高一化學(xué)新人教版同步精講必修2第09講硅的化合物新型無機(jī)非金屬材料

第09講硅的化合物新型無機(jī)非金屬材料模塊一二氧化硅硅酸資料卡片——SiO2的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)如圖所示，二氧化硅晶體如圖所示，二氧化硅晶體是由Si原子和O原子按1:2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，所以我們通常用SiO2來表示二氧化硅的組成。SiO2是不溶于水的固體，熔、沸點(diǎn)高，硬度大。二、SiO2的化學(xué)性質(zhì)1．二氧化硅雖然不溶于水，但它是一種酸性氧化物（1）與NaOH反應(yīng)：_______________________________________；（2）與CaO反應(yīng)：SiO2+CaOeq\o(=,\s\up7(△))CaSiO32．二氧化硅的特性與HF反應(yīng)：_______________________________________________；3．二氧化硅可與某些鹽反應(yīng)制備玻璃SiO2+Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3+CO2↑【答案】（1）SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（2）SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O三、SiO2的用途1．用于生產(chǎn)____________；2．水晶、瑪瑙等飾品；3．制作耐高溫的化學(xué)儀器?！敬鸢浮抗鈱?dǎo)纖維四、硅酸1．H2SiO3的弱酸性：硅酸是難溶于水的弱酸，其酸性比碳酸弱。2．H2SiO3的不穩(wěn)定性：硅酸受熱易分解，H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))SiO2+H2O。3．硅酸的制備（強(qiáng)酸制弱酸）：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(膠體)Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3(膠體)+Na2CO3模塊二新型無機(jī)非金屬材料一、新型陶瓷 新型陶瓷包括高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷、透亮陶瓷和超導(dǎo)陶瓷等，在組成上不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面具有很多新的特性和功能。 例如，碳化硅（SiC）俗稱金剛砂，其中的碳原子和硅原子通過共價(jià)鍵連接，具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，硬度很大，可用作砂紙和砂輪的磨料。碳化硅還具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能，運(yùn)用溫度可達(dá)1600℃，大大超過了一般金屬材料所能承受的溫度，可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料、耐高溫半導(dǎo)體材料等。資料卡片——新型陶瓷①高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：一般用碳化硅、氮化硅或某些金屬氧化物等在高溫下燒結(jié)而成，具有耐高溫、抗氧化、耐磨蝕等優(yōu)良性能。與金屬材料相比，更能適應(yīng)嚴(yán)酷的環(huán)境，可用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和高溫電極材料等。②壓電陶瓷：主要有鈦酸鹽和鋯酸鹽等，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)化，可用于濾波器、揚(yáng)聲器、超聲波探傷器和點(diǎn)火器等。③透亮陶瓷：主要有氧化鋁、氧化釔等氧化物透亮陶瓷和氮化鋁、氟化鈣等非氧化物透亮陶瓷，具有優(yōu)異的光學(xué)性能，耐高溫，絕緣性好，可用于高壓鈉燈、激光器和高溫探測(cè)窗等。④超導(dǎo)陶瓷：在某一臨界溫度下電阻為零，具有超導(dǎo)性，用于電力、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域。二、碳納米材料碳納米材料是近年來人們特別關(guān)注的一類新型無機(jī)非金屬材料，主要包括富勒烯、碳納米管、石墨烯等，在能源、信息、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣袤的應(yīng)用前景。富勒烯碳納米管石墨烯由碳原子構(gòu)成的一系列籠形分子的總稱，其中的C60是富勒烯的代表物。C60的發(fā)覺為納米科學(xué)供應(yīng)了重要的探討對(duì)象，開啟了碳納米材料探討和應(yīng)用的新時(shí)代。由石墨片層卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑。比表面積大，有相當(dāng)高的強(qiáng)度和優(yōu)良的電學(xué)性能，可用于生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等。只有一個(gè)碳原子直徑厚度的單層石墨，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其電阻率低、熱導(dǎo)率高，具有很高的強(qiáng)度。其在光電器件、超級(jí)電容器、電池和復(fù)合材料等方面的應(yīng)用探討正在不斷深化。題型一：SiO2的性質(zhì)與用途【變1-1】下列關(guān)于的敘述正確的是①能與水反應(yīng)生成硅酸②對(duì)應(yīng)的水化物是可溶性弱酸③硅原子和碳原子的最外層電子數(shù)相同，和的分子結(jié)構(gòu)也相同④既能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)又能與氫氟酸反應(yīng)，故是兩性氧化物⑤中硅元素為價(jià)，故具有氧化性⑥在中，每個(gè)硅原子結(jié)合2個(gè)氧原子A．①③⑤ B．①②④⑥ C．③ D．⑤【答案】D【詳解】①不與水反應(yīng)；②對(duì)應(yīng)的水化物(弱酸)不溶于水；③晶體中不存在單個(gè)的分子，且每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子結(jié)合，而二氧化碳分子中1個(gè)碳原子與1個(gè)氧原子形成兩條共價(jià)鍵，結(jié)構(gòu)式為O=C=O，所以二者的分子結(jié)構(gòu)不同；④二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水，沒有鹽生成，與堿反應(yīng)生成鹽和水，所以二氧化硅屬于酸性氧化物，不屬于兩性氧化物；⑤具有弱氧化性，如高溫條件下被碳還原制取粗硅：；⑥晶體中不存在單個(gè)的分子，且每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子結(jié)合；結(jié)合以上分析可知，不正確的有①②③④⑥，只有⑤正確；故選D?！咀?】我國科學(xué)家勝利研制了超分子納米管，下列敘述不正確的是（

