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用心爱心专心1课时作业9无机非金属材料的主角——硅时间：45分钟分值：100分一、选择题(共60分，每小题4分)1．下列物品或设备：①水泥路桥；②门窗玻璃；③水晶镜片；④石英钟表；⑤玛瑙手镯；⑥硅太阳能电池；⑦光导纤维；⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是()A．⑥⑧B．①②⑦⑧C．①②③④⑤⑦D．全部[答案]C[解析]③、④、⑤、⑦物品或设备的所用材料为SiO2，生产水泥的原料黏土中含有SiO2，生产玻璃用到的主要原料为纯碱、石灰石和SiO2，⑥和⑧所用材料为硅，故C项正确。2．下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是()选项XYZA.NaNaOHNaHCO3B.CuCuSO4Cu(OH)2C.CCOCO2D.SiSiO2H2SiO3[答案]C[解析]NaHCO3不能一步到Na；Cu(OH)2不能一步到Cu；依2C＋O2=====不完全燃烧2CO,2CO＋O2=====点燃2CO2,2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C；SiO2不能一步到H2SiO3，H2SiO3不能一步到Si，D错误。3．华裔科学家高锟因“在光纤传输信息领域中的突破成就”获得2009年诺贝尔物理学奖，下列有关硅材料的说法正确的是()A．光纤的主要成分是高纯度的单质硅B．金刚砂的主要成分是二氧化硅C．28g硅含有6.02×1023个电子用心爱心专心2D．28Si、29Si、30Si是不同的核素[答案]D[解析]光纤的主要成分为高纯度的二氧化硅，A错；金刚砂的主要成分为碳化硅，B错；1个硅原子中含有14个电子，因此28g硅含有电子的数目为28g28g/mol×14×6.02×1023mol－1＝8.428×1024，C错。4．四氯化硅还原法是当前制备较高纯度硅的一种方法，有关反应的化学方程式为：SiCl4＋2H2=====高温4HCl＋Si下列说法不合理的是()A．反应制得的硅可用于制造半导体材料B．增大压强有利于加快上述反应的化学反应速率C．四氯化硅可以由粗硅与氯气通过化合反应制得D．混入少量空气对上述反应无影响[答案]D[解析]此反应可以制得较高纯度的硅，工业上用此反应制得的硅生产半导体。对有气体参加的化学反应，增大压强能提高其反应速率。反应中的四氯化硅是由粗硅与氯气通过化合反应制得的。如果反应中混入少量空气，制得的硅会和氧气发生反应生成SiO2，使制得的不再是纯硅。5．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①②B．②③C．①④D．③④[答案]C[解析]水晶的成分是SiO2不属于硅酸盐，②错；光导纤维的成分是SiO2，③错，C项正确。6．用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液不变浑浊，先通入CO2再通入氨气，溶液变浑浊CaCl2溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液用心爱心专心3D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液[答案]B[解析]A项CaCl2溶液不与CO2反应，但通入NH3后溶液变为(NH4)2CO3可产生浑浊；B项H2SiO3沉淀不溶于过量的CO2；C项生成的HClO具有漂白性，可使品红褪色；D项CaCO3――→CO2Ca(HCO3)2――→NaOHCaCO3。7．下列离子方程式不正确的是()A．石英与烧碱反应：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2OB．硅与烧碱反应：Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑C．向小苏打溶液中加入过量的石灰水：2HCO－3＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO2－3D．往水玻璃中加入盐酸：2H＋＋SiO2－3===H2SiO3↓[答案]C[解析]C项中，加入过量的石灰水，溶液中一定不存在CO2－3。8．宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下列说法正确的是()A．以石英砂为主要原料生产光导纤维B．“水玻璃”超薄透明，是一种新型装饰材料C．纳米材料是一种称为“纳米”的新物质制成的材料D．炭炉边放盆水，可防止煤气中毒[答案]A[解析]石英砂的主要成分是SiO2；“水玻璃”是Na2SiO3水溶液的俗称；纳米是长度单位，1nm＝10－9m；煤气(CO)不溶于水。9．面对日益恶化的地球生态环境，联合国环境规划署建议“低碳生活方式”降低二氧化碳温室气体的排放，人人行动来保护我们生存的家园。下列说法正确的是()A．CO2的比例模型为B．用过氧化钠吸收CO2是目前比较经济的减碳方案C．16O===C===18O与16O===C===16O互为同位素且化学性质相似D．从我做起节电、节气等低碳生活方式可减少温室气体排放量用心爱心专心4[答案]D[解析]碳的原子半径比氧大，A错；用Na2O2吸收CO2成本太高，B错，C中的两物质不是核素，不可能是同位素的关系。10．(双选)青石棉(cricidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22(OH)2，青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法正确的是()A．青石棉是一种易燃品且易溶于水B．青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OC．1molNa2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用，至少需消耗6L3mol·L－1HNO3溶液D．