無機非金屬材料的主角硅

1、第四章 常見的非金屬及其化合物第1講 無機非金屬材料的主角硅基礎(chǔ)盤點一、碳、硅自我診斷1.有科學(xué)家提出硅是“21世紀的能源”、“未來的 石油”的觀點。假如硅作為一種普遍使用的新型 能源被開發(fā)利用,關(guān)于其有利因素的下列說法中, 你認為不妥的是 ( )1A.硅便于運輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳 的燃料B.自然界中存在大量的單質(zhì)硅C.硅燃燒放出的熱量多，且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境污染程 度低，容易有效控制D.自然界的硅易開采，且可再生解析 硅在自然界中主要是以化合物的形式存在，硅的含量在地殼中之所以多,是因為沙石的主要成分是二氧化硅。答案 B2基礎(chǔ)回歸1.C、Si單質(zhì)的存在形態(tài)、物理性質(zhì)及用途（1）碳在

2、自然界既有 態(tài)又有 態(tài)。碳的同 素異形體有 、 、無定形碳、 等。（2）硅在地殼中的含量占第 位，僅次于 ， 全部以 態(tài)存在，是一種親 元素,單質(zhì)硅有 和 形兩種。晶體硅是良好的 材料， 在計算機等電子工業(yè)，可用作 、大規(guī) 模 等。硅是人類將 能轉(zhuǎn)化為 能的 常用材料，所以硅還用于制造 。游離化合金剛石石墨C60二氧化合氧晶體無定半導(dǎo)體半導(dǎo)體芯片集成電路太陽電光電池32.C、Si的化學(xué)性質(zhì)（1）碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 常溫下 （填“不”或“很”）活潑，在高溫條 件下有強 性。 可燃性：2C+O2 2CO、C+O2 CO2。 還原性 a.與Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式：3C+2Fe2O3 4Fe+3CO

3、2; b.與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：C+CO2 2CO; c.與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:C+H2O(g) CO+H2; d.與濃H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式： C+2H2SO4(濃) CO2+2SO2+2H2O。不還原4（2）硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑,但能與 、 、 反應(yīng)。與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Si+4HF SiF4+2H2。與燒堿反應(yīng)的離子方程式：Si+2OH-+H2O SiO +2H2。加熱時與O2 、Cl2等非金屬單質(zhì)反應(yīng)，其化學(xué)方程式為 。F2HF強堿Si+O2 SiO2；Si+2Cl2 SiCl45二、碳、硅的氧化物自我診斷2.下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述中，不正確的

4、是（ ）A.都是共價化合物B.都是酸性氧化物，都能與強堿溶液反應(yīng)，但不能 與任何酸反應(yīng)C.都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D.SiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨E.CO2通入硅酸鈉溶液中可以制得硅酸F.根據(jù)反應(yīng)SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2可推知 硅酸酸性比碳酸強BCF6基礎(chǔ)回歸1.碳的氧化物比較非極性酸性 C+H2O(g) CO+H2CaCO3 CaO+CO27化學(xué)性質(zhì)可燃性：還原性（如還原Fe2O3）:具備酸性氧化物的通性與Na2O2反應(yīng)：與Mg反應(yīng)：毒性 毒，能與人體內(nèi)血紅蛋白結(jié)合,使人體因缺氧而中毒無毒，是造成 效應(yīng)的主要氣體2CO+O2 2CO23CO+Fe2O

5、3 2Fe+3CO22Na2O2+2CO22Na2CO3+O22Mg+CO2 2MgO+C劇溫室82.二氧化硅與二氧化碳的性質(zhì)比較 二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物，其結(jié)構(gòu)和 主要性質(zhì)可比較如下：物質(zhì)二氧化硅二氧化碳化學(xué)式SiO2CO2主要物理性質(zhì)硬度 ，熔、沸點 ，常溫下為固體， 溶于水熔、沸點 ，常溫下為氣體， 溶于水大高不低微9CO2+H2O H2CO3SiF4+2H2OSiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O；橡膠CO2+2NaOHNa2CO3+H2OCO2+NaOH NaHCO3或10化學(xué)性質(zhì)與鹽反應(yīng)SiO2+Na2CO3 ；SiO2的 性Ca(ClO)2+CO2+H2O ；CO2