）A．該超分子性質(zhì)穩(wěn)定，不與任何酸發(fā)生反應(yīng)B．是酸性氧化物C．在工業(yè)上可用于制造光導(dǎo)纖維D．與堿的反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)【答案】A【詳解】A．二氧化硅能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．能與堿反應(yīng)生成鹽和水，屬于酸性氧化物，B正確；C．制成的纖維能夠傳導(dǎo)光波和各種光信號(hào)，在工業(yè)上可用于制造光導(dǎo)纖維，C正確；D．與堿反應(yīng)生成鹽和水，是非氧化還原反應(yīng)，D正確；故選A?！纠?】500多年前，一艘載著自然蘇打晶體(Na2CO3·10H2O)的商船在航行中擱淺，船員們便在旁邊的沙灘上用幾塊蘇打晶體支鍋煮飯。之后他們驚異地發(fā)覺，在蘇打與沙粒接觸的地方出現(xiàn)了很多晶瑩發(fā)亮的珠子?；卮鹣铝袉栴}:（1）沙灘上沙粒的主要成分為_______(填化學(xué)式)。（2）上述晶瑩發(fā)亮的珠子可能是______(填字母)。A．水晶顆粒

B．無水碳酸鈉

C．晶體硅

D．玻璃珠（3）生成該珠子時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。（4）氫氟酸常用作玻璃的蝕刻劑，緣由是______________(用化學(xué)方程式表示)?！敬鸢浮?/p>

SiO2

D

SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O【解析】【詳解】（1）沙灘上沙粒的主要成分為二氧化硅，化學(xué)式為SiO2。（2）高溫下二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳，硅酸鈉與二氧化硅均是玻璃的主要成分，所以上述晶瑩發(fā)亮的珠子可能是玻璃珠，答案選D。（3）依據(jù)以上分析可知生成該珠子時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑。（4）氫氟酸能與二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅和水，因此氫氟酸常用作玻璃的蝕刻劑，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。題型二：硅酸【例4】為確認(rèn)、、的酸性強(qiáng)弱，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下圖所示的試驗(yàn)裝置，一次試驗(yàn)即可達(dá)到目的（不必選其他酸性物質(zhì)）請(qǐng)據(jù)此回答：（1）錐形瓶中裝某可溶性正鹽溶液，分液漏斗所盛試劑應(yīng)為________。（2）裝置B所盛的試劑是_____________，其作用是__________________。（3）裝置C所盛試劑是________________，C中反應(yīng)的離子方程式是____________。（4）由此得到的結(jié)論是酸性：________＞________＞________?！敬鸢浮?/p>

