第五章化工生產中的重要非金屬元素《第三節(jié)無機非金屬材料》課堂同步練習A篇·知識對點訓練1．下列物質中，不含有硅酸鹽的是()A．水玻璃 B．硅芯片C．黏土 D．普通水泥答案B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鹽，硅芯片的主要成分是硅單質。2．下列說法錯誤的是()A．二氧化硅是光導纖維的主要原料B．硅是信息技術的關鍵材料C．陶瓷餐具所用材料為硅酸鹽D．水晶鏡片所用原料為硅酸鹽答案D解析水晶、光導纖維主要成分為SiO2。Si用于信息產業(yè)及太陽能電池。傳統(tǒng)硅酸鹽材料是陶瓷、水泥、玻璃。3．下列敘述正確的是()A．Na2SiO3是硅酸鹽，所以不溶于水B．電影銀幕用水玻璃浸泡，主要是為了防腐C．建筑工業(yè)常用水玻璃作黏合劑D．用水玻璃浸泡鐵道的木制枕木，主要是為了防火答案C解析Na2SiO3既是硅酸鹽，又是鈉鹽，硅酸鹽大多難溶于水，而鈉鹽均易溶于水，Na2SiO3能溶于水；浸泡銀幕主要是為了防火，而浸泡枕木主要是為了防腐；水玻璃有黏合作用，常作黏合劑。4．下列物質是純凈物的是()A．玻璃B．水泥C．純堿D．水玻璃答案C解析玻璃、水泥均是多種硅酸鹽的混合物，水玻璃是Na2SiO3的水溶液，也是混合物；純堿Na2CO3是純凈物。5．制取下列物質不需要用石灰石作原料的是()A．硅酸B．水泥C．玻璃D．生石灰答案A解析硅酸由可溶性硅酸鹽與酸反應制得。6．鎂橄欖石(2MgO·SiO2)中陰離子是()A．SiOeq\o\al(4－,4)B．SiOeq\o\al(4－,6)C．SiOeq\o\al(2－,3)D．SiOeq\o\al(4－,5)答案A解析將鎂橄欖石寫成硅酸鹽的形式，其化學式為Mg2SiO4，故陰離子為SiOeq\o\al(4－,4)。7．下列關于SiO2和CO2的說法中不正確的是()A．CO2和SiO2都能與堿及堿性氧化物反應B．CO2和SiO2都能與水反應生成相應的酸C．CO2和SiO2都能與焦炭反應生成COD．SiO2可用于制光導纖維，干冰可用于人工降雨答案B解析CO2能與水反應生成碳酸，但SiO2不能與水反應生成相應的酸，B錯誤。8．不能與SiO2發(fā)生反應的物質是()A．燒堿溶液 B．氧化鈣C．濃硝酸 D．焦炭答案C解析除HF外SiO2不與其他酸反應。9．二氧化硅氣凝膠是一種世界上最輕的固體，可以經受住1kg炸藥的爆炸威力。下列有關說法正確的是()A．利用二氧化硅氣凝膠能夠開發(fā)導電材料B．激光照射二氧化硅氣凝膠可產生丁達爾效應C．計算機芯片的主要成分是二氧化硅D．二氧化硅氣凝膠能溶于水答案B解析二氧化硅不導電，A錯誤；二氧化硅氣凝膠屬于膠體，能產生丁達爾效應，B正確；計算機芯片的主要成分是單晶硅，C錯誤；二氧化硅不溶于水，D錯誤。10．在半導體工業(yè)中有這樣一句話：“從沙灘到用戶”，其中由粗硅制純硅的常用方法為Si(粗)＋2Cl2eq\o(=,\s\up17(△))SiCl4SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up17(△))Si(純)＋4HCl。“從沙灘到用戶”涉及多個反應，其中制取粗硅的反應方程式為__________________。純凈的石英與燒堿反應可以制得水玻璃，反應的離子方程式為____________________________________。答案SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OB篇·綜合提升訓練11．化學在生產生活和科學研究中具有重要的作用。下列說法正確的是()①石英的主要成分是二氧化硅②三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料③太陽能電池的主要成分是硅，太陽能電池在生活中的應用有利于環(huán)保、節(jié)能④二氧化硅的熔點高，硬度大，所以可用來制造電子部件和光學器件⑤水晶項鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品A．①②③ B．②④⑤C．③④⑤ D．①②③④答案A解析石英的主要成分是二氧化硅；水泥屬于傳統(tǒng)硅酸鹽產品；太陽能電池的主要成分是硅；水晶項鏈的主要成分是SiO2，餐桌上的瓷盤是硅酸鹽制品；硅是半導體材料，可制造電子部件，二氧化硅光學性能優(yōu)良，可制光學器件。綜上所述，選A。12．已知滑石粉的化學式為Mg3Si4O10(OH)2，色白、滑爽、柔軟、耐火。下列有關說法不正確的是()A．滑石粉屬于無機硅酸鹽類物質B．滑石粉組成可表示為3MgO·4SiO2·H2OC．爽身粉中添加滑石粉是利用它的滑爽、柔軟、耐火性D．滑石粉可能會與氫氟酸、NaOH溶液發(fā)生反應答案C解析硅酸鹽是由硅、氧元素與其他元素組成的一類無機物的總稱，故滑石粉屬于無機硅酸鹽類物質，A正確；可以將硅酸鹽改寫成氧化物的形式，B正確；爽身粉中添加滑石粉，主要是利用它的滑爽、柔軟、干燥的特點，與耐火性無關，C錯誤；滑石粉中可能含有SiO2，可以與氫氟酸、NaOH溶液發(fā)生反應，D正確。13．《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，但古瓷中所用顏料成分一直是個謎。近年來科學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·2SiO2B．性質穩(wěn)定，不易脫色C．易溶解于強酸和強堿D．x等于6答案C解析“硅酸銅鋇”能穩(wěn)定存在說明其性質穩(wěn)定，不易脫色，不易與酸、堿反應；硅酸銅鋇中Ba為＋2價，Cu為＋2價，Si為＋4價，則x＝6。因此，A、B、D均正確。14．證明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正確方法是()A．加入過量鹽酸，觀察是否有氣泡冒出B．加入過量燒堿溶液，觀察是否有固體溶解C．加熱至高溫，觀察是否有氣體冒出，是否有硅酸鈣生成D．先加入過量鹽酸攪拌，觀察是否有不溶物剩余及氣泡出現答案D解析SiO2不溶于除氫氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3均可溶于鹽酸，且CaCO3溶于鹽酸有氣泡生成。