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第四章第一节第1课时一、选择题1．(2013·嘉峪关市一中高一期末)下列物质中主要成分不是二氧化硅的是()A．硅胶B．水晶C．玛瑙D．光导纤维【解析】硅胶的成分是H2SiO3。【答案】A2．(2013·桐城十中高一期末)下列试剂中，能用带玻璃塞的细口瓶贮存的是()A．氢氟酸B．氢氧化钠溶液C．盐酸D．水玻璃【解析】氢氟酸腐蚀玻璃，A项错误；玻璃塞的外面和瓶口都是经打磨过的，能和NaOH溶液反应生成粘合剂NaSiO3，时间长了玻璃塞粘住打不开试剂瓶，B、D两项错误。【答案】C3．(2014·经典习题选萃)下列关于SiO2的说法，正确的是()A．SiO2是制造光导纤维的重要材料B．SiO2溶于水生成硅酸C．SiO2对应水化物酸性比碳酸强D．SiO2是酸性氧化物，不跟任何酸反应【解析】SiO2不溶于水；硅酸酸性比碳酸弱；SiO2是酸性氧化物，但可与氢氟酸反应。【答案】A4．(2014·试题调研)下列变化不能一步实现的是()A．Na2SiO3→H2SiO3B．H2SiO3→SiO2C．SiO2→H2SiO3D．SiO2→Na2SiO3【解析】Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl；H2SiO3=====△SiO2＋H2O；SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。【答案】C5．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．①②⑥B．②③⑥C．①③④⑤D．全部【解析】SiO2是酸性氧化物，除HF酸外，不与其他任何酸发生反应。【答案】C6．下列各实验操作中，能证明生石灰中可能既混有石英，又混有石灰石的是()A．加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出B．加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解C．加热至高温，观察是否有气泡冒出、有硅酸钙生成D．先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到NaOH溶液中看其是否溶解【解析】A项只能证明是否混有石灰石。B项因生石灰要与水反应生成熟石灰，即使有少量的石英也观察不出。C项不易操作，且是否生成硅酸钙无法观察得出。D项比较合理，通过加酸后有气泡产生确认可能有石灰石，通过观察有不溶物且此不溶物可溶于NaOH溶液，进一步确认可能有二氧化硅。其实要想检验确实有石英和石灰石，进一步确认可能有二氧化硅。其实要想检验确实有石英和石灰石，还要继续做一些实验才行。【答案】D7．(双选)下列关于硅酸的说法正确的是()A．硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得B．用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓制取硅酸是利用了强酸制弱酸的性质C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应D．硅胶可用作袋装食品的干燥剂【解析】SiO2和H2O不反应，A项错；SiO2与NaOH溶液可以反应，C项错。【答案】BD8．下列离子方程式正确的是()A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2OB．水玻璃中加盐酸：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋C．石英溶于烧碱溶液：Si4＋＋2O2－＋2OH－===SiO2－3＋H2OD．硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3＋2OH－===SiO2－3＋2H2O【解析】A项错误，通入过量的CO2应生成Ca(HCO3)2。B项错误，水玻璃是硅酸钠的水溶液，Na2SiO3为易溶强电解质，应改写成离子形式。C项错误，氧化物在离子方程式中一般不拆写，SiO2应保留化学式。D项正确，H2SiO3作为难溶的弱酸，在离子方程式中用分子式表示。【答案】D9．在SiO2＋3C=====高温SiC＋2CO↑反应中，氧化剂和还原剂的质量比为()A．3630B．6036C．21D．12【解析】分析此反应知Si元素的化合价在反应前后没有变化，是一部分C元素的化合价升高到＋2价，一部分降低到－4价，所以氧化剂和还原剂均为C，其质量比为12。【答案】D10．(双选)素有“水晶之乡”美称的江苏省东海县盛产水晶，现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。水晶是较纯净的透明的石英晶体，主要成分是SiO2，下列有关石英的叙述正确的是()A．天然石英均是无色晶体，可作装饰品，也作光学仪器B．石英可以用来生产玻璃C．石英晶体可以用来制取金刚砂(SiC)D．石英可用来制取高纯硅，以制造光导纤维【解析】纯净的SiO2晶体中水晶是无色的，而其他的石英晶体具有不同的颜色，如玛瑙，A项错误。生产玻璃的原料是石英、纯碱和石灰石，B项正确。金刚石是SiC，可以用SiO2与过量的C反应制得，C项正确。石英(而不是高纯硅)是制光导纤维的材料，可以通过石英与炭反应得到粗硅，然后再与Cl2反应生成SiCl4，SiCl4与H2反应得到较纯净的Si。【答案】BC二、非选择题11．如何用所提供的试剂和方法除去各混合物粉末中的杂质(括号内为杂质)？将所选答案的编号填入表中相应的空格内。(如果不需补加试剂，则对应答案栏可空着)可供选择的试剂：A.盐酸B．NaOH溶液C．O2D．H2OE．CO2可供选择的操作：①分液②加热③高温灼热④过滤⑤结晶序号粉末状混合物所加试剂主要操作(1)SiO2(CaCO3)(2)CaCO3(SiO2)(3)NaCl(SiO2)(4)SiO2(Fe2O3)(5)SiO2(H2SiO3)(6)SiO2(Na2SO4)【解析】(1)因为SiO2除了溶于氢氟酸不溶于其他酸，而CaCO3溶于盐酸，反应的化学方程式为：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，所以该小题的答案为：A；④。