高中化学必修1高中最新单元测试卷
《硅》
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分) 1．下列说法正确的是( )
A．硅的氧化物及硅酸盐是构成地壳的主要物质，硅是地壳中含量最多的非金属元素
B．硅和碳都是不活泼非金属，在自然界中大多以游离态的形式存在 C．硅是一种亲氧元素，因此硅在自然界中都以氧化物的形式存在 D．硅是构成岩石及矿物的基本元素
2．化学在生产生活和科学研究中具有重要的作用。下列说法正确的是( ) ①硅石的主要成分是二氧化硅
②三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
③嫦娥二号卫星上所用的太阳能电池采用硅材料制作，太阳能电池在生活中的应用有利于环保、节能
④二氧化硅的熔点高，硬度大，可用来制造电子部件和光学器件 ⑤水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
A．①②③ B．②④⑤ C．③④⑤ D．①②③④ 3．下列有关材料的说法中，不正确的是( )
A．传统的无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B．新型的无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，且强度更大 C．高温结构材料具有耐高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．传统的无机非金属材料和新型的无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 4．下列说法中，正确的是( ) A．SiO2和CO2均由分子直接构成
B．CO2、SiO2都是酸性氧化物，不与任何酸反应
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C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应
D．CO2、SiO2分别是H2CO3、H2SiO3的酸酐，因而均可由CO2、SiO2与水反应制得相应酸
5．下列用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成，不正确的是( ) A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O] CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O B．镁橄榄石(Mg2SiO4) 2MgO·SiO2 C．正长石(KAlSi3O8) K2O·Al2O3·3SiO2 D．硅酸钠(Na2SiO3) Na2O·SiO2
6．下列关于碳和硅的叙述中，错误的是( ) A．碳和硅的最高价氧化物都能与氢氧化钠溶液反应 B．单质碳和硅在加热时都能与氧气反应 C．碳和硅的最高价氧化物都能与氢氟酸反应 D．碳和硅两种元素都有同素异形体
7．在一定条件下，下列物质不能和SiO2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 A．③⑤⑦ C．①⑤
B．⑤⑦ D．⑤
8．和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐，某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列叙述不正确的是( )
A．和田玉可与某些酸反应 B．和田玉是一种无机非金属材料
C．Mg元素的质量分数是Ca元素质量分数的0.9倍 D．其中铁元素的化合价为＋3 9．下列叙述中不正确的是( ) A．二氧化硅是制造光导纤维的材料 B．含硅4%的钢可以用来制造变压器铁芯
C．人工合成的硅橡胶是目前最好的耐高温却不耐低温的橡胶
D．氢氧化铝能凝聚水中的悬浮物，又能吸收色素，因此可用于水的净化 10．下列说法正确的是( )
A．硅酸不溶于水，因此不与NaOH溶液反应
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高温
B．根据SiO2＋CaCO3=====CaSiO3＋CO2↑的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强
C．CO2气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 D．SiO2溶于水显酸性
11．下列制取水泥和玻璃的共同特点的叙述中，错误的是( ) A．生产所用设备相同 B．反应都在高温条件下进行 C．原料中均有石灰石
D．都发生复杂的物理、化学变化
12．如图所示，向用石蜡围成的“Spark”凹槽内注入某溶液，即可在玻璃上刻蚀出“Spark”的字样，则该溶液是( )
A．盐酸 C．烧碱
B．氢氟酸 D．饱和食盐水
13．根据不同部位工作条件的不同，航天飞机使用了多种防热材料，如机身和机翼下表面使用耐高温陶瓷瓦。下列对新型陶瓷材料的有关叙述中，不正确的是( )
A．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料 B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，它是生物陶瓷
C．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面 D．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，但是强度比较差 高温
14．关于工业制金刚砂的反应：SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑，下列说法正确的是( )
A．SiO2是氧化剂，C是还原剂 B．碳的还原性比硅强
C．氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1 D．1 mol SiO2参与反应时，转移4 mol电子
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15．现有一种粗硅，含有杂质铁，取等质量的粗硅样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等物质的量的H2，则下列表示该粗硅中铁和硅的量的关系正确的是( )
A．物质的量之比为1∶1 C．质量之比为4∶1
B．物质的量之比为1∶2 D．质量之比为2∶1
