人教版 (2019)必修 第一冊(cè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2 鐵及其化合物的性質(zhì)習(xí)題

這是一份人教版 (2019)必修 第一冊(cè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2 鐵及其化合物的性質(zhì)習(xí)題，共7頁(yè)。試卷主要包含了下列關(guān)于碳和硅的比較，正確的是，下列說(shuō)法正確的是，制備硅單質(zhì)時(shí)，主要化學(xué)反應(yīng)如下，下列關(guān)于硅的說(shuō)法不正確的是等內(nèi)容，歡迎下載使用。
第五章　化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第3節(jié)　無(wú)機(jī)非金屬材料 1．華裔科學(xué)家高錕因“在光學(xué)通信領(lǐng)域中光在光導(dǎo)纖維中傳輸”的研究方面所取得的開(kāi)創(chuàng)性成就獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。光導(dǎo)纖維的主要成分是(　　)A.Si  B.SiO2  C.Na2SiO3  D.SiCl4【答案】B【解析】光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2。2．我國(guó)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號(hào)”的問(wèn)世，填補(bǔ)了我國(guó)計(jì)算機(jī)制造史上的一項(xiàng)空白。下列對(duì)晶體硅的有關(guān)敘述正確的是(　　)A.晶體硅和金剛石的物理性質(zhì)相似B.晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)C.晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它的提煉工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴D.晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導(dǎo)電【答案】A【解析】晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，是具有正四面體形的空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以物理性質(zhì)與金剛石相似，熔、沸點(diǎn)高，硬度大；硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但常溫下可與F2、HF和強(qiáng)堿反應(yīng)；晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，被廣泛使用；晶體硅是一種非金屬單質(zhì)，雖然它具有金屬光澤。3．下列關(guān)于碳和硅的比較，正確的是(　　)A.它們的氧化物都能與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸B.碳和硅的最高正價(jià)都是＋4價(jià)C.硅元素在地殼中的含量占第二位，碳占第一位D.碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài)【答案】B【解析】SiO2不溶于水，也不與水反應(yīng)；地殼中含量最多的元素是氧，其次是硅；自然界中有游離態(tài)的碳(金剛石)，沒(méi)有游離態(tài)的硅。故正確答案為B。4．下列說(shuō)法正確的是(　　)A.二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟堿反應(yīng)，但不能與任何酸反應(yīng)B.二氧化硅分子由1個(gè)硅原子和2個(gè)氧原子構(gòu)成C.硅酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)，且硅酸不溶于水D.CO2與SiO2均具有氧化性，可作氧化劑【答案】D【解析】SiO2可以跟氫氟酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，A項(xiàng)不正確；二氧化硅中不存在SiO2分子，B項(xiàng)不正確；硅酸的酸性比碳酸弱，且不溶于水，C項(xiàng)不正確。5．下列有關(guān)硅及其化合物的說(shuō)法不正確的是(　　)A.晶體硅具有金屬光澤，可以導(dǎo)電，屬于金屬材料B.常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，自然界中的硅主要以氧化物及硅酸鹽的形式存在C.SiO2是一種酸性氧化物，能夠與強(qiáng)堿反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入適量的稀鹽酸，然后再過(guò)濾【答案】A【解析】A項(xiàng)，晶體硅雖然具有金屬光澤，但它屬于非金屬單質(zhì)，其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料；B項(xiàng)，雖然常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅，它主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在；D項(xiàng)，SiO2不溶于稀鹽酸，可使用稀鹽酸除去其中混有的CaCO3，化學(xué)方程式為CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，然后再過(guò)濾。6．制備硅單質(zhì)時(shí)，主要化學(xué)反應(yīng)如下：①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)Si(粗硅)＋2CO↑，②Si(粗硅)＋2Cl2SiCl4，③SiCl4＋2H2Si(純硅)＋4HCl，下列對(duì)上述三個(gè)反應(yīng)的敘述中不正確的是(　　)A.①③為置換反應(yīng)B.①②③均為氧化還原反應(yīng)C.②為化合反應(yīng)D.