《红对勾》2021版高一化学人教版必修1课时作业19-二氧化硅和硅酸-Word版含答案.docx

课时作业19　二氧化硅和硅酸

一、选择题(每小题4分，共48分)
1．下列关于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的说法中不正确的是(　　)
A．两者均为弱酸
B．两者均可使紫色石蕊试液变红色
C．CO2气体通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸
D．两者受热时均可以分解
解析：硅酸不能够使紫色石蕊试液变红，B错误。
答案：B
2．在确定条件下，下列物质不能和二氧化硅反应的是(　　)
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：依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，高温时可以被炭还原成单质硅。
答案：C
3．(双选题)下列离子方程式书写不正确的是(　　)
A．往NaOH溶液中通入少量CO2：CO2＋OH－===HCO
B．H2SiO3与NaOH溶液混合：2OH－＋H2SiO3===2H2O＋SiO
C．石英砂与烧碱溶液反应制取水玻璃：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
D．往水玻璃中通入二氧化碳：Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋2Na＋＋CO
解析：往NaOH溶液中通入少量CO2，生成正盐Na2CO3，CO2过量时才生成NaHCO3，所以A不正确；由于H2SiO3为弱酸，且不行溶，故应写化学式，B正确；石英的主要成分是SiO2，它与烧碱溶液反应生成硅酸钠和水，所以C也正确；碳酸比硅酸的酸性强，所以往水玻璃中通入CO2可制得硅酸，Na2SiO3和Na2CO3均溶于水，应写成离子形式，并且可以消去Na＋，所以D不正确。应写为：SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO。
答案：AD
4．(双选题)下列关于二氧化硅的叙述不正确的是(　　)
A．二氧化硅晶体是由SiO2分子构成的，它的熔点高、硬度大
B．不行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打算的
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由于二者反应生成了SiF4气体和H2O，这与它的晶体结构无关。
答案：AD
5．下列说法中，不正确的是(　　)
A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可与NaOH溶液反应
B．水晶项链、石英钟都是硅酸盐制品
C．SiO2和CO2在确定条件下，均可与CaO发生反应
D．SiO2不溶于水，而CO2可与水反应，生成H2CO3
解析：水晶项链、石英钟的主要成分都是SiO2，不是硅酸盐制品。
答案：B
6．下列变化中，不行能通过一步反应实现的是(　　)
A．Na2SiO3→H2SiO3 B．SiO2→Na2SiO3
C．H2SiO3→SiO2 D．SiO2→H2SiO3
解析：二氧化硅不能与水反应生成硅酸。
答案：D
7．下列说法正确的是(　　)
A．因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应的酸，或者说SiO2不是H2SiO3的酸酐
B．CO2通入水玻璃(Na2SiO3溶液)可以得到原硅酸
C．CO2通入饱和氯化钙溶液中能生成白色沉淀
D．SiO2的俗名叫水晶
解析：酸酐是指含氧酸分解失去水分生成的酸性氧化物，其中酸酐和对应含氧酸中的非金属的化合价是相同的。由于H2O3O2＋H2O，所以SiO2是H2SiO3的酸酐，A错；CO2和Na2SiO3溶液能反应：CO2＋Na2SiO3＋2H2O===Na2CO3＋H4SiO4↓，B正确；CO2和氯化钙溶液不反应，C错；二氧化硅的俗名叫硅石，而不叫水晶，水晶只是二氧化硅的一种晶体形态，D错。故正确答案为B。
答案：B
8．由下列试验事实得出的结论正确的是(　　)
A．由SiO2不能与水反应生成H2SiO3，可知SiO2不是H2SiO3的酸酐
B．由SiO2＋2CSi＋2CO↑，可知碳的非金属性大于硅
C．CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3>H2SiO3
D．SiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知SiO2为两性氧化物
解析：酸酐是指含氧酸失去水生成的酸性氧化物，且酸酐与对应的酸中的非金属元素化合价相同，所以SiO2是H2SiO3的酸酐，A项错误；反应SiO2＋2CSi＋2CO↑不能说明碳的非金属性比硅强，该反应能发生是由于生成CO气体，它的放出促进了反应进行，B项错误；CO2通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3胶体，符合强酸制弱酸的规律，证明酸性：H2CO3>H2SiO3，C项正确；D项中SiO2除HF外不能与其他的酸反应，SiO2为酸性氧化物，不具有两性，D项错误。
