2022年高一化學(xué)人教版必修1暑假練習(xí)練（含答案）：20硅酸鹽和硅 Word版含解析-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?20硅酸鹽和硅
A組
1.硅被譽為無機非金屬材料的主角。下列物品用到硅單質(zhì)的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.陶瓷餐具 B.石英鐘表
C.計算機芯片 D.光導(dǎo)纖維
解析:硅是半導(dǎo)體材料,可用于制造計算機芯片;石英鐘表、光導(dǎo)纖維都以SiO2作原料制成。
答案:C
2.鎂橄欖石(2MgO·SiO2)中的陰離子是(　　)
A.SiO32- B.SiO44-
C.SiO54- D.SiO64-
解析:2MgO·SiO2表示成鹽的形式為Mg2SiO4。因此陰離子為SiO44-。
答案:B
3.歌曲《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目,但古瓷中所用顏料的成分一直是個謎。近年來科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽,如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox,銅為+2價),下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是(　　)
A.可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2
B.性質(zhì)穩(wěn)定,不易褪色
C.易溶解于強酸和強堿
D.x等于6
解析:根據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)和等于零的原則,2+2+2×4=2x,所以x=6;BaCuSi2O6可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2;硅酸銅鋇屬于硅酸鹽,不溶于強酸,由于古瓷中所用顏料能長時間保留原來顏色,所以硅酸銅鋇的性質(zhì)穩(wěn)定,不易褪色。
答案:C
4.下列對晶體硅的敘述中正確的是(　　)
A.晶體硅和金剛石的物理性質(zhì)相似
B.硅在地殼中含量居第二位,可以以游離態(tài)存在于自然界中
C.晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料,它性質(zhì)穩(wěn)定,不與堿液反應(yīng)
D.晶體硅具有金屬光澤,故它屬于金屬材料,可以導(dǎo)電
答案:A
5.有關(guān)硅元素的下列敘述中正確的是(　　)
A.單質(zhì)硅性質(zhì)穩(wěn)定,常溫時硅不與強堿溶液反應(yīng)
B.硅與任何酸都不反應(yīng)
C.硅是構(gòu)成礦物巖石的主要原料,其化合態(tài)幾乎全部是硅石和硅酸鹽
D.硅的性質(zhì)很穩(wěn)定,能以游離態(tài)存在于自然界
答案:C
6.下列變化不能一步實現(xiàn)的是(　　)
A.Na2SiO3→H2SiO3
B.H2SiO3→SiO2
C.SiO2→H2SiO3
D.SiO2→Na2SiO3
解析:Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl;H2SiO3SiO2+H2O;SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。
答案:C
7.2015年11月16日,國際TOP500組織公布了最新全球超級計算機500強排行榜榜單,“天河二號”以每秒33.86千萬億次的浮點運算速度,連續(xù)第六次成為全球最快的超級計算機。制計算機芯片的主要材料是硅,下列有關(guān)硅及其化合物的說法正確的是(　　)
A.水晶項鏈?zhǔn)枪杷猁}制品
B.硅單質(zhì)廣泛用于光纖通信
C.利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品
D.硅酸鈉可用于制備木材防火劑
解析:水晶和光導(dǎo)纖維的主要成分都是SiO2,故A、B項不合題意;鹽酸與SiO2不反應(yīng),利用氫氟酸刻蝕石英制作藝術(shù)品,故C不正確。
答案:D
8.下列說法不正確的是(　　)
A.陶瓷是以黏土為主要原料,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的
B.高純單質(zhì)硅可以制成光電池,將光能直接轉(zhuǎn)換為電能
C.光導(dǎo)纖維是以二氧化硅為主要原料制成的
D.向飽和Na2SiO3溶液中通入足量CO2,然后蒸發(fā)結(jié)晶,最后灼燒,得到Na2CO3、SiO2
解析:向飽和Na2SiO3溶液中通入足量CO2時發(fā)生反應(yīng)Na2SiO3+2CO2+2H2OH2SiO3↓+2NaHCO3,蒸發(fā)結(jié)晶可得H2SiO3、NaHCO3,灼燒時二者分解生成SiO2、Na2CO3,進而發(fā)生反應(yīng)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,故灼燒后得Na2SiO3,D項錯誤。
答案:D
9.A、B、C、D、E五種含硅元素的物質(zhì),相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:

(1)推斷A~E的化學(xué)式:A　　　　,B　　　　,C,D　　　　,E　　　　。?
(2)寫出①BA的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②AC的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
解析:B在空氣中燃燒生成D,B可能為Si,B和D都能與NaOH溶液反應(yīng)生成A,則A為Na2SiO3,A和鹽酸反應(yīng)生成C,C為H2SiO3,H2SiO3受熱分解又生成SiO2,證明B為Si,E為CaSiO3。
答案:(1)Na2SiO3　Si　H2SiO3　SiO2　CaSiO3
(2)①Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
②SiO32-+2H+H2SiO3(膠體)
10.根據(jù)要求回答下列問題。
(1)將下列硅酸鹽改寫成氧化物形式。
鉀云母的化學(xué)式為K2H4Al6Si6O24,其簡單氧化物形式為　　　　　　　　　　　　　　　。?
