二氧化硅
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列有关实验的描述不正确的是
A．钠在空气和氯气中燃烧，火焰皆呈黄色，但生成固体颜色不同
B．新制饱和氯水和浓硝酸光照下会有气体产生，其成分中有氧气
C．次氯酸和过氧化钠都能使品红溶液褪色，其原理是不相同的
D．灼烧NaOH固体时不能使用瓷坩埚，因为坩埚中的SiO2能与NaOH反应
2．化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关。下列说法不正确的是
A．将“地沟油”反应改性制成“生物柴油”，代替柴油作为内燃机燃料的做法符合“绿色化学”的理念
B．红宝石、玛瑙、水晶、钻石等装饰品的主要成分都是硅酸盐
C．科学家推测月尘[即月球上直径小于10微米(1μm=1×10-6m)的浮尘]是“玉兔号”出现控制异常情况的主要原因，月尘分散在空气中形成的分散系不属于胶体
D．“煤改气”、“煤改电”等清洁燃料改造工程有利于减少雾霾天气
3．下列物质分类的说法中正确的是
A．食盐水属于强电解质 B．液氯属于混合物
C．SiO2是酸性氧化物 D．水玻璃属于纯净物
4．关于硅及其化合物的叙述中，正确的是
A．硅是良好的半导体材料，且是制造光缆的主要材料
B．SiO2不溶于水，也不溶于任何酸
C．可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2+CSi + CO2↑
D．SiO2是酸性氧化物，在一定条件下能和氧化钙反应
5．下列实验装置能达到相应实验目的的是
A．检验乙烯中是否含有SO2
B．制备、收集NO
C．煅烧石灰石制备氧化钙
D．比较醋酸、次氯酸的酸性强弱
6．下列陈述I、II正确并且有因果关系的是
选项 陈述I 陈述Ⅱ
A SiO2是两性氧化物 SiO2可与HF反应
B SiO2有导电性 SiO2可用于制备光导纤维
C 浓硫酸有强氧化性 浓硫酸可用于干燥H2和CO
D Fe3+有氧化性 FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜
A．A B．B C．C D．D
7．“宽带中国”战略加快光纤入户，光导纤维的主要成分是
A．SiO2 B．氮化硅
C．单质硅 D．石墨烯
8．下列有关物质应用的说法中，不正确的是
A．Na2CO3是发酵粉的主要成分之一
B．华为集团自主研发的“麒麟”芯片生产时需要用到硅
C．SiO2可用于制造光导纤维
D．工业上可用Cl2制造漂白粉
9．在给定条件下，下列所示的转化关系均能实现的是
A．NH3(g)NO(g)NaNO3(aq)
B．NaNaOH(aq)NaHCO3(aq)
C．MgCl2·6H2O无水MgCl2Mg
D．SiO2H2SiO3Na2SiO3(aq)
10．在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色。请你利用元素周期律的相关知识，预测硅及其化合物的性质。下列说法不正确的是
A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料
B．SiO2是酸性氧化物，可以与NaOH反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
C．Na2SiO3可溶于水，在水溶液中电离方程式为：Na2SiO3=2Na++SiO
D．由于在高温下，反应SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑，可以证明H2SiO3的酸性大于碳酸
二、判断题
11．(1)工业生产水泥和玻璃均用到石灰石
(2)氮化硅陶瓷和氮化铝陶瓷均为新型无机非金属材料
(3)钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同
(4)玻璃是一种晶体，有较高的熔点
(5)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱
(6)玻璃钢是以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料
(7)氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4
(8)碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承
(9)光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2
(10)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品
12．工业上制取粗硅的反应是SiO2+CSi+CO2↑。( )
13．碳化硅俗称金刚砂，它可用于高温结构陶瓷的制作。(_____)
14．用NaOH溶液不能分离氧化铁中混有的二氧化硅。( )