16．由下列实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 高温
B．由SiO2＋2C=====Si＋2CO↑，可知碳的非金属性大于硅
C．CO2通入Na2SiO3溶液中产生白色沉淀，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 二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
17．(16分)(Ⅰ)用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，将所选答案的编号填在表中相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。
可供选择的试剂：A.盐酸，B.氢氧化钠溶液，C.氧气，D.水，E.二氧化碳。 可选用的操作：①水洗，②加热，③高温灼烧，④过滤，⑤结晶。
序号 (1) (2) (3) (4) (5) 粉末状混合物 CaCO3(SiO2) NaCl(SiO2) SiO2(Fe2O3) SiO2(CaCO3) SiO2(NH4Cl) 所选试剂 所选操作 3 273 K(Ⅱ)工业生产粗硅的主要原理为SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑。 (1)该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(2)若在制粗硅的过程中，同时生成了碳化硅，化学反应方程式为SiO2＋高温
3C=====SiC＋2CO↑，若生成Si和SiC的物质的量相等，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为________。
(3)粗硅提纯后，在电子行业有很大的用途，请你简述单质硅的用途(至少两种)： ________________________________________________________________。
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18．(12分)已知A是一种熔点很高的非金属单质，D是难溶性的白色沉淀，请根据以下关系图回答有关问题：
(1)A的名称为________，C的俗名为________。 (2)反应②的离子方程式为
__________________________________________________________________， 反应⑤的化学方程式为______________________________。 (3)D的摩尔质量为________，E的名称为________。
高温(4)已知：Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑，这两个反应是否矛盾？________(填“矛盾”或“不矛盾”)，原因是
_________________________________________________________ ___________________________________________________________。 19．(14分)无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两类。
(1)硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列属于硅酸盐产品的是____________(填序号)。
①玻璃 ②陶瓷 ③石英玻璃 ④硅芯片 ⑤光导纤维 ⑥水泥 ⑦砖瓦 (2)制造普通玻璃的主要原料是________、________、________，发生的主要反应有_______________________________、_____________________________。
(3)水泥是重要的工业原料。水泥具有________性，与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬。
(4)磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造人造骨骼，这是利用了这类材料具有________(填字母)。
A．耐高温的特性 C．光学特性
B．电学特性 D．生物功能
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20．(10分)含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
(1)易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是
_______________________________________________________________。 (2)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。
①写出生成D和F的化学反应方程式：____________________________、____________________________。
②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是________。 A．普通玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚
B．石英玻璃坩埚 D．铁坩埚
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参考答案与解析
1．解析：选D。地壳中含量最多的非金属元素是氧元素，A选项错误；自然界中不存在游离态的硅，B选项错误；硅在自然界中除以氧化物的形式存在外，还以硅酸盐等形式大量存在，C选项错误。
2．解析：选D。硅石的主要成分是二氧化硅；水泥属于传统硅酸盐产品；太阳能电池的主要原料是硅；水晶项链的主要成分是SiO2，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品。综上所述，选D。
3．解析：选D。新型无机非金属材料如SiC、Si3N4等都不是硅酸盐。 4．解析：选C。SiO2直接由硅原子、氧原子构成，CO2是由CO2分子构成，A错；SiO2能与氢氟酸反应，B错；CO2、SiO2与CaO反应生成CaCO3和CaSiO3，C正确；SiO2不溶于水，不能与水反应生成H2SiO3，D错。
