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文檔簡介
其次課時硅酸鹽和硅單質(zhì)[課標要求]1.了解硅酸鹽的性質(zhì)及組成的表示方法。2.了解硅的性質(zhì)和用途。3.了解幾種重要無機非金屬材料的生產(chǎn)及用途。1.1.硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃,常用于制備黏合劑、防腐劑和耐火材料。2.傳統(tǒng)的無機非金屬材料有水泥、玻璃和陶瓷。3.硅以化合態(tài)存在于自然界中,常用作半導(dǎo)體材料和合金材料。4.熟記三個化學方程式(1)Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。(2)Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。(3)SiO2+2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si+2CO↑。eq\a\vs4\al(eq\a\vs4\al(硅酸鹽)1.概念由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。2.組成的表示通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成。例如:硅酸鈉(Na2SiO3):Na2O·SiO2。長石(KAlSi3O8):K2O·Al2O3·6SiO2。3.最簡潔的硅酸鹽——Na2SiO34.三種常見的硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽產(chǎn)品原料主要設(shè)備主要成分水泥石灰石、黏土水泥回轉(zhuǎn)窯硅酸二鈣2CaO·SiO2硅酸三鈣3CaO·SiO2鋁酸三鈣3CaO·Al2O3玻璃純堿、石灰石、石英玻璃窯Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土Al2O3·2SiO2·2H2O5.其他含硅物質(zhì)(1)碳化硅:化學式為SiC,俗稱金剛砂,具有金剛石結(jié)構(gòu)特點,硬度很大,可用作砂紙、砂輪的磨料。(2)含硅4%的硅鋼:具有很高的導(dǎo)磁性,可作變壓器鐵芯。(3)硅橡膠:既耐高溫又耐低溫的一種有良好彈性的橡膠。(4)人工制造分子篩:有勻稱微孔結(jié)構(gòu),主要用作吸附劑和催化劑載體。1.Na2SiO3為什么必需密封保存?提示:Na2SiO3會汲取空氣中的CO2和水蒸氣而變質(zhì),反應(yīng)的化學方程式為Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓。2.硅酸鹽可寫成二氧化硅和金屬氧化物的形式,是否可理解成硅酸鹽是二氧化硅和金屬氧化物的混合物?提示:否。硅酸鹽結(jié)構(gòu)困難,通常用SiO2和金屬氧化物的組合形式來表示其組成,但不是它們的混合物。1.硅酸鹽氧化物形式的改寫eq\x(\a\al(書寫,形式))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(氧化物的排列依次:活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水,氧化物之間以“·”隔開))eq\x(\a\al(化學,計量數(shù)))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(配置原則:各元素原子總個數(shù)比值符合原來的組成,若出現(xiàn)分數(shù)時應(yīng)化為整數(shù)))例如:鈉長石(NaAlSi3O8)不能寫成eq\f(1,2)Na2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2,應(yīng)寫成Na2O·Al2O3·6SiO2。2.新型陶瓷的性能及用途品種主要性能主要用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷①耐高溫;②耐氧化;③耐磨蝕耐高溫材料,洲際導(dǎo)彈的端頭,火箭發(fā)動機的尾管及燃燒室,汽車發(fā)動機,噴氣發(fā)動機壓電陶瓷能實現(xiàn)機械能與電能的相互轉(zhuǎn)化電波濾波器、通話器、聲納探傷器、點火器透亮陶瓷①優(yōu)異的光學性能;②耐高溫;③絕緣性好制高壓鈉燈的燈管,防彈“玻璃”超導(dǎo)陶瓷超導(dǎo)性超導(dǎo)材料1.下列有關(guān)硅酸鹽的說法中正確的是()A.硅酸鹽中的陰離子都是SiOeq\o\al(2-,3)B.硅酸鹽都難溶于水C.通常用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成,說明硅酸鹽就是由各種氧化物組成的D.Na2SiO3是一種最簡潔的硅酸鹽,其水溶液可用作黏合劑解析:選D硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱,它包含結(jié)構(gòu)簡潔的硅酸鹽(如Na2SiO3),也包含結(jié)構(gòu)困難的硅酸鹽,A項錯誤;簡潔的硅酸鹽中有少數(shù)溶于水,如Na2SiO3、K2SiO3等,B項錯誤;對于硅酸鹽,氧化物的形式僅僅是一種表達方式,并不是說它就是由氧化物組成的,C項錯誤。