化学必修一第四章非金属及其化合物作业题及答案解析第四章 第一节 第2课时

这是一份化学必修一第四章非金属及其化合物作业题及答案解析第四章 第一节 第2课时，共14页。试卷主要包含了硅酸盐，硅单质等内容，欢迎下载使用。
一、硅酸盐
1．概念
硅酸盐是由______________组成的化合物的总称。
2．硅酸盐的性质
硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多________于水，化学性质很________。
3．硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。
例如：Na2SiO3：______________；
长石KAlSi3O8：______________________________。
4．最常见的硅酸盐——Na2SiO3
Na2SiO3的水溶液俗称__________，能制备________和______________。
5．三种常见的硅酸盐产品
6.新型含硅物质
主要包括：(1)具有金刚石结构的碳化硅(SiC，俗称__________)；(2)具有很高__________的硅钢；(3)既耐高温又耐________的硅橡胶；(4)人工制造的__________主要用作吸附剂和催化剂等。
二、硅单质
1．种类
单质硅有________和__________两类。
2．结构
晶体硅的结构与__________相似。
3．性质
(1)物理性质
(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与________、__________发生反应。
4．用途
(1)______________，如硅芯片等。
(2)__________，如光电池等。
知识点1 硅酸盐的表示方法
1．用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成，不正确的是( )
A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10·3H2O)] CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
B．镁橄榄石(Mg2SiO4) 2MgO·SiO2
C．长石(KAlSi3O8) K2O·Al2O3·3SiO2
D．高岭石[Al2Si2O5(OH)4] Al2O3·2SiO2·2H2O
2．高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的数值分别是( )
A．7、2 B．5、4 C．6、3 D．3、6
知识点2 硅的性质及用途
3．硅和碳的比较，正确的是( )
A．都是非金属，而硅的非金属性较强
B．硅和碳的最高正价都是＋4价
C．硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位
D．硅和碳在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态
4．下列关于硅的说法中，不正确的是( )
A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应
D．当加热到一定温度时，硅能与氧气等非金属反应
知识点3 新型无机非金属材料
5．据报道我国科学家研制出一种新型的“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是( )
A．它耐高温，抗氧化
B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆
C．它没有固定的熔点
D．它是一种新型无机非金属材料
6．氮化硅(N显－3价，Si显＋4价)是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定，工业上曾普遍采用纯硅与纯N2在1 300℃时反应获得。
(1)画出N的原子结构示意图________________，氮化硅的化学式为________________。
(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)现用四氯化硅与氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
练基础落实
1．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是( )
A．水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀
B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料
C．木材、织物浸过水玻璃后，具有防腐蚀性能且不易燃烧
D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
2．下列对晶体硅的有关叙述正确的是( )
A．晶体硅和金刚石的物理性质相似
B．硅在地壳中含量居第二位，可以以游离态存在于自然界中
C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但它的提炼工艺复杂，价格昂贵
D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电
3．材料与化学密切相关，下表中对应关系错误的是( )
4.光纤通信是以光作为信息的载体，让光在光导纤维中传播，制造光导纤维的基本原料是( )
A．氧化钙 B．铜
C．石英砂 D．硅
5．下列变化，不能一步实现的是( )
A．Na2SiO3→H2SiO3 B．H2SiO3→SiO2
C．SiO2→H2SiO3 D．SiO2→Na2SiO3
练方法技巧
6．月球上有丰富的绿柱石(绿宝石)矿藏，其主要化学成分为BenAl2Si6O18。也可用氧化物形式表示为nBeO·Al2O3·6SiO2，其n值为( )
A．1 B．2 C．3 D．4
规律 将硅酸盐改写时，各氧化物按如下顺序书写：按金属的活泼性顺序写出各氧化物→二氧化硅→H2O；改写过程中应遵守元素守恒。
练综合拓展
7．有三种透明、不溶于水的坚硬固体，A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度为氧气密度的1.375倍。B固体可溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后得到C，C在高温时软化，无固定熔点。