答案：C
9．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是(　　)
A．加入过量盐酸，观看是否有气泡冒出
B．加入过量烧碱溶液，观看是否有固体溶解
C．加热至高温，观看是否有气体冒出，是否有硅酸钙生成
D．先加入过量盐酸搅拌，观看是否有不溶物剩余及气泡毁灭，若有不溶物则滤出，投入到NaOH溶液中看其是否溶解
解析：SiO2不溶于盐酸但可溶于NaOH溶液，CaCO3溶于盐酸且生成CO2。A项只能证明石灰石存在；B项只证明SiO2存在；C项将固体混合物加热至高温，无法观看到是否有气体生成，由于只有在水溶液中才可以看到气泡，更不能看到有CaSiO3生成。
答案：D
10．将过量的CO2分别通入：①CaCl2溶液　②浓Na2SiO3溶液
③Ca(OH)2溶液　④饱和Na2CO3溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是(　　)
A．①②③④ B．②④
C．①②③ D．②③
解析：依据酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液不反应，无明显现象；过量的CO2通入浓Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至过量会发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而有结晶析出。
答案：B
11. 下列说法正确的是(　　)
A．SiO2高温时与Na2CO3反应产生CO2，将CO2通入Na2SiO3溶液中可生成H2SiO3，说明H2SiO3的酸性有时比H2CO3强，而有时比H2CO3弱
B．SiO2既能与NaOH溶液反应又能与氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物
C．氢氟酸不应装在玻璃瓶中
D．NaOH溶液、Na2SiO3溶液应装在带玻璃塞的磨口玻璃瓶中
解析：A项强酸制弱酸适用于常温水溶液里的复分解反应，不适应于高温非水体系的反应；SiO2与HF酸产生SiF4气体，SiF4不是盐，因此SiO2不是两性氧化物，另外，SiO2除氢氟酸之外与其他强酸(H2SO4、HNO3等)均不反应。D项NaOH溶液、Na2SiO3溶液可盛放在玻璃瓶中，但不能用玻璃塞，应用橡皮塞。
答案：C
12．10 g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO2 0.1 mol，则此样品中可能含有的杂质是(　　)
A．KHCO3和MgCO3 B．MgCO3和SiO2
C．K2CO3和SiO2 D．无法确定
解析：10 g CaCO3的物质的量为0.1 mol，完全反应时恰好可放出0.1 mol CO2。若其中含有杂质，则应是一个产生CO2的力气强(等质量的状况产生比CaCO3更多的气体)和另一个产生CO2的力气不如CaCO3或干脆不产生CO2的物质组成的混合物，符合该条件的只有B项。
答案：B
二、非选择题(共52分)
13．(10分)硅石和石英的主要成分都是SiO2，前者是结构疏松的SiO2，后者是结构致密的SiO2，二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质有差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，有以下三个步骤，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。
(1)用NaOH溶液溶解石英________。
(2)过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：________。
(3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：________，写出硅胶的一种用途：________。
解析：(1)石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，SiO2与碱反应生成盐和水，2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O。
(2)过滤，除去石英中的杂质，得滤液为Na2SiO3(aq)，硅酸钠是弱酸盐，与盐酸发生复分解反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
(3)微热，H2SiO3(aq)浓缩，聚合为胶体，加热硅酸溶胶脱水，生成多孔硅胶：H2SiO3H2O↑＋SiO2。
答案：(1)2OH－＋SiO2===SiO＋H2O
(2)SiO＋2H＋===H2SiO3↓
(3)H2SiO3H2O↑＋SiO2；干燥剂(或催化剂载体)
14．(10分)如何用所供应的试剂和方法除去各混合物粉末中的杂质(括号内为杂质)？将所选答案的编号填入表中相应的空格内。(假如不需补加试剂，则对应答案栏可空着)
可供选择的试剂：A.盐酸　B．NaOH溶液　C．O2　D．H2O
E．CO2
可供选择的操作：①分液　②加热　③高温灼烧　④过滤　⑤结晶

