2018-2019學年高中化學 第4章 材料家族中的元素 第1節(jié) 硅 無機非金屬材料作業(yè)3 魯科版必修1.doc

《2018-2019學年高中化學 第4章 材料家族中的元素 第1節(jié) 硅 無機非金屬材料作業(yè)3 魯科版必修1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學年高中化學 第4章 材料家族中的元素 第1節(jié) 硅 無機非金屬材料作業(yè)3 魯科版必修1.doc（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第1節(jié) 硅 無機非金屬材料 [基礎(chǔ)達標] 1．下列說法正確的是(　　) A．SiO2與H2O可以直接化合生成硅酸 B．C與SiO2反應(yīng)，C過量生成CO、SiO2過量生成CO2 C．盛放石灰水的試劑瓶瓶塞不能用玻璃塞，應(yīng)用橡膠塞 D．Si與NaOH溶液反應(yīng)體現(xiàn)了Si的氧化性 解析：選C。SiO2難溶于水且不與水反應(yīng)，故不可用SiO2與H2O直接化合來生成硅酸；C與SiO2反應(yīng)的產(chǎn)物與反應(yīng)物用量無關(guān)；Si與NaOH溶液反應(yīng)Si價態(tài)升高體現(xiàn)了Si的還原性。 2．關(guān)于硅的化學性質(zhì)的敘述中，不正確的是(　　) A．在常溫下，不與任何酸反應(yīng) B．在常溫下，可與強堿溶液反應(yīng) C．在加熱條件下，能與氧氣反應(yīng) D．硅有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體 解析：選A。A項，在常溫下，Si能與氫氟酸反應(yīng)，不正確；Si在常溫下能與強堿溶液反應(yīng)，加熱條件下也能與Cl2、O2等反應(yīng)，B、C正確；單質(zhì)硅有晶體硅和無定形硅兩種，D正確。 3. 兵馬俑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(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BaOCuO2SiO2 B．性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色 C．易溶解于強酸和強堿 D．x等于6 解析：選C。硅酸銅鋇中各元素化合價：SiO，由正負化合價代數(shù)和等于零得：2＋2＋42－2x＝0，x＝6，則其化學式為BaCuSi2O6，用氧化物表示為BaOCuO2SiO2，因兵馬俑至今仍保留藍紫色，說明它性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色。 4．下列物質(zhì)的變化，不能通過一步化學反應(yīng)完成的是(　　) A．CO2→H2CO3　　　　　 B．SiO2→Na2SiO3 C．SiO2→H2SiO3 D．Na2O2→Na2CO3 解析：選C。SiO2不能與水直接反應(yīng)生成H2SiO3。 5．下列有關(guān)硅酸鹽的敘述，正確的是(　　) A．大部分硅酸鹽都易溶于水，Na2SiO3是常見的可溶性硅酸鹽，其水溶液俗稱水玻璃，可用做建筑黏合劑 B．石英砂可與燒堿反應(yīng)制水玻璃：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O C．硅酸具有酸的通性，能使石蕊試液變紅 D．石棉[Mg3Ca(SiO3)4]可表示為氧化物形式：3MgOCaO4SiO2 解析：選B。硅酸鹽大部分難溶于水，常見硅酸鹽中只有Na2SiO3、K2SiO3等可溶，Na2SiO3的水溶液具有黏性，可做建筑黏合劑，A錯誤；石英砂成分為SiO2，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，NaOH、Na2SiO3為強電解質(zhì)可拆成離子形式，B正確；硅酸具有酸的通性，如能與堿反應(yīng)，但其難溶于水，不能使石蕊變色，C錯；硅酸鹽改寫成氧化物形式時要按“較活潑金屬氧化物→較不活潑金屬氧化物→二氧化硅→水”的順序排列，由于Ca活潑性強于Mg，所以其氧化物形式為CaO3MgO4SiO2，D錯。 6．下列坩堝中不可用于熔化KOH的是(　　) A．鐵坩堝 B．鎳坩堝 C．瓷坩堝 D．石墨坩堝 解析：選C。本題主要考查知識點二，并且判斷哪種坩堝中含有SiO2，瓷坩堝中含有SiO2，高溫下與KOH反應(yīng)。 7．判斷正誤。 (1)自然界存在硅單質(zhì)的同素異形體，性質(zhì)較穩(wěn)定。(　　) (2)單質(zhì)硅的導電性介于導體和絕緣體之間。(　　) (3)晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，能導電。(　　) (4)含硅的鋼具有良好的導磁性和耐酸性。(　　) (5)最早使用的半導體材料是硅。(　　) 解析：硅單質(zhì)存在同素異形體，但自然界中無單質(zhì)硅。硅導電性介于導體和絕緣體之間，是重要的半導體材料，最早使用的半導體材料是鍺。 答案：(1)　(2)√　(3)　(4)√　(5) 8．氮化硅是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，它的硬度大、熔點高、化學性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與氮在1 300 ℃時反應(yīng)獲得。 (1)根據(jù)性質(zhì)，推測氮化硅陶瓷的用途是________(填序號)。 ①制汽輪機葉片　②航空航天耐高溫材料?、壑朴谰眯阅＞摺、芷嚢l(fā)動機 (2)畫出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖：________，寫出氮化硅的化學式：________。 (3)高純硅與純氮氣反應(yīng)制得氮化硅，請寫出反應(yīng)的化學方程式：________________________________________________________________________。 解析：從有關(guān)信息可知，氮化硅是一種類似二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)的晶體，因此具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)良性能。由于Si元素顯＋4價，N元素顯－3價，故氮化硅的化學式為Si3N4。 答案：(1)①②③④　(2)○＋7 2,5,　Si3N4　(3)2N2＋3SiSi3N4 [能力提升] 9．向用石蠟圍成的“Spark”凹槽內(nèi)注入某溶液，即可在玻璃上刻蝕出“Spark”的字樣，則該溶液是(　　) A．鹽酸 B．氫氟酸 C．燒堿 D．飽和食鹽水 解析：選B。常溫下玻璃中的SiO2可與氫氟酸反應(yīng)。 10．