（人教版必修1）《無機非金屬材料的主角—硅》過關訓練試題(時間40分鐘滿分100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題4分，共48分)1.下列物質中,不含有硅酸鹽的是(B)A.水玻璃 B.硅芯片C.黏土 D.普通水泥解析：水玻璃、黏土、普通水泥中都含有硅酸鹽,B項硅芯片的主要成分是單質硅。2.光導纖維被認為是20世紀最偉大的發(fā)明之一。瑞典皇家科學院宣布，將2009年諾貝爾物理學獎授予英國華裔科學家高錕，以表彰他在“有關光在纖維中的傳輸以用于光學通信方面”取得的突破性成就。光導纖維的主要成分是(B)A．Si B．SiO2C．Na2SiO3 D．SiCl4解析光導纖維的主要成分為SiO2。3．在一定條件下，下列物質不能和二氧化硅反應的是(C)①焦炭②純堿③碳酸鈣④氫氟酸⑤硝酸⑥氫氧化鉀⑦氧化鈣⑧氮氣A．③⑤⑦⑧B．⑤⑦⑧C．⑤⑧D．⑤解析：根據(jù)二氧化硅的化學性質，二氧化硅不與水反應，也不與除氫氟酸外的酸反應，它可與堿性氧化物和強堿反應，高溫時可以被碳還原成單質硅。4.下列關于硅的說法正確的是(D)①硅在自然界中以游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式存在②水泥是硅酸鹽材料③單質硅是良好的半導體④氮化硅陶瓷是新型的無機非金屬材料⑤光導纖維屬于硅酸鹽產品⑥水玻璃可以用作木材防火劑A.①③④⑥ B.②③④⑤C.①②⑤⑥ D.②③④⑥解析：光導纖維的主要成分是二氧化硅。5.昆侖玉的成分可簡單看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，則其用二氧化硅和金屬氧化物的形式可表示為(B)A.CaO·MgO·SiO2·H2OB.2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC.2CaO·MgO·SiO2·2H2OD.5CaO·2MgO·8SiO2·H2O解析：根據(jù)昆侖玉的化學式，將Ca、Mg、Si、H分別寫成氧化物的形式，再調整各氧化物前的計量數(shù)并使其原子組成與昆侖玉的化學式一致，可得昆侖玉用氧化物的形式表示為2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。6.氧化鋯陶瓷系列和磷酸鈣陶瓷系列屬于新型無機非金屬材料，都可以用于制造人造骨骼，這是利用了它們的(D)A.耐高溫和強度高 B.光學特性C.電學特性 D.生物功能解析：氧化鋯陶瓷系列和磷酸鈣陶瓷系列的生物功能使其對機體無排異反應，可以用于制造人造骨骼。7．現(xiàn)有硫酸鈉、石灰石、二氧化硅三種白色粉末，只用一種試劑就可以將它們鑒別開，該試劑是(B)A．純水B．鹽酸C．硝酸銀溶液D．碳酸鈉溶液解析：加入水，石灰石和二氧化硅都不溶于水，不能鑒別，故A項錯誤；加入鹽酸，硫酸鈉溶解，無明顯現(xiàn)象，石灰石溶解，生成氣體，二氧化硅不反應，溶液中有沉淀，現(xiàn)象不同，可鑒別，故B項正確；加入硝酸銀溶液，溶液中都有沉淀，不能鑒別，故C項錯誤；加入碳酸鈉溶液，與三種物質都不反應，不能鑒別石灰石和二氧化硅，故D項錯誤。8．下列關于二氧化硅的敘述正確的是(C)A．二氧化硅晶體是由SiO2分子構成的，它的熔點高、硬度大B．可用石英坩堝熔融燒堿C．二氧化硅可用于制造石英鐘表的壓電材料和光導纖維D．二氧化硅能溶于氫氟酸中，這是由它的晶體結構決定的解析：在SiO2晶體中只存在Si、O兩種原子，而沒有SiO2分子；石英的主要成分是SiO2，它能與燒堿反應，故不能用石英坩堝熔融燒堿；SiO2可用于制造石英鐘表的壓電材料和光導纖維；二氧化硅之所以能溶于氫氟酸是因為二者反應生成了SiF4氣體和H2O，這與它的晶體結構無關。9.下列說法正確的是(D)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.根據(jù)SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反應，可推知硅酸酸性比碳酸酸性強C.水玻璃的化學性質穩(wěn)定,在空氣中不易變質D.在反應SiO2+2CSi+2CO↑中SiO2作氧化劑解析：SiO2可與強堿反應也可與酸中的HF反應：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O，與HF反應是SiO2的特性之一。B項中該反應之所以能發(fā)生是高溫條件下CO2以氣體形式逸出而使反應進行得徹底。C項水玻璃可以與空氣中的CO2反應,易變質,C項錯誤。D項SiO2被C還原成Si，SiO2作氧化劑，說法正確。10.下列關于水玻璃的性質和用途的敘述中不正確的是(D)A.這是一種礦物膠,既不燃燒也不受腐蝕B.在建筑工業(yè)上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料C.