5．解析：选C。正长石(KAlSi3O8)的正确写法为K2O·Al2O3·6SiO2。 6．解析：选C。CO2、SiO2为酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应，A项正确。C、Si高温时与O2反应生成相应的氧化物，B项正确。SiO2与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，而CO2不与任何酸发生反应，C项不正确。石墨、金刚石、C60等都是碳的同素异形体，晶体硅和无定形硅是硅的两种同素异形体，D项正确。
7．解析：选D。常温下SiO2与KOH、HF反应，加热高温时与C、CaCO3、Na2CO3、CaO反应。
8．解析：选D。根据化合价的代数和等于零，可知该和田玉的化学成分中的铁元素的化合价为＋2。
9．解析：选C。硅橡胶既耐高温又耐低温，C错。
10．解析：选C。硅酸不溶于水，但与NaOH溶液反应：H2SiO3＋
2NaOH===Na2SiO3＋2H2O，A项错误。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，使反应进行得较彻底，是利用SiO2、CO2沸点的不同，而不是利用硅酸、碳酸酸性的强弱，B项错误。C项符合“强酸制弱酸”的一般规律，C项正确。SiO2不溶于水，也不能与水反应，D项错误。
11．解析：选A。生产水泥所用设备为水泥回转窑，生产玻璃所用设备为玻璃窑，故A项错误。
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12．解析：选B。常温下二氧化硅能与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
13．解析：选D。本题涉及了常见的新型无机非金属材料及其性质的有关知识。氧化铝陶瓷俗称人造刚玉，耐高温，对人体组织有良好的适应性，属于生物陶瓷；新型无机非金属材料具有耐高温、强度大、抗氧化等优良性能。
14．[导学号34080050] 解析：选D。由价态变化知，该反应是单质碳自身的氧化还原反应，作氧化剂和还原剂的碳的物质的量之比为1∶2。
15．[导学号34080051] 解析：选C。粗硅与盐酸的反应是所含的Fe与盐酸的反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。粗硅与碱液的反应是所含的硅与碱液的反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。因反应放出的H2的物质的量相等，故样品中Fe与Si的物质的量之比为2∶1，质量之比为4∶1。
16．[导学号34080052] 解析：选C。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，高温
A项错误；反应SiO2＋2C=====Si＋2CO↑不能说明碳的非金属性比硅强，该反应能发生是因为生成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，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外不能与其他酸反应，SiO2为酸性氧化物，不具有两性，D项错误。
17．[导学号34080053] 解析：(Ⅰ)根据二氧化硅不溶于水，可与强碱反应，不与酸(氢氟酸除外)反应，及受热不分解，而三氧化二铁、碳酸钙能跟盐酸反应，氯化铵受热能分解等性质来解题。除杂过程中所发生的反应的化学方程式如下：(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；(3)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O；(4)CaCO3△
＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O；(5)NH4Cl=====NH3↑＋HCl↑。注意：(2)中除杂后主要物质在溶液中，应将其变为固体。
3 273 K
(Ⅱ)(1)SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑反应中SiO2为氧化剂，C为还原剂，二者物质的量之比为1∶2。
(2)取生成的Si和SiC的物质的量均为1 mol，则消耗n(SiO2)＝2 mol，消耗n(C)＝2 mol＋3 mol＝5 mol，即n(C)∶n(SiO2)＝5∶2。
答案：(Ⅰ)(1)B ④ (2)D ④⑤ (3)A ④ (4)A ④
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(5)②
(Ⅱ)(1)1∶2 (2)5∶2 (3)用于制造晶体管、集成电路、太阳能电池等(其他合理答案也可)
18．[导学号34080054] 解析：由A是一种熔点很高的非金属单质，并结合关系图可推知A为Si，E是SiO2，D是H2SiO3。
答案：(1)硅 纯碱
△－
(2)Si＋2OH－＋H2O===SiO23＋2H2↑ H2SiO3=====SiO2＋H2O (3)78 g·mol－1 二氧化硅
(4)不矛盾 前者是溶液中的反应，遵循“强酸制弱酸”的原理，而后者则是非溶液中的反应，因生成的CO2逸出体系而能发生
19．[导学号34080055] 解析：(1)石英玻璃和光导纤维的主要原料是SiO2，硅芯片的成分是硅单质，它们都不是硅酸盐产品。
(3)水泥具有水硬性。
(4)制造人造骨骼是利用了新型无机非金属材料的生物功能。 答案：(1)①②⑥⑦
高温
(2)纯碱 石灰石 石英砂 Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑ 高温
CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑ (3)水硬 (4)D
20．[导学号34080056] 解析：(1)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。 (2)SiO2、Al2O3与Na2CO3能在高温下反应，故不能用玻璃、石英玻璃制的坩埚和氧化铝坩埚熔融Na2CO3。
答案：(1)氢氟酸(HF) SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 高温
(2)①SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑ Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 ②D
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