若把4.2 g硅和9.2 g鈉同時放入水中，充分反應(yīng)后，能收集到氫氣的體積(標準狀況)為(　　) A．22.4 L B．11.2 L C．5.6 L D．2.8 L 解析：選B。本題考查硅與NaOH溶液的反應(yīng)，解決本題分步計算： (1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2 2 1 mol　　　n(NaOH)　n1 n1＝ mol＝0.2 mol， n(NaOH)＝0.4 mol。 (2)Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 1 2 2 0．15 mol 0.4 mol n2 NaOH過量，按Si的量計算得n2＝0.3 mol， 所以n(H2)＝n1＋n2＝0.2 mol＋0.3 mol＝0.5 mol， V(H2)＝0.5 mol22.4 Lmol－1＝11.2 L。 11．在F、C、S、Si四種元素中，每種元素的單質(zhì)或化合物都有某些性質(zhì)不同于其他三種元素的單質(zhì)或化合物，若需要從中找出硅元素，那么其理由是(　　) A．單質(zhì)的沸點最高 B．氫化物的穩(wěn)定性最好 C．最高價含氧酸的酸性最強 D．晶體單質(zhì)的導電性介于導體與絕緣體之間 解析：選D。四種元素形成的單質(zhì)中，F(xiàn)2是氣體，C、S、Si是固體，且碳單質(zhì)的沸點最高；四種元素的氫化物，因F的非金屬性最強，故氟化氫最穩(wěn)定；四種元素中，只有F沒有最高價含氧酸，H2SO4、H2CO3、H2SiO3相比較，易知H2SO4的酸性最強；四種元素的單質(zhì)形成的晶體中，只有晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間。 12．下列物質(zhì)放置在空氣中變質(zhì)(不考慮水分蒸發(fā)和吸收空氣中的水分)，且能析出沉淀，加入鹽酸時固體不溶解的是(　　) A．澄清石灰水　　　　　　 B．水玻璃 C．濃硫酸 D．NaOH溶液 解析：選B。A項中的Ca(OH)2能與空氣中的CO2反應(yīng)，生成CaCO3沉淀而變質(zhì)，但CaCO3能與鹽酸反應(yīng)而溶解；B項為Na2SiO3溶液，露置于空氣中時易吸收空氣中的CO2和H2O生成H2SiO3沉淀而使Na2SiO3變質(zhì)，且H2SiO3不與鹽酸反應(yīng)；C項中濃H2SO4會吸收空氣中的水分，但不會變質(zhì)；D項中的NaOH也能與空氣中的CO2反應(yīng)，生成Na2CO3而變質(zhì)，但Na2CO3不是沉淀。 13．實驗室里保存下列試劑，關(guān)于其保存的方法和理由描述都正確的是(　　) 選項 試劑 保存方法 理由 A 固體氫氧化鈉 存放在帶橡皮塞的廣口瓶中 防止與空氣接觸被氧化和與水蒸氣、二氧化碳接觸而變質(zhì) B 碳酸鈉晶體 存放在干燥密封的廣口瓶中 防止潮解而碎裂成粉末 C 液溴 存放在帶橡皮塞的細口瓶中，并用水封 防止揮發(fā) D 濃硝酸 存放在棕色細口試劑瓶中，置于陰涼處 防止揮發(fā)及見光分解 解析：選D。A選項NaOH不能被空氣氧化；B選項碳酸鈉晶體易風化，不會發(fā)生潮解；C中液溴能腐蝕橡膠，因此存放液溴的試劑瓶要用玻璃塞。 14．已知A是一種不溶于水的酸性氧化物。根據(jù)下圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答： (1)A是________，B是________，D是________。 (2)寫出①～⑤各步反應(yīng)的化學方程式，如是離子反應(yīng)請改寫成離子方程式。 ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________； ⑤________________________________________________________________________。 解析：本題的突破口在于“A是一種不溶于水的酸性氧化物”，據(jù)此可推知A是SiO2。聯(lián)系SiO2的相關(guān)性質(zhì)，SiO2跟Na2CO3高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，二者在水溶液中反應(yīng)生成H2SiO3沉淀，H2SiO3受熱分解生成SiO2，驗證A為SiO2是正確的。SiO2→B→H2SiO3，知B是可溶性硅酸鹽(Na2SiO3或K2SiO3等)。 答案：(1)SiO2　Na2SiO3　H2SiO3　(2)①Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑?、赟iO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO?、跾iO2＋2OH－===SiO＋H2O?、躍iO＋2H＋===H2SiO3↓?、軭2SiO3SiO2＋H2O 15．含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導纖維，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。 (1)易與C發(fā)生化學反應(yīng)的酸是________，反應(yīng)的化學方程式是________________________________________________________________________。 (2)將C與純堿混合高溫熔融時也發(fā)生化學反應(yīng)生成D，同時還生成B的最高價氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學反應(yīng)生成含A的化合物F。 ①寫出生成D和F的化學反應(yīng)方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中可選用的是 ________________________________________________________________________。 A．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝 C．鐵坩堝 解析：(1)C為SiO2，能與SiO2反應(yīng)的酸只有氫氟酸。 (2)SiO2與Na2CO3高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料都能與Na2CO3在高溫下反應(yīng)，故不能用普通玻璃、石英玻璃制的坩堝熔融Na2CO3。 答案：(1)氫氟酸(HF)　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (2)①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑， Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3?、贑