河南省罗山高中2022届高三化学复习4.1二氧化硅和硅酸课时作业新人教版必修1

4.1二氧化硅和硅酸1、工业生产的生石灰中常混有二氧化硅和石灰石。现将该生石灰样品溶于过量的盐酸中。然后在不断搅拌(必要时可以加热)的情况下，向反应混合液中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量，如果纵坐标表示固体难溶物的质量(m)，横坐标表示所加入氢氧化钠溶液的体积(V)，则下列图示正确的是(　　)　【答案】B【解析】生石灰样品溶于过量盐酸后，溶液中的溶质为CaCl2和过量的HCl。滴加NaOH溶液时，NaOH首先与盐酸反应，所以开始时固体难溶物的质量无变化，C、D两选项不正确，当盐酸耗完后，SiO2开始溶解时，发生反应的离子方程式为：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O，SiO＋Ca2＋===CaSiO3↓，依据两个方程式的系数可知，溶解1molSiO2(60g)的同时生成1mol难溶物CaSiO3(116g)，难溶物的质量增加。2、现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是()①SiO2Na2SiO3②CuSO4CuCl2③SiO2H2SiO3④CuOCu(OH)2⑤Fe(OH)2Fe(OH)3A、①②B、③④C、②③④D、③④⑤【答案】B【解析】3、从下列事实所得出的相应结论正确的是()实验事实结论①Cl2的水溶液可以导电Cl2是电解质②将CO2通入到Na2SiO3溶液中产生白色浑浊酸性：H2CO3>H2SiO3③NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合产生白色沉淀酸性：HCO-3>Al(OH)3④常温下白磷可自然而氮气须在放电时才与氧气反应非金属性：P>N⑤某无色溶液中加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝该溶液一定有NH+4A．③④⑤B．②③⑤C．①②③D．全部【答案】B【解析】4、下列有关实验的描述正确的是()A．氢氧化钠固体保存在配有橡皮塞的细口瓶中B．将SO2通入品红溶液或KMnO4溶液均能使它们褪色，均可证明SO2有漂白性C．不能在石英坩埚中熔化氢氧化钠D．用湿润的pH试纸测定稀盐酸的pH【答案】C【解析】5、化学与环境、材料和科技等密切相关。下列说法中错误的是（）A．向煤中加入适量CaO可大大减少燃烧产物中SO2的量B．光导纤维在信息产业中有广泛应用，制造光导纤维的主要材料是单质硅C．日本大地震后，防疫人员在震区周围撒石灰，进行环境消毒，防止灾后出现疫情D．为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质，常在包装袋中放入硫酸亚铁【答案】B【解析】6、奥运会会标是五环旗，假定奥运五环旗中的每一环表示一种物质，相连环物质间一定条件下能发生常见反应，不相连环物质间不能发生反应。且四种反应中必须包含化合反应、置换反应及复分解反应，适合的一组是（）选项蓝黑红黄绿ASiO2CuSO4溶液O2NaOH溶液AgBO2稀H2SO4CO2FeNaOH溶液CO2稀H2SO4Al(OH)3NH3NaOHDMgCO2KOH溶液AlFe2O3【答案】B【解析】7、化学已经渗透到人类生活的各个方面，下列说法不正确的是()A．高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，既能消毒杀菌又能净水。B．我国神九三位宇航员所穿航天服主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的，它是一种新型无机非金属材料C．多用电子邮件、MSN、QQ等即时通讯工具，少用传真打印机属于“低碳生活”方式D．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”【答案】D【解析】8、下列叙述正确的是（）A．二氧化硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B．SO2、NO2、NO、氟氯烃、CO2等均是造成大气污染的重要物质C．向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性：c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(Na＋)＞c(OH-)D．