普通玻璃的化學(xué)式為Na2CaSi6O14,其簡單氧化物形式為　　　　　　　　　　　　　。?
石棉的化學(xué)式為CaMg3Si4O12,其簡單氧化物形式為　　　　　　　　　　　　　。?
(2)長石的化學(xué)式為KAlSi3Ox,x=　　　　。?
(3)設(shè)計實驗檢驗硅酸鹽具有防火性。
①取兩塊濾紙,分別浸入蒸餾水和飽和硅酸鈉溶液中,使之充分吸濕,浸透,取出稍瀝干(不再滴液體)后,同時分別在酒精燈外焰點燃,實驗現(xiàn)象:放入蒸餾水吸濕的濾紙在酒精燈火焰上首先變干,然后又　　　　;而放入飽和硅酸鈉溶液中的濾紙在酒精燈火焰上僅是　　　　,并不　　　　。?
②實驗結(jié)論:硅酸鈉的水溶液可以用作木材或濾紙的　　　　　　。?
③浸過硅酸鈉溶液的織物不容易燃燒的原因是?
?
?
　。?
解析:(1)改寫氧化物時,元素種類不變,原子個數(shù)不變,元素化合價不變。(2)根據(jù)元素化合價代數(shù)和等于零,確定氧原子個數(shù)。鉀、鋁、硅的化合價分別為+1價、+3價、+4價,得:1+3+3×4=2x,x=8。(3)硅酸鈉耐高溫。
答案:(1)K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O　Na2O·CaO·6SiO2　CaO·3MgO·4SiO2
(2)8
(3)①燃燒　變干　燃燒?、诜阑饎、酃杷徕c具有耐高溫性,浸泡過硅酸鈉溶液的織物在高溫時,蒸發(fā)水,硅酸鈉附著在織物表面,阻止了空氣中氧氣與織物接觸,故不能燃燒
B組
1.下面關(guān)于硅的敘述中,正確的是(　　)
A.硅的非金屬性比碳的強,只有在高溫下才能與氫氣發(fā)生化合反應(yīng)
B.硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素,硅在地殼中的含量在所有的元素中居第一位
C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,在自然界中可以以游離態(tài)存在
D.硅在電子工業(yè)中,是重要的半導(dǎo)體材料
解析:硅的非金屬性比碳的弱,A項錯;硅在地殼中的含量在所有的元素中居第二位,排名前四位的元素是O、Si、Al、Fe,所以B項錯;硅在自然界中是以化合態(tài)存在的,所以C項也錯。
答案:D
2.硅被譽為無機非金屬材料的主角。有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“未來的石油”。下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.硅的含量居第二位,在地球上有豐富的單質(zhì)硅資源,如石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是單質(zhì)硅
B.硅相對于氫氣便于運輸、貯存,從安全角度考慮,硅是有開發(fā)價值的燃料
C.存放NaOH溶液的試劑瓶應(yīng)用玻璃塞
D.硅是一種良好的半導(dǎo)體材料,所以是制造光導(dǎo)纖維的基本原料
答案:B
3.單晶硅是制作電子集成電路的基礎(chǔ)材料。用化學(xué)方法可制得高純度硅,其化學(xué)方程式為:
①SiO2+2CSi+2CO↑
②Si+2Cl2SiCl4
③SiCl4+2H2Si(純)+4HCl
下列對上述三個反應(yīng)的敘述中,錯誤的是(　　)
A.①③為置換反應(yīng)
B.②為化合反應(yīng)
C.①②③均為氧化還原反應(yīng)
D.三個反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原
解析:反應(yīng)①③中硅元素被還原,反應(yīng)②中硅元素被氧化,D錯誤。
答案:D
4.(1)將下列硅酸鹽改寫成氧化物的形式:
①鎂橄欖石(Mg2SiO4):　　　　　　　　　　;?
②高嶺石[Al2Si2O5(OH)4]:　　　　　　　　　　　　　。?
(2)許多含氧酸及其鹽類均可以類似地改寫為氧化物形式,請繼續(xù)改寫以下物質(zhì):
HNO3:　　　　　　　　;HCOOH:　　　　　　　　;?
KAl(SO4)2·12H2O:　　　　　　　　　　　　　。?
通過以上改寫可知,HNO3對應(yīng)的酸性氧化物為　　　　,HCOOH在濃硫酸的作用下可制　　　　氣體(濃硫酸可以將某些物質(zhì)中的H和O元素按照2∶1的比例脫去)。?
(3)已知在一定條件下,Fe在Cl2中燃燒可以生成Fe3Cl8,它可以看作是FeCl2·2FeCl3。類似地,碘與Fe在一定條件下可得到Fe3I8,則它可以看作是　　　　　　　　。?