15．下表各組物質中，滿足如圖所示一步轉化關系的選項是()選項XYZACCOCO2BSiSiO2H2SiO3CNaNaOHNa2CO3DMgMgSO4Mg(OH)2答案A解析C不完全燃燒得到CO，CO繼續(xù)燃燒生成CO2，Mg在CO2中燃燒可得到C，A正確；B項，SiO2不能一步轉化為H2SiO3，H2SiO3也不能一步轉化為Si；C項，Na2CO3不能一步轉化為Na；D項，Mg(OH)2不能一步轉化為Mg。16．下列有關說法中錯誤的是()A．氫氟酸不能盛放在玻璃試劑瓶中B．玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸鹽C．灼燒NaOH固體時不能使用瓷坩堝，因為坩堝中的SiO2能與NaOH反應D．由沙子制備光伏材料時的反應之一為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑答案B解析A項，氫氟酸能腐蝕玻璃，所以氫氟酸不能盛放在玻璃試劑瓶中，正確；B項，水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸鹽，錯誤；C項，瓷坩堝是硅酸鹽產品，坩堝中的SiO2能與NaOH反應，正確；D項，沙子的主要成分是SiO2，光伏材料的成分是晶體硅，由沙子制備光伏材料時的反應之一為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑，正確。17．鋁硅合金具有熔點低、凝固時收縮率小等優(yōu)點，適合鑄造?，F取試樣10.0g，放在純凈氧氣中完全燃燒，燃燒后的固體經稱量發(fā)現比原來試樣增重9.23g，由此計算硅鋁合金中硅的質量分數約為()A．12.3%B．15.4%C．13.4%D．17.0%答案C解析鋁、硅燃燒反應的化學方程式分別為4Al＋3O2eq\o(=,\s\up17(點燃))2Al2O3，Si＋O2eq\o(=,\s\up17(點燃))SiO2。固體增重質量就是參加反應的氧氣的質量。設Si的質量為xg，則Al的質量為(10－x)g，根據化學反應方程式知，鋁消耗的氧氣的質量為96(10－x)÷108，硅消耗的氧氣的質量為32x÷28,96(10－x)÷108＋32x÷28＝9.23g，解得x≈1.34g，硅鋁合金中硅的質量分數為1.34g÷10.0g×100%＝13.4%。18．A、B、C、D、E代表單質或化合物，它們之間的相互轉化關系如圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質，其晶體結構與金剛石相似。請?zhí)羁眨?1)組成A單質的元素的最高化合價為________。(2)B的化學式為______，B和碳反應生成A和E的化學方程式為_________。(3)C的化學式為______________，D的化學式為______________。答案(1)＋4價(2)SiO2SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑(3)CaSiO3Na2SiO3解析由本題題眼“A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質，其晶體結構與金剛石相似”，推知A為硅；根據框圖B＋碳→Si＋E，B既能與氧化鈣反應又能與氫氧化鈉反應，推知B為二氧化硅，進一步推知C為硅酸鈣，D為硅酸鈉，E為一氧化碳。19．晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅。②粗硅與干燥的Cl2反應制得SiCl4：Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up17(△))SiCl4。③SiCl4被過量的H2在1000～1100℃時還原制得純硅。某同學從資料中查知：SiCl4的熔點為－70℃，沸點為57.6℃，其在潮濕的空氣中能與水發(fā)生反應而變質。該同學設計了以下制取純硅的實驗裝置(熱源及夾持裝置略去)。請回答下列問題：(1)為使SiCl4從裝置B中逸出與氫氣混合，應采取的措施是_________________________________________。(2)盛放稀硫酸的儀器名稱為________，裝置A中發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________。(3)裝置C能否采用普通玻璃管？________(選填“能”或“不能”)，原因是____________________________。(4)已知SiCl4在潮濕的空氣中能與水發(fā)生反應生成氯化氫，為防止空氣污染，含有SiCl4的尾氣要通入盛有________溶液的燒杯中。(5)為保證制備純硅實驗的成功，操作的關鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應溫度，還應對該裝置進行的改進是___________________________。答案(1)對裝置B進行水浴加熱(2)分液漏斗Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑(3)不能在1000～1100℃時普通玻璃管會軟化(4)NaOH(5)在裝置A與裝置B之間連接一盛有濃硫酸的洗氣瓶(或盛有堿石灰的干燥管)解析(1)SiCl4的沸點較低(57.6℃)，欲使其逸出燒瓶與裝置C中的H2反應，需對裝置B進行水浴加熱。(3)由于H2與SiCl4在1000～1100℃時反應制得純硅，反應溫度高，普通玻璃管在此溫度下會軟化，因此需要用石英管。(5)為了防止裝置A中的水蒸氣進入裝置B中，應在裝置A、B之間加一干燥裝置。第五章化工生產中的重要非金屬元素《第三節(jié)無機非金屬材料》同步練習1．下列關于硅單質及其化合物的說法正確的是（）①硅是構成一些巖石和礦物的基本元素②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品③高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維④陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料A．