15．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2。( )
三、解答题
16．某实验小组设计了如下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（产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊）。
（1）实验时要通入足够长时间的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，且经检测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．冰晶石又名六氟铝酸钠，白色固体，微溶于水，常用作电解铝工业的助熔剂。工业上用萤石(主要成分是)、浓硫酸、氢氧化铝和碳酸钠溶液通过湿法制备冰晶石，某化学实验小组模拟工业上制取的装置图如下(该装置均由聚四氟乙烯仪器组装而成)。
已知：
(1)实验仪器不能使用玻璃仪器的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)装置Ⅲ的作用为 。
(3)在实验过程中，装置Ⅱ中有气体逸出，同时观察到有白色固体析出，请写出该反应的离子方程式： 。
(4)请写出工业生产中电解制铝的化学方程式 。
(5)78kg含质量分数为80%的萤石(杂质不含氟元素) 理论上可生产 kg(设生产过程中的第一步含氟物质均完全转化)。
(6)碳酸化法也是工业制取的一种方法：在偏铝酸钠及氟化钠溶液中通入足量二氧化碳即可，请写出该反应的化学方程式： 。
18．某实验小组设计了如下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↓(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。
(1)实验时要通入足够长时间的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，且经检测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)资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC．取36gSiO2和16.8g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体26.88L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为 。
参考答案：
1．C
【详解】试题分析：A．钠在空气和氯气中燃烧，由于钠的焰色反应火焰皆呈黄色，生成固体颜色不同，氯化钠是白色的，过氧化钠是黄色的，A正确；B．新制饱和氯水含有次氯酸在光照条件下分解生成HCl和O2，浓硝酸在光照的条件下分解生成水、二氧化氮、氧气，B正确；C．次氯酸和过氧化钠都能使品红溶液褪色，都是由于具有强氧化向，C错误；D．瓷坩埚是用黏土烧制而成的，成分中含有SiO2能与NaOH反应，不能用来灼烧NaOH固体，D正确，答案选C。
考点：考查元素化合物的性质及应用
2．B
【分析】A、将“地沟油”反应改性制成“生物柴油”，可以节省一些化石燃料；
B、玛瑙、水晶的主要成分是二氧化硅；
C、胶粒的直径在1-100纳米之间；
D、“煤改气”、“煤改电”等清洁燃料改造工程减少了二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物。
【详解】A项、将“地沟油”反应改性制成“生物柴油”，可以节省一些化石燃料，而且可以更好地保护环境，故A正确；
B项、玛瑙、水晶的主要成分是二氧化硅，钻石的成分是碳单质，不是硅酸盐，故B错误；
C项、胶粒的直径在1-100纳米之间，月尘直径小于10微米，故月尘分散在空气中形成的分散系不属于胶体，故C正确；
D项、二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成，“煤改气”、“煤改电”等清洁燃料改造工程减少了二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物，有利于减少雾霾天气，故D正确。
故选B。
【点睛】本题考查化学与生活，涉及绿色化学、硅酸盐、胶体以及环境污染及治理等知识，B项为易错点，掌握基础和物质性质是解题关键。
3．C
【详解】A．食盐水是氯化钠的水溶液，既不属于电解质，也不属于非电解质，A不正确；
B．液氯是液态的氯单质，属于纯净物，B不正确；
C．SiO2对应的酸为硅酸，它能与碱反应生成盐和水，是酸性氧化物，C正确；
D．水玻璃是硅酸钠的水溶液，属于混合物，D不正确；
故选C。
4．D
【详解】A项硅是良好的半导体材料，但制造光缆的主要材料是二氧化硅，故A项错误；
B项不溶于水，但二氧化硅可以和发生反应生成和水，故B项错误；
