高中化學(xué)41無機非金屬材料的主角-硅期末復(fù)習(xí)學(xué)案新人教版必修

1、第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無機非金屬材料的主角硅【本節(jié)學(xué)習(xí)要點】1了解硅在自然界中的存在，主要物理性質(zhì)、用途2了解二氧化硅的存在，知道石英、水晶、硅石、瑪瑙與SiO2的關(guān)系，了解SiO2的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，掌握SiO2的化學(xué)性質(zhì)。3了解硅酸的性質(zhì)和制備4了解常見硅酸鹽的性質(zhì)和主要用途【重難點講解】重難點一、二氧化硅和硅酸SiO2與CO2的比較物質(zhì)SiO2CO2晶體微粒 Si原子和O原子(不存在SiO2分子)CO2分子物熔點高(1723)低(57)沸點高(2230)低(79)硬度大小溶解性不溶于水常溫微溶于水與水反應(yīng)不反應(yīng)CO2H2O = H2CO3(可逆)化學(xué)性質(zhì)與HF酸反應(yīng)4HFSiO2SiF42

2、H2O不反應(yīng)與NaOH溶液SiO22NaOHNa2SiO3H2OCO2NaOHNaHCO3或CO22NaOHNa2CO3H2O與鹽反應(yīng)SiO2Na2CO3高溫Na2SiO3CO2SiO2CaCO3高溫CaSiO3CO2(制玻璃)CO2Na2SiO3H2OH2SiO3Na2CO3CO2Na2CO3H2O2NaHCO3與堿性氧化物反應(yīng)CaOSiO2高溫CaSiO3CaOCO2CaCO3Na2OCO2Na2CO3與C反應(yīng)SiO22C高溫=Si2COCCO2=2CO相同點都是酸性氧化物、都能與強堿、堿性氧化物反應(yīng)。都有弱氧化性特別提醒(1)SiO2中硅元素為4價，是Si元素的最高價態(tài)，具有較弱的氧化性

3、能與C在高溫下反應(yīng)。(2)SiO2是酸性氧化物與水不反應(yīng)，只能用相應(yīng)的可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制得。(3)實驗室中，盛放Na2SiO3溶液、NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，要用橡膠塞。原因是玻璃中含有SiO2，與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3，Na2SiO3溶液有很強的黏合性，能將玻璃塞和玻璃瓶黏合在一起，久之不能打開。(4)Na2SiO3溶液易與空氣中的CO2反應(yīng)生成H2SiO3，故應(yīng)密封保存。(5)因HF能腐蝕玻璃，所以實驗室不能用玻璃瓶保存氫氟酸，也不能用玻璃塞。氫氟酸可用于雕刻玻璃。重難點、酸鹽和硅單質(zhì)1硅的化學(xué)性質(zhì)與制備(1)硅的化學(xué)性質(zhì)常溫下，除與F2、HF酸、強堿反應(yīng)外，硅不與

4、O2、Cl2、H2SO4、HNO3等其他物質(zhì)反應(yīng)與F2反應(yīng)：Si2F2=SiF4與氫氟酸反應(yīng)：Si4HF=SiF42H2與NaOH溶液反應(yīng)：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2加熱時，Si能與O2、Cl2等反應(yīng)SiO2=高溫SiO2Si2Cl2=高溫,SiCl4(2)硅的制備制取粗硅SiO22C高溫,Si2CO粗硅的提純：SiCl2,SiCl4H2,SiHClSi2Cl2高溫,SiCl4，SiCl42H2高溫,Si4HCl特別提醒C與SiO2反應(yīng)，產(chǎn)物為CO，而不是CO2，粗硅先與Cl2反應(yīng)，生成揮發(fā)性的SiCl4，揮發(fā)出來的SiCl4再與H2反應(yīng)生成Si和HCl。2硅及其化合物的“特性

5、”小結(jié)(1)硅的“特性”非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體(石墨能導(dǎo)電)，硅的晶體是良好的半導(dǎo)體材料。Si的還原性大于C，但C能在高溫下還原出Si：SiO2(石英砂)2C(焦炭)高溫,Si(粗硅)2CO。非金屬單質(zhì)跟堿作用一般無H2放出，但Si能跟強堿溶液作用放出H2：Si2NaOHH2O,Na2SiO32H2。金屬H2金屬氧化物eq o(,sup7(高溫)金屬H2O,單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si4HFSiF42H2。,(2)硅的化合物“特性”,酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能與HF作用。,SiO24HFSiF42H2O,SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接與

6、水作用制備H2SiO3。,無機酸一般易溶于水，但H2SiO3難溶于水。,硅酸鈉水溶液稱泡花堿或水玻璃，但卻是鹽溶液，并不是堿。,H2CO3的酸性強于H2SiO3，所以有Na2SiO3CO2H2OH2SiO3Na2CO3，但高溫下，Na2CO3SiO2高溫,Na2SiO3CO2也能發(fā)生。,3.硅酸鹽的表示方法,方法和步驟,(1)將硅酸鹽中所有元素都寫成氧化物,較活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水,(2)在各氧化物前添上未知數(shù)x、y、z等,(3)依據(jù)原子守恒列出等式，求出x、y、z等,(4)x、y、z的具體數(shù)值寫在氧化物前面,(5)氧化物之間以“”隔開，若系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)。,例如：