2.《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”、“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目,但古瓷中所用顏料成分始終是個謎,近年來科學家才得知大多為硅酸鹽,如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox,銅為+2價),下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是()A.可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B.性質(zhì)穩(wěn)定,不易脫色C.易溶解于強酸和強堿D.x等于6解析:選C“硅酸銅鋇”能穩(wěn)定存在說明其性質(zhì)穩(wěn)定,不易脫色,不易與酸、堿反應(yīng)。“硅酸銅鋇”中Ba為+2價,Cu為+2價,Si為+4價,則x=6,用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2,A、B、D均正確。eq\a\vs4\al(eq\a\vs4\al(硅單質(zhì))1.形態(tài)和結(jié)構(gòu)2.性質(zhì)(1)物理性質(zhì)色、態(tài)光澤熔點硬度質(zhì)地導(dǎo)電性灰黑色固體金屬光澤高大脆半導(dǎo)體(2)化學性質(zhì):常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定,除氫氟酸和強堿外,不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。Si與氫氟酸、NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的化學方程式分別為Si+4HF=SiF4↑+2H2、Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。3.重要用途(1)半導(dǎo)體材料,如硅芯片等。(2)新型能源,如光電池等。[特殊提示]硅是既能與酸(HF)反應(yīng),又能與堿反應(yīng)產(chǎn)生H2的非金屬單質(zhì),但硅不與鹽酸、硫酸反應(yīng)。1.用焦炭在電爐中隔絕空氣還原SiO2制取粗硅時,為什么生成CO而不是CO2?提示:制取粗硅時,工業(yè)生產(chǎn)中運用過量焦炭,發(fā)生反應(yīng):C+CO2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())2CO,故產(chǎn)物是CO而不是CO2。2.在焦炭與SiO2制取粗硅的反應(yīng)中,哪種物質(zhì)是還原劑?還原產(chǎn)物是什么?提示:焦炭;硅。1.硅的制備硅單質(zhì)是由其氧化物制得的,主要分為兩個階段:(1)粗硅的制備:2C+SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5(電爐))Si(粗硅)+2CO↑(2)純硅的制備:Si(粗硅)+2Cl2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())SiCl4、SiCl4+2H2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Si(純硅)+4HCl。2.硅及其化合物的“反常”(1)非金屬的單質(zhì)跟堿反應(yīng)一般無H2放出,但Si能跟強堿溶液反應(yīng)放出H2。(2)非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸反應(yīng),但Si能跟氫氟酸反應(yīng):Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。(3)非金屬氧化物的晶體中一般有分子,但SiO2晶體只含有O、Si原子。(4)酸性氧化物一般不與酸反應(yīng),但SiO2能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4氣體。(5)無機酸一般易溶于水,但H2SiO3卻難溶于水。(6)硅酸鈉水溶液稱泡花堿或水玻璃,但卻是鹽溶液。3.硅及其化合物的轉(zhuǎn)化發(fā)生反應(yīng)的化學方程式:①Si+O2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())SiO2;②SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;③CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3↓;④H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())SiO2+H2O;⑤SiO2+2Ceq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Si+2CO↑。