基础演练1.材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()

材料 主要化学成分 A 刚玉、金刚石 三氧化二铝 B 大理石、石灰石 碳酸钙 C 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐 D 沙子、石英 二氧化硅 解析：A项中金刚石是碳单质;B、C、D三项对应正确。

答案：A

2.在下列反应里，氧化剂和还原剂的物质的量之比与质量之比不一致的是()

A.Cl2 H2O===HClO HCl

B.3NO2 H2O===2HNO3 NO

C.SiO2 3CSiC 2CO

D.Si O2SiO2

解析：要使物质的量之比与质量之比一致，只能是同种物质作氧化剂和还原剂，或氧化剂、还原剂相对分子质量相同。Cl2、NO2、C在反应中既作氧化剂又作还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比与质量之比一致。D项中Si作还原剂，O2作氧化剂，质量比为28∶32，物质的量之比为1∶1。

答案：D

3.关于硅及其化合物的叙述中，不正确的是()

A.二氧化硅的水溶液呈酸性

B.实验室里熔化烧碱应该用铁坩埚

C.碳化硅可用作砂纸、砂轮的磨料

D.水玻璃可作黏合剂及耐火材料

解析：二氧化硅虽然是酸性氧化物但它不溶于水。实验室里熔化烧碱，不能用玻璃坩埚、石英坩埚、陶瓷坩埚，因它们中都含有SiO2。碳化硅俗称金刚砂，具有熔点高、硬度大的特点。

答案：A

4.现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是()

①SiO2→Na2SiO3　②CuSO4→CuCl2　③SiO2→H2SiO3　④CuO→Cu(OH)2　⑤Na2O2→NaOH

A.①② B.③④ C.②③④ D.②③④⑤

解析：①SiO2 2NaOH===Na2SiO3 H2O;②CuSO4 BaCl2===BaSO4↓ CuCl2;⑤2Na2O2 2H2O===4NaOH O2↑，SiO2和CuO均不溶于水，因此SiO2、CuO不可能通过一步反应分别生成H2SiO3、Cu(OH)2。

答案：B

5.美国“9·11”恐怖袭击事件给纽约带来了一场严重的环境灾难——石棉污染，吸入石棉纤维者易患肺癌。已知石棉是硅酸盐，某种石棉的化学式表示为：Ca2MgxSiyO22(OH)2，式中x，y的值分别是()

A.5,8 B.8,3 C.3,8 D.8,5

解析：硅酸盐是一种比较复杂的化合物，在化合物中，各元素的化合价的代数和为0。

2xy22()2,2×2 2x 4y=44 2，可得 ：2x 4y=42，即x 2y=21，从式中可知，x=5，y=8。

答案：A

6.如何除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，请选用下面提供的试剂和操作，将标号填在表内。

供选试剂：A.盐酸　B.烧碱溶液　C.氧气　D.水　E.CO2

F.不用其他试剂

供选操作：①加热　②加热熔融　③过滤　④结晶

含杂质的物质 所加试剂 主要操作 (1)SiO2(NaHCO3) (2)SiO2(CaCO3) (3)SiO2(Si) (4)NaCl(SiO2) (5)SiO2(H2SiO3) (6)CaCO3(SiO2) 解析：(1)除去SiO2中的NaHCO3可用水溶法。

(2)除去SiO2中的CaCO3可用盐酸溶解。

CaCO3 2HCl===CaCl2 H2O CO2↑然后再过滤。

(3)除去SiO2中的Si可用加热法　Si O2SiO2

(4)除去NaCl中的SiO2可用过滤、结晶法，因NaCl溶于水而SiO2不溶于水。

(5)除去SiO2中的H2SiO3可用加热法，使H2SiO3H2O SiO2

(6)除去CaCO3中SiO2可用烧碱溶液，溶解SiO2后再过滤

答案：(1)D　③　(2)A　③　(3)F　①

(4)D　③④　(5)F　①　(6)B　③

7.硅单质是从它的氧化物中提取出来，主要的化学反应如下： 2CO↑

粗硅转变为纯硅(常用方法)：

Si(粗) 2Cl2SiCl4

SiCl4 2H2Si(纯) 4HCl

根据以上反应，回答下列问题。

(1)在制取粗硅的反应中，焦炭的作用是________。

(2)在由粗硅制取纯硅的反应中，Cl2与Si的反应属于________(填四种基本反应类型);SiCl4与H2的反应属于________(填四种基本反应类型)，H2的作用是________。