鹽酸

飽和溶液

汲取氣體

溶液

↓（或）

【解析】【分析】要確認(rèn)、、的酸性強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)的試驗(yàn)流程為HCl→H2CO3→H2SiO3，所以A中反應(yīng)為2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑，C中反應(yīng)為Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3。由于鹽酸易揮發(fā)，會(huì)干擾CO2與Na2SiO3溶液的反應(yīng)，所以在反應(yīng)前，應(yīng)除去CO2中混有的HCl氣體。（1）錐形瓶中裝某可溶性正鹽溶液，分液漏斗所盛試劑應(yīng)為酸。（2）裝置B所盛的試劑，應(yīng)能除去CO2中混有的HCl氣體。（3）裝置C中發(fā)生反應(yīng)Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3。（4）由此可得出酸性的強(qiáng)弱關(guān)系?！驹斀狻恳_認(rèn)、、的酸性強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)的試驗(yàn)流程為HCl→H2CO3→H2SiO3，由于鹽酸易揮發(fā)，會(huì)干擾CO2與Na2SiO3溶液的反應(yīng)，所以在CO2通入硅酸鈉溶液前，應(yīng)除去CO2中混有的HCl氣體。（1）錐形瓶中裝某可溶性正鹽(通常為Na2CO3)溶液，分液漏斗所盛試劑應(yīng)為鹽酸。答案為：鹽酸；（2）裝置B所盛的試劑為飽和NaHCO3溶液，其作用是除去CO2中混有的HCl氣體。答案為：飽和溶液；汲取氣體；（3）裝置C中發(fā)生反應(yīng)Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3。裝置C所盛試劑是溶液，C中反應(yīng)的離子方程式是SiO32-+CO2+H2O==H2SiO3↓+CO32-或SiO32-+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2HCO3-。（4）由此得到的結(jié)論是酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3。答案為：HCl；H2CO3；H2SiO3?！军c(diǎn)睛】硅酸溶膠的制備：向盛有適量1mol/L稀鹽酸的試管里，逐滴加入適量的飽和硅酸鈉溶液，用力振蕩，即得到無色透亮的硅酸溶膠。硅酸凝膠的制備：向盛有少量飽和硅酸鈉溶液的試管里，逐滴加入幾滴濃鹽酸，振蕩、靜置，即得到無色透亮果凍狀的硅酸凝膠。題型三：新型無機(jī)非金屬材料【例5】碳納米材料是近年來人們特別關(guān)注的一類新型無機(jī)非金屬材料，下列關(guān)于碳納米材料的說法中不正確的是A．C60是富勒烯的代表物，C60的摩爾質(zhì)量為720g/molB．碳納米管可用于生產(chǎn)電池和傳感器C．石墨烯與石墨都具有導(dǎo)電性D．石墨烯的性質(zhì)穩(wěn)定，在氧氣中不能燃燒【答案】D【解析】【詳解】A．碳的原子量為12，C60的式量為720，C60的摩爾質(zhì)量為720g/mol，故A正確；B．碳納米管是新型無機(jī)非金屬材料，可做鋰離子電池的負(fù)極材料，可用于生產(chǎn)電池和傳感器，故B正確；C．石墨烯具有超導(dǎo)特性，石墨具有良好的導(dǎo)電性，因此石墨烯與石墨都具有導(dǎo)電性，故C正確；D．石墨烯是由碳元素組成的單質(zhì)，它在氧氣中可以燃燒，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選D?！咀?-1】石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅(jiān)硬的納米材料，它是一種透亮、良好的導(dǎo)體；石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)（如圖所示）的一種碳單質(zhì)新材料，它是構(gòu)建富勒烯、碳納米管的基本單元。利用石墨烯可制造晶體管、太陽能電池板等。下列有關(guān)石墨烯的說法不正確的是（）A．石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能B．石墨烯是一種新型的無機(jī)非金屬材料C．石墨烯與富勒烯的結(jié)構(gòu)相同D．石墨烯、富勒烯、碳納米管都是由碳元素組成的【答案】C【解析】【詳解】A．石墨烯具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，故A不符合題意；B．石墨烯是新型的無機(jī)非金屬材料，故B不符合題意；C．石墨烯為單層結(jié)構(gòu)，而富勒烯為球環(huán)狀結(jié)構(gòu)，故C符合題意；D．石墨烯、富勒烯、碳納米管都是碳元素的單質(zhì)，互為同素異形體，故D不符合題意；故選C?！咀?】氮化硅是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，它的熔點(diǎn)高，硬度大，電絕緣性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但生產(chǎn)成本較高。(1)依據(jù)以上描述，推想氮化硅可能有哪些用途：___________(填字母)。a.制作坩堝

b.用作建筑陶瓷

c.制作耐高溫軸承

d.制作切削刀具(2)請(qǐng)寫出氮和硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖______，并依據(jù)元素周期律的學(xué)問，寫出氮化硅的化學(xué)式______。(3)氮化硅在19世紀(jì)已經(jīng)被化學(xué)家合成出來，但直到100多年后才漸漸應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。材料的基礎(chǔ)探討和實(shí)際應(yīng)用之間存在著肯定距離，你認(rèn)為二者之間的關(guān)系是怎樣的_______？請(qǐng)查閱相關(guān)資料，與同學(xué)溝通你的觀點(diǎn)?！敬鸢浮?1)a、c、d(2)

