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1、
課后優(yōu)化訓(xùn)練
基 礎(chǔ) 強(qiáng) 化
1.有科學(xué)家認(rèn)為:硅是“21世紀(jì)的能源”、“未來的石油”,下列有關(guān)硅可能成為新型能源的依據(jù)的敘述中不正確的是( )
A. 自然界存在大量硅單質(zhì)
B. 自然界的硅易開采,且可再生
C. 硅燃料便于運(yùn)輸、貯存,從安全角度考慮,硅是優(yōu)質(zhì)燃料
D. 硅燃料燃燒放出的熱量多,其燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的污染容易有效地控制
解析 在自然界中硅全部以化合態(tài)形式存在,A不正確;自然界中硅含量豐富,硅燃料便于運(yùn)輸、貯存,且燃燒放出熱量多,這是可能成為新型能源的依據(jù)。
答案 A
2.下列物質(zhì)中,不含有硅酸鹽的是( )
A. 水玻璃 B. 硅芯片
C. 黏土
2、 D. 普通水泥
解析 水玻璃中含有硅酸鈉,普通水泥中含有硅酸鈣、硅酸鈉,黏土含有復(fù)雜的硅酸鹽,硅芯片中含的是硅單質(zhì)。
答案 B
3.漢代器物上的顏料“漢紫”至今尚未發(fā)現(xiàn)其自然存在的記載。科學(xué)家進(jìn)行超導(dǎo)材料研究時(shí),偶然發(fā)現(xiàn)其成分為紫色的硅酸銅鋇(化學(xué)式:BaCuSi2Ox,Cu為+2價(jià)),下列有關(guān)“漢紫”的說法中不正確的是( )
A. 用鹽的形式表示:BaSiO3CuSiO3
B. 用氧化物形式表示:BaOCuO2SiO2
C. 易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和水
D. 性質(zhì)穩(wěn)定,不易褪色
解析 由化合價(jià)代數(shù)和為0,得(+2)+(+2)+(+4)2+(-2)x=0,解得x=6,故A、B正確
3、,由題目可知D項(xiàng)正確,故選C。
答案 C
4.下列關(guān)于碳和硅的比較,正確的是( )
A. 它們的氧化物都能與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸
B. 碳和硅的單質(zhì)都能與O2反應(yīng)
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)
解析 SiO2不溶于水也不與水反應(yīng),A錯(cuò);碳和O2反應(yīng)可生成CO或CO2,硅與O2反應(yīng)生成SiO2,B正確;地殼中含量最多的元素是氧,其次是硅,C錯(cuò);自然界中有游離態(tài)的碳(如金剛石),沒有游離態(tài)的硅,因?yàn)楣枋且环N親氧元素,D錯(cuò)。
答案 B
5.材料與化學(xué)密切相關(guān),表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是( )
材料
主要
4、化學(xué)成分
A.
剛玉、金剛石
三氧化二鋁
B.
大理石、石灰石
碳酸鈣
C.
普通水泥、普通玻璃
硅酸鹽
D.
沙子、石英
二氧化硅
解析 剛玉主要成分是三氧化二鋁,金剛石是由碳元素組成的單質(zhì),而不是三氧化二鋁。
答案 A
6.下列試劑貯存方法正確的是( )
A. 氫氟酸用玻璃瓶密封貯存
B. NaOH溶液用磨口玻璃瓶加玻璃塞封存
C. 水玻璃用塑料桶敞口放置
D. 純堿溶液可用帶橡膠塞的玻璃瓶封存
解析 氫氟酸腐蝕玻璃,不能用玻璃瓶盛裝;NaOH與玻璃中的SiO2反應(yīng),使玻璃塞與瓶口粘合在一起,無法打開瓶塞;水玻璃敞口放置易與空氣中的CO2反應(yīng)而變質(zhì)
5、。
答案 D
7.露置于空氣中一段時(shí)間后的水玻璃會(huì)變渾濁。向此渾濁溶液中加入稀鹽酸,會(huì)生成白色沉淀,同時(shí)伴隨有氣泡產(chǎn)生。用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因:
(1)溶液變渾濁________________________________________。
(2)生成白色沉淀______________________________________。
(3)產(chǎn)生氣泡__________________________________________。
解析 水玻璃在空氣中放置時(shí),一些Na2SiO3會(huì)與空氣中的CO2和水反應(yīng):Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+
6、Na2CO3生成的H2SiO3不溶,故出現(xiàn)渾濁;向此渾濁液中加入鹽酸,會(huì)有Na2SiO3與鹽酸反應(yīng)生成H2SiO3沉淀,同時(shí)溶液中的Na2CO3與HCl反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體。
答案 (1)Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3
(2)Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓
(3)Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
8.硅是無機(jī)非金屬材料的主角,硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。
(1)SiO2是玻璃的成分之一,SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________,
7、工藝師常用________(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃。
