单质硅与二氧化硅
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[学业达标]
1．(2016·内蒙古集宁一中期末)光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，它使信息高速公路在全球迅猛发展，它的发明者是被誉为“光纤之父”的华人科学家高锟。光导纤维的主要成分是 ( )
A．Si C．Na2SiO3
B．SiO2 D．SiCl4
【解析】 光导纤维的主要成分是SiO2。 【答案】 B
2．假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法中，你认为不妥的是( )
A．便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料 B．自然界的含硅化合物易开采
C．硅燃烧放出的热量大，燃烧产物对环境污染程度低，且容易有效控制 D．自然界中存在大量单质硅
【解析】 自然界中不存在游离态硅。 【答案】 D
3．关于硅的化学性质的叙述中，不正确的是( ) A．在常温下，不与任何酸反应 B．在常温下，可与强碱溶液反应 C．在加热条件下，能与氧气反应 D．单质硅的还原性比碳的还原性强
【解析】 A项，Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；B项，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；△高温
C项，Si＋O2=====SiO2；D项，SiO2＋2C=====Si＋2CO↑是在高温下的反应，不能说明还原性：C>Si。
【答案】 A
4．石英沙(主要成分为SiO2)是一种常用工业原料，其中常混有少量碳酸钙。要除去石英沙中的少量碳酸钙，应采用的方法是( )
A．用水溶解后过滤分离 B．用稀硫酸溶解后过滤分离 C．用酒精灯加热
D．用稀盐酸溶解后过滤分离
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【解析】 CaCO3可溶于盐酸，而石英沙与盐酸不反应，D正确。注意B中CaCO3与H2SO4
反应生成CaSO4会附着在CaCO3表面，阻止反应的进行，故B错误。
【答案】 D
5．下列关于硅和二氧化硅的说法中，不正确的是( ) A．晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的固体
B．硅的化学性质很稳定，但自然界里无游离态的硅存在，常温下可与其他物质发生反应
C．硅和二氧化硅都能与NaOH溶液反应
D．硅是常用的半导体材料，可用于制造光导纤维
【解析】 自然界中硅只以化合态形式存在，硅在常温下可与HF、F2等反应。硅与NaOH溶液反应生成H2，SiO2是酸性氧化物能与碱反应。光导纤维的成份是SiO2不是Si，D错误。
【答案】 D
6．下列关于二氧化硅的叙述中，不正确的是( )
①在固态和液态时，都不导电 ②能跟强碱反应，但不能与水反应 ③SiO2的物理性质与CO2类似 ④既是酸性氧化物，又是碱性氧化物
A．只有④ C．③④
B．②④ D．①②③
【解析】 SiO2的物理性质与CO2相差较大，前者常温下为固态，后者为气态，③错误；SiO2虽可与氢氟酸反应，但不属于碱性氧化物，④错误。
【答案】 C
7．下列反应中，硅元素被氧化的反应是( )
【导学号：20250064】
△
A．Si＋O2=====SiO2 高温
B．SiO2＋CaO=====CaSiO3 高温
C．SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ D．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
【解析】 硅元素被氧化，化合价升高。B、D是非氧化还原反应，C中硅元素的化合价降低。
【答案】 A
8．现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是( ) ①SiO2→Na2SiO3 ②CuSO4→CuCl2 ③SiO2→H2SiO3 ④CuO→Cu(OH)2
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⑤Na2O2→NaOH A．①② C．②③④
B．③④ D．②③④⑤
NaOHBaCl2H2O
【解析】SiO2――→Na2SiO3，CuSO4――→CuCl2，Na2O2――→NaOH。 【答案】B
9．下列离子方程式，正确的是() A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳： Ca＋2OH＋CO2===CaCO3↓＋H2O B．碳酸钠溶液中加入二氧化硅： CO3＋SiO2===SiO3＋CO2↑ C．二氧化硅与烧碱溶液反应： SiO2＋2OH===Na2SiO3＋H2O D．硅酸与烧碱溶液中和： H2SiO3＋2OH===SiO3＋2H2O
【解析】 A项，应为OH＋CO2===HCO3；B项，不反应；C项，原子不守恒。 【答案】 D
10．为除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，请选用下列提供的试剂和操作，将标号填在表内。
试剂：A.盐酸 B．烧碱溶液 C．氧气 D．水 E．二氧化碳 F．不用其他试剂
操作：①加热燃烧 ②加热熔融 ③充分加热 ④过滤 ⑤结晶
物质 (1)Na2CO3(NaHCO3) (2)SiO2(CaCO3) (3)SiO2(Si) (4)NaCl(SiO2) 试剂 操作 －
－
－
2－
－
2－
2－
2＋
－
【解析】 除杂的一般原则是：①引入试剂一般只跟杂质反应；②后续试剂能除去过量的前一试剂；③不引入新杂质；④杂质与试剂生成的物质易与被提纯物分离；⑤尽可能将杂质转化为所需物质；⑥加入试剂顺序要合理。
【答案】 (1)F ③ (2)A ④ (3)C ① (4)D ④⑤
