碳硅及其化合物講義

碳族元素Ⅰ.課標(biāo)規(guī)定通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解硅及其化合物的重要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)其在信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。Ⅱ.考綱規(guī)定1.理解單質(zhì)硅及其重要硅的化合物的重要性質(zhì)及應(yīng)用3.能綜合應(yīng)用硅及硅的化合物知識(shí)Ⅲ.教材精講1.本考點(diǎn)知識(shí)構(gòu)造2.碳族元素①碳族元素的特性：碳族元素原子最外層電子數(shù)為4，既不容易失去電子，又不容易得到電子，易形成共價(jià)鍵，難形成離子鍵。碳族元素形成的單質(zhì)在同周期中硬度最大，熔沸點(diǎn)最高(如金剛石、晶體硅)。②碳族元素的化合價(jià)：碳族元素的重要化合價(jià)有+2，+4，其中鉛+2價(jià)穩(wěn)定，其它元素+4價(jià)穩(wěn)定。③碳族元素的遞變規(guī)律：從上到下電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對(duì)最外層電子的吸引能力削弱，失電子的能力增強(qiáng)，從上到下由非金屬遞變?yōu)榻饘俚淖兓浅５湫?。其中碳是非金屬，錫、鉛是金屬，硅、鍺是半導(dǎo)體材料。④碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有游離態(tài)和化合態(tài)兩種；硅在地殼里無(wú)游離態(tài)，重要以含氧化合物的形式存在。⑤幾個(gè)同素異形體：碳：金剛石、石墨、C60、C70等；硅：晶體硅，無(wú)定形硅。3.碳在常溫下碳很穩(wěn)定，只在高溫下能發(fā)生反映，普通體現(xiàn)為還原性。①燃燒反映②與某些氧化物的反映：C＋CO22CO；C＋2CuOCO2↑＋2Cu；C＋H2OCO＋H2O（CO、H2的混合氣體叫水煤氣）；2C+SiO2Si+2CO↑③與氧化性酸反映：C＋2H2SO4（濃）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；C＋4HNO3（濃）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O不溶于水，有毒(CO和血紅蛋白結(jié)合，使血紅蛋白無(wú)法和O2結(jié)合，而使細(xì)胞缺氧引發(fā)中毒)，但由于CO無(wú)色無(wú)味因此含有更大的危險(xiǎn)性。①可燃性②還原性：CO+CuOCO2＋Cu，CO+H2O(g)CO2+H2O直線型（O＝C＝O）非極性分子，無(wú)色能溶于水，密度不不大于空氣，可傾倒，易液化。固態(tài)CO2俗稱干冰，能升華，慣用于人工降雨。實(shí)驗(yàn)室制法：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O。①酸性氧化物一—酸酐Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O(用于檢查CO2)②氧化性：CO2＋C2CO；2Mg＋CO22MgO＋C6.碳酸鹽①溶解性：Ca(HCO3)2>CaCO3；Na2CO3>NaHCO3。②熱穩(wěn)定性：Na2CO3>CaCO3；堿金屬正鹽>堿金屬酸式鹽:Na2CO3>NaHCO3。③互相轉(zhuǎn)化：碳酸正鹽碳酸酸式鹽(除雜用)7.硅①硅在地殼中只有化合態(tài)，沒(méi)有游離態(tài)。其含量在地殼中居第二，僅次于氧，是構(gòu)成礦物和巖石的重要成分。②晶體硅是灰黑色，有金屬光澤，硬而脆的固體，是半導(dǎo)體，含有較高的硬度和熔點(diǎn)。③硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下，只能與氟氣、氫氟酸及強(qiáng)堿溶液反映:Si+2F2＝SiF4、Si+4HF＝SiF4+2H2↑、Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑；在加熱條件下，能與氧氣、氯氣等少數(shù)非金屬單質(zhì)化合：Si＋O2SiO2。