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2020-2021学年第一节 无机非金属材料的主角--硅测试题
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这是一份2020-2021学年第一节 无机非金属材料的主角--硅测试题，共5页。试卷主要包含了选择题，填空题，简答题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：（本小题共11小题，每小题5分，共55分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．SiO2溶于水显酸性
B．CO2通入水玻璃可得硅酸
C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸
D．SiO2晶体中不存在单个SiO2分子
2．下列关于碳和硅的叙述中不正确的是（ ）
A．金刚石和晶体硅都是原子晶体
B．地壳中硅元素比碳元素含量多
C．自然界里碳元素化合物比硅元素化合物种类多
D．碳和硅的氧化物都是分子晶体
3．下列说法正确的是（ ）
A．SiO2溶于水显酸性
B．CO2通入水玻璃中可得到原硅酸
C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸
D．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强
4．10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1ml，则此样品中可能含有的杂质是（ ）
A．KHCO3和MgCO3 B．MgCO3和SiO2
C．K2CO3和SiO2 D．无法确定
5．下列物质中不与二氧化硅反应的是（ ）
A．烧碱 B．氢氟酸 C．硝酸 D．生石灰
6．石墨炸弹爆炸时，能在方圆几百米范围内撒下大量的石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨（ ）
A．有剧毒 B．易燃、易爆 C．能导电 D．有放射性
7．下列关于二氧化硅的说法中，错误的是（ ）
A．二氧化硅也叫硅酐
B．二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成
C．不能用二氧化硅跟水直接作用制取硅酸
D．二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物
8．纯净的碳酸氢钙试样在高温下分解，当剩余的固体物质质量为原试样质量一半时，碳酸氢钙的分解率是（ ）
A．50％ B．75％ C．92.7％ D．100％
9．二氧化硅是酸酐的原因是（ ）
A．它溶于水得相应的酸
B．它对应的水化物是可溶性强酸
C．它与强碱溶液反应只生成盐和水
D．它是非金属氧化物
10．下面关于硅的叙述中，正确的是（ ）
A．硅的非金属性比碳强，只有在高温下才能跟氢气起化合反应
B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位
C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在
D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料
11．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是（ ）
A．加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出
B．加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解
C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成
D．先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解
二、填空题：（40分）
12．实验室中盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，是因为（用化学方程式表示）___________________________。
13．物质A是一种高熔点化合物，不溶于H2SO4、硝酸，却溶于氢氟酸；C是一种气体；D是白色胶状沉淀；E是白色固体。A、B、C、D、E之间的转化如右图，试推断：
A．________；B．_______；C．_______；D．________；E．________。
14．有A、B、C、D四种含硅元素的物质，它们能发生如下反应：
（1）C与烧碱溶液反应生成A和水；（2）A溶液与钙盐溶液反应生成白色沉淀D；（3）B在空气中燃烧生成C;（4）C在高温下与碳酸钙反应生成D和一种气体；（5）C在高温下与碳反应生成单质B。
根据上述变化，写出A、B、C、D的化学式。
15．写出以SiO2为原料制备H2SiO3的化学方程式___________________________。
三、简答题：（5分）
16．下列两个反应的反应原理是否存在矛盾?为什么?
