硅及其化合物

第第頁硅及其化合物SiO2基礎(chǔ)知識(shí)：SiO2是硅最重要的化合物，占地殼質(zhì)量約12%，其存在形態(tài)有結(jié)晶型和無定型兩大類，統(tǒng)稱硅石。SiO2基本結(jié)構(gòu)單元為四面體結(jié)構(gòu)：Si與O按1:2的比例組成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。二．氧化硅和二氧化碳性質(zhì)比較物質(zhì)二氧化硅二氧化碳熔沸點(diǎn)、硬度、狀態(tài)很高、硬度大、固態(tài)低、硬度小、氣態(tài)化學(xué)性質(zhì)與水不反應(yīng)CO2+H2O=H2CO3與氫氟酸SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O用HF來腐蝕和雕刻玻璃。不反應(yīng)與堿溶液SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞，而不用玻璃塞。CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O與堿性氧化物SiO2+CaO=CaSiO3CO2+CaO=CaCO3異同點(diǎn)相同點(diǎn)都是酸性氧化物，都與堿或堿性氧化物反應(yīng)。不同點(diǎn)①CO2與水反應(yīng)生成H2CO3;SiO2不與水反應(yīng)；②SiO2溶于氫氟酸，CO2不與氫氟酸反應(yīng)；③SiO2須在高溫下與堿性氧化物反應(yīng)，而CO2可在常溫常壓下進(jìn)行。三．硅酸和碳酸的性質(zhì)比較物質(zhì)硅酸碳酸化學(xué)式H2SiO3H2CO3酸酐SiO2CO2制法硅酸膠體的制備：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓CO2+H2O=H2CO3顏色與狀態(tài)白色、固體無純態(tài)，只存在于水溶液中水溶性不溶于水只存在于水溶液中酸性比較H2CO3＞H2SiO3向硅酸鈉飽和溶液中通入二氧化碳，同樣可得到硅酸凝膠，說明硅酸是一種酸性比碳酸還弱的弱酸。四．硅單質(zhì)物性：①存在和形態(tài)：自然界中無游離態(tài)，主要以硅酸鹽和二氧化硅形式存在。②晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。③導(dǎo)電性：半導(dǎo)體材料，介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間。五．硅以及硅的化合物的用途物質(zhì)用途硅單質(zhì)半導(dǎo)體材料、光電池（計(jì)算器、人造衛(wèi)星、登月車、探測(cè)器）SiO2飾物、儀器、光導(dǎo)纖維、玻璃硅酸鈉礦物膠SiC砂紙、砂輪的磨料六．硅酸鹽硅酸鹽材料：水泥、玻璃、陶瓷、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等硅酸鹽組成的表示：如，Na2SiO3Na2O·SiO2Al2Si2O5(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2OKAlSi3O8K2O·Al2O3·6SiO2水泥普通玻璃原料石灰石、粘土純堿、石灰石、石英（SiO2）設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔爐反應(yīng)復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程N(yùn)a2CO3+SiO2=高溫=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=高溫=CaSiO3+CO2↑主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2O·CaO·6SiO2組成表示法金屬氧化物·SiO2·H2O特性水硬性（加石膏調(diào)節(jié)硬化速度）玻璃態(tài)物質(zhì)（在一定溫度范圍內(nèi)軟化）非晶體硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系綜合能力測(cè)試卷一．選擇題（共15小題）1．將足量CO2氣體通入水玻璃（Na2SiO3溶液）中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后所得的固體物質(zhì)是（）A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO22．在水玻璃中通入少量的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．Na2SiO3 B．Na2SiO3與Na2CO3C．SiO2與Na2CO3 D．SiO2、Na2SiO3及Na2CO33．石棉是一類價(jià)格低廉的硅酸鹽材料，但是有毒，能使人患肺癌．一種叫礦青石棉的化學(xué)式為：Na2Fe5Si8O22（OH）2正確的是（）A．該物質(zhì)中Fe元素的化合價(jià)為+2價(jià)，它屬于硅酸鹽B．該物質(zhì)的化學(xué)組成可表示為：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2OC．1mol該物質(zhì)能和18molHNO3反應(yīng)，也能與18mol鹽酸反應(yīng)D．這種石棉屬于新型無機(jī)非金屬材料4．青石棉（cricidolite）是世界衛(wèi)生組織確認(rèn)的一種致癌物質(zhì)，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學(xué)品之一，青石棉的化學(xué)式為：Na2Fe5Si8O22（OH）2，青石棉用稀硝酸溶液處理時(shí)，還原產(chǎn)物只有NO，下列說法正確的是（）A．青石棉是一種易燃品且易溶于水B．青石棉的化學(xué)組成用氧化物的形式可表示為：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2OC．