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课前自主
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典例剖析
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答案 A
答案 C
答案 C
答案 A
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答案 A
答案 D
答案 C
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基 础 强 化
1．玻璃的主要成分之一是二氧化硅，赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的。这种物质是( )
A. 盐酸 B. 氢氟酸
C. 烧碱 D. 纯碱
解析 因玻璃中含有SiO2，而SiO2能与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，所以可以用氢氟酸来刻蚀玻璃。
答案 B
2．二氧化碳通入下列溶液中，不可能产生沉淀的是( )
A. 氯化钙溶液 B. 石灰水
C. 偏铝酸钠 D. 硅酸钠溶液
解析 B中少量CO2通入石灰水中发生反应：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，C中发生反应CO2＋3H2O＋2NaAlO2===2Al(OH)3↓＋Na2CO3，D中反应为：CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。
答案 A
3．下列物质间的转化不能一次完成的是( )
A. Si―→SiO2 B. CO2―→C
C. SiO2―→H2SiO3 D. SiO2―→Na2SiO3
解析 A中Si＋O2SiO2；B中CO2＋2Mg2MgO＋C；D中SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；C中转化关系为SiO2―→Na2SiO3―→H2SiO3。故选C。
答案 C
4．下列离子在水溶液中能大量共存的是( )
A. H＋、K＋、HCO、Ca2＋
B. OH－、Na＋、Mg2＋、HCO
C. Na＋、SiO、H＋、Cl－
D. K＋、H＋、Cl－、NO
解析 A中，H＋＋HCO===H2O＋CO2↑；B中，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，HCO＋OH－===CO＋H2O；C中，2H＋＋SiO===H2SiO3↓；只有D中各离子不发生反应。
答案 D
5．能证明二氧化硅是酸性氧化物的是( )
A. 二氧化硅溶于水得到相应的酸
B. 二氧化硅是非金属氧化物
C. 二氧化硅与强碱溶液反应只生成盐和水
D. 二氧化硅与氢氟酸反应
解析 与强碱反应只生成盐和水的氧化物是酸性氧化物，不是所有的非金属氧化物都是酸性氧化物，如CO、NO则不是酸性氧化物，故只有C正确。
答案 C
6．不能用磨口玻璃瓶贮存的一组物质是( )
A. 盐酸、硫酸、Fe2(SO4)3溶液
B. NaCl、KCl、AgNO3溶液
C. NaOH溶液、水玻璃
D. MnO2、KClO3、KMnO4固体
解析 玻璃的主要成分为SiO2，SiO2会与碱反应，使瓶塞无法打开。
答案 C
7．在存放照相机、显微镜、食品和药品的包装盒中常发现一些袋装透明的胶状颗粒，该颗粒的主要作用是干燥，其成分是( )
A. 活性炭 B. 氯化钠
C. 硅胶 D. 小苏打
解析 以上四种物质中只有硅胶是干燥剂。
答案 C
8．除去下列粉末中的杂质(括号内为杂质)，将选用的试剂添在横线上。
①SiO2(CaCO3)________；②SiO2(C)________；
③NaCl(Na2SiO3)________；④CuO(SiO2)________；
⑤SiO2(NaCl)________。
解析 ①SiO2不溶于盐酸，CaCO3能溶于盐酸，可用盐酸除去SiO2中的CaCO3；
②C与O2反应转化为气体，可将SiO2中的C除去；
③Na2SiO3与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，可用盐酸除去NaCl中的Na2SiO3；
④CuO为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，可用NaOH溶液除去CuO中的SiO2；
⑤加入水SiO2不溶，NaCl溶解，可除去SiO2中的NaCl。
答案 ①盐酸 ②氧气 ③盐酸 ④NaOH溶液 ⑤水
能 力 提 升
1．下列离子方程式不正确的是( )
A. 石英与烧碱溶液反应：SiO2＋2OH－===SiO＋
H2O
B. 向氢氧化钠溶液中通入过量CO2：CO2＋2OH－===CO＋H2O
C. 向硅酸钠溶液中加入盐酸：2H＋＋SiO===H2SiO3↓
D. 向碳酸钙上滴稀硝酸：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
解析 B项中通入过量CO2应产生HCO；D项CaCO3是难溶物质，故不能写成CO，应为CaCO3＋2H＋===H2O＋Ca2＋＋CO2↑。
答案 BD
2．下列关于二氧化硅的说法中错误的是( )
A. 同二氧化碳一样，二氧化硅分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的
B. 通常状况下，二氧化碳为气态，二氧化硅为固体
C. SiO2同CO2一样也能与CaO反应生成盐
D. SiO2仅用来表示二氧化硅的组成，其基本结构单元为正四面体，不仅存在于二氧化硅晶体中，而且存在于所有硅酸盐矿石中
解析 二氧化硅是由原子直接构成的，不存在二氧化硅分子。
答案 A
3．可制造熔化烧碱的坩埚材料是( )
A. Fe B. Al
C. SiO2 D. Al2O3
解析 在高温下Al与NaOH反应，而且Al也与O2反应，SiO2、Al2O3在高温下也与NaOH反应，最终坩埚会被损坏，NaOH也会变质，故选A。
