知能演练 轻松闯关[学生用书单独成册]
[基础温故]
1．下列叙述中，正确的是( ) A．自然界中存在大量的单质硅
B．石英、水晶的主要成分都是二氧化硅
C．二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱溶液发生化学反应 D．自然界中硅元素都存在于石英中
解析：选B。自然界中硅元素含量很高，但都以化合态形式存在，A项错误；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D项错误；二氧化硅的性质稳定，C项错误。
2．下列说法正确的是( )
A．SiO2与H2O可以直接化合生成硅酸
B．C与SiO2反应，C过量生成CO，SiO2过量生成CO2 C．盛放石灰水的试剂瓶瓶塞不能用玻璃塞，应用橡胶塞 D．Si与NaOH溶液反应体现了Si的氧化性
解析：选C。SiO2难溶于水且不与水反应，故不可用SiO2与H2O直接化合来生成硅酸；C与SiO2反应的产物与反应物用量无关；Si与NaOH溶液反应Si价态升高，体现了Si的还原性。
3．下列关于硅及其化合物的说法，不正确的是( ) A．晶体硅可用做半导体材料
B．硅的氧化物都可用做光导纤维的材料 C．碳化硅可用做砂纸、砂轮的磨料 D．水玻璃可用做黏合剂及耐火材料
解析：选B。硅的单质有晶体硅和无定形硅两种，晶体硅才可用做半导体材料。硅的氧化物中晶体二氧化硅才可用做光导纤维的材料。
4．下列有关说法正确的是( )
A．CO2与水反应生成碳酸，是酸性氧化物；SiO2不能与水反应生成硅酸，不是酸性氧化物
B．NaOH溶液不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放 C．除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水
D．粗硅制备时，发生的反应为C＋SiO2===Si＋CO2↑
解析：选B。A项，酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，而不是能与水反应生成酸的氧化物，虽然SiO2不能与水反应生成硅酸，但SiO2能与NaOH溶液反应生成硅酸
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钠和水，是酸性氧化物，错误；B项，玻璃的成分中含二氧化硅，碱性试剂都不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放，正确；C项，二氧化硅和碳酸钙都不溶于水，不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质，错误；D项，粗硅制备时的反应原理是2C＋SiO2=====Si＋2CO↑，需在高温条件下反应，且产物中生成的是CO，而不是CO2，错误。
5．制备硅单质时，主要化学反应如下：
①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)=====Si(粗硅)＋2CO↑； ②Si(粗硅)＋2Cl2=====SiCl4； ③SiCl4＋2H2=====Si(纯硅)＋4HCl。
下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是( ) A．①③为置换反应
B．①②③均为氧化还原反应 C．②为化合反应
D．三个反应的反应物中硅元素均被还原
解析：选D。在反应②中Si元素化合价升高，被氧化。 6．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( ) 选项 A B C D 材料 刚玉、金刚石 大理石、石灰石 普通水泥、普通玻璃 沙子、石英 主要化学成分 三氧化二铝 碳酸钙 硅酸盐 二氧化硅 高温
△
高温
高温
解析：选A。刚玉的成分是Al2O3，金刚石的成分是C，A错误；大理石、石灰石的主要成分都是CaCO3；普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃熔炉中熔融而得到的硅酸盐，普通水泥是以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏而得到的硅酸盐；沙子和石英的主要成分都是SiO2。
7．下列有关硅及其化合物的说法正确的是( ) A．晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料
B．常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在 C．SiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸 D．除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸
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解析：选D。A项，晶体硅虽然具有金属光泽，但它属于非金属单质；其导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。B项，虽然常温下硅的化学性质稳定，但自然界中没有游离态的硅，它主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。C项，SiO2不同于其他酸性氧化物，它不溶于水也不与水反应。D项，SiO2不溶于稀盐酸，可使用稀盐酸除去其中混有的CaCO3，化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。
8．新型无机非金属材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B4C3)、氮化硅等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温下进行，在合成工艺中必须注意( )
A．通入充足的氧气 B．可在空气中进行 C．可在氮气氛围中合成 D．通入少量氧气
解析：选C。合成这些无机非金属材料的过程中应杜绝氧气的存在，否则会生成相应的氧化物。
9．下表中括号内物质是杂质，试将除杂试剂及分离方法填入表内： 混合物 除杂试剂 分离方法 SiO2(CaCO3) CO2(SO2) NaHCO3 (Na2SiO3) SiO2(NaCl) 解析：SiO2(CaCO3)：可利用SiO2不溶于盐酸而CaCO3溶于盐酸除去CaCO3；CO2(SO2)：可通入饱和NaHCO3溶液；NaHCO3(Na2SiO3)：通入足量CO2气体；SiO2(NaCl)：溶于水过滤。
