内部文件，版权追溯 无机非金属材料的主角—硅
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分) 1.下列物质中,不含有硅酸盐的是( B ) A.水玻璃
B.硅芯片
C.黏土 D.普通水泥
解析：水玻璃、黏土、普通水泥中都含有硅酸盐,B项硅芯片的主要成分是单质硅。 2.光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一。瑞典皇家科学院宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟，以表彰他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得的突破性成就。光导纤维的主要成分是( B )
A．Si C．Na2SiO3
解析 光导纤维的主要成分为SiO2。
3．在一定条件下，下列物质不能和二氧化硅反应的是( C )
①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤硝酸 ⑥氢氧化钾 ⑦氧化钙 ⑧氮气 A．③⑤⑦⑧ B．⑤⑦⑧ C．⑤⑧ D．⑤
解析：根据二氧化硅的化学性质，二氧化硅不与水反应，也不与除氢氟酸外的酸反应，它可与碱性氧化物和强碱反应，高温时可以被碳还原成单质硅。
4.下列关于硅的说法正确的是( D ) ①硅在自然界中以游离态和化合态两种形式存在 ②水泥是硅酸盐材料 ③单质硅是良好的半导体
④氮化硅陶瓷是新型的无机非金属材料 ⑤光导纤维属于硅酸盐产品 ⑥水玻璃可以用作木材防火剂
A.①③④⑥ B.②③④⑤ C.①②⑤⑥ D.②③④⑥ 解析：光导纤维的主要成分是二氧化硅。
5.昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为( B )
A.CaO·MgO·SiO2·H2O B.2CaO·5MgO·8SiO2·H2O C.2CaO·MgO·SiO2·2H2O D.5CaO·2MgO·8SiO2·H2O
解析：根据昆仑玉的化学式，将Ca、Mg、Si、H分别写成氧化物的形式，再调整各氧化物前的计量数并使其原子组成与昆仑玉的化学式一致，可得昆仑玉用氧化物的形式表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。
6.氧化锆陶瓷系列和磷酸钙陶瓷系列属于新型无机非金属材料，都可以用于制造人造骨骼，这是利用了它们的( D )
A.耐高温和强度高 B.光学特性 C.电学特性
B．SiO2 D．SiCl4
D.生物功能
1
解析：氧化锆陶瓷系列和磷酸钙陶瓷系列的生物功能使其对机体无排异反应，可以用于制造人造骨骼。
7．现有硫酸钠、石灰石、二氧化硅三种白色粉末，只用一种试剂就可以将它们鉴别开，该试剂是( B )
A．纯水 B．盐酸 C．硝酸银溶液 D．碳酸钠溶液
解析：加入水，石灰石和二氧化硅都不溶于水，不能鉴别，故A项错误；加入盐酸，硫酸钠溶解，无明显现象，石灰石溶解，生成气体，二氧化硅不反应，溶液中有沉淀，现象不同，可鉴别，故B项正确；加入硝酸银溶液，溶液中都有沉淀，不能鉴别，故C项错误；加入碳酸钠溶液，与三种物质都不反应，不能鉴别石灰石和二氧化硅，故D项错误。
8．下列关于二氧化硅的叙述正确的是( C )
A．二氧化硅晶体是由SiO2分子构成的，它的熔点高、硬度大 B．可用石英坩埚熔融烧碱
C．二氧化硅可用于制造石英钟表的压电材料和光导纤维 D．二氧化硅能溶于氢氟酸中，这是由它的晶体结构决定的
解析：在SiO2晶体中只存在Si、O两种原子，而没有SiO2分子；石英的主要成分是SiO2，它能与烧碱反应，故不能用石英坩埚熔融烧碱；SiO2可用于制造石英钟表的压电材料和光导纤维；二氧化硅之所以能溶于氢氟酸是因为二者反应生成了SiF4气体和H2O，这与它的晶体结构无关。
9.下列说法正确的是( D )
A.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应 B.根据SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强
C.水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质 D.在反应SiO2+2C
Si+2CO↑中SiO2作氧化剂
SiF4↑+2H2O，与HF反应
解析：SiO2可与强碱反应也可与酸中的HF反应：SiO2+4HF
是SiO2的特性之一。B项中该反应之所以能发生是高温条件下CO2以气体形式逸出而使反应进行得彻底。C项水玻璃可以与空气中的CO2反应,易变质,C项错误。D项SiO2被C还原成Si，SiO2作氧化剂，说法正确。
10.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是( D ) A.这是一种矿物胶,既不燃烧也不受腐蚀 B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料 C.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧 D.水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质
解析：Na2SiO3的水溶液称为水玻璃,是一种矿物胶,通常用作耐火材料。在空气中发生反应:Na2SiO3+CO2+H2O
H2SiO3(胶体)+Na2CO3,故D项不正确。
11.下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是( A ) A.CO2、SiO2都是酸性氧化物
B.CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸
2
C.CO2是酸性氧化物,SiO2是两性氧化物 D.CO2和SiO2都是由相应的分子组成的
解析：CO2可溶于水生成H2CO3,但SiO2却不能溶于水生成H2SiO3,B错误;SiO2与CO2都是酸性氧化物,A正确,C错误;CO2是由CO2分子组成的,而SiO2中不存在分子,D错误。
12.下列物质中不能用玻璃试剂瓶配玻璃塞盛放的是( D )
①浓硝酸 ②NaOH溶液 ③HF溶液 ④浓硫酸 ⑤NaCl溶液 ⑥Na2SiO3溶液 A.①②③④⑥
B.①②③④
C.②③④⑤ D.②③⑥
解析：NaOH溶液不能用玻璃塞,HF溶液不能使用玻璃瓶,Na2SiO3溶液本身具有黏性,不能使用玻璃塞。其余物质都可以用玻璃瓶配玻璃塞来保存。
二、非选择题：本题包括4小题，共52分 。
13．（每空2分，共12分）化学与人类社会可持续发展密切相关，能源、环境、材料以及日常生活等都离不开化学。
(1)硅是无机非金属材料的主角。请你举出两种含硅的材料名称________、________。 (2)硅最重要的氧化物是二氧化硅，是玻璃的主要成分，那么存放氢氧化钠溶液的试剂瓶不用玻璃塞的原因是__________________。有关反应的方程式为____________________________。
(3)氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中，氟化氢也不能用玻璃仪器制备，其主要原因是 ________________________。有关反应方程式为____________________________________。
答案 (1)玻璃 水泥 陶瓷 光导纤维等(任意两种，合理即可)
(2)玻璃的主要成分为SiO2，与NaOH溶液反应生成了黏性的Na2SiO3，将瓶口瓶塞黏在一起 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(3)因为HF能腐蚀玻璃 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 14．（共16分）(1)用两种方法鉴别下列两种白色粉末状物质。
Na2CO3和SiO2______________________________________________________； ______________________________________________________。
(2)欲鉴别CaCO3和Na2SiO3，某同学分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，指出他观察到的现象：
CaCO3：______________________________________________； Na2SiO3：______________________________________________。
解析 (1)可利用加水溶解的方法，能溶于水的是Na2CO3，不溶于水的是SiO2； 可用焰色反应法：焰色反应为黄色的是Na2CO3，余者为SiO2；
可用酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是Na2CO3，不反应的是SiO2。化学方程式： Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。
(2)分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，CaCO3能够产生无色气体，Na2SiO3则能产生白色沉淀。
（3）氮化硅陶瓷因其熔点高，对于金属及氧化物熔体具有相当的高温稳定性，越来越多被应用于热工各个领域，如陶瓷烧成棚板、辊棒，以及高温轴承、涡轮叶片等。
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