木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒D.水玻璃的化學性質穩(wěn)定,在空氣中不易變質解析：Na2SiO3的水溶液稱為水玻璃,是一種礦物膠,通常用作耐火材料。在空氣中發(fā)生反應:Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3(膠體)+Na2CO3,故D項不正確。11.下列關于SiO2和CO2的說法中正確的是(A)A.CO2、SiO2都是酸性氧化物B.CO2和SiO2與水反應分別生成相應的酸C.CO2是酸性氧化物,SiO2是兩性氧化物D.CO2和SiO2都是由相應的分子組成的解析：CO2可溶于水生成H2CO3,但SiO2卻不能溶于水生成H2SiO3,B錯誤;SiO2與CO2都是酸性氧化物,A正確,C錯誤;CO2是由CO2分子組成的,而SiO2中不存在分子,D錯誤。12.下列物質中不能用玻璃試劑瓶配玻璃塞盛放的是(D)①濃硝酸②NaOH溶液③HF溶液④濃硫酸⑤NaCl溶液⑥Na2SiO3溶液A.①②③④⑥ B.①②③④C.②③④⑤ D.②③⑥解析：NaOH溶液不能用玻璃塞,HF溶液不能使用玻璃瓶,Na2SiO3溶液本身具有黏性,不能使用玻璃塞。其余物質都可以用玻璃瓶配玻璃塞來保存。二、非選擇題：本題包括4小題，共52分。13．（每空2分，共12分）化學與人類社會可持續(xù)發(fā)展密切相關，能源、環(huán)境、材料以及日常生活等都離不開化學。(1)硅是無機非金屬材料的主角。請你舉出兩種含硅的材料名稱________、________。(2)硅最重要的氧化物是二氧化硅，是玻璃的主要成分，那么存放氫氧化鈉溶液的試劑瓶不用玻璃塞的原因是__________________。有關反應的方程式為____________________________。(3)氫氟酸不能盛放在玻璃試劑瓶中，氟化氫也不能用玻璃儀器制備，其主要原因是________________________。有關反應方程式為____________________________________。答案(1)玻璃水泥陶瓷光導纖維等(任意兩種，合理即可)(2)玻璃的主要成分為SiO2，與NaOH溶液反應生成了黏性的Na2SiO3，將瓶口瓶塞黏在一起SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(3)因為HF能腐蝕玻璃SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O14．（共16分）(1)用兩種方法鑒別下列兩種白色粉末狀物質。Na2CO3和SiO2______________________________________________________；______________________________________________________。(2)欲鑒別CaCO3和Na2SiO3，某同學分別取少許待測粉末，滴加稀鹽酸，指出他觀察到的現(xiàn)象：CaCO3：______________________________________________；Na2SiO3：______________________________________________。解析(1)可利用加水溶解的方法，能溶于水的是Na2CO3，不溶于水的是SiO2；可用焰色反應法：焰色反應為黃色的是Na2CO3，余者為SiO2；可用酸液產氣法：分別取少許待測粉末，滴加稀鹽酸，能夠產生氣體的是Na2CO3，不反應的是SiO2?；瘜W方程式：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑。(2)分別取少許待測粉末，滴加稀鹽酸，CaCO3能夠產生無色氣體，Na2SiO3則能產生白色沉淀。（3）氮化硅陶瓷因其熔點高，對于金屬及氧化物熔體具有相當?shù)母邷胤€(wěn)定性，越來越多被應用于熱工各個領域，如陶瓷燒成棚板、輥棒，以及高溫軸承、渦輪葉片等。①下列關于氮化硅陶瓷的說法正確的是________。A．硅粉合成氮化硅的反應屬于氧化還原反應B．氮化硅陶瓷屬于硅酸鹽C．氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料D．太陽能光伏產業(yè)的主體材料為氮化硅②在燒結氮化硅陶瓷的過程中，二氧化硅、碳、氮氣以物質的量之比3∶6∶2反應生成兩種化合物。該反應的化學方程式為_______________________________________________。該反應中氧化劑與還原劑的質量比為__________________。解析：(3)①Si與N2反應前后，N、Si元素的化合價發(fā)生變化，故屬于氧化還原反應，A正確；氮化硅屬于新型高溫結構陶瓷，不屬于硅酸鹽，B錯誤；根據(jù)氮化硅的性能，可用于制造磨刀材料，C正確；太陽能光伏產業(yè)的主體材料為硅，D錯誤。