1molNa2Fe5Si8O22（OH）2與足量的硝酸作用，至少需消耗6L3mol/LHNO3溶液D．1molNa2Fe5Si8O22（OH）2與足量氫氟酸作用，至少需消耗5.5L2mol/LHF溶液5．青石棉是一種致癌物質(zhì)，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學(xué)品之一，其化學(xué)式為Na2Fe5Si8O22（OH）2．青石棉用稀硝酸溶液處理時(shí)，還原產(chǎn)物只有NO，下列說法不正確的是（）A．青石棉是一種硅酸鹽材料B．青石棉中含有一定量的石英晶體C．青石棉的化學(xué)組成可表示為Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2OD．1mol青石棉能將含1molHNO3的稀硝酸還原6．古代器物上的顏料“漢紫”至今尚沒有發(fā)現(xiàn)其自然存在的記載．20世紀(jì)80年代科學(xué)家進(jìn)行超導(dǎo)材料研究時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)其成分為紫色的硅酸銅鋇（化學(xué)式：BaCuSi2O6其中Cu為+2價(jià)），下列有關(guān)“漢紫”的說法中不正確的是（）A．用鹽的形式表示：BaSiO3?CuSiO3B．用氧化物形式表示：BaO?CuO?2SiO2C．易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿D．性質(zhì)穩(wěn)定，不易褪色7．北京2008年奧運(yùn)會(huì)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．CaO?MgO?SiO2?H2O B．2CaO?5MgO?8SiO2?H2OC．2CaO?MgO?SiO2?2H2O D．5CaO?2MgO?8SiO2?H2O8．下列各組物質(zhì)依次滿足如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系的是（圖中箭頭表示一步轉(zhuǎn)化）（）abcd①SiSiO2H2SiO3Na2SiO3②AlAlCl3NaAlO2Al（OH）3③CuCuOCu（OH）2CuSO4④NaNaOHNa2CO3NaHCO3A．①② B．②③ C．③④ D．②④9．關(guān)于硅及其化合物的敘述中，正確的是（）A．硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以與NaOH溶液和氫氟酸反應(yīng)B．二氧化硅與石灰石反應(yīng)：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO↑C．用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO2+2CSi+2CO2↑D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO210．蛇紋石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3組成．現(xiàn)取一份蛇紋石試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，首先將其溶于過量的鹽酸，過濾后，得到沉淀X和濾液Y．下列敘述正確的是（）A．沉淀X的成分是SiO2、Fe2O3B．從蛇紋石組成看，其成分皆是堿性氧化物C．溶液Y中的陽離子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+D．在溶液Y中加入過量的氨水，過濾得到的沉淀的成分是Fe（OH）3和Mg（OH）211．化學(xué)家Seidel指出Si與NaOH溶液的反應(yīng)，首先是Si與OH﹣反應(yīng)，生成Si044﹣，然后Si044﹣迅速水解生成H4Si04，下列有關(guān)說法正確的是（）A．原硅酸鈉（Na4Si04）能迅速水解，且水解后呈堿性，故Na4Si04為弱電解質(zhì)B．石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均屬于硅酸鹽產(chǎn)品C．2HCl+Na2Si03═H2Si03↓+2NaCl說明Cl的非金屬性大于SiD．半導(dǎo)體工業(yè)所說的“從沙灘到家庭”是指：將二氧化硅制成晶體硅12．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．在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)活潑D．硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料13．下列有關(guān)硅酸鹽的說法錯(cuò)誤的是（）A．硅酸鹽的種類很多，結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，通常用二氧化硅和金屬氧化物的形式來表示其組成B．硅酸鹽巖石長期在水的侵蝕下，風(fēng)化為黏土，并且形成土壤膠體C．水玻璃長期暴露在空氣中會(huì)變質(zhì)這是因?yàn)樗Ａе饕l(fā)生了氧化還原反應(yīng)D．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的優(yōu)缺點(diǎn)，抗腐蝕耐高溫質(zhì)脆經(jīng)不起沖擊14．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．②③ C．①④ D．③④15．下列物品或設(shè)備：①水泥路橋；②門窗玻璃；③水晶鏡片；④石英鐘表；⑤瑪瑙手鐲；⑥硅太陽能電池；⑦光導(dǎo)纖維；⑧計(jì)算機(jī)芯片．所用材料為SiO2或要用到SiO2的是（）A．⑥⑧ B．①②⑦⑧ C．①②③④⑤⑦ D．全部二．填空題（共3小題）16．硅在地殼中的含量較高，硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用．