(2)根据SiO2能溶于NaOH溶液，即SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，而CaCO3不能，所以该小题的答案为：B；④。(3)因为NaCl溶于水，而SiO2不溶于水，所以该小题的答案为：D；④⑤。(4)因为SiO2不溶于盐酸，而Fe2O3溶于盐酸，即Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，所以该小题的答案为：A；④。(5)因为H2SiO3受热分解生成SiO2，即H2SiO3=====△SiO2＋H2O，所以该小题的答案为：不加试剂；③。(6)因为SiO2不溶于水，而Na2SO4溶于水，所以该小题的答案为：D；④。【答案】(1)A④(2)B④(3)D④⑤(4)A④(5)③(6)D④12．硅石和石英的主要成分都是SiO2，前者是结构疏松的SiO2，后者是结构致密的SiO2，二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质有差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，有以下三个步骤，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。(1)用NaOH溶液溶解石英：____________________。(2)过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：____________________。(3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：______________________________。写出硅胶的一种用途：______________________。【解析】(1)石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，SiO2与碱反应生成盐和水：2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O(2)过滤，除去石英中的杂质，得滤液为Na2SiO3(aq)，硅酸钠是弱酸盐，与盐酸发生复分解反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓(3)微热，H2SiO3(aq)浓缩，聚合为胶体，加热硅酸溶胶脱水，生成多孔硅胶H2SiO3=====ΔH2O↑＋SiO2。【答案】(1)2OH－＋SiO2===SiO2－3＋H2O(2)SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓(3)H2SiO3=====△H2O↑＋SiO2干燥剂(或催化剂载体)13．A、B、C、D四种物质都含有同种元素且有如图所示转化关系。试回答下列问题：(1)若A是一种常见非金属，写出下列反应的方程式。①B→D的化学方程式：______________________②A→C的离子方程式：______________________(2)若A是一种常见金属，写出下列反应的方程式。①A→D的离子方程式：______________________②B→C的化学方程式：______________________【答案】(1)①SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O③Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑(2)①2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O14．(2013·汶上一中高一期末)在Na＋浓度为0.5mol/L的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子：阳离子K＋、Ag＋、Mg2＋、Ba2＋阴离子NO－3、CO2－3、SiO2－3、SO2－4取该溶液100mL进行如下实验(气体体积在标准状况下测定)：序号实验内容实验结果Ⅰ向该溶液中加入足量稀HCl产生白色沉淀并放出0.56L气体Ⅱ将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量固体质量为2.4gⅢ在Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液无明显现象试回答下列问题：(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的阳离子是____________________________________。(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为_____________________________________。(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度(能计算出的，填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”)阴离子NO－3CO2－3SiO2－3SO2－4c/mol·L－1(4)判断K＋是否存在，若存在求其最小浓度，若不存在说明理由________________________________________________________________________。【答案】Ag＋、Mg2＋、Ba2＋(2)SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓(或SiO2－3＋2H＋＋H2O===H2SiO4↓)(3)阴离子NO－3CO2－3SiO2－3SO2－4c/mol·L－1？0.250.40(4)存在，其最小浓度为0.8mol/L