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2019年高中化學 第四章 非金屬及其化合物 第一節(jié) 第1課時《二氧化硅和硅酸》基礎提升練習 新人教版必修1 【基礎篇】 題組一　二氧化硅的性質(zhì)與用途 1.關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，有關其說法正確的是(　　) A.化學性質(zhì)不活潑 B.可溶于水且顯酸性 C.熔沸點較低，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、熔沸點很高，與氫氟酸反應。 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　②加水煮沸?、圻^濾　④加稀鹽酸?、菁酉2SO4，正確的操作順序是(　　) A.①③ B.④③ C.⑤③ D.②③ 答案　B 解析　加稀鹽酸與CaO、CaCO3反應生成CaCl2溶液，然后過濾得到SiO2固體。注意不能選用稀H2SO4，因CaSO4微溶，不易分離出SiO2。 3.下列關于SiO2的說法，正確的是(　　) A.SiO2是制造光導纖維的重要材料 B.SiO2溶于水生成硅酸 C.SiO2對應水化物的酸性比碳酸強 D.SiO2是酸性氧化物，不跟任何酸反應 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。 4.下列試劑能用帶玻璃塞的玻璃瓶保存的是(　　) A.Na2SiO3溶液 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溶液長時間作用會生成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錯誤；氫氟酸可腐蝕玻璃，一般用塑料瓶盛裝，C錯誤。 5.指出下列反應中SiO2所表現(xiàn)的化學性質(zhì)或作用，在A～E 選項中選擇正確答案填入括號內(nèi)。 (1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(　　) (2)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑(　　) (3)SiO2＋2CSi＋2CO↑(　　) (4)SiO2＋3CSiC＋2CO↑(　　) (5)SiO2＋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 E.未參與氧化還原反應 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。 6.生石灰中往往含有雜質(zhì)CaCO3和SiO2，檢驗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氧化硅反應生成硅酸鈣沉淀，碳酸鈣不溶于水，所以有不溶于水的物質(zhì)出現(xiàn)，不能說明雜質(zhì)是否含有碳酸鈣和二氧化硅，A錯誤；碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、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)生說明有碳酸鈣，有不溶物，說明有二氧化硅，B正確；碳酸鈣和硫酸反應生成硫酸鈣，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錯誤；碳酸鈣不溶于氫氧化鈉，二氧化硅和氫氧化鈉反應生成硅酸鈉，生石灰溶于水，所以不能確定是否含有二氧化硅，D錯誤。 題組二　硅酸的性質(zhì)與用途 7.下列關于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的說法中不正確的是(　　) 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錯誤。因為H2CO3酸性強于H2SiO3，故可以用H2CO3制備H2SiO3：CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓。 8.在存放照相機、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.下列關于硅酸的說法正確的是(　　) A.硅酸可以通過SiO2和水化合反應直接制得 B.可用反應Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋ H2SiO3↓制取硅酸 C.因為硅酸難溶于水，所以它不能與NaOH溶液反應 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直接制得硅酸，A錯誤；由于酸性HCl>H2SiO3，所以可用反應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溶液反應產(chǎn)生硅酸鈉和水，C錯誤；干燥劑“硅膠”的主要成分是硅酸，D錯誤。 10.純二氧化硅可用下列流程制得。下列說法不正確的是(　　) A.X可用作木材防火劑 B.步驟Ⅱ的反應是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4 C.步驟Ⅱ中的稀硫酸可用CO2來代替 D.步驟 Ⅲ若在實驗室完成，一般在蒸發(fā)皿中進行 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的反應是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4，B正確；碳酸的酸性比硅酸強，故步驟Ⅱ中的稀硫酸可用CO2來代替，C正確；步驟 Ⅲ為硅酸固體的灼燒，若在實驗室完成，一般在坩堝中進行，D錯誤。 【提升篇】 11.(1)普通玻璃又稱為鈉玻璃，試寫出生產(chǎn)普通玻璃過程中發(fā)生反應的一個化學方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實驗室用于盛放堿性試劑的試劑瓶不用磨口玻璃塞的原因是： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(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，較難受化學藥品的侵蝕，可用于制作一般的化學儀器。現(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)。 ①SO2、NO、NO2都是形成酸雨的因素，都能和水反應生成酸 ②NH3、H2S均不能用濃硫酸干燥 ③水晶的主要成分是SiO2 ④SiO2與CO2都屬于酸性氧化物，都不能與酸反應 ⑤實驗室可用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)K2O2CaO5SiO　(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生成硅酸鈉和二氧化碳，該反應的化學方程式為Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；碳酸鈣與二氧化硅在高溫條件下反應生成硅酸鈣和二氧化碳，該反應的化學方程式為CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。