人教版 (2019)第三节 无机非金属材料达标测试

这是一份人教版 (2019)第三节 无机非金属材料达标测试，共9页。试卷主要包含了单选题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1. 高纯度晶体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”。可以按下列方法制备：
SiO2→高温①CSi(粗)→300℃②HClSiHCl3→1000～1100℃③过量H2Si(纯)
下列说法不正确的是( )
A. 步骤①的化学方程式为：SiO2+CSi+CO2↑
B. 步骤①中每生成1 ml Si，转移4 ml电子
C. 高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料
D. SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
2. 下列有关物质的用途的说法不正确的是( )
A. SiO2可用于制造光导纤维，Si可用于制造计算机芯片
B. 常温下Si的化学性质稳定，在自然界中硅大部分以游离态存在
C. 石英砂、纯碱和石灰石可用于制造普通玻璃
D. 浓HF溶液可用于刻蚀玻璃
3. 化学与生活、生产科技密切相关。下列说法错误的有( )
①传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
②航母上拦阻索中的钢丝属于金属材料
③工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料
④碳纤维、合成纤维、光导纤维都属于高分子材料
⑤高温下，工业制硅的反应方程式为C+SiO2Si+CO2
⑥单质硅可用于制取通信芯片
⑦“C919”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂，属于新型无机非金属材料
⑧太阳能发电板的主要材料是SiO2
A. 4个B. 5个C. 6个D. 7个
4. 化学在生产生活和科学研究中具有重要的作用．下列说法正确的是 ( )
①硅石的主要成分是二氧化硅
②三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
③嫦娥二号卫星上所用的太阳能电池采用硅材料制作，太阳能电池在生活中的应用有利于环保、节能
④二氧化硅的熔点高，硬度大，可用来制造电子部件和光学器件
⑤水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品．
A. ①②③B. ②④⑤C. ③④⑤D. ①②③④
5. 有下列四个变化：①Na2CO3→Na2SiO3，②SiO2→H2SiO3，③Na2SiO3→Na2CO3，④Ca(NO3)2→CaSiO3，其中不能通过一步反应实现的是( )
A. ①②B. ②④C. ③④D. 只有②
6. 化学在生产生活和科学研究中具有重要的作用．下列说法正确的是( )
①硅石的主要成分是二氧化硅
②三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
③嫦娥二号卫星上所用的太阳能电池采用硅材料制作，太阳能电池在生活中的应用有利于环保、节能
④二氧化硅的熔点高，硬度大，可用来制造电子部件和光学器件
⑤水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品．
A. ①②③B. ②④⑤C. ③④⑤D. ①②③④
7. 高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图，下列说法正确的是 ( )
A. 自然界中存在大量的单质硅
B. SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
C. 二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
D. 电弧炉中反应的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑
8. 高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图，下列说法正确的是( )
A. 自然界中存在大量的单质硅
B. SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
C. 二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
D. 电弧炉中反应的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑
9. 下列有关物质性质或应用的说法正确的是( )
A. 半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是二氧化硅
B. 利用Al2O3制作的坩埚，可用于熔融烧碱
C. 制水泥和玻璃都用石灰石作原料
D. 氢氟酸具有强酸性，用氢氟酸蚀刻玻璃
10. 有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列说法正确的是( )
A. 晶体硅具有半导体性质，可用于生产光导纤维
B. 玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，故常用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰
C. 陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料
D. 硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O ⋅ 2FeO ⋅ 3SiO2
11. 有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列关于硅及其化合物的说法正确的是( )
A. SiO2是一种酸性氧化物，所以不和任何酸反应
B. 高温下，工业制硅的反应方程式为C+SiO2Si+CO2
C. 光导纤维的主要成分是SiO2
D. 太阳能发电板的主要材料是SiO2
12. 高纯度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”。它可以按下列方法制备：
SiO2_ ①CSi(粗)→300°C②HClSiHCl3→1100°C③过量H2Si(纯)
下列说法不正确的是
A. 步骤①的化学方程式：SiO2+C高温Si+CO2↑
B. 步骤①中每生成1 ml Si，转移4 ml电子
C. 步骤③中的反应为氧化还原反应
D. 高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料
13. 如图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溶液的试剂瓶可以使用玻璃塞
C. 硅胶吸水后可重复利用D. 图中所示的转化都是氧化还原反应
14. 下列说法不正确的是。( )
A. SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃
B. 向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶
C. 氮化硅是一种重要的高温结构陶瓷材料，化学式为Si3N4
D. 石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能
15. 芯片制造过程中物质转化的主要过程为沙子→硅棒→蚀刻硅基→电镀铜→芯片，下列说法错误的是( )
A. 沙子的主要成分是SiO2
B. 粗硅的制取：SiO2+C高温 Si粗+CO2↑
C. 氢氟酸可用于蚀刻硅基
D. 在硅基上电镀铜时，硅基作阴极
二、实验题
16. 某实验小组利用如图所示装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。
已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO+PdCl2+H2O=CO2+2HCl+Pd↓(产生黑色固体，使溶液变浑浊)。
(1)实验前要通入足量的N2，其原因是________。
(2)装置B的作用是________。
(3)装置C、D中所盛试剂分别为________、________，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经测定知两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为________。
(4)该装置的缺点是________。
(5)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：________。
17. 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HCl气体反应制得SiHCl3：Si+3HClSiHCl3+H2；
③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O剧烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为______________。
(2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置均已略去)：
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______________。
18. 某课题组同学拟探究金属与非金属氧化物之间的反应。
Ⅰ.探究钠与二氧化碳反应。
甲查阅资料：常温下，实验室用氯化钯溶液检验CO，现象是产生黑色沉淀。
乙选择下列装置设计实验：
(1)若用碳酸钙与稀盐酸反应制备CO2且能控制反应的发生和停止，探究CO2与Na反应。气体从左至右，导管口连接顺序为___________；用化学方程式表示装置E的作用____________________________________。
(2)点燃酒精灯之前，应进行的操作是启动发生装置中的反应，等装置___________(填装置字母代号及现象)后，再点燃酒精灯。
(3)经测定，产物为CO、C、Na2CO3且CO、C的物质的量之比为1:1，写出装置C中发生的化学反应方程式____________________________________________________________。
Ⅱ.拓展探究。
(4)丁同学探究镁与二氧化硫反应，实验中发现，在一定条件下镁和二氧化硫反应后的固体中有浅黄色粉末，取少量残留固体于试管中，向其中滴加足量的盐酸，产生臭鸡蛋气味的气体A。
