硅及其化合物知识

1、 无机非金属材料的主角硅【知识要点】一、硅1物理性质 晶体硅是一种 色具有 光泽，硬而脆的固体，熔沸点较高，能导电，是良好的 材料。在自然界中只能以化合态存在。主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。其元素含量在地壳中居第 位。2化学性质化学性质（和碳相似）形成共价化合物，化学性质不活泼。 常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸（HF）和烧碱等物质反应:方程式、 加热条件下，能跟一些非金属单质（氧气、氢气）起反应。 （3）工业制法： （焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅）粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。 （3）用途：作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等；制合

2、金：含硅4%的钢具有良好的导磁性变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性耐酸设备等。二、二氧化硅1物理性质 硬度大，熔沸点高，不导电，不溶于水。 等的主要成分都是二氧化硅，它一般可用于制造光导纤维。2化学性质注意：SiO2与CO2的比较CO2SiO2与碱性氧化物反应与碱液反应与盐反应2Na2CO3+SiO2CaCO3+SiO2 与碳反应与H2O作用与酸反应三、硅酸及硅酸盐（一）硅酸1. 物理性质 2. 制备方法 3. 化学性质 4. 用途（二）硅酸盐（1）性质特征：性质稳定，熔点较高，大都 溶于水。 （2）主要原料：黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）、石英（Si

3、O2）和长石（钾长石K2O·Al2O3·6SiO2或钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2）。 （3）主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等。 （4）水泥和玻璃的生产： 水泥玻璃（普通）原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2主要成分3CaO·SiO22CaO· SiO23CaO·Al2O3Na2O·CaO· 6SiO2特性水硬性（加石膏调节硬化速度）

4、玻璃态物质（在一定温度范围内软化）非晶体要点精讲 一、二氧化硅和硅酸【典型例题】例1下列物质中，不能通过化合反应制取的是（ ）AH2SiO3BFe(OH)3CFe(NO3)2DCaSiO3例2下列各组物质中不起反应的是（ ）ASiO2与纯碱共熔BCO2通入Na2SiO3溶液CSiO2与大理石共熔DSiO2和浓H2SO4共热例3碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体金刚石、晶体硅、碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（ ）ABCD例4下列叙述中，不正确的是（ ）A 光导纤维广泛应用于现代通讯，制造光导纤维的主要原料是SiO2B 二氧化碳不

5、宜用于扑灭金属钠燃烧引起的火灾C 一定条件下，可将石墨转化为金刚石，这一变化是物理变化D欲除去SiO2中混有的少量CaCO3和Fe2O3，应加入NaOH溶液例5实验室存放下列各试剂的瓶塞必须用橡皮塞的是（ ）A澄清石灰水B硅酸钠溶液C新制氯水D氯化钙溶液例6将CO2通入下列物质的溶液中不与其反应的是（ ）Na2CO3 Na2SiO3 NaAlO2 C6H5ONaCa(ClO)2 CaCl2 CaCO3ABC只有D只有例7用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是（ ）操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊。再升温至65 以上，溶液变澄清C6H5ONa溶液B通入CO2，溶

6、液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊。再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液（或加热），又变浑浊。Ca(OH)2溶液例8如果发现114号新元素X，下列有关X可能具有的性质合理的是（ ） AX是非金属元素BX的+2价化合物比+4价化合物稳定CXO2具有较强氧化性DX有稳定的气态氢化物例9普通玻璃的成分Na2CaSi6O14，以氧化物形式可表示为 ；钾云母的化学式是K2H4Al6Si6O24，以氧化物形式可表示为 。例10光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、

7、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是 ( )制造光导纤维的主要原料是CaCO3；制造光导纤维的主要原料是SiO2；光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射；光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射A B C D【答案】B例11矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所措的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。例如钾长石（KalSi3O8）风化生成高岭土Al2Si2O5(OH)4，此后反应的离子方程式为：2KalSi3O8+2H2CO3+9H2O=2K

8、+2HCO3+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4.（1）将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形成KalSi3O8_ Al2Si2O5(OH)4_（2）上述反应能够发生的原因是_。【答案】（1）K2O·Al2O3·6SiO2 Al2O3·2SiO2·2H2O（2）较强的酸能制较弱的酸反应。第一节 无机非金属材料的主角-硅1一、选择题：（本小题共6小题，每小题3分，共18分，每小题只有一个正确答案）1下列物质中主要成分不是二氧化硅的是 （ ）A硅胶 B水晶 C玛瑙 D硅石2NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中（ ）A具有玻璃塞的细口瓶 B具有