C项可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2+2CSi + 2CO↑，故C项错误；
D项SiO2是酸性氧化物，在一定条件下能和氧化钙反应生成硅酸钙，D项正确；
本题选D。
5．B
【详解】A．向足量的硝酸铁溶液中通入二氧化硫，二氧化硫被溶液中硝酸根离子氧化，没有发生铁离子氧化二氧化硫的反应，溶液颜色不变，故不能达到相应实验目的，故A不符合题意；
B．铜和稀硝酸生成一氧化氮，一氧化氮难溶于水能排水法收集，故B符合题意；
C．煅烧石灰石生成碱性物质氧化钙，氧化钙会和石英中二氧化硅反应，，故C不符合题意；
D．没有说明溶液浓度，不能通过pH大小比较醋酸、次氯酸的酸性强弱，故D不符合题意；
故选B。
6．D
【详解】A．SiO2是酸性氧化物，但能与HF反应，陈述I错误，且与陈述Ⅱ没有因果关系，A错误；
B．SiO2不导电，二氧化硅是良好的光导材料，用作制光导纤维的原料，Ⅰ不正确、Ⅱ正确，Ⅰ和Ⅱ无因果关系，B错误；
C．浓硫酸可用于干燥H2和CO，是因为浓硫酸具有吸水性，与浓硫酸的强氧化性无关，Ⅰ和Ⅱ无因果关系，C错误；
D．Fe3+具有氧化性，能将铜氧化为铜离子，反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜，Ⅰ、Ⅱ正确且有因果关系，D正确；
答案为D。
7．A
【详解】分析：光导纤维的主要成分是二氧化硅，据此解答。
详解：二氧化硅能传递光信号，因此光导纤维的主要成分是二氧化硅，化学式为SiO2。氮化硅、单质硅、石墨烯均不能传递光信号，答案选A。
8．A
【详解】A．碳酸氢钠俗名小苏打，可用于面包发酵粉，不是Na2CO3，选项A不正确；
B．晶体硅是可以做半导体材料，是芯片的主要成分，选项B正确；
C．二氧化硅是制造光导纤维的主要材料，选项C正确；
D．石灰乳中氢氧化钙的浓度大，与氯气反应制备漂白粉，则工业上可用Cl2制造漂白粉，选项D正确；
答案选A。
9．B
【详解】A．氨气在催化剂的条件下与氧气反应生成NO，A不符合题意；
B．Na与水反应生成NaOH，NaOH与足量CO2反应生成NaHCO3，B符合题意；
C．MgCl2·6H2O加热生成MgO不生成MgCl2，C不符合题意；
D．SiO2不溶于水，不能转化为H2SiO3，D不符合题意；
故答案选B。
10．D
【详解】A．晶体硅是灰黑色有金属光泽、硬而脆的固体，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，A正确；
B．SiO2是酸性氧化物，可以与NaOH反应生成盐和水：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，B正确；
C．Na2SiO3为强电解质，可溶于水，在水溶液中完全电离，电离方程式：Na2SiO3=2Na++SiO，C正确；
D．反应SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑能进行是因为生成了气体，不可以证明H2SiO3的酸性大于碳酸，D错误；
答案为D。
11． 正确 正确 正确 错误 错误 正确 正确 正确 正确 错误
【详解】(1)工业生产水泥和玻璃均用到石灰石，正确；
(2)氮化硅陶瓷和氮化铝陶瓷均为新型无机非金属材料，正确；
(3)钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同，正确；
(4)玻璃不是晶体，没有固定的熔点，错误；
(5)水玻璃是硅酸钠的水溶液，错误；
(6)玻璃钢是以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料 ，正确；
(7)氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4，正确；
(8)碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承，正确；
(9)光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2，正确；
(10)水晶、玛瑙的主要成分是二氧化硅，错误。
12．错误
【详解】在工业上用焦炭与二氧化硅在高温条件下反应制取粗Si，同时反应产生CO，故制取粗硅的反应是：SiO2+2CSi+2CO↑，故上述反应原理不符合反应事实，是错误的。
13．正确
【详解】碳化硅(SiC)俗称金刚砂，是一种半导体材料，其结构类似金刚石结构，具有高熔点耐高温的性质，故正确。
14．错误
【详解】一个碱性氧化物，一个是酸性氧化物，所以可先用氢氧化钠溶液溶解，过滤，得氧化铁固体和硅酸钠溶液，往硅酸钠溶液中加入盐酸，过滤，将所得沉淀加热即可得到二氧化硅，故错误。
15．正确
【详解】光导纤维的主要成分是二氧化硅，属于新型无机非金属材料，正确。
