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含硅矿物与信息材料
一、选择题
1．下列不属于硅酸盐产品的是( )
A．陶瓷 B．水泥
C．玻璃 D．光导纤维
答案 D
解析 光导纤维的主要成分为二氧化硅，不属于硅酸盐产品。
2．光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，它使信息科学迅猛发展。光导纤维的主要成分是( )
A．CaCO3 B．SiO2 C．Na2SiO3 D．CaSiO3
答案 B
解析 光导纤维的主要成分为SiO2。
3．在一定条件下，下列物质与硅、二氧化硅均不反应的是( )
A．氢氟酸 B．浓H2SO4
C．烧碱 D．氟气
答案 B
解析 硅、二氧化硅均能和F2、氢氟酸、NaOH溶液反应，而硅、二氧化硅与浓H2SO4均不反应。
4．下列有关说法中正确的是( )
A．硅单质既不能与酸反应又不能与碱反应
B．硅在自然界中以化合态存在
C．硅是制造光导纤维的材料
D．硅元素在地壳中的含量居第一位
答案 B
解析 单质硅可以与氢氟酸和强碱溶液反应，所以A项错误；SiO2是制造光导纤维的材料；硅在地壳中的含量仅次于氧，位于第二位。
5．已知可溶性硅酸盐是矿物胶，则下列能贮存在带有玻璃塞的磨口试剂瓶里的试剂是( )
A．液溴 B．氢氧化钾
C．氢氟酸 D．石灰水
答案 A
解析 NaOH、KOH、Ca(OH)2溶液等碱性物质能与玻璃中的主要成分SiO2反应生成黏稠的硅酸盐，将瓶口与瓶塞黏住难以将瓶子打开，故B、D不可，C中氢氟酸与玻璃中的SiO2反应。
6.远古时期人类就已经开始加工和使用陶瓷，如图所示是清代民窑陶瓷产品。下列关于陶瓷的说法中正确的是( )
A．陶瓷是硅酸盐产品
B．陶瓷是金属产品
C．陶瓷中不含金属元素
D．陶瓷属于合金材料
答案 A
7．绿宝石的主要成分为BenAl2[Si6O18]，也可以用SiO2和金属氧化物的形式表示，则n为( )
A．1 B．2 C．3 D．4
答案 C
解析 可根据各元素的化合价，Be：＋2价，Al：＋3价，Si：＋4价，O：－2价，以各元素化合价的代数和为零列方程(＋2)×n＋(＋3)×2＋(＋4)×6＋(－2)×18＝0得n＝3。
8．关于水玻璃的性质和用途的叙述不正确的是( )
A．它是一种矿物胶，既不能燃烧，也不受腐蚀
B．建筑工业上可作黏合剂和耐酸水泥掺料
C．木材、纺织物浸过水玻璃后，具有防腐性能且防火
D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
答案 D
解析 水玻璃是矿物胶，可作黏合剂、防腐剂、耐火材料等；其显碱性，可作耐酸水泥掺料，但因其易与空气中的CO2反应而变质，故D错误。
9．下列各组物质间不能发生反应的是( )
A．二氧化硅与氧化钙(高温)
B．二氧化硅与氢氧化钠(常温)
C．二氧化硅与碳(高温)
D．二氧化硅与浓硝酸(常温)
答案 D
解析 在常温下，二氧化硅不能与H2SO4、HNO3等反应。
10．下列关于碳和硅的说法中，正确的是( )
A．其对应氧化物均为酸性氧化物
B．碳和硅的最高正价都是＋4价
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
答案 B
解析 CO2、SiO2属于酸性氧化物，但CO不是，A错误；碳和硅都是非金属，其原子最外层都是4个电子，最高正价为＋4价，B正确；在地壳中占第一位的是氧，不是碳，C错误；硅在自然界只能以化合态形式存在，D错误。
二、非选择题
11．将下列硅酸盐改写成氧化物的形式(改写时注意金属氧化物在前、非金属氧化物在后，低价在前、高价在后，水一般写在最后)。
(1)镁橄榄石(Mg2SiO4)：__________________。
(2)高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]：__________。
答案 (1)2MgO·SiO2 (2)Al2O3·2SiO2·2H2O
12．中国北京曙光公司研制出了第一款具有我国完全自主知识产权的高性能CPU芯片——“龙芯”1号，“龙芯”(芯片)的主要化学成分是硅。
(1)在计算机长距离联网使用的传输很快的线路中，其使用的材料叫__________________，主要化学成分是____________________。
(2)如果这种埋在地下的材料裸露在碱性土壤中，结果会断路，用离子方程式说明原因是______________________。
答案 (1)光导纤维 SiO2
(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
13．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的用途可做________的原料。
(3)工业上常用2C＋SiO2===Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。
答案 (1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 氢氟酸 (2)防火剂 (3)C SiO2
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，因此可做防火剂。
(3)反应中C被氧化，SiO2中的被还原，因此SiO2做氧化剂。
14．硅单质是从它的氧化物中提取出来的。
(1)写出由粗硅转变为纯硅的化学方程式：______________________。
(2)在制粗硅的反应中，焦炭的作用是_____________________________________。
(3)在由粗硅制纯硅的反应中，氯气(Cl2)与Si的反应属于________(填基本反应类型，下同)，SiCl4与H2的反应属于________。
答案 (1)Si＋2Cl2SiCl4；SiCl4＋2H2Si＋4HCl (2)还原剂 (3)化合反应 置换反应
15．常见物质之间的转化如下：
其中B是光导纤维的主要成分，其对应的单质的结构与金刚石的结构是相似的。
(1)试推测：A：________，C：________，F：________。(写化学式)
(2)试写出反应⑥的离子方程式：________________。
(3)在反应①中，碳的作用是________，当生成1 mol A时，转移电子的物质的量为________。
答案 (1)Si Na2SiO3 H2SiO3
(2)SiO＋CO2＋H2O===CO＋H2SiO3↓
(3)还原剂 4 mol
解析 (1)光导纤维的主要成分是SiO2，所以B为SiO2；SiO2在高温下与C反应得到Si与CO，而其中只有Si可与氯气反应，所以A为Si，D为CO，G为SiCl4；SiO2与NaOH溶液反应，可得Na2SiO3，所以C为Na2SiO3；而E是由CO得到的，从反应过程看，应为CO2，所以F为H2SiO3。
(3)在反应SiO2＋2CSi＋2CO↑中，C是还原剂，当有1 mol Si生成时，转移电子的物质的量为4 mol。
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