6、+Na2CO3+H2O與堿性氧化物反應(yīng)SiO2+CaOCO2+CaO Na2SiO3+CO2難揮發(fā)CaCO3+2HClO2NaHCO3CaSiO3 CaCO311三、硅酸、硅酸鹽自我診斷3.從下面所給的四個詞中選出一個與陶瓷、玻璃、 水泥同類的是 （ ） A.光導(dǎo)纖維 B.有機玻璃 C.人造纖維 D.磚瓦 解析 從題干所給的信息：陶瓷屬于硅酸鹽，也 屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料，玻璃和水泥屬于硅酸 鹽,很明顯,另一物質(zhì)必須屬于硅酸鹽才能使其歸納 在一起，由此不難得出選項D是正確的。A的主要 成分SiO2,不屬于硅酸鹽；有機玻璃和人造纖維都 屬于有機物，不符合題意；磚瓦是陶瓷器中的土 器，屬于硅酸鹽。

7、 D124.北京2008年奧運金牌“金鑲玉”環(huán)形玉壁由昆侖玉 制成,昆侖玉的成分可簡單看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2, 則其用二氧化硅和金屬氧化物的形式可表示為（ ） A.CaOMgOSiO2H2O B.2CaO5MgO8SiO2H2O C.2CaOMgOSiO22H2O D.5CaO2MgO8SiO2H2O 解析 根據(jù)硅酸鹽改寫成氧化物的要求和元素守恒, 昆侖玉的氧化物形式為2CaO5MgO8SiO2H2O。B13基礎(chǔ)回歸1.硅酸（1）硅酸的性質(zhì) 硅酸 溶于水，其酸性比碳酸 ，硅酸 (填 “能”或“不能”)使紫色石蕊試液變紅色。 硅酸不穩(wěn)定,受熱易分解: 。 硅酸能與堿溶液反應(yīng)，如

8、與NaOH溶液反應(yīng)的化 學(xué)方程式為： 。 硅酸在水中易聚合形成膠體。硅膠吸附水分能 力強，常用作 。不弱不能H2SiO3 SiO2+H2OH2SiO3+2NaOH Na2SiO3+2H2O干燥劑142.硅酸鈉（1）物理性質(zhì) 白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱 ，有黏性。（2）化學(xué)性質(zhì) 水解顯 性。 與酸性較硅酸強的酸反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為： 與鹽酸反應(yīng)： 。 與CO2水溶液反應(yīng)： 。（3）用途：黏合劑（礦物膠），耐火阻燃材料。水玻璃堿Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3153.硅酸鹽（1）概念： 的 總稱，是構(gòu)成地殼巖

9、石的主要成分。（2）表示方法 硅酸鹽礦物的成分復(fù)雜，多用氧化物的形式表示 它們的組成，如硅酸鈉（Na2SiO3）寫成 ,鉀云母（KH2Al3Si3O12）寫成 。由硅、氧和金屬元素組成的化合物Na2OSiO2K2O3Al2O36SiO22H2O164.傳統(tǒng)無機非金屬材料（1）普通玻璃 主要原料： 。 主要成分： 、 、 。純堿、石灰石、石英Na2SiO3 CaSiO3 SiO2（2）普通硅酸鹽水泥主要原料： 、 。主要成分（寫出名稱和化學(xué)式）： 。石灰石黏土硅酸三鈣(3CaOSiO2)、硅酸二鈣(2CaOSiO2)、鋁酸三鈣(3CaOAl2O3)17要點一 碳、硅及其化合物的特性及應(yīng)用1.碳、

10、硅元素單質(zhì)及其化合物的特性 （1）一般情況，非金屬元素單質(zhì)熔、沸點低，硬 度小，但硅、金剛石熔、沸點高，硬度大，其中 金剛石為硬度最大的物質(zhì)。 （2）一般情況，非金屬元素單質(zhì)為絕緣體，但硅 為半導(dǎo)體，石墨為電的良導(dǎo)體。（3）一般情況，較強氧化劑+較強還原劑 較弱氧化劑+較弱還原劑，而碳卻還原出比它更 強的還原劑：SiO2+2C Si+2CO,FeO+C Fe+CO。要點精講18（4）非金屬單質(zhì)與堿反應(yīng)一般是非金屬既作氧化 劑又作還原劑，而Si與堿溶液反應(yīng)卻只作還原劑。Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2。（5）一般情況，較活潑金屬+酸 鹽+氫氣，然而Si是非金屬，卻能與氫氟酸發(fā)生反