④制備：在電爐里用碳還原二氧化硅先制得粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑，將制得的粗硅，再與C12反映后，蒸餾出SiCl4，然后用H2還原SiCl4可得到純硅。有關(guān)的反映為：Si十2C12SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl。⑤硅在高新技術(shù)中的應(yīng)用：高純硅可作半導(dǎo)體材料，晶體硅還可做光電轉(zhuǎn)換材料及制作DNA芯片為代表的生物工程芯片。①SiO2為原子晶體，是一種堅(jiān)硬難熔的固體，硬度、熔點(diǎn)都很高。而CO2普通狀況下是氣體，固體熔點(diǎn)很低。其差別在于晶體類型不同。CO2是分子晶體，故熔點(diǎn)很低。②二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，不能跟酸(氫氟酸除外)發(fā)生反映。由于它是一種酸性氧化物，因此能跟堿性氧化物或強(qiáng)堿反映。SiO2+CaOCaSiO3、SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O(堿溶液不能在使用磨口玻璃塞的試劑瓶中)③二氧化硅是一種特殊的酸性氧化物。a．酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅卻不能直接跟水化合，它的對(duì)應(yīng)水化物(硅酸)只能用對(duì)應(yīng)的可溶性硅酸鹽跟鹽酸作用制得：首先讓SiO2和NaOH（或Na2CO3）在熔化條件下反映生成對(duì)應(yīng)的硅酸鈉：SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O，SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2，然后用酸與硅酸鈉作用制得硅酸：Na2SiO3+2HCl===H2SiO3+2NaCl。b．酸性氧化物普通不跟酸作用，但二氧化硅卻能跟氫氟酸起反映：SiO2+4HF＝SiF4+2H2O(氫氟酸不能盛放在玻璃容器中)。④光導(dǎo)纖維：從高純度的SiO2或石英玻璃熔融體中，拉出的直徑約100μm的細(xì)絲，稱為石英玻璃纖維，這種纖維稱為光導(dǎo)纖維。光纖通信是一種新技術(shù)，它將光信號(hào)在光導(dǎo)纖維中進(jìn)行全反射傳輸，取代了電信號(hào)在銅線中的傳輸，達(dá)成兩地通信的目的。光纖通信優(yōu)點(diǎn)：信息傳輸量大，每根光纜可同時(shí)通過(guò)10億路電話；原料來(lái)源廣；質(zhì)量輕，每千米27克；不怕腐蝕，鋪設(shè)方便；抗電磁干擾，保密性好。⑤石英、水晶及其壓電效應(yīng)石英的重要成分是SiO2,可用來(lái)制造石英玻璃。石英晶體中有時(shí)含有其它元素的化合物,它們以溶解狀態(tài)存在于石英中,呈多個(gè)顏色。。純凈的SiO2晶體叫做水晶,它是六方柱狀的透明晶體,是較貴重的寶石。水晶或石英在受壓時(shí)能產(chǎn)生一定的電場(chǎng),這種現(xiàn)象被稱為“壓電效應(yīng)”。后來(lái)這種“壓電效應(yīng)”被應(yīng)用在電子工業(yè)及鐘表工業(yè)和超聲技術(shù)上。。9．硅酸和硅膠①硅酸：硅酸有多個(gè)形式，如H4SiO4、H2SiO3、H2Si2O5等。普通用通式xSiO2·yH2O表達(dá)，由于“H2SiO3”分子式最簡(jiǎn)樸，習(xí)慣采用H2SiO3②硅酸酸性比碳酸還弱，由下列反映可證明：Na2SiO3+CO2+H2O＝H2SiO3↓+Na2CO3③硅膠：剛制得的硅酸是單個(gè)小分子，能溶于水，在寄存過(guò)程中，它會(huì)逐步失水聚合，形成多個(gè)多硅酸，接著就形成不溶于水，但又暫不從水中沉淀出來(lái)的“硅溶膠”。如果向硅溶膠中加入電解質(zhì)，則它會(huì)失水轉(zhuǎn)為“硅凝膠”。把硅凝膠烘干可得到“硅膠”。烘干的硅膠是一種多孔性物質(zhì)，含有良好的吸水性。并且吸水后還能烘干重復(fù)使用，因此在實(shí)驗(yàn)室中常把硅膠作為作為干燥劑。10.