①② B．②③ C．①④ D．③④2．工業(yè)上利用二氧化硅來制取高純度的硅（硅含量達99.9%以上），反應過程中不需要用到的反應物是()A．C B．H2 C．CO D．Cl23．下列關于水泥和普通玻璃工業(yè)生產的敘述正確的是①產品都是硅酸鹽②反應條件都是高溫③都用含有硅的物質作原料④反應原理都是一系列復雜的物理化學變化A．①③ B．①②③ C．①③④ D．①②③④4．下列物品或設備：①水泥路橋、②門窗玻璃、③水晶鏡片、④石英鐘表、⑤瑪瑙手鐲、⑥硅太陽能電池、⑦光導纖維、⑧計算機芯片所用材料為SiO2或要用到SiO2的是()A．①②③④⑤⑦ B．全部 C．⑥⑧ D．①②⑦⑧5．15gSiO2和足量的碳在高溫下發(fā)生反應：SiO2＋2CSi＋2CO↑。下列敘述中正確的是（）A．氧化劑和還原劑的質量之比為1∶2B．SiO2是還原劑C．反應中有6g碳被氧化D．反應中生成了28gCO6．從古至今化學與生產、生活密切相關。下列說法正確的是（）A．晶體硅被用于計算機芯片，工業(yè)制粗硅的反應原理為：SiO2＋CSi＋CO2↑B．合金熔點、硬度都低于成分金屬C．中國天眼FAST用到的碳化硅是一種新型的有機高分子材料D．無色透明的SiO2是制造光導纖維的重要原料7．下列材料可能是用玻璃鋼制作的是()①棉紗②玻璃③鋼材④滑梯⑤游樂車⑥餐桌椅A．①②③B．①②④C．③④⑤D．④⑤⑥8．高純度單晶硅是典型的無機非金屬材料，又稱“半導體”材料，它的發(fā)現和使用曾引起計算機的一場“革命”。它可以按下列方法進行制備：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純)。下列說法正確的是()A．反應①的化學方程式為SiO2＋CSi＋CO2↑B．反應①②③中每生成或消耗1molSi，轉移4mol電子C．二氧化硅與氫氟酸反應，而硅不能與氫氟酸反應D．SiHCl3(沸點31.8℃)中含有少量的SiCl4(沸點57.6℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl39．下列物品或設備的成分中含有二氧化硅的是()①門窗玻璃②水晶鏡片③石英鐘表④瑪瑙首飾⑤硅太陽能電池⑥光導纖維⑦計算機芯片A．①②③④⑥ B．全部 C．⑤⑦ D．①②⑥⑦10．在生產和生活中應用的化學知識正確的是A．玻璃、水泥、水晶項鏈都是硅酸鹽制品B．晶體硅是在通信工程中制作光導纖維的主要原料C．碳酸鈉在醫(yī)療上是治療胃酸過多的一種藥劑D．發(fā)酵粉中主要含有碳酸氫鈉，能使焙制出的糕點疏松多孔11．(1)材料是人類賴以生存的物質基礎，是人類社會進步的里程碑。①下列屬于硅酸鹽材料的是________(填字母，下同)。a.青花瓷b.青銅c.瀝青②為防止鋼鐵器件腐蝕，下列舉措不合理的是________。a.表面鍍鋅b.使用不銹鋼c.表面附著銅片③制造玻璃和水泥的主要原料中，均用到的原料是________。a.石灰石b.純堿c.黏土(2)某品牌食品調料標簽的一部分如下圖。①配料中的大量氨基酸態(tài)氮來源于黃豆中的蛋白質發(fā)生________反應得到。②小麥粉中的主要營養(yǎng)物質是________。③配料中，屬于著色劑的是______；屬于甜味劑的是__________；屬于防腐劑的是______。(3)綠色發(fā)展、低碳發(fā)展和循環(huán)發(fā)展是生態(tài)文明建設的基本途徑。①從源水處理成自來水，常需加入明礬、活性炭處理以及通氯氣處理等，其中通氯氣處理的作用是___。②目前我國空氣質量檢測體系包括：PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO六項指標。六項指標中對霧霾天氣的形成有促進作用、霧霾天氣又能進一步加劇其積聚顆粒物的是__________；引起酸雨的氣體為SO2和___；煤中加入適量的石灰石可以減少燃煤產生的SO2，發(fā)生反應的化學方程式為____________。③用二氧化碳生產化工產品，有利于二氧化碳的大量回收。CO2和H2在催化劑及高溫、高壓條件下可以合成乙醇，該反應的化學方程式為_________________________________。12．硅在無機非金屬材料中，扮演著主要角色，請利用相關知識回答下列問題：(1)硅有非常重要的用途，請寫出其中的一種：_________________________________。(2)古瓷中所用顏料成分一直是個謎，近年來科學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·2SiO2B．性質穩(wěn)定，不易脫色C．x等于6D．易溶解于強酸和強堿(3)工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖如下：①在電弧爐中發(fā)生的反應需要在高溫條件進行，寫出該反應化學方程式：________________。②SiCl4極易水解，在空氣中生成煙塵和白霧，推測書寫其水解的化學方程式為____________________。③在流化床反應的產物中，除SiCl4外，還有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等，有關物質的沸點數據如下表，分離SiCl4和其他雜質的方法為________。物質SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點/℃235557.631.88.2－30.4－84.9－111.9《第三節(jié)無機非金屬材料》答案解析1．下列關于硅單質及其化合物的說法正確的是（）①硅是構成一些巖石和礦物的基本元素②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品③高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維④陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料A．①② B．②③ C．①④ D．③④【答案】C【詳解】①硅元素是地殼中大量存在的元素，是許多種巖石和礦物的基本構成元素之一，故①正確；②水晶主要成分是二氧化硅，不是硅酸鹽，故②錯誤；③光導纖維的主要成分是二氧化硅，故③錯誤；④陶瓷的主要成分是硅酸鹽且陶瓷應用極早，故④正確。綜上所述，本題正確答案為C。2．工業(yè)上利用二氧化硅來制取高純度的硅（硅含量達99.9%以上），反應過程中不需要用到的反應物是()A．C B．H2 C．CO D．Cl2【答案】C【解析】工業(yè)上分三步制取純硅：SiO2+2CSi+2CO↑Si+2Cl2SiCl4SiCl4+2H24HCl+Si故反應過程中并不需要CO，選C3．下列關于水泥和普通玻璃工業(yè)生產的敘述正確的是①產品都是硅酸鹽②反應條件都是高溫③都用含有硅的物質作原料④反應原理都是一系列復雜的物理化學變化A．①③ B．①②③ C．①③④ D．①②③④【答案】D【詳解】①水泥和普通玻璃產品都是硅酸鹽，正確；②反應條件都是高溫，正確；③制硅酸鹽水泥的原料：石灰石和黏土；制普通玻璃的原料：石英砂、石灰石、純堿，都用含有硅的物質作原料，正確；④反應原理都是一系列復雜的物理化學變化，正確；4．下列物品或設備：①水泥路橋、②門窗玻璃、③水晶鏡片、④石英鐘表、⑤瑪瑙手鐲、⑥硅太陽能電池、⑦光導纖維、⑧計算機芯片所用材料為SiO2或要用到SiO2的是()A．①②③④⑤⑦ B．全部 C．⑥⑧ D．①②⑦⑧【答案】A【詳解】石英、水晶、玻璃的主要成分是二氧化硅，光導纖維是二氧化硅材料，硅電池、硅芯片均是硅單質的用途的體現，陶瓷、磚瓦、玻璃、石棉為硅酸鹽材料。所用材料為SiO2或用到SiO2的是：②③④⑤⑦；為硅酸鹽的是：①；故答案選C。5．15gSiO2和足量的碳在高溫下發(fā)生反應：SiO2＋2CSi＋2CO↑。下列敘述中正確的是（）A．氧化劑和還原劑的質量之比為1∶2B．SiO2是還原劑C．反應中有6g碳被氧化D．反應中生成了28gCO【答案】C【詳解】A．由化合價變化分析：SiO2中硅的化合價為+4價，反應后生成了單質硅，硅的化合價為0價，化合價降低，SiO2是氧化劑，碳的化合價從0價升高到了CO中的+2價，C是還原劑，氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶2，故A錯誤；B．SiO2是氧化劑，故B錯誤；C．15gSiO2為0.25mol，需消耗碳6g，故C正確；D．15gSiO2為0.25mol，生成14gCO，故D錯誤；6．從古至今化學與生產、生活密切相關。下列說法正確的是（）A．晶體硅被用于計算機芯片，工業(yè)制粗硅的反應原理為：SiO2＋CSi＋CO2↑B．合金熔點、硬度都低于成分金屬C．中國天眼FAST用到的碳化硅是一種新型的有機高分子材料D．無色透明的SiO2是制造光導纖維的重要原料【答案】D【詳解】A.晶體硅被用于計算機芯片，工業(yè)制粗硅生成CO，反應原理為SiO2+2CSi(粗)+2CO↑，故A錯誤；B.合金熔點低于成分金屬，硬度高于成分金屬，故B錯誤；C.中國天眼FAST用到的碳化硅是一種新型的無機非金屬材料，故C錯誤；D.光導纖維的成分是二氧化硅，則無色透明的SiO2是制造光導纖維的重要原料，故D正確；7．下列材料可能是用玻璃鋼制作的是()①棉紗②玻璃③鋼材④滑梯⑤游樂車⑥餐桌椅A．①②③B．①②④C．③④⑤D．④⑤⑥【答案】D【詳解】棉紗的主要成分是天然纖維，故選項中有①不可選，選項A、B項被排除。選項C、D中皆無②，無需分析。③鋼材是鐵制品，與玻璃鋼無關，選項中有③的不可選，選項C被排除。8．高純度單晶硅是典型的無機非金屬材料，又稱“半導體”材料，它的發(fā)現和使用曾引起計算機的一場“革命”。它可以按下列方法進行制備：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純)。下列說法正確的是()A．反應①的化學方程式為SiO2＋CSi＋CO2↑B．反應①②③中每生成或消耗1molSi，轉移4mol電子C．二氧化硅與氫氟酸反應，而硅不能與氫氟酸反應D．SiHCl3(沸點31.8℃)中含有少量的SiCl4(沸點57.6℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3【答案】D【詳解】A．二氧化硅與C在高溫條件下反應生成Si和CO，不是二氧化碳，故A錯誤；B．反應①中每生成1molSi轉移4mol電子，而SiHCl3中Si的化合價是＋2，所以反應②③中每消耗或生成1molSi，轉移2mol電子，故B錯誤；C．二氧化硅與硅都可以與氫氟酸反應，故C錯誤；D．SiHCl3與SiCl4的沸點相差較大，所以可通過蒸餾除去SiCl4，故D正確。9．下列物品或設備的成分中含有二氧化硅的是()①門窗玻璃②水晶鏡片③石英鐘表④瑪瑙首飾⑤硅太陽能電池⑥光導纖維⑦計算機芯片A．①②③④⑥ B．全部 C．⑤⑦ D．①②⑥⑦【答案】A【詳解】①門窗玻璃中含有SiO2、Na2SiO3、CaSiO3，①符合題意；②水晶鏡片主要成分是SiO2，②符合題意；③石英鐘表主要成分是SiO2，③符合題意；④瑪瑙首飾主要成分是SiO2，④符合題意；⑤硅太陽能電池主要成分是Si，⑤不符合題意；⑥光導纖維主要成分是SiO2，⑥符合題意；⑦計算機芯片的主要成分是Si，⑦不符合題意；10．在生產和生活中應用的化學知識正確的是A．玻璃、水泥、水晶項鏈都是硅酸鹽制品B．晶體硅是在通信工程中制作光導纖維的主要原料C．碳酸鈉在醫(yī)療上是治療胃酸過多的一種藥劑D．發(fā)酵粉中主要含有碳酸氫鈉，能使焙制出的糕點疏松多孔【答案】D【詳解】A．水晶成分為二氧化硅是氧化物，不屬于硅酸鹽，故A錯誤；B．二氧化硅具有良好的光學特性，是制作光導纖維的主要原料，故B錯誤；C.碳酸鈉堿性較強，具有腐蝕性，不能用于治療胃酸過多，可以用碳酸氫鈉治療，故C錯誤；D．碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱分解生成二氧化碳，能使焙制出的糕點疏松多孔，常用于食品發(fā)酵劑，故D正確；11．(1)材料是人類賴以生存的物質基礎，是人類社會進步的里程碑。①下列屬于硅酸鹽材料的是________(填字母，下同)。a.青花瓷b.青銅c.瀝青②為防止鋼鐵器件腐蝕，下列舉措不合理的是________。a.表面鍍鋅b.使用不銹鋼c.表面附著銅片③制造玻璃和水泥的主要原料中，均用到的原料是________。a.石灰石b.純堿c.黏土(2)某品牌食品調料標簽的一部分如下圖。①配料中的大量氨基酸態(tài)氮來源于黃豆中的蛋白質發(fā)生________反應得到。②小麥粉中的主要營養(yǎng)物質是________。③配料中，屬于著色劑的是______；屬于甜味劑的是__________；屬于防腐劑的是______。(3)綠色發(fā)展、低碳發(fā)展和循環(huán)發(fā)展是生態(tài)文明建設的基本途徑。①從源水處理成自來水，常需加入明礬、活性炭處理以及通氯氣處理等，其中通氯氣處理的作用是___。②目前我國空氣質量檢測體系包括：PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO六項指標。六項指標中對霧霾天氣的形成有促進作用、霧霾天氣又能進一步加劇其積聚顆粒物的是__________；引起酸雨的氣體為SO2和___；煤中加入適量的石灰石可以減少燃煤產生的SO2，發(fā)生反應的化學方程式為____________。③用二氧化碳生產化工產品，有利于二氧化碳的大量回收。CO2和H2在催化劑及高溫、高壓條件下可以合成乙醇，該反應的化學方程式為_________________________________?！敬鸢浮縜ca水解淀粉焦糖色三氯蔗糖苯甲酸鈉消毒殺菌【答題空10】PM2.5NO22SO2＋2CaCO3＋O22CaSO4＋2CO22CO2＋6H2CH3CH2OH＋3H2O【解析】(1)①青花瓷是黏土煅燒而成的，屬于硅酸鹽產品，故a正確；青銅是合金，所以b錯誤；瀝青屬于有機烴類化合物，故c錯誤。正確答案為a；②a、在鋼鐵器件表面鍍鋅，由于鋅比鐵活潑，所以鋅被腐蝕而保護了鋼鐵，故a合理；b、由于不銹鋼不易被腐蝕，故b合理；c、在鋼鐵器件表面附著銅片，由于鐵比銅活潑，所以加快了鋼鐵的腐蝕，故c不合理。正確答案為c；③工業(yè)上生產玻璃的原料是石灰石、純堿和石英，生產水泥的原料是石灰石和黏土，所以二者都用到的原料是石灰石，即正確答案為a；(2)①蛋白質水解的最終產物是氨基酸，所以配料中的大量氨基酸態(tài)氮來源于黃豆中的蛋白質發(fā)生水解反應得到；②小麥粉中的主要營養(yǎng)物質淀粉，因淀粉經水解最終產物為葡萄糖；③分析配料中的物質可知，焦糖色是有顏色的物質，屬于著色劑；三氯蔗糖具有甜味，所以屬于甜味劑；苯甲酸鈉具有防腐性能，所以屬于防腐劑；(3)①氯氣溶于水生成的次氯酸具有強氧化性，可以起到殺菌消毒作用，所以常用于自來水的消毒殺菌；②這六項指標中對霧霾天氣的形成有促進作用、霧霾天氣又能進一步加劇其積聚顆粒物的是PM2.5；引起酸雨的氣體為SO2和NO2；在煤的燃燒時，石灰石分解生成CaO和CO2，CaO屬于堿性氧化物，可與酸性氧化物SO2反應生成CaSO3，CaSO3又容易被氧化為CaSO4，從而減少燃煤產生的SO2，發(fā)生反應的化學方程式為2SO2＋2CaCO3＋O22CaSO4＋2CO2；③根據題目敘述可知，反應物為CO2和H2，生成物為乙醇，所以反應的化學方程式為2CO2＋6H2CH3CH2OH＋3H2O。12．硅在無機非金屬材料中，扮演著主要角色，請利用相關知識回答下列問題：(1)硅有非常重要的用途，請寫出其中的一種：_________________________________。(2)古瓷中所用顏料成分一直是個謎，近年來科學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·2SiO2B．性質穩(wěn)定，不易脫色C．x等于6D．易溶解于強酸和強堿(3)工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖如下：①在電弧爐中發(fā)生的反應需要在高溫條件進行，寫出該反應化學方程式：________________。②SiCl4極易水解，在空氣中生成煙塵和白霧，推測書寫其水解的化學方程式為____________________。③在流化床反應的產物中，除SiCl4外，還有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等，有關物質的沸點數據如下表，分離SiCl4和其他雜質的方法為________。物質SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點/℃235557.631.88.2－30.4－84.9－111.9【答案】制半導體、制電路板、制太陽能電池板、制硅鋼等(回答其中一種即可)D2C＋SiO22CO↑＋SiSiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl蒸餾(精餾)【詳解】(1)硅位于金屬和非金屬分界線附近，常用作半導體材料，為無機非金屬材料的主角，計算機芯片的主要成分為單質硅，太陽能電池的主要成分是硅單質，所以硅可制半導體、制電路板、制太陽能電池板、制硅鋼等，因此，本題正確答案是：制半導體、制電路板、制太陽能電池板、制硅鋼等；(2)A.硅酸鹽用氧化物形式表示時，書寫順序為：活潑金屬氧化物、不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸銅鋇用氧化物形式表示：，所以A選項是正確的；

B.硅酸鹽性質均比較穩(wěn)定，不容易褪色，所以B選項是正確的；C.在硅酸銅鋇中的銅元素化合價為+2，硅元素化合價為+4，氧元素的化合價為-2價，鋇元素的化合價為+2價，則由化學式為，根據化合物中正負化合價的代數和為0可得：，計算得出x=6，所以C選項是正確的；D.是瓷器的一種顏料，瓷器耐酸耐堿耐腐蝕，所以不與強酸、強堿反應，故D錯誤；因此，本題正確答案是：D；(3)①石英砂的主要成分是二氧化硅，制備粗硅發(fā)生置換反應，2C＋SiO22CO↑＋Si；②水解生成硅酸和氯化氫，反應的方程式為：SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl，因此，本題正確答案是：SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl；③利用沸點的不同提純屬于蒸餾，(沸點57.6℃)中含有少量(沸點33℃)和(離子化合物沸點很高)，(沸點8.2℃)、(沸點-30.4℃)、因為沸點差別較大，可以通過精餾(或蒸餾)除去雜質，因此，本題正確答案是：精餾(或蒸餾)。第五章化工生產中的重要非金屬元素《第3節(jié)無機非金屬材料》同步練習1．華裔科學家高錕因“在光學通信領域中光在光導纖維中傳輸”的研究方面所取得的開創(chuàng)性成就獲得了諾貝爾物理學獎。光導纖維的主要成分是()A.SiB.SiO2C.Na2SiO3D.SiCl42．我國具有獨立知識產權的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補了我國計算機制造史上的一項空白。下列對晶體硅的有關敘述正確的是()A.晶體硅和金剛石的物理性質相似B.晶體硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質發(fā)生反應C.晶體硅是一種良好的半導體材料，但是它的提煉工藝復雜，價格昂貴D.晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導電3．下列關于碳和硅的比較，正確的是()A.它們的氧化物都能與水反應生成對應的酸B.碳和硅的最高正價都是＋4價C.硅元素在地殼中的含量占第二位，碳占第一位D.碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài)4．下列說法正確的是()A.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟堿反應，但不能與任何酸反應B.二氧化硅分子由1個硅原子和2個氧原子構成C.硅酸的酸性比碳酸的酸性強，且硅酸不溶于水D.CO2與SiO2均具有氧化性，可作氧化劑5．下列有關硅及其化合物的說法不正確的是()A.晶體硅具有金屬光澤，可以導電，屬于金屬材料B.常溫下，硅的化學性質穩(wěn)定，自然界中的硅主要以氧化物及硅酸鹽的形式存在C.SiO2是一種酸性氧化物，能夠與強堿反應生成相應的鹽D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入適量的稀鹽酸，然后再過濾6．制備硅單質時，主要化學反應如下：①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗硅)＋2CO↑，②Si(粗硅)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4，③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純硅)＋4HCl，下列對上述三個反應的敘述中不正確的是()A.①③為置換反應B.①②③均為氧化還原反應C.②為化合反應D.三個反應的反應物中硅元素均被還原7．下列關于硅的說法不正確的是()A.硅是非金屬元素，它的單質是灰黑色有金屬光澤的固體B.硅的導電性能介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料C.硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質發(fā)生反應D.加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應8．硅被譽為無機非金屬材料的主角，下列物品用到硅單質的是()A.陶瓷餐具 B.石英鐘表C.計算機芯片 D.光導纖維9．關于地殼中含量占第一位和第二位的元素之間形成的化合物，有關其說法正確的是()A.化學性質不活潑B.可溶于水且顯酸性C.熔沸點較低，物理性質與CO2相似D.是酸性氧化物，不溶于任何酸10．除去SiO2中混有的少量生石灰和石灰石，有如下操作：①加水溶解②加水煮沸③過濾④加稀鹽酸⑤加稀H2SO4，正確的操作順序是()A.①③B.④③C.⑤③D.②③11．二氧化硅是玻璃的主要成分之一。下列說法不正確的是()A.二氧化硅是一種立體網狀結構的晶體，熔點高、硬度大B.二氧化硅為酸性氧化物，能與水反應生成硅酸C.實驗室不能用磨口玻璃塞試劑瓶盛放氫氧化鈉溶液D.氫氟酸能雕刻玻璃，不能用玻璃瓶盛放氫氟酸12．指出下列反應中SiO2所表現的化學性質或作用，在A～E選項中選擇正確【答案】填入括號內。(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O()(2)SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑()(3)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑()(4)SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑()(5)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O()A.作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕B.氧化性C.酸性氧化物的通性D.將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中置換出來E.未參與氧化還原反應13．高純二氧化硅可用來制造光纖。某稻殼灰的成分為組分SiO2CNa2OK2OAl2O3Fe2O3質量分數59.2038.800.250.500.640.61通過如下流程可由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅。請回答下列問題：(1)步驟①中涉及SiO2的離子方程式為________________________________。(2)濾渣A的成分有________________(填化學式)。(3)步驟③反應的化學方程式為______________________________________________。