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- 2021-05-13 发布
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三轮冲刺---二氧化硅的特性考前微测试
1.下列关于CO2和SiO2的说法正确的是( )
A.常温下CO2、SiO2都是气体
B.CO2、SiO2都不溶于水
C.CO2、SiO2在一定条件下都可以是固体
D.CO2和SiO2的硬度小,熔点低
【答案】C
【解析】A项,SiO2在常温下是固体,A项错误。B项,SiO2不溶于水,CO2能溶于水,B项错误。D项,SiO2的硬度大,熔点高,D项错误。
2.下列说法正确的是
A.二氧化硅溶于水显酸性
B.二氧化碳通入水玻璃(Na2SiO3的水溶液)可以得到白色胶状物质
C.因为高温时,二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强
D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸
【答案】B
【解析】本题考查二氧化硅及其硅酸盐的性质。二氧化硅属于酸性氧化物但和水不反应,用二氧化硅和NaOH溶液制取硅酸钠,然后用硅酸钠制取硅酸,A项不符合题意;碳酸酸性大于硅酸,所以二氧化碳、水和硅酸钠反应生成原硅酸,B项符合题意;高温下,二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,因为有高温条件,所以不能据此判断硅酸和碳酸的相对强弱,C项不符合题意;二氧化硅属于酸性氧化物,能溶于强碱溶液,且能溶于HF,所以可以用HF雕刻玻璃,D项不符合题意。
3、如图为某石英晶体的平面结构示意图,它实际上是立体网状结构(可以看作晶体硅中的每个Si—Si键中插入一个O)。在石英晶体中,氧原子与硅原子的个数的比值和由硅原子、氧原子构成的最小环上Si、O的原子个数之和分别是
A.1 8 B.2 12 C. 8 D. 12
【答案】B
【解析】由石英晶体的平面结构可知(当然立体网状结构也一样),每个Si周围结合4个O,而每个O周围结合2个Si,所以石英晶体中氧原子和硅原子个数之比为2∶1,由于石英晶体是立体网状结构,可以看成晶体硅中的每个Si—Si键上插有一个O(如图所示)
因此在石英晶体中,由硅原子、氧原子构成的最小环上具有的Si、O的原子个数之和是12(6个Si和6个O),故B项正确。
4、下列离子方程式的书写正确的是( )
A.水玻璃中通入过量的二氧化碳:Na2SiO3 + CO2 + H2O2Na+++H2SiO3 ↓
B.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca(OH)2 +2CO2Ca2+ +2
C.二氧化硅溶于氢氟酸溶液中: SiO2+4H++4F−SiF4↑ +2H2O
D.二氧化硅溶于烧碱溶液中:SiO2 + 2OH−+ H2O
【答案】D
【解析】Na2SiO3为强电解质,应写离子形式,且CO2过量,应生成,A选项错误;澄清石灰水中Ca(OH)2应写为离子形式,B选项错误;氢氟酸为弱酸,应写为分子式不能写为离子式,C项错误。
5、对于反应:3C+SiO2SiC+2CO↑,下列说法正确的是
A.C作还原剂,SiO2作氧化剂
B.每消耗3.6 g C,可得到4.48 L CO
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D.每生成1 mol CO,转移的电子数为4NA
【答案】C
【解析】该反应明显是一个氧化还原反应,其中,C既作氧化剂也作还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,A错、C正确;由于没有指明气体所处的状态,B错;每生成1 mol CO,转移的电子数为2NA,D错。
6、纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是( )
A.X可用作木材防火剂
B.步骤II的反应是Na2SiO3 + H2SO4 H2SiO3(胶体) + Na2SO4
C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替
D.步骤Ⅲ若在实验室完成,一般在蒸发皿中进行
【答案】D
【解析】本题考查二氧化硅的性质和制取。A、二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠,硅酸钠可用作木材防火剂,正确;B、因硫酸的酸性比硅酸强,可用硫酸来制取硅酸,正确;C、同理碳酸的酸性比硅酸强,可用CO2来代替稀硫酸,正确;D、硅酸高温灼烧可生成二氧化硅,此反应在坩埚中进行,错误。答案选D。
7、如图所示是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程,下列说法正确的是
A.SiO2属于两性氧化物
B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞
C.硅胶吸水后可重复再生
D.图中所示的转化都是氧化还原反应
【答案】C
