硅及其化合物知识

硅及其化合物知识————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期：ﻩ无机非金属材料的主角——硅【知识要点】一、硅1.物理性质　　晶体硅是一种　　色具有　　　光泽,硬而脆的固体,熔沸点较高,能导电,是良好的　　　　材料。在自然界中只能以化合态存在。主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。其元素含量在地壳中居第　　位。２．化学性质化学性质(和碳相似）——形成共价化合物，化学性质不活泼。　　　①常温下,不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸（ＨF)和烧碱等物质反应：方程式ﻩ、ﻩﻩﻩﻩﻩ、ﻩﻩﻩﻩ　　　②加热条件下,能跟一些非金属单质(氧气、氢气)起反应。(３）工业制法：ﻩﻩﻩﻩﻩ(焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅)粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。　　（3）用途：①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等；②制合金:含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯；含硅１5%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。二、二氧化硅１．物理性质　硬度大,熔沸点高，不导电,不溶于水。　　等的主要成分都是二氧化硅,它一般可用于制造光导纤维。2．化学性质注意:SiO2与CO2的比较CO２SiO２与碱性氧化物反应与碱液反应与盐反应２Na2ＣＯ3+SiO２CaCO3+SｉO2与碳反应与Ｈ2Ｏ作用与酸反应三、硅酸及硅酸盐（一）硅酸1.物理性质　　　　　　　　2．制备方法　　　　　3．　化学性质　　　　　　　　　　　　4.用途(二)硅酸盐（1)性质特征:性质稳定，熔点较高，大都溶于水。（2）主要原料:黏土(Ａｌ2Ｏ3·2SｉＯ2·2H2O)、石英（SiO2）和长石（钾长石Ｋ2O·Al2O3·6SiＯ２或钠长石Na2O·Al2O３·6SiＯ2)。　(3）主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃(Na２ＳiＯ3的水溶液）等。　　(4)水泥和玻璃的生产：水泥玻璃（普通)原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化Na２ＣO3+SiO２Na2ＳiO３+CＯ2↑CａＣO3+SｉO２CａSｉO3+ＣO2↑主要成分３CａO·SiＯ２２CaO·SiO23CaO·Ａl2Ｏ3Ｎa2O·CaＯ·6ＳiO2特性水硬性(加石膏调节硬化速度)玻璃态物质（在一定温度范围内软化)非晶体要点精讲　一、二氧化硅和硅酸【典型例题】例１.下列物质中,不能通过化合反应制取的是（　)A．H2SｉO3ﻩB.Ｆe(ＯH)3ﻩC．Fe(ＮＯ3)2D.ＣａＳiO3例2．下列各组物质中不起反应的是（)A．SiO２与纯碱共熔B.CO2通入Na２SiO3溶液Ｃ．SiO2与大理石共熔ﻩD.SiＯ2和浓H２SO4共热例3．碳化硅(ＳiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是（　)Ａ.①③②Ｂ.②③①ﻩＣ.③①②ﻩD．②①③例4．下列叙述中,不正确的是（)A．光导纤维广泛应用于现代通讯,制造光导纤维的主要原料是SiO2Ｂ．二氧化碳不宜用于扑灭金属钠燃烧引起的火灾C．一定条件下,可将石墨转化为金刚石,这一变化是物理变化D.欲除去SiO2中混有的少量CａCO３和Fe2O３,应加入NaOH溶液例5.实验室存放下列各试剂的瓶塞必须用橡皮塞的是()Ａ.澄清石灰水ﻩB．硅酸钠溶液C．新制氯水D．氯化钙溶液例6．将ＣＯ2通入下列物质的溶液中不与其反应的是（）①Na２ＣO3②Ｎa2SｉＯ3③NaAlO2④C6Ｈ５ＯNa⑤Ca(ClＯ）2⑥CａCl2　⑦CaＣＯ3Ａ.①③④⑤⑥ﻩＢ.①⑥ﻩＣ.只有①ﻩD．只有⑥例7.用4种溶液进行实验,下 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是(　）操作及现象溶液Ａ通入ＣO2，溶液变浑浊。再升温至65℃以上,溶液变澄清C６Ｈ5OＮa溶液Ｂ通入ＣO2,溶液变浑浊。继续通CO２至过量，浑浊消失Ｎa2ＳiO3溶液C通入CO2,溶液变浑浊。再加入品红溶液,红色褪去Ca(ＣlO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊,继续通ＣO2至过量,浑浊消失,再加入足量NａOH溶液（或加热）,又变浑浊。Ca（OH)2溶液例８．如果发现1１４号新元素X，下列有关X可能具有的性质合理的是（　　)A．X是非金属元素ﻩB.