回答下列問題：（1）陶瓷、水泥和玻璃是常用的傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，其中生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有．（2）高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料．工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如圖：①工業(yè)上用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱到1600℃﹣1800℃除生成粗硅外，也可以生產(chǎn)碳化硅，則在電弧爐內(nèi)可能發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為．②在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化學(xué)反應(yīng)方程式．（3）有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和；SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為．物質(zhì)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點(diǎn)/℃235557.631.88.2﹣30.4﹣84.9﹣111.9（4）還原爐中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：．（5）氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是．17．幾種含硅元素的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：（1）寫出圖示反應(yīng)的幾種物質(zhì)的化學(xué)式：A，B，C，D，E，F(xiàn)．（2）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：①B﹣→A：；②B﹣→E：．（3）寫出下列溶液中反應(yīng)的離子方程式：①A﹣→D；②D﹣→F．18．用氧化物的形式表示下列硅酸鹽的組成：（1）蛇紋石：Mg6[Si4O10]（OH）8；（2）鈣長石：CaAl2Si2O8；（3）石棉：CaMg3Si4O12（4）鉀長石：KAlSiO3O8；（5）玻璃：CaNa2SiO6O14：；（6）黏土：Al4（Si4O10）OH8．三．解答題（共2小題）19．白玉的化學(xué)式可用CaxMgySipO22（OH）2表示（也可用Ca、Mg、Si、H的氧化物表示）．（l）取8.10g白玉粉末灼燒至恒重，固體減少了0.18g，則白玉的摩爾質(zhì)量為．（2）另取4.05g白玉粉末加入1mol/L的鹽酸l00mL中充分溶解，最終得不溶氧化物2.40g．過濾，將濾液和洗滌液合并后往其中加入足量的鐵屑，得到氣體336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．則①p=；②白玉的化學(xué)式（用氧化物的形式）表示為．20．按要求填寫下列空白．（1）高嶺石一種硅酸鹽礦物，其化學(xué)式為Al4Si4O10（OH）8，用氧化物的形式表示為．（2）除去下列物質(zhì)中所含雜質(zhì)（括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)），寫出除去雜質(zhì)的試劑．①Fe2O3（Al2O3）②NO（NO2）③SO2（HCl）④FeCl2（FeCl3）（3）為鑒定硅產(chǎn)品中是否含有微量鐵單質(zhì)，將硅產(chǎn)品用稀鹽酸溶解，取上層清液后需要加入的試劑是（填字母代號(hào)）a．氯水b．NaOH溶液c．KSCN溶液d．Na2SO3溶液（4）取A、B兩份物質(zhì)的量濃度相等的NaOH溶液，體積均為50mL，分別向其中通入一定量的CO2后，再分別稀釋為100mL．在稀釋后的溶液中分別逐滴加入0.1mol?L﹣1的鹽酸，產(chǎn)生的CO2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示：①A曲線表明，原NaOH溶液通入CO2后，所得溶液中的溶質(zhì)的化學(xué)式為②B曲線表明，原NaOH溶液通入CO2后，所得溶液中的溶質(zhì)的化學(xué)式為③原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是mol/L．硅參考答案與試題解析一．選擇題（共15小題）1．（2013?路南區(qū)校級(jí)模擬）將足量CO2氣體通入水玻璃（Na2SiO3溶液）中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后所得的固體物質(zhì)是（）A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2【解答】解：二氧化碳先與水玻璃反應(yīng)生成硅酸和碳酸氫鈉，蒸干灼燒時(shí)，硅酸分解成二氧化硅和水，碳酸氫鈉分解得到碳酸鈉、二氧化碳和水；二氧化硅和碳酸鈉在高溫下又發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳和硅酸鈉，所以最終所得固體是硅酸鈉．故選A．2．（2013?山東模擬）在水玻璃中通入少量的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．Na2SiO3 B．Na2SiO3與Na2CO3C．SiO2與Na2CO3 D．SiO2、Na2SiO3及Na2CO3【解答】解：通入少量CO2氣體時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為Na2SiO3+CO2+H2O═Na2CO3+H2SiO3↓，加熱后H2SiO3SiO2+H2O，再高溫灼燒，SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，所以最后生成的固體是硅酸鈉，故選A．