答案 A
4．为确定HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：
(1)锥形瓶A中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂为__________________________________。
(2)装置B所盛试剂是____________________，其作用是__________________________________________________。
(3)装置C所盛试剂是________，C中反应的离子方程式是________________________________。
(4)由此可得出的结论是：酸性________>________>________。
解析 根据强酸＋弱酸盐―→弱酸＋强酸盐分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A中盛放Na2CO3溶液，根据Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑可知酸性HCl强于H2CO3，然后将生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，发生反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，由此判断酸性H2CO3>H2SiO3，应注意分液漏斗中盐酸是挥发性酸，反应时有HCl气体逸出，故气体通入Na2SiO3溶液前应用饱和NaHCO3溶液吸收HCl。
答案 (1)盐酸
(2)饱和NaHCO3溶液 吸收HCl气体
(3)Na2SiO3溶液 SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO
(4)HCl H2CO3 H2SiO3课后优化训练
基 础 强 化
1．有科学家认为：硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”，下列有关硅可能成为新型能源的依据的叙述中不正确的是( )
A. 自然界存在大量硅单质
B. 自然界的硅易开采，且可再生
C. 硅燃料便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是优质燃料
D. 硅燃料燃烧放出的热量多，其燃烧产物对环境的污染容易有效地控制
解析 在自然界中硅全部以化合态形式存在，A不正确；自然界中硅含量丰富，硅燃料便于运输、贮存，且燃烧放出热量多，这是可能成为新型能源的依据。
答案 A
2．下列物质中，不含有硅酸盐的是( )
A. 水玻璃 B. 硅芯片
C. 黏土 D. 普通水泥
解析 水玻璃中含有硅酸钠，普通水泥中含有硅酸钙、硅酸钠，黏土含有复杂的硅酸盐，硅芯片中含的是硅单质。
答案 B
3．汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚未发现其自然存在的记载。科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式：BaCuSi2Ox，Cu为＋2价)，下列有关“汉紫”的说法中不正确的是( )
A. 用盐的形式表示：BaSiO3·CuSiO3
B. 用氧化物形式表示：BaO·CuO·2SiO2
C. 易溶于强酸、强碱和水
D. 性质稳定，不易褪色
解析 由化合价代数和为0，得(＋2)＋(＋2)＋(＋4)×2＋(－2)·x＝0，解得x＝6，故A、B正确，由题目可知D项正确，故选C。
答案 C
4．下列关于碳和硅的比较，正确的是( )
A. 它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸
B. 碳和硅的单质都能与O2反应
C. 硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位
D. 碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态
解析 SiO2不溶于水也不与水反应，A错；碳和O2反应可生成CO或CO2，硅与O2反应生成SiO2，B正确；地壳中含量最多的元素是氧，其次是硅，C错；自然界中有游离态的碳(如金刚石)，没有游离态的硅，因为硅是一种亲氧元素，D错。
答案 B
5．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )
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
解析 刚玉主要成分是三氧化二铝，金刚石是由碳元素组成的单质，而不是三氧化二铝。
答案 A
6．下列试剂贮存方法正确的是( )
A. 氢氟酸用玻璃瓶密封贮存
B. NaOH溶液用磨口玻璃瓶加玻璃塞封存
C. 水玻璃用塑料桶敞口放置
D. 纯碱溶液可用带橡胶塞的玻璃瓶封存
解析 氢氟酸腐蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装；NaOH与玻璃中的SiO2反应，使玻璃塞与瓶口粘合在一起，无法打开瓶塞；水玻璃敞口放置易与空气中的CO2反应而变质。
答案 D
7．露置于空气中一段时间后的水玻璃会变浑浊。向此浑浊溶液中加入稀盐酸，会生成白色沉淀，同时伴随有气泡产生。用化学方程式解释产生上述实验现象的原因：
(1)溶液变浑浊________________________________________。
(2)生成白色沉淀______________________________________。
(3)产生气泡__________________________________________。
解析 水玻璃在空气中放置时，一些Na2SiO3会与空气中的CO2和水反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3生成的H2SiO3不溶，故出现浑浊；向此浑浊液中加入盐酸，会有Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3沉淀，同时溶液中的Na2CO3与HCl反应产生CO2气体。