(2)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和強堿反應SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，離子反應為2OH－＋SiO2===SiO＋H2O，硅酸鈉是一種具有粘性的物質(zhì)，導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：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，氫氟酸應保存在塑料瓶中。(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)＝＝∶∶＝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K2O2CaO5SiO2。(4)①NO不能與水反應，錯誤；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，錯誤；⑤Cl2和SO2廢氣都能與NaOH溶液反應，實驗室可用NaOH溶液來處理，正確；⑥NO能與空氣中的氧氣反應但不溶于水也不跟水反應，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，能與水反應，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制造光纖。某稻殼灰的成分為 組分 SiO2 C Na2O K2O Al2O3 Fe2O3 質(zhì)量分數(shù) 59.20 38.80 0.25 0.50 0.64 0.61 請回答下列問題： (1)根據(jù)氧化物的性質(zhì)進行分類，稻殼灰中涉及的氧化物最多有________類。 (2)步驟①中涉及SiO2的離子反應方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)濾渣A的成分有________________(填化學式)。 (4)步驟③反應的化學方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)實驗室進行步驟③用到的儀器有坩堝鉗、酒精燈、三腳架、__________和__________。 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，氧化鈉、氧化鉀與水反應，而C與氧化鐵均不反應，所以濾渣A的成分是C、Fe2O3。(4)濾液A中含有硅酸根離子、偏鋁酸根離子，加入過量稀鹽酸，則偏鋁酸根離子與過量的稀鹽酸反應生成鋁離子，而硅酸根離子與過量的稀鹽酸反應生成硅酸沉淀，過濾得到硅酸，煅燒生成二氧化硅和水，化學方程式是H2SiO3SiO2＋H2O。(5)煅燒固體時，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HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性強弱，某學生設計了如下圖所示的實驗裝置，一次實驗即可達到目的(不必選其他酸性物質(zhì))。請據(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為________。 (2)裝置B所盛的試劑是__________________________________________， 其作用是___________________________________________________。 (3)裝置C所盛試劑是___________________________________________， C中反應的離子方程式是___________________________________________。 (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)Na2SiO3溶液　SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO(或SiO＋2CO2＋2H2O===2HCO＋H2SiO3↓) (4)HCl　H2CO3　H2SiO3 解析　根據(jù)強酸＋弱酸鹽―→弱酸＋強酸鹽分析可知，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強于H2CO3，然后將生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反應為Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，由此判斷酸性H2CO3>H2SiO3，但需注意的是A中反應會有HCl氣體逸出，故通入Na2SiO3溶液前需將HCl吸收，但不能吸收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——光導纖維，C與燒堿反應生成化合物D。 (1)易與C發(fā)生化學反應的酸是________，反應的化學方程式是__________________________。 (2)將C與純堿混合高溫熔融時發(fā)生化學反應生成D，同時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的化學反應方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 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后，生成的氣體在標準狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分數(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　二氧化硅用作光導纖維，則C是SiO2；二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和水，故D是硅酸鈉。(1)二氧化硅與HF反應，與一般的酸不反應，化學方程式是SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(2)①二氧化硅與碳酸鈉高溫反應生成硅酸鈉和二氧化碳氣體，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，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，應選擇鐵坩堝，選AB。(3)二氧化硅和碳酸鈣高溫反應生成硅酸鈣和二氧化碳，化學方程式是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 mol100 gmol－1＝50 g，所以石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是100%＝50%。