《第7讲含硅矿物与信息材料》训练（时间：45分钟满分：100分）一、选择题（本题共12题，每小题4分，共48分，每小题有一个或两个选项符合题目要求）１．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】硅元索在地壳中的含量仅次于氧，排第二位，是构成岩石和矿物的基本元素；水晶的主要成分为SiO2，②错；制作光导纤维的原料是石英，而不是高纯硅，③错；２．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生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起【答案】B【解析】玻璃在加热熔化时没有固定的熔点，它只是在一定温度范围内软化，B错。
３．我国研制的新型“连续纤维增韧”航空材料宇航服，其主要成分由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成，下列叙述正确的是（）A．它耐高温，抗氧化B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆C．它没有固定的熔、沸点D．它是一种传统无机高分子材料【答案】AC【解析】该材料可用于制作衣服，由此判断B错误；材料中的成分都是无机物，则该材料属于新型无机非金属材料，故D错误。
４．将足量CO2气体通入水玻璃（Na2SiO3溶液）中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后所得的固体物质是（）A．Na2SiO3B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2【答案】A【解析】分析过程中的化学反应：H2O+CO2+Na2SiO3==H2SiO3↓+Na2CO3，Na2CO3+H2O+CO2==2NaHCO3，H2SiO3△SiO2+H2O，2NaHCO3△Na2CO3+ H2O+CO2↑，Na2CO3+ SiO2高温Na2SiO3+CO2↑。
５．将CO2分别通入下列物质的溶液中，溶液会变浑浊的是（）①饱和Na2CO3②Na2SiO3③NaAlO2④CH3COONa⑤Ca(ClO)2⑥CaCl2⑦CaCO3 ⑧C6H5ONaA．①②③④⑦B．①②⑤⑦⑧C．①②③⑤⑧D．②③⑤⑥⑧【答案】C【解析】碳酸的酸性比CH3COOH、HCl的弱，故CO2在溶液中不会与CH3COONa、CaCl2反应，而CaCO3与CO2和H2O作用生成Ca(HCO3)2，不会产生沉淀。
其余产生沉淀的反应为：①Na2CO3+H2O+CO2==2NaHCO3↓（Na2CO3溶解度比NaHCO3大）；②Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3↓+Na2CO3；③NaAlO2+2H2O+CO2==Al(OH)3↓+NaHCO3；⑤Ca(ClO)2+H2O+CO2== CaCO3↓+2HClO；⑧C6H5ONa+H2O+CO2== C6H5OH↓+ NaHCO3（C6H5OH溶解度小）。
６．对于第ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是（）A．SiO2和CO2中Si和O，C和O之间都是共价键B．C、Si、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D．该族元素的主要化合价是+4和+2【答案】B【解析】第ⅣA族元素最外层电子数都是4，但C原子的次外层电子数是2，Ge的次外层电子数是18。
７．下列表述正确的是（）①人造刚玉熔点很高，可用做高级耐火材料，主要成分是二氧化硅②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐③三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A．①②③B．②④C．③④⑤D．③⑤【答案】D【解析】人造刚玉的主要成分为Al2O3，而不是SiO2；玛瑙的主要成分为SiO2而不是硅酸盐；水泥的主要成分为3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3，水泥是硅酸盐材料；Cu2O 虽然是红色的，但它不能变色也不能吸收有害光，变色玻璃主要是因为玻璃中熔入了溴化银（AgBr）和氧化铜（作AgBr分解的催化剂）；硅材料不会产生对环境有害的物质。
８．下列事实中能证明碳的非金属性比硅强的是（）①往Na2SiO3溶液中通入CO2产生白色沉淀②石墨是导体，晶体硅是半导体③制玻璃过程中发生反应：Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑④CH4比SiH4稳定A．①④B．②③C．③④D．①⑦【答案】A【解析】①符合强酸换弱酸（Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3↓+Na2CO3；）的规律，能；④对应气态氢化物的稳定性能说明非金属性强弱。
②③分别是Si和SiO2的特性，不能说明C的非金属性比硅强。
９．《美国化学会志》报道：中国科学家以二氧化碳为碳源、金属钠为还原剂，在470℃、80 MPa下合成出金刚石，具有深远意义。
下列说法不正确的是（）A．由二氧化碳合成金刚石是化学变化B．此反应中金刚石是氧化产物C．金刚石是碳的一种同素异形体D．此反应中钠元素发生还原反应【答案】BD【解析】题给信息可写出此变化的反应方程式：CO2+Na−−→−高温C（金刚石）+Na2O由此可判断：A正确；24COC−→−+，则B不正确，金刚石应为CO2的还原产物，Na作还原剂，发生的是氧化反应，D不正确。
10．下图的实验装置用来分离CO2和CO气体并干燥。