7、正長石KAlSi3O8不能寫成eq f(1,2)K2Oeq f(1,2)Al2O33SiO2，應(yīng)寫成K2OAl2O36SiO2。,特別提醒,(1)由于硅酸鹽的組成與結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，為了簡化對硅酸鹽組成的表示方法，采用了氧化物法。實際上硅酸鹽不是以簡單氧化物形式存在的，而是以種種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鹽的形式存在的。,(2)在硅酸鹽氧化物的表示式中，氧化物前面的計量數(shù)只對該氧化物起作用，對其他氧化物不起作用。如2MgOSiO2表示2個MgO和1個SiO2，不能認(rèn)為是2(MgOSiO2)?！镜淅v】題型1硅及其化合物的應(yīng)用【例1】下列表述正確的是()人造剛玉熔點很高，可用作高級耐火材料，主要成分是二氧化硅化學(xué)家

8、采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進行無溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽,提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料,夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護眼睛,太陽能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能A. B. C. D.解析本題主要考查學(xué)生對身邊常見的化學(xué)制品的了解情況。側(cè)重考查學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識解釋和解決身邊化學(xué)問題的能力。人造剛玉主要成分為Al2O3，錯；瑪瑙的主要成分是SiO2；水泥主要成分是硅酸鹽，正確；變色眼鏡鏡片應(yīng)是在普通硼酸鹽玻璃中加入光敏物質(zhì)AgBr等，并加入極少光敏化劑如CuO等制成，故錯。答案D變色眼鏡的玻璃片中含有少量溴化銀和微量的

9、氧化銅(作催化劑)，當(dāng)玻璃受到陽光照射時，發(fā)生2AgBr光,CuO2AgBr2反應(yīng)，而使玻璃由無色變成灰黑色，把玻璃放到暗處，又因發(fā)生2AgBr2CuO,2AgBr反應(yīng)，而使玻璃由灰黑色變成無色。在制造普通玻璃時常加入少量Cu2O可使玻璃顯紅色。題型2硅酸鹽組成表示方法【例2】高嶺土的組成可表示為Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的數(shù)值分別是()A.7、2 B.5、4 C.6、3 D.3、6解析本題涉及兩個未知數(shù)x、y，但由化合價規(guī)則只能列出一個方程，因而要用不定方程的知識求解。,根據(jù)化合價規(guī)則，Al為3價，Si為4價，O為2價，則有2(3)2(4)x(2)y(1)0，化簡得2xy14，將

10、A、B、C、D中的x、y值代入，只有B項符合方程。答案B考查硅酸鹽的表達形式，一般利用化合物中化合價的代數(shù)和等于零的規(guī)則來列方程求解。解此類題時所列方程要正確。,題型3硅及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系,【例3】X、Y、Z、W。,有如下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系：,(1)推斷各、物質(zhì)的名稱：X_，Y_，Z_，W,_。(2)寫出化學(xué)方程式：WX ,(3)寫出離子方程式：YZ ,XY_。解析由X和X。,的轉(zhuǎn)化條件分析，X是硅，X。,是二氧化硅，且這兩種物質(zhì)都能與NaOH溶液反應(yīng)，生成硅酸鈉(Na2SiO3)，SiO2又可以由硅酸加熱分解制得，所以，推斷正確。,答案(1)硅硅酸鈉硅酸二氧化硅,(2)SiO22C高溫,Si

11、2CO,(3)SiOeq oal(2,3)CO2H2OH2SiO3COeq oal(2,3),SiO22OHSiOeq oal(2,3)H2O,。,B0001#。25善于根據(jù)特殊反應(yīng)或特殊反應(yīng)條件或特殊反應(yīng)現(xiàn)象作出假設(shè)，然后以驗證的形式進行判斷，對于解答較隱蔽的推斷題，是一種較好的策略。題型4硅酸鹽【例4】礦泉水一般是由巖石風(fēng)化后被地下水溶解其中的一部分生成的。此處所指的風(fēng)化作用是指礦物與水和CO2作用的過程。例如，鉀長石(KAlSi3O8)風(fēng)化生成高嶺土Al2Si2O5(OH)4，此反應(yīng)的離子方程式為2KAlSi3O82H2CO35H2O2K2HCOeq oal(,3)4H2SiO3Al2S

12、i2O5(OH)4將上述復(fù)雜硅酸鹽改寫成氧化物形式：,KAlSi3O8_。,Al2Si2O5(OH)4_。(2)這個反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是。,較活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物非金屬氧化物二氧化硅水。,則KAlSi3O8為K2OAl2O36SiO2,Al2Si2O5(OH)4為Al2O32SiO22H2O,(2)從方程式可知H2CO3制硅酸符合強酸制弱酸，所以這個反應(yīng)能夠發(fā)生。答案(1)K2OAl2O36SiO2,Al2O32SiO22H2O,(2)因為碳酸酸性比硅酸強，由較強的酸可制得較弱的酸,硅酸鹽無論以何種形式表示，其組成及成分是固定不變的，即性質(zhì)是不變的；硅酸鹽用氧化物的形式表示時，必須遵

