2024-2025年高中化學(xué)4.1.2第2課時(shí)硅酸鹽和硅單質(zhì)講義+練習(xí)新人教版必修1

PAGEPAGE16第2課時(shí)硅酸鹽和硅單質(zhì)課程目標(biāo),1．了解硅酸鹽的性質(zhì)及組成的表示方法。2．了解硅的性質(zhì)和用途。3．了解幾種重要無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)及用途。圖說(shuō)考點(diǎn),[新知預(yù)習(xí)]一、硅酸鹽1．硅酸鹽的組成和性質(zhì)(1)概念：由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱(2)性質(zhì)：固態(tài)，大多不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定(3)表示方法：如Na2SiO3、Na2O·SiO22．最簡(jiǎn)潔的硅酸鹽——Na2SiO33．三種常見(jiàn)的硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽產(chǎn)品原料主要設(shè)備主要成分水泥石灰石、黏土水泥回轉(zhuǎn)窯硅酸二鈣：2CaO·SiO2硅酸三鈣：3CaO·SiO2鋁酸三鈣：3CaO·Al2O3玻璃純堿、石灰石、石英砂玻璃窯Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土Al2O3·2SiO2·2H2O二、硅單質(zhì)1．形態(tài)及結(jié)構(gòu)2．性質(zhì)(1)物理性質(zhì)色、態(tài)光澤熔點(diǎn)硬度質(zhì)地導(dǎo)電性灰黑色固體金屬光澤高大脆良好半導(dǎo)體(2)化學(xué)性質(zhì)：在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，但能與氫氟酸、強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)。①Si與NaOH溶液：eq\o(□,\s\up1(29))Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。②Si與氫氟酸：eq\o(□,\s\up1(30))Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。3．用途(1)半導(dǎo)體材料，如硅芯片等。(2)新型能源，如光電池等。[即時(shí)性自測(cè)]1．推斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)晶體硅與金剛石的結(jié)構(gòu)相像。()(2)硅是活潑的非金屬元素。()(3)自然界中存在單質(zhì)硅。()(4)硅酸鈉可以改寫(xiě)為Na2O·SiO2，故硅酸鈉是混合物，含有Na2O和SiO2。()(5)硅酸鈉俗稱水玻璃，是一種防火劑。()(6)硅酸鹽是一大類結(jié)構(gòu)困難的固態(tài)物質(zhì)。()(7)一般玻璃和水泥的生產(chǎn)原料均含石灰石。()(8)光電池可以將光能干脆轉(zhuǎn)化為電能。()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)√(8)√2．從現(xiàn)有的考古資料來(lái)看，中國(guó)原始陶器起先于距今七千年前。時(shí)至今日陶瓷已廣泛應(yīng)用于人們的生活和生產(chǎn)中，下列不屬于陶瓷制品的是()解析：試管是玻璃制品。答案：C3．下列關(guān)于硅及二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤的是()A．硅與氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑B．硅與燒堿溶液反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑C．硅與鹽酸反應(yīng)：Si＋4HCl=SiCl4＋2H2↑D．二氧化硅在高溫下被C還原：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑解析：常溫下，硅能與氫氟酸、燒堿溶液反應(yīng)，但不與鹽酸反應(yīng)。加熱或高溫條件下能與C、Cl2、O2等發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為Si＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC、Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4、Si＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SiO2。答案：C4．硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃。下列關(guān)于水玻璃的說(shuō)法中，正確的是()A．水玻璃是一種純凈物B．水玻璃可作木材防腐劑C．水玻璃與鹽酸反應(yīng)所得的白色膠狀沉淀是二氧化硅D．滴有酚酞的水玻璃呈紅色，說(shuō)明水玻璃呈堿性解析：水玻璃是Na2SiO3的水溶液，是一種混合物；由于Na2SiO3的熱穩(wěn)定性極好，又不能燃燒，所以常用作木材防火劑而不是防腐劑；Na2SiO3溶液中滴入鹽酸發(fā)生反應(yīng)：Na2SiO3＋2HCl=H2SiO3↓＋2NaCl，產(chǎn)生的沉淀是H2SiO3而不是SiO2；Na2SiO3溶液能使無(wú)色酚酞溶液變紅色，說(shuō)明水玻璃顯堿性。答案：D提升點(diǎn)一硅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特性[例1]下列關(guān)于硅的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A．硅是非金屬元素，它的晶體單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體B．單質(zhì)硅和金剛石結(jié)構(gòu)相像，但比金剛石硬度小，熔點(diǎn)低C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)D．加熱到肯定溫度時(shí)，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)【解析】硅雖然外形像金屬(有金屬光澤)，但事實(shí)上屬于非金屬；硅原子與碳原子最外層電子數(shù)相同，晶體結(jié)構(gòu)相像，但硅晶體比金剛石的硬度小，熔點(diǎn)低；硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫能與氟氣、氫氟酸和NaOH溶液等發(fā)生反應(yīng)，加熱至肯定溫度時(shí)，硅還能與氯氣、氧氣等非金屬發(fā)生反應(yīng)。【答案】C解答信息試驗(yàn)題時(shí)要特殊留意以下兩點(diǎn)：(1)分析題目信息，留意試驗(yàn)操作或具有特殊性質(zhì)的物質(zhì)；(2)與已駕馭的學(xué)問(wèn)進(jìn)行對(duì)比分析，充分利用信息進(jìn)行學(xué)問(wèn)遷移。