解析：(1)SiO2 2CSi 2CO↑反应中SiO2是氧化剂，C作还原剂。

(2)Si 2Cl2SiCl4，该反应属于化合反应。

SiCl4 2H2Si 4HCl反应中，H2作还原剂，SiCl4作氧化剂，该反应属于置换反应。

答案：(1)作还原剂　(2)化合反应　置换反应　作还原剂

1.关于硅酸盐的下列叙述中正确的是()

①大部分硅酸盐难溶于水

②硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分

③可溶性硅酸盐中最常见的是Na2SiO3，它的水溶液俗称水玻璃

④硅酸盐是由氧化物组成的一类盐，能够稳定存在A.①④ B.①②③

C.②③④ D.①③④

解析：硅元素在地壳中含量居第二位，主要以硅酸盐的形式稳定存在，是构成地壳岩石的主要成分，其结构复杂，通常以氧化物形式表示，但不是由氧化物组成的，只有少数硅酸盐溶于水，如Na2SiO3。

答案：B

2.工业上制玻璃、制水泥和高炉炼铁都需要用到的原料是()

A.纯碱 B.石灰石

C.黏土 D.石英

解析：制玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和石英;制水泥的主要原料为石灰石、黏土;高炉炼铁中用石灰石除去矿石中的SiO2。

答案：B

3.汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式：BaCuSi2Ox，Cu为 2价)，下列有关“汉紫”的说法不正确的是()

A.用盐的形式表示：BaSiO3·CuSiO3

B.用氧化物形式表示：BaO·CuO·2SiO2

C.易溶于强酸、强碱

D.性质稳定，不易褪色

解析：“汉紫”能稳定存在说明其性质稳定，不易褪色，不易与酸、碱反应。“汉紫”中Ba为 2价，Cu为 2价，Si为 4价，则x=6，用氧化物形式表示复杂的硅酸盐的组成，具体方法为：①遵循各元素种类和原子个数比不变的原则，分别写成氧化物的形式;②氧化物一般按活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、最后为水的顺序排列;③氧化物之间用圆点隔开，各氧化物前面的系数均为整数。因此A、B、D均正确。

答案：C

4.下列关于水玻璃的性质和用途叙述错误的是()

A.水玻璃属于硅酸盐

B.水玻璃的化学性质稳定，不与任何物质反应

C.水玻璃可用于制备硅胶

D.木材浸过水玻璃后，具有防腐蚀性且不易着火

解析：水玻璃是Na2SiO3的水溶液，属于硅酸盐，故A项正确;水玻璃可吸收空气中的CO2生成硅胶，故B项错误，C项正确;水玻璃加工过的木材既耐腐蚀，又不易着火，故D项正确。

答案：B

5.下列物质中，通入CO2不能析出固体的是()

A.Na2SiO3溶液 B.NaClO溶液

C.饱和Na2CO3溶液 D.Ca(OH)2溶液

解析：Na2SiO3溶液中通入CO2会发生反应生成白色沉淀H2SiO3;B项中NaClO溶液与CO2反应不生成沉淀;C项中饱和Na2CO3溶液通入CO2会生成NaHCO3，而NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，因此会有固体析出;D项Ca(OH)2溶液通入CO2会生成CaCO3沉淀。

答案：B

6.地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物，不具有的性质是()

A.在一定条件下可与NaOH溶液反应

B.与碳在高温下反应可制取两元素中的一种单质

C.熔点很高

D.是酸性氧化物，与水反应生成相应的酸

解析：地壳中含量在第一、二位的两元素分别为O和Si，形成的化合物显然为SiO2，其为酸性氧化物，但不与水反应生成相应的酸。

答案：D

7.下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是()

A.最高价氧化物都能与氢氧化钠溶液反应

B.单质在加热时都能跟氧气反应

C.在化合物中均可呈现 2价和 4价

D.碳和硅都有同素异形体

解析：碳和硅的最高价氧化物均为酸性氧化物，可以与碱反应，故A项正确;硅在常温下性质稳定，但在加热条件下可以与氧气反应生成SiO2，故B项正确;碳有 2价和 4价，但硅在化合物中只有 4价，所以C项不正确;碳和硅都有同素异形体，如金刚石、石墨是碳的同素异形体，硅有晶体和无定形硅两种同素异形体。