13、循各元素化合價不變的原則。,【自測題】1.下列說法不正確的是()A.因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2對應(yīng)的酸，或者SiO2不是H2SiO3對應(yīng)的酸酐B.CO2通入硅酸鈉溶液可以得到硅酸沉淀C.SiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點高、硬度大D.氫氟酸能夠雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶來盛裝氫氟酸答案A解析SiO2中Si呈4價，H2SiO3中Si呈4價，且H2SiO3,SiO2H2O，SiO2是H2SiO3的酸酐，故A項錯誤。2.實驗室中固體試劑可以放在廣口瓶中保存，液體試劑放在細口瓶中儲存，但是有些試劑必須儲存在具有橡膠塞的試劑瓶中。以下物質(zhì)必須儲存在具有橡膠塞的試劑瓶中的是(),

14、KOH溶液Na2SiO3溶液鹽酸氫氟酸澄清石灰水硝酸NaOH溶液A. B. C. D.答案D3.我國具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補了我國計算機制造史上的一項空白。下列對晶體硅的有關(guān)敘述正確的是()A.晶體硅和金剛石的物理性質(zhì)相似B.硅在地殼中含量居第二位，可以以游離態(tài)存在于自然界中C.晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它的提煉工藝復(fù)雜，價格昂貴D.晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導(dǎo)電答案A解析本題考查硅的性質(zhì)。晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，是具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體，所以物理性質(zhì)與金剛石相似，熔、沸點高，硬度大；硅在地殼中含量居第二位，但在自然界中沒有游離態(tài)的存

15、在，主要以硅酸鹽和二氧化硅的形式存在于自然界中；晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，被廣泛使用；晶體硅是一種非金屬單質(zhì)，雖然它具有金屬光澤。4.將過量的CO2分別通入CaCl2溶液；Na2SiO3溶液；Ca(OH)2溶液；飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是()A. B. C. D.答案B解析H2CO3的酸性比鹽酸弱，而比硅酸強。根據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律，CO2通入CaCl2溶液無明顯現(xiàn)象(弱酸不能制強酸)；過量CO2通入Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至過量發(fā)生反應(yīng)：Ca(OH)2CO2CaCO3H2O，CaCO3H2OCO2Ca(HCO3)2

16、，最終生成Ca(HCO3)2而無沉淀產(chǎn)生；過量CO2通入飽和Na2CO3溶液中：Na2CO3H2OCO22NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而結(jié)晶析出。5.在下圖所示的物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化關(guān)系中，A是一種固體單質(zhì)，E是一種白色不溶于水的物質(zhì)。據(jù)此填空。,(1)寫出各物質(zhì)的化學(xué)式：,A.、B.、C.、E.、,F._。,(2)D_。,與a溶液反應(yīng)的離子方程式是。,C與過量HNO3反應(yīng)的離子方程式是。答案(1)SiSiO2Na2SiO3H2SiO3H2,(2)Si2OHH2O=SiOeq oal(2,3)2H2,SiOeq oal(2,3)2H=H2SiO3(或SiOeq oal(

17、2,3)2HH2OH4SiO4)解析A是單質(zhì)，則B是A的氧化物，E是一種白色沉淀。由圖中所給出的關(guān)系知，E、C中均應(yīng)含有A元素。加過量的HNO3能生成白色沉淀，中學(xué)階段只有H2SiO3(或H4SiO4)符合題意，因此，B為SiO2，A為Si，C為Na2SiO3，D為H2O，F(xiàn)為H2。6.某普通玻璃中，Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的物質(zhì)的量之比為114，請回答下列問題：,(1)該玻璃如以aNa2ObCaOmSiO2表示其組成，則abm_。,(2)若要制備1 000 kg上述玻璃需原料的質(zhì)量分別是_，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生_L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。,Na2OSiO2，CaSiO3Na2OSiO2

18、，CaSiO3CaOSiO2，則可得到：abm116。(2)制玻璃的原料是Na2CO3、CaCO3、SiO2，由(1)可知玻璃的組成為Na2OCaO6SiO2，根據(jù)原子守恒可以得到下列計算關(guān)系,Na2OCaO6SiO2Na2CO3,478 g106 g,1 000103 gm(Na2CO3),CaCO3。,B6SiO2。,B2CO2,100 g。,660 g。,222.4 L,m(CaCO3)。,m(SiO2)。,V(CO2),解得：m(Na2CO3)。,Beq f(106 g1 000103 g,478 g),。,221.8103 g221.8 kg,m(CaCO3)eq f(100 g1