11、應(yīng)：Si+4HF SiF4+2H2。（6）一般情況，堿性氧化物+酸 鹽+水，SiO2是酸性氧化物卻能與氫氟酸反應(yīng)：SiO2+4HF SiF4+2H2O(SiF4也不屬于鹽)。（7）無機酸一般能溶于水，而H2SiO3及H4SiO4卻難溶于水。19（8）H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3+Na2CO3,但高溫下：Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2也能發(fā)生（CO2離開反應(yīng)體系）。（9）一般情況，非?；顫娊饘伲∟a、K等）才能夠置換出水中的氫，但C+H2O（g） CO+H2。（10）一般情況，非金屬氧化物與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，如CO2+H2

12、O H2CO3，但SiO2不溶于水，不與水反應(yīng)。202.硅與鋁的相似性及區(qū)別（1）與強堿溶液反應(yīng)時相似 Si、Al均與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和H2。 SiO2、Al2O3、H2SiO3、H3AlO3Al(OH)3均 與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水。 Na2SiO3、NaAlO2溶液通入過量CO2均生成白色 沉淀。（2）區(qū)別 除氫氟酸外，Si、SiO2、H2SiO3不與其它酸反 應(yīng)。 Al2O3、Al(OH)3屬兩性化合物。 Na2SiO3溶液、NaAlO2溶液與過量鹽酸反應(yīng)時 現(xiàn)象不同。21【典例導(dǎo)析1】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

13、硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3: Si+3HCl SiHCl3+H2 SiHCl3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：22（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SiHCl3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）：23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

14、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 。24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 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液25解析 （1）根據(jù)題給信息，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SiO2+2C Si+2CO；（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

15、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氣化，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)象為有固體產(chǎn)生，由題給信息，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26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。答案 （1）SiO2+2C Si+2CO(2)分餾（或蒸餾）（3）濃硫酸 使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化有固體物質(zhì)生成 在反應(yīng)溫度下，普通玻璃會軟化SiHCl

16、3+H2 Si+3HCl排盡裝置中的空氣 bd27遷移應(yīng)用1 下列說法正確的是 （ ）A.因SiO2不溶于水，故SiO2不是H2SiO3的酸酐B.CO2通入水玻璃可以得到原硅酸C.CO2通入飽和氯化鈣溶液中能生成白色沉淀D.水晶項鏈是硅酸鹽制品解析 SiO2、硅酸（H2SiO3）、原硅酸（H4SiO4）中硅均為+4價，故SiO2是H2SiO3和H4SiO4的酸酐，A錯誤；CO2通入水玻璃可生成原硅酸（習(xí)慣上寫生成硅酸H2SiO3），B正確；CO2通入CaCl2溶液不會生成CaCO3沉淀，C錯誤；水晶項鏈的成分是SiO2而不是硅酸鹽。B28遷移應(yīng)用2 已知A是一種不溶于水的酸酐。根據(jù)圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系

17、，回答：29（1）A是 ，B是 ，D是 。（2）寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式，如是離子反應(yīng)請改寫成離子方程式。答案 （1）SiO2 Na2SiO3 H2SiO3（2）SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2SiO +CO2+H2O H2SiO3+COSiO2+2OH- SiO +H2OSiO +2H+ H2SiO3H2SiO3 SiO2+H2O30要點二 無機非金屬材料的使用 無機非金屬材料在日常生活中有廣泛的用途， 這些知識大多數(shù)屬于識記知識。【典例導(dǎo)析2】 下列關(guān)于無機非金屬材料的說法 中不正確的是 （ ） A.傳統(tǒng)無機非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷 等硅酸鹽材料 B.新型無機非金屬材料

18、雖然克服了傳統(tǒng)無機非 金屬材料的缺點，但強度比較差 C.高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬 度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點 D.傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料 的主要成分不同31解析 無機非金屬材料分為傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)無機非金屬材料是指我們常說的硅酸鹽材料，包括玻璃、水泥、磚瓦、陶瓷等；新型無機非金屬材料是指一些新型的具有特殊結(jié)構(gòu)和特殊功能的非硅酸鹽型材料。新型無機非金屬材料與傳統(tǒng)無機非金屬材料相比，具有許多優(yōu)良性能,如耐高溫、耐磨損、耐酸堿腐蝕、具有壓電效應(yīng)、具有生物功能等。答案 B32遷移應(yīng)用3 下列表述正確的是 （ ）人造剛玉的熔點很高，可用作高

19、級耐火材料， 主要成分是二氧化硅化學(xué)家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.33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，錯；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 D34要點三 置換