硅及其化合物的“反常”①Si的還原性不不大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑②非金屬單質(zhì)跟堿液作用普通無(wú)H2放出，但Si卻放出H2：Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑③非金屬單質(zhì)普通不跟非氧化性酸作用，但Si能與HF作用：Si+4HF＝SiF4+2H2↑④非金屬單質(zhì)大多為非導(dǎo)體，但Si為半導(dǎo)體。⑤SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接將它與水作用制備H2SiO3。⑥酸性氧化物普通不與酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2+4HF＝SiF4+2H2O⑦無(wú)機(jī)酸普通易溶于水，但H2SiO3難溶于水。⑧因H2CO3的酸性不不大于H2SiO3，因此在Na2SiO3溶液中通人CO2能發(fā)生下列反映：Na2SiO3+CO2+H2O＝H2SiO3↓+Na2CO3，但在高溫下SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑也能發(fā)生。⑨Na2SiO3的水溶液稱水玻璃，但它與玻璃的成分大不相似，硅酸鈉水溶液(即水玻璃)稱泡花堿，但它卻是鹽的溶液，并不是堿溶液。11.硅酸鹽①硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的重要成分，其構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)成可用氧化物的形式表達(dá)。例如：硅酸鈉Na2SiO3(Na2O·SiO2)；鎂橄欖石Mg2SiO4(2MgO·SiO2)；高嶺石Al2(Si2O5)(OH)4(A12O3·2SiO2·2H2O)②云母、滑石、石棉、高嶺石等，它們都屬于天然的硅酸鹽。③人造硅酸鹽：重要有玻璃、水泥、多個(gè)陶瓷、磚瓦、耐火磚、水玻璃以及某些分子篩等。④硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，難溶于水，有很廣泛的用途。最簡(jiǎn)樸硅酸鹽是硅酸鈉，其水溶液俗稱水玻璃，是一種礦物膠，可作粘合劑，防腐劑。12.水泥、玻璃、陶瓷①普通水泥的重要成分是硅酸三鈣（3CaO·SiO2）、硅酸二鈣（2CaO·SiO2）和鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3），水泥含有水硬性，水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。②制玻璃的重要原料是純堿、石灰石和石英，重要反映是：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，玻璃是無(wú)固定熔點(diǎn)的混合物。加入氧化鈷后的玻璃呈藍(lán)色，加入氧化亞銅后的玻璃呈紅色，普通玻璃普通呈淡綠色，這是由于原料中混有二價(jià)鐵的緣故。③制造陶瓷的重要原料是黏土，黏土的重要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O。13.無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料包含除傳統(tǒng)陶瓷外的多個(gè)性能優(yōu)秀的精細(xì)陶瓷：耐高溫的二氧化鋯（ZrO2）陶瓷、高熔點(diǎn)的氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）陶瓷；透明的氧化鋁、砷化鎵（GaAs）、硫化鋅（ZnS）、硒化鋅（ZnSe）、氟化鎂（MgF2）、氟化鈣（CaF2）等氧化物或非氧化物陶瓷；生物陶瓷；超細(xì)微粉體粒子制造的納米陶瓷等。Ⅳ.典型例題例1、（06全國(guó)理綜)在呼吸面具和潛水艇中可用過(guò)氧化鈉作為供氧劑。請(qǐng)選用適宜的化學(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)用品，用圖中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明過(guò)氧化鈉可作供氧劑。=1\*GB2⑴A是制取C02的裝置。