19、000103 g,478 g)209103 g209 kg,m(SiO2)eq f(360 g1 000103 g,478 g)753.1103 g753.1 kg,V(CO2)eq f(44.8 L1 000103 g,478 g)9.37104 L,答案(1)116,(2)Na2CO3：221.8 kg；CaCO3：209 kg；SiO2：753.1 kg,9.37104第1課時二氧化硅和硅酸鹽【考點講練】eq x(知識點一SiO2的性質(zhì)和用途)1下列說法正確的是()A二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟堿反應(yīng)，但不能與任何酸反應(yīng)B根據(jù)反應(yīng)SiO2CaCO3高溫,CaSiO3CO2可推知硅酸的酸

20、性比碳酸強C二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以制得澄清的硅酸溶液D二氧化硅常被用來制造光導(dǎo)纖維答案D解析二氧化硅是酸性氧化物，但它可以與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)。SiO24HFSiF42H2O；反應(yīng)SiO2CaCO3高溫,CaSiO3CO2只有在高溫下才能進行，由于CO2是氣體，生成后脫離反應(yīng)體系使反應(yīng)得以繼續(xù)進行，但這不能說明硅酸的酸性比碳酸的酸性強；只要比較硅酸和碳酸的酸性強弱就是要比較它們在水溶液中電離出H的難易程度，如CO2H2ONa2SiO3Na2CO3H2SiO3，符合強酸制弱酸的規(guī)律，也可說明碳酸的酸性比硅酸的強，但由于硅酸難溶于水，不能得到溶液；SiO2是光導(dǎo)纖維的主要成分，光導(dǎo)纖維可以用Si

21、O2來制造。誤區(qū)警示(1)酸性氧化物是指與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，不一定與水反應(yīng)生成酸。SiO2不溶于水，但與堿反應(yīng)生成鹽和水，是酸性氧化物，對應(yīng)酸為H2SiO3。(2)強酸制弱酸的反應(yīng)是在水溶液中反應(yīng)的規(guī)律CaCO3SiO2高溫,CaSiO3CO2是在高溫下的反應(yīng)，不符合強酸制弱酸的原理。eq x(知識點二硅酸的制備與性質(zhì))2寫出以SiO2為原料制備H2SiO3的化學(xué)方程式_。答案SiO22NaOHNa2SiO3H2O，Na2SiO32HCl2NaClH2SiO3或Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3，Na2SiO32CO22H2O2NaHCO3H2SiO3解析一般來說，受熱

22、易分解的酸或堿，其對應(yīng)的氧化物不能與水反應(yīng)，如H2SiO3,H2OSiO2，則SiO2不能與水反應(yīng)；Cu(OH)2,CuOH2O，則CuO不能與水反應(yīng)。硅酸不能溶于水，且不能溶于(HCl、H2SO4、HNO3等)強酸。不溶于強酸的物質(zhì)還有：CuS、AgS、PbS、HgS、AgCl、AgBr、AgI、BaSO4等。3為確認(rèn)HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性強弱，某學(xué)生設(shè)計了如圖所示的裝置，一次實驗即可達到目的(不必選其他酸性物質(zhì))。請據(jù)此回答：(1)錐形瓶中裝某可溶性正鹽溶液，分液漏斗中所盛試劑應(yīng)為_。(2)裝置B所盛的試劑是_，其作用是。答案(1)鹽酸(2)飽和NaHCO3溶液除去鹽酸中揮

23、發(fā)出的HCl氣體解析考查對強酸制弱酸原理的應(yīng)用。注意B裝置的作用是除去鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體否則對C裝置證明碳酸酸性強于硅酸形成干擾?！菊n時作業(yè)】1二氧化硅是酸酐(即酸性氧化物)的原因是()A它溶于水得相應(yīng)的酸B它對應(yīng)的水化物是可溶性強酸C它與強堿溶液反應(yīng)只生成鹽和水D它是非金屬氧化物答案C解析從酸性氧化物的概念來分析，酸性氧化物是指能夠與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，由于SiO22NaOHNa2SiO3H2O，所以SiO2是酸性氧化物。SiO2不溶于水，對應(yīng)的酸H2SiO3不是強酸。2熔融氫氧化鈉反應(yīng)選用的器皿是()A陶瓷坩堝 B.石英坩堝C普通玻璃坩堝 D.生鐵坩堝答案D解析陶瓷的成分中含有S

24、iO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高溫下可以跟NaOH發(fā)生如下反應(yīng)：SiO22NaOH高溫,Na2SiO3H2O所以A、B、C的器皿都不能選用，只能用生鐵坩堝。3下列敘述中，正確的是()A自然界中存在大量的游離態(tài)的硅B石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅C二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)活潑，能跟酸或堿的溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D自然界中硅都存在于石英中答案B解析自然界中的硅，都以化合態(tài)存在，硅是親氧元素，主要以氧化物及硅酸鹽形式存在，如石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅。二氧化硅性質(zhì)穩(wěn)定。4下列關(guān)于硅酸的敘述中錯誤的是()A硅酸是一種很弱的酸B硅酸不穩(wěn)定，加熱脫水會