3．（2008?揭陽二模）石棉是一類價(jià)格低廉的硅酸鹽材料，但是有毒，能使人患肺癌．一種叫礦青石棉的化學(xué)式為：Na2Fe5Si8O22（OH）2正確的是（）A．該物質(zhì)中Fe元素的化合價(jià)為+2價(jià)，它屬于硅酸鹽B．該物質(zhì)的化學(xué)組成可表示為：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2OC．1mol該物質(zhì)能和18molHNO3反應(yīng)，也能與18mol鹽酸反應(yīng)D．這種石棉屬于新型無機(jī)非金屬材料【解答】解：A．青石棉中鐵元素的化合價(jià)由+2價(jià)和+3價(jià)兩種，礦青石棉屬于硅酸鹽，故A錯(cuò)誤；B．青石棉中鐵元素的化合價(jià)由+2價(jià)和+3價(jià)兩種，根據(jù)原子守恒和化合價(jià)不變的思想，化學(xué)組成用氧化物的形式可表示為：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O，故B正確；C．1mol該物質(zhì)能和18molHNO3反應(yīng)，能與14mol鹽酸反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．礦青石棉屬于無機(jī)非金屬材料，但不是新型材料，故D錯(cuò)誤．故選B．4．（2012秋?朝陽縣校級(jí)月考）青石棉（cricidolite）是世界衛(wèi)生組織確認(rèn)的一種致癌物質(zhì)，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學(xué)品之一，青石棉的化學(xué)式為：Na2Fe5Si8O22（OH）2，青石棉用稀硝酸溶液處理時(shí)，還原產(chǎn)物只有NO，下列說法正確的是（）A．青石棉是一種易燃品且易溶于水B．青石棉的化學(xué)組成用氧化物的形式可表示為：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2OC．1molNa2Fe5Si8O22（OH）2與足量的硝酸作用，至少需消耗6L3mol/LHNO3溶液D．1molNa2Fe5Si8O22（OH）2與足量氫氟酸作用，至少需消耗5.5L2mol/LHF溶液【解答】解：A．青石棉屬于硅酸鹽，不易燃，也不溶于水，故A錯(cuò)誤；B．青石棉中鐵元素的化合價(jià)由+2價(jià)和+3價(jià)兩種，根據(jù)原子守恒和化合價(jià)不變的思想，化學(xué)組成用氧化物的形式可表示為：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O，故B正確；C．6L3mol/LHNO3溶液中硝酸的物質(zhì)的量為18mol，青石棉用稀硝酸溶液處理時(shí)，亞鐵離子被氧化為鐵離子，硝酸被還原為一氧化氮，產(chǎn)物為NaNO3、Fe（NO3）3、NO、H2O、SiO2，1mol該物質(zhì)能和18molHNO3反應(yīng)，故C正確；D．5.5L2mol/LHF溶液中HF的物質(zhì)的量為11mol，1mol青石棉能與34mol氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅，故D錯(cuò)誤．故選BC．5．（2015?上海模擬）青石棉是一種致癌物質(zhì)，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學(xué)品之一，其化學(xué)式為Na2Fe5Si8O22（OH）2．青石棉用稀硝酸溶液處理時(shí)，還原產(chǎn)物只有NO，下列說法不正確的是（）A．青石棉是一種硅酸鹽材料B．青石棉中含有一定量的石英晶體C．青石棉的化學(xué)組成可表示為Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2OD．1mol青石棉能將含1molHNO3的稀硝酸還原【解答】解：A．硅酸鹽指的是硅、氧與其它化學(xué)元素（主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等）結(jié)合而成的化合物的總稱，所以青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品，故A正確；B．硅酸鹽中不含二氧化硅，所以青石棉中不含石英晶體，故B錯(cuò)誤；C．硅酸鹽寫成氧化物形式的先后順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸?、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化學(xué)組成用氧化物的形式可表示為：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O，故C正確；D．青石棉用稀硝酸溶液處理時(shí)，還原產(chǎn)物只有NO，所以青石棉中含有二價(jià)鐵離子；根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子相等判斷青石棉與硝酸的關(guān)系式，所以青石棉與硝酸反應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算得：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O﹣﹣HNO3，所以1mol青石棉能使1mol硝酸被還原，故D正確；故選B．6．（2015春?紅河州校級(jí)月考）古代器物上的顏料“漢紫”至今尚沒有發(fā)現(xiàn)其自然存在的記載．20世紀(jì)80年代科學(xué)家進(jìn)行超導(dǎo)材料研究時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)其成分為紫色的硅酸銅鋇（化學(xué)式：BaCuSi2O6其中Cu為+2價(jià)），下列有關(guān)“漢紫”的說法中不正確的是（）A．