2022-2023學(xué)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

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1、2022-2023學(xué)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(shuō)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：①加水溶解?、诩铀蠓小、圻^(guò)濾?、芗酉←}酸?、菁酉2SO4，正確的操作順序是(

2、　　) A.①③ B.④③ C.⑤③ D.②③ 答案　B 解析　加稀鹽酸與CaO、CaCO3反應(yīng)生成CaCl2溶液，然后過(guò)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(shuō)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(duì)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

3、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(zhǎng)時(shí)間作用會(huì)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A～E 選項(xiàng)中選擇正確答案填入括號(hào)內(nèi)。 (1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(　　) (2)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑(　　) (3)SiO2＋2CSi＋2CO↑(　　) (4)SiO2＋3CSiC＋2CO↑(　　) (5)SiO2

4、＋4HF===SiF4↑＋2H2O(　　) 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(lái) 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

5、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(shuō)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(shuō)明有碳酸鈣，有不溶物，說(shuō)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(shuō)法中不正確的是

6、(　　) 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：CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓。 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

7、硅酸的說(shuō)法正確的是(　　) A.硅酸可以通過(guò)SiO2和水化合反應(yīng)直接制得 B.可用反應(yīng)Na2SiO3＋2HCl===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)Na2SiO3＋2HCl===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

8、列說(shuō)法不正確的是(　　) A.X可用作木材防火劑 B.步驟Ⅱ的反應(yīng)是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4 C.步驟Ⅱ中的稀硫酸可用CO2來(lái)代替 D.步驟 Ⅲ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Ⅱ的反應(yīng)是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4，B正確；碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，故步驟Ⅱ中的稀硫酸可用CO2來(lái)代替，C正確；步驟 Ⅲ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。 【提升篇】 11.(1)普通玻璃又稱為鈉玻璃，試寫出生產(chǎn)普通玻璃過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的一個(gè)化學(xué)

9、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： ________________________________________________________________________ _______________________________________

10、_________________________________(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?，F(xiàn)以石英砂、苛性鉀、熟石灰為原料，熔制鉀玻璃，質(zhì)量比為75∶28∶37(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(hào))。 ①SO2、NO、NO2都是形成酸雨的因素，都能和水反應(yīng)生成酸 ②NH3、H2S均不能用濃硫酸干燥 ③水晶的主要成分是SiO2

11、 ④SiO2與CO2都屬于酸性氧化物，都不能與酸反應(yīng) ⑤實(shí)驗(yàn)室可用NaOH溶液處理Cl2和SO2廢氣 ⑥NO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)Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑或　CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ (2)2OH－＋SiO2===SiO＋H2O　(3)K2O·2CaO·5SiO　(4)②③⑤⑥ 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Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；碳酸鈣與二氧化硅在

12、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CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。(2)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和強(qiáng)堿反應(yīng)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，離子反應(yīng)為2OH－＋SiO2===SiO＋H2O，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)：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，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75∶28∶37，根據(jù)元素原子守恒，n(KOH)∶n[Ca(OH)2]∶n(SiO2)＝n(K2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)＝＝

13、∶∶＝1∶2∶5，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K2O·2CaO·5SiO2。(4)①NO不能與水反應(yīng)，錯(cuò)誤；②濃硫酸不能干燥堿性氣體和還原性的氣體，如NH3、H2S等，正確；③水晶的主要成分是SiO2，正確；④SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，錯(cuò)誤；⑤Cl2和SO2廢氣都能與NaOH溶液反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)室可用NaOH溶液來(lái)處理，正確；⑥NO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②③⑤⑥。 12.高純二氧化硅可用來(lái)制

14、造光纖。某稻殼灰的成分為 組分 SiO2 C Na2O K2O Al2O3 Fe2O3 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 59.20 38.80 0.25 0.50 0.64 0.61 通過(guò)如下流程可由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅。 請(qǐng)回答下列問(wèn)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①中涉及SiO2的離子反應(yīng)方程式為 ________________________________________________________________________ _____________________________

15、___________________________________________。 (3)濾渣A的成分有________________(填化學(xué)式)。 (4)步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟③用到的儀器有坩堝鉗、酒精燈、三腳架、__________和__________。

16、答案　(1)3　(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O (3)C、Fe2O3　(4)H2SiO3SiO2＋H2O　(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①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SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。(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

17、液A中含有硅酸根離子、偏鋁酸根離子，加入過(guò)量稀鹽酸，則偏鋁酸根離子與過(guò)量的稀鹽酸反應(yīng)生成鋁離子，而硅酸根離子與過(guò)量的稀鹽酸反應(yīng)生成硅酸沉淀，過(guò)濾得到硅酸，煅燒生成二氧化硅和水，化學(xué)方程式是H2SiO3SiO2＋H2O。(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(qǐng)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

18、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)

19、Na2SiO3溶液　SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO(或SiO＋2CO2＋2H2O===2HCO＋H2SiO3↓) (4)HCl　H2CO3　H2SiO3 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)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑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Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，由此判斷酸性H2CO3>H2SiO3，但需注意的是A中反應(yīng)會(huì)有HCl氣體逸出，故通入Na2SiO3溶液前需將HCl吸收，但不

20、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。 ①分別寫出生成D和F的化學(xué)反應(yīng)方程式： ________________________________________________________________________ ______

21、__________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 ②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)

22、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)　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (2)①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑　Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓?、贏B (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SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(2)①二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SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。②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SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑，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 mol×100 g·mol－1＝50 g，所以石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是×100%＝50%。