25、產(chǎn)生二氧化硅C硅酸可由二氧化硅與水反應(yīng)制得D硅酸應(yīng)由可溶性硅酸鹽與鹽酸或二氧化碳反應(yīng)制得答案C解析硅酸是一種比碳酸的酸性還弱的弱酸，難溶于水，受熱不穩(wěn)定易分解；制備H2SiO3時應(yīng)向可溶性的硅酸鹽的溶液里通入CO2或加入鹽酸等來制備，可見A、B、D項正確。雖然SiO2是硅酸的酸酐，但因SiO2難溶于水且不跟水反應(yīng)，所以不能用SiO2與H2O反應(yīng)來制H2SiO3，C錯。5下列物質(zhì)的變化，不能通過一步化學(xué)反應(yīng)完成的是()ACO2 H2CO3 B。SiO2Na2SiO3CNa2CO3 Na2CO3 D。H2SiO3H2SiO3答案D解析由于SiO2不溶于水也不與水反應(yīng)，所以由SiO2制取H2SiO3

26、需先使SiO2與強堿反應(yīng)制得可溶性硅酸鹽后，再與其他酸反應(yīng)才能制得H2SiO3。6在反應(yīng)SiO23C高溫,SiC2CO中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為()A13 B.31 C21 D.12答案D解析根據(jù)化合價升降規(guī)律，可確定C既為氧化劑又為還原劑，假設(shè)3 mol C參與反應(yīng)，化合價降低的C即氧化劑為1 mol，化合價升高的C即還原劑為2 mol，因此二者的物質(zhì)的量之比為12。分析化合價變化，來確立氧化劑和還原劑；由得失電子數(shù)相等確定氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比(或質(zhì)量比)。注意產(chǎn)物是CO而不是CO2。7下列各組物質(zhì)間，不能發(fā)生反應(yīng)的是()A二氧化硅與氧化鈣(高溫)B二氧化硅與氫氧化鈉(常溫)

27、C二氧化硅與碳(高溫)D二氧化硅與濃硝酸(常溫)答案D解析在高溫下SiO2能被C還原。在眾多的酸中能與SiO2反應(yīng)的只有HF。8下列離子在水溶液中能大量共存的是()AH、K、HCOeq oal(,3)、Ca2BOH、Na、Mg2、HCOeq oal(,3)CNa、H、Cl、NOeq oal(,3)DNa、SiOeq oal(2,3)、H、Cl答案C解析A中H可與HCOeq oal(,3)發(fā)生反應(yīng)：HHCOeq oal(,3)H2OCO2而不能大量共存；B中OH與Mg2、HCOeq oal(,3)不能大量共存：Mg22OHMg(OH)2，OHHCOeq oal(,3)COeq oal(2,3)H

28、2O；D中2HSiOeq oal(2,3)H2SiO3。9實驗室保存試劑的方法正確的是()A氫氟酸存放在帶橡皮塞的玻璃瓶中B氫氧化鈣溶液存放在配有磨口玻璃塞的玻璃瓶中CNaOH溶液存放在帶橡皮塞的細口玻璃瓶中D氫氧化鈉固體盛放在帶橡皮塞的細口玻璃瓶中答案C解析氫氟酸能與玻璃中的二氧化硅(SiO2)反應(yīng)，選項A錯誤；氫氧化鈣溶液呈堿性，選項B錯誤；氫氧化鈉固體盛放在廣口瓶中，選項D錯誤。要根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)選用合適的保存試劑的方法。10下列離子方程式書寫不正確的是()A往NaOH溶液中通入過量CO2：CO2OHHCOeq oal(,3)B單質(zhì)硅與燒堿溶液反應(yīng)：Si2OHH2OSiOeq oal(2,3

29、)2H2C石英砂與燒堿反應(yīng)制水玻璃：SiO22OHSiOeq oal(2,3)H2OD往水玻璃中通入二氧化碳：Na2SiO32H2OCO2H4SiO42NaCOeq oal(2,3)答案D解析往NaOH溶液中通入適量CO2生成正鹽Na2CO3，弱酸的正鹽能與酸反應(yīng)變?yōu)樗崾禁}，所以當(dāng)CO2過量時即溶液中H2CO3過量時，生成物為NaHCO3，故A式正確；單質(zhì)硅能和燒堿溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣，NaOH是易溶于水的強堿，Na2SiO3是易溶于水的鹽，均完全電離，故Na可以簡化掉，B式正確；石英的成分是二氧化硅，與燒堿發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硅酸鈉和水，故C式正確；碳酸比硅酸酸性強，所以往水玻璃即硅酸鈉的

30、水溶液中通入二氧化碳可以制硅酸。反應(yīng)物中的Na2SiO3和生成物中的Na2CO3均為易溶于水的鹽，能完全電離寫成離子形式，并且Na可以簡化掉，故D式不正確。正確的離子方程式應(yīng)為：SiOeq oal(2,3)2H2OCO2H4SiO4COeq oal(2,3)。11證明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正確方法是()A加入過量的鹽酸，觀察是否有氣泡冒出B加入過量的燒堿溶液，觀察是否有固體溶解C加熱至高溫，觀察是否有氣泡冒出，是否有硅酸鈣生成D先加過量的鹽酸攪拌，觀察是否有不溶物剩余及氣泡出現(xiàn)；若有不溶物則濾出，投入到氫氧化鈉溶液中看其是否溶解答案D解析生石灰的成分是氧化鈣，若不含雜質(zhì)，加鹽酸能完

