一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法不正确的是（ ）
A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片
B．硅可由二氧化硅还原制得
C．常温时硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应
D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅
2．下列关于碳和硅的叙述中，正确的是（ ）
A．其氧化物都能与NaOH溶液反应
B．其单质在加热时都能跟O2反应
C．其氧化物都能溶于水生成相应的酸
D．碳和硅两种元素共有两种单质
【解析】CO不能与NaOH溶液反应；SiO2不能溶于水，也不生成相应的酸；碳有金刚石、石墨等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅，所以有多种单质。
【答案】B
3．下列物质：①氢氟酸；②浓H2SO4；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥浓HNO3，其中在一定条件下能与SiO2反应的有（ ）
A．①②⑥ B.全部
C．①③④⑤ D．②③⑥
4．下列离子方程式不正确的是（ ）
A．硅酸钠溶液与澄清石灰水反应：
SiO32-＋Ca2＋ CaSiO3↓
B．向澄清的石灰水中通入过量的CO2：
CO2＋OH－ HCO3-
C．向小苏打溶液中加入过量的石灰水：
2HCO3-＋Ca2＋＋2OH－ CaCO3↓＋2H2O＋CO32-
D．向水玻璃中加入过量盐酸：
2H＋＋SiO32- H2SiO3↓
5．硅是无机非金属材料王国中的国王，以硅为中心的臣民应用于社会的各个角落，随着科技的发展，新型无机非金属材料更是备受瞩目。水晶是一种重要的饰品，其主要成分是SiO2，下列有关水晶的说法正确的是( )
A．水晶的主要成分是酸性氧化物，因此不能被任何酸腐蚀
B．水晶性质非常稳定，但在一定条件下可以显氧化性
C．水晶可以溶于NaOH溶液，并可反应得到氢气
D．水晶既可与NaOH反应产生氢气，又能与HCl反应产生氢气
【解析】SiO2性质稳定，常温下只能与HF和NaOH等强碱溶液反应，且反应生成水，因此A、D错；SiO2与NaOH反应：SiO2＋2NaOH ＝Na2SiO3＋H2O，不能生成氢气，所以C错；在高温条件下，能发生反应SiO2＋2CSi＋2CO↑，SiO2显氧化性，所以B正确。
【答案】B
6．下列叙述正确的是（ ）
A．高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强
B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸
C．石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同
D．玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳
7．《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是（ ）
A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2
B．性质稳定，不易脱色
C．易溶解于强酸和强碱
D．x等于6
8．下列叙述正确的是（ ）
①氧化铝是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火坩埚
②氧化铁常用作红色油漆和涂料
③硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料
④以纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃
⑤石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成分都是SiO2
A．①③④⑤ B．②③④⑤
C．①②④⑤ D．①②③④
【解析】⑤中石灰石的主要成分是碳酸钙，化学式是CaCO3，高岭石的主要成分是硅酸盐，化学式是Al2(Si2O5)(OH)4或Al2O3·2SiO2·2H2O，石英、水晶的主要成分是SiO2。
【答案】D
9.在实验室中用纯碱和石英制取Na2SiO3要在熔化状态时反应，现有仪器①酒精喷灯，②蒸发皿，③银坩埚，④铁坩埚，⑤三脚架和泥三角，⑥瓷坩埚，在实验中能用的是( )
A.①②③ B.②③④
C.①④⑤ D.④⑤⑥
10.制造太阳能电池需要高纯度的硅。工业上由粗硅制高纯度硅可通过以下反应实现：
①Si+3HCl 300 ℃ SiHCl3+H2
②SiHCl3+H2 950 ℃ Si+3HCl
下列有关叙述错误的是( )
A.2个反应都是氧化还原反应
B.2个反应都是置换反应
C.反应①中Si是还原剂
D.上述2个反应互为可逆反应
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11.（8分）黏土是很多硅酸盐产品的原料之一，创造历史、享誉全球的景德镇陶瓷就是利用了当地的优质黏土资源。请回答下列问题：
（1）黏土的主要成分的化学式为Al2Si2Ox(OH)4,其中x的值是 ，若以氧化物形式表示，应写为 。
（2）在黏土资源丰富的地区还可以兴建水泥厂、玻璃厂、硫酸厂等，这些工厂中属于硅酸盐工业的有 ，玻璃厂生产雕花玻璃过程所依据的化学原理是
（用化学方程式表示）。
12.（16分）如何除去下列各粉末状混合物中的杂质（括号内为杂质）？请选用下列提供的试剂和操作，将标号填在表内。
试剂：A.盐酸B.烧碱溶液C.氧气D.水
E.二氧化碳F.不用其他试剂
操作:①加热燃烧②加热熔融③充分加热
④过滤⑤结晶
物质
试剂操作
(1)Na2CO3(NaHCO3)
(2)SiO2(CaCO3)
(3)SiO2(Si)
(4)NaCl(SiO2)
13.(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 B.石英玻璃坩埚
C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚
（3）100 g C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100 g混合物中石灰石的质量分数是 。
【解析】(1)C为SiO2,能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。
（2）SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料（普通玻璃、石英玻璃）以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。
（3）若SiO2恰好或过量，与CaCO3反应方程式只有一个，即CaCO3+SiO2 高温 CaSiO3+CO2↑。若CaCO3过量，除发生上述反应外，还会发生反应：CaCO3 高温CaO+CO2↑。总之，CaCO3的多少决定了CO2的产量，可通过以下关系式列式求解：
CaCO3 ~ CO2
100 g 22.4 L
m(CaCO3) 11.2 L
m(CaCO3)=50 g。
混合物中CaCO3的质量分数： ×100%=50%。
【答案】（1）氢氟酸 SiO2+4HF SiF4↑+2H2O
(2)①SiO2+Na2CO3 高温 Na2SiO3+CO2↑,
Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3↓
②D (3)50%
14.(16分)硅单质及其化合物应用范围很广。
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，工业上可以按如下步骤制备纯硅。
Ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
Ⅱ.粗硅与干燥的氯气在450 ℃～500 ℃条件下反应制得SiCl4
Ⅲ.SiCl4液体经精馏提纯后与过量H2在1 100 ℃～1 200 ℃条件下反应制得纯硅
已知SiCl4沸点为57.6 ℃，能与H2O强烈反应。1 mol H2与SiCl4气体完全反应吸收的热量为120.2 kJ。
请回答下列问题：
①第Ⅲ步反应的热化学方程式是 。
②整个制备纯硅的过程中必须严格控制无水无氧。SiCl4在潮湿的空气中因水解而产生白色烟雾，其生成物是 ；H2还原SiCl4过程中若混入O2，可能引起的后果是
。
③上述生产过程所需氯气和氢气均由氯碱厂提供，氯碱厂的基本设备是离子交换膜电解槽(如图所示)，其中进入阳极室的溶液是 ，b电极上的电极反应式是 。
(2)二氧化硅被大量用于生产玻璃。工业上用SiO2、Na2CO3和CaCO3共283 kg在高温下完全反应时放出CO2 44 kg，生产出的玻璃可用化学式Na2SiO3·CaSiO3·xSiO2表示，则其中
x＝ 。
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