答案：C

8.有一粗硅，含杂质铁，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是()

A.物质的量之比为1∶1

B.物质的量之比为2∶1

C.质量之比为4∶1

D.质量之比为2∶1

解析：将粗硅投入足量盐酸只发生Fe 2HCl===FeCl2 H2↑的反应，若投入足量NaOH溶液，只发生Si 2NaOH H2O===Na2SiO3 2H2↑的反应，生成1 mol H2需Fe 56 g，需Si 14 g，故二者质量之比为4∶1，物质的量之比为2∶1。

答案：BC

9.能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是()

A.CO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸

B.在高温条件下，SiO2和Na2CO3能发生反应：SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2↑

C.SiO2熔点比CO2高

D.CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶

解析：D项中是较强的酸与较弱酸的盐溶液反应生成较强酸的盐和较弱酸的复分解反应，这是该类复分解反应发生的条件;B项是酸性氧化物与盐反应，而不是酸与盐反应，并且它是在高温下进行的熔融反应，由于CO2气体逸出才使得此反应进行;A、C两项也都不能说明碳酸的酸性比硅酸强。

答案：D

10.将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液②Na2SiO3溶液③NaAlO2溶液④饱和Na2CO3溶液⑤Ca(OH)2溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是()

A.①②③④⑤ B.②④⑤

C.②③④ D.①②④

解析：CO2溶于水：CO2 H2O===H2CO3，H2CO3的酸性比盐酸弱;而比硅酸、氢氧化铝强。根据溶液中酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液无明显现象(弱酸不能制强酸);过量CO2通入Na2SiO3、NaAlO2有白色沉淀H2SiO3、Al(OH)3产生;过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3 CO2 H2O===2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而结晶析出;过量的CO2通入Ca(OH)2溶液中最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀析出：Ca(OH)2 2CO2===Ca(HCO3)2。

答案：C

11.下列物质的保存不正确的是()

A.氢氟酸存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶内

B.氯水保存在棕色玻璃瓶中

C.NaOH溶液存在配有磨口玻璃塞的试剂瓶中

D.Na保存在煤油中

解析：玻璃中含有SiO2，可与HF反应生成SiF4，可与NaOH反应生成Na2SiO3，Na2SiO3有粘性，使瓶塞与瓶口粘在一起;故A、C错误。

答案：AC

12.超导材料为具有零电阻及反磁性的物质，以Y2O3、BaCO3和CuO为原料经研磨烧结可合成一种高温超导物质YBa2Cu3Ox。现欲合成0.5 mol此高温超导物，依化学计量比例需取Y2O3、BaCO3和CuO的物质的量分别为()

A.0.0、0.50、0.50 B.0.25、1.0、1.5

C.0.50、1.0、1.5 D.1.0、0.25、0.17

解析：根据原子守恒知0.5 mol YBa2Cu3Ox中含有0.5 mol Y,1 mol Ba,1.5 mol Cu，所以对应Y2O3、BaCO3和CuO的物质的量分别为0.25 mol、1.0 mol、1.5 mol，故选B。

答案：B

13.(1)普通玻璃的化学式是Na2CaSi6O14，以氧化物形式可表示为______________________________，钾云母的化学式是K2H4Al6Si6O24，以氧化物形式表示为__________________________________

________________。正长石的化学式是KAlSi3Ox，x是________，以氧化物形式表示为________________________。

(2)三硅酸镁(2MgO·3SiO2·nH2O)被用来治疗胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。写出三硅酸镁与盐酸(胃酸中含有盐酸)反应的化学方程式：__________________________。

解析：(1)将硅酸盐改为氧化物时，找出各种氧化物并按金属活动性，依次为金属氧化物→SiO2→H2O;

利用正负化合价代数和为零知x==8。

(2)由2MgO·3SiO2·nH2O可知只有MgO与盐酸反应。

答案：(1)Na2O·CaO·6SiO2

K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O　8

K2O·Al2O3·6SiO2

(2)2MgO·3SiO2·nH2O 4HCl===

2MgCl2 3SiO2 (n 2)H2O

14.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1 000 ℃～1 100 ℃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：______________________________。