分散系中分散质粒子的直径：Fe（OH）3悬浊液＞Fe（OH）3胶体＞FeCl3溶液【答案】A【解析】9、下列说法正确的是（）A．氯水、液氯均属于非电解质B．光导纤维的主要成分为二氧化硅C．溶液和胶体的本质区别是能否发生丁达尔效应D．铝制品在空气中不易被腐蚀是因为铝性质不活泼【答案】B【解析】10、化学已渗透到人类生活的各个方面。下列说法正确的是（）A．光导纤维导电能力很强，是一种很好的通讯材料B．氢氧燃料电池、硅太阳能电池都利用了原电池原理C．在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀D．禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染【答案】D【解析】11、蛇纹石由MgO、A12O3、SiO2、Fe2O3组成。现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，在所得的沉淀X和溶液Y中分别加入NaOH溶液至过量。下列叙述不正确的是（）A．沉淀X的成分是SiO2B．将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液后过滤，可得到红色颜料Fe2O3，C．在溶液Y中加入过量的NaOH溶液，过滤得到的沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2D．溶液Y中的阳离子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+【答案】B【解析】12、有10g不纯CaCO3样品与足量盐酸作用后生成4.44gCO2，且溶液中残留难溶物质。则对于此样品中是否存在①MgCO3②K2CO3③SiO2杂质的判断正确的是（）A.肯定含①③，不含②B.肯定含①③，可能含②C.肯定含②③，不含①D.肯定含②③，可能含①【答案】B【解析】13、下列物质①氢氟酸②浓硫酸③烧碱溶液④Na2CO3固体⑤氧化钙⑥浓硝酸，其中在一定条件下能与SiO2反应的有（）A.①②B.全部C.①③④⑤D.②③⑥【答案】C【解析】14、下列关于物质的性质与用途的说法中，不正确的是（）A．二氧化硫具有漂白性，因此常用其漂白纸浆等B．二氧化硅能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃C．某些金属化合物有美丽的颜色，因此可用于制造烟花D．油脂能在碱性溶液中水解生成高级脂肪酸盐，因此可用于生产肥皂【答案】C【解析】15、下列有关物质用途的说法中，正确的是（）①Si可用来制造半导体材料②SiO2可用于制造光导纤维③Al(OH)3可用于治疗胃酸过多④氧化铁可用于制红色涂料A．只有①B．只有②C．只有③D．都正确【答案】D【解析】16、铝土矿(主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如下：（1）滤液甲的主要成分是（写化学式）　　　　　　　　　　　　（2）写出反应II的离子方程式：（3）结合反应II，判断下列微粒结合质子(H+)的能力，由强到弱的顺序是（填字母序号）a．AlO2―或[Al(OH)4]－b．OH―c．SiO32―（4）取滤液甲少许，加入过量盐酸，过滤；再用惰性电极电解其滤液，两极均有气体产生，且全部逸出，在阴极区还有沉淀生成，最后沉淀消失。沉淀消失的原因可用离子方程式表示为：（5）取(4)电解以后的溶液10.0mL，经分析，该溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质，向其中逐滴加入0.100mol·L－1盐酸溶液，当加入50.0mL盐酸溶液时，生成的沉淀恰好溶解。①加入50.0mL盐酸溶液发生的离子反应的先后顺序依次为：。②请画出生成沉淀的物质的量与加入盐酸体积的关系图。【答案】⑴　NaOH、Na[Al(OH)4]（或NaAlO2）、Na2SiO3⑵　CO2+2OH－==CO32－+2H2OCO2+2[Al（OH）4]－==2Al(OH)3↓+CO32－＋H2O⑶　b＞a＞c⑷　Al(OH)3+ＯＨ－＝[Al(OH)4]－或Al(OH)3+ＯＨ－＝AlO2－+2H2O⑸①H＋＋OH－==H2O[Al(OH)4]－＋H＋==Al(OH)3↓＋H2OAl(OH)3＋3H＋==Al3＋＋3H2O②图像如下所表示。【解析】根据题中所给出的信息分析，本题重点考查的的无机反应。17、已知某矿样的主要成分为Al2O3和SiO2。现以该矿样为原料制备氧化铝和高纯硅的流程如下：请回答下列问题：(1)试剂a的最佳选择为________(填代号)。