Si3N4(3)材料的基礎(chǔ)探討為實(shí)際應(yīng)用供應(yīng)了基礎(chǔ)，而實(shí)際應(yīng)用則是材料的基礎(chǔ)探討的最終歸宿【解析】(1)氮化硅硬度大、熔點(diǎn)高可以用來制作坩堝，熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定可制作耐高溫軸承，制作切削刀具，故答案為：a、c、d(2)依據(jù)原子序數(shù)分別為7和14，電子層分別為2和3，最外層電子分別為5和4，得出原子結(jié)構(gòu)示意圖，；氮最外層有5個(gè)電子，硅最外層有4個(gè)電子，氮非金屬性強(qiáng)于硅，而顯-3價(jià)，硅顯+4價(jià)，所以氮化硅的化學(xué)式為Si3N4；故答案為：，Si3N4；(3)氮化硅在19世紀(jì)已經(jīng)被化學(xué)家合成出來，但直到100多年后才漸漸應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，材料的基礎(chǔ)探討為實(shí)際應(yīng)用供應(yīng)了基礎(chǔ)，而實(shí)際應(yīng)用則是材料的基礎(chǔ)探討的最終的目的；故答案為：材料的基礎(chǔ)探討為實(shí)際應(yīng)用供應(yīng)了基礎(chǔ)，而實(shí)際應(yīng)用則是材料的基礎(chǔ)探討的最終歸宿。題型四：硅及其化合物【例7】已知A、B、C、D、E、F、G、H可以發(fā)生如圖所示轉(zhuǎn)化，反應(yīng)中部分生成物已略去。其中，A、G為非金屬單質(zhì)，且常濕下呈固態(tài)，形成G單質(zhì)的元素在地殼中含量居其次位，B、C、H在通常狀況下為氣體，化合物C是一種能形成酸雨的大氣污染物。請(qǐng)回答下列問題：(1)寫出E的兩種用途：______、______。(2)反應(yīng)②的離子方程式為______。(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式是______。(4)反應(yīng)④的離子方程式是______。(5)寫出一個(gè)由A生成H的置換反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。【答案】

制光導(dǎo)纖維

作建筑材料

SiO2+2OH-=SiO+H2O

C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O

SiO+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO

C+H2O(g)CO+H2【解析】【分析】由“形成G單質(zhì)的元素在地殼中含量居其次位”可知，G為Si，依據(jù)非金屬單質(zhì)A與E在高溫下反應(yīng)生成G和氣體H，且E能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，推知A為碳單質(zhì)、E為SiO2，H為CO。則B為CO2、C為SO2、F為Na2SiO3、D為H2SiO3?！驹斀狻?1)E為SiO2，在生活中可用作光導(dǎo)纖維和建筑材料；(2)SiO2可以與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O，反應(yīng)的離子方程式為SiO2+2OH-=SiO+H2O；(3)濃硫酸具有氧化性，可以與C在加熱的條件下反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O；(4)向硅酸鈉溶液中通入二氧化碳，硅酸鈉與水和二氧化碳反應(yīng)生成硅酸沉淀，反應(yīng)的離子方程式為SiO+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO；(5)C和水蒸氣反應(yīng)生成CO和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+H2O(g)CO+H2。【題1】宋代五大名窯分別為鈞窯、汝窯、官窯、定窯、哥窯。其中鈞窯以“人窯一色，出窯萬彩”的奇妙窯變著稱。下列關(guān)于陶瓷的說法不正確的是A．窯變是高溫下釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致的顏色改變B．氧化鋁陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料C．高品質(zhì)的瓷器晶瑩剔透，屬于純凈物D．陶瓷屬于硅酸鹽制品，耐酸堿腐蝕，但是不能用來盛裝氫氟酸【答案】C【解析】【詳解】A．不同的金屬氧化物可能顏色不同，在高溫下，釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致了顏色改變，故A正確；B．氧化鋁陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，具有耐高溫的特點(diǎn)，故B正確；C．瓷器主要是由黏土燒結(jié)而成，瓷器中含有多種硅酸鹽和二氧化硅，屬于混合物，故C錯(cuò)誤；D．陶瓷的主要成分為硅酸鹽和二氧化硅，氫氟酸能夠與二氧化硅反應(yīng)，所以不能用陶瓷來盛裝氫氟酸，故D正確；故選C?！绢}2】下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述正確的是A．兩者都是酸性氧化物，故均不與酸反應(yīng)B．兩者都可以與NaOH溶液反應(yīng)C．兩者熔、沸點(diǎn)均較低D．兩者都能與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸且碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸【答案】B【解析】【詳解】A．SiO2能與氫氟酸反應(yīng)生成四氯化硅和水，故A錯(cuò)誤；B．SiO2和CO2都是酸性氧化物，都能與NaOH溶液反應(yīng)，故B正確；C．CO2熔、沸點(diǎn)較低，SiO2熔、沸點(diǎn)較高，故C錯(cuò)誤；D．二氧化硅不溶于水，不能與水反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；故答案為B?！绢}3】現(xiàn)有下列5個(gè)轉(zhuǎn)化，其中不行能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是①SiO2→Na2SiO3