9、玻璃塞的广口瓶C带滴管的滴瓶 D具有橡胶塞的细口瓶3可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是 （ ）A二氧化硅B粗硅C高纯硅D硅酸盐4下列不是水玻璃用途的是 （ ）A肥皂填料 B木材防火剂C纸板黏胶剂D建筑装饰材料5下列不属于传统硅酸盐产品的是（ ）A玻璃 B水泥 C光导纤维 D陶瓷 6钢筋混凝土强度大，常常用来建造高楼大厦、桥梁涵洞、高速公路等，在现代社会中发挥着举足轻重的作用，下面是钢筋混凝土的主要成分的是 （ ）A水泥、沙子和钢筋 B水泥、沙子、碎石和钢筋 C水泥、碎石和钢筋 D水泥、沙子和碎石二、选择题（共10小题，每小题4分，计40分，每小题有12个正确答案，只有一个正确选项的

10、，多选不给分；有两个正确选项的，选对一个给2分，选错一个该小题不给分。）7构成地壳基本骨架的非金属元素的是 （ ）AAl BO C Si DC8二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与其反应，但有一种酸能够和二氧化硅发生反应，这种酸是 （ ）A浓盐酸 B硫酸 C硝酸 D氢氟酸9能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（ ）ACO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水BCO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2D氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀10二氧化硅属于酸性氧化物，理由是 （ ） ASi是非金属元素 BSiO2对应的水化

11、物是可溶性弱酸CSiO2与强碱反应生成盐和水 DSiO2不能与酸反应 11下列物质中，能够与NaOH溶液反应的是 （ ）A碳酸钠 B硅酸钠 C二氧化硅 D氢氧化铝12下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是 （ ）ACO2H2CO3 BSiO2Na2SiO3 CNa2O2Na2CO3 DSiO2H2SiO313某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是 （ ）A Ag+、Al3+、K+ B SiO32-、AlO2-、K+ C Ag+、Cu2+、Na+ DAg+、Ba2+、 Na+ 14下列离子方程式，正确的是 （ ）A澄清石灰水中通

12、入过量二氧化碳：Ca2+ +2OH- +CO2 =CaCO3+H2OB碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32- +SiO2=SiO32- +CO2C二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2 +2OH- = SiO32-+H2OD硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3 +2OH- = SiO32-+2H2O15现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量），由此可以推知硬铝的组成为 （ ）AAl、Cu、Mg、Si、Mn BAl、Mg、Si、ZnCAl、Fe、C、Cu DAl、Si、Zn、Na16在SiO2+3CSiC+2CO反应中，氧化剂和还原剂的质量比为 （ ）A3

13、630 B6036 C21 D12三、填空题：17（12分）用多种方法鉴别下列两组白色粉末物质(注：能够写化学方程式的写出化学反应方程式；鉴别方法可以不用填满，若序号不够也可以自己再添)。（1）Na2CO3和SiO2 （2）CaCO3和Na2SiO4 18（14分）某学生兴趣小组想利用高岭土其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O试验新型的净水剂。试验程序如下： 其中滤液E就是欲求的净水剂。试回答下列问题：写出混合物A、B，滤液C、D的主要成分A： ；B： ；C： ；D： 。写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式 ； 该试验中，熔融高岭土可以选用的坩埚有 A玻璃坩埚 B瓷

14、坩埚 C氧化铝坩埚 D铁坩埚19（8分）用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：（1）计算机芯片的主要成分是 ；（2）光导纤维的主要成分是 ：（3）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 ；（4）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为 的化合物 ；20（8分）制造普通玻璃的原料是纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）和石英（SiO2），这种玻璃的成分可以认为是由Na2O、CaO和SiO2所组成的混合物，而钾玻璃是将原料中的Na2CO3由K2CO3替代而制得的。今测得某钾玻璃中各成分的质量分数为：18.4

15、%的K2O、11.0%的CaO和70.6%的SiO2。求生产制取这种钾玻璃的原料的物质的量之比是多少？参 考 答 案一、选择题1A 2 D 3 C 4D 5C 6B 二、选择题7BC 8D 9B 10C 11CD 12D 13AB 14CD 15A 16D三、填空题17（某种方法3分）（1）焰色反应法：焰色反应为黄色的是Na2CO3，余者为SiO2。酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是Na2CO3；不反应的是SiO2。化学方程式：Na2CO32HCl2 NaClH2OCO2（2）焰色反应法：焰色反应为砖红色的CaCO3和，黄色的为Na2SiO4。酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是CaCO3，剩余的为Na2SiO3。CaCO32HClCaCl2H2OCO2 18(每空2分) A：NaAlO2和Na2SiO3；B：NaAlO2和Na2