由此推知，镁在二氧化硫中反应一定生成了MgO、S和___________(填化学式)。
(5)戊同学根据上述原理设计如下流程：
下列有关说法正确的是___________(填代号)。
①上述三个反应都是氧化还原反应 ②在相同条件下，气体B的密度大于空气
③上述气体B的热稳定性比甲烷的强 ④理论上上述流程可以用于制备高纯度硅
简答题
19. 硅酸盐具有特殊的性质与应用，回答下列问题：
(1)硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列产品属于硅酸盐的是________(填序号)。
①玻璃 ②陶瓷 ③石英玻璃 ④硅芯片 ⑤光导纤维 ⑥水泥 ⑦砖瓦
(2)在炼铁、水泥、玻璃的制备时，都需要的原料是________。
(3)磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造人造骨骼，这是利用了这类材料的________(填字母)。
A.耐高温的特性 B.电学特性
C.光学特性 D.生物功能
(4)向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是________，化学方程式为________。
(5)我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测。月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[Mg2Fe2SiO6])等，则橄榄石中铁为________价，斜长石的氧化物形式可表示为________，辉石CaMgSi2O6________(填“难”或“易”)溶于水。
20. “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划时代的意义。请回答下列问题：
Ⅰ、(1)石棉(CaMg3Si4O12)是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其组成______。
(2)漂白粉的有效成分是______(均填化学式)。硅是无机非金属材料的主角，请你举出一种含硅的材料名称______。
(3)缺铁性贫血患者应补充Fe2+，通常以硫酸亚铁的形式补充，而硫酸铁无这种药效。当用硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用是______。
(4)高分子材料可以分成无机高分子材料和有机高分子材料。[AlFe(OH)nCl6−n]m属于无机高分子材料，是一种新型高效净水剂，它广泛应用生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为______；
Ⅱ、高纯二氧化硅可用来制造光纤。某稻壳灰的成分为：
通过如下流程可由稻壳灰制备较纯净的二氧化硅。
请回答下列问题：
(1)根据氧化物的性质进行分类，稻壳灰中属于两性氧化物的是______。
(2)步骤①中涉及SiO2的离子反应方程式为______。
(3)滤渣A的成分有______(填化学式)
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
本题结合高纯硅的制备考查硅及其化合物的性质与用途、氧化还原反应的相关计算等，题目难度不大，掌握硅及其化合物的相关知识即可解答。
【解答】
A.二氧化硅高温下与C反应生成硅和CO气体，即步骤①的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，故A错误；
B.步骤①中Si的化合价降低4价，故每生成1 ml Si转移电子 4 ml，故B正确；
C.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，故C正确；
D.沸点相差30 ℃以上的两种液体可以采用蒸馏的方法分离，故D正确；
故选A。
2.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查硅与二氧化硅的性质和用途，题目较基础，掌握硅以及二氧化硅的基础知识是解题的关键。
【解答】
A.Si属于半导体，可用来制造计算机芯片，SiO2可用于制造光导纤维，故A正确；
B.硅的化学性质不活泼，但硅属于亲氧元素，在自然界中以化合态存在，故B错误；
C.制造普通玻璃的原料：石灰石、纯碱、石英，故C正确；
D.SiO2可与HF溶液反应，故浓HF溶液可用于刻蚀玻璃，故D正确。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查化学与生活、生产科技的关系，为高频考点，难度不大。掌握传统非金属材料的分类、金属材料以及新型材料的常见分类和性质是解答关键。
【解答】
①传统无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐，而新型无机非金属材料的主要成分不是硅酸盐，故错误；
②钢丝属于铁的合金，属于金属材料，故正确；
③工业生产漂白粉的原料为氯气和石灰乳，故错误；
④光导纤维的主要成分是二氧化硅，不属于高分子材料，故错误；
⑤高温下，工业制硅的反应方程式为2C+SiO2Si+2CO，故错误；
⑥硅单质是良好的半导体材料，可用于制取通信芯片，故正确；
⑦环氧树脂是有机高分子材料，故错误；
⑧太阳能发电板的主要材料是Si，故错误。
