高中化学专题3从矿物到基础材料第三单元含硅矿物与信息材料课时作业苏教必修

第三单元含硅矿物与信息材料
1．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。

以下表达不正确是( ) A．硅单质可用来制造太阳能电池
B．二氧化硅是制造光导纤维材料
C．二氧化硅是制造玻璃主要原料
D．集成电路是二氧化硅制造
解析SiO2是制造光导纤维材料，集成电路是由晶体硅制造，D 错误。

答案D
2．以下试剂能贮存在磨口玻璃塞试剂瓶里是( )
A．HF溶液 B．KOH溶液 C．盐酸D．水玻璃
解析玻璃成分中含有二氧化硅，氢氟酸能与玻璃中二氧化硅反响，A项错误；KOH溶液也能与磨口处玻璃中二氧化硅反响生成矿物胶硅酸钾，使瓶塞难以翻开，B项错误；水玻璃成分是硅酸钠，是一种矿物胶，容易使磨口玻璃塞打不开，D项错误。

答案C
3．以下关于硅说法不正确是( )
A．硅是非金属元素，但它单质是灰黑色有金属光泽固体
B．硅导电性能介于金属与绝缘体之间，是良好半导体材料
C．在常温下，硅化学性质活泼
D．硅是人类将太阳能转换为电能常用材料
解析 A 项，晶体硅构造与金刚石类似，它是灰黑色有金属光泽非金属固体，正确；B 项，硅在元素周期表中处于金属与非金属过渡位置，所以晶体硅导电性介于导体与半导体之间，是良好半导体材料，正确；C 项，常温下，硅化学性质不活泼，错误；D 项，硅是将太阳能转换为电能常用材料，正确。

答案 C
4．硅在自然界只以化合态形式存在，如铁矿石中硅主要以脉石(SiO 2)形式存在。

炼铁时为了除去脉石，向炼铁高炉中参加石灰石。

该过程不可能涉及化学反响是( )
A ．CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2
↑ B ．2FeO ＋Si=====高温2Fe ＋SiO 2
C ．SiO 2＋3C=====
高温SiC ＋2CO↑ D ．CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 3
解析 高温下石灰石首先分解产生CaO 与CO 2，生成生石灰(碱性氧化物)可与SiO 2(酸性氧化物)反响实现高炉造渣；生成CO 2可与碳反响提供一局部复原剂CO 。

因无单质硅，所以没有B 项所给反响发生。

答案 B
5．材料是人类赖以生存物质根底，制造水泥、玻璃都要用到原料是
( )
A ．石灰石
B ．纯碱
C ．黏土
D ．石膏
解析生产玻璃原料是纯碱、石灰石与石英，生产水泥以黏土与石灰石为主要原料，共同材料为石灰石。

答案A
6．水玻璃是建筑行业常用粘合剂，并可用于木材防火与防腐处理。

水玻璃是( )
A．CaSiO3固体B．SiO2 C．Na2SiO3水溶液D．H2SiO3
解析水玻璃是硅酸钠水溶液。

答案C
7．以下反响不能一步完成是( )
A．SiO2―→Na2SiO3
B．SiO2―→H2SiO3
C．SiO2―→CaSiO3
D．H2SiO3―→SiO2
解析二氧化硅可与氢氧化钠直接反响生成硅酸钠；氧化钙可与二氧化硅在高温下反响生成硅酸钙；硅酸可直接加热分解生成二氧化硅，故只有B符合题意。