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11．根据如图所示A、B、D、E的变化关系，回答下列问题： (1)写出A、D的名称： A：________、D：________。
(2)写出B→A的化学方程式：_____________________________ ____________________________________________________________。 (3)写出下列反应的离子方程式：
A→E：______________________________________________________； B→E：_____________________________________________。
【解析】 由图示分析：A与O2反应生成B，而B与碳在高温下反应生成A，可推知A是单质，B是氧化物。而A、B均能与NaOH溶液反应，应确认A是硅，B是二氧化硅，则E是硅酸钠，D是硅酸。
高温
【答案】 (1)硅 硅酸 (2)SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ (3)Si＋2OH＋H2O===SiO3＋2H2↑ SiO2＋2OH===SiO3＋H2O
12．A、B、C、D、E代表单质或化合物，他们之间的关系如图，A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。请填空：
－
2－
－
2－
(1)单质A的原子结构示意图为________，它的最高价为________。
(2)B的化学式为________，B和碳反应生成A和E的化学方程式是____________________________________________________________。
(3)C的化学式为____________，D的化学式为________。
【解析】 根据题给信息可知A为硅，则B为SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3，E为CO。 【答案】 (1)
＋4
高温
(2)SiO2 SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ (3)CaSiO3 Na2SiO3
[能力提升]
13．制备单质硅的主要化学反应如下： 高温
①SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑
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加热
②Si＋2Cl2=====SiCl4
高温
③SiCl4＋2H2=====Si(纯)＋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．③中SiCl4是氧化剂
D．三个反应的反应物中的硅元素均被还原 【解析】 在反应②中Si被氧化。 【答案】 D
高温
14．工业上制取金刚砂(SiC)的化学方程式为：SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑。在这个氧化还原反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比是( )
A．1∶2 C．1∶1
B．2∶1 D．3∶5
【解析】 反应中C→SiC，C元素化合价降低，发生还原反应，该部分C单质作氧化剂；反应中C→CO，C元素化合价升高，发生氧化反应，该部分C单质做还原剂。
【答案】 A
15．硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如下：
焦炭HCl精馏H2石英砂――→粗硅――→SiHCl3(粗)――→SiHCl3(纯)――→高纯硅
高温573 K以上1 357 K①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：
____________________________________________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水、无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：____________________；
H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是
____________________________________________________________。 (2)下列有关硅材料的说法正确的是______(填字母)。 A．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维 B．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
【解析】 本题考查对质量守恒定律的理解；从信息中准确提取实质性内容，并与已有知识整合，重组为新知识的能力；用正确的化学术语进行解释的能力。 (1)①根据给定的
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反应物和生成物写出化学方程式，注意反应条件和配平。②写出反应物和给出的生成物H2SiO3和HCl，用原子守恒法找出另一种生成物H2，并配平。 用途可知，说法正确。B项盐酸和硅不反应。
高温
【答案】 (1)①SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl ②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑
氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3 (2)A选项由硅的化合物的
(2)A
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