答案： 混合物 除杂试剂 分离方法 SiO2(CaCO3) 盐酸 过滤 CO2(SO2) 饱和NaHCO3溶液 洗气 NaHCO3 (Na2SiO3) 通入足量CO2 过滤 SiO2 (NaCl) 水 过滤 10.氮化硅是一种高温结构陶瓷，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与氮气在1 300 ℃时反应获得。
(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是______(填序号)。
①制汽轮机叶片 ②航空航天耐高温材料 ③制永久性模具 ④汽车发动机 (2)画出N的原子结构示意图：
________________________________________________________________________，
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写出氮化硅的化学式：________。
(3)高纯硅与纯氮气反应制得氮化硅，请写出反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：从有关信息可知，氮化硅具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优良性能。由于Si元素显＋4价，N元素显－3价，故氮化硅的化学式为Si3N4。
答案：(1)①②③④ (2
Si3N4 (3)2N2＋3Si=====Si3N4
1 300 ℃
[能力提升]
11．向用石蜡围成的“Spark”凹槽内注入某溶液，即可在玻璃上刻蚀出“Spark”的字样，则该溶液是( )
A．盐酸 B．氢氟酸 C．烧碱 D．饱和食盐水
解析：选B。常温下玻璃中的SiO2可与氢氟酸反应。 12．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( ) A．CO2是气体，SiO2是固体 B．二氧化硅的熔点比二氧化碳高
C．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 D．CO2通入Na2SiO3中析出硅酸沉淀
解析：选D。酸的酸性强弱与对应酸性氧化物的状态和物理性质无关，A、B均不正确；C项只能说明其对应酸性氧化物与水反应的难易程度，无法比较两种酸的酸性强弱；D项属于较强的酸制取较弱的酸，能够证明硅酸的酸性弱于碳酸的酸性。
13．下列有关硅酸盐的叙述，正确的是( )
A．大部分硅酸盐都易溶于水，Na2SiO3是常见的可溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，可用做建筑黏合剂
－－
B．石英砂可与烧碱反应制水玻璃的离子方程式：SiO2＋2OH===SiO23＋H2O C．硅酸具有酸的通性，能使石蕊试液变红
D．石棉[Mg3Ca(SiO3)4]可表示为氧化物形式：3MgO·CaO·4SiO2
解析：选B。硅酸盐大部分难溶于水，常见硅酸盐中只有Na2SiO3、K2SiO3等可溶，A错；石英砂成分为SiO2，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，NaOH、Na2SiO3为强电解质可拆成离子形式，B正确；硅酸具有酸的通性，如能与碱反应，但其难溶于水，不能使石蕊试液变色，C错；硅酸盐改写成氧化物形式时要按“较活泼金属氧化物→较不活泼金属氧化物→
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二氧化硅→水”的顺序排列，由于Ca活泼性强于Mg，所以其氧化物形式应为CaO·3MgO·4SiO2，D错。
14．下列物质放置在空气中变质(不考虑水分蒸发和吸收空气中的水分)，且能析出沉淀，加入盐酸时固体不溶解的是( )
A．澄清石灰水 B．水玻璃 C．浓硫酸 D．NaOH溶液
解析：选B。A项中的Ca(OH)2能与空气中的CO2反应，生成CaCO3沉淀而变质，但CaCO3能与盐酸反应而溶解；B项为Na2SiO3溶液，露置于空气中时易吸收空气中的CO2和H2O生成H2SiO3沉淀而使Na2SiO3变质，且H2SiO3不与盐酸反应；C项中浓H2SO4会吸收空气中的水分，但不会变质；D项中的NaOH也能与空气中的CO2反应，生成Na2CO3而变质，但Na2CO3不是沉淀。
15.为探究HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：
(1)若锥形瓶中装有某可溶性正盐溶液，分液漏斗中所盛试剂应为________。 (2)装置B所盛的试剂是________，其作用是
________________________________________________________________________
____________________。
(3)装置C所盛试剂是________，C中反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
(4)由此得出的结论是酸性：________>________>________。
解析：解答本题要注意以下两点：①酸性强弱关系可利用“强酸＋弱酸盐弱酸＋强酸盐”来比较。②可先制备CO2，再制备H2SiO3，由此选择合适的药品。
根据以上分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A中盛放Na2CO3溶液。根据Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑可知酸性：HCl>H2CO3，然后将生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反应为Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，由此判断酸性：H2CO3>H2SiO3；但需注意的是A中反应会有HCl气体逸出，故A中生成的气体通入Na2SiO3溶液前需将HCl气体吸收，但不能吸收CO2，故可选用饱和NaHCO3溶液。
答案：(1)盐酸 (2)饱和NaHCO3溶液 吸收HCl气体
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