高考化学一轮复习试题：专题3第3单元 含硅矿物与信息材料 课后限时作业（苏教版）

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一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)

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。下列关于硅的说法不正确的是（ ） A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片 B．硅可由二氧化硅还原制得

C．常温时硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应 D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅 【解析】自然界中无单质硅存在。 【答案】D

2．下列关于碳和硅的叙述中，正确的是（ ） A．其氧化物都能与NaOH溶液反应 B．其单质在加热时都能跟O2反应 C．其氧化物都能溶于水生成相应的酸 D．碳和硅两种元素共有两种单质

【解析】CO不能与NaOH溶液反应；SiO2不能溶于水，也不生成相应的酸；碳有金刚石、石墨等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅，所以有多种单质。 【答案】B

3．下列物质：①氢氟酸；②浓H2SO4；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥浓HNO3，其中在一定条件下能与SiO2反应的有（ ） A．①②⑥ B.全部 C．①③④⑤ D．②③⑥

【解析】SiO2只能与酸类物质中的氢氟酸反应；SiO2为酸性氧化物，与③⑤能反应； Na2CO3＋SiO2

高温

Na2SiO3＋CO2↑是制取玻璃时发生的一个反应。

【答案】C

4．下列离子方程式不正确的是（ ） A．硅酸钠溶液与澄清石灰水反应： SiO3＋Ca

2-2＋

CaSiO3↓

B．向澄清的石灰水中通入过量的CO2： CO2＋OH

－

HCO3

-

C．向小苏打溶液中加入过量的石灰水：

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2HCO3＋Ca＋2OH

-2＋－

CaCO3↓＋2H2O＋CO3

2-

D．向水玻璃中加入过量盐酸： 2H＋SiO3

＋

2-

H2SiO3↓

2-

【解析】向小苏打溶液中加入过量的石灰水时，反应生成的CO3将被完全沉淀，正确的离子方程式为：HCO3＋Ca＋OH【答案】C

5．下列说法正确的是（ ） A．硅材料广泛应用于光纤通讯 B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品 C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应

-2＋

－

CaCO3↓＋H2O。

【答案】A

6．下列叙述正确的是（ ）

A．高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强 B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸 C．石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同 D．玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳

【解析】二氧化硅在高温下能与碳酸钠反应：Na2CO3＋SiO2 高温 Na2SiO3＋CO2↑，该反应虽然能

进行但不能说明硅酸的酸性比碳酸强，上述反应之所以能进行，是因为CO2不断逸出，反应向右进行。玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO2，会与氢氟酸反应。石灰抹墙发生反应CO2＋Ca(OH)2CaCO3↓＋H2O，而水泥砌墙是水泥与水作用发生一系列变化而凝固变硬。 【答案】D

7．《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是（ ） A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2

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B．性质稳定，不易脱色 C．易溶解于强酸和强碱 D．x等于6

【解析】“硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定，不易脱色，不易与酸、碱反应。“硅酸铜钡”中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6，用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2，A、B、D均正确。 【答案】C

8．下列叙述正确的是（ ）

①氧化铝是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火坩埚 ②氧化铁常用作红色油漆和涂料 ③硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料 ④以纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃 ⑤石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成分都是SiO2 A．①③④⑤ B．②③④⑤ C．①②④⑤ D．①②③④

【解析】⑤中石灰石的主要成分是碳酸钙，化学式是CaCO3，高岭石的主要成分是硅酸盐，化学式是Al2(Si2O5)(OH)4或Al2O3·2SiO2·2H2O，石英、水晶的主要成分是SiO2。 【答案】D

9.在实验室中用纯碱和石英制取Na2SiO3要在熔化状态时反应，现有仪器①酒精喷灯，②蒸发皿，③银坩埚，④铁坩埚，⑤三脚架和泥三角，⑥瓷坩埚，在实验中能用的是( ) A.①②③ B.②③④ C.①④⑤ D.④⑤⑥

【解析】由于石英与纯碱反应要求温度较高，因此要选择酒精喷灯，不能用瓷坩埚，因为碳酸钠与瓷坩埚中的石英反应，坩埚应该选择铁坩埚或银坩埚，不能选择蒸发皿。 【答案】C

10.制造太阳能电池需要高纯度的硅。工业上由粗硅制高纯度硅可通过以下反应实现： ①Si+3HCl

300 ℃

SiHCl3+H2 Si+3HCl ②SiHCl3+H2

950 ℃

下列有关叙述错误的是( )