1.在室溫下,下列物質(zhì)不與晶體硅反應(yīng)的是()A.F2 B.氫氟酸C.KOH溶液 D.Cl2解析:選DSi的性質(zhì)不活潑,常溫下除與F2、氫氟酸和強堿溶液反應(yīng)外,不與其他物質(zhì)反應(yīng),加熱時可與O2、Cl2等反應(yīng)。2.制備硅單質(zhì)時,主要化學反應(yīng)如下:①SiO2(石英砂)+2C(焦炭)eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Si(粗硅)+2CO↑;②Si(粗硅)+2Cl2eq\o(=,\s\up7(加熱),\s\do5())SiCl4;③SiCl4+2H2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Si(純硅)+4HCl。下列對上述三個反應(yīng)的敘述中,不正確的是()A.①為置換反應(yīng)B.①②③均為氧化還原反應(yīng)C.②為化合反應(yīng)D.三個反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原解析:選D反應(yīng)②中硅元素的化合價上升,被氧化,D項錯誤。[三級訓練·節(jié)節(jié)過關(guān)]1.下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中不正確的是()A.是一種礦物膠,既不燃燒也不受腐蝕B.在建筑工業(yè)上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料C.木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒D.水玻璃的化學性質(zhì)穩(wěn)定,在空氣中不易變質(zhì)解析:選DNa2SiO3的水溶液稱為水玻璃,是一種礦物膠,通常用作耐火材料。在空氣中發(fā)生反應(yīng):Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3(膠體)+Na2CO3,故D項不正確。2.下列有關(guān)硅的敘述中,正確的是()A.硅只有在高溫下才能跟氫氣起化合反應(yīng),單質(zhì)硅有多種不同的結(jié)構(gòu)B.硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素,硅在地殼中的含量在全部的元素中居第一位C.硅的化學性質(zhì)不活潑,在常溫下只與Cl2、F2、HF、強堿反應(yīng)D.硅在電子工業(yè)中,是最重要的半導(dǎo)體材料,也是制造光導(dǎo)纖維的原料解析:選AA項正確,硅的化學性質(zhì)穩(wěn)定,常溫下不易與氫氣、氧氣、氯氣等反應(yīng);B項不正確,氧元素在地殼中的含量居第一位;C項不正確,硅的化學性質(zhì)不活潑,但可與F2、氫氟酸和強堿等反應(yīng),不與Cl2、O2反應(yīng);D項不正確,通常用自然的石英作為光導(dǎo)纖維的原料。3.昆侖玉的成分可簡潔看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2,則其用二氧化硅和金屬氧化物的形式可表示為()A.CaO·MgO·SiO2·H2OB.2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC.2CaO·MgO·SiO2·2H2OD.5CaO·2MgO·8SiO2·H2O解析:選B依據(jù)昆侖玉的化學式,將Ca、Mg、Si、H分別寫成氧化物的形式,按較活潑金屬氧化物→較不活潑金屬氧化物→SiO2→H2O的依次排列,再調(diào)整各氧化物前的計量數(shù)并使其與昆侖玉化學式中一樣,可得昆侖玉氧化物表示形式為2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。4.世界聞名的科技史專家、英國劍橋高校的李約瑟博士考證說:“中國至少在距今3000年以前,就已經(jīng)運用玻璃了?!毕铝杏嘘P(guān)一般玻璃的說法不正確的是()A.制一般玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英B.玻璃在加熱熔化時有固定的熔點C.一般玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D.盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,是為了防止燒堿跟二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起解析:選B一般玻璃以純堿、石灰石和石英為原料,經(jīng)混合、粉碎,在玻璃窯中熔融制得,A正確。