20、反應(yīng)問題探究 有關(guān)置換反應(yīng)題是高考的熱點，在高考試題中多 次出現(xiàn)。通過對下列高考案例的探究，希望能弄 清該類題的命題特點，掌握解題規(guī)律。 置換反應(yīng)的類型 （1）金屬 金屬 如Zn+Cu2+ Zn2+Cu, 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe 35（2）金屬 非金屬固態(tài)金屬 氣態(tài)非金屬如Zn+2H+ Zn2+H2,2Na+2H2O 2NaOH+H2,3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2固態(tài)金屬 固態(tài)非金屬如2Mg+CO2 2MgO+C36（3）非金屬 非金屬固態(tài)非金屬 固態(tài)非金屬如2C+SiO2 Si+2CO固態(tài)非金屬 氣態(tài)非金屬如C+H2O（g） CO+H2氣態(tài)非金屬 固態(tài)非金屬如C

21、l2+2KI 2KCl+I2,O2+2H2S 2S+2H2O氣態(tài)非金屬 氣態(tài)非金屬如2F2+2H2O 4HF+O2氣態(tài)非金屬 液態(tài)非金屬如Cl2+2KBr 2KCl+Br237 (4)非金屬 金屬 如C+2CuO 2Cu+CO2, 3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O【典例導(dǎo)析3】 置換反應(yīng)的通式可以表示為： 單質(zhì)（1）+化合物（1） 化合物（2）+單質(zhì)（2） 請寫出滿足以下要求的3個置換反應(yīng)的化學(xué)方程式： 所涉及的元素的原子序數(shù)都小于20； 6種單質(zhì)分屬6個不同的主族。38解析 根據(jù)題意：方程式所涉及的元素的原子序數(shù)都小于20，且所涉及的6種單質(zhì)應(yīng)分屬6個不同的主族，所以滿足要求的置換反應(yīng)的

22、化學(xué)方程式為：2Mg+CO2 2MgO+C，2Al+6HCl 2AlCl3+3H22F2+2H2O 4 HF+O2(或Cl2+H2S 2HCl+S)答案 2Mg+CO2 2MgO+C2Al+6HCl 2AlCl3+3H22F2+2H2O 4HF+O2（或Cl2+H2S 2HCl+S)39遷移應(yīng)用4 X、Y為由短周期元素組成的單質(zhì),X、Y的組成元素為同主族元素，U、V為它們的化合物，這些物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中反應(yīng)條件和某些反應(yīng)物和產(chǎn)物已經(jīng)略去。（1）若V是水，則X是 ，U是 。（2）若U、V均為氧化物，則反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ；答案 （1）O2 H2S（2）SiO2+2C Si+2C

23、O40題組一 碳族元素性質(zhì)的相似性和遞變性1.下列關(guān)于碳族元素的說法中，錯誤的是 ( ) A.它們從上到下非金屬性向金屬性遞變的趨勢 比鹵素明顯 B.碳族元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性從上到下逐 漸減弱 C.碳族元素原子的最外層都有4個電子 D.主要化合價有+2價和+4價，大多數(shù)+2價化合 物穩(wěn)定 解析 碳族元素的C、Si、Ge、Sn的+4價穩(wěn)定， Pb的+2價穩(wěn)定。對點訓(xùn)練D412.根據(jù)碳族元素的相似性與遞變性、一般性與特殊 性的知識，判斷下列說法正確的是 ( ) A.CO2、PbO2都是強氧化劑 B.CO2和PbO2都是弱氧化劑,CO和PbO都是還原劑 C.Sn(OH)4可與NaOH反應(yīng)，但不與

24、鹽酸反應(yīng) D.Ge、Si是半導(dǎo)體材料 解析 碳族元素中，C、Si、Ge、Sn的+4價化合物 穩(wěn)定，而Pb的+2價化合物穩(wěn)定,+4價不穩(wěn)定的元素 表現(xiàn)強氧化性，+2價不穩(wěn)定的元素則表現(xiàn)強還原 性，故A、B都錯；Sn是典型金屬，所以其最高價 氧化物對應(yīng)的水化物Sn(OH)4與HCl易反應(yīng)；D的 說法正確。D423.根據(jù)錫、鉛的主要化合價及其穩(wěn)定性，完成下列 填空： （1）錫的+2價化合物應(yīng)具有較強的 性，鉛 的+4價化合物應(yīng)具有較強的 性。（2）已知Sn2+的還原性比Fe2+的還原性強，PbO2 的氧化性比Cl2的氧化性強。試寫出下列反應(yīng)的化 學(xué)方程式： 氯氣與錫共熱。 氯氣與鉛共熱。 PbO2與