Ｘ的+２价化合物比+４价化合物稳定C.XO２具有较强氧化性D.X有稳定的气态氢化物例9.普通玻璃的成分Na２ＣａSi６O1４,以氧化物形式可表示为　　　　　　；钾云母的化学式是K2Ｈ4Ａｌ６Si6Ｏ24,以氧化物形式可表示为　　　　　　　　　　。例10.光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前,我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是　（　)①制造光导纤维的主要原料是CaCO3;②制造光导纤维的主要原料是SiＯ2；③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射;④光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射A．①④　　ﻩＢ．②③　　　ﻩC．①③　ﻩD．②④【答案】B例11.矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的,此处所措的风化作用是指矿物与水和CＯ２同时作用的过程。例如钾长石(KaｌSｉ３Ｏ8)风化生成高岭土[Ａl2Si2Ｏ５(OH)４]，此后反应的离子方程式为:２KａlSi3O8＋2Ｈ2ＣO3+9H２O=＝２Ｋ++2ＨＣO3—+4H4SiO4+Ａｌ2Si２O５(ＯH)4.（1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形成①KaｌSｉ３O8__＿_＿＿____＿_________＿_②Al2Sｉ2O5（OＨ)4_____＿＿_＿__＿__＿__＿＿___(2）上述反应能够发生的原因是_____＿________＿_＿______＿___＿_＿＿__＿＿＿______＿＿。【答案】（1)①Ｋ2O·Aｌ２O3·6ＳiO2②Aｌ2Ｏ3·2SｉO2·２Ｈ２Ｏ（2)较强的酸能制较弱的酸反应。第一节　HYPERLIＮK　""　无机非金属材料的主角－--硅1一、选择题：（本小题共6小题,每小题３分,共18分，每小题只有一个正确答案）1.下列物质中主要成分不是二氧化硅的是　　　　　　　　ﻩ(　)A.硅胶　B．水晶　　ﻩC．玛瑙　　　　D．硅石2．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中ﻩ()A.具有玻璃塞的细口瓶　ﻩB.具有玻璃塞的广口瓶ﻩＣ.带滴管的滴瓶　　　　　ﻩＤ．具有橡胶塞的细口瓶３．可以用来制取半导体材料(如大规模集成电路)的是　　　　ﻩ（　）A.二氧化硅ﻩＢ.粗硅C．高纯硅Ｄ．硅酸盐4．下列不是水玻璃用途的是　　　　　　　　　　　（　　)A．肥皂填料Ｂ．木材防火剂C.纸板黏胶剂ﻩD．建筑装饰材料５．下列不属于传统硅酸盐产品的是ﻩ(　)A.玻璃ﻩB.水泥　　ﻩC．光导纤维　　ﻩD．陶瓷6．钢筋混凝土强度大，常常用来建造高楼大厦、桥梁涵洞、高速公路等，在现代社会中发挥着举足轻重的作用，下面是钢筋混凝土的主要成分的是　　　　　(）A．水泥、沙子和钢筋　B.水泥、沙子、碎石和钢筋　　Ｃ．水泥、碎石和钢筋ﻩD．水泥、沙子和碎石二、选择题（共1０小题，每小题4分,计40分,每小题有1—２个正确答案,只有一个正确选项的,多选不给分;有两个正确选项的,选对一个给２分，选错一个该小题不给分。)7．构成地壳基本骨架的非金属元素的是　　　　　　　　　　　ﻩ（)A．Al　　　Ｂ．O　ﻩＣ．Ｓｉ　　　D．Ｃ８.二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与其反应,但有一种酸能够和二氧化硅发生反应,这种酸是　　　　　　　　　　　　　　　ﻩ（　）Ａ.浓盐酸　　ﻩB.硫酸C．硝酸　Ｄ．氢氟酸9.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是(）Ａ．CＯ2溶于水形成碳酸,SiO2难溶于水ﻩB．ＣO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀ﻩＣ．高温下SiO2与碳酸盐反应生成ＣO２Ｄ．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体,通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀10.二氧化硅属于酸性氧化物,理由是　　　　　　(　　)　A．Si是非金属元素　　　　　　B.SiO2对应的水化物是可溶性弱酸C.SｉＯ２与强碱反应生成盐和水D．SiＯ2不能与酸反应11.下列物质中，能够与NａＯH溶液反应的是　　　　　ﻩ（　)ﻫA．碳酸钠　　Ｂ．硅酸钠　ﻩC.二氧化硅　D．氢氧化铝１2．下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成的是　　　　　　　（)A．CO2→Ｈ2ＣO3ﻩＢ．SｉO2→Na2SiO3　C.Nａ2O２→Na2CO３　ﻩD．SｉＯ2→H２ＳiO３13.