硅及其化合物学生版.doc

硅及其化合物（一）、二氧化硅（SiO2）：（1）SiO2的空间结构：SiO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。一个硅连接四个氧原子，一个氧连接两个硅原子，硅、氧原子个数比为2:1.（2）物理性质：熔点高，硬度大（3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应：高温下与碱性氧化物反应：CaO+SiO2=（高温）CaSiO3与强碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O生成的硅酸钠，具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞。与氢氟酸反应SiO2的特性：SiO2+4HF=SiF4+2H2O（利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。 （4）用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。（二）、硅酸（H2SiO3）：（1）物理性质：不溶于水的白色胶状物，能形成硅胶，吸附水分能力强。（2）化学性质：H2SiO3是一种弱酸，酸性比碳酸还要弱，但SiO2不溶于水，故不能直接由SiO2溶于水制得，而用可溶性硅酸盐与酸反应制取：（强酸制弱酸原理）Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3（此方程式证明酸性：H2SiO3H2CO3）（3） 用途：硅胶作干燥剂、催化剂的载体。（三）、SiO2和CO2（四）、硅酸盐硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，可以作黏胶剂和木材防火剂。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质：与空气中的CO2反应。传统硅酸盐工业三大产品有：玻璃、陶瓷、水泥。硅酸盐由于组成比较复杂，常用氧化物的形式表示：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。点评：有关硅及化合物知识，在高考中主要以选择题的形式出现，考查硅及二氧化硅的用途，出现的频率很高。（5） 、新型无机非金属材料 碳化硅陶瓷硬度大作磨料高温结构陶瓷(氮化硅陶瓷)耐高温耐氧化透明陶瓷(氧化铝陶瓷)耐高温光学性能好 超导陶瓷作高温超导材料 （六）、硅1硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，2物理性质：熔点高，硬度大，常温下，化学性质不活泼。3化学性质 硅的化学性质不活泼，常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应 Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4+H2 Si+NaOH+H2O=Na2SiO3+H2 在加热的条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合4 制备 在电炉里用碳还原二氧化硅制得粗硅，将制得的粗硅再与氯气反应后，蒸馏出SiCl4，然后用氢气还原SiCl4可得到纯硅。相关的反应如下： SiO2+2C=高温=Si+2CO Si+2Cl2=高温=SiCl4 SiCl4+2H2=高温=Si+4HCl5用途：太阳能电池、计算机芯片以及良好的半导体材料等。一、二氧化硅和硅酸练习1.硅在自然界最主要的存在形式是( )硅 二氧化硅 硅酸盐A. B. C. D. 2.下列说法不正确的是( )A. 因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸性氧化物B. 在反应SiO22CSi2CO中SiO2做氧化剂C. SiO2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大D. 氢氟酸能够刻蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸3.下列物质的变化，能通过一步化学反应完成的是()A. SiO2 H2SiO3 B. N2 NO2C. Fe(OH)2 Fe(OH)3D. CO Na2CO34.下列说法正确的是 ( )A. SiO2溶于水显酸性B. CO2通入水玻璃可以得到硅酸C. 由Na2CO3 SiO2Na2SiO3CO2可知硅酸的酸性比碳酸的酸性强5.光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，它使信息科学迅猛发展。光导纤维的主要成分是( )A. CaCO3 B. SiO2C. Na2SiO3 D. CaSiO36.下列叙述正确的是()A水晶、玻璃、水泥都是硅酸盐材料B纤维素、维生素C、聚乳酸都是高分子化合物C二氧化硫是导致酸雨、光化学烟雾的有害气体之一D赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿都是铁矿石7. (2011成都高一检测) NaOH、KOH等碱溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中( )ABCD8.只用一种试剂可以鉴别下列溶液：Na2CO3、Na2SiO3、Na2SO4，这种试剂是 ( )A. BaCl2 B. NaOHC. 酚酞溶液 D. 盐酸9.如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案，则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为 ( )A. CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2B. NaHCO3HCl=NaClH2OCO2C. Si4HF=SiF42H2D. SiO24HF=SiF42H2O10.