答案B
8．水玻璃是建筑行业常用黏合剂，并可用于木材防火与防腐处理。

水玻璃是( )
A．CaSiO3固体B．SiO2 C．Na2SiO3水溶液D．H2SiO3
解析 水玻璃是硅酸钠水溶液。

答案 C
9．以下关于SiO 2与CO 2说法中正确是( )
A ．CO 2、SiO 2分别是碳酸与硅酸酸酐
B ．CO 2与SiO 2与水反响分别生成相应酸
C ．CO 2是酸性氧化物，SiO 2是两性氧化物
D ．CO 2与SiO 2都是由相应分子组成
解析 虽然SiO 2是H 2SiO 3酸酐，但CO 2可溶于水生成H 2CO 3，SiO 2却不能溶于水生成H 2SiO 3，B 错误；SiO 2与CO 2都是酸酐，都是酸性氧化物，A 正确，C 错误；CO 2是由CO 2分子构成，而SiO 2那么是由硅原子与氧原子构成，SiO 2中不存在分子，D 错误。

答案 A
10．单晶硅是制作电子集成电路根底材料。

用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为：
①SiO 2＋2C=====
高温Si ＋2CO↑ ②Si＋2Cl 2=====△SiCl 4
③SiCl 4＋2H 2=====
高温Si(纯)＋4HCl 以下对上述三个反响表达中，错误是( )
A ．①③为置换反响
B ．②为化合反响
C ．①②③均为氧化复原反响
D ．三个反响反响物中硅元素均被复原
解析反响①③中硅元素被复原，反响②中硅元素被氧化。

D错误。

答案D
高温SiC＋2CO↑中氧化剂与复原剂物质量之11．反响SiO2＋3C=====
比为( )
A．1∶3 B．3∶1 C．1∶2 D．2∶1
解析该反响中只有C化合价发生变化，其中1个C原子化合价降低，2个C原子化合价升高，应选C。

答案C
12．陶瓷已广泛应用于生活与生产中，以下不属于陶瓷制品是( ) A．电器中绝缘瓷管
B．实验室中坩埚
C．实验室中试管
D．建筑上烧制砖瓦
解析实验室中试管成分是玻璃。

答案C
13．以下说法中不正确是( )
A．硅酸盐工业使用每一种原料都含有硅
B．水泥、普通玻璃都是混合物
C．生产水泥与玻璃都必须用石灰石
D．用纯洁石英制成石英玻璃，它膨胀系数小，常用来制造耐高温化学仪器
解析制水泥原料是黏土与石灰石，制玻璃原料是纯碱、石灰石与
石英。

纯碱、石灰石中都不含有硅。

答案A
14．(1)制造普通水泥主要原料有________与________。

(2)工业上制造普通玻璃主要原料是________、________、________，设备是________，普通玻璃成分是________。

解析此题主要考察水泥、玻璃有关知识，要求记忆水泥、玻璃有关知识。

答案(1)黏土石灰石
(2)纯碱石灰石石英玻璃熔炉Na2O·CaO·6SiO2 15．除去括号中杂质，将操作方法与化学方程式填入表中。

解析SiO2不溶于盐酸，CaCO3、CaO、Fe2O3都能溶于盐酸，所以都可以参加盐酸，然后过滤。

答案①加盐酸、过滤CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
②加盐酸，过滤CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O
③加盐酸，过滤Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
16．判断以下说法正误，并加以解释(在括号中填正误，横线上填解释)。

(1)二氧化硅溶于水显酸性。

( )________。

(2)二氧化碳通入水玻璃可得到硅酸。

( )________。

(3)高温时有CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2
↑，所以硅酸酸性比碳酸强。

( )____________。

(4)因为二氧化硅属于酸性氧化物，所以它不溶于任何酸。

( )________。

解析 (1)二氧化碳不溶于水，也不与水反响；(2)碳酸酸性比硅酸酸性强，所以二氧化碳通入水玻璃可得到硅酸；(3)高温时有CaCO 3
＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2
↑，只能说高沸点二氧化硅可制取低沸点二氧化碳；(4)二氧化硅溶于氢氟酸。

答案 (1)错 二氧化硅不溶于水，也不与水反响
(2)正确 碳酸酸性比硅酸酸性强
(3)错 只能说高沸点二氧化硅可制取低沸点二氧化碳
(4)错 二氧化硅溶于氢氟酸
17．A 、B 、C 、D 四种物质均含有硅元素，各物质之间相互转化关系如以下图所示：
：C 是A 与烧碱溶液反响产物。