某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生,下列溶液中符合此条件的是　　　　　　　　　　　　　ﻩ（　　)A．　Ag+、Al3＋、K+　　　　B.ＳiＯ32、AlO２、Ｋ+　　C．Ag+、Ｃu2+、Nａ＋　　　ﻩＤ.Ag+、Ba2+、Ｎａ＋　　14.下列离子方程式，正确的是　　　　　　　（　）ﻫA．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ｃａ2+＋2OH+CＯ2=＝=ＣａCO3↓＋H2OB．碳酸钠溶液中加入二氧化硅:CO3２+ＳiO２＝＝ＳiＯ３2+ＣO2↑C.二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2+２OＨ　=＝＝ＳiO32+H2O↑ﻫＤ.硅酸与烧碱溶液中和：Ｈ2SiO3＋2ＯＨ=＝＝ＳiO32+2H２O15．现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量），由此可以推知硬铝的组成为　　　　　　　ﻩ(　)Ａ．Ａl、Cu、Ｍg、Si、Mn　B.Ａｌ、Ｍg、Sｉ、ZnC.Al、Fｅ、C、Cu　　　　D.Aｌ、Si、Ｚn、Na16．在SiO2＋３CSiC＋２CO↑反应中,氧化剂和还原剂的质量比为　ﻩ（)A.36∶30ﻩＢ．６0∶36　ﻩC.2∶１ﻩD.１∶２三、填空题：1７.(１2分）用多种方法鉴别下列两组白色粉末物质（注：①能够写化学方程式的写出化学反应方程式;②鉴别方法可以不用填满,若序号不够也可以自己再添)。（１）Na2CO３和SｉO2①　　　　　　　　　　　　　②　　　　　　　　　　　　　③　　　　　　　　　　　　　　　　　(２）CaCＯ3和Na２SiO4①　　　　　　　　　　　　　　　②　　　　　　　　　　　　　　　　③　　　　　　　　　　　　　　　　18.(14分）某学生兴趣小组想利用高岭土[其主要成分是Ａl2Ｏ３·2SiO2·２Ｈ2O]试验新型的净水剂。试验程序如下：　　其中滤液Ｅ就是欲求的净水剂。试回答下列问题：①写出混合物A、B,滤液C、Ｄ的主要成分A：　　　　;Ｂ：　　　；Ｃ：；Ｄ：。②写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式　　　　　；③该试验中,熔融高岭土可以选用的坩埚有　　　　　A．玻璃坩埚　　　B．瓷坩埚　　C．氧化铝坩埚　　D．铁坩埚19．（８分)用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如:(１）计算机芯片的主要成分是　　　　；(2）光导纤维的主要成分是　　　　　:(３)目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是　；(4)用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为　　　　的化合物　　;20．(8分）制造普通玻璃的原料是纯碱（Na２CO3）、石灰石（CaCＯ3)和石英(SiO2），这种玻璃的成分可以认为是由Na2O、ＣaＯ和ＳiＯ2所组成的混合物,而钾玻璃是将原料中的Na2CO3由K２CO３替代而制得的。今测得某钾玻璃中各成分的质量分数为:18．4％的K2O、11.0%的ＣaＯ和70.6%的SiＯ2。求生产制取这种钾玻璃的原料的物质的量之比是多少?参考答　案一、选择题1．A2.Ｄ3．Ｃ　４.D5．C6.Ｂ　二、选择题7．BC8．D9.B10.Ｃ　11．CD12．D　１3．AＢ14.ＣD15．A　16.D三、填空题１7．（某种方法3分)（1）①焰色反应法：焰色反应为黄色的是Ｎａ2CO3，余者为SiO２。②酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是Nａ２CO３；不反应的是ＳiＯ２。化学方程式:Nａ2CO3+２HCｌ=2　NaＣl+Ｈ２O+CO２↑(２）①焰色反应法:焰色反应为砖红色的CaＣO3和,黄色的为Nａ2SiO4。②酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸,能够产生气体的是CaCO3,剩余的为Ｎa2SiＯ3。ＣａCO3+2ＨCl=ＣａCl2＋H2O+ＣO2↑18.(每空2分)　①A:NaAlＯ2和Na2ＳiO3;B：NaAlＯ2和Na2SiO３;C:AlCl3；D：H２ＳiO3。②Al2O3+Na2CO３2NaAlＯ2+ＣO２↑;SiO2＋Na2CO32Na2SｉO3＋ＣＯ2↑③D19．(每空2分)(1).硅（或Sｉ或单晶硅）（2).二氧化硅（或SｉO2）（３)．硅（或Si）(4)．铝硅酸盐（或硅铝酸盐)２0.解：根据元素守恒可知：K2O——K2CＯ３;CａＯ　——CaCO3;　所以,原料的物质的量之比就是K２O、ＣaO、ＳiＯ2三者物质的量之比,　　故有生产这种钾玻璃的原料Ｋ２CO3、CaCO3、ＳｉO2物质的量之比＝　　　　＝１:1:６