玻璃是混合物,沒有固定的熔點,B錯誤。一般玻璃的大致組成為Na2O·CaO·6SiO2,C正確。二氧化硅易與堿液反應(yīng)生成Na2SiO3,Na2SiO3具有很強的黏合性,因此盛NaOH等強堿溶液的試劑瓶不得用玻璃塞。5.黏土是很多硅酸鹽產(chǎn)品的原料之一,創(chuàng)建歷史、享譽全球的景德鎮(zhèn)陶瓷就是利用了當?shù)氐膬?yōu)質(zhì)黏土資源。請回答下列問題:(1)黏土的主要成分的化學式為Al2Si2Ox(OH)4,其中x的值是________,黏土的主要成分若以氧化物形式表示,應(yīng)寫為__________________________________________________。(2)在黏土資源豐富的地區(qū)還可以興建水泥廠、玻璃廠、硫酸廠等,這些工廠中屬于硅酸鹽工業(yè)的有________,玻璃廠生產(chǎn)雕花玻璃過程所依據(jù)的化學原理是________________________(用化學方程式表示)。解析:(1)依據(jù)化合物中各元素的正、負化合價代數(shù)和為零可得3×2+4×2+(-2)×x+(-1)×4=0,x=5;黏土的主要成分以氧化物形式可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O。(2)傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品有水泥、玻璃和陶瓷,故水泥廠、玻璃廠屬于硅酸鹽工業(yè);生產(chǎn)雕花玻璃是利用氫氟酸對玻璃的腐蝕性,即:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。答案:(1)5Al2O3·2SiO2·2H2O(2)水泥廠、玻璃廠SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O1.下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是()A.黏土 B.石英C.Al2Si2O5(OH)4 D.Mg2SiO4解析:選B硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱,黏土、Al2Si2O5(OH)4、Mg2SiO4均是硅酸鹽,石英是二氧化硅,屬于酸性氧化物。2.水玻璃是建筑行業(yè)常用的黏合劑,并可用于木材防火和防腐處理。水玻璃為()A.CaSiO3固體 B.SiO2C.Na2SiO3水溶液 D.H2SiO3解析:選C水玻璃是硅酸鈉的水溶液。3.硅酸銅鋇是當今用最新科學技術(shù)合成的一種物質(zhì),然而,科學家驚異地發(fā)覺,我國秦朝兵馬俑用的一種顏料竟也是硅酸銅鋇。依據(jù)以上事實推想下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法錯誤的是()A.硅酸銅鋇屬于硅酸鹽 B.硅酸銅鋇難溶于水C.硅酸銅鋇難被氧化 D.硅酸銅鋇易溶于水解析:選D依據(jù)名稱推斷,硅酸銅鋇為硅酸鹽,符合硅酸鹽的通性,不溶于水,穩(wěn)定不易被氧化,故D錯。4.下列說法錯誤的是()A.硅是制造太陽能電池的常用材料B.二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的材料C.常溫下硅性質(zhì)活潑,可以與氯氣、強酸、強堿溶液等起反應(yīng)D.水玻璃可用作木材防火劑解析:選C硅單質(zhì)性質(zhì)穩(wěn)定,常溫下與Cl2、強酸等物質(zhì)不反應(yīng),C項錯誤。5.下列離子方程式書寫正確的是()A.二氧化硅跟氫氟酸反應(yīng):SiO2+4H+=Si4++2H2OB.碳酸鋇溶于稀硝酸:COeq\o\al(2-,3)+2H+=CO2↑+H2OC.硅跟氫氧化鉀溶液反應(yīng):Si+2OH-+2H2O=SiOeq\o\al(2-,3)+3H2↑D.把水玻璃滴入鹽酸中:SiOeq\o\al(2-,3)+2H+=H2SiO3↓解析:選DA項氫氟酸為弱酸,應(yīng)寫成化學式HF,生成的產(chǎn)物SiF4是揮發(fā)性物質(zhì),也應(yīng)寫成化學式;B項BaCO3是難溶物質(zhì),應(yīng)寫成化學式;C項未配平,正確的離子方程式為Si+2OH-+H2O=SiOeq\o\al(2-,3)+2H2↑。6.有一粗硅,含鐵和硅兩種成分,取等質(zhì)量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中,放出等量的氫氣,則該粗硅中鐵和硅的關(guān)系正確的是()①物質(zhì)的量之比為1∶1②物質(zhì)的量之比為2∶1③質(zhì)量之比為4∶1④質(zhì)量之比為2∶1A.①③ B.②③C.①④ D.