素有“水晶之乡”美称的江苏东海县盛产水晶，现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。水晶是较纯净的透明的石英晶体，石英的主要成分是SiO2。下列有关石英的叙述正确的是 ( )A. 石英都是无色透明的晶体，可以作装饰品，也可以制作光学仪器B. 石英不可以用来生产玻璃C. 石英晶体可以制取金刚砂D. 石英不可以用来制取高纯硅，可以制光导纤维11.已知A是一种装饰品的主要成分，根据下图转化关系，回答下列问题。(1)A用途_(任写一种)，B是_， D是_。(2)写出化学方程式_。_。(3)写出离子方程式_。_。_。13.(2011杭州二中高一期末考试)某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O32SiO22H2O，并含少量CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)。试验流程如下：请回答下列问题：(1)已知Al2O3、SiO2与纯碱的反应相似。用化学方程式表示熔融时高岭土主要成分与纯碱发生反应的化学方程式_、_。(2)在熔融高岭土与纯碱试样时，最好选用下列哪种仪器 _(填写编号)A铁坩埚 B瓷坩埚 C氧化铝坩埚 D玻璃坩埚(3)写出上述过程中，最后得到的沉淀M的化学式_。二、硅和硅酸盐练习1. 石灰石是许多工业的原料之一，但生产下列物质时不需要石灰石的是( )A. 硅酸B. 水泥C. 玻璃 D. 生石灰2.赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的，这种物质是()A. 硫酸 B. 烧碱C. 盐酸 D. 氢氟酸3.硅在无机非金属材料中一直扮演着重要角色，被誉为无机非金属材料的主角。下列物品的制造用到硅单质的是( )A. 玻璃制品 B. 石英钟表C. 计算机芯片 D. 光导纤维4.世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是( )A. 制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英B. 玻璃在加热熔化时有固定的熔点C. 普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D. 盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起5.下列除杂质(括号中物质为杂质)所用试剂或方法不正确的是()A. CO2(CO)：O2B. MgO(Al2O3)：NaOH溶液C. NaHCO3溶液(Na2CO3)：过量的CO2D. CO2(HCl)：饱和NaHCO3溶液6. 假设原子晶体SiO2中Si原子被Al原子取代，不足的价数由K原子补充，当有25%的Si原子被Al原子取代时可形成正长石，则正长石的化学组成为( )A. KAlSi2O6B. KAlSiO4C. KAlSi4O10D. KAlSi3O87.下列说法或做法正确的是()A. CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀，所以硅酸的酸性小于碳酸B. 金属钠着火燃烧时，用泡沫灭火器灭火C. 铝比铁活泼，所以铝比铁更容易被腐蚀D. 正常雨水PH等于7，酸雨的PH小于78. 二氧化碳通入下列溶液中，不可能产生沉淀的是( )A. 氯化钙溶液 B. 石灰水C. 饱和碳酸钠溶液 D. 硅酸钠溶液9.已知硅能与强碱溶液反应放出氢气，同时生成硅酸钠。现有一种粗铝含铁、硅两杂质，取等质量的样品，分别投入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液中，充分反应后都放出等量的氢气，则粗铝中铁和硅的物质的量比为()A. 11 B. 21C. 12 D. 3110.蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成。现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸中，过滤后，向所得的沉淀X和溶液Y中分别加入NaOH溶液至过量。下列叙述错误的是( )A. 沉淀X的成分是SiO2B. 溶液Y中的阳离子主要是Mg2、Al3、Fe3、HC. 蛇纹石成分中能溶于盐酸的都是碱性氧化物，不溶的是酸性氧化物D. 溶液Y中加入过量的NaOH溶液后过滤，滤液和沉淀中各含两种金属元素11.已知A、B、C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，X、Y是化合物，他们之间的转化关系如下(反应条件略)：下列A、B间的对应关系，不正确的是()A. A是碳，B是氢气B. A是碳，B是硅C. A是氢，B是铜D. A是钠，B是氢气12. 下列关于碳和硅的说法中，正确的是( )A. 其对应氧化物均为酸性氧化物B. 碳和硅的最高正价都是4价C. 硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位D. 碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态13. 2002年9月16日，中国北京曙光公司研制出第一款具有我国自主知识产权的高性能CPU芯片“龙芯”1号。(1)“龙芯”芯片的主要化学成分是_。(2)计算机长距离联网使用信息传输很快的线路，其使用的材料叫_，主要化学成分是_。(3)如果这种埋在地下的材料被裸露在碱性土壤中，则会造成断路，用离子方程式说明原因：_。14. A、B、C、 D四种物质都含有同种元素且有如图所示转化关系。试回答下列问题：(1)若A是一种常见非金属，写出下列反应的方程式。BD的化学方程式：_。AC的离子方程式：_。(2)若A是一种常见金属，写出下列反应的方程式。AD的离子方程式：_。BC的化学方程式：_。