高中化学苏教版必修一第三单元 含硅矿物与信息材料巩固练习

1．[双选]在一定条件下，既能跟二氧化碳反应，又能跟二氧化硅反应的是(　　)

A．稀盐酸　　　　　　　　 B．浓硫酸

C．NaOH溶液             D．木炭

2．生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2，要检验是否存在这两种杂质，最好选用(　　)

A．水                    B．盐酸

C．硫酸                  D．烧碱溶液

3．下列关于硅的说法不正确的是(　　)

A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体

B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料

C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应

D．加热到一定温度时硅能与H2、Cl2等非金属反应

4．下列有关SiO2的叙述正确的是(　　)

A．SiO2不与任何酸反应

B．玻璃中含有SiO2，所以不能用玻璃瓶盛装稀氢氧化钠溶液

C．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH反应

D．SiO2能与水反应生成硅酸

5．关于硅及其化合物的叙述中，正确的是(　　)

A．硅是良好的半导体材料，可以与NaOH溶液和氢氟酸反应

B．二氧化硅与石灰石反应：SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO↑

C．用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2＋2CSi＋2CO2↑

D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2

6．下列说法正确的是(　　)

A．硅材料广泛应用于光纤通讯

B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品

C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品

D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应

7．(1)用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足以显示化学对现代物质文明发展中所起到的重要作用。例如：

①光导纤维的主要成分是___________________________________；

②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是____________；

③计算机芯片的主要成分是________。

④用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为________的化合物。

(2)写出工业上制备该元素的单质及提纯的有关化学方程式：

①________________________________________________________________________，

②________________________________________________________________________，

③________________________________________________________________________。

8．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互关系如图所示，A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。

请填空：

(1)形成单质A的原子结构示意图为________，它的最高价为________。

(2)B的化学式(分子式)为________，B和碳反应生成A和E的化学方程式是________________________________________________________________________。

(3)C的化学式(分子式)为________，D的化学式(分子式)为________。

9．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：

①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅。

②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3。

Si＋3HClSiHCl3＋H2

③SiHCl3与过量的H2在1 000℃～1 100℃下反应制得纯硅，已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。

请回答下列问题：

(1)第①步制备粗硅的化学方程式为：_____________________________________。

(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点－84.7℃)，提纯SiHCl3采用的方法为________。

(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置略去)。

①装置B中的试剂是________，装置C中的烧瓶需要加热，其目的是________________________________________________________________________。

②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是__________________________，

装置D不能采用普通玻璃管的原因是_____________________________，

装置D中发生反应的化学方程式为：___________________。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________________________________________________________________________。

课时达标训练(二十一)

1．选C、D　NaOH溶液、木炭既能与CO2反应，又能跟SiO2反应。

2．选B　检验CaCO3常用盐酸，而SiO2又不溶于盐酸，故把生石灰(含CaCO3、SiO2)投入足量盐酸中，若发现有气泡生成且有不溶物存在，即可检验。

3．选C　硅性质稳定，但常温下能与HF、NaOH溶液反应。

4．选C　A项，SiO2可与氢氟酸反应，B项，可用玻璃瓶盛装稀NaOH溶液，但不能用玻璃塞，D项，SiO2与水不反应。

5．选A　B项正确的化学方程式为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑；C项正确的化学方程式为SiO2＋2C2CO↑＋Si；D项水泥的主要成分是3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3。

6．选A　B项工艺师刻蚀石英利用的是氢氟酸；C项中水晶的成分是SiO2；D项中粗硅制备单晶硅的反应有：Si＋2Cl2高温,SiCl4，SiCl4＋2H2高温,Si＋4HCl。

7．解析：(1)光导纤维的主要成分是SiO2；应用于太阳能电池中作光电转化材料的是半导体硅；计算机芯片的主要成分也是硅；用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为铝硅酸盐的化合物。

(2)工业提取纯硅的过程。

答案：(1)①SiO2　②Si　③Si　④铝硅酸盐

(2)①SiO2＋2C2CO↑＋Si(粗硅)

②Si＋2Cl2SiCl4

③SiCl4＋2H24HCl＋Si(高纯硅)

8．解析：由A为地壳中含量仅次于氧的非金属单质，推知A为硅单质。根据“”“”“”推知B为SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3。

答案：(1)　＋4价　(2)SiO2　SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑　(3)CaSiO3　Na2SiO3

9．解析：(1)根据题给信息，粗硅可以用碳还原二氧化硅的方法制得，故反应方程式为：SiO2＋2CSi＋2CO↑。

(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3与H2O强烈反应，故提纯SiHCl3时只能在无水的条件下利用它们的沸点不同，采用分馏的方法进行。

(3)①因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，故B中的试剂为浓H2SO4，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快与H2的反应。②根据题给信息可知，石英管中产生的物质应为硅，故D中现象为有固体产生，由题给信息可知，制纯硅的反应条件为1 000 ℃～1 100 ℃，此温度下普通玻璃容易软化。③因高温下H2与O2容易反应而爆炸，故还应排尽装置中的空气。

答案：(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑

(2)分馏(或蒸馏)

(3)①浓硫酸　使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 ②有固体物质生成　在反应的温度下，普通玻璃会软化

SiHCl3＋H2Si＋3HCl

③排尽装置中的空气