硅及其化合物知識

1、 無機非金屬材料的主角硅【知識要點】一、硅1物理性質(zhì) 晶體硅是一種 色具有 光澤，硬而脆的固體，熔沸點較高，能導電，是良好的 材料。在自然界中只能以化合態(tài)存在。主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在。其元素含量在地殼中居第 位。2化學性質(zhì)化學性質(zhì)（和碳相似）形成共價化合物，化學性質(zhì)不活潑。 常溫下，不能強酸、強氧化性酸反應，只能與氟氣、氫氟酸（HF）和燒堿等物質(zhì)反應:方程式、 加熱條件下，能跟一些非金屬單質(zhì)（氧氣、氫氣）起反應。 （3）工業(yè)制法： （焦炭在電爐中還原二氧化硅得到粗硅）粗硅提純后，可以得到可用作半導體材料的高純硅。 （3）用途：作半導體材料晶體管、集成電路、硅整流器和太陽能電池等；制合

2、金：含硅4%的鋼具有良好的導磁性變壓器鐵芯；含硅15%左右的鋼具有良好的耐酸性耐酸設備等。二、二氧化硅1物理性質(zhì) 硬度大，熔沸點高，不導電，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導纖維。2化學性質(zhì)注意：SiO2與CO2的比較CO2SiO2與堿性氧化物反應與堿液反應與鹽反應2Na2CO3+SiO2CaCO3+SiO2 與碳反應與H2O作用與酸反應三、硅酸及硅酸鹽（一）硅酸1. 物理性質(zhì) 2. 制備方法 3. 化學性質(zhì) 4. 用途（二）硅酸鹽（1）性質(zhì)特征：性質(zhì)穩(wěn)定，熔點較高，大都 溶于水。 （2）主要原料：黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）、石英（Si

3、O2）和長石（鉀長石K2O·Al2O3·6SiO2或鈉長石Na2O·Al2O3·6SiO2）。 （3）主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、磚瓦、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等。 （4）水泥和玻璃的生產(chǎn)： 水泥玻璃（普通）原料石灰石、粘土純堿、石灰石、石英設備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔爐反應復雜的物理化學變化Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2主要成分3CaO·SiO22CaO· SiO23CaO·Al2O3Na2O·CaO· 6SiO2特性水硬性（加石膏調(diào)節(jié)硬化速度）

4、玻璃態(tài)物質(zhì)（在一定溫度范圍內(nèi)軟化）非晶體要點精講 一、二氧化硅和硅酸【典型例題】例1下列物質(zhì)中，不能通過化合反應制取的是（ ）AH2SiO3BFe(OH)3CFe(NO3)2DCaSiO3例2下列各組物質(zhì)中不起反應的是（ ）ASiO2與純堿共熔BCO2通入Na2SiO3溶液CSiO2與大理石共熔DSiO2和濃H2SO4共熱例3碳化硅（SiC）的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體金剛石、晶體硅、碳化硅中，它們的熔點從高到低的順序是（ ）ABCD例4下列敘述中，不正確的是（ ）A 光導纖維廣泛應用于現(xiàn)代通訊，制造光導纖維的主要原料是SiO2B 二氧化碳不

5、宜用于撲滅金屬鈉燃燒引起的火災C 一定條件下，可將石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，這一變化是物理變化D欲除去SiO2中混有的少量CaCO3和Fe2O3，應加入NaOH溶液例5實驗室存放下列各試劑的瓶塞必須用橡皮塞的是（ ）A澄清石灰水B硅酸鈉溶液C新制氯水D氯化鈣溶液例6將CO2通入下列物質(zhì)的溶液中不與其反應的是（ ）Na2CO3 Na2SiO3 NaAlO2 C6H5ONaCa(ClO)2 CaCl2 CaCO3ABC只有D只有例7用4種溶液進行實驗，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應關(guān)系錯誤的是（ ）操作及現(xiàn)象溶液A通入CO2，溶液變渾濁。再升溫至65 以上，溶液變澄清C6H5ONa溶液B通入CO2，溶

