第二课时 硅酸盐 硅单质
课后提能·层级练
层级一 学业达标练
1．下列有关硅及其化合物的说法正确的是( ) A．Si用途广泛，是太阳能电池和光导纤维的主要成分
B．SiO2是硅酸的酸酐，只能与NaOH溶液反应，不能与任何酸反应 C．硅酸酸性比碳酸弱，所以SiO2不能跟Na2CO3反应
D．绝大多数硅酸盐难溶于水，组成复杂，通常用氧化物的形式表示其组成
解析：选D A项，光导纤维的主要成分是SiO2不是Si；B项，SiO2与氢氟酸反应；C项，SiO2在高温下与Na2CO3可以反应。
2．单晶硅是制作电子集成电路的基础材料，其功能远比我们想象的要大得多，这对硅的纯度要求很高。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为
高温
①SiO2＋2C=====电炉Si＋2CO↑ △
②Si＋2Cl2=====SiCl4 高温
③SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl
下列对上述三个反应的叙述中，错误的是( ) A．①③为置换反应 B．②为化合反应
C．①②③均为氧化还原反应
D．三个反应的反应物中硅元素均被还原
解析：选D 反应①③中硅元素被还原，反应②中硅元素被氧化，D错误。
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3 000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：选B 普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A正确；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B错误；普通玻璃的大致组成为Na2O·CaO·6SiO2，C正确；二氧化硅易与烧碱溶液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞，D正确。
4．下列关于硅的化学性质的化学方程式书写错误的是( ) A．硅与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
B．硅与烧碱溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ C．硅与盐酸反应：Si＋4HCl===SiCl4＋2H2↑ 高温
D．硅在高温下被O2氧化：Si＋O2=====SiO2 解析：选C SiO2与盐酸不反应。
5．具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白，下列对晶体硅的叙述中正确的是( )
A．晶体硅和金刚石的物理性质相似
B．硅在地壳中含量居第二位，可以以游离态存在于自然界中 C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它提炼工艺复杂，价值昂贵 D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电
解析：选A A项，晶体硅和金刚石的熔点高、硬度大，具有相似的物理性质；B项，在自然界中没有游离态硅存在；C项，晶体硅的价格已不昂贵，已经广泛应用于电子器件及电脑配件；D项，晶体硅属于无机非金属材料。
6．(2024·吉林汪清六中高一期末)下列化学物质在实际生产、生活和科技等方面的应用正确的是( )
A．石英砂可以用于制取高纯度的硅，SiO2和Si都是光导纤维材料 B．生产普通水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱 C．水泥、玻璃和陶瓷都属于传统的无机非金属材料 D．测NaOH熔点时可以将NaOH放入石英坩埚中高温加热
解析：选C SiO2是制作光导纤维的原料，而Si是制作半导体、合金、太阳能电池等的原料，故A错误；生产普通水泥的主要原料有石灰石和黏土，而生产普通玻璃的主要原料有石灰石、石英和纯碱，故B错误；水泥、玻璃和陶瓷都属于传统的无机非金属材料，故C正确；石英的成分是SiO2，属于酸性氧化物，能与碱反应，所以不能将NaOH放入石英坩埚中高温加热，故D错误。故选C。
7．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是玻璃的主要成分之一，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。 高温
(3)工业上常用2C＋SiO2=====Si＋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能与NaOH溶液发生反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；氢氟酸能与SiO2
发生反应SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，故常用来雕刻玻璃。
(2)Na2SiO3的水溶液可用作防火材料。
高温
(3)反应2C＋SiO2=====Si＋2CO↑中，碳元素化合价升高，硅元素化合价降低，故单质碳作还原剂，SiO2作氧化剂。
答案：(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 氢氟酸 (2)防火剂 (3)C SiO2
8．A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系，该元素(用R表示)的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气。
请回答下列问题：
(1)写出各物质的化学式：A________；B________；C________；D________；E________。 (2)写出反应①的化学方程式：________________________________，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)写出反应④的离子方程式：__________________________________。 (4)写出反应⑤的离子方程式：__________________________________。 (5)H2CO3的酸性强于
