高中化學(xué)人教版必修一 第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角

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111 第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角——硅 【基礎(chǔ)過關(guān)】 1．光纖通信是以光作為信息的載體。，制造光導(dǎo)纖維的基本原料是 （ ） A.氧化鈣 B.銅 C.石英砂 D.鋁 2．下列關(guān)于硅的說法中不正確的是 （ ） A.硅原子不容易得電子，也不容易失電子 B.硅的單質(zhì)有晶體和無定形兩種 C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，在加熱下也不與任何物質(zhì)反應(yīng) D.硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體 3．下列各組物質(zhì)間，不能發(fā)生反應(yīng)的是 （ ） A．二氧化硅與氧化鈣（高溫） B．二氧化硅與氫氧化鈉（常溫） C．二氧化硅與碳（高溫） D．二氧化硅與濃HNO3（常溫） 4．在常溫下①濃硝酸 ②水 ③鹽酸 ④氫氟酸 ⑤氫氧化鉀溶液中，能與而二氧化硅起化學(xué)反應(yīng)的有 （ ） A.①② B.②④ C.④⑤ D.③④ 5．生石灰中往往含有雜質(zhì)CaCO3和SiO2，檢驗(yàn)它是否存在著兩種雜質(zhì)的最好試劑是 A. 鹽酸 B.水 C.硫酸 D.燒堿溶液 （ ） 6．熔化燒堿應(yīng)選用的坩堝應(yīng)該是 （ ） A.鐵坩堝 B.玻璃坩堝 C.石英坩堝 D.瓷坩堝 7．有一類物質(zhì)可表示為Al2O32SiO22H2O，這類物質(zhì)是一種 （ ） A.氧化物 B.含氧酸 C.硅酸鹽 D.鋁酸鹽 8．2MgOSiO2中的酸根離子是 （ ） A.SiO32- B.Si2O64- C.SiO44- D.SiO22- 9．關(guān)于硅及其化合物的敘述中，不正確的是 （ ） A.水玻璃可作肥皂填料、木材防火劑和粘合劑 B.硅膠可以作食品袋的干燥劑 C.氫氟酸可用玻璃試劑瓶密封保存 D.二氧化硅的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了它硬度大、熔點(diǎn)高等優(yōu)良的物理性質(zhì) 10．用名稱或化學(xué)式填寫，普通硅酸鹽水泥的主要成分是_________和__________，生產(chǎn)的主要原料是___________________________。制普通玻璃的原料是__________________，玻璃的主要成分是________________________________。 11．氫氧化鋁膠囊、碳酸氫鈉粉劑都因能同胃酸反應(yīng)，曾用來治療胃酸過多。三硅酸鎂（Mg2Si3O8nH2O）和氫氧化鋁膠囊一樣，在治療時(shí)作用更持久。將三硅酸鎂改寫成氧化物形式______________，寫出它中和胃酸（主要成分為HCl）的化學(xué)方程式_____________ _________________________。 【遷移提升】 12．綠柱石又稱為綠寶石，其主要成分為，也可以用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示，則n為 （ ） A．1 B．2 C．3 D．4 13．新型無機(jī)材料碳化鈦（TiC）、碳化硼（B4C）、氮化硅（Si3N4）等稱為非氧化物陶瓷，合成這些物質(zhì)需在高溫下進(jìn)行，在合成工藝中必須注意 （ ） A 避免與氧氣接觸 B 通入充足的氧氣 C 可在熔融燒堿中合成 D 通入少量氧氣 14．普通玻璃中Na2O占13%，CaO占11.7%，SiO275.3%用氧化物的形式表示普通玻璃的是 （ ） A.Na2O2CaO6SiO2 B.2Na2OCaO6SiO2 C.Na2OCaO6SiO2 D.2Na2O3CaO6SiO2 15.碳和硅的性質(zhì)相似。碳的最簡單的氫化物是甲烷，硅的最簡單的氫化物稱為甲硅烷（SiH4)。甲硅烷是一種無色無味的氣體（其密度比空氣大），不易溶于水，其化學(xué)性質(zhì)比甲烷活潑。在實(shí)驗(yàn)室里制取甲硅烷的方法是：將白凈細(xì)沙（SiO2）與鎂粉混合起來，灼燒到反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)榛液谏墓杌V（Mg2Si）和白色的氧化鎂后冷卻到室溫；取一定量的灼燒后的殘留物，置于制取甲硅烷的裝置中，滴加稀鹽酸后立即有甲硅烷氣體逸出，并迅速地自燃。 （1）寫出以上敘述中涉及的化學(xué)方程式： ①_______ _ ②___ _ _____ ③_____ _____ ④ ___________ （2）加入稀鹽酸之前應(yīng)向密閉裝置中通入氮?dú)庖粫?huì)兒，其目的是 ______________。 （3）為研究甲硅烷的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)： ①將甲硅烷通入少量的高錳酸鉀溶液中，發(fā)現(xiàn)有二氧化錳生成，同時(shí)還生成了所有氣體中最輕的氣體，后經(jīng)測(cè)定知所得溶液為無色的硅酸鉀溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________。 ②將甲硅烷通入少量的硝酸銀溶液中，發(fā)現(xiàn)有沉淀生成，后經(jīng)測(cè)定知該沉淀為混合物，其中混有二氧化硅。