三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原【答案】D【解析】在反應(yīng)②中Si元素化合價(jià)升高，被氧化。7．下列關(guān)于硅的說(shuō)法不正確的是(　　)A.硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體B.硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)D.加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)【答案】C【解析】硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料；硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、常溫下可與F2、HF、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，加熱或高溫下可與O2、Cl2等一些非金屬發(fā)生反應(yīng)。8．硅被譽(yù)為無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，下列物品用到硅單質(zhì)的是(　　)A.陶瓷餐具   B.石英鐘表C.計(jì)算機(jī)芯片   D.光導(dǎo)纖維【答案】C9．關(guān)于地殼中含量占第一位和第二位的元素之間形成的化合物，有關(guān)其說(shuō)法正確的是(　　)A.化學(xué)性質(zhì)不活潑B.可溶于水且顯酸性C.熔沸點(diǎn)較低，物理性質(zhì)與CO2相似D.是酸性氧化物，不溶于任何酸【答案】A【解析】該化合物為SiO2，SiO2不溶于水、熔沸點(diǎn)很高，與氫氟酸反應(yīng)。10．除去SiO2中混有的少量生石灰和石灰石，有如下操作：①加水溶解　②加水煮沸　③過(guò)濾　④加稀鹽酸　⑤加稀H2SO4，正確的操作順序是(　　)A.①③  B.④③  C.⑤③  D.②③【答案】B【解析】加稀鹽酸與CaO、CaCO3反應(yīng)生成CaCl2溶液，然后過(guò)濾得到SiO2固體。注意不能選用稀H2SO4，因CaSO4微溶，不易分離出SiO2。11．二氧化硅是玻璃的主要成分之一。下列說(shuō)法不正確的是(　　)A.二氧化硅是一種立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、硬度大B.二氧化硅為酸性氧化物，能與水反應(yīng)生成硅酸C.實(shí)驗(yàn)室不能用磨口玻璃塞試劑瓶盛放氫氧化鈉溶液D.氫氟酸能雕刻玻璃，不能用玻璃瓶盛放氫氟酸【答案】B【解析】二氧化硅是硅原子和氧原子按1∶2的數(shù)目比形成的具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，是熔點(diǎn)高、硬度大的固體；二氧化硅是一種不溶于水的酸性氧化物，與水不反應(yīng)；磨口玻璃塞中的二氧化硅能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成具有粘性的硅酸鈉，容易使玻璃塞與瓶口粘結(jié)在一起；氫氟酸能腐蝕玻璃，不能用玻璃瓶盛裝氫氟酸，常用塑料瓶盛裝氫氟酸。12．指出下列反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在A～E 選項(xiàng)中選擇正確【答案】填入括號(hào)內(nèi)。(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(　　)(2)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑(　　)(3)SiO2＋2CSi＋2CO↑(　　)(4)SiO2＋3CSiC＋2CO↑(　　)(5)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(　　)A.作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕B.氧化性C.酸性氧化物的通性D.將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中置換出來(lái)E.未參與氧化還原反應(yīng)【答案】(1)C　(2)D　(3)B　(4)E　(5)A【解析】(1)中SiO2表現(xiàn)的是酸性氧化物的性質(zhì)。(3)中是SiO2得電子，顯氧化性。(4)中得失電子的是C，SiO2未參與得失電子。(5)是雕刻玻璃的反應(yīng)。13．高純二氧化硅可用來(lái)制造光纖。某稻殼灰的成分為組分SiO2CNa2OK2OAl2O3Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)59.2038.800.250.500.640.61 通過(guò)如下流程可由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)步驟①中涉及SiO2的離子方程式為________________________________。(2)濾渣A的成分有________________(填化學(xué)式)。(3)步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________。(4)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟③用到的儀器有坩堝鉗、酒精燈、三腳架、__________和__________。【答案】(1)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O(2)C、Fe2O3　(3)H2SiO3SiO2＋H2O　(4)坩堝　泥三角【解析】(1)步驟①中涉及SiO2與氫氧根離子反應(yīng)生成硅酸根離子和水，離子方程式是SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。(2)稻殼灰的成分中只有二氧化硅、氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，氧化鈉、氧化鉀與水反應(yīng)，而C與氧化鐵均不反應(yīng)，所以濾渣A的成分是C、Fe2O3。(3)濾液A中含有硅酸根離子、偏鋁酸根離子，加入過(guò)量稀鹽酸，則偏鋁酸根離子與過(guò)量的稀鹽酸反應(yīng)生成鋁離子，而硅酸根離子與過(guò)量的稀鹽酸反應(yīng)生成硅酸沉淀，過(guò)濾得到硅酸，煅燒生成二氧化硅和水，化學(xué)方程式是H2SiO3SiO2＋H2O。