E
的，请用离子方程式予以证明：
______________________________________。
解析：解答本题的“突破口(1)”是非金属元素R的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气，说明是硅及其化合物之间的转化。“突破口(2)”是反应条件“高温”，A在高温条件下，能与焦炭、CaCO3发生反应，则A为SiO2。从而推知B为CaSiO3，C为Na2SiO3，D为Si，E为H2SiO3。
答案：(1)SiO2 CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3 高温
(2)SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ 1∶2 (3)Si＋2OH＋H2O===SiO3＋2H2↑ (4)SiO3＋Ca===CaSiO3↓
(5)SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO3 层级二 应试提能练
9．下列叙述中正确的是( ) A．高纯度硅是生产光导纤维的主要原料 B．工业上生产普通玻璃和水泥都要用到石灰石
2－
2－
2－
2＋－
2－
C．SiO2不溶于水，也不溶于任何酸
D．水玻璃的化学性质稳定，放置空气中不易变质
解析：选B A项生产光导纤维的主要原料是二氧化硅，不是高纯度硅；C项SiO2能溶于氢氟酸；D项水玻璃放置空气中能与二氧化碳反应生成硅酸沉淀。
10．日本福岛地震和核泄漏事故发生后，东京电力公司向福岛第一核电站2号机组下方碎石注入俗称水玻璃的Na2SiO3溶液，放射性污水的泄漏有所减少。下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中错误的是( )
A．水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不易被腐蚀 B．在建筑工业上可以作黏合剂
C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧 D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
解析：选D Na2SiO3的水溶液叫水玻璃，是一种矿物胶，通常用作耐火材料。在空气中发生反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，故D项错误。
11．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列说法正确的是( ) A．硅酸钠可用于制备木材防火剂 B．硅单质广泛用于光纤通讯 C．利用盐酸刻蚀石英制作艺术品 D．水晶项链是硅酸盐制品
解析：选A B项，SiO2用于光纤；C项，氢氟酸刻蚀石英制品；D项，水晶是SiO2制品。 12．由石英砂(主要含SiO2)制取高纯硅的工业流程如下，下列有关说法不正确的是( )
石英砂
焦炭，高温Cl2，加热H2，高温
――→粗硅――→SiCl――→高纯硅 4反应①反应②反应③
A．反应①③均属于置换反应
B．反应①中氧化产物和还原产物的质量比为1∶2 C．该流程中反应①③的还原剂不能互换使用 D．该流程是实现半导体工业“从沙滩到用户”的基础
高温高温
解析：选B 反应①：SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑；反应③：SiCl4＋2H2=====Si(纯)＋4HCl，二者都是置换反应，故A正确；反应①的氧化产物为一氧化碳，还原产物为硅，二者物质的量之比为2∶1，质量之比为2∶1，故B错误；氢气与硅能反应生成硅烷，所以该流程中反应①③的还原剂不能互换使用，故C正确；沙子的主要成分是二氧化硅，经过该流程生成硅，是实现半导体工业“从沙滩到用户”的基础，故D正确。
13．北京奥运金牌“金玉合璧”上的环形玉是产自新疆的和田玉，和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐。这种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有关叙述
中正确的是( )
A．将该和田玉的化学式改写成氧化物的形式表示如下：2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2O B．该和田玉能抵抗任何酸或碱的腐蚀 C．该和田玉中Fe的化合价为＋2价 D．该和田玉是由5种氧化物组成的混合物
解析：选C 根据和田玉的盐表达式中正负化合价代数和等于零的规则，可计算出Fe元素的化合价为＋2价，氧化物形式中Fe元素仍然是＋2价，A错误，C正确；含硅化合物易被氢氟酸腐蚀，B错误；硅酸盐组成可用氧化物形式表示，但不是由氧化物组成的混合物，D错误。
14．将铁、铝、硅的混合物分为等质量的两份，一份跟足量的NaOH溶液反应，另一份跟足量的稀H2SO4反应，最终产生的H2一样多，则铁与硅的物质的量之比为( )
A．2∶1 C．1∶1
B．4∶1 D．3∶1
解析：选A 将混合物分为两等份，设每份中Fe、Al、Si的物质的量分别为x mol、y mol、
z mol。一份跟足量NaOH溶液反应时，只有Al和Si参与反应，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2 3
y mol y mol
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 1 2
3
2
z mol 2z mol
?3?所以和NaOH溶液反应放出H2共?y＋2z? mol。 ?2?
另一份跟足量稀H2SO4反应时，只有Fe和Al参与反应， Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 1 1
x mol x mol
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑ 2 3
2024版高中化学第四章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角——硅第2课时硅酸盐硅单质练习新人教版