②④解析:選B粗硅與稀鹽酸反應(yīng)是鐵與稀鹽酸反應(yīng):Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;粗硅與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)是硅與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng):Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑,因放出等量氫氣,則鐵與硅的物質(zhì)的量之比為2∶1,質(zhì)量之比為4∶1。7.在水玻璃中通入少量CO2氣體,充分反應(yīng)后加熱蒸干,再高溫充分灼燒,冷卻后所得的固體物質(zhì)為()A.Na2SiO3B.Na2SiO3與Na2CO3C.SiO2與Na2CO3D.SiO2、Na2SiO3及Na2CO3解析:選A通入少量CO2氣體時,發(fā)生的反應(yīng)為Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓,加熱后H2SiO3分解為SiO2和H2O,再高溫灼燒,SiO2與Na2CO3反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2。8.下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是()①硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維④陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料A.①② B.②③C.①④ D.③④解析:選C很多巖石和礦物中含有硅元素,①正確;水晶的主要成分是二氧化硅,所以水晶不是硅酸鹽制品,②錯誤;光導(dǎo)纖維是由高純度的二氧化硅制成的,③錯誤;陶瓷屬于硅酸鹽制品,④正確。9.依據(jù)如圖所示A、B、D、E的改變關(guān)系,回答下列問題:(1)寫出A、D的名稱:A.______,D.________。(2)寫出B→A的化學方程式:________________________________________________________________________。(3)寫出下列反應(yīng)的離子方程式:A→E:__________________________________________________________________;B→E:________________________________________________________________。解析:由圖示分析:A與O2反應(yīng)生成B,而B與碳在高溫下反應(yīng)生成A,可推知A是單質(zhì),B是氧化物。而A、B均能與NaOH溶液反應(yīng),應(yīng)確認A是硅,B是二氧化硅,則E是硅酸鈉,D是硅酸。答案:(1)硅硅酸(2)SiO2+2Ceq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Si+2CO↑(3)Si+2OH-+H2O=SiOeq\o\al(2-,3)+2H2↑SiO2+2OH-=SiOeq\o\al(2-,3)+H2O10.含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料,含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導(dǎo)纖維,C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。(1)易與C發(fā)生化學反應(yīng)的酸是________,反應(yīng)的化學方程式是________________________________________________________________________。(2)將C與純堿混合高溫熔融時也發(fā)生化學反應(yīng)生成D,同時還生成B的最高價氧化物E;將全部的E與全部的D在足量的水中混合后,又發(fā)生化學反應(yīng)生成含A的化合物F。寫誕生成D和F的化學反應(yīng)方程式:___________________________________________________________________________________________________________________________。(3)100gC與石灰石的混合物充分反應(yīng)后,生成的氣體在標準狀況下的體積為11.2L,100g混合物中石灰石的質(zhì)量分數(shù)是________。解析:(1)C為SiO2,能與SiO2反應(yīng)的酸只有氫氟酸。(2)SiO2與Na2CO3高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2,生成的Na2SiO3溶于水又和生成的CO2完全反應(yīng)產(chǎn)生Na2CO3和H2SiO3。(3)若SiO2恰好(或過量)與CaCO3反應(yīng)的方程式只有一個,即CaCO3+SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())CaSiO3+CO2↑。