1molNa2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用，至少需消耗5.5L2mol·L－1HF溶液[答案]BC[解析]根据化合物中化合价代数和为0，则计算Fe元素价态为{|22×(－2)＋(－1)×2|－|2×(＋1)＋8×(＋4)|}÷5＝2.4，即Fe在该物质中有2种价态，设Fe＋2为x，Fe＋3为(5－x)，得2×x＋3×(5－x)＝2.4×5，求得x＝3，y＝2；由于1mol该物质中含有3molFe＋2，则与HNO3反应时起氧化作用的稀硝酸的量为1mol，而HNO3体现酸性时的物质的量为2mol＋5mol×3＝17mol，共消耗HNO3为18mol；与HF反应时生成NaF、FeF2、FeF3、SiF4，则共消耗HF为2mol＋3mol×2＋2mol×3＋8mol×4＝46mol。11．10g含有杂质的CaCO3和足量盐酸反应，产生了0.1molCO2，试推断杂质的组成可能是()①KHCO3和MgCO3②K2CO3和SiO2③MgCO3和SiO2④Na2CO3和NaHCO3A．①②B．③④C．②③D．①④[答案]B[解析]由题假设杂质含CO2－3，则得出样品的平均摩尔质量是100g·mol－1，碳酸钙也是100g·mol－1，则样品杂质中一种的摩尔质量比100g·mol－1大，另一种比100g·mol－1小，二氧化硅不与盐酸反应，可认为摩尔质量比碳酸钙大；碳酸镁摩尔质量是84g·mol－1，小于100g·mol－1。12．下图表示从固体混合物中分离X的两种方案，请根据方案1和方案2指出下列说法合理的是()用心爱心专心5A．可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵B．方案1中残留物应该具有的性质是受热易挥发C．方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应D．方案2中加入NaOH溶液可以分离出含SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3[答案]D[解析]碳酸氢钠加热分解，故选项A错误；加热后留下的残留物一定是固体或难挥发的液体，选项B错误；加入的试剂可以是水且不一定发生化学反应，选项C错误；二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的硅酸钠而与氧化铁分离，选项D正确。13．下列①～⑧中物质间的反应不能产生气体的是()①石灰石和盐酸②冷浓硫酸中投入铝片③石英与苏打混合加强热④石墨与高温水蒸气⑤过氧化钠与水⑥氟与水⑦钠与硫酸铜溶液⑧碳酸氢钠与氢氧化钠A．①和⑤B．④和⑦C．③和⑦D．②和⑧[答案]D[解析]②因为钝化，⑧的反应为NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，D项正确。14．高温金属陶瓷广泛应用于火箭和导弹技术中。将铝粉、石墨和二氧化钛按一定比例混合均匀，涂在金属表面，在高温下锻烧：4Al＋3TiO2＋3C===2Al2O3＋3TiC，留在金属表面的涂层是一种高温金属陶瓷。下列有关该反应说法正确的是()A．TiO2是氧化剂，C、Al是还原剂B．TiC中钛元素为－4价C．TiC不属于新型无机非金属材料D．每生成1molTiC转移电子4mol[答案]D[解析]A项，根据化学方程式分析各元素化合价的变化情况，可知，Al在反应中失电子，为还原剂，C在反应中得电子，为氧化剂，TiO2中元素的价态没有变化，既不是氧化剂也不是还原剂；B项，TiC中钛元素为＋4价；C项TiC是新型无机非金属材料；D项，根据价态变化与电子转移的关系可知D项正确。用心爱心专心615．在全球号召节能减排的大背景下，2010年两会期间，政协委员们领到的会议通知、日程表、便签纸等东西都是以碳酸钙为主要原料的低碳“石头纸”。某化学探究小组的同学为了测定“石头纸”中碳酸钙的含量，称取了5.0g碎纸样品。实验数据记录见下表(假设石头纸中其他成分既不溶于水，也不与水反应)：实验组别①②③④⑤加入样品的质量/g1.01.01.01.01.0加入0.2mol/L稀盐酸的体积/mL20.040.060.080.0100.0充分反应后生成标准状况下气体的体积/mL44.889.6134.4179.2179.2则样品中碳酸钙的质量分数为()A．20%B．40%C．60%D．80%[答案]D[解析]前4组实验中加入的盐酸体积成倍增加，生成的二氧化碳体积也是成倍增加，但实验④与实验⑤气体体积不再有差别，故实验④中碳酸钙完全反应，生成的二氧化碳的物质的量为0.008mol，即反应的碳酸钙为0.008mol，所以样品中碳酸钙的质量分数为0.008mol×100g/mol1.0g×100%＝80%。二、非选择题(共40分)16．(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)在元素周期表中，A位于________族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为____________________，A与B在原子的电子层结构上的相同点是__________________。(2)易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是________________________________________________________________________。(3)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．铁坩埚用心爱心专心7[答案](1)ⅣA最外层均有4个电子，最内层均有2个电子(2)氢氟酸SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(3)①SiO2＋Na2CO3=====高温Na2SiO3＋CO2↑，Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓②D[解析](1)A元素的单质可作半导体材料，含