②Si→SiO2

③SiO2→H2SiO3

④CuO→Cu(OH)2

⑤Na2O2→NaOHA．①② B．③④ C．②③④ D．②③④⑤【答案】B【解析】【詳解】①SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)可生成Na2SiO3；②Si與氧氣反應(yīng)能生成SiO2；③SiO2先與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O，Na2SiO3再與酸反應(yīng)可生成H2SiO3；④CuO先與酸反應(yīng)可得到銅鹽，銅鹽再與堿溶液反應(yīng)可生成Cu(OH)2；⑤Na2O2與水反應(yīng)可生成NaOH；綜上所述，③④不能一步反應(yīng)，答案選B?！绢}6】A、B、C、D四種易溶于水的化合物只由表中的八種離子組成，且四種化合物中陰、陽離子各不相同。陰離子Cl－、SiO32-、OH－、NO3-陽離子H＋、Ag＋、Na＋、K＋已知：A溶液呈強(qiáng)酸性，且A溶液與B、C溶液混合均產(chǎn)生白色沉淀，B的焰色反應(yīng)呈黃色?；卮鹣铝袉栴}：（1）寫出A、B、C、D的化學(xué)式：A______，B_____，C____，D____。（2）寫出A溶液與B溶液反應(yīng)的離子方程式：__________。（3）請(qǐng)選出適合存放A、C、D溶液的試劑瓶的序號(hào)：溶液ACD試劑瓶序號(hào)_________【答案】

HCl

Na2SiO3

AgNO3

KOH

SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓

①

③

②【解析】【分析】A、B、C、D四種易溶于水的化合物只由表中的八種離子組成，且四種化合物中陰、陽離子各不相同，A溶液呈強(qiáng)酸性，則A為鹽酸或硝酸，B的焰色反應(yīng)呈黃色，則B中含有Na元素，A能和B反應(yīng)生成白色沉淀，則B為Na2SiO3；鹽酸能和AgNO3反應(yīng)生成白色沉淀，所以C為AgNO3，則A為HCl，依據(jù)四種化合物中陰陽離子各不相同，則D為KOH?！驹斀狻?1)依據(jù)以上分析知，四種物質(zhì)化學(xué)式分別為HCl、Na2SiO3、C為AgNO3、D為KOH；(2)A是HCl、B是硅酸鈉，二者反應(yīng)生成硅酸沉淀和氯化鈉，離子方程式為SiO32-+2H+=H2SiO3↓；(3)A是HCl、C為AgNO3、D為KOH，KOH能和二氧化硅反應(yīng)生成粘性物質(zhì)硅酸鈉，不能用含有玻璃塞的試劑瓶盛放；硝酸銀見光易分解，應(yīng)當(dāng)放置在棕色試劑瓶中；鹽酸不分解，且和玻璃中成分不反應(yīng)，所以放置在一般試劑瓶中即可，所以A、C、D選取試劑瓶序號(hào)為①③②?！军c(diǎn)睛】含有鈉元素的物質(zhì)焰色反應(yīng)為黃色，含有鉀元素的物質(zhì)焰色反應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃為紫色，鈣元素的焰色反應(yīng)為磚紅色；玻璃中含有二氧化硅，能與堿性溶液發(fā)生反應(yīng)，所以堿性溶液的試劑瓶不用玻璃塞?！绢}7】高純二氧化硅可用來制造光纖。某蛇紋石的成分見下表：組分SiO2MgONa2OK2OFe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%59.2038.800.250.500.8通過下圖流程可由蛇紋石制備較純凈的二氧化硅。（1）蛇紋石中涉及的可溶性金屬氧化物有____________（寫化學(xué)式）。（2）步驟①中涉及SiO2反應(yīng)的離子方程式為________________。（3）濾渣A的成分有______________________（填化學(xué)式）。（4）步驟②中洗滌沉淀的方法是_____________________。（5）步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________；試驗(yàn)室進(jìn)行步驟③須要用到的儀器有坩堝、泥三角、酒精燈、玻璃棒、和________________?！敬鸢浮?/p>