[提升1]硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)一般玻璃的主要原料有________________________________________________________________________。(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)都須要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種技術(shù)路途，其中一種工藝流程示意圖如下：①工業(yè)上用石英砂和焦炭在電弧爐中加熱到1600～1800℃，除生成粗硅外，也可以生成碳化硅，則在電弧爐內(nèi)可能發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。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)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(3)還原爐中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為_(kāi)_______________________________________________________________________。解析：(1)生產(chǎn)一般玻璃的主要原料有純堿、石英砂、石灰石。(2)①二氧化硅與焦炭在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成粗硅或碳化硅，化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑、SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑。②粗硅與氯化氫在250～300℃條件下反應(yīng)生成SiHCl3和氫氣。(3)還原爐內(nèi)，氫氣與SiHCl3發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Si和HCl，化學(xué)方程式為SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋3HCl。答案：(1)純堿、石英砂、石灰石(2)①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑、SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑②Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃))SiHCl3＋H2(3)SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋3HCl,[關(guān)鍵實(shí)力]1．晶體硅的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)類似于金剛石。硅的工業(yè)制法硅單質(zhì)是由其氧化物制得的，常見(jiàn)工藝流程如下：石英砂eq\o(→,\s\up7(1焦炭/高溫))粗硅eq\o(→,\s\up7(2Cl2/△))SiCl4eq\o(→,\s\up7(3H2/高溫))純硅有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：(1)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗)＋2CO↑(2)Si(粗)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4(3)SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純)＋4HCl2．硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)常溫下：①與氟氣反應(yīng)：Si＋2F2=SiF4；②與氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑；③與NaOH溶液反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑(2)加熱條件下：①與O2反應(yīng)：Si＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SiO2；②與Cl2反應(yīng)：Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4；③與C反應(yīng)：Si＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC提升點(diǎn)二含硅物質(zhì)的性質(zhì)應(yīng)用與轉(zhuǎn)化[例2]歌曲《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案生動(dòng)形象，但古瓷中所用顏料的成分始終是個(gè)謎。近年來(lái)科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍(lán)紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價(jià))，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說(shuō)法不正確的是()A．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B．性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色C．易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿D．x等于6【解析】BaCuSi2Ox中，Ba為＋2價(jià)，Cu為＋2價(jià)，Si為＋4價(jià)，O為－2價(jià)，由化合價(jià)規(guī)則：(＋2)＋(＋2)＋2×(＋4)＋(－2)×x＝0，得x＝6，則用氧化物形式表示硅酸銅鋇為BaO·CuO·2SiO2，A、D項(xiàng)正確；由題干信息可知硅酸銅鋇的性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】C[提升2]A、B、C、D、E五種含硅元素的物質(zhì)，相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：(1)推斷A～E的化學(xué)式：A________，B________，C________，D________，E________。(2)①寫(xiě)出B→A的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②A→C的離子方程式________________________________________________________________________。