31、全溶解并且無氣體生成。加鹽酸充分反應(yīng)后仍有不溶于水的固體，說明有石英雜質(zhì)存在。加鹽酸溶解，但放出無色無味并能使澄清石灰水變渾濁的氣體，說明生石灰中含有石灰石。有關(guān)的化學(xué)方程式為：CaO2HClCaCl2H2O；CaCO32HClCaCl2H2OCO2；CO2Ca(OH)2CaCO3H2O。12(1)指出下列反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在AD選項中選擇正確答案填入括號內(nèi)。SiO22NaOHNa2SiO3H2O()SiO22C高溫,Si2CO()SiO23C高溫,SiC2CO()SiO24HFSiF42H2O()A作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕B弱氧化性C酸性氧化物的通性D未參加氧化

32、還原反應(yīng)(2)2002年9月26日，中國北京曙光公司研制出了第一款具有我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能CPU芯片“龍芯”1號?！褒埿尽?芯片)的主要化學(xué)成分是_。目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是_。在計算機長距離聯(lián)網(wǎng)使用的傳輸很快的線路中使用的材料叫_，主要化學(xué)成分是_。如果這種埋在地下的材料裸露在堿性土壤中，結(jié)果會斷路，用離子方程式說明原因：。答案(1)CE_。DA(2)硅硅光導(dǎo)纖維SiO2SiO22OHSiOeq oal(2,3)H2O解析(1)本題全面考查SiO2的性質(zhì)，將所給選項結(jié)合實際一一對應(yīng)查找。A用來雕刻玻璃，應(yīng)有氫氟酸(HF)參與反應(yīng)；B中弱氧化性是指反應(yīng)物SiO2中Si元

33、素得電子，化合價降低；C項表現(xiàn)酸性氧化物的通性是指SiO2與堿反應(yīng)；D項是指Si元素化合價沒有變化。(2)SiO2屬于酸性氧化物，易與堿反應(yīng)。13A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。請?zhí)羁眨?1)形成單質(zhì)A的原子的結(jié)構(gòu)示意圖為_，它的最高化合價為_。(2)B的化學(xué)式(分子式)為_，B和碳反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式是_。(3)C的化學(xué)式(分子式)為_，D的化學(xué)式(分子式)為_。答案(1)。4(2)SiO2SiO22C高溫Si2CO(3)CaSiO3Na2SiO3解析本題以框圖題的形式考查Si及其化

34、合物的有關(guān)知識，框圖推斷題關(guān)鍵是找準(zhǔn)“切入點”。本題切入點為A及B與A、C、D的轉(zhuǎn)化關(guān)系及條件。本題側(cè)重考查審題能力、分析推理能力和綜合運用知識解決問題的能力。由“A為地殼中含量僅次于氧的非金屬單質(zhì)，晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似”推知A為Si，根據(jù)B加碳,高溫AE，B加氧化鈣,高溫C，B加氫氧化鈣,加熱DH2O，不難推知B為SiO2，C為CaSiO3，D為Na2SiO3。14把26 g含有SiO2和CaCO3的固體在高溫下加熱至質(zhì)量不再改變，冷卻后稱重為17.2 g。(相對原子質(zhì)量：O：16，Si：28，Ca：40，C：12)(1)寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。(2)求生成CO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(3)求原

35、混合物中所含SiO2的質(zhì)量。答案(1)SiO2CaCO3高溫CaSiO3CO2(2)4.48 L(3)6 g解析解法一：(2)由(1)中的反應(yīng)方程式可以看出，固體質(zhì)量的減少為生成的CO2的質(zhì)量。m(CO2)26 g17.2 g8.8 gV(CO2)eq f(8.8 g,44 gmol1)22.4 Lmol14.48 L據(jù)C原子守恒知：n(CaCO3)n(CO2)eq f(4.48 L,22.4 Lmol1)0.2 molm(CaCO3)0.2 mol100 gmol120 gm(SiO2)26 g20 g6 g解法二：設(shè)混合物中SiO2、CaCO3的質(zhì)量分別為：x，y，據(jù)題意有：xy26 gC

36、aOCO2，據(jù)Ca原子守恒有：n(CaCO3)n(CaO)eq f(y,100 gmol1)CaOCO2，據(jù)Ca原子守恒有：n(CaCO3)n(CaO)eq f(y,100 gmol1)據(jù)題意有：xeq f(y,100 gmol1)56 gmol117.2 g解兩式得：x6 gy20 gn(CO2)n(CaCO3)eq f(20 g,100 gmol1)0.2 molV(CO2)0.2 mol22.4 Lmol14.48 L。第2課時硅和硅酸鹽【考點講練】eq x(知識點一硅的性質(zhì))1下列關(guān)于碳和硅的比較，正確的是()A它們的氧化物都能與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸B碳和硅的最高正價都是4價C硅元素在地