a．稀盐酸　b．氨水　c．纯碱溶液　d．醋酸(2)由沉淀Ⅱ获得Al2O3，用到的实验仪器除了酒精灯、泥三角、玻璃棒和三脚架外，还需要________、________(填写仪器名称)。该过程中玻璃棒的主要作用是_______________________________________________________。(3)滤液A中通入NH3发生反应的离子方程式为_______________________________________________________。(4)NH4Cl是一种常用化肥的主要成分。现有一包肥料可能是NH4Cl或(NH4)2SO4中的一种，请设计实验进行鉴别(简述操作过程)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)如图所示实验装置，在实验室中制取氨气可选用装置________，氨气的干燥应选用装置________(选填代号)。(6)假设每一轮次制取过程中硅元素没有损失，反应①中HCl(g)的利用率为75%，反应②中H2的利用率为80%，则在下一轮次生产中需要补充通入H2和HCl的体积之比为________(相同状况下)。【答案】(1)a(2)坩埚　坩埚钳　焙烧固体时搅拌使固体均匀受热，防止发生迸溅；转移固体(3)Al3＋＋3NH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3NH4+(4)取适量样品于试管中配成溶液，滴加适量BaCl2溶液，再滴加稀硝酸，若产生白色沉定，则证明是(NH4)2SO4，反之为NH4Cl(5)AB　CE　(6)1:4【解析】(1)矿样与试剂a反应得到铝盐和SiO2，可知试剂a为酸液；再由流程图中最终得到NH4Cl晶体，判断试剂a应为稀盐酸。(2)由Al(OH)3焙烧生成Al2O3，应使用坩埚进行灼烧，夹持坩埚应使用坩埚钳。在灼烧过程中，应使用玻璃棒不断搅拌使固体受热均匀而防止固体迸溅。灼烧完毕，可使用玻璃棒将固体进行转移。(4)检验NH4Cl或(NH4)2SO4，实质是通过检验Cl－或SO42—是否存在来实现。(5)实验室制取NH3，可通过以下方法：①Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O，可选装置B来实现；②NH3·H2O(浓)NH3↑＋H2O，可选装置A来实现。可选用碱性干燥剂(如碱石灰、生石灰)来干燥NH3。(6)设第一轮次生成1molSi，则有：Si　＋　3HClSiHCl3　＋　H21mol　3mol　　　　　　1mol　　1molSiHCl3＋H2Si　＋　3HCl1mol　1mol　　1mol　　3mol故第一轮次应通入：n(H2)＝＝1.25mol，n(HCl)＝＝4mol；同时两步反应分别生成1molH2、3molHCl。故下一轮次再补充通入n(H2)＝1.25mol－1mol＝0.25mol，n(HCl)＝4mol－3mol＝1mol，其体积比为V(H2):V(HCl)＝0.25mol:1mol＝1:4。18、把13g含有SiO2的CaCO3固体在高温下加热到质量不再减少为止，冷却后剩余固体称重为8.6g。回答下列问题：（1）生成的CO2在标准状况下的体积为_________L。（2）求原物质中含SiO2的质量。（3）计算剩余固体中各成分的质量。【答案】（1）2.24（2分）（2）可能发生的反应为：SiO2+CaCO3====CaSiO3+CO2↑┄┄┄┄①（1分）CaCO3====CaO+CO2↑┄┄┄┄②（1分）无论怎样反应，CaCO3均转化为CO2，且：n（CaCO3）=n（CO2）=0.1mol则：m（CaCO3）=10g，m（SiO2）=13g—10g=3g（2分）（3）SiO2~CaSiO360g116g3g5.8g（2分）所以，m（CaSiO3）=5.8g，m（CaO）=8.6g—5.8g=2.8g（2分）【解析】19、）碳元素是形成物种最多的元素之一，其中许多物质对人类来说有着极其重要的作用。（1）石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，它是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，同时也是世界上导电性最好的材料（结构见图10）。图10试预测它与下列物质可能反应的是。A．氧气B．单质氟C．浓硝酸D．