据此，答复以下问题：
(1)试写出各物质化学式：A________，B________，
C________，D________。

(2)写出A―→B化学方程式：________________。

(3)分别写出A―→C，C―→D离子方程式：________________，_________________________________________________________ _________。

解析由A、B、C、D均含有硅元素，且C是A与NaOH溶液反响产物，可知C是Na2SiO3，D是H2SiO3，A是SiO2，B是Si。

答案(1)SiO2Si Na2SiO3H2SiO3
高温Si＋2CO↑
(2)SiO2＋2C=====
(3)SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓18．(加试题)硅是无机非金属材料主角，硅氧化物与硅酸盐约占地壳质量90%以上。

(1)SiO2是玻璃成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反响化学方程式为_________________________________________________________ ________。

工艺师常用____________(填物质名称)来雕刻玻璃。

(2)用Na2SiO3溶液浸泡过棉花不易燃烧，表达Na2SiO3用途可作______________原料。

高温Si＋2CO↑制备硅单质，该反响中(3)工业上常用2C＋SiO2=====
有元素化合价升高物质是________________(填化学式，下同)，氧化剂是______________。

解析(1)SiO2与NaOH溶液反响化学方程式为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水溶液又称“水玻璃〞，它具有阻燃功能，因此可作防
火剂。

(3)反响中C被氧化，SiO2中Si＋4被复原，因此SiO2作氧化剂。

答案(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 氢氟酸
(2)防火剂(3)C SiO2
19．(加试题)晶体硅是一种重要非金属材料，制备纯硅主要步骤如下：①高温下用碳复原二氧化硅制得粗硅
300 ℃②粗硅与枯燥HCl气体反响制得SiHCl3：Si＋3HCl=====
SiHCl3＋H2
③SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃反响制得纯硅
SiHCl3能与H2O强烈反响，在空气中易自燃。

请答复以下问题：
(1)第①步制备粗硅化学反响方程式为_________________________________________________________ __________
_________________________________________________________ _______。

(2)粗硅与HCl反响完全后，经冷凝得到SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)与HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用方法为
_________________________________________________________ _______。

(3)用SiHCl3与过量H2反响制备纯硅装置如下(热源及夹持装置略去)：
①装置B中试剂是____________。

装置C中烧瓶需要水浴加热，其目是_________________________________________________________ ___。

②反响一段时间后，装置D中观察到现象是____________________，装置D不能采用普通玻璃管原因是____________________，装置D中发生反响化学方程式为_____________________________________________________。

③为保证制备纯硅实验成功，操作关键是检查实验装置气密性，控制好反响温度以及________________。

解析(1)根据题给信息，粗硅可以用碳复原二氧化硅方法来制得，
高温Si＋2CO↑。

(2)因HCl易溶于故反响方程式为SiO2＋2C=====
水，而SiHCl3与H2O强烈反响，故提纯SiHCl3方法只能在无水条件下利用它们沸点不同，采用分馏方法进展。

(3)①因SiHCl3与水强烈反响，故A中产生H2必须枯燥，故B中液体一定为浓H2SO4，且C中烧瓶需水浴加热，其目是使SiHCl3汽化，加快与H2反响；②根据题给信息石英管中产生物质应为硅，故D中现象为有固体产生，由题给信息，制纯硅反响条件为1 000～1 100 ℃，
此温度下普通玻璃容易软化；③因高温下H2与O2容易反响而爆炸，故还应排尽装置中空气。

高温Si＋2CO↑(2)分馏(或蒸馏)
答案(1)SiO2＋2C=====
(3)①浓硫酸使滴入烧瓶中SiHCl3汽化②有固体物质生成在
1 000～1 100 ℃Si 反响温度下，普通玻璃会软化SiHCl3＋H2===============
＋3HCl ③排尽装置中空气
第11 页。