解析：在空氣中燃燒生成D，B可能為Si，B和D都能與NaOH溶液反應(yīng)生成A，則A為Na2SiO3，A和鹽酸反應(yīng)生成C，C為H2SiO3，H2SiO3受熱分解又生成SiO2，證明B為Si，E為CaSiO3。答案：(1)Na2SiO3SiH2SiO3SiO2CaSiO3(2)①Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑②SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓硅及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系題中的突破口(1)硅、二氧化硅的結(jié)構(gòu)：如硅與金剛石結(jié)構(gòu)相像。(2)硅、二氧化硅的物理性質(zhì)：如硬度大，熔、沸點(diǎn)高。(3)特征性質(zhì)：①與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的非金屬單質(zhì)是硅。②不與H2O反應(yīng)、能與氫氟酸反應(yīng)(或雕刻玻璃)的酸性氧化物為SiO2。③難溶于水的無(wú)機(jī)酸是H2SiO3。[關(guān)鍵實(shí)力]1．硅及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系2．硅酸鹽的氧化物形式的改寫(xiě)硅酸鹽由于組成比較困難，通常用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成，改寫(xiě)時(shí)的規(guī)律為：書(shū)寫(xiě)形式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(氧化物的排列依次：活潑金屬氧化物→較活潑,金屬氧化物→二氧化硅→水,氧化物之間以“·”隔開(kāi)))化學(xué)計(jì)量數(shù)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(配置原則：各元素原子總個(gè)數(shù)比符合原來(lái)的組成,若出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù))),硅酸鹽組成式改寫(xiě)實(shí)例：鈉長(zhǎng)石NaAlSi3O8不能寫(xiě)成eq\f(1,2)Na2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2，應(yīng)寫(xiě)成Na2O·Al2O3·6SiO2。1．硅被譽(yù)為無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，下列物品用到硅單質(zhì)的是()A．陶瓷餐具B．石英鐘表C．計(jì)算機(jī)芯片D．光導(dǎo)纖維答案：C2．科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程中具有重要的作用。下列關(guān)于硅的說(shuō)法中正確的是()A．地殼中硅的含量稀有B．自然界中存在大量單質(zhì)硅C．高純度的硅被用于制作計(jì)算機(jī)芯片D．光導(dǎo)纖維的主要成分是Si解析：因?yàn)?1世紀(jì)是計(jì)算機(jī)廣泛普及和應(yīng)用的時(shí)代，而硅(高純度)又是制作計(jì)算機(jī)芯片的原料。答案：C3．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＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO↑C．用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO2↑D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2解析：B項(xiàng)正確的化學(xué)方程式為CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑；C項(xiàng)正確的化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO↑＋Si；D項(xiàng)水泥的主要成分是3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3。答案：A4．材料與化學(xué)親密相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)材料主要化學(xué)成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C一般水泥、一般玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅解析：剛玉的主要成分是三氧化二鋁，金剛石的成分是碳。大理石、石灰石的主要成分都是碳酸鈣；水泥、玻璃屬于硅酸鹽；沙子、石英的主要成分都是二氧化硅。答案：A5．如圖中的每一方格表示相關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物。其中B是一種單質(zhì)，其余物質(zhì)也都是有B元素的化合物。C是一種鈉鹽，E是C對(duì)應(yīng)的酸，B的結(jié)構(gòu)類似金剛石，D為B的氧化物(其他不含B元素的反應(yīng)產(chǎn)物以及各步反應(yīng)添加的必要試劑和反應(yīng)條件已被略去)，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)空白：(1)A、D、E的化學(xué)式分別為_(kāi)_______、________、________。(2)A和B的相互轉(zhuǎn)化在工業(yè)上有什么實(shí)際意義？________________________________________________________________________。(3)寫(xiě)出D→C反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)寫(xiě)出E→D反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。解析：本題的突破口是：“B是一種單質(zhì)”“B的結(jié)構(gòu)類似金剛石”。據(jù)此，簡(jiǎn)潔推斷出B是晶體硅。硅與氯氣在加熱條件下生成SiCl4，因此，A為SiCl4。經(jīng)過(guò)分餾提純后得到純凈的SiCl4，SiCl4可以被氫氣還原得純凈的硅。依據(jù)D能轉(zhuǎn)化成B(Si)，可知D為SiO2，由此可知其他答案。答案：(1)SiCl4SiO2H2SiO3(2)粗硅提純(3)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(4)H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))SiO2＋H2O練后感悟含硅化合物之間的“三角轉(zhuǎn)化”關(guān)系，是推斷含硅化合物推斷題的重要突破口，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖。課時(shí)作業(yè)19硅酸鹽和硅單質(zhì)授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)121頁(yè)[練基礎(chǔ)]1．硅及其化合物在材料領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。下列敘述中，正確的是()A．右圖是常見(jiàn)于汽車(chē)中的小擺件“蘋(píng)果花”，它的動(dòng)力是以Si為原料制作的太陽(yáng)能電池B．晶體硅主要用途是制造光導(dǎo)纖維C．硅是地殼中含量最多的元素D．硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，因此硅在自然界中以游離態(tài)形式存在解析：晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，主要用途是制作太陽(yáng)能電池、集成電路，A正確、B錯(cuò)誤；氧是地殼中含量最多的元素，C錯(cuò)誤；硅是親氧元素，在自然界中以化合態(tài)形式存在，D錯(cuò)誤。答案：A2．有關(guān)硅元素的下列敘述中正確的是()A．硅、碳與氫氟酸都不反應(yīng)B．硅是構(gòu)成礦物巖石的主要原料，其化合態(tài)硅幾乎全部是硅石和硅酸鹽C．硅與碳性質(zhì)都很穩(wěn)定，都能以游離態(tài)存在于自然界D．晶體硅、石墨都可作半導(dǎo)體材料答案：B3．玻璃、陶瓷和水泥是重要的無(wú)機(jī)非金屬材料，它們的主要成分中都含有的元素是()A．氮B．硫C．硅D．氯解析：玻璃、陶瓷、水泥屬于傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料，它們的主要成分中都含有硅元素和氧元素，故選項(xiàng)C正確。答案：C4．我國(guó)具有獨(dú)立學(xué)問(wèn)產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號(hào)”的問(wèn)世，填補(bǔ)了我國(guó)計(jì)算機(jī)制造史上的一項(xiàng)空白。下列對(duì)晶體硅的有關(guān)敘述正確的是()A．晶體硅和金剛石的物理性質(zhì)相像B．晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它的提煉工藝?yán)щy，價(jià)格昂貴D．晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導(dǎo)電解析：晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相像，是具有正四面體形的空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以物理性質(zhì)與金剛石相像，熔、沸點(diǎn)高，硬度大；硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但常溫下可與F2、HF和強(qiáng)堿反應(yīng)；晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，被廣泛運(yùn)用；晶體硅是一種非金屬單質(zhì)，雖然它具有金屬光澤。答案：A5．下列物質(zhì)中，導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間的是()①晶體硅②金屬鋁③石墨④晶體鍺⑤金剛石A．只有①B．只有⑤C．②和③D．①和④解析：Si、Ge均能導(dǎo)電，可作半導(dǎo)體材料；Al是電的良導(dǎo)體；石墨也能導(dǎo)電，但不能作半導(dǎo)體材料；金剛石不導(dǎo)電。答案：D6．下列溶液中①碳酸鈉溶液②氫氟酸③氫氧化鈉溶液④氯化鈉溶液，可以盛放在玻璃試劑瓶中但不能用磨口玻璃塞的是()A．①③B．②④C．②③D．①④解析：①、③項(xiàng)中溶液呈堿性，不能與光滑的玻璃反應(yīng)，但能與磨口玻璃袒露的SiO2反應(yīng)，生成的硅酸鈉溶液是一種礦物膠，具有良好的黏結(jié)性，易使瓶塞與瓶壁粘在一起而難以開(kāi)啟。氫氟酸能腐蝕玻璃，不能用玻璃試劑瓶盛放。答案：A7．熔融氫氧化鈉反應(yīng)選用的器皿是()A．陶瓷坩堝B．石英坩堝C．一般玻璃坩堝D．生鐵坩堝解析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高溫下可以跟NaOH發(fā)生如下反應(yīng)：SiO2＋2NaOHeq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋H2O。所以A、B、C的器皿都不能選用，只能用生鐵坩堝。答案：D8．制備硅單質(zhì)時(shí)，主要化學(xué)反應(yīng)如下：①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗硅)＋2CO↑②Si(粗硅)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4，③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純硅)＋4HCl，下列對(duì)上述三個(gè)反應(yīng)的敘述中，不正確的是()A．①③為置換反應(yīng)B．①②③均為氧化還原反應(yīng)C．②為化合反應(yīng)D．三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原解析：在反應(yīng)②中Si元素化合價(jià)上升，被氧化。答案：D[提素養(yǎng)]9．世界聞名的科技史專家、英國(guó)劍橋高校的李約瑟博士考證說(shuō)：“中國(guó)至少在距今3000年以前，就已經(jīng)運(yùn)用玻璃了?！毕铝杏嘘P(guān)一般玻璃的說(shuō)法不正確的是()A．制一般玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英B．玻璃在加熱熔化時(shí)有固定的熔點(diǎn)C．一般玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D．盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起解析：一般玻璃以純堿、石灰石和石英為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得，A正確；玻璃是混合物，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，B錯(cuò)誤；一般玻璃的大致組成為Na2O·CaO·6SiO2，C正確；二氧化硅易與燒堿溶液反應(yīng)生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很強(qiáng)的黏合性，因此盛有NaOH等強(qiáng)堿性溶液的試劑瓶不能運(yùn)用玻璃塞。答案：B10．用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成，不正確的是()A．鈣沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]：CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB．鎂橄欖石(Mg2SiO4)：2MgO·SiO2C．鉀云母(K2H4Al6Si6O24)：K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2D．高嶺石[Al2(Si2O5)(OH)4]：Al2O3·2SiO2·2H2O答案：C11．將過(guò)量的CO2分別通入：①CaCl2溶液②濃Na2SiO3溶液③Ca(OH)2溶液④飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是()A．①②③④B．②④C．①②③D．②③解析：CO2溶于水：CO2＋H2OH2CO3，H2CO3的酸性比鹽酸弱，而比硅酸強(qiáng)。依據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律，CO2通入CaCl2溶液無(wú)明顯現(xiàn)象；過(guò)量的CO2通入濃Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至過(guò)量，Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2=Ca(HCO3)2，最終生成Ca(HCO3)2而無(wú)沉淀；過(guò)量CO2通入飽和Na2CO3溶液中：Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3↓，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而結(jié)晶析出，故選B。答案：B12．在含有NaOH、NaAlO2、Na2SiO3的溶液中逐滴加入鹽酸至過(guò)量，其圖像正確的是()解析：若偏鋁酸鈉最先與鹽酸反應(yīng)，生成的氫氧化鋁會(huì)溶于氫氧化鈉溶液中；若硅酸鈉最先與鹽酸反應(yīng)，生成的硅酸會(huì)溶于氫氧化鈉溶液中，因此氫氧化鈉最先與鹽酸反應(yīng)，然后偏鋁酸鈉和硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氫氧化鋁、硅酸，接著滴加鹽酸，氫氧化鋁溶解，硅酸不溶解。綜上所述，C項(xiàng)符合題意。答案：C13．下圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說(shuō)法正確的是()A．SiO2屬于兩性氧化物B．酸性：H2SiO3>H2CO3C．硅膠吸水后可重復(fù)再生D．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)解析：SiO2是酸性氧化物；酸性：H2CO3>H2SiO3；圖中有的轉(zhuǎn)化反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，如SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)等。答案：C14．硅是無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。(1)計(jì)算機(jī)芯片和太陽(yáng)能電池的主要成分是________，光導(dǎo)纖維的主要成分是________。(填化學(xué)式)(2)工藝師常用氫氟酸來(lái)雕刻玻璃，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(3)工業(yè)上利用水玻璃和鹽酸反應(yīng)制備硅酸凝膠后進(jìn)一步脫水處理可得到硅膠，寫(xiě)出水玻璃和鹽酸反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(4)玉石的主要成分基本都屬于硅酸鹽，翡翠的主要成分為NaAlSi2O6，用氧化物形式表示為_(kāi)_______________________________________________________________________。(5)高純度單晶硅可以按下列方法制備：SiO2eq\o(→,\s\up7(①C),\s\do5(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③過(guò)量H2),\s\do5(1000～1100℃))Si(純)寫(xiě)出步驟①的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。步驟②的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)冷凝后得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)，提純SiHCl3主要操作的名稱是________。步驟③須要在無(wú)水無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行，若在有氧環(huán)境下，除了有擔(dān)心全因素外，還可能使產(chǎn)品中混有雜質(zhì)________。解析：(1)Si是半導(dǎo)體，可用于制造計(jì)算機(jī)芯片和太陽(yáng)能電池，光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2。(2)工藝師常用氫氟酸來(lái)雕刻玻璃，是因?yàn)闅浞崮芎蚐iO2反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4HF＋SiO2=SiF4↑＋2H2O。(3)工業(yè)上利用水玻璃和鹽酸反應(yīng)制備硅酸凝膠后進(jìn)一步脫水處理可得到硅膠，水玻璃(Na2SiO3)和鹽酸反應(yīng)的離子方程式為SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3(膠體)。(4)翡翠的主要成分為NaAlSi2O6，將其表示為氧化物形式為Na2O·Al2O3·4SiO2。(5)步驟①的化學(xué)方程式為2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗)＋2CO↑；步驟②的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)冷凝后得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)，依據(jù)兩者沸點(diǎn)不同，可采納蒸餾的方法分別；步驟③須要在無(wú)水無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行，若在有氧環(huán)境下，除了有擔(dān)心全因素外，產(chǎn)品中的Si會(huì)和O2在高溫的條件下反應(yīng)生成SiO2。答案：(1)SiSiO2(2)4HF＋SiO