二氧化硅和硅酸
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．二氧化硅是酸酐(即酸性氧化物)的原因是( )
A．它溶于水得相应的酸
B．它对应的水化物是可溶性强酸
C．它与强碱溶液反应只生成盐和水
D．它是非金属氧化物
2．现有硅酸钠、石灰石、二氧化硅三种白色粉末，只用一种试剂就可以将它们鉴别开，该试剂是( )
A．纯水 B．盐酸
C．硝酸银溶液 D．碳酸钠溶液
3．能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是( )
A．CO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸
B．在高温条件下，SiO2和Na2CO3能发生反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
C．SiO2熔点比CO2高
D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶
4．[双选题]下列离子方程式书写不正确的是( )
A．往NaOH溶液中通入少量CO2：
CO2＋OH－===HCO
B．H2SiO3与NaOH溶液混合：
2OH－＋H2SiO3===2H2O＋SiO
C．石英砂与烧碱反应制水玻璃：
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
D．往水玻璃中通入二氧化碳：
Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋2Na＋＋CO
5．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是( )
A．CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐
B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸
C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物
D．CO2和SiO2都是由相应的分子组成的
6．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是( )
A．加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出
B．加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解
C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成
D．先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解
7．将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③NaAlO2溶液；④饱和Na2CO3溶液；⑤Ca(OH)2.最终溶液中有白色沉淀析出的是( )
A．①②③④⑤ B．②③④
C．②④⑤ D．①②④
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(8分)下表中括号内物质是杂质，试将除杂试剂及分离方法填入表内：
混合物
SiO2(CaCO3)
CO2(SO2)
NaHCO3
(Na2SiO3)
SiO2
(NaCl)
除杂试剂
除杂方法
9.(10分)物质A是一种高熔点化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸；C是一种气体；D是白色胶状沉淀；A、B、C、D之间的转化如图，试推断：
A．________；B.________；C.________；D.________．
10．(9分)硅胶和石英的主要成分都是SiO2，前者是结构疏松的SiO2，后者是结构致密的SiO2.二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质有差别，具有不同的用途．由石英制取硅胶，有以下三个步骤，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)．
(1)用NaOH溶液溶解石英：_________________________________________________.
(2)过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：______________________________
________________________________________________________________________.
(3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：__________________.
写出硅胶的一种用途______________________________________________________．
11．(12分)某化学兴趣小组的成员捡到一块矿石，观察外观发现该矿石坚硬且呈红褐色，投入水中没有任何变化，再向水中加浓盐酸至过量，矿石部分溶解，并有大量无色气体生成．学生猜测该矿石可能由CaCO3、SiO2、Fe2O3三种成分组成，试设计实验证明CaCO3以外的两种成分．
仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、滴管、药匙、漏斗、漏斗架；2 mol/L盐酸、2 mol/L NaOH溶液、2%KSCN溶液．
(1)将实验方案用以下流程示意图表示，试写出每步所用试剂名称或化学式．
试剂Ⅰ________；试剂Ⅱ________；试剂Ⅲ________．
(2)如果猜测是成立的，试根据上述实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论.