解析:(1)將硅酸鹽改寫成氧化物時,根據(jù)改寫規(guī)律,判斷出各元素的化合價,找出各種形式的氧化物,并依據(jù)金屬活動性,依次為金屬氧化物→SiO2→H2O。
(2)類比將硅酸鹽改寫成氧化物的形式,HNO3中氮元素為+5價,相應(yīng)的氧化物為N2O5,所以需要將化學(xué)式中各原子個數(shù)都擴大2倍,可以得到如下氧化物的形式:N2O5·H2O。酸酐是酸脫水后的產(chǎn)物,所以HNO3的酸酐為N2O5。HCOOH可以寫成CO·H2O的形式,在濃硫酸作用下脫水形成CO。
KAl(SO4)2·12H2O中K為+1價,相應(yīng)的氧化物為K2O,Al為+3價,相應(yīng)的氧化物為Al2O3,S為+6價,相應(yīng)的氧化物為SO3,因為化學(xué)式中Al和K都只有1個,所以需要先將化學(xué)式中所有的原子個數(shù)都擴大2倍,然后再改寫成氧化物的形式:K2O·Al2O3·4SO3·24H2O。
(3)碘單質(zhì)具有弱氧化性,只能將Fe氧化成+2價的鐵,即Fe3I8中鐵元素全部以FeI2形式存在,其余的碘則以碘單質(zhì)的形式存在,即3FeI2·I2。
答案:(1)①2MgO·SiO2　②Al2O3·2SiO2·2H2O
(2)N2O5·H2O　CO·H2O　K2O·Al2O3·4SO3·24H2O　N2O5　CO
(3)3FeI2·I2
5.氮化硅(Si3N4)是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料,屬于新型功能性陶瓷產(chǎn)品,它的硬度大、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1 300 ℃時反應(yīng)獲得。
(1)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強,除氫氟酸外,它不與其他無機酸反應(yīng)。試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保護下,加強熱發(fā)生反應(yīng),可得較高純度的氮化硅及氯化氫,反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)沸石是一種含結(jié)晶水的、具有多孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽,化學(xué)式為Na2Al2Si3O10(H2O)2,若以氧化物形式可表示為　　　　　　　　　　　　　　　。?
解析:(1)根據(jù)題目信息可知,Si3N4與氫氟酸反應(yīng),因Si3N4中硅元素化合價為+4價,氮元素化合價為-3價,故其生成物應(yīng)為SiF4和NH3。
(2)根據(jù)質(zhì)量守恒,SiCl4與N2、H2在高溫下反應(yīng)時,除生成Si3N4外,另一種生成物為HCl。
(3)以氧化物形式表示硅酸鹽組成時,應(yīng)注意氧化物的書寫順序:金屬氧化物→SiO2→H2O,當(dāng)有多種金屬氧化物時則按金屬活動性順序排列,同時要注意原子守恒。
答案:(1)Si3N4+12HF3SiF4↑+4NH3↑
(2)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl
(3)Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O
6.某研究性學(xué)習(xí)小組進行了“實驗室制Si”的研究,他們以課本為基礎(chǔ),查閱資料得到以下可供參考的信息:
①工業(yè)上在高溫時用C還原SiO2可制得Si;
②Mg在點燃的條件下按質(zhì)量比8∶5與SiO2反應(yīng)生成一種白色固體化合物和另一種硅化物;
③金屬硅化物與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH4;
④Si和SiO2均不能與稀硫酸反應(yīng);
⑤SiH4在空氣中自燃。
他們的研究報告中記載著“……選用合適的物質(zhì)在適合的條件下充分反應(yīng);再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物;然后過濾、洗滌、干燥、最后稱量……在稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時,發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花,其產(chǎn)率也只有預(yù)期的63%左右?！闭埢卮鹣铝袉栴}:
(1)該小組“實驗室制Si”的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)寫出②的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)該過程中產(chǎn)率比預(yù)期低的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)你估計“在稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時,發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是什么?請用必要的文字和化學(xué)方程式予以說明。?
?
　。?
解析:還原性弱的碳能制還原性強的硅是由于反應(yīng)為高溫下的氣相反應(yīng),其化學(xué)方程式為2C+SiO2Si+2CO↑,鎂和SiO2按8∶5的質(zhì)量比反應(yīng),產(chǎn)物中有MgO,根據(jù)質(zhì)量守恒推知另一種產(chǎn)物為Mg2Si,所以總反應(yīng)為SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si。同時在此過程中一部分硅轉(zhuǎn)化生成了Mg2Si,所以產(chǎn)率比預(yù)期的低。向其中加入稀硫酸時,產(chǎn)生的氣體為SiH4,其在空氣中能夠自燃,即SiH4+2O2SiO2+2H2O。
答案:(1)2C+SiO2Si+2CO↑
(2)SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si
(3)部分硅與鎂反應(yīng)生成了硅化鎂
(4)SiH4能自燃,而有爆鳴聲和火花就是由SiH4的自燃引起的,SiH4+2O2SiO2+2H2O

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