若CaCO3過量,除發(fā)生上述反應(yīng)外,還會發(fā)生反應(yīng):CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())CaO+CO2↑??傊?,CaCO3的多少確定了CO2的產(chǎn)量,可通過以下關(guān)系式列式求解:CaCO3~CO2100g22.4Lm(CaCO3)11.2Lm(CaCO3)=50g?;旌衔镏蠧aCO3的質(zhì)量分數(shù):eq\f(50g,100g)×100%=50%。答案:(1)氫氟酸(HF)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(2)SiO2+Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Na2SiO3+CO2↑,Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓(3)50%1.下列物質(zhì)中,不含有硅酸鹽的是()A.水玻璃 B.硅芯片C.黏土 D.一般水泥解析:選B水玻璃中含有硅酸鈉,一般水泥中含有硅酸鈣、鋁酸鈣,黏土含有困難的硅酸鹽,硅芯片中含的是硅單質(zhì)。2.下列關(guān)于硅的說法不正確的是()A.硅是非金屬元素,但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體B.硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料C.硅的化學性質(zhì)不活潑,常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng)D.當加熱到肯定溫度時,硅能與氧氣、氫氣等非金屬反應(yīng)解析:選C硅既有非金屬性,又有金屬性,其單質(zhì)具有金屬光澤,具有導(dǎo)電性,是一種半導(dǎo)體材料。常溫下,硅可與氟氣、氫氟酸、強堿溶液反應(yīng),加熱和高溫條件下,硅能與氧氣、氫氣起反應(yīng)。3.下列說法中正確的是()A.由Na2CO3+SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Na2SiO3+CO2↑可知,酸性H2SiO3>H2CO3B.氫氟酸須要密封存放在橡膠塞的玻璃試劑瓶中C.向硅酸鈉溶液中加入鹽酸產(chǎn)生白色沉淀,過量時沉淀溶解D.瓷坩堝、氧化鋁坩堝均不行作為溶化NaOH固體的儀器解析:選DA項,強酸制弱酸都是在溶液中進行的,而SiO2與Na2CO3是在高溫下的反應(yīng),與最高價含氧酸的酸性無關(guān),錯誤;B項,氫氟酸與玻璃中的成分反應(yīng),氫氟酸須要密封存放在橡膠塞的塑料試劑瓶中,錯誤;C項,向硅酸鈉溶液中加入鹽酸產(chǎn)生白色沉淀硅酸,硅酸與鹽酸不反應(yīng),鹽酸過量時沉淀不溶解,錯誤;D項,瓷坩堝、氧化鋁坩堝都和NaOH反應(yīng),均不行作為溶化NaOH固體的儀器,正確。4.國際上已禁止民用產(chǎn)品運用石棉制品,避開吸入石棉纖維而誘發(fā)肺病。某石棉(硅酸鹽)的化學式可表示為Ca2MgxSiyO22(OH)2,式中的x、y的值分別為()A.8,3 B.5,8C.3,8 D.8,5解析:選B依據(jù)化合物中各元素的正、負化合價代數(shù)和為零可得2×2+2x+4y-2×22-1×2=0。則x+2y=21,只有B項符合。5.有科學家提出硅是“21世紀的能源”、“將來的石油”等觀點。假如硅作為一種普遍運用的新型能源被開發(fā)利用,關(guān)于其有利因素的下列說法中,你認為不正確的是()A.硅便于運輸、貯存,從平安角度考慮,硅是最佳的燃料B.自然界中存在大量單質(zhì)硅C.硅燃燒放出的熱量大,且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境污染程度低,簡潔有效限制D.自然界硅的貯量豐富解析:選B自然界硅的貯量豐富,大多數(shù)是以SiO2和硅酸鹽的形式存在,無單質(zhì)硅存在;硅單質(zhì)是固體,化學性質(zhì)不活潑,所以硅便于運輸、貯存,其燃燒產(chǎn)物SiO2對環(huán)境污染程度低,簡潔有效限制,故A、C、D項正確,B項錯。6.下列有關(guān)說法中錯誤的是()A.氫氟酸不能盛放在玻璃試劑瓶中B.玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸鹽C.灼燒NaOH固體時不能運用瓷坩堝,因為坩堝中的SiO2能與NaOH反應(yīng)D.由沙子制備光伏材料時的反應(yīng)之一為SiO2+2Ceq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Si+2CO↑解析:選BA項,氫氟酸能腐蝕玻璃,所以氫氟酸不能盛放在玻璃試劑瓶中,正確;B項,水晶的主要成分是SiO2,不是硅酸鹽,錯誤;C項,瓷坩堝是硅酸鹽產(chǎn)品,坩堝中的SiO2能與NaOH反應(yīng),正確;D項,沙子的主要成分是SiO2,光伏材料的成分是晶體硅,由沙子制備光伏材料時的反應(yīng)之一為SiO2+2Ceq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Si+2CO↑,正確。