(2)用Na2SiO3溶液浸泡過的棉花不易燃燒,體現(xiàn)Na2SiO3的用途可作________的原料。
(3)工業(yè)上常用2C+SiO2Si+2CO↑制備硅單質(zhì),該反應(yīng)中有元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是________(填化學(xué)式,下同),氧化劑是________。
解析 (1)SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O。由于SiO2能溶于氫氟酸,因此工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃。
(2)Na2SiO3的水溶液又稱“水玻璃”,它具有阻燃的功能,因此可作防火劑。
(3)反應(yīng)中C被氧化,SiO2中的
8、+4價(jià)的硅被還原,因此SiO2作氧化劑。
答案 (1)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O 氫氟酸
(2)防火劑
(3)C SiO2
能 力 提 升
1.下列表述正確的是( )
①水晶的主要成分是二氧化硅 ②化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無溶劑合成,瑪瑙的主要成分是硅酸鹽 ③建造三峽大壩使用了大量水泥,水泥是硅酸鹽材料 ④金剛石與金剛砂的成分相同?、萏柲茈姵乜刹捎霉璨牧现谱鳎鋺?yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能
A. ①②③ B. ②④
C. ③④⑤ D. ①③⑤
解析 瑪瑙的主要成分是二氧化硅;金剛石是碳的單質(zhì),金剛砂的成分是SiC。
答案 D
2.新型
9、無機(jī)材料碳化鈦(TiC)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)等稱為非氧化物陶瓷,合成這些物質(zhì)需在高溫下進(jìn)行,在合成工藝中必須注意( )
A. 通入充足的氧氣
B. 可在空氣中進(jìn)行
C. 通入少量氧氣
D. 可在氮?dú)夥諊泻铣?
解析 新型無機(jī)材料TiC、B4C、Si3N4在高溫下均能與氧氣發(fā)生反應(yīng),故應(yīng)在無氧的環(huán)境下合成。
答案 D
3.世界著名的科技史專家、英國劍橋大學(xué)的李約瑟博士考證說:“中國至少在距今3000年以前,就已經(jīng)使用玻璃了。”下列有關(guān)普通玻璃的說法不正確的是( )
A. 制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英
B. 玻璃在加熱熔化時(shí)有固定的熔點(diǎn)
C.
10、 普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅
D. 盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,是為了防止燒堿跟二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起
解析 玻璃沒有固定的熔點(diǎn)。
答案 B
4.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HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;
③SiHCl3與過量H2在1000~1100C反應(yīng)制得純硅。
已知SiHCl3能與H2O劇烈反應(yīng),在空氣中易自燃。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)第①制備粗硅的化學(xué)方程式為_________________________
11、_ ____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0C)中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6C)和HCl(沸點(diǎn)84.7C),提純SiHCl3的方法為__________________________________。
(3)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如圖所示(熱源及夾持裝置均已略去):
①裝置B中的試劑是______
12、__,裝置C中的燒瓶需要加熱,其目的是__________________。
②裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及______________________________。
解析 (1)由所給信息高溫下用炭還原二氧化硅制得粗硅,可
13、寫出反應(yīng)方程式SiO2+2CSi+2CO↑。
(2)根據(jù)題中所給混合物中各沸點(diǎn),SiHCl3沸點(diǎn)最低,可采用分餾(或蒸餾)的方法,將SiHCl3分離出來。
(3)SiHCl3能與水劇烈反應(yīng),應(yīng)將制得的H2中的水蒸氣除去,故裝置B中的試劑是濃硫酸。常溫下SiHCl3為液體,反應(yīng)時(shí)應(yīng)使其汽化后再在D處與H2反應(yīng),故裝置C的燒瓶需加熱。制備純硅的實(shí)驗(yàn)成功除所給控制條件外還應(yīng)排盡體系中的空氣,因?yàn)镾iHCl3在空氣中易自燃,H2在加熱時(shí)與空氣反應(yīng)可能引起爆炸。
答案 (1)SiO2+2CSi+2CO↑
(2)分餾(或蒸餾)
(3)①濃硫酸 使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化
②SiHCl3+H2Si+3HCl ③排盡裝置中的空氣
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