1、第 1 节 无机非金属材料的主角硅第 2 课时 硅酸盐和硅单质一、选择题1唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于( )A氧化铝 B二氧化硅C硅酸盐 D合金2在制玻璃、制水泥两种工业生产中，都需要原料( )A纯碱 B石灰石C石英 D黏土3现有硅酸钠、石灰石、二氧化硅三种白色粉末，只用一种试剂就可以将它们鉴别开，该试剂是( )A纯水 B盐酸C硝酸银溶液 D碳酸钠溶液4(2016信阳高一检测)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A BC D5下列关于碳和
2、硅的比较，正确的是( )A它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸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6常温下，下列物质不发生反应的一组是( )硅与 NaOH 溶液 硅与盐酸 硅与氢氟酸二氧化硅与碳酸钠 二氧化硅与 NaOH 溶液二氧化硅与浓硝酸A BC D7下列试剂贮存方法正确的是( )A氢氟酸用玻璃瓶密封贮存BNaOH 溶液用磨口玻璃瓶加玻璃塞封存C水玻璃用塑料桶敞口放置D纯碱溶液可用带橡胶塞的玻璃瓶封存8硅酸钠的水溶液俗称水玻璃。下列关于水玻璃的说法中不正确的是( )A水玻璃是一种纯净物B水玻璃可作木材防火
3、剂C水玻璃与盐酸反应所得的白色胶状沉淀是硅酸D滴有酚酞的水玻璃呈红色，说明水玻璃呈碱性9(2016吉林高一检测)近年来科学家才得知大多数古瓷中所用颜料为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi 2Ox，铜为2 价) ，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是( )A可用氧化物形式表示为 BaOCuO2SiO2B性质稳定，不易脱色C易溶于强酸和强碱Dx 等于 610下列有关说法正确的是( )A硅酸钠溶液与醋酸混合的离子方程式为 SiO 2H =H2SiO323B向一定浓度的 Na2SiO3 溶液中通入适量 CO2 气体，出现白色沉淀，说明 H2SiO3 的酸性比 H2CO3 的酸性强CSiO 2 有导电
4、性，所以 SiO2 可用于制备光导纤维D单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料11将足量 CO2 气体通入水玻璃中，然后加热蒸干，在高温下充分煅烧，最后所得的固体物质是( )ANa 2SiO3 BNa 2CO3、Na 2SiO3CNa 2CO3、SiO 2 DSiO 212某溶液中可能含有 K 、 CO 、HCO 、SiO ， 向该溶液中加入稀盐酸，产23 3 23生白色胶状沉淀和无色无味气体。下列说法正确的是( )A无法判断该溶液中是否含有 KB该溶液中一定含有 K 、SiO ，可能含有 HCO23 3C该溶液中无 HCO ，一定含有 CO 3 23D该溶液中可能含有 K 和 CO23二、非选
5、择题13某课外活动小组测得某硅酸盐所含氧化物的质量分数如下表：氧化物 CaO Al2O3 SiO2 H2O质量分数 0.142 0 0.260 2 0.459 2 0.137 8(1)用氧化物表示该硅酸盐的组成为_。(2)1 mol 该硅酸盐与足量稀盐酸完全反应，需要 HCl_mol。(3)用该硅酸盐制成的坩埚_( 填“能”或“不能”)用来熔化 NaOH 固体。14获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动，信息产业的核心材料是高纯度的硅。下面是高纯度单晶硅的生产方法之一：SiO2 Si(粗硅) SiHCl3(沸点 31.5 ) Si 高纯硅 单晶硅 C HC
6、l、Cl2 H2 气 相 沉 积 法 近代用得较多的另一种方法(之二) 是：用金属硅化物(Mg 2Si)与盐酸作用制得硅烷(SiH 4)；再热分解硅烷可得高纯硅。单晶硅可用于制作大规模集成电路、整流器等，硅纯度越高，大规模集成电路的性能越好。(1)从方法一生产单晶硅的过程看，由碳还原得到的硅为何还要进一步处理？_。(2)写出方法二中，生产高纯硅的两个化学方程式：_。_。15如下图所示物质的转化关系中，A 是一种固体单质，E 是一种白色沉淀。据图填写(已知 Si2NaOHH 2O=Na2SiO32H 2)。(1)B 的化学式是_，目前 B 已被用作_的主要原料。(2)B 和 a 溶液反应的离子方
7、程式是_。(3)A 和 a 溶液反应的离子方程式是_。(4)C 和过量盐酸反应的离子方程式是_。能力提升16A 元素的单质是重要的半导体材料，含 A 元素的化合物 C 可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，C 与烧碱反应生成含 A 元素的化合物 D。(1)A 的原子结构示意图为 _。(2)易与 C 发生化学反应的酸是_，发生反应的化学方程式是_。(3)C 与纯碱混合高温熔融时，发生化学反应生成 D，同时还生成氧化物 B；将全部的B 与全部的 D 在足量的水中混合，又发生化学反应生成含 A 的化合物 E。写出生成 D 和E 的化学方程式_。17白炭黑(SiO 2H2O)广泛用于橡胶、涂料、印刷
8、等行业，可用蛇纹石 主要成分为Mg(SiO10)(OH)8来制取，其主要工艺流程如下：(1)蛇纹石用氧化物形式可表示为_。(2)碱浸时，为提高其中硅酸盐的浸取率，除采用合适的液固比和循环浸取外，还可采用的方法有_；_( 任举两种) 。(3)过滤 1 得到的滤液的主要成分是_。(4)向滤液中加入盐酸，发生反应的离子方程式为_ 。(5)洗涤时，如何证明产品已洗涤干净？_ 。课时达标训练(二十一)1解析：选 C 唐三彩、秦兵马俑均是陶瓷制品，主要材料黏土属于硅酸 盐。2解析：选 B 制玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；制水泥的原料是石灰石、黏土等。相互对比后可知 B 项为正确答案。3解析：选 B 加入
9、水，石灰石和二氧化硅都不溶于水，不能鉴别，故 A 项错误。加入盐酸，硅酸钠溶解，生成白色胶状沉淀，石灰石溶解，生成气体，二氧化硅不反 应，溶液中有白色粉末，现象不同，可鉴别，故 B 项正确。加入硝酸 银溶液，溶液中都有沉淀，不能 鉴别，故C 项错误 。加入碳酸钠，与三种物质都不反应，不能鉴别石灰石和二氧化硅，故 D 项错误。4解析：选 C 水晶的成分是 SiO2，而不属于硅酸盐，错 ；光导纤维的成分是 SiO2，错， C 正确。5解析：选 B SiO2不溶于水也不与水反应；地壳中含量最多的元素是氧，其次是硅；自然界中有游离态的碳(金刚石 )，没有游离 态的硅，因为硅是一种亲氧元素。6解析：选
10、D 硅在常温下只能与 F2、氢氟酸、NaOH 溶液发生反应；二氧化硅与碳酸钠在高温下能反应；二氧化硅是酸性氧化物，能与 NaOH 溶液反 应，但不能与 浓硝酸反应，故D 选项符合题意。7解析：选 D 氢氟酸腐蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装；NaOH 与玻璃中的 SiO2反应，使玻璃塞与瓶口粘合在一起，无法打开瓶塞；水玻璃敞口放置易与空气中的 CO2反应而变质。8解析：选 A 水玻璃是 Na2SiO3的水溶液，是一种混合物。9解析：选 C 用氧化物形式表示硅酸铜钡为 BaOCuO2SiO2，BaCuSi2Ox中 Ba 为2价，Cu 为2 价， Si 为4 价，O 为2 价，由化合价 规则： (2)(2
11、) 2(4)( 2)x0，得 x6，A、D 项正确；由题干信息可知硅酸铜钡性质稳定，不易脱色，B 项正确，C项错误。10解析：选 D CH3COOH 是弱电解质，不能写为离子形式，正确的离子方程式 为 SiO2CH 3COOH=H2SiO32CH 3COO ，A 错误；根据强酸制弱酸的原理， 应该是23H2CO3的酸性比 H2SiO3的酸性 强，B 错误；SiO 2没有导电 性， SiO2可以用于制备光导纤维，C 错误； 单质硅是半导体材料，利用硅制成的光电池可将太阳能直接转变为电能，D 正确。11解析：选 A 该过程中涉及的反 应：2CO2 Na2SiO32H 2O=H2SiO32NaHCO
12、 3，H2SiO3 SiO2H 2O,2NaHCO3= = = = = Na2CO3CO 2 H 2O，SiO 2Na 2CO3 Na2SiO3CO 2，故最后= = = = = = = = = =高 温 所得的固体物质是 Na2SiO3。12解析：选 B 向该溶液中加入稀盐酸，产生白色胶状沉淀和无色无味气体，则说明该溶液中一定含有 SiO ，可能含有 CO 或 HCO 。由溶液呈电中性可知， 该溶液中一定23 23 3含有 K 。13解析：(1)假定该硅酸盐的质量为 100 g，则根据各氧化物的质量分数可得 n(CaO)n(Al2O3)n(SiO 2)n(H 2O) 1133，即 Ca、Al
13、、Si、O、H2O 的物质的量之比为123103，故该硅酸盐 的化学式为 CaAl2Si3O103H2O，用氧化物形式可表示为CaOAl2O33SiO23H2O。(2)CaOAl2O33SiO23H2O 中的 CaO、Al2O3都能与稀盐酸反应，故1 mol CaOAl2O33SiO23H2O 与足量稀盐酸完全反应，共需 8 mol HCl。(3)Al2O3、SiO2都能与 NaOH 反应 ，所以不能用 该硅酸盐制成的坩埚来熔化 NaOH 固体。答案：(1)CaOAl 2O33SiO23H2O (2)8 (3)不能14解析：(1)根据方法一的生产流程，可得如下化学方程式：SiO22C Si(粗
14、硅 )2CO，所得的粗硅中含有大量的其他杂质( 如 C、SiO2等)，= = = = =高 温 没有实际应用价值，将粗硅用 HCl、Cl2处理转化为沸点低的 SiHCl3，化学方程式为SiCl 2HCl SiHCl3，低沸点的 SiHCl3通过蒸 馏极易将其分离提纯，然后将纯= = = = =高 温 的 SiHCl3在高温下用 H2还原即可得到高纯度的 Si 蒸气，SiHCl3 H2 Si3HCl，再 进行气相沉淀即可制得高 纯度的硅，从而得到 单晶硅。= = = = =高 温 答案：(1)由 C 还原 SiO2 得到的单质 Si 中，杂质含量过高，将它用 HCl、Cl 2 处理得到低沸点的
15、SiHCl3，便于蒸馏提纯，然后再还原得到高纯硅(2)Mg 2Si4HCl= =2MgCl2SiH 4SiH 4 Si2H 2= = = = = 15解析：由题知 A 为固体单质 ，E 为白色胶状沉淀。本题的突破口是 C 白色胶 过 量 盐 酸 状沉淀 E，容易想到 E 为 H2SiO3，而 C 为 Na2SiO3，而 a 溶液 为 NaOH 溶液，A、B、F 、D 分别是 Si、SiO2、H2、H2O。答案：(1)SiO 2 光导纤维(2)SiO22OH = SiO H 2O23(3)Si2OH H 2O=SiO 2H 223(4) SiO 2H =H2SiO32316解析：(1)A 元素单
16、质可作半 导体材料，含 A 元素的某化合物是制造光 导纤维的原料，可知 A 为硅。(2)C 为 SiO2，能与 SiO2反应的酸只有氢氟酸。(3)SiO 2与 Na2CO3高温下反应生成 Na2SiO3和 CO2，碳酸的酸性强于硅酸的，故在水溶液中能发生反应Na2SiO3CO 2H 2O=Na2CO3H 2SiO3。答案：(1)(2)氢氟酸 SiO 24HF =SiF42H 2O(3)SiO2Na 2CO3 Na2SiO3CO 2，Na 2SiO3CO 2H 2O=Na2CO3H 2SiO3= = = = =高 温 17解析：该流程中，加 NaOH 溶液碱浸的目的是将蛇纹石 转化成可溶性硅酸盐
17、进入溶液，然后用盐酸和 NaCl 溶液将硅酸盐转化成硅酸从溶液中分离出来，再经过进一步处理获得白炭黑。(1)氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水。(2)浸取的目的是将蛇纹石转化成可溶性硅酸盐。提高浸取率，可以从是否充分反应、充分接触等角度考虑。(3)碱浸后，溶液中含有可溶的硅酸 钠，以及剩余的 NaOH 溶液。(4)Na 2SiO3与盐酸反应的离子方程式为 SiO 2H =H2SiO3；NaOH 溶液与盐酸反应的离子方程式为23H OH =H2O。(5)从流程图可知，H 2SiO3是从 NaCl 溶液中分离出来的，表面沾有 Na和 Cl ，所以只要检验最后一次洗涤液中是否含有 Cl 即可。答案：(1)6MgO4SiO 24H2O(2)升高碱液温度并搅拌 将矿石粉碎(3)Na2SiO3、NaOH(4)SiO 2H =H2SiO3 ；H OH =H2O23(5)取少许最后一次洗涤液，滴入 12 滴硝酸酸化的 AgNO3 溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤干净