①Na2SiO3＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3
②siO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
答案及详解：
1．BD解析：SiO2不溶于水；SiO2是Si—O键结合而成的空间网状的原子晶体，其中Si、O原子个数比为1∶2，不存在单个的“SiO2”分子。SiO2是酸性氧化物，但不与水和一般酸反应，常温下只能与氢氟酸反应。H2CO3的酸性比H2SiO3强，故CO2通入Na2SiO3溶液中可发生反应：CO2＋Na2SiO3＋H2ONa2CO3＋H2SiO3↓。正确选项为B、D。
2．D
3．B解析：SiO2是一种难溶于水的固体，故A是不正确的。SiO2可与HF作用，故保存氢氟酸时不能使用玻璃瓶。SiO2可与Na2CO3在高温条件下反应是因为生成的CO2气体能不断地从反应体系中逸出，从而促进平衡向正反应方向移动，而并非因为H2SiO3酸性比H2CO3强。
4．B解析：10gCaCO3刚好相当于0.1ml，完全反应时恰好可放出0.1ml的CO2。若其中含有杂质，则应是一个产生CO2的能力强的（等质量的情况产生比CaCO3更多的气体）和另一个产生CO2的能力不如CaCO3或干脆不产生CO2的物质组成的混合物，符合该条件的只有B项。
5．C解析：一般而言，酸性氧化物不与酸起反应，但SiO2与HF的反应是此规律的特例。由二氧化硅的化学性质知，SiO2能与NaOH、HF、CaO反应，但不能与HNO3反应。
6．C解析：学习中要将基础知识与实际应用相联系，解题时要善于捕捉关键信息。本题主要考查石墨的性质。根据题干中信息“造成输电线、电厂设备损坏”，可分析知与石墨物理性质中的导电性相关。
7．BD解析：酸酐与对应的酸中心元素化合价相同，SiO2和H2SiO3的化合价相同，所以SiO2尽管难溶于水，但它仍是硅酸的酸酐，A正确；SiO2为原子晶体，故SiO2不能表示其分子组成，即二氧化硅中并不存在SiO2分子，B错误；二氧化硅难溶于水，且不与水反应，无法直接与水反应制取硅酸，C正确；SiO2与HF酸反应的方程式为：SiO2＋4HFSiF4↑十2H2O，SiF4不是盐，SiO2与HF酸反应只是一种特殊情况，所以不能说SiO2是两性氧化物，D错误。
8．D 解析：Ca（HCO3）2＋↑①
CaCO3CaO＋CO2↑②
由①可知当Ca（HCO3）2全部分解后，剩余固体质量大于一半，所以只有②也发生反应才有可能使质量减少一半。又因为Ca（HCO3）2稍加热就分解，而CaCO3必须在高温下才分解。即当CaCO3发生分解时，Ca（HCO3）2已全部分解完毕。
9．C解析：SiO2是酸酐的原因应当是它与强碱溶液反应只生成盐和水，它不溶于水，对应的酸H2SiO3也不是强酸，故应选C。
10．D解析：硅的非金属性比碳弱，A项错；硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位，排名前四位的是O、Si、Al、Fe，所以B项错；硅在自然界中是以化合态存在的，所以C项也错，答案应选D。
11．D解析：SiO2不溶于除氢氟酸以外的酸，CaO、CaCO3均可溶于盐酸且CaCO3溶于盐酸有气泡生成，SiO2可以溶于NaOH溶液。本题应选D。
12．2NaOH＋SiO2Na2SiO3＋H2O
13．SiO2 Na2SiO3 CO2 H4SiO4 H2SiO3
14．Na2SiO3 Si SiO2 CaSiO3
15．不矛盾；原因见上。
解析：本题利用CO2、SiO2、Na2SiO3、H2CO3、H2SiO3等化合物的性质，考查同学们的逻辑推理能力以及思维的敏捷性和深刻性。反应①是在溶液中进行的反应，反应之所以能够发生，是由于酸性H2CO3＞H2SiO3，反应符合“强酸制弱酸”的复分解反应原理；而反应②是在高温熔融状态下的反应，由于CO2可从熔融体中逸出，使得反应可以发生，而与酸性H2CO3＞H2SiO3无关。
点评：①是在水溶液中进行的复分解反应，②是固体与固体之间的反应（非水条件）；①是常温下的反应，②是高温条件下的反应。两个反应的条件不同，实质上没有可比性，因为它们的反应原理、反应条件与本质均不同。
16．SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O
Na2SiO3＋2HCl2NaCl＋H2SiO3↓
或Na2SiO3＋CO2＋H2ONa2CO3＋H2SiO3↓
Na2SiO3＋2CO2＋2H2O2NaHCO3＋H2SiO3↓
解析：SiO2难溶于水，不能与水发生反应，这样就只能先用SiO2与其他物质先作用生成硅酸盐，再根据硅酸是弱酸，用硅酸盐与酸作用来制备硅酸。
点评：一般来说，受热易分解的酸或碱，其对应的氧化物则不能与水反应，如H2SiO3H2O＋SiO2，则SiO2不能与水反应；Cu（OH）2CuO＋H2O，则CuO不能与水反应。硅酸不能溶于水，且不能溶于（HCl、H2SO4、HNO3等）强酸。不溶于强酸的物质还有：CuS、Ag2S、PbS、HgS、AgCl、AgBr、AgI、BaSO4等。
一、选择题：（本小题共11小题，每小题5分，共55分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．SiO2溶于水显酸性
B．CO2通入水玻璃可得硅酸
C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸
D．SiO2晶体中不存在单个SiO2分子
2．下列关于碳和硅的叙述中不正确的是（ ）
A．金刚石和晶体硅都是原子晶体
B．地壳中硅元素比碳元素含量多
C．自然界里碳元素化合物比硅元素化合物种类多
D．碳和硅的氧化物都是分子晶体
3．下列说法正确的是（ ）
A．SiO2溶于水显酸性
B．CO2通入水玻璃中可得到原硅酸
C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸
D．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强
4．10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1ml，则此样品中可能含有的杂质是（ ）
A．KHCO3和MgCO3 B．MgCO3和SiO2
C．K2CO3和SiO2 D．无法确定
5．下列物质中不与二氧化硅反应的是（ ）
A．烧碱 B．氢氟酸 C．硝酸 D．生石灰
6．石墨炸弹爆炸时，能在方圆几百米范围内撒下大量的石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨（ ）
A．有剧毒 B．易燃、易爆 C．能导电 D．有放射性
7．下列关于二氧化硅的说法中，错误的是（ ）
A．二氧化硅也叫硅酐
B．二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成
C．不能用二氧化硅跟水直接作用制取硅酸
D．二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物
8．纯净的碳酸氢钙试样在高温下分解，当剩余的固体物质质量为原试样质量一半时，碳酸氢钙的分解率是（ ）
A．50％ B．75％ C．92.7％ D．100％
9．二氧化硅是酸酐的原因是（ ）
A．它溶于水得相应的酸
B．它对应的水化物是可溶性强酸
C．它与强碱溶液反应只生成盐和水
D．它是非金属氧化物
10．下面关于硅的叙述中，正确的是（ ）
A．硅的非金属性比碳强，只有在高温下才能跟氢气起化合反应
B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位
C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在
D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料
11．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是（ ）
A．加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出
B．加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解
C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成
D．先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解
二、填空题：（40分）
12．实验室中盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，是因为（用化学方程式表示）___________________________。
13．物质A是一种高熔点化合物，不溶于H2SO4、硝酸，却溶于氢氟酸；C是一种气体；D是白色胶状沉淀；E是白色固体。A、B、C、D、E之间的转化如右图，试推断：
A．________；B．_______；C．_______；D．________；E．________。
14．有A、B、C、D四种含硅元素的物质，它们能发生如下反应：
（1）C与烧碱溶液反应生成A和水；（2）A溶液与钙盐溶液反应生成白色沉淀D；（3）B在空气中燃烧生成C;（4）C在高温下与碳酸钙反应生成D和一种气体；（5）C在高温下与碳反应生成单质B。
根据上述变化，写出A、B、C、D的化学式。
15．写出以SiO2为原料制备H2SiO3的化学方程式___________________________。
三、简答题：（5分）
16．下列两个反应的反应原理是否存在矛盾?为什么?
①Na2SiO3＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3
②siO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
答案及详解：
1．BD解析：SiO2不溶于水；SiO2是Si—O键结合而成的空间网状的原子晶体，其中Si、O原子个数比为1∶2，不存在单个的“SiO2”分子。SiO2是酸性氧化物，但不与水和一般酸反应，常温下只能与氢氟酸反应。H2CO3的酸性比H2SiO3强，故CO2通入Na2SiO3溶液中可发生反应：CO2＋Na2SiO3＋H2ONa2CO3＋H2SiO3↓。正确选项为B、D。
2．D
3．B解析：SiO2是一种难溶于水的固体，故A是不正确的。SiO2可与HF作用，故保存氢氟酸时不能使用玻璃瓶。SiO2可与Na2CO3在高温条件下反应是因为生成的CO2气体能不断地从反应体系中逸出，从而促进平衡向正反应方向移动，而并非因为H2SiO3酸性比H2CO3强。
4．B解析：10gCaCO3刚好相当于0.1ml，完全反应时恰好可放出0.1ml的CO2。若其中含有杂质，则应是一个产生CO2的能力强的（等质量的情况产生比CaCO3更多的气体）和另一个产生CO2的能力不如CaCO3或干脆不产生CO2的物质组成的混合物，符合该条件的只有B项。
5．C解析：一般而言，酸性氧化物不与酸起反应，但SiO2与HF的反应是此规律的特例。由二氧化硅的化学性质知，SiO2能与NaOH、HF、CaO反应，但不能与HNO3反应。
6．C解析：学习中要将基础知识与实际应用相联系，解题时要善于捕捉关键信息。本题主要考查石墨的性质。根据题干中信息“造成输电线、电厂设备损坏”，可分析知与石墨物理性质中的导电性相关。
7．BD解析：酸酐与对应的酸中心元素化合价相同，SiO2和H2SiO3的化合价相同，所以SiO2尽管难溶于水，但它仍是硅酸的酸酐，A正确；SiO2为原子晶体，故SiO2不能表示其分子组成，即二氧化硅中并不存在SiO2分子，B错误；二氧化硅难溶于水，且不与水反应，无法直接与水反应制取硅酸，C正确；SiO2与HF酸反应的方程式为：SiO2＋4HFSiF4↑十2H2O，SiF4不是盐，SiO2与HF酸反应只是一种特殊情况，所以不能说SiO2是两性氧化物，D错误。
8．D 解析：Ca（HCO3）2＋↑①
CaCO3CaO＋CO2↑②
由①可知当Ca（HCO3）2全部分解后，剩余固体质量大于一半，所以只有②也发生反应才有可能使质量减少一半。又因为Ca（HCO3）2稍加热就分解，而CaCO3必须在高温下才分解。即当CaCO3发生分解时，Ca（HCO3）2已全部分解完毕。
9．C解析：SiO2是酸酐的原因应当是它与强碱溶液反应只生成盐和水，它不溶于水，对应的酸H2SiO3也不是强酸，故应选C。
10．D解析：硅的非金属性比碳弱，A项错；硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位，排名前四位的是O、Si、Al、Fe，所以B项错；硅在自然界中是以化合态存在的，所以C项也错，答案应选D。
11．D解析：SiO2不溶于除氢氟酸以外的酸，CaO、CaCO3均可溶于盐酸且CaCO3溶于盐酸有气泡生成，SiO2可以溶于NaOH溶液。本题应选D。
12．2NaOH＋SiO2Na2SiO3＋H2O
13．SiO2 Na2SiO3 CO2 H4SiO4 H2SiO3
14．Na2SiO3 Si SiO2 CaSiO3
15．不矛盾；原因见上。
解析：本题利用CO2、SiO2、Na2SiO3、H2CO3、H2SiO3等化合物的性质，考查同学们的逻辑推理能力以及思维的敏捷性和深刻性。反应①是在溶液中进行的反应，反应之所以能够发生，是由于酸性H2CO3＞H2SiO3，反应符合“强酸制弱酸”的复分解反应原理；而反应②是在高温熔融状态下的反应，由于CO2可从熔融体中逸出，使得反应可以发生，而与酸性H2CO3＞H2SiO3无关。
点评：①是在水溶液中进行的复分解反应，②是固体与固体之间的反应（非水条件）；①是常温下的反应，②是高温条件下的反应。两个反应的条件不同，实质上没有可比性，因为它们的反应原理、反应条件与本质均不同。
16．SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O
Na2SiO3＋2HCl2NaCl＋H2SiO3↓
或Na2SiO3＋CO2＋H2ONa2CO3＋H2SiO3↓
Na2SiO3＋2CO2＋2H2O2NaHCO3＋H2SiO3↓
解析：SiO2难溶于水，不能与水发生反应，这样就只能先用SiO2与其他物质先作用生成硅酸盐，再根据硅酸是弱酸，用硅酸盐与酸作用来制备硅酸。
点评：一般来说，受热易分解的酸或碱，其对应的氧化物则不能与水反应，如H2SiO3H2O＋SiO2，则SiO2不能与水反应；Cu（OH）2CuO＋H2O，则CuO不能与水反应。硅酸不能溶于水，且不能溶于（HCl、H2SO4、HNO3等）强酸。不溶于强酸的物质还有：CuS、Ag2S、PbS、HgS、AgCl、AgBr、AgI、BaSO4等。
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