氢氧化钠溶液（2）①CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g)ΔH＝akJ·mol—1；②CH3OH(g)＝CO(g)+2H2(g)ΔH＝bkJ·mol—1；CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为。图11（3）柠檬酸（H3Cit）是重要的三元有机酸，它的三种铵盐均易溶于水，它们可通过H3Cit与氨水反应获得，含碳各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH的关系见图11。为制取NH4H2Cit，pH应控制在；②柠檬酸和一定量氨水反应所得溶液的pH约为6.7时，该反应的离子方程式为。（4）另一含碳化合物，其分子式为C3H6S2O，它是一种重要医药中间体，它的核磁共振氢谱见图12。图12图13则它的结构简式为。（5）某科研组设计见图13装置，利用电解乙醇和氢氧化钠制取乙醇钠（阳离子交换膜只允许Na+通过）。电解时阳极产成的气体是，阴极发生的电极反应式为。【答案】（1）ABC（2分，见D不给分，漏选只给1分）（2）CH4(g)+H2O(g)＝CH3OH(g)+H2(g)（1分）ΔH＝(a–b)kJ·mol—1（1分）（3）①大约4或3.8～4.2（2分）②2H3Cit+5NH3·H2O＝HCit2－+Cit3－+5NH4＋+5H2O（2分；或写成“2H3Cit+5NH3＝HCit2－+Cit3－+5NH4＋”，也给2分）（4）（2分）（5）O2（2分）；CH3CH2OH+2e－＝2CH3CH2O－+H2↑（2分，气体箭头不写只给1分【解析】20、某研究小组查阅资料得知以SiO2和Mg为原料可制备单质Si，他们在实验室中进行了该实验，结果发现产物中只有甲和乙两种化合物，化合物甲可做耐火材料，取15.2g化合物乙溶于400mL2.0mol/L盐酸，恰好完全反应生成气体丙和MgCl2溶液，已知生成的气体丙折合成标准状况下的体积为4.48g/L，请回答下列问题：（1）甲的电子式为　　，气体丙的空间构型为　　．（2）化合物乙与盐酸反应的离子方程式为　　．（3）常温常压下，实验中所生成的气体丙在氧气中完全燃烧，放出286KJ的热量．反应的热化学方程式为　　．（4）该研究小组蒸干MgCl2溶液并继续加热一段时间，初步分析所得固体产物中不含氯元素，试分析该固体可能的成分并设计实验探究其成分：　　．（5）推测以SiO2和Al为原料　　（填“能”或“不能”）制得单质Si，判断理由是　　．【答案】（1）；正四面体；（2）Mg2Si+4H+=Mg2++SiH4↑；（3）SiH4（g）+2O2（g）=SiO2（s）+2H2O（l）△H=﹣1430KJ/mol；（4）称取一定质量的样品于坩埚中，充分灼烧至恒重，若质量不变则为氧化镁，若质量减轻可根据前后质量判断样品成分；（5）能，因铝的性质与镁相似，都具有较强还原性；不能，因为铝的还原性比镁弱．【解析】SiO2和Mg为原料可制备单质Si，他们在实验室中进行了该实验，结果发现产物中只有甲和乙两种化合物，化合物甲可做耐火材料，可知甲为氧化镁，由质量守恒可知，另一种化合物为含硅镁元素，气体丙的物质的量为：=0.2mol，化合物乙的摩尔质量为：=76g/mol，硅的摩尔质量为28g/mol，镁的摩尔质量为24g/mol，故乙的化学式为：Mg2Si，硅化镁与盐酸反应生成氯化镁和硅烷．（1）甲为氧化镁，电子式为：，丙为硅烷，和甲烷结构相似为正四面体结构；故答案为：；正四面体；（2）硅化镁与盐酸反应生成氯化镁和硅烷，反应离子方程式为：Mg2Si+4H+=Mg2++SiH4↑故答案为：Mg2Si+4H+=Mg2++SiH4↑；（3）1mol硅烷燃烧放出的热量为：286KJ×=1430KJ/mol，热化学方程式为：SiH4（g）+2O2（g）=SiO2（s）+2H2O（l）△H=﹣1430KJ/mol，故答案为：SiH4（g）+2O2（g）=SiO2（s）+2H2O（l）△H=﹣1430KJ/mol；（4）加热过程中氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，氯化氢易挥发，故若不含氯离子，则所得化合物为氢氧化镁或氧化镁或二者混合物；由于氧化镁稳定，氢氧化镁不稳定易分解，故可采取加热灼烧方法来区别，若加热灼烧后固体质量不变，则固体成分为氧化镁，若固体质量减轻，可根据前后质量差判断成分；故答案为：称取一定质量的样品于坩埚中，充分灼烧至恒重，若质量不变则为氧化镁，若质量减轻可根据前后质量判断样品成分；（5）铝性质与镁相似，具有较强还原性，故铝可还原硅，也可认为铝的还原性比镁若，不能置换出硅；故答案为：能，因铝的性质与镁相似，都具有较强还原性；不能，因为铝的还原性比镁弱．