综上所述错误的有①③④⑤⑦⑧，共6个，故C正确。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了物质的成分、性质，熟悉硅、二氧化硅的性质是解题关键，主要掌握硅酸盐材料的概念和常见的硅酸盐材料，题目难度一般。
【解答】
①硅石的主要成分是二氧化硅，故正确；
②建设三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料，故正确；
③太阳能是一种清洁能源，其应用有利于环保节能，故正确；
④硅具有金属和非金属性质，能作半导体材料，二氧化硅具有良好的光学特性，能够用于制造光学器件，故错误；
⑤水晶主要成分是二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不是硅酸盐，故错误；
故选：A。
5.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查物质的性质，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、相互转化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物知识的综合应用，题目难度不大。
【解答】
①碳酸钠与二氧化硅高温下反应生成硅酸钠，则Na2CO3→Na2SiO3一步转化，故不选；
②二氧化硅不溶于水，则不能一步转化生成硅酸，故选；
③硅酸钠与二氧化碳、水反应生成碳酸钠，则Na2SiO3→Na2CO3发生强酸制取弱酸的反应，可一步转化，故不选；
④Ca(NO3)2与硅酸钠可以反应生成硅酸钙，可一步转化，故不选；
故选D。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了物质的成分、性质，熟悉硅、二氧化硅的性质是解题关键，主要掌握硅酸盐材料的概念和常见的硅酸盐材料，题目难度一般。
【解答】
①硅石的主要成分是二氧化硅，故正确；
②建设三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料，故正确；
③太阳能电池采用硅材料制作，太阳能电池在生活中的应用有利于环保、节能，故正确；
④二氧化硅具有良好的光学特性，能够用于制造光学器件，故错误；
⑤水晶主要成分是二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不是硅酸盐，故错误；
故选：A。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题以流程题为载体考查高纯硅的制备，题目难度中等，掌握硅及硅的化合物的性质是解答本题的关键，侧重考查学生分析与解决问题的能力。
【解答】
A.硅属于亲氧元素，在自然界中不能以游离态存在，主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在，故A错误；
B.SiHCl3和SiCl4的沸点有较大差距，所以可以通过蒸馏提纯SiHCl3，故B正确；
C.二氧化硅和硅都能与氢氟酸反应，故C错误；
D.二氧化硅高温下与C反应生成CO气体，即步骤①的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，故D错误。
8.【答案】B
【解析】
【分析】
本题以流程题为载体考查高纯硅的制备，题目难度中等，掌握硅及硅的化合物的性质是解答本题的关键，侧重考查学生分析与解决问题的能力。
【解答】
A.硅属于亲氧元素，在自然界中不能以游离态存在，主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在，故A错误；
B.SiHCl3和SiCl4的沸点有较大差距，所以可以通过蒸馏提纯SiHCl3，故B正确；
C.二氧化硅和硅都能与氢氟酸反应，故C错误；
D.二氧化硅高温下与C反应生成CO气体，即步骤①的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，故D错误。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了物质的用途，性质决定用途，明确物质的性质是解题关键，题目难度不大。
【解答】
A.计算机芯片的材料是半导体硅，故A错误；
B.氧化铝熔点高，可以制作坩埚，能够与氢氧化钠溶液反应，不可用于熔融烧碱，故B错误；
C.制水泥和玻璃都用石灰石作原料，故C正确；
D.氢氟酸为弱酸，能够与玻璃中的二氧化硅发生反应，能够腐蚀玻璃，故D错误。
故选C。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查硅、二氧化硅的性质和用途、硅酸盐等，题目难度不大。
【解答】
A.硅可作半导体材料，二氧化硅可作光导纤维材料，故A错误；
B.用于雕刻工艺玻璃上纹饰的是氢氟酸而不是NaOH溶液，故B错误；
C.石英玻璃主要成分是二氧化硅，故C错误；
D.写成氧化物形式要保证各元素的原子个数比不变，氧化物形式可表示为：Na2O⋅2FeO⋅3SiO2，故D正确。
故选D。
11.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查硅及其化合物，掌握硅、二氧化硅的物理性质及化学性质是解题关键，题目难度不大。
【解答】
A.SiO2是一种酸性氧化物，但可与氢氟酸反应，故A错误；
B.高温下，工业制硅的反应生成CO，故B错误；
C.光导纤维的主要成分是SiO2，故C正确；
D.太阳能发电板的主要材料是Si，故D错误。
故选C。