用鹽的形式表示：BaSiO3?CuSiO3B．用氧化物形式表示：BaO?CuO?2SiO2C．易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿D．性質(zhì)穩(wěn)定，不易褪色【解答】解：A．硅酸銅鋇中各元素的化合價(jià)代數(shù)和為0，所以BaCuSi2Ox中x為6，用鹽的形式表示：BaSiO3?CuSiO3，故A正確；B．硅酸鹽用氧化物形式表示時(shí)，書寫順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸?、不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸銅鋇用氧化物形式表示：BaO?CuO?2SiO2，故B正確；C．BaCuSi2O6是弱酸鹽，所以能和強(qiáng)酸反應(yīng)，和強(qiáng)堿不反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．BaCuSi2O6中銅顯+2價(jià)，二價(jià)銅離子不容易被還原，所以性質(zhì)較穩(wěn)定，不容易褪色，故D正確；故選C．7．（2014?宜章縣校級(jí)模擬）北京2008年奧運(yùn)會(huì)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．CaO?MgO?SiO2?H2O B．2CaO?5MgO?8SiO2?H2OC．2CaO?MgO?SiO2?2H2O D．5CaO?2MgO?8SiO2?H2O【解答】解：根據(jù)硅酸鹽改寫成氧化物的形式為：活潑金屬氧化物?較活潑金屬氧化物?二氧化硅?水，同時(shí)要遵循原子守恒，Ca2Mg5Si8O22（OH）2可表示為：2CaO?5MgO?8SiO2?H2O，故答案為：B8．（2012秋?金鄉(xiāng)縣校級(jí)期末）下列各組物質(zhì)依次滿足如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系的是（圖中箭頭表示一步轉(zhuǎn)化）（）abcd①SiSiO2H2SiO3Na2SiO3②AlAlCl3NaAlO2Al（OH）3③CuCuOCu（OH）2CuSO4④NaNaOHNa2CO3NaHCO3A．①② B．②③ C．③④ D．②④【解答】解：①b（SiO2）→c（H2SiO3）．一步不能轉(zhuǎn)化，所以①不符合；②AlAlCl3NaAlO2Al（OH）3AlCl3，故②符合；③b（CuO）→c（Cu（OH）2），不能一步實(shí)現(xiàn)，故③不符合；④NaNaOHNa2CO3NaHCO3NaOH，故④符合；故選D．9．（2012秋?威海期末）關(guān)于硅及其化合物的敘述中，正確的是（）A．硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以與NaOH溶液和氫氟酸反應(yīng)B．二氧化硅與石灰石反應(yīng)：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO↑C．用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO2+2CSi+2CO2↑D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2【解答】解：A．硅可與NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣；硅可與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅氣體，故A正確；B．二氧化硅與石灰石反應(yīng)：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，故B錯(cuò)誤；C．用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO2+2CSi+2CO↑，故C錯(cuò)誤；D．水泥的主要成分為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣，故D錯(cuò)誤．故選A．10．（2011秋?溫州期末）蛇紋石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3組成．現(xiàn)取一份蛇紋石試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，首先將其溶于過量的鹽酸，過濾后，得到沉淀X和濾液Y．下列敘述正確的是（）A．沉淀X的成分是SiO2、Fe2O3B．從蛇紋石組成看，其成分皆是堿性氧化物C．溶液Y中的陽離子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+D．在溶液Y中加入過量的氨水，過濾得到的沉淀的成分是Fe（OH）3和Mg（OH）2【解答】解：混合物中加入過量的鹽酸后，氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵會(huì)與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、氯化鋁、氯化鐵，而二氧化硅不會(huì)溶于鹽酸，所以得到的沉淀是二氧化硅，反應(yīng)后的溶液Y中含有氯化鎂、氯化鋁、氯化鐵和反應(yīng)剩余的鹽酸；A、混合物中加入過量的鹽酸后，氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵會(huì)與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、氯化鋁、氯化鐵，而二氧化硅不會(huì)溶于鹽酸，所以得到的沉淀是二氧化硅，故A錯(cuò)誤；B、蛇紋石由MgO、A12O3、SiO2、Fe2O3組成，MgO，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，A12O3是兩性氧化物，SiO2是酸性氧化物，故B錯(cuò)誤；C、MgO、A12O3、Fe2O3都能與過量鹽酸反應(yīng)生成金屬陽離子，且酸過量，則溶液Y中主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+，故C正確；D、在溶液Y中加入過量的氨水，氫氧化鋁是兩性氫氧化物不溶于弱酸弱堿，所以過濾得到的沉淀的成分是Fe（OH）3、Mg（OH）2、Al（OH）3，故D錯(cuò)誤；故選C．