Na2O、K2O

SiO2+2OH-=SiO32-+H2O

MgO和Fe2O3

向漏斗中注入蒸餾水至浸沒沉淀，讓水自然流下，重復(fù)操作2至3次

H2SiO3SiO2+H2O

坩堝鉗、三腳架【解析】【分析】蛇紋石(含SiO2、MgO、Na2O、K2O、Fe2O3)加入足量氫氧化鈉進(jìn)行堿浸溶解，SiO2可與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉，Na2O、K2O可與氫氧化鈉溶液中的水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氧化鉀；MgO、Fe2O3不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，也不溶于水，則濾渣A為MgO、Fe2O3，濾液A主要含有K+、Na+、OH-、SiO32-，加入過量鹽酸中和濾液A中的堿，同時(shí)SiO32-在酸性條件下轉(zhuǎn)化為H2SiO3沉淀，經(jīng)過濾、洗滌，得到濾渣B為H2SiO3，對(duì)其煅燒分解生成SiO2，據(jù)此分析解答。【詳解】(1)依據(jù)分析，蛇紋石中含有的可溶性金屬氧化物有Na2O和K2O，它們能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氧化鉀；(2)二氧化硅屬于酸性氧化物，可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；(3)氧化鈉與氧化鉀屬于可溶性氧化物，氧化鋁屬于兩性氧化物，二氧化硅屬于酸性氧化物，上述四種物質(zhì)都能溶解在氫氧化鈉溶液中，氧化鎂和氧化鐵屬于堿性氧化物且難溶于水，因此，濾渣A的成分有MgO和Fe2O3；(4)步驟②生成沉淀的成分是硅酸，洗滌過濾出的沉淀的方法是：向過濾器中注入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出后，重復(fù)上述操作兩到三次；(5)步驟③用灼燒的方法使硅酸分解生成二氧化硅，化學(xué)方程式為：H2SiO3SiO2+H2O，試驗(yàn)室灼燒固體時(shí)須要用到的儀器有坩堝、泥三角、酒精燈、玻璃棒、坩堝鉗和三腳架?！绢}8】依據(jù)下列各小題試驗(yàn)?zāi)康模瓿商羁铡?a、b為彈簧夾，加熱及固定裝置略去)(1)驗(yàn)證碳、硅非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱。(已知酸性：亞硫酸＞碳酸)①連接儀器、檢驗(yàn)裝置氣密性、加藥品后，打開a，關(guān)閉b，然后滴入濃硫酸，加熱。②裝置A中試劑是___。③能說明碳的非金屬性比硅強(qiáng)的試驗(yàn)現(xiàn)象是___。(2)驗(yàn)證SO2的氧化性、還原性和酸性氧化物的通性。①在(1)①操作后，打開b，關(guān)閉a。②通入SO2的BaCl2溶液中無明顯現(xiàn)象，若將其取出于試管中，然后向其中滴加氯水則出現(xiàn)沉淀，該沉淀的化學(xué)式為___。③一段時(shí)間后，試驗(yàn)裝置中H2S溶液中的現(xiàn)象是___，化學(xué)方程式是___?！敬鸢浮?1)

品紅溶液[或(酸性)KMnO4溶液]

試管A中溶液不褪色，盛裝硅酸鈉溶液的試管有白色沉淀(渾濁)(2)

BaSO4

出現(xiàn)(淡)黃色沉淀(渾濁)