寫出A中發(fā)生反映的化學(xué)方程式：________________。儀器加入試劑加入該試劑的目的B飽和NaHC03溶液CD=2\*GB2⑵填寫表中空格：=3\*GB2⑶寫出過(guò)氧化鈉與二氧化碳反映的化學(xué)方程式：______________________。=4\*GB2⑷試管F中收集滿氣體后，下一步實(shí)驗(yàn)操作是：______________________?！窘馕觥棵}意圖就是驗(yàn)證過(guò)氧化鈉與水或二氧化碳的反映及對(duì)供氧劑信息的理解認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)儀器中的A是二氧化碳發(fā)生裝置，B、D是除雜裝置，C是反映裝置，E是收集裝置。本實(shí)驗(yàn)可能存在的雜質(zhì)氣體有：制取二氧化碳的是HCl和水，但由于過(guò)氧化鈉與二氧化碳和水都能反映產(chǎn)生氧氣，故水不必除去。答案：=1\*GB2⑴CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑=2\*GB2⑵B飽和NaHCO3除CO2中的HClCNa2O2粉末反映物DNaOH溶液除去未反映的CO2=3\*GB2⑶2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2=4\*GB2⑷把E中的導(dǎo)管移出水面，關(guān)閉分液漏斗活塞，用姆指堵住試管口，取出試管，立刻把帶火星的木條伸入試管口內(nèi)，木條復(fù)燃，證明試管中收集的氣體是氧氣?！军c(diǎn)評(píng)】本題涉及CO2實(shí)驗(yàn)室制法，實(shí)驗(yàn)室用碳酸鈣和鹽酸反映指取CO2所得氣體中，由于鹽酸含有揮發(fā)性，所制備氣體中含有氯化氫氣體和水蒸汽，氯化氫氣體也會(huì)與過(guò)氧化鈉反映，因此需要用飽和碳酸鈉溶液進(jìn)行洗氣，以除去HCl氣體，水蒸汽和CO2氣體都會(huì)與過(guò)氧化鈉反映生成氧氣，因此不必除去水蒸汽，緊接著，讓含有少量水蒸汽的CO2氣體通過(guò)過(guò)氧化鈉（過(guò)氧化鈉是粉末狀物質(zhì)，為了避免被氣體吃入導(dǎo)氣管，最佳是用石棉絨包住過(guò)氧化鈉）進(jìn)行反映，然后用氫氧化鈉除去位反映的CO2，最后用排水法收集氧氣，進(jìn)行檢查。不難看出題目涉及知識(shí)點(diǎn)都來(lái)自課本中的主干知識(shí)，規(guī)定學(xué)生一定要重視課本。例2、我國(guó)科學(xué)家合成出世界上最細(xì)的碳納米管，直徑僅有，它的直徑與C36分子直徑相稱，十分靠近理論極限值，這項(xiàng)成果獲取國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。已知C36是由正五邊形和正六邊形構(gòu)成的足球狀分子，在多面體中，棱邊數(shù)=頂點(diǎn)數(shù)+面數(shù)－2。根據(jù)以上信息，下列有關(guān)推斷不對(duì)的的是 （） A．碳納米管與金剛石互為同素異形體B．碳納米管屬于高分子化合物 C．每個(gè)C36分子中有18個(gè)雙鍵D．C36分子中有12個(gè)正五邊形，8個(gè)正六邊形構(gòu)成【解析】由題意不難看出，碳納米管與金剛石都是由碳元素構(gòu)成的不同的單質(zhì)，因此A對(duì)的；碳納米管是單質(zhì)，而不是化合物，B顯然是錯(cuò)誤的。至于C、D答案對(duì)的與否需要進(jìn)行以下的計(jì)算分析：設(shè)：C36中正五邊形和正六邊形的個(gè)數(shù)分別為x、y個(gè)根據(jù)一種棱邊為兩個(gè)面（正五邊形或正六邊形）所共用，一種面上的頂點(diǎn)C原子與相鄰C原子通過(guò)C—C鍵或C=C鍵形成三個(gè)棱邊，考慮一種棱邊（C—C鍵或C=C鍵）為兩個(gè)C原子共用，結(jié)合題設(shè)信息可得以下方程式：x=12y=8x=12y=81/2×(5x+6y)=1/2×（3×36）而雙鍵數(shù)應(yīng)按全部碳原子最多可形成的C—C鍵數(shù)減去邊數(shù)為：1/2×（4×36）—1/2×（3×36）=18因此C、D答案對(duì)的。