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A.2个反应都是氧化还原反应 B.2个反应都是置换反应 C.反应①中Si是还原剂 D.上述2个反应互为可逆反应

【解析】可逆反应是相同的反应条件，故上述2个反应不是可逆反应。 【答案】D

二、非选择题(本题包括4小题，共50分)

11.（8分）黏土是很多硅酸盐产品的原料之一，创造历史、享誉全球的景德镇陶瓷就是利用了当地的优质黏土资源。请回答下列问题：

（1）黏土的主要成分的化学式为Al2Si2Ox(OH)4,其中x的值是 ，若以氧化物形式表示，应写为 。

（2）在黏土资源丰富的地区还可以兴建水泥厂、玻璃厂、硫酸厂等，这些工厂中属于硅酸盐工业的有 ，玻璃厂生产雕花玻璃过程所依据的化学原理是 （用化学方程式表示）。

【答案】（1）5 Al2O3·2SiO2·2H2O

（2）水泥厂、玻璃厂 4HF+SiO2 SiF4↑+2H2O

12.（16分）如何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) 试剂 操作

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(3)SiO2(Si) (4)NaCl(SiO2) 【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

13.(10分)含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料,含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维,C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。

（1）易与C发生化学反应的酸是 ，反应的化学方程式是 。 （2）将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。 ①写出生成D和F的化学反应方程式： 。 ②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是 。 A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚 C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚

（3）100 g C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100 g混合物中石灰石的质量分数是 。 【解析】(1)C为SiO2,能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。

（2）SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料（普通玻璃、石英玻璃）以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。 （3）若SiO2恰好或过量，与CaCO3反应方程式只有一个，即CaCO3+SiO2 若CaCO3过量，除发生上述反应外，还会发生反应：CaCO3决定了CO2的产量，可通过以下关系式列式求解： CaCO3 ~ CO2 100 g 22.4 L m(CaCO3) 11.2 L m(CaCO3)=50 g。

混合物中CaCO3的质量分数： ×100%=50%。

高温

高温

CaSiO3+CO2↑。

CaO+CO2↑。总之，CaCO3的多少

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【答案】（1）氢氟酸 SiO2+4HFSiF4↑+2H2O (2)①SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2+H2O②D (3)50%

14.(16分)硅单质及其化合物应用范围很广。

(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，工业上可以按如下步骤制备纯硅。 Ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅

Ⅱ.粗硅与干燥的氯气在450 ℃～500 ℃条件下反应制得SiCl4

Ⅲ.SiCl4液体经精馏提纯后与过量H2在1 100 ℃～1 200 ℃条件下反应制得纯硅

已知SiCl4沸点为57.6 ℃，能与H2O强烈反应。1 mol H2与SiCl4气体完全反应吸收的热量为120.2 kJ。 请回答下列问题：

①第Ⅲ步反应的热化学方程式是 。

②整个制备纯硅的过程中必须严格控制无水无氧。SiCl4在潮湿的空气中因水解而产生白色烟雾，其生成物是 ；H2还原SiCl4过程中若混入O2，可能引起的后果是 。

③上述生产过程所需氯气和氢气均由氯碱厂提供，氯碱厂的基本设备是离子交换膜电解槽(如图所示)，其中进入阳极室的溶液是 ，b电极上的电极反应式是 。

高温

Na2SiO3+CO2↑,

Na2CO3+H2SiO3↓

(2)二氧化硅被大量用于生产玻璃。工业上用SiO2、Na2CO3和CaCO3共283 kg在高温下完全反应时放出CO2 44 kg，生产出的玻璃可用化学式Na2SiO3·CaSiO3·xSiO2表示，则其中 x＝ 。

【解析】根据水解定义和实验现象判断，SiCl4水解生成硅酸和HCl，产生白色烟雾。图示是阳离子交换膜电解槽，Na＋移向阴极，因此进入阳极室的应精制饱和食盐水。玻璃的化学组成可根据反应原理得到，n(CO2)＝n(Na2CO3)＋n(CaCO3)＝n(SiO2反应)＝1 000 mol， n(SiO2过量)＝(283－50－53－60)×1 000/60＝2 000 mol，所以x＝4。

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【答案】(1)①2H2(g)＋SiCl4(g)Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋240.4 kJ/mol ②H2SiO3(或H4SiO4)和HCl爆炸 ③精制饱和食盐水 2H＋＋2e(2)4

－

H2↑

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1q7f.html