②硅原子最外層有4個電子，氮原子最外層有5個電子，在氮化硅中硅顯＋4價，氮顯－3價，根據(jù)化合物中化合價代數(shù)和等于零的原則，可得氮化硅的化學式為Si3N4。燒結Si3N4的反應物為SiO2、N2、C，生成物為Si3N4和另一種化合物，則有3SiO2＋2N2＋6C→Si3N4＋另一種化合物，根據(jù)原子守恒可得另一種化合物為CO，故反應方程式為3SiO2＋2N2＋6Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4＋6CO。②根據(jù)反應：3SiO2＋2N2＋6Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4＋6CO，分析各元素化合價變化可知，Si、O元素反應前后化合價沒有變化，氮元素價態(tài)降低，N2為氧化劑，碳元素價態(tài)升高，C單質為還原劑，其質量比為(2mol×28g/mol)∶(6mol×12g/mol)＝7∶9。答案(1)加水溶解法：能溶于水的是Na2CO3，不溶于水的是SiO2焰色反應法：焰色反應為黃色的是Na2CO3，余者為SiO2[或酸液產氣法：分別取少許待測粉末，滴加稀鹽酸，能夠產生氣體的是Na2CO3，不反應的是SiO2?；瘜W方程式：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑(答兩種合理方法即可)]（每個2分）(2)產生無色氣體產生白色沉淀（每空2分）(3)①AC（2分）②3SiO2＋2N2＋6Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4＋6CO（3分）7∶9（3分）15．（每空3分，共12分）硅膠和石英的主要成分都是SiO2，前者是結構疏松的SiO2，后者是結構致密的SiO2。二者成分相同，結構不同，化學性質相同，物理性質上表現(xiàn)出差別，具有不同的用途。由石英制取硅膠，經歷以下三步，試寫出每步反應的化學方程式(是離子反應的寫出離子方程式)。(1)用NaOH(aq)溶解石英：___________________________________________________。(2)過濾，向濾液中加入鹽酸，至沉淀不再產生：________________________________________________。(3)微熱，濃縮硅酸溶液，加熱蒸干溶液，并使固體完全分解：________________________________________________________________________。寫出硅膠的一種用途：________________________________________________。解析：(1)石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，與堿反應生成鹽和水：2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2O。(2)過濾，除去石英中的雜質，得濾液為Na2SiO3(aq)，硅酸是弱酸，Na2SiO3與鹽酸發(fā)生復分解反應：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。(3)微熱，H2SiO3(aq)濃縮，H2SiO3聚合為膠體，加熱硅酸溶膠脫水，生成多孔硅膠：H2SiO3H2O↑＋SiO2。硅膠的制備過程：石英(SiO2)eq\o(→,\s\up17(＋NaOH))Na2SiO3eq\o(→,\s\up17(＋HCl))H2SiO3硅膠(SiO2)。硅膠的主要用途有兩個：作干燥劑或作催化劑的載體。答案(1)2OH－＋SiO2=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O(2)SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓(3)H2SiO3H2O↑＋SiO2干燥劑(或催化劑載體)16．（12分）已知A是一種裝飾品的主要成分，根據(jù)下圖轉化關系，回答下列問題。(1)A用途________(任寫一種)，B是________，D是________。(2)寫出化學方程式：①________________________________。④________________________________。(3)寫出離子方程式：②________________________________。③________________________________。⑤________________________________。解析：由A是一種裝飾品的主要成分，與純堿反應，A可