25、濃鹽酸共熱。43答案 （1）還原 氧化（2）Sn+2Cl2 SnCl4Pb+Cl2 PbCl2PbO2+4HCl(濃) PbCl2+Cl2+2H2O解析44題組二 硅、無機非金屬材料4.硅及其化合物在材料領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。下列敘述 不正確的是 ( ) A.硅單質(zhì)可用來制造太陽能電池 B.二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的材料 C.二氧化硅是制造玻璃的主要原料 D.硅酸鹽可用來制作水晶、瑪瑙等工藝品 解析 光導(dǎo)纖維的材料是SiO2，B項對;制造玻璃 的主要原料有SiO2、Na2CO3、CaCO3，故C項對； 制作水晶、瑪瑙的材料主要成分是SiO2，并非是 硅酸鹽，故D項錯。D455.世界著名的科技史專家、英

26、國劍橋大學(xué)的李約瑟 博士考證說：“中國至少在距今3 000年以前，就 已經(jīng)使用玻璃了?！毕铝杏嘘P(guān)玻璃的說法不正確 的是 ( ) A.制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英 B.普通玻璃的主要成分之一是二氧化硅 C.普通玻璃有固定的熔點 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生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶 口粘在一起46解析 制造普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂在玻璃熔爐中發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2,所以普通玻璃的成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的混合物，沒有固定的熔點。答案 C476.青石棉

27、（cricidolite）是一種致癌物質(zhì)，其化學(xué)式 為Na2Fe5Si8O22(OH)2 (化學(xué)組成可表示為Na2O 3FeOFe2O38SiO2H2O)。青石棉用稀硝酸溶液處 理時,還原產(chǎn)物只有NO，下列說法正確的是( ) A.青石棉不屬于硅酸鹽原料 B.青石棉中含有一定量的石英晶體 C.青石棉屬于新型無機非金屬材料 D.1 mol青石棉能使1 mol稀硝酸被還原48解析 由3FeO+10HNO3 3Fe(NO3)3+NO+5H2O得關(guān)系式：Na2Fe5Si8O22(OH)23FeOHNO31 mol 1 mol答案 D497.對于化學(xué)方程式SiO2+3C SiC+2CO,有關(guān) 敘述正確的是

28、 ( ) A.反應(yīng)中SiO2是氧化劑，C是還原劑 B.硅元素被還原了，碳元素被氧化了 C.在反應(yīng)中C是氧化劑 D.在反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為12 解析 雙線橋法表示反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目 如下： 反應(yīng)中只有C元素 化合價改變，因此碳在反應(yīng)中既是氧化 劑，又是還原劑，且n（氧化劑）n（還原劑） =12。D508. 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）在元素周期表中，A位于 族，與A同族 但相對原子質(zhì)量比A小的元素B的原子結(jié)構(gòu)示意圖 為 ，A與B在原子的電子層結(jié)構(gòu)上的

29、相 同點是 。（2）易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是 ，反應(yīng)的 化學(xué)方程式是 。51（3）將C與純堿混合高溫熔融時也發(fā)生化學(xué)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(xué)反應(yīng) 生成含A的化合物F。 寫出生成D和F的化學(xué)反應(yīng)方程式：。 要將純堿高溫熔化,下列坩堝中不可選用的是 （ ） A.普通玻璃坩堝 B.石英玻璃坩堝 C.氧化鋁坩堝 D.鐵坩堝52（4）100 g C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11.2 L,100 g混合物 中石灰石的質(zhì)量分數(shù)是 。解析 （1）A的單質(zhì)可作半導(dǎo)體材料，可知A為Si，位于A族,與之同族且相

30、對原子質(zhì)量較小的是碳元素，二者共同點是最外層均有4個電子。（2）C為SiO2，易與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和H2O。（3）SiO2與純堿高溫反應(yīng)生成Na2SiO3（D）和CO2（E）。53（4）不論CaCO3過量與否，生成CO2由CaCO3決定，由關(guān)系式CaCO3CO2得： 解得m(CaCO3)=50 g混合物中石灰石的質(zhì)量分數(shù)為 =50%。答案 （1） A 最外層均有4個電子（2）氫氟酸 SiO2+4HF SiF4+2H2O（3）SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2， Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3 ABC (4)50%549.在下圖所示的物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化關(guān)系