12.【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查的是硅及其元素化合物知识，明确硅及二氧化硅性质与用途、硅的制备和提纯、氧化还原反应的判断是解题关键，题目难度不大。
【解答】
A.二氧化硅高温下与C反应生成CO气体，即步骤①的化学方程式为：SiO2+2CSi + 2CO↑，故A错误；
B.反应①中，硅元素化合价由+4价降低为0价，每生成1 ml Si转移4 ml电子，故B正确；
C.步骤③中SiHCl3与过量的氢气生成硅单质，化合价发生变化，发生了氧化还原反应，故C正确；
D.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，故D正确。
故选A。
13.【答案】C
【解析】SiO2是酸性氧化物，A项错误；
Na2CO3溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞，B项错误；
图中有的转化不是氧化还原反应，如SiO2与NaOH溶液的反应，D项错误。
14.【答案】D
【解析】氢氟酸与SiO2反应生成SiF4和水，可用于刻蚀玻璃，A项正确；
盐酸的酸性强于硅酸，故向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸可制备硅酸凝胶，B项正确；
根据化合物中正负化合价的代数和为0的原则，得氮化硅的化学式为Si3N4，C项正确；
晶体硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，D项错误。
15.【答案】B
【解析】A.沙子的主要成分是SiO2，A正确；
B.SiO2和C在高温条件下反应生成Si和CO，B错误；
C.HF与Si发生反应可生成SiF4，故氢氟酸可用于蚀刻硅基，C正确；
D.电镀时，镀层金属作阳极，待镀物体作阴极，D正确。
16.【答案】(1)将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰
(2)作安全瓶，防止倒吸
(3)澄清石灰水；PdCl2溶液；
(4)没有尾气处理装置
(5)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸的酸性强于硅酸

【解析】(1)焦炭与二氧化硅反应要在高温下进行，高温下，焦炭与空气中的氧气等也能反应，所以实验前要通入足量的N2，将装置中的空气排尽。
(2)根据装置图可知，装置B的作用是作安全瓶，防止倒吸。
(3)根据元素守恒，焦炭与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，又CO的检验会产生CO2，干扰CO2的检验，所以装置C用来检验二氧化碳，装置D用来检验一氧化碳，装置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳生成又有一氧化碳生成，由于两气体产物的物质的量相等，则根据原子守恒可知该反应的化学方程式为3SiO2+4C高温 2CO2↑+2CO↑+3Si。
(4)一氧化碳有毒，会污染空气，该装置没有尾气处理装置吸收或收集CO。
(5)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强时，将CO2通入硅酸钠溶液，发生反应CO2+H2O+Na2SiO3===Na2CO3+H2SiO3↓，溶液变浑浊，说明酸性H2CO3>H2SiO3。
17.【答案】(1)；
(2)①浓硫酸；使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化；
②有固体物质生成；在该反应温度下，普通玻璃会软化；；
③排尽装置中的空气。
【解析】
【分析】
本题以Si的制取为载体考查化学实验，涉及氧化还原反应、基本操作、混合物的分离和提纯等知识点，明确反应原理是解本题关键，再结合物质的性质分析解答，同时考查学生思维的缜密性。
【解答】
(1)高温下，SiO2和C反应生成Si和CO，反应方程式为；
(2)①为防止SiHCl3与H2O强烈反应，需要干燥剂干燥氢气，浓硫酸具有吸水性且不和氢气反应，所以可以作干燥剂；升高温度能使SiHCl3汽化，从而使SiHCl3汽化进入石英管D中和氢气反应；
②D中发生反应：，Si为固态，所以看到的现象是有灰黑色固体物质生成；装置D不能采用普通玻璃管的原因是因为在该反应温度下，普通玻璃会软化；
③Si是亲氧元素，为防止Si被氧化，需要实验时要排尽装置中的空气，故答案为：排尽装置中的空气。

18.【答案】(1)a→fg→de→bc→j HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑
(2)F中溶液变浑浊
(3)6Na+5CO23Na2CO3+CO+C
(4)MgS
(5)②④

【解析】
【分析】
本题主要考查金属钠及钠的化合物性质探究实验，硅的化合物的相关知识，据此进行分析解答，难度中等。
【解答】
I.(1)若用碳酸钙与稀盐酸反应制备CO2且能控制反应的发生和停止，探究CO2与Na反应。气体从左至右，导管口连接顺序为
a →fg →de →bc →j；用化学方程式表示装置E的作用HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑，故填：a →fg →de →bc →j；HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑；