6、液變渾濁。繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁。再加入品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失，再加入足量NaOH溶液（或加熱），又變渾濁。Ca(OH)2溶液例8如果發(fā)現(xiàn)114號新元素X，下列有關(guān)X可能具有的性質(zhì)合理的是（ ） AX是非金屬元素BX的+2價化合物比+4價化合物穩(wěn)定CXO2具有較強氧化性DX有穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物例9普通玻璃的成分Na2CaSi6O14，以氧化物形式可表示為 ；鉀云母的化學式是K2H4Al6Si6O24，以氧化物形式可表示為 。例10光纖通信是一種現(xiàn)代化的通信手段，它可以提供大容量、

7、高速度、高質(zhì)量的通信服務。目前，我國正在大力建設高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡，即信息高速公路。光纖通信所使用的光纜，其主要部件為光導纖維。下列說法正確的是 ( )制造光導纖維的主要原料是CaCO3；制造光導纖維的主要原料是SiO2；光導纖維傳遞光信號的基本物理原理是光的全反射；光導纖維傳遞光信號的基本物理原理是光的折射A B C D【答案】B例11礦泉水一般是由巖石風化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此處所措的風化作用是指礦物與水和CO2同時作用的過程。例如鉀長石（KalSi3O8）風化生成高嶺土Al2Si2O5(OH)4，此后反應的離子方程式為：2KalSi3O8+2H2CO3+9H2O=2K

8、+2HCO3+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4.（1）將上述復雜硅酸鹽改寫成氧化物形成KalSi3O8_ Al2Si2O5(OH)4_（2）上述反應能夠發(fā)生的原因是_。【答案】（1）K2O·Al2O3·6SiO2 Al2O3·2SiO2·2H2O（2）較強的酸能制較弱的酸反應。第一節(jié) 無機非金屬材料的主角-硅1一、選擇題：（本小題共6小題，每小題3分，共18分，每小題只有一個正確答案）1下列物質(zhì)中主要成分不是二氧化硅的是 （ ）A硅膠 B水晶 C瑪瑙 D硅石2NaOH、KOH等堿性溶液可以貯存在下列哪種試劑瓶中（ ）A具有玻璃塞的細口瓶 B具有

9、玻璃塞的廣口瓶C帶滴管的滴瓶 D具有橡膠塞的細口瓶3可以用來制取半導體材料（如大規(guī)模集成電路）的是 （ ）A二氧化硅B粗硅C高純硅D硅酸鹽4下列不是水玻璃用途的是 （ ）A肥皂填料 B木材防火劑C紙板黏膠劑D建筑裝飾材料5下列不屬于傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品的是（ ）A玻璃 B水泥 C光導纖維 D陶瓷 6鋼筋混凝土強度大，常常用來建造高樓大廈、橋梁涵洞、高速公路等，在現(xiàn)代社會中發(fā)揮著舉足輕重的作用，下面是鋼筋混凝土的主要成分的是 （ ）A水泥、沙子和鋼筋 B水泥、沙子、碎石和鋼筋 C水泥、碎石和鋼筋 D水泥、沙子和碎石二、選擇題（共10小題，每小題4分，計40分，每小題有12個正確答案，只有一個正確選項的

10、，多選不給分；有兩個正確選項的，選對一個給2分，選錯一個該小題不給分。）7構(gòu)成地殼基本骨架的非金屬元素的是 （ ）AAl BO C Si DC8二氧化硅的化學性質(zhì)很不活潑，幾乎所有的酸都不與其反應，但有一種酸能夠和二氧化硅發(fā)生反應，這種酸是 （ ）A濃鹽酸 B硫酸 C硝酸 D氫氟酸9能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實驗事實是（ ）ACO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水BCO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C高溫下SiO2與碳酸鹽反應生成CO2D氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀10二氧化硅屬于酸性氧化物，理由是 （ ） ASi是非金屬元素 BSiO2對應的水化

