专题8硅及其化合物Word格式文档下载.docx
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D．矿青石棉的化学式为：
Na2Fe5Si8O22（OH）2改写成氧化物的形式则为Na2O·
3FeO·
Fe2O3·
8SiO2·
H2O
【答案】D
【典型例题2】单晶硅是信息产业中重要的基础材料。
通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度为450℃~500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。
以下是实验室制备四氯化硅的装置图：
相关信息如下：
①四氯化硅遇水极易水解
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物
③有关物质的物理常数见下表：
物质
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
—
315
熔点/℃
-70.0
-107.2
升华温度/℃
180
300
162
请回答下列问题：
（1）装置A中g管的作用是；
装置C中的试剂是。
（2）甲方案：
f接装置Ⅰ；
乙方案：
f接装置Ⅱ。
但是装置Ⅰ、Ⅱ都有不足之处，请你评价后填写下表。
方案
优点
缺点
甲
乙
（3）在上述
（2）的评价基础上，请你设计一个合理方案并用文字表述：
。
（4）SiCl4与H2反应的化学方程式为。
【答案】
（1）平衡压强，使液体从分液漏斗中顺利流下浓硫酸
（2）
优点
①收集产品的导管粗，不会堵塞导管
②冷凝产品，减少产品损失
①空气中的水蒸气进入产品收集装置，使SiCl4水解
②尾气没有处理，污染环境
①有尾气处理装置，注重环保
②避免空气中的水蒸气进入装置
①产品易堵塞导管
②没有冷凝装置，产品易损失
（3）在装置Ⅰ的i处接干燥管j
（4）SiCl4+2H2=Si+4HCl
【迁移训练2】有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。
下列有关硅的说法中，不正确的是
A．高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片
B．硅可由二氧化硅还原制得
C．低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应
D．自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅
2.二氧化硅的性质和用途
（1）存在
燧石、沙子、石英、水晶、硅藻土登都含有天然存在的二氧化硅。
存在形式：
硅石、石英（结晶的二氧化硅）包含水晶和玛瑙、沙子。
每个硅原子与周围4个氧原子相结合，每个氧原子与2个硅原子相结合，实际上，二氧化硅晶体是有硅和氧按1:
2的比例所组成的立体网状结构的晶体。
熔点高、硬度大、不溶于水的固体。
（4）CO2和SiO2性质比较
二氧化硅
二氧化碳
化学式
CO2
晶体类型
原子晶体
分子晶体
主要物理性质
硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水
熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水
化学性质
与水反应
不反应
CO2＋H2O=H2CO3
与酸反应
SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O
与碱反应
SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O
（盛碱液的试剂瓶用橡皮塞）
CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O
CO2＋NaOH=NaHCO3
与盐反应
＋Na2CO3=Na2SiO3＋CO2↑
Ca（ClO）2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO
CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3
与碱性氧化物反应
SiO2＋CaO=CaSiO3
CO2＋Na2O=Na2CO3
【典型例题3】指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中
选择正确答案填入括号内。
（1）SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O（ ）
（2）SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑（ ）
（3）SiO2＋2C
Si＋2CO↑（ ）
（4）SiO2＋3C
SiC＋2CO↑（ ）
（5）SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O（ ）
A．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀
B．氧化性
C．酸性氧化物的通性
D．将挥发性的酸酐从其盐中置换出来
E．未参加氧化还原反应
（1）C
（2）D（3）B（4）E（5）A
【迁移训练3】下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是
A．都是共价化合物
B．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应
C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸
D．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨
3.硅酸和硅酸盐的性质
（1）硅酸
①溶解性：
溶解度很小。
②化学性质——弱酸性：
酸性比碳酸还弱。
Na2SiO3＋CO2+H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓。
③制备：
可用硅酸钠与盐酸反应制得：
Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓
（2）硅酸盐
①硅酸盐：
是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。
②硅酸钠：
硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。
③硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：
如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为Na2O·
SiO2，长石（KAlSi3O8）可表示为：
K2O·
Al2O3·
6SiO2。
注意事项：
氧化物的顺序：
活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
氧化物前系数配置原则：
除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数
守恒原则配置系数。
①氧化物之间以“·
”隔开；
②系数配置出现分数应化为整数。
例如：
长石：
KAlSi3O8不能写成K2O·
3SiO2，应写成K2O·
6SiO2。
【典型例题4】在水玻璃中通入少量的CO2气体，充分反应后加热蒸干，再高温充分灼烧，冷却后所得的固体物质为
A．Na2SiO3 B．Na2SiO3与Na2CO3
C．SiO2与Na2CO3D．SiO2、Na2SiO3及Na2CO3
【答案】A
4.几种主要的硅酸盐产品
【典型例题5】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。
”下列有关玻璃的说法不正确的是
A．制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土
B．玻璃在加热熔化时没有固定的熔点
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生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起
5.CO2与比碳酸弱的酸所对应的盐溶液的反应
碳酸酸性比硅酸、次氯酸、苯酚、偏铝酸等强，将CO2气体通入Na2SiO3、NaClO、
、NaAlO2盐溶液中，均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸（氢）盐，这是“强酸制弱酸”原理的应用。
如：
CO2—
CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓
（或CO2＋N
a2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3）
CO2＋Ca（ClO）2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
CO2＋
＋H2O―→
＋NaHCO3
CO2（过量）＋NaAlO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋NaHCO3
CO2（少量）＋2NaAlO2＋3H2O===2Al（OH）3↓＋Na2CO3
易错警示：
CO2通入CaC
l2或BaCl2溶液不会产生白色沉淀，因为碳酸的酸性弱于盐酸。
【典型例题6】在下列各溶液中通入足量CO2气体，最终有浑浊产生的
①饱和Na2CO3溶液②澄清石灰水③Ca（ClO）2溶液④CaCl2溶液
⑤Na2SiO3溶液⑥NaAlO2溶液
A．全部B．除①④外C．除①②③④外D
．除②③④外
【迁移训练6】向含有0.2molNaOH和0.1molBa（OH）2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体为8.96L（0℃，1.01×
105Pa）时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入CO2气体的体积关系图像正确的是（气体的溶解和离子的水解忽略不计）
【典型例题7】A、B、C、D、E五种物
质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系，
该元素（用R表示）的单质能与NaOH溶液反应生成盐（Na2RO3）和氢气。
（1）
写出各物质的化学式：
A__________；
B__________；
C__________；
D__________；
E__________。
（2）写出反应①的化学方程式：
__________________________________________，
该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
（3）写出反应④的离子方程式：
_________________________________________。
（4）写出反应⑤的离子方程式：
__________________________________________。
（5）H2CO3的酸性强于E的，请用离子方程式予以证明：
_________________________。
（1）SiO2 CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3
（2）SiO2＋2C
Si＋2CO↑ 1∶2
（3）Si＋2OH－＋H2O===SiO
＋2H2↑
（4）SiO