【解析】SiO2是酸性氧化物;Na2CO3溶液呈碱性,试剂瓶不能用玻璃塞;题图中有的转化不是氧化还原反应,例如SiO2与NaOH溶液的反应。
二、非选择题
14.石英砂(SiO2)是重要的工业原料,光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段,合成光导纤维及氮化硅(一种无机涂层)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)反应I的化学方程式为
,氧化剂为 (填化学式)。
(2)经反应II所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下:
组分名称
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
HCl
BCl3
PCl3
质量分数
0.545
0.405
0.0462
0.0003
0.00193
0.00157
沸点/℃
57.6
31.8
8.2
-85
12.5
75.5
图中“操作X”的名称为 ;PCl3的电子式为 。
(3)反应III和IV中尾气为 ;反应IV的化学方程式为 。
【答案】(1)SiO2+2CSi+2CO↑ SiO2
(2)精馏(或蒸馏)
(3)HCl 3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl
【解析】本题主要考查化学工艺流程。(1)根据工艺流程可知,反应I是高温下C置换出硅,化学方程式为:SiO2+2CSi+2CO↑,SiO2中硅元素化合价降低,作氧化剂。(2) 根据图中“操作X”的目的是得到SiCl4,表中给出数据各物质的沸点低且相差较大,可以蒸馏的方法; PCl3的电子式为。(3)根据原子守恒可推断出,反应III和IV中尾气为HCl;反应IV的化学方程式为
3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl。
15.“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展,一些材料的出现甚至具有里程碑式的划时代的意义。请回答下列问题
(1)无机非金属材料
高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备:
①写出步骤Ⅰ的化学方程式:____________________________。
②步骤Ⅱ经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为−84.7 ℃),提纯SiHCl3的实验方法是____________________________。
(2)磁性材料
这种材料一般含有铁元素,铁是用途最为广泛的金属,也较为活泼,所以从它的使用开始就不断实施对它的防护。最常见的铁制品腐蚀是电化学腐蚀,请写出最为普遍的电化学腐蚀的负极反应式:____________________________。
(3)激光材料
我国是激光技术先进的国家,红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料,它是一种两性氧化物,请用离子方程式加以说明:______________________________。
(4)高分子材料
它可以分成无机高分子材料和有机高分子材料。一种新型高效净水剂m就属于无机高分子材料,它广泛应用于生活用水和工业污水的处理,其中铁元素的化合价为__________;一种合成纤维腈纶,又称“人造羊毛”,以丙烯腈(CH2
=CH—CN)为原料聚合生成,请写出生成该有机高分子材料的化学方程式:________________________。
(5)合金材料
14g铜银合金与一定量某浓度的硝酸完全反应后,将放出的气体与1.12 L(标准状况下)O2混合通入水中,恰好全部被水吸收,则合金中铜的质量为________ g。
【答案】(1)①SiO2+2CSi+2CO↑ ②蒸馏(或分馏)
(2)Fe-2e-Fe2+
(3)Al2O3+6H+2Al3++3H2O,Al2O3+2OH-2+H2O
(4)+3 nCH2=CH—CN
(5)3.2
【解析】本题考查材料使用的有关判断、计算等。 (1)①高温下碳与二氧化硅反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑。
②根据沸点可知几种物质的沸点相差较大,因此提纯SiHCl3的实验方法是蒸馏。
(2)钢铁发生电化学腐蚀时铁在负极失去电子,负极反应式为:Fe-2e-Fe2+。
(3)氧化铝既能与酸反应生成盐和水,也能与碱反应生成盐和水,反应的离子方程式为Al2O3+6H+2Al3++3H2O,Al2O3+2OH-2+H2O;
(4)根据正负价代数和为0可知m中铁元素的化合价是+3价。丙烯腈含有碳碳双键,发生加聚反应的离子方程式为nCH2=CH—CN
。
(5)将放出的气体与1.12 L(标准状况下)O2混合通入水中,恰好全部被水吸收,这说明铜银合金失去电子数就是氧气得到的电子数,则64 n(Cu)+108 n(Ag)=14g,2n(Cu)+n(Ag)= ,解得n(Cu)=0.05 mol,因此m(Cu)=3.2 g。