向充分反應(yīng)后的溶液中滴入幾滴稀鹽酸，未發(fā)現(xiàn)有白色沉淀。向反應(yīng)后的原溶液中滴入幾滴碳酸鈉溶液，卻發(fā)現(xiàn)有氣泡迅速放出。將甲硅烷通入硝酸銀溶液中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________。 16．圖中每一方格表示有關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物。已知B是一種單質(zhì)，其余物質(zhì)都是含有B元素的化合物；C是一種鈉鹽；E是C對(duì)應(yīng)的酸；B和D的晶體都是高熔點(diǎn)、堅(jiān)硬的固體，且D為B的氧化物（其他不含B元素的反應(yīng)物以及各步反應(yīng)添加的必要試劑和反應(yīng)條件均被略去）。 （1）寫出A、D、E的化學(xué)式： A__________________；B__________________； C__________________。 （2）在工業(yè)上，用碳在高溫下還原D的方法可制得含少量雜質(zhì)的B，其化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________________。 （3）寫出D→C反應(yīng)的離子方程式_____________________________________。 【閱讀與思考】 硅的性質(zhì)和用途 結(jié)晶型的硅是暗黑藍(lán)色的，很脆，是典型的半導(dǎo)體。化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。在常溫下，除氟化氫以外，很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。 高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導(dǎo)體；摻入微量的第VA族元素，形成n型和p型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，就可做成太陽能電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。在開發(fā)能源方面是一種很有前途的材料。 金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結(jié)，制成金屬陶瓷復(fù)合材料，它耐高溫，富韌性，可以切割，既繼承了金屬和陶瓷的各自的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了兩者的先天缺陷。 可應(yīng)用于軍事武器的制造第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞號(hào)”能抵擋住高速穿行稠密大氣時(shí)磨擦產(chǎn)生的高溫，全靠它那三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼。 光導(dǎo)纖維通信，最新的現(xiàn)代通信手段。用純二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纖維，激光在玻璃纖維的通路里，無數(shù)次的全反射向前傳輸，代替了笨重的電纜。光纖通信容量高，一根頭發(fā)絲那么細(xì)的玻璃纖維，可以同時(shí)傳輸256路電話，它還不受電、磁干擾，不怕竊聽，具有高度的保密性。光纖通信將會(huì)使 21世紀(jì)人類的生活發(fā)生革命性巨變。 性能優(yōu)異的硅有機(jī)化合物。例如有機(jī)硅塑料是極好的防水涂布材料。在地下鐵道四壁噴涂有機(jī)硅，可以一勞永逸地解決滲水問題。在古文物、雕塑的外表，涂一層薄薄的有機(jī)硅塑料，可以防止青苔滋生，抵擋風(fēng)吹雨淋和風(fēng)化。天安門廣場上的人民英雄紀(jì)念碑，便是經(jīng)過有機(jī)硅塑料處理表面的，因此永遠(yuǎn)潔白、清新。 1822年，瑞典化學(xué)家白則里用金屬鉀還原四氟化硅，得到了單質(zhì)硅。 【學(xué)習(xí)反思】 你學(xué)習(xí)本章內(nèi)容有哪些收獲和體會(huì)？還有哪些困惑？ 第一節(jié) 題 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答 C C D C A A C C C 10．硅酸三鈣（3CaOSiO2）、硅酸二鈣（2CaOSiO2）、鋁酸三鈣（3CaOAl2O3）；石灰石和粘土；純堿、石灰石、石英；Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。 11．2MgO3SiO2nH2O Mg2Si3O8nH2O + 4HCl == 2MgCl2 + 3H4SiO4 + (n-4)H2O 12．C 13．A 14．C 15.（1）①SiO2+4MgMg2Si+2MgO ②Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑ ③MgO+2HCl=MgCl2+H2O④SiH4+2O2=SiO2+2H2O （2）趕走裝置中的空氣，防止甲硅烷自燃 （3）①SiH4+2KMnO4==MnO2↓+H2↑+K2SiO3+H2O ②SiH4+8AgNO3+2H2O==SiO2↓+8Ag↓+8HNO3 16．(1) SiCl4 Si Na2SiO3 (3) SiO2+2OH—=SiO32—+H2O 111