＋Ca2＋===CaSiO3↓
（5）SiO
＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO
【迁移训练7】已知CO2为酸性氧化物，CO2与Mg反应，其化学方程式为：
2Mg＋CO2
2MgO＋C。
试探究SO2、SiO2与Mg反应。
Ⅰ.用如图所示的装置进行Mg和SO2的实验：
（1）选择制取SO2的合适试剂：
________。
A．10%的H2SO4溶液 B．80%的H2SO4溶液
C．Na2SO3固体D．CaSO3固体
（2）写出装置B中发生的主要反应的化学方程式：
____________________________。
（3）你认为该装置是否有不足之处？
________，如果有，请列出两点：
_____________。
Ⅱ.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究，他们以课本为基础，查阅资料后得到以下可供参考的信息：
①工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si ②Mg在高温的条件下即可与SiO2反应 ③金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐和SiH4 ④Si和SiO2均不与稀硫酸反应 ⑤SiH4在空气中自燃
他们在研究报告中记录“……选用合适的物质在适宜的条件下充分反应；
再用足量稀硫酸溶解固体产物；
然后过滤、洗涤、干燥；
最后称量……在用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期值的63%左右”。
（4）该小组“实验室制Si”的化学方程式是________________________________。
（5）你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的原因是_________。
【答案】
（1）BC
（2）3Mg＋SO2
2MgO＋MgS（或写成2Mg＋SO2
2MgO＋S、Mg＋S
MgS）
（3）有 在A和B之间未连接一干燥装置；
C装置未与大气相通；
在镁下方未垫一不锈钢片，镁能与玻璃管反应；
未设计防倒吸装置（任写两点即可）
（4）2Mg＋SiO2
2MgO＋Si
（5）金属镁与生成的硅继续反应生成硅化镁，硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃（或用方程式表示：
2Mg＋Si
Mg2Si，Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2
SiO2↓＋2H2O）
考点基础练习
1．易误诊断（正确的打“√”，错误的打“×
”）。
（1）对于反应3C＋SiO2
SiC＋2CO↑，被氧化的物质与被还原的物质的质量比为2∶1（ ）
（2）C、Si在自然界中均存在游离态（ ）
（3）SiO2是酸性氧化物，不能与任何酸反应（ ）
（4）SiO2与CO2是同族元素的氧化物，化学性质相同（ ）
（5）CO2通入硅酸钠溶液中，有白色沉淀生成，说明酸性H2CO3>
H2SiO3（ ）
（6）SiO2既能与强碱反应又能与氢氟酸反应，故SiO2为两性氧化物（ ）
（7）利用SiO2与水反应制备H2SiO3（ ）
（8）SiO2（含杂质Fe2O3）
滤液
（9）CO和CO2均为大气污染物，均可用碱液吸收（ ）
【答案】
（1）√
（2）×
（3）×
（4）×
（5）√ （6）×
（7）×
（8）√ （9）×
2．指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内。
①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O（ ）
②SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑（ ）
③SiO2＋2C
Si＋2CO↑（ ）
④SiO2＋3C
SiC＋2CO↑（ ）
⑤SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O（ ）
【答案】 ①C ②D ③B ④E ⑤A
3．写出下列反应的离子方程式：
（1）SiO2与NaOH溶液反应：
_________________________________________________。
（2）水玻璃中充入过量CO2：
__________________________________________________。
（3）水玻璃中加入盐酸：
______________________________________________________。
（1）SiO2＋2OH－===SiO
＋H2O
（2）SiO
＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO
（3）SiO
＋2H＋===H2SiO3（胶体）
习题训练
1．下列物质中，属于纯净物的是
A．纯碱B．陶瓷
C．玻璃D．水玻璃
2．下列推断正确的是
A．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
B．硅是地壳中含量位居第二的元素，玛瑙、光导纤维的主要成分为SiO2
C．加碘食盐中加人的是碘单质，可防止甲状腺肿大疾病
D．要除去衣服上的顽固污渍，均可将衣服
泡在漂白液中
【答案】B
3．下列说法错误的是
A．二氧化硅是光导纤维的主要原料
B．硅是信息技术的关键材料
C．陶瓷餐具所用材料为硅酸盐
D．水晶镜片所用原料为硅酸盐
4．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是
A
．水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀
B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料
C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧
D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
5．奥运金牌“金镶玉”环形玉璧由昆仑玉制成，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22（OH）2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为
A．CaO·
MgO·
SiO2·
B．2CaO·
5MgO·
C．2CaO·
2H2O
D．5CaO·
2MgO·
6．下列试剂可用带磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶保存的是
A．氢氟酸B．硫酸
C．碳酸钠溶液（具有碱性）D．氢氧化钠溶液
7．向溶液X中持续通入气体Y，会产生“澄清一浑浊一澄清”现象的是
A．X：
漂白粉溶液Y：
二氧化硫B．X：
硝酸钡溶液Y：
二氧化硫
C．X：
氯化铝溶液Y：
氨气D．X：
偏铝酸钠溶液Y：
二氧化氮
8．下列反应的离子方程式中，正确的是（双选）
A．二氧化硅和氢氟酸反应：
SiO2＋4H＋===Si4＋＋2H2O
B．二氧化硅和氢氧化钾溶液反应：
SiO2＋2OH－===SiO
C．水玻璃中滴入盐酸：
SiO
＋2H＋===H2SiO3↓
D．碳酸钡滴加稀硝酸：
CO
＋2H＋===H2O＋CO2↑
【答案】BC
9．下列关于硅的说法中，不正确的是
10．石墨烯的结构示意图如图所示，下列关于石墨烯的叙述正确的是
A．石墨烯可导电，说明它是电解质
B．石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”四种物质都是碳的单质
C．由于C（石墨，s）===C（金刚石，s） ΔH＝＋1.9kJ·
mol－1知金刚石比石墨烯稳定
D．尽量使用含
C的产品，减少使用含
C的产品
，此举符合“促进低碳经济”的宗旨
11．向一定浓度的下列物质澄清溶液中通入过量的CO2气体，最后肯定没有沉淀生成的是
①Ca（OH）2 ②Na2CO3 ③CaCl2 ④Ca（ClO）2
A．①③④B．②③④C．①②③D．①②③④
12．在①浓硝酸 ②水 ③浓硫酸 ④氢氟酸 ⑤氢氧化钾溶液中，能与单质硅起化学反应的是
A．①②B．②④C．④⑤D．③④
13．下列各种物质在一定条件下反应，所得产物种类与反应物的用量无关的是
①AlCl3（aq）+NH3（g）②Na2SiO3+HCl③C+O2
④Fe+HNO3⑤Ca（HCO3）2+Ca（OH）2⑥C+SiO2
A．①②⑤B．②③C．①⑤⑥D．④⑤
14．用足量的CO还原13.7g某铅氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0g，则此铅氧化物的化学式是
A．PbOB．Pb2O3C．Pb3O4
D．PbO2
15．将足量的CO2不断通入NaOH、Ba（OH）2、Na[Al（OH）4]的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为
ABCD
16．金刚砂（SiC）可由SiO2和碳在一定条件下反应制得，反应方程式为SiO2＋3C
SiC＋2CO↑，下列有关制造金刚砂的说法中正确的是
A．该反应中的氧化剂是SiO2，还原剂为C
B．该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
C．该反应中转移的电子数为12e－
D．该反应中的还原产物是SiC、氧化产物是CO，其物质的量之比为1∶2
17．为确认HCl、H2CO3、H
2SiO3的酸性强弱，某学生设计
了如图所示的实验装置，一次实验即可达到目的（不必选其他酸性物质）。
请据此回答：
（1）锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为________。
（2）装置B所盛的试剂是_
_________________，其作用是______________________。
（3）装置C所盛试剂是____________，C中反应的离子方程式是____________________________
__。
（4）由此得到的结论是：
酸性________>
________>
（1）盐酸
（2）饱和NaHCO3溶液吸收HCl气体
（3）Na2SiO3溶液SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO
（4）HClH2CO3H2SiO3
18．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
①________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
（3）写出离子方程式
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
⑤____________________________________________
（1）制光导纤维Na2SiO3H2SiO3
（2）①SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑
④H2SiO3
SiO2＋H2O
（3）②SiO
③SiO2＋2OH－===SiO
⑤SiO
＋2H＋===H2SiO3
19．世博会中国馆——“东方之冠”由钢
筋混凝土、7000多块红色铝板和1200多块玻璃等
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