37、殼中的含量占第二位，碳占第一位D碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài)答案B解析SiO2不溶于水也不與水反應(yīng)，A不正確；在地殼中含量第一的是氧元素，硅占第二位，C不正確；自然界中有游離態(tài)的碳(金剛石等)，但是沒有游離態(tài)的硅，因為硅是一種親氧元素，D不正確。選B。溫馨提示雖然碳比硅活潑，但是由于硅是親氧元素，所以碳在自然界中有單質(zhì)，而硅只能以化合態(tài)形式存在。歸納拓展硅單質(zhì)與碳單質(zhì)的比較領(lǐng)悟整合晶體硅性質(zhì)較特殊，要掌握硅的特性：(1)Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO22C高溫,Si2CO；(2)非金屬與堿反應(yīng)一般無氫氣放出，但Si可以：Si2NaOHH2ONa2S

38、iO32H2；(3)非金屬單質(zhì)一般不與無氧酸反應(yīng)，但Si可以與HF作用：Si4HFSiF42H2；(4)非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但Si是良好的半導(dǎo)體。eq x(知識點二硅酸鹽)2已知石棉是由鈣、鎂、硅、氧四種元素組成，其中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為：Ca 10%，Mg 17%，Si 27%，其余為氧。求：(1)用SiO2和金屬氧化物的形式表示石棉的組成。(2)石棉中CaO、MgO和SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案(1)3MgOCaO4SiO2(2)w(CaO)13%，w(MgO)29%，w(SiO2)58%解析(1)石棉中含氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1(10%17%27%)46%。則每100份質(zhì)量的石棉中含Ca、Mg、

39、Si、O原子的物質(zhì)的量之比為eq f(10,40)eq f(17,24)eq f(27,28)eq f(46,16)0.250.710.962.8813412所以石棉的化學(xué)組成可表示為CaMg3Si4O12，氧化物形式為3MgOCaO4SiO2。(2)石棉的相對分子質(zhì)量為416。石棉組成中CaO、MgO、SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：w(CaO)eq f(56,416)100%13%w(MgO)eq f(403,416)100%29%w(SiO2)eq f(604,416)100%58%方法探究我們通常所寫的化學(xué)式中各元素原子的數(shù)目關(guān)系，也就是1 mol該物質(zhì)中所含各元素的物質(zhì)的量的關(guān)系。本題即是

40、此方法的逆運算。3下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是()A硅酸鈉溶液 B.氫氟酸C氫氧化鈉溶液 D.氯化鈉溶液答案AC解析玻璃的主要成分之一是二氧化硅，它能跟氫氟酸迅速反應(yīng)，所以，氫氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中；氫氧化鈉溶液與二氧化硅在常溫下反應(yīng)十分緩慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口處的二氧化硅跟氫氧化鈉緩慢反應(yīng)后，生成的硅酸鈉是一種礦物膠，使瓶塞與瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞；硅酸鈉溶液可以用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞(原因同氫氧化鈉溶液)；氯化鈉溶液不跟玻璃中各種成分反應(yīng)。拓展延伸堿溶液Na2SiO3、Na2CO3等顯堿性的鹽和氫氟酸，不能用磨口帶玻璃

41、塞的試劑瓶保存；強氧化劑、酸、有機試劑不能用橡膠塞的試劑瓶長期保存，氫氟酸保存在鉛皿或塑料瓶中。eq x(知識點硅的制備(備課資源)備課資源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：高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si3HCl300SiHCl3H2SiHCl3與過量H2在1 0001 100反應(yīng)制得純硅已知SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請回答下列問題：(1)第步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為。(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0)中含有少量SiCl4(沸點57.6)和HCl(沸點84.7)，提純S

42、iHCl3采用的方法為。(3)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去)：裝置B中的試劑是 。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是 。反應(yīng)一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是 ，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是 ，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及 。為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑(填寫字母代號)是 。a碘水b氯水cNaOH溶液dKSCN溶液eNa2SO3溶液答案(1)SiO2+2C高溫Si2CO(2)分餾(或蒸餾)(3)濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHC

43、l3汽化有固體物質(zhì)生成在反應(yīng)溫度下，普通玻璃會軟化SiHCl3H21 0001 100 Si3HCl排盡裝置中的空氣bd(或c)解析(1)根據(jù)題意給信息，粗硅可以用碳還原二氧化硅的辦法來制得，故反應(yīng)方程式為SiO22C高溫,Si2CO；(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3與H2O強烈反應(yīng)，故提純SiHCl3的方法只能在無水的條件下利用它們的沸點不同，采用分餾的方法進行；(3)因SiHCl3與水強烈反應(yīng)，故A中產(chǎn)生的H2必須干燥，故B中的液體一定為濃H2SO4，且C中燒瓶需加熱，其目的是使SiHCl3汽化，加快與H2的反應(yīng)。根據(jù)題給信息石英管中產(chǎn)生的物質(zhì)應(yīng)為硅，故D中現(xiàn)象應(yīng)有固體產(chǎn)生，由題給信