16． 要用氮气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 作安全瓶，防止倒吸 澄清石灰水 PdCl2溶液 3SiO2＋4C2CO2↑＋2CO↑＋3Si 没有尾气处理装置将CO吸收 向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸
【详解】(1)碳与二氧化硅反应要在高温下进行，高温下，碳与空气中氧气也能反应，所以实验时要将装置中的空气排尽，所以实验时要通入足够长时间的N2，故答案为要用氮气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)根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸，故答案为作安全瓶，防止倒吸；
(3)根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C装置用来检验有没有二氧化碳，D装置用来检验一氧化碳，所以置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，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知化学方程式为3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si，故答案为澄清石灰水；PdCl2溶液；3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si；
(4)一氧化碳有毒，有能排放到空气中，而该装置没有尾气吸收装置将CO吸收，故答案为没有尾气吸收装置将CO吸收；
(5)验证碳酸、硅酸的酸性强弱，产生的CO2气体先通过饱和的碳酸氢钠溶液除去混有的杂质气体，然后再通入硅酸钠溶液发生反应CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3↓，说明酸性H2CO3＞H2SiO3，故答案为向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸。
【点睛】解答本题需要注意题干信息的分析判断和应用。本题的易错点是(5)，验证碳酸、硅酸的酸性强弱，要注意避免气体物质的干扰，如果二氧化碳需要制备，则需要除去二氧化碳中的氯化氢杂质。
17．(1)
(2)作为安全瓶，防止倒吸
(3)
(4)
(5)56
(6)
【分析】装置Ⅰ内浓硫酸与萤石一起加热得到氟化氢气体，氟化氢气体进入装置Ⅱ与氢氧化铝和碳酸钠溶液发生反应析出白色固体冰晶石；多余的氟化氢气体在装置Ⅳ被氢氧化钠溶液吸收，防止污染空气。
【详解】（1）据分析，装置Ⅰ内产生的是氟化氢气体，实验仪器不能使用玻璃仪器的原因是反应产物HF能与玻璃的主要成分SiO2反应：。
（2）装置Ⅲ连接尾气吸收装置Ⅳ，作为安全瓶，防止倒吸。
（3）在实验过程中，氟化氢气体进入装置Ⅱ与氢氧化铝和碳酸钠溶液发生反应析出白色固体冰晶石，装置Ⅱ中有气体逸出，该反应的离子方程式：。
（4）工业生产中电解熔融的氧化铝制铝，为了降低熔融时的温度节约能源，熔化氧化铝时加入冰晶石，化学方程式：。
（5）根据氟原子守恒，有关系式：，78kg含质量分数为80%的萤石(杂质不含氟元素)， 理论上可生产质量：=56 kg。
（6）碳酸化法也是工业制取的一种方法：在偏铝酸钠及氟化钠溶液中通入足量二氧化碳即可，二氧化碳足量则另外产物为碳酸氢钠，该反应的化学方程式：。
18．(1)排尽装置内的空气，避免空气中的O2、CO2、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 3SiO2+4C2CO2↑+2CO↑+3Si
(4)无尾气吸收装置
(5)2:1
【分析】A中焦炭和二氧化硅反应，B装置作安全瓶，C中澄清石灰水检验二氧化碳，D中PdCl2溶液用于检验CO。
【详解】（1）实验时要通入足够长时间的N2，排尽装置内的空气，避免空气中的O2、CO2、水蒸气对实验产生干扰；
（2）装置B的作用是作安全瓶，防止倒吸；
（3）反应前后原子守恒，可推知气体产物可能是CO2或CO，C中为澄清石灰水用于检验CO2，D中为PdCl2溶液可用于检验CO，且经检测CO和CO2的物质的量相等，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为3SiO2＋4C2CO2↑＋2CO↑＋3Si；
（4）CO有毒，不能直接排到空气中，该装置没有尾气吸收装置，易造成空气污染；
（5）已知焦炭过量时会生成副产物SiC，题中假设SiO2和C反应生成CO、Si和SiC，由题意知生成CO为＝1.2 mol，反应物SiO2为＝0.6 mol，C为＝1.4 mol，反应前后碳原子守恒，n(SiC)＝1.4 mol－1.2 mol＝0.2 mol，根据硅原子守恒，n(Si)＝0.6 mol-0.2 mol＝0.4 mol，则Si和SiC的物质的量之比为2∶1。
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