(4)實驗室進行步驟③用到的儀器有坩堝鉗、酒精燈、三腳架、__________和__________。14．化合物C可用于制造高性能的現代通訊材料——光導纖維，C與燒堿反應生成化合物D。(1)易與C發(fā)生化學反應的酸是________，反應的化學方程式是__________________。(2)將C與純堿混合高溫熔融時發(fā)生化學反應生成D，同時還生成能使澄清石灰水變渾濁的氧化物E；將少量的E通入D的水溶液中，生成化合物F。①分別寫出生成D和F的化學方程式：___________________________________，________________________________________________________________________。②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中不可選用的是_____________________________。A.普通玻璃坩堝B.石英玻璃坩堝C.鐵坩堝(3)100gC與石灰石的混合物充分反應后，生成的氣體在標準狀況下的體積為11.2L,100g混合物中石灰石的質量分數是________。15．硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。(1)工業(yè)上生產粗硅的反應：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(3273K))Si(粗)＋2CO↑；SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(3273K))SiC＋2CO↑。若產品中單質硅與碳化硅的物質的量之比為1∶1，則參加反應的C和SiO2的物質的量之比為________。(2)工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅：①若反應Ⅰ為Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up7(△))SiHCl3＋H2，則反應Ⅱ的化學方程式為__________。②整個制備過程中必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，寫出該反應的化學方程式：________________________________。③假設每一輪次制備1mol純硅，且生產過程中硅元素沒有損失。反應Ⅰ中HCl的利用率為90%。反應Ⅱ中H2的利用率為93.75%，則在第二輪次的生產中，補充投入HCl和H2的物質的量之比是________。《第3節(jié)無機非金屬材料》答案解析1．華裔科學家高錕因“在光學通信領域中光在光導纖維中傳輸”的研究方面所取得的開創(chuàng)性成就獲得了諾貝爾物理學獎。光導纖維的主要成分是()A.SiB.SiO2C.Na2SiO3D.SiCl4【答案】B【解析】光導纖維的主要成分為SiO2。2．我國具有獨立知識產權的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補了我國計算機制造史上的一項空白。下列對晶體硅的有關敘述正確的是()A.晶體硅和金剛石的物理性質相似B.晶體硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質發(fā)生反應C.晶體硅是一種良好的半導體材料，但是它的提煉工藝復雜，價格昂貴D.晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導電【答案】A【解析】晶體硅的結構與金剛石相似，是具有正四面體形的空間立體網狀結構，所以物理性質與金剛石相似，熔、沸點高，硬度大；硅的化學性質不活潑，但常溫下可與F2、HF和強堿反應；晶體硅是一種良好的半導體材料，被廣泛使用；晶體硅是一種非金屬單質，雖然它具有金屬光澤。3．下列關于碳和硅的比較，正確的是()A.它們的氧化物都能與水反應生成對應的酸B.碳和硅的最高正價都是＋4價C.硅元素在地殼中的含量占第二位，碳占第一位D.碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài)【答案】B【解析】SiO2不溶于水，也不與水反應；地殼中含量最多的元素是氧，其次是硅；自然界中有游離態(tài)的碳(金剛石)，沒有游離態(tài)的硅。故正確答案為B。4．下列說法正確的是()A.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟堿反應，但不能與任何酸反應B.二氧化硅分子由1個硅原子和2個氧原子構成C.硅酸的酸性比碳酸的酸性強，且硅酸不溶于水D.CO2與SiO2均具有氧化性，可作氧化劑【答案】D【解析】SiO2可以跟氫氟酸反應，反應的化學方程式為SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，A項不正確；二氧化硅中不存在SiO2分子，B項不正確；硅酸的酸性比碳酸弱，且不溶于水，C項不正確。5．下列有關硅及其化合物的說法不正確的是()A.晶體硅具有金屬光澤，可以導電，屬于金屬材料B.常溫下，硅的化學性質穩(wěn)定，自然界中的硅主要以氧化物及硅酸鹽的形式存在C.SiO2是一種酸性氧化物，能夠與強堿反應生成相應的鹽D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入適量的稀鹽酸，然后再過濾【答案】A【解析】A項，晶體硅雖然具有金屬光澤，但它屬于非金屬單質，其導電性介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料；B項，雖然常溫下硅的化學性質穩(wěn)定，但自然界中沒有游離態(tài)的硅，它主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在；D項，SiO2不溶于稀鹽酸，可使用稀鹽酸除去其中混有的CaCO3，化學方程式為CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O，然后再過濾。6．