2019年高中化學(xué) 第四章 非金屬及其化合物 第一節(jié) 第1課時(shí)二氧化硅和硅酸基礎(chǔ)提升練習(xí) 新人教版必修1【基礎(chǔ)篇】題組一二氧化硅的性質(zhì)與用途1.關(guān)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(guān)其說法正確的是()A.化學(xué)性質(zhì)不活潑B.可溶于水且顯酸性C.熔沸點(diǎn)較低，物理性質(zhì)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(diǎn)很高，與氫氟酸反應(yīng)。2.除去SiO2中混有的少量生石灰和石灰石，有如下操作：加水溶解加水煮沸過濾加稀鹽酸加稀H2SO4，正確的操作順序是()A. B. C. D.答案B解析加稀鹽酸與CaO、CaCO3反應(yīng)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。3.下列關(guān)于SiO2的說法，正確的是()A.SiO2是制造光導(dǎo)纖維的重要材料B.SiO2溶于水生成硅酸C.SiO2對應(yīng)水化物的酸性比碳酸強(qiáng)D.SiO2是酸性氧化物，不跟任何酸反應(yīng)答案A解析SiO2不溶于水；硅酸酸性比碳酸弱；SiO2是酸性氧化物，但可與氫氟酸反應(yīng)。4.下列試劑能用帶玻璃塞的玻璃瓶保存的是()A.Na2SiO3溶液 B.KMnO4溶液C.氫氟酸 D.NaOH溶液答案B解析玻璃中含有SiO2與NaOH溶液長時(shí)間作用會生成Na2SiO3，Na2SiO3溶液有粘性，可將玻璃塞與玻璃瓶粘在一起打不開，A、D錯(cuò)誤；氫氟酸可腐蝕玻璃，一般用塑料瓶盛裝，C錯(cuò)誤。5.指出下列反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在AE 選項(xiàng)中選擇正確答案填入括號內(nèi)。(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O()(2)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2()(3)SiO22CSi2CO()(4)SiO23CSiC2CO()(5)SiO24HF=SiF42H2O()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(yīng)答案(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A解析(1)中SiO2表現(xiàn)的是酸性氧化物的性質(zhì)。(2)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(yīng)。6.生石灰中往往含有雜質(zhì)CaCO3和SiO2，檢驗(yàn)它是否存在著兩種雜質(zhì)的最好試劑是()A.水 B.鹽酸 C.硫酸 D.燒堿溶液答案B解析生石灰能溶于水生成氫氧化鈣與二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣沉淀，碳酸鈣不溶于水，所以有不溶于水的物質(zhì)出現(xiàn)，不能說明雜質(zhì)是否含有碳酸鈣和二氧化硅，A錯(cuò)誤；碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，二氧化硅不溶于鹽酸，生石灰溶于鹽酸生成氯化鈣和水，所以有氣體產(chǎn)生說明有碳酸鈣，有不溶物，說明有二氧化硅，B正確；碳酸鈣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣，微溶于水，二氧化硅不溶于硫酸，所以有不溶于水的物質(zhì)出現(xiàn)，不能確定是碳酸鈣還是二氧化硅，C錯(cuò)誤；碳酸鈣不溶于氫氧化鈉，二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉，生石灰溶于水，所以不能確定是否含有二氧化硅，D錯(cuò)誤。題組二硅酸的性質(zhì)與用途7.下列關(guān)于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的說法中不正確的是()A.兩者均為弱酸B.兩者均可使紫色石蕊試液變紅色C.CO2氣體通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸D.兩者受熱時(shí)均可以分解答案B解析硅酸不能使紫色石蕊試液變紅，B錯(cuò)誤。因?yàn)镠2CO3酸性強(qiáng)于H2SiO3，故可以用H2CO3制備H2SiO3：CO2H2ONa2SiO3=Na2CO3H2SiO3。8.在存放照相機(jī)、顯微鏡、食品和藥品的包裝盒中常發(fā)現(xiàn)一些袋裝透明的膠狀顆粒，該顆粒的主要作用是干燥，其成分是()A.活性炭 B.氯化鈉C.硅膠 D.小蘇打答案C解析以上四種物質(zhì)中只有硅膠是干燥劑。9.下列關(guān)于硅酸的說法正確的是()A.硅酸可以通過SiO2和水化合反應(yīng)直接制得B.可用反應(yīng)Na2SiO32HCl=2NaCl H2SiO3制取硅酸C.因?yàn)楣杷犭y溶于水，所以它不能與NaOH溶液反應(yīng)D.