(2)点燃酒精灯之前，应进行的操作是启动发生装置中的反应，等装置F中溶液变浑浊后，再点燃酒精灯，故填：F中溶液变浑浊；
(3)经测定，产物为CO、C、Na2CO3且CO、C的物质的量之比为1:1，写出装置C中发生的化学反应方程式6Na+5CO23Na2CO3+CO+C，故填：6Na+5CO23Na2CO3+CO+C；
II.(4)丙同学探究镁与二氧化硫反应，实验中发现，在一定条件下镁和二氧化硫反应后的固体中有浅黄色粉末，取少量残留固体于试管中，向其中滴加足量的盐酸，产生有臭鸡蛋气味的气体A。由此推知，镁在二氧化硫中反应一定生成了MgO、S和MgS，故填：MgS；
(5)丁同学根据上述原理设计如下图流程：，根据流程图可知，②在相同条件下，气体B的密度大于空气，④理论上上述流程可以用于制备高纯度硅正确，故填：②④。

19.【答案】(1)①②⑥⑦；
(2)碳酸钙(或CaCO3)；
(3)D；
(4)生成白色沉淀；Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3；
(5)+2；K2O⋅Al2O3⋅6SiO2；难。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是硅酸盐，意在考查学生的识记能力，解题的关键是识记常见的硅酸盐材料和性质。
【解答】
(1)玻璃、陶瓷、水泥、砖瓦都是属于硅酸盐材料，石英玻璃、光导纤维主要成分都是二氧化硅，硅芯片的主要成分是硅单质。
(2)炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气，水泥的主要原料为石灰石和黏土，玻璃的主要原料为石灰石、纯碱、石英，则在炼铁、水泥、玻璃的制备时，都需要的原料是碳酸钙(或CaCO3)。
(3)磷酸钙陶瓷可用于制造人造骨骼，说明该陶瓷具有生物功能，故D正确。
(4)碳酸的酸性比硅酸强，向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是生成白色沉淀，化学方程式为Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3。
(5)橄榄石[Mg2Fe2SiO6]中，Mg的化合价为+2价，Si元素化合价为+4价，O元素的化合价为−2价，根据化合物中各元素化合价代数和为零，可知Fe元素化合价为+2价，斜长石[KAlSi3O8]的氧化物形式可表示为K2O⋅Al2O3⋅6SiO2；辉石[CaMgSi2O6]难溶于水。
20.【答案】I.(1)CaO⋅3MgO⋅4SiO2；
(2)Ca(ClO)2；玻璃、水泥、陶瓷、光导纤维等；
(3)保护FeSO4不被空气中的氧气氧化；
(4)+3；
II.(1)Al2O3；
(2)SiO2+2OH−=SiO32−+H2O；
(3)C和Fe2O3
【解析】解：I.(1)石棉(CaMg3Si4O12)是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其组成，书写顺序是：活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以用氧化物的形式表示其组成为CaO⋅3MgO⋅4SiO2，
故答案为：CaO⋅3MgO⋅4SiO2；
(2)漂白粉的有效成分是次氯酸钙，化学式为Ca(ClO)2；常见的含硅的材料有玻璃、水泥、陶瓷、光导纤维等，
故答案为：Ca(ClO)2；玻璃、水泥、陶瓷、光导纤维等；
(3)FeSO4易被空气中的氧气氧化，被氧化生成Fe3+，外表包有一层特殊的糖衣保护FeSO4不被空气中的氧气氧化，
故答案为：保护FeSO4不被空气中的氧气氧化；
(4)化合物中铝元素显+3价，氢氧根整体为−1价，氯元素显−1价，各元素的化合价代数和为0，故铁元素的化合价为+3价，
故答案为：+3；
II.稻壳灰用足量的氢氧化钠浸泡，氧化钠、氧化钾均能与水反应生成可溶性碱，氧化铝为两性氧化物能够与强碱反应生成可溶性偏铝酸盐，二氧化硅 为酸性氧化物与氢氧化钠反应生成可溶性硅酸钠，过滤得滤液A含氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、偏铝酸钠，滤渣A含有C以及氧化铁，滤液A中加过量的稀盐酸，过滤、洗涤得滤渣B为硅酸，煅烧硅酸可得二氧化硅，
(1)二氧化硅为酸性氧化物，氧化钠、氧化钾、氧化铁为碱性氧化物，氧化铝为两性氧化物；
故答案为：Al2O3；
(2)二氧化硅为酸性氧化物，与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，离子方程式为：SiO2+2OH−=SiO32−+H2O，
故答案为：SiO2+2OH−=SiO32−+H2O；
(3)氧化钠、氧化钾均能与水反应生成可溶性碱，氧化铝为两性氧化物能够与强碱反应生成可溶性偏铝酸盐，二氧化硅 为酸性氧化物与氢氧化钠反应生成可溶性硅酸钠，三氧化二铁、碳与氢氧化钠不反应，所以过滤剩余的滤渣A为C和Fe2O3，
故答案为：C和Fe2O3。
本题以硅及其化合物性质为载体考查物质的制备以及分离提纯，题目难度中等，解答本题时注意熟悉氧化物的分类，明确硅及其化合物性质，本题的易错点为石棉(CaMg3Si4O12)的氧化物形式，要注意书写顺序是活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水；试题培养了学生的分析能力及综合应用能力。
组 分
SiO2
C
Na2O
K2O
Al2O3
Fe2O3
质量分数
59.20
38.80
0.25
0.50
0.64
0.16