31、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。55（1）寫出各物質(zhì)的化學(xué)式：A 、B 、C 、D 、E 、F 。（2）B與a溶液反應(yīng)的離子方程式是 。（3）A與a溶液反應(yīng)的離子方程式是 。解析 本題“突破口”是C中加入過量HCl產(chǎn)生不溶于鹽酸的白色沉淀，推知E可能是硅酸。A可能是Si，代入題目驗證，B為SiO2，能與Si和SiO2反應(yīng)的溶液可能為HF溶液或NaOH溶液，結(jié)合題目知a溶液為NaOH溶液，C為Na2SiO3,D為H2O，F(xiàn)為H2。答案 （1）Si SiO2 Na2SiO3 H2O H2SiO3 H2（2）SiO2+2OH- SiO +H2O（3）Si+2OH-+H

32、2O SiO +2H256一、選擇題（本題包括12小題，每題5分，共60分）1.(2009廣東理基，22)下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物 的說法正確的是 （ ） 硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素 水泥、 玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 高純度的硅 單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維 陶瓷是人類應(yīng)用 很早的硅酸鹽材料 A. B. C. D. 解析 硅元素在地殼中的含量僅次于氧，排第二 位，是構(gòu)成巖石和礦物的基本元素;水晶的主要成 分為SiO2，錯;制作光導(dǎo)纖維的原料是石英，而 不是高純硅，錯。定時檢測C572.(2009重慶理綜，6)材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對 應(yīng)關(guān)系錯誤的是 （ ） 解析 金剛石是一種碳單質(zhì)，所

33、以A項錯。A583.(2009全國理綜,7)將15 mL 2 mol/L Na2CO3溶液 逐滴加入到40 mL 0.5 mol/L MCln鹽溶液中，恰好 將溶液中的Mn+離子完全沉淀為碳酸鹽，則MCln 中n值是 （ ） A.4B.3C.2D.1 解析 含有Mn+碳酸鹽的化學(xué)式為M2(CO3)n, 即2Mn+ nCO 2 n 40 mL0.5 mol/L 15 mL2 mol/L 解得n=3。B594.（2008上海，22改編）在石灰窯中燒制生石灰， 1 mol CaCO3完全分解所需要的能量，可燃燒 0.453 mol碳來提供。設(shè)空氣中O2體積分數(shù)為0.21, N2為0.79, 則石灰窯

34、產(chǎn)生的氣體中CO2的體積分數(shù) 可能是 ( ) A.0.50B.0.46C.0.49D.0.52 60解析 由反應(yīng)CaCO3 CaO+CO2、C+O2CO2，若0.453 mol C與空氣中的氧氣恰好完全反應(yīng)生成0.453 mol CO2,其與1 mol CaCO3分解生成的CO2的和為1.453 mol，空氣中的N2的物質(zhì)的量為n（N2）= 0.79=1.7 mol,CO2的體積分數(shù)為 =0.46,因此CO2的體積分數(shù)應(yīng)小于或等于0.46。答案 B615.(2008全國理綜,8)對于A族元素，下列敘述中 不正確的是 （ ） A.SiO2和CO2中，Si和O、C和O之間都是共價鍵 B.C、Si和

35、Ge的最外層電子數(shù)都是4，次外層電子 數(shù)都是8 C.CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定條件下都 能和氧化鈣反應(yīng) D.該族元素的主要化合價是+4和+2 解析 C的原子序數(shù)為6，最外層電子數(shù)是4，次外 層電子數(shù)為2，所以B不正確；CO2和SiO2都是共 價化合物、酸性氧化物，因此A、C正確；第A 族元素的主要化合價為+4價和+2價，D正確。B626.（2008北京理綜，12）工業(yè)上制備純硅反應(yīng)的熱 化學(xué)方程式如下： SiCl4（g）+2H2（g） Si（s）+4HCl（g） H=+Q kJ/mol（Q0） 某溫度、壓強下，將一定量反應(yīng)物通入密閉容器 進行以上反應(yīng)（此條件下為可逆反應(yīng)），下列敘

36、述正確的是 （ ）63A.反應(yīng)過程中，若增大壓強能提高SiCl4的轉(zhuǎn)化率B.若反應(yīng)開始時SiCl4為1 mol，則達到平衡時，吸 收熱量為Q kJC.反應(yīng)至4 min時，若HCl濃度為0.12 mol/L,則H2的 反應(yīng)速率為0.03 mol/（Lmin）D.當反應(yīng)吸收熱量為0.025Q kJ時，生成的HCl通入 100 mL 1 mol/L的NaOH溶液中恰好反應(yīng)64解析 因反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，所以加壓會減小SiCl4的轉(zhuǎn)化率，A錯；因反應(yīng)為可逆反應(yīng)，SiCl4不可能反應(yīng)1 mol，故達平衡時吸收熱量應(yīng)小于QkJ，B錯；列式計算v（HCl）=0.03 mol/（Lmin），v（H2）=