(4)煅燒固體時(shí)，需要將固體放在坩堝中，坩堝放在泥三角上，泥三角放在三腳架上，用酒精燈加熱，用坩堝鉗取下坩堝，所以還需要坩堝和泥三角。14．化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成化合物D。(1)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是________，反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________。(2)將C與純堿混合高溫熔融時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時(shí)還生成能使澄清石灰水變渾濁的氧化物E；將少量的E 通入D的水溶液中，生成化合物F。①分別寫出生成D和F的化學(xué)方程式：___________________________________，________________________________________________________________________。②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中不可選用的是_____________________________。A.普通玻璃坩堝B.石英玻璃坩堝C.鐵坩堝(3)100 g C與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。【答案】(1)氫氟酸(或HF)　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O　(2)①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑　Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓　②AB(3)50%【解析】二氧化硅用作光導(dǎo)纖維，則C是SiO2；二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水，故D是硅酸鈉。(1)二氧化硅與HF反應(yīng)，與一般的酸不反應(yīng)，化學(xué)方程式是SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(2)①二氧化硅與碳酸鈉高溫反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳?xì)怏w，E是二氧化碳，少量的二氧化碳通入硅酸鈉溶液中，生成硅酸沉淀和碳酸鈉，化學(xué)方程式分別是SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。②純堿為碳酸鈉，高溫下碳酸鈉與二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，所以不能使用含有二氧化硅的坩堝，如石英坩堝、普通玻璃坩堝，應(yīng)選擇鐵坩堝，選AB。(3)二氧化硅和碳酸鈣高溫反應(yīng)生成硅酸鈣和二氧化碳，化學(xué)方程式是SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑，生成二氧化碳的物質(zhì)的量是＝0.5 mol，所以碳酸鈣的質(zhì)量是0.5 mol×100 g·mol－1＝50 g，所以混合物中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是×100%＝50%。15．硅是帶來(lái)人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過(guò)程中創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。(1)工業(yè)上生產(chǎn)粗硅的反應(yīng)：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑；SiO2＋3CSiC＋2CO↑。若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1∶1，則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為________。(2)工業(yè)上可以通過(guò)如圖所示的流程制取純硅：①若反應(yīng)Ⅰ為Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為__________。②整個(gè)制備過(guò)程中必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________。③假設(shè)每一輪次制備1 mol純硅，且生產(chǎn)過(guò)程中硅元素沒(méi)有損失。反應(yīng)Ⅰ中HCl的利用率為90%。反應(yīng)Ⅱ中H2的利用率為93.75%，則在第二輪次的生產(chǎn)中，補(bǔ)充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比是________。【答案】(1)5∶2　(2)①SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl　②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑　③5∶1【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑，SiO2＋3CSiC＋2CO↑，生成1 mol Si需消耗2 mol C和1 mol SiO2，生成1 mol SiC需消耗3 mol C和1 mol SiO2，產(chǎn)品中Si與SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1，則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為5∶2。(2)①反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl。②化學(xué)方程式為SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑。