高中化学无机非金属材料硅的练习题和答案
高中化学无机非金属材料硅的练习题和答案
硅的用途很广，在化学的学习中，学生会学习到关于硅的知识点，下面学习啦的小编将为大家带来关于硅的练习题，希望能够帮助到大家。
高中化学无机非金属材料硅的练习题
一、选择题
1.下列不是水玻璃用途的是( )
A.肥皂填料 B.木材防火剂
C.纸板黏胶剂 D.建筑装饰材料
解析： 水玻璃是Na2SiO3溶液，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。
答案： D
2.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
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。
答案： B
3.SiO2属于酸性氧化物的理由主要是( )
A.硅是非金属元素
B.SiO2对应的水化物是可溶性弱酸
C.SiO2能与强碱反应生成盐和水
D.SiO2不能与酸反应
解析： 依据酸性氧化物的概念进行判断——能与强碱反应生成盐和水的氧化物。
答案： C
4.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
解析： 石英、水晶、光导纤维主要成分为SiO2。Si用于信息产业及硅光太阳能电池。传统硅酸盐材料是陶瓷、水泥、玻璃，新型无机非金属材料为光导纤维、生物陶瓷等。
答案： D
5.下列物品或设备：①水泥路桥 ②门窗玻璃 ③水晶镜片
④石英钟表 ⑤玛瑙手镯 ⑥硅太阳能电池 ⑦光导纤维
⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是( )
A.①②③④⑤⑦ B.全部
C.⑥⑧ D.①②⑦⑧
解析： ⑥、⑧用到的材料是Si而不是SiO2，其余都用到SiO2。
答案： A
6.下列反应的离子方程式中， 正确的是(多选)( )
A.二氧化硅和氢氟酸反应：SiO2+4H+===Si4++2H2O
B.二氧化硅和氢氧化钾溶液反应：SiO2+2OH-===SiO2-3+H2O
C.水玻璃中滴入盐酸：SiO2-3+2H+===H2 SiO3↓
D.碳酸钡滴加稀硝酸：CO2-3+2H+===H2O+CO2↑
解析： A中氢氟酸是一种弱酸，不能拆写成离子的形式;D中碳酸钡是一种难溶性的物质，也不能拆写成离子的形式。
答案： BC
7.高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的数值分别是( )
A.7,2 B.5,4
C.6,3 D.3,6
解析： 一般利用化合物中化合价代数和等于零的规则来列方程求解。已知化合价：Al为+3价，Si为+4价，O为-2价，(OH)为-1价。则2×(+3)+2×(+4)+x×(-2)+y×(-1)=0，化简得：2x+y=14，将各项代入，只有B项符合该方程。
答案： B
8.CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是( )
A.氯化钙溶液 B.澄清的石灰水
C.饱和碳酸钠溶液 D .硅酸钠溶液
解析： 先写出反应方程式，再由产物共存情况确定反应是否发生。因为盐酸的酸性比碳酸强，所以CO2通入CaCl2溶液中不会析出CaCO3沉淀。A符合题意。CO2通入澄清的石灰水中首先会生成白色沉淀CaCO3，继续通入过量的CO2，则生成的CaCO3会逐渐溶解生成无色透明的Ca(HCO3)2。饱和Na2CO3溶液中通入CO2，因生成溶解度较小的酸式碳酸盐NaH CO3，可以产生沉淀。CO2气体通入Na2SiO3溶液生成不溶于水的原硅酸或硅酸，会产生沉淀。
答案： A
9.