37、 v（HCl）=0.015mol/Lmin-1，C錯誤；據(jù)熱化學(xué)方程式比例關(guān)系計算，吸收0.025Q kJ能量，則有0.1 mol HCl生成，可中和0.1 mol NaOH，D正確。答案 D657.下列說法不正確的是 ( ) 將CO2通入溶有足量氨的BaCl2溶液中，無白色 沉淀生成 將鹽酸、KSCN溶液和Fe(NO3)2溶液 三種溶液混合，混合溶液顯紅色 向某溶液中 滴入鹽酸酸化的BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，證明 溶液中一定含有SO 將兩小塊質(zhì)量相等的 金屬鈉，一塊直接投入水中,另一塊用鋁箔包住, 在鋁箔上刺些小孔，然后按入水中，兩者放出的 氫氣質(zhì)量相等 A.只有B. C.D.66解析 中

38、的反應(yīng)有2NH3+H2O+CO2 （NH4）2CO3，（NH4）2CO3+BaCl2 BaCO3+2NH4Cl，故不正確；可能會生成AgCl白色沉淀，有Ag+的干擾，故不正確；中2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2,用鋁箔包住的鈉塊產(chǎn)生的氫氣多，故不正確。答案 C678.金屬鎂在二氧化碳中燃燒生成MgO和C，將一定 量金屬鎂在含二氧化碳、氧氣的混合氣體中燃燒 后得到的固體，加入足量鹽酸中，充分反應(yīng)后， 將溶液蒸干，然后隔絕空氣灼燒，得到的固體成 分可能是 ( ) A.MgO和Mg(OH)2B.MgO C.MgCl2和C D.Mg(OH)268解析 發(fā)生的反應(yīng)依次為：2Mg+O2

39、2MgO、2Mg+CO2 2MgO+C、C+O2 CO2、MgO+2HCl MgCl2+H2O、MgCl2+2H2 O Mg(OH)2+2HCl,加熱使得HCl揮發(fā)逸出,促進MgCl2的水解生成Mg(OH)2，Mg(OH)2 MgO+H2O，故最終得到的固體成分可能是MgO和C，或是MgO。答案 B699.白云石化學(xué)式為CaCO3xMgCO3。以它為原料，可制 取耐火材料MgO等。稱取27.6 g白云石樣品，高溫 加熱到質(zhì)量不再變化，收集到CO2的體積為6.72 L （標準狀況）。下列說法正確的是 ( ) A.x=3 B.x=2 C.該樣品高溫條件下充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量 是14.4 g D

40、.該樣品高溫條件下充分反應(yīng)后剩余固體中MgO 的質(zhì)量是4.0 g70解析 CaCO3xMgCO3 CaO+xMgO+(x+1)CO2 (100+84x) g (x+1) mol 27.6 g 0.3 mol所以x=1剩余固體的質(zhì)量為27.6 g-0.3 mol44 g/mol=14.4 g。答案 C7110.現(xiàn)有下列五個轉(zhuǎn)化，其中不可能通過一步反應(yīng)實 現(xiàn)的是 （ ） SiO2Na2SiO3 CuSO4CuCl2 SiO2H2SiO3 CuOCu(OH)2 Na2O2NaOH A. B. C. D. 解析 SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O, CuSO4+BaCl2 BaSO4+CuC

41、l2, 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2,SiO2和CuO 均不溶于水，因此SiO2、CuO不可能通過一步反 應(yīng)分別生成H2SiO3、Cu(OH)2。B7211.下列離子方程式書寫正確的是 ( ) A.往NaOH溶液中通入少量CO2: CO2+OH- HCO B.單質(zhì)Si與氫氟酸反應(yīng): Si+4HF H2+SiF4 C.石英砂與燒堿反應(yīng)制水玻璃: SiO2+2OH- SiO +H2O D.往水玻璃中通入二氧化碳: Na2SiO3+H2O+CO2 H2SiO3+2Na+COC7312.漢代器物上的顏料“漢紫” 至今尚沒有發(fā)現(xiàn)其自然存 在的記載。20世紀80年代科學(xué)家進行超導(dǎo)材料研究 時，