(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下(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____________________。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是________(填写字母代号)。

a.碘水b.氯水c.NaOH溶液d.KSCN溶液

解析：(1)根据题意，粗硅可以用碳还原二氧化硅的办法来制得，反应方程式：SiO2 2CSi 2CO↑;

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

(3)①因SiHCl3与水强烈反应，故A中生成的H2必须干燥，则B中的液体为浓H2SO4，干燥H2，C中烧瓶加热的目的是使SiHCl3汽化，加快与H2的反应。②根据题给信息，石英管中生成物为硅，故D中现象应有固体生成，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容易爆炸，反应前还应排尽装置中的空气。④铁与盐酸反应生成Fe2 ，其检验方法常采用先加KSCN溶液看是否变血红，不变血红加氧化剂氧化，出现血红色。

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　在此反应温度下，普通玻璃会软化

SiHCl3 H2Si 3HCl

③排尽装置中的空气　④b、d

15.某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O3·SiO2·2H2O，并含有少量CaO、Fe2O3)制取含AlCl3的溶液作新型净水剂。

(1)首先他们将土样和纯碱混合均匀，加热熔融(已知Al2O3与Na2CO3的反应类似于SiO2)，此时发生的主要反应方程式为_________________________________。

(2)请你帮助他们完成下面的操作，写出有关化学方程式。

冷却后熔块滤液净水剂

解析：(1)由SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2↑可推知Al2O3 Na2CO32NaAlO2 CO2↑，同时CaO SiO2CaSiO3

(2)加热熔融后，混合物中含Na2SiO3、NaAlO2、CaSiO3、Na2CO3、Fe2O3，若直接加入酸，会使溶液中混有Fe3 ，故应先用水溶解，过滤，得到Na2SiO3和Na2CO3、NaAlO2的混合液，利用AlO 4H ===Al3 2H2O，加入过量盐酸酸化，Na2SiO3→H2SiO3↓　Na2CO3→NaCl CO2↑即得所需溶液。

答案：(1)SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2↑

Al2O3 Na2CO32NaAlO2 CO2↑

(2)冷却后熔块滤液净水剂

Na2CO3 2HCl===2NaCl CO2↑ H2O

Na2SiO3 2HCl===2NaCl H2SiO3↓

NaAlO2 4HCl===NaCl AlCl3 2H2O

16.实验室有一种含有少量二氧化硅的CaCO3样品，某同学想准确测定该样品的纯度。他取用2.0 g样品于烧杯中，把20.0 mL某盐酸分4次加入，充分反应后记录烧杯中固体质量(见下表)，请选择合适的数据并计算：

次序 稀盐酸 剩余固体 1 先加入5.0 mL 1.32 g 2 再加5.0 mL 0.64 g 3 再加5.0 mL 0.20 g 4 再加5.0 mL 0.20 g (1)该同学设计实验方案的依据是什么?_______________________________。

(2)是否需要第5次加入盐酸?为什么?____________________________。

(3)请选取合适数据计算该样品的纯度(含CaCO3的质量分数)。

(4)你还有什么其他方案?

方案一：_______________________

方案二：__________________________。

解析：(1)CaCO3与盐酸反应，SiO2与盐酸不反应。根据剩余固体(SiO2)的质量可求得CaCO3的质量。

(2)不需要第5次加入盐酸，因为第4次加入盐酸时，剩余固体的质量已不再减少。

(3)由表中3、4组数据，不难得出样品中含杂质SiO2为0.20 g。

w(CaCO3)=×100%=90%。

(4)可以利用SiO2与NaOH反应，加入足量NaOH溶液使SiO2溶解，过滤、洗涤、干燥，测固体质量即为CaCO3的质量，求得纯度。

也可以利用SiO2 CaCO3CaSiO3 CO2↑和CaCO3CaO CO2↑，加热熔融固体m g充分反应后测剩余固体质量m1 g，(m-m1) g即CO2质量，从而求得CaCO3的质量，进而得到CaCO3纯度。

答案：(1)CaCO3与盐酸反应，而SiO2与盐酸不反应，可根据剩余固体(即SiO2)的质量求得CaCO3的质量。

(2)不需要，因为第4次加入盐酸时剩余固体的质量已不再减少。

(3)90%

(4)方案一：

样品(m g)固体测固体质量m1 g

方案二：样品(m g)测固体质量(m1 g)