第三单元 含硅矿物与信息材料

一、单项选择题

1．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )

选项 A B C D 材料 刚玉、金刚石 大理石、石灰石 普通水泥、普通玻璃 沙子、石英 主要化学成分 三氧化二铝 碳酸钙 硅酸盐 二氧化硅 解析：选A。刚玉和金刚石的成分分别是三氧化二铝和碳；大理石和石灰石的主要成分都是碳酸钙；普通玻璃和普通水泥都是常见的硅酸盐材料；沙子和石英的主要成分都是二氧化硅。

2．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是( )

A．沙子和粘土的主要成分为硅酸盐

B．“燃薪举火”使粘土发生了复杂的物理化学变化 C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦 D．粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料

解析：选A。沙子的主要成分为二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，A项错误。粘土烧制成瓦的过程中发生了复杂的物理化学变化，B项正确。由“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”可知，C项正确。粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，D项正确。

3．(新题预测)平昌冬奥会“北京8分钟”，主创团队用石墨烯制作了 20 ℃ 能发热4 h的智能服饰；用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35 m、重量仅为10 kg的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法中，不正确的是( )

A．石墨烯是能导热的金属材料 B．铝合金是密度较低的金属材料 C．碳纤维是耐低温的无机非金属材料 D．新型材料种类多、用途广

解析：选A。石墨烯为非金属材料，A错误。

4．昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为( )

1

A．CaO·MgO·SiO2·H2O B．2CaO·5MgO·8SiO2·H2O C．2CaO·MgO·SiO2·2H2O D．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O

解析：选B。根据硅酸盐改写成氧化物的要求和元素守恒，昆仑玉的氧化物形式可表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。

5．(2020·泰州一模)下列叙述正确的是( ) A．利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能 B．CO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒

C．从SiO2制备高纯Si的过程反应中只涉及置换反应 D．SiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3

解析：选A。高纯硅的一个用途就是制成光电池；CO2与血红蛋白不结合；从SiO2制备高纯Si的过程反应中还涉及化合反应；SiO2和H2O不反应。

6．将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2

体积(V)的关系正确的是( )

解析：选D。CO2与KOH和Ca(OH)2都会反应，但存在着竞争，如果先与KOH反应，则反应后生成的K2CO3立即会与 Ca(OH)2反应生成CaCO3，因此，可以看成CO2先与Ca(OH)2反应，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步还要判断CO2是先跟KOH反应还是先与生成的CaCO3反应，同样可以采用假设法判断，即如果先与CaCO3反应，则生成的Ca(HCO3)2又会与KOH反应，因此是先与KOH反应，此过程生成沉淀的物质的量不变，当KOH反应完全，再与CaCO3反应，直至沉淀完全溶解，故选D。

7．在水玻璃中通入少量的CO2气体，充分反应后加热蒸干，再高温充分灼烧，冷却后所得的固体物质为( )

A．Na2SiO3 B．Na2SiO3与Na2CO3 C．SiO2与Na2CO3

2

D．SiO2、Na2SiO3及Na2CO3

△

解析：选A。通入少量CO2生成少量Na2CO3和H2SiO3，高温充分灼烧又发生反应：H2SiO3=====高温

SiO2＋H2O，SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑。

二、不定项选择题

8．水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：

下列说法正确的是( )

A．原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值 B．操作A与操作B完全相同

C．该流程中硅元素的化合价未发生改变 D．反应器中发生的反应为氧化还原反应

解析：选AC。A项，稻壳灰来源广泛价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，二氧化硅中硅元素的化合价是＋4价，硅酸钠中硅元素的化合价也是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，正确；D项，反应器中发生的反应为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，此反应没有化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。

9．如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是( )

A．SiO2属于两性氧化物

B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞 C．硅胶吸水后可重复再生

D．图中所示转化反应都是氧化还原反应

解析：选C。SiO2是酸性氧化物，它能与氢氟酸反应是其特殊性质，A错；在图示转化关系中只有第一行的变化是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应，D错。

10.将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成

3

沉淀的物质的量与所通入CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应过程中的叙述不正确的是( )

A．Oa段反应的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O B．ab段与cd段所发生的反应相同 C．de段沉淀减少是由于BaCO3固体的消失

D．bc段反应的离子方程式是2AlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO3

解析：选B。CO2优先与Ba(OH)2反应(图像中Oa段)，然后与KOH反应(图像中ab段)，接着与KAlO2反应(图像中bc段)，再与K2CO3反应(图像中cd段)，最后与BaCO3反应(图像中de段)。

三、非选择题

11．综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。

(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是______(填字母)。

A．可在碱性氧化物中寻找

B．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找 C．可在具有强氧化性的物质中寻找

(2)Li4SiO4可用于吸收、释放CO2，原理是在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700 ℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，写出CO2与Li4SiO4反应的化学方程式：________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (3)如图所示，利用缺铁氧化物(如Fe0.9O)可实现CO2的综合利用，构建低碳环保社会。

－

2－

①过程Ⅰ反应中二氧化碳做________(填“氧化剂”或“还原剂”)，每生成3 mol Fe3O4

可转化CO2的体积为________(标准状况)。

②请说明该转化的优点：___________________________________________________。 解析：(1)A项，Li2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO2，可在碱性氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故A正确；B项，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，锂、钠与镁为ⅠA、ⅡA族元素，所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故B正确；C项，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原反应无关，故C错误。(2)在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3，根据质量守恒可知生成物还有Li2SiO3，所以化学

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