粉末状混合物
所加试剂
主要操作
(1)
SiO2(CaCO3)

(2)
CaCO3(SiO2)

(3)
NaCl(SiO2)

(4)
SiO2(Fe2O3)

(5)
SiO2(H2SiO3)

(6)
SiO2(Na2SO4)

解析：(1)由于SiO2除了溶于氢氟酸外不溶于其他酸，而CaCO3溶于盐酸，其反应的化学方程式为：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，所以，该小题的答案为：A；④。
(2)依据SiO2能溶于NaOH溶液，即SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，而CaCO3不能，所以，该小题的答案为：B；④。
(3)由于NaCl溶于水，而SiO2不溶于水，所以该小题的答案为：D；④⑤。
(4)由于SiO2不溶于盐酸，而Fe2O3溶于盐酸，即Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，所以该小题的答案为：A；④。
(5)由于H2SiO3受热分解生成SiO2，即H2SiO3SiO2＋H2O，所以该小题的答案为：不加试剂；③。
(6)由于SiO2不溶于水，而Na2SO4溶于水，所以该小题的答案为：D；④。
答案：(1)A　④　(2)B　④　(3)D　④⑤　(4)A　④　(5)不加试剂　③　(6)D　④
15．(10分)如图是常见物质之间的转化，其中B是芯片的主要成分，其对应的单质的结构与金刚石的结构是相像的。

(1)试推想A________、C________、F________(写化学式)。
(2)试写出以下的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式：
B→A________________________________________________；
C＋E→F_____________________________________________。
(3)在B＋碳→A＋D的反应中，碳的作用是________，当生成1 mol A时，转移电子的物质的量为________。
解析：(1)光导纤维的主要成分是SiO2，所以B为SiO2；SiO2在高温下与碳反应得到的是硅与一氧化碳，而其中只有硅可与氯气反应，所以A为硅，D为CO，G为SiCl4；SiO2与氢氧化钠溶液反应，可得硅酸钠，所以C为Na2SiO3；而E是由CO得到，从反应的过程看，应为CO2，所以F为硅酸。
(2)在这两个反应中其次个为离子反应，所以要写成离子方程式的形式。
(3)在SiO2＋2CSi＋2CO↑反应中，碳是还原剂，而且当有1 mol Si生成时，转移电子数为4 mol。
答案：(1)Si　Na2SiO3　H2SiO3
(2)SiO2＋2CSi＋2CO↑
SiO＋CO2＋H2O===CO＋H2SiO3↓
(3)还原剂　4 mol
16．(11分)A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同。
阴离子
Cl－、SiO、OH－、NO
阳离子
H＋、Ag＋、Na＋、K＋
已知：A溶液呈强酸性，且A溶液与B、C溶液混合均产生白色沉淀，B的焰色反应呈黄色。
回答下列问题：
(1)写出A、B、C、D的化学式：A________，B________，C________，D________。
(2)写出A溶液与B溶液反应的离子方程式：________________。
(3)请选出适合存放A、C、D溶液的试剂瓶的序号：

溶液
A
C
D
试剂瓶序号

解析：因都为易溶于水的化合物，故Ag＋确定与NO组成AgNO3，H＋不会与OH－或SiO组合，故应与Cl－组成盐酸，则A为盐酸，因A与B、C混合均产生白色沉淀且B的焰色反应为黄色，则B为Na2SiO3，C为AgNO3，剩余的一种物质D为KOH。
答案：(1)HCl　Na2SiO3　AgNO3　KOH　(2)SiO＋2H＋===H2SiO3↓
(3)①　③　②
17．(11分)某学习爱好小组想利用高岭土(其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O)制备新型的净水剂。试验流程如下：

其中滤液C就是欲制备的净水剂。
试完成下列问题：
(1)写出混合物A、B，滤液C、沉淀D的主要成分：
A________；B________；C________；D________。
(2)写出高岭土与纯碱加热熔融的两个化学方程式：________、________。
(3)该试验中，熔融高岭土、纯碱的混合物可以选用的坩埚有________。
A．玻璃坩埚 B．瓷坩埚
C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
解析：加热高岭土与纯碱的混合物，发生的反应为Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑、SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，因此依据转化关系可知，A为偏铝酸钠和硅酸钠的混合物，B为硅酸和氯化铝的混合物，C为氯化铝，D为硅酸。因上述反应过程中二氧化硅、氧化铝均能与碳酸钠反应，所以熔融高岭土时只能选用铁坩埚。
答案：(1)偏铝酸钠和硅酸钠的混合物　硅酸和氯化铝的混合物　氯化铝　硅酸
(2)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，
Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑
(3)D