42、偶然發(fā)現(xiàn)其成分為紫色的硅酸銅鋇（化學(xué)式： BaCuSi2Ox，Cu為+2價），下列有關(guān)“漢紫”的說法 中不正確的是 （ ） A.用鹽的形式表示：BaSiO3CuSiO3 B.用氧化物形式表示：BaOCuO2SiO2 C.易溶于強酸、強堿 D.性質(zhì)穩(wěn)定，不易褪色74解析 “漢紫”能穩(wěn)定存在至今，說明其性質(zhì)穩(wěn)定，不易褪色，不易與酸、堿反應(yīng)；“漢紫”中Ba為+2價，Cu為+2價，Si為+4價，則x=6。答案 C75二、非選擇題（本題包括4小題，共40分）13.(14分)（2009全國理綜,29）已知周期表中， 元素Q、R、W、Y與元素X相鄰。Y的最高化合 價氧化物的水化物是強酸?；卮鹣铝袉栴}： （1

43、）W與Q可以形成一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料。W 的氯化物分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，W的氧化物的晶 體類型是 ； （2）Q的具有相同化合價且可以相互轉(zhuǎn)變的氧化 物是 ; （3）R和Y形成的二元化合物中，R呈現(xiàn)最高化合 價的化合物的化學(xué)式是 ；76（4）這5種元素的氫化物分子中，立體結(jié)構(gòu)類型相同的氫化物的沸點從高到低排列次序是（填化學(xué)式） ，其原因是 。電子總數(shù)相同的氫化物的化學(xué)式和立體結(jié)構(gòu)分別是 ;77(5)W和Q所形成的結(jié)構(gòu)陶瓷材料的一種合成方法如下：W的氯化物與Q的氫化物加熱反應(yīng)，生成化合物W(QH2)4和HCl氣體；W(QH2)4在高溫下分解生成Q的氫化物和該陶瓷材料。上述相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式（各物質(zhì)

44、用化學(xué)式表示）是。78解析 （1）由W與Q可形成一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料且W的氯化物分子為正四面體結(jié)構(gòu)知W為Si，其氧化物SiO2為原子晶體。（2）與Si可形成高溫結(jié)構(gòu)陶瓷且相同化合價的氧化物可相互轉(zhuǎn)變的元素Q為N，其氧化物是NO2和N2O4。（3）由Y的最高價氧化物的水化物是強酸及5種元素在周期表中的位置關(guān)系知Y為S元素，X為P，R為As，R和Y形成的二元化合物中，R呈現(xiàn)最高化合價的化合物的化學(xué)式為As2S5。79（4）5種元素分別形成的氫化物為：AsH3、PH3、NH3、SiH4、H2S，立體結(jié)構(gòu)相同的氫化物為NH3、PH3、AsH3，由于NH3分子間存在氫鍵，故NH3沸點最高，對于組成和結(jié)構(gòu)

45、相似的一類物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，沸點越高，故AsH3的沸點高于PH3。電子總數(shù)相同的氫化物是SiH4、PH3、H2S,其立體結(jié)構(gòu)分別是正四面體、三角錐、V形。(5)由上述已知W為Si、Q為N，故SiCl4與NH3的反應(yīng)方程式為:SiCl4+4NH3 Si(NH2)4+4HCl,Si(NH2)4分解生成Si3N4的化學(xué)方程式為：3Si(NH2)4Si3N4+8NH3。80答案 （1）原子晶體 （2）NO2和N2O4（3）As2S5（4）NH3、AsH3、PH3 NH3分子間存在氫鍵，故沸點最高，相對分子質(zhì)量AsH3大于PH3，所以分子間作用力AsH3大于PH3，故AsH3沸點高于PH3SiH4

46、正四面體，PH3三角錐，H2S角形（V形）（5）SiCl4+4NH3 Si(NH2)4+4HCl、3Si(NH2)4 Si3N4+8NH38114.(8分)（2008廣東，23）硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用 范圍很廣。請回答下列問題： （1）制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯 甲硅烷（SiHCl3）還原法是當前制備高純硅的主 要方法，生產(chǎn)過程示意圖如下：82寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式 。整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式 ；H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是 。83（2）下列有關(guān)硅材料的說法正確的是 （填字母）。A.碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)耐高溫水泥B.氮化硅硬度大、熔點高，可用于制作高溫陶瓷 和軸承C.高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料 光導(dǎo)纖維D.普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的， 其熔點很高E.鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單 晶硅84（3）硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫出實驗現(xiàn)象并給予解釋 。解析 （1）根據(jù)原子