编号
实验操作
预期现象与结论
①
取适量矿石研细，加足量2 mol/L盐酸
有大量无色气体生成，得棕黄色溶液，且仍有少量固体残留
②
③
④
详解答案
1．选C SiO2是酸酐的原因应当是它与强碱溶液反应只生成盐和水，它不溶于水，对应的酸H2SiO3也不是强酸．
2．选B A项，加入纯水后，石灰石、二氧化硅均不溶解，A错．C项，AgNO3溶液不与石灰石、二氧化硅反应，C错．D项，Na2CO3溶液不与石灰石、二氧化硅反应，不溶解无法鉴别开．HCl可以鉴别开，现象分别为：有白色沉淀；有气泡产生；不溶解．
3．选D B项是在固体反应中难挥发性(高沸点)物质制取易挥发性(低沸点)物质，它是利用两者共熔时生成易挥发的CO2使反应发生；D项中是较强的酸与较弱的酸的盐溶液反应生成较强酸的盐和较弱酸的复分解反应，这是该类复分解反应发生的条件；B项是酸性氧化物与盐反应，而不是酸与盐反应，并且它是在高温下进行的熔融反应，由于CO2气体逸出才使得此反应进行，和复分解反应条件相同．
4．选AD A项中通入少量CO2，应生成Na2CO3，而不是NaHCO3，故错误．B项中H2SiO3是难溶性酸，在离子方程式中应写化学式，正确．C、D中Na2SiO3为钠盐，溶于水，写离子形式，所以C项正确，D项错误．
5．选A 虽然SiO2是H2SiO3的酸酐，但CO2可溶于水生成H2CO3，但SiO2却不能溶于水生成H2SiO3，B错误；SiO2与CO2都是酸酐，都是酸性氧化物，A正确，C错误；CO2是由CO2分子构成的，而SiO2则是由硅原子和氧原子构成的，SiO2中不存在分子，D错误．
6．选D SiO2不溶于除氢氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3均可溶于盐酸且CaCO3溶于盐酸有气泡生成，SiO2可以溶于NaOH溶液．
7．选B CO2溶于水：CO2＋H2OH2CO3，H2CO3的酸性比盐酸弱，而比硅酸、铝酸(即氢氧化铝)强．根据溶液中酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液无明显现象(弱酸不能制强酸)；过量CO2通入Na2SiO3、NaAlO2有白色沉淀H2SiO3、Al(OH)3产生；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而结晶析出；过量的CO2通入Ca(OH)2溶液中最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀析出：Ca(OH)2＋2CO2===Ca(HCO3)2.
8．解析：SiO2(CaCO3)：可利用SiO2不溶于盐酸而CaCO3溶于盐酸的性质除去CaCO3；CO2(SO2)：利用H2SO3的酸性强于H2CO3用饱和NaHCO3溶液将SO2除去；NaHCO3(Na2SiO3)：通入足量CO2气体；SiO2(NaCl)：溶于水过滤．
答案：
混合物
SiO2
(CaCO3)
CO2(SO2)
NaHCO3
(Na2SiO3)
SiO2(NaCl)
除杂
试剂
盐酸
饱和NaHCO3
溶液
通入足量
CO2
水
除杂
方法
过滤
洗气
过滤
过滤
9.解析：由A的性质可知A为SiO2；结合转化关系知B为硅酸钠，C为CO2，D为硅酸．
答案：SiO2 Na2SiO3 CO2 H2SiO3
10．解析：(1)石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，SiO2与碱反应生成盐和水：2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O.
(2)过滤，除去石英的杂质，得滤液为Na2SiO3溶液，硅酸钠是弱酸盐，与盐酸发生复分解反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓.
(3)微热，H2SiO3溶液浓缩，聚合为胶体，加热硅酸溶胶脱水，生成多孔硅胶：H2SiO3H2O＋SiO2.
答案：(1)2OH－＋SiO2===SiO＋H2O
(2)SiO＋2H＋===H2SiO3↓
(3)H2SiO3H2O＋SiO2 作干燥剂(或催化剂载体)
11．解析：Fe2O3可溶于盐酸，在溶液中存在Fe3＋，可用SCN－检验其存在，从而说明矿石含Fe2O3；SiO2不溶于盐酸，作为残渣被滤出．为进一步确认，加入NaOH溶液，充分反应后，再加盐酸，如果生成白色胶状沉淀则说明矿石中有SiO2.
答案：(1)2%KSCN溶液 2 mol/L NaOH溶液 2 mol/L盐酸
(2)
②
取①操作得溶液少许置于洁净试管，并滴加几滴2%KSCN溶液
溶液变为红色，说明原矿石可能含有Fe2O3
③
取①操作得残余固体适量置于烧杯，加入足量2 mol/L NaOH溶液，充分搅拌
残余固体完全溶解于2 mol/L NaOH溶液，并得无色溶液
④
取③操作得无色溶液少许置于洁净试管，用胶头滴管滴入2 mol/L盐酸至过量
有白色胶状沉淀，且不溶于过量盐酸，说明原矿石中可能含有SiO2
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