干燥劑“硅膠”的主要成分是硅酸鈉答案B解析SiO2難溶于水，因此不能與水化合反應(yīng)直接制得硅酸，A錯(cuò)誤；由于酸性HCl>H2SiO3，所以可用反應(yīng)Na2SiO32HCl=2NaCl H2SiO3制取硅酸，B正確；盡管硅酸難溶于水，但是它仍能與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生硅酸鈉和水，C錯(cuò)誤；干燥劑“硅膠”的主要成分是硅酸，D錯(cuò)誤。10.純二氧化硅可用下列流程制得。下列說法不正確的是()A.X可用作木材防火劑B.步驟的反應(yīng)是Na2SiO3H2SO4=H2SiO3Na2SO4C.步驟中的稀硫酸可用CO2來代替D.步驟 若在實(shí)驗(yàn)室完成，一般在蒸發(fā)皿中進(jìn)行答案D解析X為硅酸鈉溶液，可用作木材防火劑，A正確；步驟的反應(yīng)是Na2SiO3H2SO4=H2SiO3Na2SO4，B正確；碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，故步驟中的稀硫酸可用CO2來代替，C正確；步驟 為硅酸固體的灼燒，若在實(shí)驗(yàn)室完成，一般在坩堝中進(jìn)行，D錯(cuò)誤?！咎嵘?1.(1)普通玻璃又稱為鈉玻璃，試寫出生產(chǎn)普通玻璃過程中發(fā)生反應(yīng)的一個(gè)化學(xué)方程式：_。(2)實(shí)驗(yàn)室用于盛放堿性試劑的試劑瓶不用磨口玻璃塞的原因是：_(用離子方程式表示)。(3)有一種特殊玻璃為鉀玻璃，其熱膨脹系數(shù)較小，較難熔化，較難受化學(xué)藥品的侵蝕，可用于制作一般的化學(xué)儀器。現(xiàn)以石英砂、苛性鉀、熟石灰為原料，熔制鉀玻璃，質(zhì)量比為752837(假定這些原料不含雜質(zhì))，試用氧化物的形式表示該鉀玻璃的組成_。(4)下列敘述正確的是_(填序號)。SO2、NO、NO2都是形成酸雨的因素，都能和水反應(yīng)生成酸NH3、H2S均不能用濃硫酸干燥水晶的主要成分是SiO2SiO2與CO2都屬于酸性氧化物，都不能與酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室可用NaOH溶液處理Cl2和SO2廢氣NO只能用排水集氣法收集，不能用排空氣法收集；而NO2只能用排空氣法收集，不能用排水集氣法答案(1)Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2或CaCO3SiO2CaSiO3CO2(2)2OHSiO2=SiOH2O(3)K2O2CaO5SiO(4)解析(1)工業(yè)制玻璃主要原料有石英、純堿和石灰石。碳酸鈉與二氧化硅在高溫條件下反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2；碳酸鈣與二氧化硅在高溫條件下反應(yīng)生成硅酸鈣和二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3SiO2CaSiO3CO2。(2)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和強(qiáng)堿反應(yīng)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，離子反應(yīng)為2OHSiO2=SiOH2O，硅酸鈉是一種具有粘性的物質(zhì)，導(dǎo)致瓶塞與瓶口粘在一起，所以盛放堿液的試劑瓶不能用磨口玻璃塞；二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)：SiO24HF=SiF42H2O，氫氟酸應(yīng)保存在塑料瓶中。(3)由石英砂、苛性鉀、熟石灰質(zhì)量比為752837，根據(jù)元素原子守恒，n(KOH)nCa(OH)2n(SiO2)n(K2O)n(CaO)n(SiO2)125，用氧化物表示玻璃的組成為活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水的順序，則玻璃為K2O2CaO5SiO2。(4)NO不能與水反應(yīng)，錯(cuò)誤；濃硫酸不能干燥堿性氣體和還原性的氣體，如NH3、H2S等，正確；水晶的主要成分是SiO2，正確；SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，錯(cuò)誤；Cl2和SO2廢氣都能與NaOH溶液反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)室可用NaOH溶液來處理，正確；NO能與空氣中的氧氣反應(yīng)但不溶于水也不跟水反應(yīng)，只能用排水集氣法收集，不能用排空氣法收集；而NO2不與氧氣反應(yīng)，能與水反應(yīng)，只能用排空氣法收集，不能用排水集氣法，正確；綜上，答案選。12.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(zhì)量分?jǐn)?shù)59.2038.800.250.500.640.61請回答下列問題：(1)根據(jù)氧化物的性質(zhì)進(jìn)行分類，稻殼灰中涉及的氧化物最多有_類。(2)步驟中涉及SiO2的離子反應(yīng)方程式為_。(3)濾渣A的成分有_(填化學(xué)式)。(4)步驟反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(5)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟用到的儀器有坩堝鉗、酒精燈、三腳架、_和_。