11．（2014?安慶二模）化學(xué)家Seidel指出Si與NaOH溶液的反應(yīng)，首先是Si與OH﹣反應(yīng)，生成Si044﹣，然后Si044﹣迅速水解生成H4Si04，下列有關(guān)說法正確的是（）A．原硅酸鈉（Na4Si04）能迅速水解，且水解后呈堿性，故Na4Si04為弱電解質(zhì)B．石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均屬于硅酸鹽產(chǎn)品C．2HCl+Na2Si03═H2Si03↓+2NaCl說明Cl的非金屬性大于SiD．半導(dǎo)體工業(yè)所說的“從沙灘到家庭”是指：將二氧化硅制成晶體硅【解答】解：A．Na4Si04在水溶液里完全電離，所以Na4Si04為強(qiáng)電解質(zhì)，Na4Si04是強(qiáng)堿弱酸鹽，Si044﹣迅速水解導(dǎo)致溶液呈堿性，故A錯(cuò)誤；B．石英玻璃的主要成分是二氧化硅，所以石英玻璃不屬于硅酸鹽，普通玻璃、陶瓷、水泥的主要成分都是硅酸鹽，這三種物質(zhì)屬于傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品，故B錯(cuò)誤；C．該反應(yīng)說明HCl的酸性大于H2Si03，但HCl不是Cl元素的最高價(jià)氧化物的水化物，所以該反應(yīng)不能說明Cl的非金屬性大于Si，故C錯(cuò)誤；D．沙子的主要成分是二氧化硅，硅芯片的主要成分是硅，二氧化硅被焦炭還原生成粗硅，粗硅再提純得到純硅，所以半導(dǎo)體工業(yè)所說的“從沙灘到家庭”是指：將二氧化硅制成晶體硅，故D正確；故選D．12．（2015?湖南校級(jí)模擬）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．在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)活潑D．硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料【解答】解：A．晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，它是灰黑色有金屬光澤的非金屬固體，故A正確；B．硅在元素周期表中處于金屬和非金屬的過渡位置，所以晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間，是良好的半導(dǎo)體材料，故B正確；C．常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，故C錯(cuò)誤；D．硅將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料，故D正確．故選C．13．下列有關(guān)硅酸鹽的說法錯(cuò)誤的是（）A．硅酸鹽的種類很多，結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，通?？捎枚趸韬徒饘傺趸锏男问絹肀硎酒浣M成B．硅酸鹽巖石長期在水的侵蝕下，風(fēng)化為黏土，并且形成土壤膠體C．水玻璃長期暴露在空氣中會(huì)變質(zhì)這是因?yàn)樗Ａе饕l(fā)生了氧化還原反應(yīng)D．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的優(yōu)缺點(diǎn)，抗腐蝕耐高溫質(zhì)脆經(jīng)不起沖擊【解答】解：A．因?yàn)楣杷猁}的種類很多，結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，所以通?？捎枚趸韬徒饘傺趸锏男问絹肀硎酒浣M成，故A正確；B．硅酸鹽巖石長期在水的侵蝕下，風(fēng)化為黏土形成土壤膠體，吸附土壤里的營養(yǎng)離子使土壤營養(yǎng)化，故B正確；C．水玻璃暴露在空氣中與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和硅酸，屬于復(fù)分解反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．質(zhì)地較脆、經(jīng)不起熱沖擊是傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)，故D正確；故選C．14．（2009?廣東）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．②③ C．①④ D．③④【解答】解：①幾乎所有的巖石和礦物都含有硅酸鹽或者二氧化硅，則硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素，故①正確；②水泥、玻璃是硅酸鹽產(chǎn)品，水晶的主要成分是二氧化硅，故②錯(cuò)誤；③光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，故③錯(cuò)誤；④陶瓷的主要原料是黏土，則陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料，故④正確；故選：C．15．（2013?遼寧校級(jí)學(xué)業(yè)考試）下列物品或設(shè)備：①水泥路橋；②門窗玻璃；③水晶鏡片；④石英鐘表；⑤瑪瑙手鐲；⑥硅太陽能電池；⑦光導(dǎo)纖維；⑧計(jì)算機(jī)芯片．所用材料為SiO2或要用到SiO2的是（）A．⑥⑧ B．①②⑦⑧ C．①②③④⑤⑦ D．全部【解答】解：石英、水晶、玻璃的主要成分是二氧化硅，光導(dǎo)纖維是二氧化硅材料，硅電池、硅芯片均是硅單質(zhì)的用途的體現(xiàn)，陶瓷、磚瓦、玻璃、石棉為硅酸鹽材料．