44、息，制純硅的反應(yīng)條件為1 0001 100，此溫度下普通玻璃容易軟化。因高溫下H2與O2容易反應(yīng)而爆炸，故還應(yīng)排盡裝置中的空氣。鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生Fe2，其檢驗方法常常采用先將Fe2氧化為Fe3然后再加入KSCN溶液看是否變紅來檢驗。eq x(知識點三Si及其化合物的關(guān)系)4已知Si能與HF(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)：Si4HFSiF42H2Si2NaOHH2ONa2SiO32H2又知硅及其化合物間存在如圖所示的關(guān)系：其中A是制造芯片和光電池的主要原料：B是含硅化合物中的一種氣體；某些C可作干燥劑或催化劑的載體；D是一種黏合劑，能將磨砂玻璃黏合在一起，E是一種比H2CO3酸性還弱的酸。試回答

45、下列問題：(1)寫出A、C、E的化學(xué)式：A_、C_、E_。(2)反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)的是_，屬于置換反應(yīng)的是_。答案(1)SiSiO2H2SiO3(2)方法技巧解決推斷題的關(guān)鍵是尋找突破口，框圖中的物質(zhì)具有某些特殊的性質(zhì)、用途。特殊的反應(yīng)條件、反應(yīng)類型、特殊的反應(yīng)物或生成物等通常是解題的關(guān)鍵，如Si及其化合物中，SiO2為不溶于水的酸性氧化物；SiO2和Si溶于氫氟酸；硅與強堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2；SiO2與Si的特殊用途；Si為半導(dǎo)體等?！菊n時作業(yè)】1下列關(guān)于硅及硅的化合物的敘述不正確的是()硅的結(jié)構(gòu)和金剛石類似，所以都具有熔點高、硬度大等特點硅是地殼中含量最多的非金屬晶體硅是良好的半導(dǎo)體材

46、料二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的重要材料二氧化硅是酸性氧化物，不溶于任何酸A B. C. D.答案D解析硅雖然是非金屬，但已經(jīng)表現(xiàn)出一定的金屬性，所以硅及其化合物在性質(zhì)上表現(xiàn)出一定的特殊性。2下列試劑貯存方法正確的是()A氫氟酸用玻璃瓶密封貯存BNaOH溶液用磨口玻璃瓶加玻璃塞封存C水玻璃用塑料桶敞口放置D純堿溶液可用帶橡膠塞的玻璃瓶封存答案D解析氫氟酸會與玻璃中的SiO2反應(yīng)；NaOH溶液會與玻璃中的SiO2反應(yīng)，生成的Na2SiO3具有黏性，會使玻璃瓶頸與瓶塞粘住而不能打開；水玻璃中的Na2SiO3會與空氣中的CO2反應(yīng)而變質(zhì)。3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

47、 .普通水泥答案B解析水玻璃、黏土、普通水泥中都含有硅酸鹽，B項硅芯片其主要成分是單質(zhì)硅。本題要了解常見硅酸鹽及含硅物質(zhì)。作為電腦硅芯片，所用硅為高純硅，為單質(zhì)。常見硅酸鹽有水泥、玻璃、陶瓷、黏土等。4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這是一種礦物膠，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(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易變質(zhì)答案D解析Na2SiO3的水溶液叫水玻璃，是一種礦物膠，通常用作耐火材料。在空氣中發(fā)生反應(yīng)Na2SiO3CO2H2OH2SiO3Na2CO3，故D不正確。5有下列幾個變化：Na2CO3Na

48、2SiO3，SiO2H2SiO3，Na2SiO3Na2CO3，Ca(NO3)2CaSiO3。其中不能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)的是()A B.C D.只有答案D解析Na2CO3SiO2高溫,Na2SiO3CO2，Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3，Ca(NO3)2Na2SiO32NaNO3CaSiO3。由SiO2制H2SiO3不能一步實現(xiàn)，要先與堿反應(yīng)，再與酸反應(yīng)。6用二氧化硅和金屬氧化物的組成表示硅酸鹽的組成，不正確的是()A鈣沸石Ca(Al2Si3O10)3H2OCaOAl2O33SiO23H2OB鎂橄欖石Mg2SiO42MgOSiO2C正長石KAlSi3O8K2OAl2O3SiO2D高嶺石Al2(Si2O5)(OH)4Al2O32SiO22H2O答案C解析用化學(xué)式表示的硅酸鹽和用氧化物形式表示的硅酸鹽，各組成元素的原子個數(shù)比應(yīng)該不變。7月球上有豐富的綠柱石(綠寶石)礦藏，其主要化學(xué)成分為BenAl2Si6O18也可用氧化物形式表示為nBeOAl2O36SiO2，其n值為(Be為2價)()A1 B.2 C.3 D.4答案C8露置于空氣中一段時間后的水玻璃會