2H2S+SO2=3S↓+2H2O【解析】【分析】(1)驗(yàn)證碳、硅非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱試驗(yàn)，溶液汲取后生成，試管A中的試劑須要檢驗(yàn)是否被溶液汲取完全，因?yàn)橐矔?huì)使溶液生成白色沉淀，干擾C與非金屬性強(qiáng)弱的推斷，所以用品紅溶液或(酸性)溶液是否褪色來檢驗(yàn)是否除凈。若試管A中溶液不褪色，且硅酸鈉溶液中生成白色沉淀(渾濁)，則證明的酸性強(qiáng)于，說明碳的非金屬性比硅強(qiáng)，據(jù)此分析解答。(2)通入溶液中無沉淀，是因?yàn)樵谒嵝詶l件下無法存在，滴加氯水后，被氧化成，遇到生成白色沉淀。滴加溶液，和發(fā)生歸中反應(yīng)生成S單質(zhì)沉淀，二氧化硫中硫元素化合價(jià)降低、體現(xiàn)了的氧化性，據(jù)此分析解答。(1)②據(jù)分析，裝置A的作用為檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w中的是否除凈。則A中試劑是品紅溶液[或(酸性)KMnO4溶液]。③無存在時(shí)，硅酸鈉溶液中發(fā)生反應(yīng)：或，則能說明碳的非金屬性比硅強(qiáng)的試驗(yàn)現(xiàn)象是：試管A中溶液不褪色，盛裝硅酸鈉溶液的試管有白色沉淀(渾濁)。(2)②據(jù)分析，通入SO2的BaCl2溶液中無明顯現(xiàn)象，若將其取出于試管中，然后向其中滴加氯水，則發(fā)生、，則出現(xiàn)沉淀，該沉淀的化學(xué)式為BaSO4。③一段時(shí)間后，試驗(yàn)裝置中H2S溶液中的現(xiàn)象是出現(xiàn)(淡)黃色沉淀(渾濁)，化學(xué)方程式是2H2S+SO2=3S↓+2H2O?！揪?】碳納米管是由碳原子組成的六角形蜂巢狀平面薄膜卷曲而成，具有很多異樣的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。下列關(guān)于碳納米管的說法不正確的是A．碳納米管屬于一種有機(jī)合成纖維B．碳納米管與金剛石互為同素異形體C．常溫下，碳納米管具有較好的穩(wěn)定性D．碳納米管比表面積大，可用作新型儲(chǔ)氫材料【答案】A【解析】【詳解】A、碳納米管由碳單質(zhì)組成，不屬于有機(jī)合成纖維，A錯(cuò)誤；B、碳納米管與金剛石都由碳元素組成，但結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不同，互為同素異形體，B正確；C、碳單質(zhì)性質(zhì)穩(wěn)定，所以常溫下，碳納米管具有較好的穩(wěn)定性，C正確；D、碳納米管是由碳原子組成的六角形蜂巢狀平面薄膜卷曲而成，所以比表面積大，可用作新型儲(chǔ)氫材料，D正確。答案選A?！揪?】下列說法不正確的是A．高純硅可用于制作光感電池B．因熔點(diǎn)高硬度大，可用于制光導(dǎo)纖維C．石英砂可用于生產(chǎn)單晶硅D．與反應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用之一是氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記【答案】B【解析】【詳解】A．利用高純硅的半導(dǎo)體性能，可制作光感電池，A項(xiàng)正確；B．可用于制光導(dǎo)纖維是因?yàn)槠渚哂休^強(qiáng)的傳導(dǎo)實(shí)力，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．石英砂的主要成分為，可用焦炭在高溫條件下還原得到粗硅，粗硅經(jīng)提純得到單晶硅，C項(xiàng)正確；D．玻璃器皿的主要成分為，與發(fā)生反應(yīng)，所以氫氟酸能在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記，D項(xiàng)正確；故選B。【練3】碳納米管、石墨烯、C60等新型碳材料具有廣袤的應(yīng)用前景。下列說法正確的是A．碳納米管屬于膠體B．石墨烯屬于有機(jī)化合物C．C60與金剛石互為同素異形體D．均具有相同的熔點(diǎn)【答案】C【解析】【詳解】A.碳納米管是一種一維納米材料，與膠粒直徑吻合，須要分散到分散劑中才能形成膠體，故A錯(cuò)誤；B.石墨烯是由石墨剝離出的單層碳原子結(jié)構(gòu)的單質(zhì)，不屬于有機(jī)化合物，故B錯(cuò)誤；C.富勒烯與金剛石同屬于碳的單質(zhì)，互為同素異形體，故C正確；D.不同的新型碳材料因結(jié)構(gòu)不同應(yīng)具有不同的熔點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。答案：C?！军c(diǎn)睛】依據(jù)物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)確定其性質(zhì)的原則，對(duì)富勒烯、石墨烯、碳納米管等組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行推斷，在依據(jù)物質(zhì)分類、物理性質(zhì)、膠體概念、同素異形體進(jìn)行相關(guān)選項(xiàng)的推斷?！揪?】在肯定條件下，下列物質(zhì)不能與二氧化硅反應(yīng)的是（

