳妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料的成分一直是个谜。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·2SiO2‎ B．性质稳定，不易脱色 C．易溶于强酸和强碱 D．x等于6‎ ‎【解析】　BaCuSi2Ox中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，O为－2价，由化合价规则：(＋2)＋(＋2)＋2×(＋4)＋(－2)x＝0，得x＝6, 则用氧化物形式表示硅酸铜钡为：BaO·CuO·2SiO2，A、D项正确；由题干信息可知硅酸铜钡性质稳定，不易脱色，故B项正确，C项错误。‎ ‎【答案】　C 二、非选择题 ‎11．钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土[Al2Si2O5(OH)4]时反应的离子方程式为：2KAlSi3O8＋2H2CO3＋5H2O===2K＋＋2HCO＋4H2SiO3＋Al2Si2O5(OH)4‎ ‎(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式：‎ ‎①KAlSi3O8__________________________________________________________；‎ ‎②Al2Si2O5(OH)4______________________________________________________。‎ ‎(2)上述反应能够发生的原因是__________________________________________。‎ ‎【答案】　(1)①K2O·Al2O3·6SiO2　②Al2O3·2SiO2·2H2O ‎(2)H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强 ‎12.已知硅及其化合物之间存在如图转化关系。‎ 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，能将磨砂玻璃黏合在一起，E是一种比H2CO3酸性还弱的酸。‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)写出A、C、E的化学式：A________、C________、E________。‎ ‎(2)①～⑦反应中，属于氧化还原反应的是________，属于置换反应的是______，属于离子反应的是________。‎ ‎【解析】　(1)硅及其化合物各自具有怎样的特性和用途？‎ ‎(2)有关硅及其化合物之间的转化反应中的反应类型是怎样的？解题流程：‎ ‎①～⑦的转化 ‎①Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑‎ ‎②SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ‎③Si＋O2===SiO2‎ ‎④Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑‎ Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑‎ ‎⑤2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O ‎2OH－＋SiO2===SiO＋H2O ‎⑥Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓‎ SiO＋2H＋===H2SiO3↓‎ ‎⑦H2SiO3H2O＋SiO2‎ ‎【答案】　(1)Si　SiO2　H2SiO3　(2)①③④　①④　④⑤⑥‎ ‎【点拨】　硅胶的成分是SiO2，硅胶可作干燥剂和催化剂的载体。‎ ‎13．(2015·经典习题选萃)有三种无色透明、不溶于水的坚硬固体，A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体密度为氧气密度的1.375倍。B固体可溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的酸；将B与石灰石、纯碱按一定比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点。‎ ‎(1)A为________。‎ ‎(2)B为________________，有关反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________、‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)C为________，生成C的有关反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)A的燃烧产物的相对分子质量为1.375×32＝44，由题意知，A为金刚石。‎ ‎(2)B能与碱反应，且产物中加过量盐酸得胶状沉淀，由此可确定B为水晶。‎ ‎(3)SiO2、CaCO3、Na2CO3可在高温下反应，制得的C是玻璃。‎ ‎【答案】　(1)金刚石 ‎(2)水晶 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓‎ ‎(3)玻璃 SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑、‎ SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑‎ ‎14．如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。据图填写(已知Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑)‎ ‎(1)B的化学式是______，目前B已被用作________的主要原料。‎ ‎(2)B和a溶液反应的离子方程式是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)A和a溶液反应的离子方程式是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)C和过量盐酸反应的离子方程式是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】　跟过量盐酸反应，生成的白色沉淀E是硅酸，则C为可溶性硅酸盐；已知可溶性硅酸盐只能通过SiO2和强碱溶液反应制得，而E(H2SiO3)加热分解，可得SiO2和H2O。因此B为SiO2，D为H2O，a为一种强碱，A应为硅(Si)，A(Si)与a(一种强碱)溶液反应生成的F为H2‎ ‎。至此，除了题中不要求判断的a(一种强碱)中的金属元素外，其余的物质都已判断出来。‎ ‎【答案】　(1)SiO2　光导纤维 ‎(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ‎(3)Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑‎ ‎(4)SiO＋2H＋===H2SiO3↓‎ ‎15．几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示：‎ ‎(1)写出图示反应的几种物质的化学式：‎ A________，B______，C______，‎ D________，E________，F________。‎ ‎(2)写出下列反应的化学方程式：‎ ‎①B―→A：；‎ ‎②B―→E：。‎ ‎(3)写出下列溶液中反应的离子方程式：‎ ‎①A―→D；‎ ‎②D―→F。‎ ‎【解析】　本题的突破点在于A和B，含Si的物质与碳在加强热的条件下能反应的只有Si和SiO2，所以A为Si，B为SiO2，则由Si的相关知识可推出C为H2SiO3，D为Na2SiO3，E为CaSiO3，F为H4SiO4。‎ ‎【答案】　(1)Si　SiO2　H2SiO3　Na2SiO3　CaSiO3　H4SiO4‎ ‎(2)①SiO2＋2CSi＋2CO↑‎ ‎②CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑‎ ‎(3)①Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑‎ ‎②SiO＋2H2O＋CO2===H4SiO4↓＋CO ‎