7.月球的礦產(chǎn)資源極為豐富,僅月面表層5cm厚的沙土就含鐵單質(zhì)有上億噸,月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石[(Mg或Fe)2SiO4]等,下列說法或分析不正確的是()A.輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B.橄欖石中鐵為+2價C.月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因為月球的表面幾乎沒有氧氣D.斜長石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·3SiO2解析:選DA項,依據(jù)輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石[(Mg或Fe)2SiO4]的元素組成可知,它們均屬于硅酸鹽礦,正確;B項,橄欖石[(Mg或Fe)2SiO4]中依據(jù)化合價的代數(shù)和等于0可得+4+2x=8,解得x=2,正確;C項,鐵屬于活潑金屬,由于月球表面沒有氧氣,所以月球上有游離態(tài)的鐵,正確;D項,斜長石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·6SiO2,錯誤。8.鋁硅合金具有熔點低、凝固時收縮率小等優(yōu)點,適合鑄造?,F(xiàn)取試樣10.0mg,放在純凈氧氣中完全燃燒,燃燒后的固體經(jīng)稱量發(fā)覺比原來試樣增重9.23mg,由此計算硅鋁合金中硅的質(zhì)量分數(shù)為()A.12.3% B.15.4%C.13.4% D.17.0%解析:選C鋁、硅燃燒反應(yīng)的化學方程式分別為4Al+3O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2Al2O3,Si+O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SiO2。固體增重質(zhì)量就是參與反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量。設(shè)Si的質(zhì)量為xg,則Al的質(zhì)量為(10-x)g,依據(jù)化學反應(yīng),鋁消耗的氧氣的質(zhì)量為96(10-x)÷108,硅消耗的氧氣的質(zhì)量為32x÷28,96(10-x)÷108+32x÷28=9.23g,解得x=1.34g,硅鋁合金中硅的質(zhì)量分數(shù)為1.34g÷10.0g×100%=13.4%。9.某學習愛好小組想利用高嶺土(其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O)制備新型的凈水劑。試驗流程如下:其中濾液C就是欲制備的凈水劑。試回答下列問題:(1)寫出混合物A、B,濾液C、D主要成分的化學式:A:________;B:________;C:________;D:________。(2)寫出高嶺土與純堿加熱熔融的兩個化學方程式:____________________________________________________________________________________________________;________________________________________________________________________。(3)該試驗中,熔融高嶺土、純堿的混合物可以選用的坩堝有__________。A.玻璃坩堝 B.瓷坩堝C.氧化鋁坩堝 D.鐵坩堝解析:高嶺土中的SiO2、Al2O3均與純堿反應(yīng),分別生成Na2SiO3、NaAlO2,即為混合物A的主要成分,加入鹽酸后,兩者均可與之反應(yīng),故B的主要成分為AlCl3、NaCl和H2SiO3,則濾液C為AlCl3、NaCl的混合液,D為H2SiO3。答案:(1)NaAlO2、Na2SiO3AlCl3、NaCl、H2SiO3AlCl3、NaClH2SiO3(2)Al2O3+Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))2NaAlO2+CO2↑SiO2+Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3+CO2↑(3)D10.晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備純硅的主要步驟如下:①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅;②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiH
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