1、课时分层训练(十三)硅无机非金属材料(建议用时：45分钟)A级基础达标1有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列有关硅的说法中，不正确的是()A高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片B硅可由二氧化硅还原制得C低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅D硅为亲氧元素，在自然界中只有化合态。2(2018广州模拟)下列叙述中正确的是 ()A因为Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强B碳和硅都是A族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C二氧化硅既溶于氢氧化
2、钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸DA项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体放出，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B错误；SiO2与氢氟酸的反应不属于酸性氧化物与一般酸的反应，在此反应中SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C错误。3下列关于硅酸及其盐的说法正确的是()A硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中B反应Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3，反应Na2CO3
3、SiO2Na2SiO3CO2，两反应是相互矛盾的，不可能都能发生C硅酸可以用SiO2与H2O反应制备D将CO2通入水玻璃中有白色沉淀生成DA项，Na2SiO3溶液本身能黏结玻璃；B项，不矛盾，二者的反应条件和环境不同；C项，SiO2与H2O不反应。4(2018银川模拟)科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：容器中进行的反应为Si(粗)3HCl(g)=SiHCl3(l)H2(g)；容器中进行的反应为SiHCl3H2=Si(纯)3HCl。下列说法正确的是 ()A该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用B最好用分液的方法分离Si和SiHCl3C反应和中HCl均作氧化剂D反应和属
4、于可逆反应AB项，Si为固体，SiHCl3为液体，不能用分液法分离；C项，反应HCl作氧化剂，反应HCl为氧化产物；D项，反应和的条件不可能相同。5下列除杂方法正确的是()ASiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去BCO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热CCO2中含有HCl杂质，可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶DNa2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤BA项，SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应；C项，Na2CO3溶液吸收CO2；D项，引入NaHCO3杂质。6下列说法中正确的是()A单质氧化物酸或碱盐，硅单质可以按
5、上述关系进行转化B若a、b、c分别为Si、SiO2、H2SiO3，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系：C二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH溶液中D青花瓷胎体的原料为高岭土Al2Si2O5(OH)4，若以氧化物形式可表示为Al2O3SiO2H2OCA项，Si与O2反应生成SiO2，SiO2不与H2O反应，“氧化物酸或碱”不能实现，错误；B项，bc，ca均不能通过一步反应实现，错误；C项，二氧化碳和二氧化硅都属于酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应生成盐和水，正确；D项，硅酸盐可以用盐的形式或氧化物的形式表示，Al2Si2O5(OH)4可表示为Al2O32SiO22H2O，错误。7有一含有杂
6、质铁的粗硅，取等质量的样品分别投入过量的稀盐酸和过量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的氢气，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是()A物质的量之比为11B物质的量之比为12C质量比为41D质量比为21C该粗硅样品与稀盐酸的反应实质是铁与稀盐酸反应：Fe2HCl=FeCl2H2；该粗硅样品与碱的反应实质是硅与碱反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。因放出等量的氢气，则铁与硅的物质的量之比为21，质量比为41。8在下列物质的转化关系中，A是一种固体单质，且常作半导体材料，E是一种白色沉淀，F是最轻的气体单质。据此填写：(1)B的化学式是_，目前在现代通讯方面B已被用作_主要原料。(2)B和a溶液
7、反应的离子方程式是_。(3)A和a溶液反应的离子方程式是_。(4)C和过量盐酸反应的离子方程式是_。【解析】A是一种固体单质，且常作半导体材料，则A是Si，所以B为SiO2，由图中转化关系可知E为H2SiO3，a为NaOH，C为Na2SiO3，D为H2O，由于F是最轻的气体单质，则F为H2，Si与NaOH溶液反应的离子方程式为Si2OHH2O=SiO2H2，SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO22OH=SiOH2O。【答案】(1)SiO2光导纤维(2)SiO22OH=SiOH2O(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiO2H=H2SiO3B级能力提升9(2018鄂豫晋冀陕五省联
8、考)某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为COPdCl2H2O=CO22HClPd(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。 【导学号：95160075】(1)实验时要通入足够长时间的N2，其原因是_。(2)装置B的作用是_(3)装置C、D中所盛试剂分别为_、_，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为_。(4)该装置的缺点是_。(5)资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18 g SiO2和8.4 g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体13.44 L，假定
9、气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为_。(6)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：_。【解析】(1)用N2排除装置中的空气防止焦炭与O2反应。(2)A装置高温加热时，后面的溶液易倒吸进入A装置中，中间加B装置的作用是作安全瓶，防倒吸。(3)C、D是检验CO2和CO，防止CO的干扰，应先检验CO2，再检验CO。(4)CO为大气污染物，应加一尾气吸收装置。(5)n(SiO2)0.3 mol，n(C)0.7 mol，n(CO)0.6 mol，故n(SiC)0.1 mol，n(Si)0.3 mol0.1 mol0.2 mol。(6)根据“强酸制弱酸的原理”设计实验。
10、【答案】(1)将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰(2)作安全瓶，防止倒吸(3)澄清石灰水PdCl2溶液3SiO24C2CO22CO3Si(4)缺少尾气吸收装置(5)21(6)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成。现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，在所得的沉淀X和溶液Y中分别加入NaOH溶液至过量。下列叙述不正确的是()A沉淀X的成分是SiO2B将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液后过滤，可得到红色颜料Fe2O3C在溶液Y中加入过量的NaOH溶液，过滤得到的沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2D溶液Y中的阳离子主要是Mg2、Al3、Fe3、HB向蛇纹石试样中加入过量的盐酸，其中的MgO、Al2O3、Fe2O3溶解形成含Mg2、Al3、Fe3和H的溶液Y，而SiO2不溶解形成沉淀X，溶液Y中加入过量NaOH溶液，将得到Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀，A、C、D正确；将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液，其中的Al2O3和SiO2溶解形成Al(OH)4和SiO，而MgO和Fe2O3不溶解，形成沉淀，B错误。5