11、物是可溶性弱酸CSiO2與強堿反應生成鹽和水 DSiO2不能與酸反應 11下列物質(zhì)中，能夠與NaOH溶液反應的是 （ ）A碳酸鈉 B硅酸鈉 C二氧化硅 D氫氧化鋁12下列物質(zhì)的變化，不能通過一步化學反應完成的是 （ ）ACO2H2CO3 BSiO2Na2SiO3 CNa2O2Na2CO3 DSiO2H2SiO313某無色溶液中加入過量鹽酸有沉淀產(chǎn)生，過濾后向濾液中加入過量氨水又有沉淀產(chǎn)生，下列溶液中符合此條件的是 （ ）A Ag+、Al3+、K+ B SiO32-、AlO2-、K+ C Ag+、Cu2+、Na+ DAg+、Ba2+、 Na+ 14下列離子方程式，正確的是 （ ）A澄清石灰水中通

12、入過量二氧化碳：Ca2+ +2OH- +CO2 =CaCO3+H2OB碳酸鈉溶液中加入二氧化硅：CO32- +SiO2=SiO32- +CO2C二氧化硅與燒堿溶液反應：SiO2 +2OH- = SiO32-+H2OD硅酸與燒堿溶液中和：H2SiO3 +2OH- = SiO32-+2H2O15現(xiàn)代建筑的門窗框架常用電解加工成的古銅色硬鋁制造。取硬鋁樣品進行如下實驗（每一步試劑均過量），由此可以推知硬鋁的組成為 （ ）AAl、Cu、Mg、Si、Mn BAl、Mg、Si、ZnCAl、Fe、C、Cu DAl、Si、Zn、Na16在SiO2+3CSiC+2CO反應中，氧化劑和還原劑的質(zhì)量比為 （ ）A3

13、630 B6036 C21 D12三、填空題：17（12分）用多種方法鑒別下列兩組白色粉末物質(zhì)(注：能夠?qū)懟瘜W方程式的寫出化學反應方程式；鑒別方法可以不用填滿，若序號不夠也可以自己再添)。（1）Na2CO3和SiO2 （2）CaCO3和Na2SiO4 18（14分）某學生興趣小組想利用高嶺土其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O試驗新型的凈水劑。試驗程序如下： 其中濾液E就是欲求的凈水劑。試回答下列問題：寫出混合物A、B，濾液C、D的主要成分A： ；B： ；C： ；D： 。寫出高嶺土與純堿熔融的兩個化學方程式 ； 該試驗中，熔融高嶺土可以選用的坩堝有 A玻璃坩堝 B瓷

14、坩堝 C氧化鋁坩堝 D鐵坩堝19（8分）用地殼中某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占有重要位置，足見化學對現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如：（1）計算機芯片的主要成分是 ；（2）光導纖維的主要成分是 ：（3）目前應用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是 ；（4）用作吸附劑、干燥劑、催化劑或催化劑載體的人造分子篩大多是一類稱為 的化合物 ；20（8分）制造普通玻璃的原料是純堿（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）和石英（SiO2），這種玻璃的成分可以認為是由Na2O、CaO和SiO2所組成的混合物，而鉀玻璃是將原料中的Na2CO3由K2CO3替代而制得的。今測得某鉀玻璃中各成分的質(zhì)量分數(shù)為：18.4

15、%的K2O、11.0%的CaO和70.6%的SiO2。求生產(chǎn)制取這種鉀玻璃的原料的物質(zhì)的量之比是多少？參 考 答 案一、選擇題1A 2 D 3 C 4D 5C 6B 二、選擇題7BC 8D 9B 10C 11CD 12D 13AB 14CD 15A 16D三、填空題17（某種方法3分）（1）焰色反應法：焰色反應為黃色的是Na2CO3，余者為SiO2。酸液產(chǎn)氣法：分別取少許待測粉末，滴加稀鹽酸，能夠產(chǎn)生氣體的是Na2CO3；不反應的是SiO2。化學方程式：Na2CO32HCl2 NaClH2OCO2（2）焰色反應法：焰色反應為磚紅色的CaCO3和，黃色的為Na2SiO4。酸液產(chǎn)氣法：分別取少許待測粉末，滴加稀鹽酸，能夠產(chǎn)生氣體的是CaCO3，剩余的為Na2SiO3。CaCO32HClCaCl2H2OCO2 18(每空2分) A：NaAlO2和Na2SiO3；B：NaAlO2和Na