制備硅單質時，主要化學反應如下：①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗硅)＋2CO↑，②Si(粗硅)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4，③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純硅)＋4HCl，下列對上述三個反應的敘述中不正確的是()A.①③為置換反應B.①②③均為氧化還原反應C.②為化合反應D.三個反應的反應物中硅元素均被還原【答案】D【解析】在反應②中Si元素化合價升高，被氧化。7．下列關于硅的說法不正確的是()A.硅是非金屬元素，它的單質是灰黑色有金屬光澤的固體B.硅的導電性能介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料C.硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質發(fā)生反應D.加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應【答案】C【解析】硅的導電性介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料；硅的化學性質穩(wěn)定、常溫下可與F2、HF、強堿溶液反應，加熱或高溫下可與O2、Cl2等一些非金屬發(fā)生反應。8．硅被譽為無機非金屬材料的主角，下列物品用到硅單質的是()A.陶瓷餐具 B.石英鐘表C.計算機芯片 D.光導纖維【答案】C9．關于地殼中含量占第一位和第二位的元素之間形成的化合物，有關其說法正確的是()A.化學性質不活潑B.可溶于水且顯酸性C.熔沸點較低，物理性質與CO2相似D.是酸性氧化物，不溶于任何酸【答案】A【解析】該化合物為SiO2，SiO2不溶于水、熔沸點很高，與氫氟酸反應。10．除去SiO2中混有的少量生石灰和石灰石，有如下操作：①加水溶解②加水煮沸③過濾④加稀鹽酸⑤加稀H2SO4，正確的操作順序是()A.①③B.④③C.⑤③D.②③【答案】B【解析】加稀鹽酸與CaO、CaCO3反應生成CaCl2溶液，然后過濾得到SiO2固體。注意不能選用稀H2SO4，因CaSO4微溶，不易分離出SiO2。11．二氧化硅是玻璃的主要成分之一。下列說法不正確的是()A.二氧化硅是一種立體網狀結構的晶體，熔點高、硬度大B.二氧化硅為酸性氧化物，能與水反應生成硅酸C.實驗室不能用磨口玻璃塞試劑瓶盛放氫氧化鈉溶液D.氫氟酸能雕刻玻璃，不能用玻璃瓶盛放氫氟酸【答案】B【解析】二氧化硅是硅原子和氧原子按1∶2的數目比形成的具有立體網狀結構的晶體，是熔點高、硬度大的固體；二氧化硅是一種不溶于水的酸性氧化物，與水不反應；磨口玻璃塞中的二氧化硅能與氫氧化鈉溶液反應，生成具有粘性的硅酸鈉，容易使玻璃塞與瓶口粘結在一起；氫氟酸能腐蝕玻璃，不能用玻璃瓶盛裝氫氟酸，常用塑料瓶盛裝氫氟酸。12．指出下列反應中SiO2所表現的化學性質或作用，在A～E選項中選擇正確【答案】填入括號內。(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O()(2)SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑()(3)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑()(4)SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑()(5)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O()A.作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕B.氧化性C.酸性氧化物的通性D.將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中置換出來E.未參與氧化還原反應【答案】(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A【解析】(1)中SiO2表現的是酸性氧化物的性質。(3)中是SiO2得電子，顯氧化性。(4)中得失電子的是C，SiO2未參與得失電子。(5)是雕刻玻璃的反應。13．高純二氧化硅可用來制造光纖。某稻殼灰的成分為組分SiO2CNa2OK2OAl2O3Fe2O3質量分數59.2038.800.250.500.640.61通過如下流程可由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅。請回答下列問題：(1)步驟①中涉及SiO2的離子方程式為________________________________。(2)濾渣A的成分有________________(填化學式)。(3)步驟③反應的化學方程式為______________________________________________。(4)實驗室進行步驟③用到的儀器有坩堝鉗、酒精燈、三腳架、__________和__________?！敬鸢浮?1)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O(2)C、Fe2O3(3)H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))SiO2＋H2O(4)坩堝泥三角【解析】(1)步驟①中涉及SiO2與氫氧根離子反應生成硅酸根離子和水，離子方程式是SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O。(2)稻殼灰的成分中只有二氧化硅、氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應，氧化鈉、氧化鉀與水反應，而C與氧化鐵均不反應，所以濾渣A的成分是C、Fe2O3。(3)濾液A中含有硅酸根離子、偏鋁酸根離子，加入過量稀鹽酸，則偏鋁酸根離子與過量的稀鹽酸反應生成鋁離子，而硅酸根離子與過量的稀鹽酸反應生成硅酸沉淀，