图中a为止水夹，b为分液漏斗的活塞，通过Y形管和止水夹分别接c、d两球胆，现装置内的空气已排尽。
为使实验成功，甲、乙、丙分别盛放的溶液是（）A．NaHCO3饱和溶液；12 mol·L－1盐酸；18.4 mol·L H2SO4B．Na2CO3饱和溶液；2 mol·L－1 H2SO4；NaOH饱和溶液C．NaOH饱和溶液；2 mol·L－1 H2SO4；18.4 mol·L H2SO4D．18.4 mol·L H2SO4；NaOH饱和溶液；18.4 mol·L H2SO4【答案】C【解析】根据CO2、CO的性质可以判断必须先将CO2吸收，先收集CO，然后再将CO2释放出来。
甲中盛放NaOH溶液吸收CO2，丙中盛放浓硫酸干燥气体，然后关闭c，打开d收集CO；乙中盛放稀硫酸，关闭d，打开c、b，然后收集CO2。
11．青石棉是一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。
青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是（）A．青石棉是一种硅酸盐原料B．青石棉中含有一定量的石英晶体C．青石棉的化学组成可表示为：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD．1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原【答案】B【解析】根据“化合价的代数和为0”可将青石棉的化学式Na2Fe5Si8O22(OH)2改写为氧化物形式Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，B不正确，无SiO2晶体。
1[Na2O·32Fe+O·Fe2O3·8SiO2·H2O]~~33Fe+~~3e-~~H5N+O3~~2N+O1mol青石棉中含3mol2Fe+，能还原1 mol HNO3变成NO。
12．有一根粗铝条含铁和硅两种杂质。
取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出质量相等的H2，则该粗铝条中铁和硅的关系正确的是（）①物质的量之比为2 : 1 ②物质的量之比为3 : 1③质量之比为2 : 1 ④质量之比为4 : lA．②④B．②③C．①④D．④【答案】C【解析】由于等量的铝分别跟足量稀盐酸和足量稀NaOH溶液反应时，放出H2的量相等。
2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑因而Fe与酸反应、Si与NaOH反应放出H2量也相等：Fe+2HCl==FeCl2+ H2↑，Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑因而Fe与Si物质的量比为2 : 1，质量比为4 : 1。
二、非选择题（本题共4个小题，共52分）13．（14分）在工业中利用镁制取硅2Mg+SiO2△2MgO+Si，同时有副反应发生：2Mg+Si△Mg2Si，Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷），SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。
如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置：（1）由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用（填序号）。
a．石灰石b．锌粒c．纯碱（2）实验开始时，必须先通入X气体，再加热反应物，其理由是，当反应开始后，移走酒精灯反应能继续进行，其原因是。
（3）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为①，②。
【答案】（1）b（2）让氯气排尽装置内的空气，避免氧气等对实验的影响该反应为放热反应，可利用自身放出的热量维持反应进行（3）①Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4↑②SiH4+2O2==SiO2+2H2O【解析】（1）由于Mg可在CO2中燃烧，故不能用CO2作为保护气而可用H2。
那么试管中应选用的固体药品为锌粒。
（2）实验开始时应先通入氢气排出装置内的空气，避免氧气对实验的影响。
然后才能点燃酒精灯，因反应放热，反应开始后移走酒精灯，可利用自身放出的热量维持反应继续进行。
（3）反应结束后加入稀盐酸会发生反应Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4↑。
生成的SiH4可自燃，SiH4+2O2==SiO2+2H2O，所以会观察到闪亮的火星。
14．（14分）合金A由4种单质组成，经过一系列反应分别进入了沉淀或气体中。
试回答。
（1）合金A由哪4种元素的单质组成? 、、、。
（2）写出固体B、溶液C有关组成的化学式：B 、C 。
（3）写出合金A中的有关组成与过量烧碱溶液反应生成无色气体E的化学反应方程式：。
（4）向无色溶液C加适量盐酸生成白色沉淀D。
写出有关反应的离子方程式：。
【答案】（1）Fe C Si Al（2）Fe、C Na2Si03、NaAl02（3）2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑，Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑（4）SiO32-+2H++H2O==H4SiO4↓，AlO2-+H++H2O==Al(OH)3↓【解析】（1）能和烧碱溶液反应生成无色溶液C和可燃性气体E的固体单质是Si和Al，再通过先后加适量盐酸、过量盐酸、过量氨水的现象判断Si、A1都存在。