答案：B【點(diǎn)評(píng)】運(yùn)用不停發(fā)現(xiàn)的新材料，而作為高考命題新的生長(zhǎng)點(diǎn)，這是近幾年化學(xué)高考的一種值得關(guān)注的動(dòng)向。萬(wàn)變不離其宗，其實(shí)本問(wèn)題的解決尚有賴于晶體計(jì)算中的分?jǐn)偹枷牒妥闱蚍肿訕?gòu)造的直觀想象，同時(shí)也足以闡明數(shù)學(xué)工具在化學(xué)分子構(gòu)造分析中的重要作用。例3．據(jù)報(bào)導(dǎo)我國(guó)科學(xué)家近年來(lái)研制出一種新型“持續(xù)纖維增韌”航空材料，其重要成分是由碳化硅（構(gòu)造類似于金剛石）、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成。下列有關(guān)敘述不對(duì)的的是A．它耐高溫抗氧化B．它比鋼鐵輕、硬，但質(zhì)地較脆C．它沒(méi)有固定熔點(diǎn)D．它是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料【解析】此航空材料是碳化硅、陶瓷和碳纖維等無(wú)機(jī)非金屬材料復(fù)合而成，是混合物，故沒(méi)有固定熔點(diǎn)。同時(shí)它也糅合了碳化硅、陶瓷和碳纖維各自的優(yōu)良性能，耐高溫、抗腐蝕、抗氧化、堅(jiān)硬、輕巧、有良好的韌性等。碳化硅、陶瓷、碳纖維均屬于無(wú)機(jī)非金屬材料。答案：B【點(diǎn)評(píng)】對(duì)醒目的字句進(jìn)行字斟酢句的分析、加工、聯(lián)想是新信息問(wèn)題解決的核心。Ⅴ.跟蹤訓(xùn)練一、選擇題（下列各題均只有一種合理答案，請(qǐng)將合理答案的序號(hào)填在第Ⅱ卷題首的答案欄內(nèi)，填在其它地方無(wú)效）1、（06上海）下列不符合當(dāng)今化學(xué)研究方向的是A．發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)B．合成新材料C．研究化學(xué)反映的微觀過(guò)程D．研究化學(xué)反映中原子守恒關(guān)系2．人類使用材料的增多和變化，標(biāo)志著人類文明的進(jìn)步，下列材料與化學(xué)制備無(wú)關(guān)的是（）A．石器B．青銅器C．鐵器D．高分子材料3．下列說(shuō)法中，對(duì)的的是（）A．二氧化硅溶于水顯酸性B．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸高溫C．水玻璃露置空氣中發(fā)生反映：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓，因此碳酸酸性比硅酸酸性強(qiáng)高溫D．高溫時(shí)純堿和石英發(fā)生反映：Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑，因此硅酸酸性比碳酸酸性強(qiáng)4．我國(guó)科學(xué)家在“納米材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”里成功研制出了3mm長(zhǎng)的碳納米管，長(zhǎng)度居世界之首。這種碳纖維強(qiáng)度高、剛度大、密度小、熔點(diǎn)高、化學(xué)穩(wěn)定性好，因而被稱為“超級(jí)纖維”。下列對(duì)此碳納米管的說(shuō)法中不對(duì)的的是A．它是制造飛機(jī)的抱負(fù)材料B．它與石墨互為同素異形體C．這種碳納米管中含有非極性共價(jià)鍵D．碳纖維復(fù)合材料為高分子化合物5．金屬陶瓷是一種應(yīng)用于高科技的復(fù)合材料，合成辦法是將陶瓷（重要成分：Al2O3、ZrO2等耐高溫材料）和粘結(jié)金屬（重要是Cr、Mo、W、Ti等高熔點(diǎn)金屬）研磨混勻成型后，高溫?zé)Y(jié)使金屬仍然以單質(zhì)的形式存在于金屬陶瓷之中，據(jù)此判斷合成工藝必須A.在氧氣中合成 B.在HCl氛圍中合成 C.在氮?dú)夥諊泻铣? D.在空氣中合成二、選擇題（下列各題都有2個(gè)答案，請(qǐng)將合理答案的序號(hào)填在第Ⅱ卷題首的答案欄內(nèi)，填在其它地方無(wú)效）6．下列所列各物質(zhì)的用途中，對(duì)的的是()A.含氧化亞銅的紅色玻璃片：制夏天用的變色眼鏡B.硅膠：干燥劑、吸附劑、催化劑載體C.