）①焦炭

②純堿

③碳酸鈣

④氫氟酸

⑤高氯酸

⑥氫氧化鉀

⑦氧化鈣⑧

氮?dú)釧．③⑤⑦⑧ B．⑤⑦⑧ C．⑤⑧ D．⑤⑦【答案】C【解析】【詳解】①SiO2+2CSi+2CO↑，制備粗硅的反應(yīng)，所以能反應(yīng)，故不選；②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，制備玻璃的兩個(gè)反應(yīng)之一，故不選；③SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，制備玻璃的兩個(gè)反應(yīng)之一，故不選；④SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，氫氟酸是唯一能腐蝕玻璃的酸，故不選；⑤不反應(yīng)，氫氟酸是唯一能腐蝕玻璃的酸，故選；⑥SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O，強(qiáng)堿能腐蝕玻璃，故不選；⑦SiO2+CaOCaSiO

3，故不選；⑧不反應(yīng)，有碳的時(shí)候反應(yīng)3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO，故選；故答案為：C?！军c(diǎn)睛】SiO2在高溫下與碳單質(zhì)反應(yīng)生成硅單質(zhì)和一氧化碳，而非二氧化碳，二氧化硅中硅元素是+4價(jià)，變成了后來的0價(jià)，而碳從0價(jià)就先被氧化成+2價(jià)的，也就是說二氧化硅的氧化實(shí)力比較小，只能把碳氧化成一氧化碳！【練5】下列溶液中①碳酸鈉溶液②氫氟酸③氫氧化鈉溶液④氯化鈉溶液，可以盛放在玻璃試劑瓶中但不能用磨口玻璃塞的是()A．①③ B．②④ C．②③ D．①④【答案】A【解析】【詳解】①碳酸鈉溶液呈堿性，與光滑的玻璃不簡(jiǎn)單反應(yīng)，但與磨口玻璃中袒露的二氧化硅反應(yīng)，生成硅酸鈉，簡(jiǎn)單把磨口玻璃塞和玻璃瓶粘結(jié)在一起而不易打開，故可選；②玻璃中二氧化硅和氫氟酸反應(yīng)，所以氫氟酸不能盛放在玻璃瓶中，故不選；③玻璃中二氧化硅能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉，硅酸鈉屬于礦物膠，簡(jiǎn)單把磨口玻璃塞和玻璃瓶粘結(jié)在一起而不易打開，故可選；④氯化鈉是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，水溶液呈中性，氯化鈉溶液和二氧化硅不反應(yīng)，所以氯化鈉溶液可以盛放在磨口玻璃塞的玻璃瓶中，故不選；故①③可選。故選A?！揪?】下列物品或設(shè)施：①陶瓷餐具②磚瓦③混凝土橋墩④門窗玻璃⑤水晶鏡片⑥石英鐘⑦水晶項(xiàng)鏈⑧硅太陽能電池⑨光導(dǎo)纖維⑩計(jì)算機(jī)芯片(1)運(yùn)用了硅單質(zhì)的是___________(填序號(hào)，下同)。(2)運(yùn)用了二氧化硅的是___________。(3)運(yùn)用了硅酸鹽材料的是___________?！敬鸢浮?1)⑧⑩(2)④⑤⑥⑦⑨(3)①②③④【解析】(1)硅為良好的半導(dǎo)體材料，可用于制太陽能，計(jì)算機(jī)芯片，即⑧硅太陽能電池；⑩計(jì)算機(jī)芯片；故答案為：⑧⑩；(2)所用材料為SiO2或要用到SiO2的是：④門窗玻璃（原料有二氧化硅、成分含有二氧化硅）、⑤水晶鏡片、⑥石英鐘、⑦水晶項(xiàng)鏈、⑨光導(dǎo)纖維；故答案為：④⑤⑥⑦⑨；(3)陶瓷、磚瓦、水泥、玻璃的成分是硅酸鹽：①陶瓷餐具②磚瓦③混凝土橋墩④門窗玻璃；故答案為：①②③④?！揪?】氮化硅陶瓷因其熔點(diǎn)高，對(duì)于金屬及氧化物熔體具有相當(dāng)?shù)母邷胤€(wěn)定性，越來越多被應(yīng)用于熱工各個(gè)領(lǐng)域，如陶瓷燒成棚板、輥棒，以及高溫軸承、渦輪葉片等。(1)下列關(guān)于氮化硅陶瓷的說法正確的是________。A．硅粉合成氮化硅的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)B．氮化硅陶瓷屬于硅酸鹽C．氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料D．太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的主體材料為氮化硅(2)在燒結(jié)氮化硅陶瓷的過程中，二氧化硅、碳、氮?dú)庖晕镔|(zhì)的量之比3:6:2反應(yīng)生成兩種化合物。①該反應(yīng)的化學(xué)