答案(1)3(2)SiO22OH=SiOH2O(3)C、Fe2O3(4)H2SiO3SiO2H2O(5)坩堝泥三角解析(1)根據(jù)氧化物的性質(zhì)可以把氧化物分為堿性氧化物、酸性氧化物、兩性氧化物、不成鹽氧化物、其他復(fù)雜氧化物5類，稻殼灰中二氧化硅屬于酸性氧化物，氧化鈉、氧化鉀屬于堿性氧化物，氧化鋁屬于兩性氧化物。(2)步驟中涉及SiO2與氫氧根離子反應(yīng)生成硅酸根離子和水，離子方程式是SiO22OH=SiOH2O。(3)稻殼灰的成分中只有二氧化硅、氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，氧化鈉、氧化鉀與水反應(yīng)，而C與氧化鐵均不反應(yīng)，所以濾渣A的成分是C、Fe2O3。(4)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(yīng)生成鋁離子，而硅酸根離子與過量的稀鹽酸反應(yīng)生成硅酸沉淀，過濾得到硅酸，煅燒生成二氧化硅和水，化學(xué)方程式是H2SiO3SiO2H2O。(5)煅燒固體時(shí)，需要將固體放在坩堝中，坩堝放在泥三角上，泥三角放在三腳架上，用酒精燈加熱，用坩堝鉗取下坩堝，所以還需要坩堝和泥三角。13.為確認(rèn)HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，一次實(shí)驗(yàn)即可達(dá)到目的(不必選其他酸性物質(zhì))。請據(jù)此回答：(1)錐形瓶中裝某可溶性正鹽溶液，分液漏斗所盛試劑應(yīng)為_。(2)裝置B所盛的試劑是_，其作用是_。(3)裝置C所盛試劑是_，C中反應(yīng)的離子方程式是_。(4)由此得到的結(jié)論是酸性_>_。答案(1)鹽酸(2)飽和NaHCO3溶液吸收HCl氣體(3)Na2SiO3溶液SiOCO2H2O=H2SiO3CO(或SiO2CO22H2O=2HCOH2SiO3)(4)HClH2CO3H2SiO3解析根據(jù)強(qiáng)酸弱酸鹽弱酸強(qiáng)酸鹽分析可知，分液漏斗中盛裝鹽酸，A中盛放Na2CO3，根據(jù)Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2可以知道酸性HCl強(qiáng)于H2CO3，然后將生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反應(yīng)為Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，由此判斷酸性H2CO3>H2SiO3，但需注意的是A中反應(yīng)會有HCl氣體逸出，故通入Na2SiO3溶液前需將HCl吸收，但不能吸收CO2，故選用飽和NaHCO3溶液。14.化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成化合物D。(1)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(2)將C與純堿混合高溫熔融時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時(shí)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。分別寫出生成D和F的化學(xué)反應(yīng)方程式：_，_。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)100 g C與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。答案(1)氫氟酸(或HF)SiO24HF=SiF42H2O(2)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3AB(3)50%解析二氧化硅用作光導(dǎo)纖維，則C是SiO2；二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水，故D是硅酸鈉。(1)二氧化硅與HF反應(yīng)，與一般的酸不反應(yīng)，化學(xué)方程式是SiO24HF=SiF42H2O。(2)二氧化硅與碳酸鈉高溫反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳?xì)怏w，E是二氧化碳，少量的二氧化碳通入硅酸鈉溶液中，生成硅酸沉淀和碳酸鈉，化學(xué)方程式分別是SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3。純堿為碳酸鈉，高溫下碳酸鈉與二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，所以不能使用含有二氧化硅的坩堝，如石英坩堝、普通玻璃坩堝，應(yīng)選擇鐵坩堝，選AB。(3)二氧化硅和碳酸鈣高溫反應(yīng)生成硅酸鈣和二氧化碳，化學(xué)方程式是SiO2CaCO3CaSiO3CO2，生成二氧化碳的物質(zhì)的量是0.5 mol，所以碳酸鈣的質(zhì)量是0.5 mol100 gmol150 g，所以石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是100%50%。