Ⅰ、所用材料為SiO2或用到SiO2的是：②③④⑤⑦；Ⅱ、為硅酸鹽的是：①；故選：C．二．填空題（共3小題）16．（2014?邯鄲一模）硅在地殼中的含量較高，硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用．回答下列問題：（1）陶瓷、水泥和玻璃是常用的傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，其中生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有純堿、石英、石灰石．（2）高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料．工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如圖：①工業(yè)上用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱到1600℃﹣1800℃除生成粗硅外，也可以生產(chǎn)碳化硅，則在電弧爐內(nèi)可能發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+2CSi+2CO↑，SiO2+3CSiC+2CO↑．②在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化學(xué)反應(yīng)方程式Si+3HClSiHCl3+H2．（3）有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和精餾（或蒸餾）；SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl．物質(zhì)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點(diǎn)/℃235557.631.88.2﹣30.4﹣84.9﹣111.9（4）還原爐中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：SiHCl3+H2Si+3HCl．（5）氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是H2、HCl．【解答】解：（1）工業(yè)上生產(chǎn)普通玻璃的主要原料是純堿、石英、石灰石，故答案為：純堿、石英、石灰石；（2）①石英砂的主要成分是二氧化硅，制備粗硅發(fā)生置換反應(yīng)，SiO2+2CSi+2CO↑，同時(shí)，在反應(yīng)中，也可能生成碳化硅，反應(yīng)為：SiO2+2CSi+2CO↑，SiO2+3CSiC+2CO↑，故答案為：SiO2+2CSi+2CO↑，SiO2+3CSiC+2CO↑；②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)Si+3HClSiHCl3+H2，故答案為：Si+3HClSiHCl3+H2；（3）利用沸點(diǎn)的不同提純SiHCl3屬于蒸餾，SiHCl3（沸點(diǎn)33.0℃）中含有少量SiCl4（沸點(diǎn)57.6℃）和HCl（沸點(diǎn)﹣84.7℃），由于沸點(diǎn)差別較大，可以通過精餾（或蒸餾）除去雜質(zhì)；SiHCl3水解反應(yīng)方程式為：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑，生成硅酸、氫氣和氯化氫，故答案為：故答案為：精餾（或蒸餾）；H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl；（4）還原爐中SiHCl3和氫氣發(fā)生反應(yīng)制得純硅，SiHCl3+H2Si+3HCl，故答案為：SiHCl3+H2Si+3HCl；（5）氯堿工業(yè)主要反應(yīng)為電解飽和食鹽水：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，為該化學(xué)工藝提供H2、HCl，故答案為：H2、HCl．17．（2012秋?新疆期末）幾種含硅元素的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：（1）寫出圖示反應(yīng)的幾種物質(zhì)的化學(xué)式：ASi，BSiO2，CH2SiO3，DNa2SiO3，ECaSiO3，F(xiàn)H4SiO4．（2）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：①B﹣→A：SiO2+2CSi+2CO↑；②B﹣→E：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑．（3）寫出下列溶液中反應(yīng)的離子方程式：①A﹣→DSi+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑；②D﹣→FSiO32﹣+2H2O+CO2=H4SiO4↓+CO32﹣．【解答】解：（1）A為含硅元素的物質(zhì)，A能和堿反應(yīng)可能為二氧化硅或硅單質(zhì)，B能和碳單質(zhì)反應(yīng)生成A，所以A只能是硅單質(zhì)，B能和氧化鈉反應(yīng)，能和鹽碳酸鈣反應(yīng)，所以B為二氧化硅，二氧化硅和氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉，所以D為硅酸鈉，且硅和氫氧化鈉反應(yīng)生成D，進(jìn)一步驗(yàn)證A為硅，B為二氧化硅，硅酸鈉溶液中通入二氧化碳，生成F原硅酸沉淀，F(xiàn)原硅酸干燥得到硅酸C，硅酸受熱分解得到B為二氧化硅，再一次得到驗(yàn)證，B為二氧化硅和碳酸鈣反應(yīng)生成硅酸鈣，所以E為硅酸鈣，故答案為：Si；SiO2；H2SiO3；Na2SiO3；CaSiO3；H4SiO4；（2）①B為二氧化硅，A為硅，發(fā)生反應(yīng)，碳元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，硅元素化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?