如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案，则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为( )
A.CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
B.NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
C.Si+4HF===SiF4↑+2H2↑
D.SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
解析： 因为玻璃中含有SiO2，而SiO2能与氢氟酸发生反应：SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O，所以可以用氢氟酸来刻蚀玻璃。
答案： D
10.下列有关硅及其化合物的说法正确的是( )
A.晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料
B.常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在
C.SiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸
D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸
解析： 解决此类题目可利用非金属单质及其化合物的相似性进行类推，但同时要注意硅及其化合物有不同于其他非金属及其化合物的特性。A项，晶体硅虽然具有金属光泽，但它属于非金属单质;其导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。B项，虽然常温下硅的化学性质稳定，但自然界中没有游离态的硅，它主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在;C项，SiO2不同于其他酸性氧化物，它不溶于水也不与水反应。D项，SiO2不溶于稀盐酸，可使用稀盐酸除去其中混有的CaCO3，化学方程式为CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。
答案： D
二、非选择题
11.硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)SiO2是玻璃的成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为
________________________________________________________________________，
工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。
(2)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现Na2SiO3的用途可作________的原料。
(3)工业上常用2C+SiO2=====高温Si+2CO↑制备硅单质，该反应中有元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。
解析： (1)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2+2NaOH= ==Na2SiO3+H2O 。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。
(2)Na2SiO3的水溶液又称“水玻璃”，它具有阻燃的功能，因此可作防火剂。
(3)反应中C被氧化，SiO2中的Si+4被还原，因此 SiO2作氧化剂。
答案： (1)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O 氢氟酸
(2)防火剂 (3)C SiO2
12.氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1 300 ℃时反应获得。
(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是________(填字母)。
A.制气轮机叶片 B.制有色玻璃
C.制永久性模具 D.制造柴油机
(2)画出N的原子结构示意图________，已知得电子能力N>Si，请写出氮化硅的化学式________。
(3)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__________________________。
解析： 由氮化硅的性质(硬度大、熔点高，化学性质稳定)可判断其用途为A、C、D。有色玻璃只是在制作玻璃的过程中熔入了有颜色的化合物如Co2O3、Cu2O等;因非金属性N >Si，故在氮化硅中，N显-3价，Si显+4价，由此可写出其化学式为Si3N4;氮化硅被氢氟酸腐蚀是由于Si3N4能与HF发生化学反应，由于Si与F有极强的亲合性生成SiF4，则另一种产物为NH3。
答案： (1)A、C、D
(2) Si3N4
(3)Si3N4+12HF===3SiF4↑+4NH3↑
13.(2010•吉林高 一检测)如图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B是一种单质，其余物质也都是含B元素的化合物。C是一种钠盐，E是C对应 的酸，B的结构类似金刚石，D为B的氧化 物(其他不含B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)，请填写空白：
(1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。
(2)A和B的互相转化在工业上有什么实际意义?__________。
(3)写出D→C反应的化学方程式：__________________________。
(4)写出E→D反应的化学方程式：__________________________。
解析： 本题的突破口是：“B是一种单质”“B的结构类似金刚石”。据此，容易推断出B是晶体硅。硅与氯气在加热条件下生成SiCl4，因此，A为SiCl4。经过分馏提纯后得到纯净的SiCl4，SiCl4可以被氢气还原得纯净的硅。根据D是B(Si)的氧化物，可知D为SiO2，由此可知其他答案。
答案： (1)SiCl4 SiO2 H2SiO3
(2)粗硅提纯
(3)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
(4)H2SiO3=====△SiO2+H2O
14.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究，他们以课本为基础，查阅资料得到以下可供参考的信息：
①工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si;
②Mg在点燃的条件下按质量比8∶5与SiO2反应生成一种白色固体化合物和另一种硅化物;
③金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐与SiH4;
④Si和SiO2均不能与稀H2SO4反应;
⑤SiH4在空气中自燃。
他们的研究报告中记载着“……选用合适的物质在适合的条件下充分反应;再用足量稀硫酸溶解固体产物;然后过滤、洗涤、干燥、最后称量……在稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期的63%左右。”请回答下列问题：
(1)该小组“实验室制Si”的化学反应方程式是
______________________________________________________________。
(2)写出②的反应方程式：________________________。
(3)该过程中产率比预期低的原因是
________________________________________________________________________。
(4)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的原因是什么?请用必要的文字和化学方程式予以说明：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： ①碳可以在高温下还原SiO2制得Si。反应的化学方程式为SiO2+2C=====高温Si+2CO↑。
②Mg与SiO2反应类似于Mg与CO2的反应，先生成MgO和Si，Si再和Mg反应生成Mg2Si，故可生成MgO和Mg2Si。
③Mg2Si+2H2SO4===2MgSO4+SiH4↑
④SiH4+2O2===SiO2+2H2O。
答案： (1)2C+SiO2=====高温Si+2CO↑
(2)SiO2+4Mg=====△2MgO+Mg2Si
(3)部分硅与镁反应生成了硅化镁
(4)SiH4能自燃，而有爆鸣声和火花就是由S iH4的自燃引起的，SiH4+2O2===SiO2+2H2O
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