石英：光導(dǎo)纖維 D.硅酸：粘合劑、耐火材料7．硅酸銅鋇是當(dāng)今用最新科學(xué)技術(shù)才干合成的一種物質(zhì)。然而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，我國(guó)秦朝兵馬俑用的一種顏料竟是硅酸銅鋇。下列有關(guān)硅酸銅鋇的學(xué)說(shuō)對(duì)的的是（）A．易溶于水B．難溶于水C．既屬于硅酸鹽，也屬于復(fù)鹽 D．屬于無(wú)機(jī)高分子材料8．科學(xué)家在高壓下成功地將CO2轉(zhuǎn)化為含有類似SiO2構(gòu)造的晶體，下列有關(guān)CO2的原子晶體的說(shuō)法對(duì)的的是A．CO2的分子晶體轉(zhuǎn)化為原子晶體是化學(xué)變化B．CO2的原子晶體和分子晶體事實(shí)上是同種物質(zhì)C．CO2的原子晶體和分子晶體含有相似的物理性質(zhì)D．在CO2的原子晶體中，每一種C原子周邊結(jié)合4個(gè)O原子9．科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，這重要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程中含有重要的作用。下列有關(guān)硅的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．硅原子既不易失去電子又不易得到電子，重要形成四價(jià)的化合物。B．高純度的硅被廣泛用于制作計(jì)算機(jī)芯片C．自然界中存在貯量豐富的單質(zhì)硅D．晶體硅的熔點(diǎn)比構(gòu)造相似的碳化硅晶體的熔點(diǎn)要高10、“耐高溫長(zhǎng)壽命抗氧化陶瓷復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)”獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。該復(fù)合材料的強(qiáng)度比鋼還大，在航空航天器中用來(lái)替代金屬材料，可節(jié)省20~30%的燃料。下列有關(guān)該材料的敘述中不對(duì)的的是（）A．該材料屬于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料B．該材料的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定C．與金屬同樣有較好的傳熱性能D．能夠替代金屬做耐高溫構(gòu)造材料11．下列表述不對(duì)的的是（） A人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級(jí)耐火材料，重要成分是二氧化硅 B化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反映物進(jìn)行無(wú)溶劑合成，瑪瑙的重要成分是硅酸鹽 C提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料 D太陽(yáng)能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有助于環(huán)保、節(jié)能角氧12．原硅酸的構(gòu)造為，若去掉氫原子后的剩余部分即SiO44-為原硅酸根，其構(gòu)型為正四周體（如圖），稱為“硅氧四周體”。四周體角頂上的氧原子叫“角氧”。有關(guān)敘述不對(duì)的的是（）角氧A．兩分子原硅酸脫去一分子水得到的H6Si2O7分子中有6個(gè)Si—O鍵 B．兩個(gè)硅氧四周體，彼此共用一種角氧相連后，形成的Si2O76－離子中各個(gè)鍵角不一定為109o28′ C．3個(gè)硅氧四周體彼此用2個(gè)角氧相連后，形成的Si3O96－離子一定呈鏈狀 D．n個(gè)硅氧四周體彼此用四個(gè)角氧連接后的晶體是二氧化硅13、下列反映化學(xué)方程式表達(dá)不對(duì)的的是A.黃鐵礦煅燒：2FeS2+5O2FeO+4SO2B.石英與石灰石共熔：SiO2+CaOCaSiO3C.氨的催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2OD.