答案 (1)Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3
(2)Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
(3)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
8．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)SiO2是玻璃的成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为______________________________，工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。
(2)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现Na2SiO3的用途可作________的原料。
(3)工业上常用2C＋SiO2Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中有元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。
解析 (1)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为：
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。
(2)Na2SiO3的水溶液又称“水玻璃”，它具有阻燃的功能，因此可作防火剂。
(3)反应中C被氧化，SiO2中的＋4价的硅被还原，因此SiO2作氧化剂。
答案 (1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 氢氟酸
(2)防火剂
(3)C SiO2
能 力 提 升
1．下列表述正确的是( )
①水晶的主要成分是二氧化硅 ②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐 ③建造三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料 ④金刚石与金刚砂的成分相同 ⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A. ①②③ B. ②④
C. ③④⑤ D. ①③⑤
解析 玛瑙的主要成分是二氧化硅；金刚石是碳的单质，金刚砂的成分是SiC。
答案 D
2．新型无机材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温下进行，在合成工艺中必须注意( )
A. 通入充足的氧气
B. 可在空气中进行
C. 通入少量氧气
D. 可在氮气氛围中合成
解析 新型无机材料TiC、B4C、Si3N4在高温下均能与氧气发生反应，故应在无氧的环境下合成。
答案 D
3．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是( )
A. 制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英
B. 玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C. 普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
D. 盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起
解析 玻璃没有固定的熔点。
答案 B
4．晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2；
③SiHCl3与过量H2在1000～1100°C反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O剧烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
(1)第①制备粗硅的化学方程式为__________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0°C)中含有少量SiCl4(沸点57.6°C)和HCl(沸点84.7°C)，提纯SiHCl3的方法为__________________________________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置均已略去)：
①装置B中的试剂是________，装置C中的烧瓶需要加热，其目的是__________________。
②装置D中发生反应的化学方程式为_______________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及______________________________。
解析 (1)由所给信息高温下用炭还原二氧化硅制得粗硅，可写出反应方程式SiO2＋2CSi＋2CO↑。
(2)根据题中所给混合物中各沸点，SiHCl3沸点最低，可采用分馏(或蒸馏)的方法，将SiHCl3分离出来。
(3)SiHCl3能与水剧烈反应，应将制得的H2中的水蒸气除去，故装置B中的试剂是浓硫酸。常温下SiHCl3为液体，反应时应使其汽化后再在D处与H2反应，故装置C的烧瓶需加热。制备纯硅的实验成功除所给控制条件外还应排尽体系中的空气，因为SiHCl3在空气中易自燃，H2在加热时与空气反应可能引起爆炸。
答案 (1)SiO2＋2CSi＋2CO↑
(2)分馏(或蒸馏)
(3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
②SiHCl3＋H2Si＋3HCl ③排尽装置中的空气