(1)A为__________，有关反应的化学方程式_________________________________
________________________________________________________________________；
(2)B为__________，有关反应的化学方程式______________________________
________________________________________________________________________；
(3)C为____________________。
8．某科研小组，用含有少量的CaO和Fe2O3的高岭土(主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O)试验新型的净水剂。试验程序如下：
已知：Al2O3与纯碱反应的产物是NaAlO2和CO2。试回答下列问题：
(1)写出混合物A、B、滤液C、沉淀D的主要成分：
A．___________；B.___________；C.___________；D.__________。
(2)写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式______________________________，______________________________________________________________。
(3)生成D沉淀的离子方程式为________________________________。
(4)该试验中，熔融高岭土可以选用的坩埚有______。
A．玻璃坩埚 B．瓷坩埚
C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
第2课时 硅酸盐和硅单质
基础落实
一、1.硅、氧和金属 2.不溶 稳定 3.Na2O·SiO2 K2O·Al2O3·6SiO2 4.水玻璃 硅胶 木材防火剂
6．(1)金刚砂 (2)导磁性 (3)低温 (4)分子筛
二、1.晶体 无定形 2.金刚石 3.(2)强碱 氢氟酸
4．(1)半导体材料 (2)新能源
对点训练
1．C
2．B [依据在化合物中正、负化合价的代数和为零，代入数值验证即可。]
3．B 4.C
5．B [对新情境、新材料的信息题，关键是对信息的解读，弄清材料的性质、特点，再结合所学知识解答。航空材料的特点是轻质、高强度、高可靠性，故A正确，B错；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，碳化硅陶瓷、碳纤维复合而成的材料属于新型无机非金属材料，C、D正确。]
6．(1) Si3N4
(2)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑
(3)3SiCl4＋2N2＋6H2eq \(=====,\s\up7(高温))Si3N4＋12HCl
解析 由N显－3价，Si显＋4价，可写出氮化硅的化学式为Si3N4；联想SiO2与HF的反应，可知该陶瓷与HF反应可生成SiF4，另外H和N结合成NH3。SiCl4和N2在H2气氛中反应，除生成Si3N4外还有HCl。
课后作业
1．D [Na2SiO3的水溶液叫水玻璃，是一种矿物胶，通常用作耐火材料，硅酸的酸性比碳酸弱，所以在空气中易变质生成硅酸：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，故D不正确。]
2．A [晶体硅的结构与金刚石相似，具有空间立体网状结构，所以物理性质相似；硅在地壳中含量居第二位，但在自然界中没有游离态的硅存在，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在；晶体硅是一种良好的半导体材料，被广泛使用；晶体硅是一种非金属单质，虽然它具有金属光泽。]
3．A [刚玉的成分是Al2O3，金刚石的成分是C；大理石、石灰石的成分均是CaCO3；普通玻璃和普通水泥均是硅酸盐产品；沙子、石英的成分是二氧化硅。]
4．C
5．C [C项由于SiO2既不溶于水也不与水反应，故不能一步实现。]
6．C [据氧原子守恒得：18＝n＋3＋6×2解得n＝3。]
7．(1)金刚石 C＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2
(2)石英 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(3)普通玻璃
解析 解答本题应从A的燃烧产物入手，该气体的相对分子质量为：32×1.375＝44。该气体无色，且能使澄清石灰水变浑浊，应为二氧化碳。因为A为透明、不溶于水、坚硬的固体，由此推断A为金刚石。B同样为透明、不溶于水的坚硬固体，但可溶于热的苛性钠溶液，所得溶液中加入过量的酸时可析出白色固体，最终得到一种比碳酸还弱的酸，因此B为石英。C物质由石灰石、纯碱和B物质(石英)混合加热反应而制得的，在高温时软化，无固定熔点，这符合玻璃的性质特点，故C为普通玻璃。
8．(1)NaAlO2和Na2SiO3 AlCl3和H2SiO3
AlCl3 H2SiO3
(2)Al2O3＋Na2CO3高温,2NaAlO2＋CO2↑
SiO2＋Na2CO3高温,Na2SiO3＋CO2↑
(3)SiOeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2SiO3↓
(4)D
解析 将土样和纯碱混匀，加热熔融时，土样中的Al2O3和SiO2将与纯碱发生反应，生成偏铝酸盐和硅酸盐，并溶于水中；而CaO、Fe2O3不与纯碱反应而成为残渣。滤液中的偏铝酸盐和硅酸盐与盐酸反应，得到溶于水的铝盐和不溶于水的硅酸。由于陶瓷的成分是硅酸盐，它和氧化铝都会与纯碱反应，因此，在熔融土样时只能选用铁坩埚。

硅酸盐产品
原料
主要
设备
主要成分
水泥
石灰石、黏土
水泥回转窑
硅酸二钙 2CaO·SiO2
硅酸三钙 3CaO·SiO2
铝酸三钙 3CaO·Al2O3
玻璃
纯碱、石灰石、石英
玻璃窑
Na2O·CaO·6SiO2
陶瓷
黏土
色、态
光泽
熔点
硬度
质地
导电性
灰黑色固体
金属光泽
高
大
脆
半导体
材料
主要化学成分
A
刚玉、金刚石
三氧化二铝
B
大理石、石灰石
碳酸钙
C
普通水泥、普通玻璃
硅酸盐
D
沙子、石英
二氧化硅