價(jià)，所以碳是還原劑，二氧化硅是氧化劑，反應(yīng)方程式為SiO2+2CSi+2CO↑，故答案為：SiO2+2CSi+2CO↑；②B為二氧化硅，E為硅酸鈣，碳酸鈣與二氧化硅在高溫條件下反應(yīng)生成硅酸鈣和二氧化碳，反應(yīng)方程式為SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，故答案為：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑；（3）①A是硅單質(zhì)，D為硅酸鈉，A→D發(fā)生Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑，氫氧化鈉為易溶于水的強(qiáng)堿，Na2SiO3為易溶于水的鹽，拆成離子，所以離子反應(yīng)為Si+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑，故答案為：Si+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑；②D為硅酸鈉，F(xiàn)為原硅酸，D→F發(fā)生Na2SiO3+2H2O+CO2=H4SiO4↓+Na2CO3Na2CO3、Na2SiO3為易溶于水的鹽，拆成離子，所以離子反應(yīng)為SiO32﹣+2H2O+CO2=H4SiO4↓+CO32﹣，故答案為：SiO32﹣+2H2O+CO2=H4SiO4↓+CO32﹣．18．用氧化物的形式表示下列硅酸鹽的組成：（1）蛇紋石：Mg6[Si4O10]（OH）86MgO?4SiO2?4H2O；（2）鈣長石：CaAl2Si2O8CaO?Al2O3?2SiO2；（3）石棉：CaMg3Si4O12CaO?3MgO?4SiO2（4）鉀長石：KAlSiO3O8K2O?Al2O3?6SiO2；（5）玻璃：CaNa2SiO6O14：CaO?Na2O?SiO2；（6）黏土：Al4（Si4O10）OH8Al2O3?2SiO2?2H2O．【解答】解：硅酸鹽由鹽的書寫改寫為氧化物的形式即改寫的一般方法歸納為：堿性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物、水（xMO?nSiO2?mH2O）．（1）蛇紋石，其化學(xué)式為Mg6[Si4O10]（OH）8，用硅酸鹽的形式可表示為：6MgO?4SiO2?4H2O，故答案為：6MgO?4SiO2?4H2O；（2）鈣長石：CaAl2Si2O8，用硅酸鹽的形式可表示為：CaO?Al2O3?2SiO2，故答案為：CaO?Al2O3?2SiO2；（3）石棉，其化學(xué)式為CaMg3Si4O12，用硅酸鹽的形式可表示為：CaO?3MgO?4SiO2，故答案為：CaO?3MgO?4SiO2；（4）鉀長石，其化學(xué)式為KAlSi3O8，用硅酸鹽的形式可表示為：K2O?Al2O3?6SiO2，故答案為：K2O?Al2O3?6SiO2；（5）玻璃，其化學(xué)式為CaNa2SiO4，用硅酸鹽的形式可表示為：CaO?Na2O?SiO2，故答案為：CaO?Na2O?SiO2；（6）黏土，其化學(xué)式為Al2Si2O5（OH）4，用硅酸鹽的形式可表示為：Al2O3?2SiO2?2H2O，故答案為：Al2O3?2SiO2?2H2O．三．解答題（共2小題）19．（2014?杭州一模）白玉的化學(xué)式可用CaxMgySipO22（OH）2表示（也可用Ca、Mg、Si、H的氧化物表示）．（l）取8.10g白玉粉末灼燒至恒重，固體減少了0.18g，則白玉的摩爾質(zhì)量為810g/mol．（2）另取4.05g白玉粉末加入1mol/L的鹽酸l00mL中充分溶解，最終得不溶氧化物2.40g．過濾，將濾液和洗滌液合并后往其中加入足量的鐵屑，得到氣體336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．則①p=8；②白玉的化學(xué)式（用氧化物的形式）表示為2CaO?5MgO?8SiO2?H2O．【解答】解：（1）白玉粉末灼燒后，質(zhì)量減少的是水，根據(jù)氫原子守恒得白玉和水的關(guān)系式，設(shè)白玉的摩爾質(zhì)量為M，CaxMgySipO22（0H）2﹣﹣H2O1mol1mol所以M=810g/mol，故答案為：810；（2）①通過題意知，酸過量，所以不溶物是二氧化硅，根據(jù)硅原子守恒得白玉與二氧化硅的關(guān)系式，CaxMgySipO22（0H）2﹣﹣pSiO2，1molpmol1mol：pmol=：解得p=8，故答案為：8；②4.05g白玉的物質(zhì)的量為n==0.005mol；由FeCl2～H2關(guān)系式，得n（FeCl2）=n（H2）==0.015mol；由Cl原子守恒，列方程：2×0.005xmol+2×0.005ymol+2×0.015mol=0.1L×lmol/L；由白玉的相對(duì)原子質(zhì)量為810，列方程：40x+24y+28×8+16×22+17×2=810；聯(lián)立方程，解得：x=2；y=5白玉的化學(xué)式為：Ca2Mg5Si8O22（0H）2，根據(jù)化學(xué)式改寫成相應(yīng)的氧化物的形式，按照活潑金屬氧化物、較活潑金屬氧化物、SiO2、H2O的順序來書寫，所以其氧化物形式為：2CaO?5MgO?8SiO2?H2O，故答案為：2CaO?5MgO?8SiO2?H2O．20．（2011秋?鹽湖區(qū)校級(jí)期末）按要求填寫下列空白．（1）高嶺石一種硅酸鹽礦物，其化學(xué)式為Al4Si4O10（OH）8，用氧化物的形式表示為2Al2O3?4SiO2?4H2O．（2）除去下列物質(zhì)中所含雜質(zhì)（括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)），寫出除去雜質(zhì)的試劑．①Fe2O3（Al2O3）NaOH溶液②NO（NO2）H2O③SO2（HCl）飽和亞硫酸氫鈉溶液④Fe