氯氣與石灰乳反映：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O三、本題有2個(gè)小題14．為比較HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，某同窗設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，想通過(guò)一次實(shí)驗(yàn)達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?qǐng)你協(xié)助完畢實(shí)驗(yàn)。AB可供選擇的試劑有：稀鹽酸、濃鹽酸、稀硫酸、濃硫酸、碳酸鈉粉末、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉粉末、碳酸氫鈉溶液、硅酸鈉粉末、硅酸鈉溶液。請(qǐng)根據(jù)此實(shí)驗(yàn)填空：AB⑴錐形瓶?jī)?nèi)所裝某試劑是__________，分液漏斗中所盛試劑是__________。⑵裝置B中所盛的試劑是___________，出現(xiàn)的現(xiàn)象是，B中發(fā)生的化學(xué)反映方程式為________________________________。⑶實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，有人提出該實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)密，你的見解如何請(qǐng)說(shuō)出理由或改善意見。15、（06天津理綜）晶體硅是一種重要的非金屬材料。制備純硅的重要環(huán)節(jié)以下：300℃300②粗硅與干燥HCl氣體反映制得SiCl3：Si＋3HClSiCl3＋Ｈ2③SiCl3與過(guò)量Ｈ2在1000～1100℃反映制得純硅已知SiCl3能與Ｈ2Ｏ強(qiáng)烈反映，在空氣中易自燃。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）第①步制備粗硅的化學(xué)反映方程式為。（2）粗硅與HCl反映完全后，經(jīng)冷凝得到的SiCl3（沸點(diǎn)33.0℃）中含有少量SiCl4（沸點(diǎn)57.6℃）和HCl（沸點(diǎn)－84.7℃），提純SiCl3采用的辦法為：。（3）用SiCl3與過(guò)量Ｈ2反映制備純硅的裝置以下（熱源及夾持裝置略去）：①裝置Ｂ中的試劑是，裝置Ｃ中的燒瓶需要加熱，其目的是：。②反映一段時(shí)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因素是，裝置Ｄ中發(fā)生反映的化學(xué)方程式為。③為確保制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的核心是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反映溫度以及。④為鑒定產(chǎn)品硅中與否含微量鐵單質(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(hào)）是ａ碘水 ｂ氯水 ｃＮａＯＨ溶液 ｄＫＳＣＮ溶液 ｅＮａ2ＳＯ3溶液四、本題有2個(gè)小題16、材料科學(xué)與近幾年來(lái)與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)研究的熱點(diǎn).某新型無(wú)機(jī)非金屬材料K由兩種非金屬元素構(gòu)成,它是一種超硬物質(zhì),含有耐磨耐腐蝕抗沖擊抗氧化的特性,它是以中學(xué)化學(xué)的常見物質(zhì)為原料來(lái)生產(chǎn)的,如圖虛線框外為其生產(chǎn)過(guò)程;線框內(nèi)的其它轉(zhuǎn)化是為探究C的構(gòu)成而設(shè),GH均為難溶于水的白色固體;圖中CMK均含有A元素,C物質(zhì)遇水強(qiáng)烈水解,能生成一種白色膠狀物質(zhì)F和E的酸霧,其它物質(zhì)均為中學(xué)化學(xué)常見的物質(zhì).試回答:單質(zhì)A單質(zhì)A單質(zhì)B化合物C化合物MA(NH2)4KEFGGHIF①Δ②過(guò)量NH3③隔絕空氣