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第四章第一节第2课时硅酸盐和硅单质.doc

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第一节无机非金属材料的主角——硅
第2课时硅酸盐和硅单质
( )
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高钝度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
答案:C
( )



·Al2O3·3SiO2
解析:硅单质是制半导体的材料,B不正确,瓷坩埚中含有SiO2,SiO2能与烧碱发生化学反应:SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O,C不正确;KAlSi3O8用氧化物形式表示为K2O·Al2O3·6SiO2,D不正确。
答案:A
、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( )


、硅酸钙和二氧化硅
,是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起
答案:A
( )
,既不燃烧也不易被腐蚀

、织物浸过水玻璃后具有防腐性能,且不易燃烧
,在空气中不易变质
解析:由于H2SiO3的酸性比碳酸的弱,故将水玻璃露置在空气中时,会发生反应而变质:Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3(胶体)。
答案:D
、B、C、D、E代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系如图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似。
请填空:
(1)形成单质A的原子的结构示意图为________,它的最高化合价为________。
(2)B的化学式为________,B和碳反应生成A和E的化学方程式为___________________________________________________。
(3)C的化学式为________,D的化学式为________。
解析:“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似”是做此题的关键。由此可以得出A为Si,B为SiO2。SiO2在高温的条件下与氧化钙反应得到的是C,即硅酸钙;SiO2与氢氧化钠溶液反应得到D,是硅酸钠溶液。从框图中可以得出E应是CO。
答案:(1) +4
(2)SiO2 SiO2+2CSi+2CO↑
(3)CaSiO3 Na2SiO3
(时间:40分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题8分,共48分)
:“硅是21世纪的能源”“未来的石油”,下列有关硅可能成为新型能源的论述不正确的是( )

,且可再生
、贮存,从安全角度考虑,硅是优质燃料
,其燃烧产物对环境污染容易有效控制
解析:硅是亲氧元素,空气中有大量的氧气,所以自然界没有游离态的硅元素,只有化合态的硅元素,即自然界没有硅单质;B项中硅大量存在于地壳矿石、沙子、黏土中,易开采,且硅燃烧后又生成了SiO2,所以说硅可再生。
答案:A
( )
+、K+、HCO、Ca2+
-、Na+、Mg2+、HCO
+、SiO、H+、Cl-
+、H+、Cl-、NO
解析:A项,H++HCO===H2O+CO2↑;B项,Mg2++
2OH-===Mg(OH)2↓,HCO+OH-===CO+H2O;C项,2H++SiO===H2SiO3↓;只有D项中各离子之间不发生反应。
答案:D
( )
:
Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O
:
Na2SiO3+2H+===H2SiO3↓+2Na+
:
Si4++2O2-+2OH-===SiO+H2O
:
H2SiO3+2OH-===SiO+2H2O
解析:澄清石灰水中通入过量的CO2应生成Ca(HCO3)2,A项错误;水玻璃是硅酸钠的水溶液,Na2SiO3为易溶的强电解质,应改写成离子形式,B项错误;氧化物在离子方程式中一般不拆写,SiO2应保留化学式,C项错误;H2SiO3作为难溶的弱酸,在离子方程式中用分子式表示,D项正确。
答案:D
,某种石棉的化学式表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2。该化学式中x、y的值分别是( )
、、、、5
解析:根据表示硅酸盐组成的方法,石棉应表示为2CaO·xMgO·ySiO2·H2O,根据O原子守恒可知:x+2y=24-2-1=21,所以只有A项正确。
答案:A
《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案生动形象,但古瓷中所用颜料的成分一直是个谜。近年来科学家才得知大多为硅酸盐,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( )
·CuO·2SiO2
,不易脱色


解析: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)+2×(+4)+(-2)×x=0,得x=6,则用氧化物形式表示硅酸铜钡为BaO·CuO·2SiO2,A、D项正确;由题干信息可知硅酸铜钡的性质稳定,不易脱色,故B项正确,C项错误。
答案:C
,仅月球表面5cm厚的沙土就含有铁单质上亿吨,月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAiSi3O8)等,下列说法或分析错误的是( )
、KAlSi3O8是化学式,表示矿物的组成元素及其原子个数比

,它可被看作复盐
·Al2O3·6SiO2
解析:CaMgSi2O6、KAlSi3O8是物质的化学式,只表示矿物的组成元素及其原子个数比,A正确;铁单质的活动性是固定不变的,与所在的地点、位置无关,B错误;复盐是含有一种酸根离子、多种金属阳离子的盐,从辉石的组成来看,含有硅酸根离子、镁离子、钙离子,所以它可被看作复盐,C正确;按照物质的组成形式,斜长石的氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2,D正确。
答案:B
二、非选择题(包括3个小题,共52分)
7.(18分)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。若该元素用R表示,则A为R的氧化物,D与NaOH溶液反应生成C和H2。
(1)写出对应物质的化学式:
A________;C________;E________。
(2)反应①的化学方程式为______________________________。
(3)反应④的离子方程式为______________________________。
(4)H2CO3的酸性强于E的酸性,请用离子方程式予以证明:
______________________________________________________。
解析:R为非金属元素,A为R的氧化物,A与焦炭在高温条件下反应生成D,D与NaOH溶液反应生成C和H2,结合转化关系可知,R为Si元素,D为Si单质,A为SiO2,B为CaSiO3,C为Na2SiO3,E为H2SiO3。
(1)由以上分析可知A为SiO2,C为Na2SiO3,E为H2SiO3。
(2)反应①的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO↑。
(3)反应④的离子方程式为Si+2OH-+H2O===SiO+2H2↑
(4)证明H2CO3的酸性强于H2SiO3的酸性,可在硅酸钠溶液中通入二氧化碳,如生成硅酸沉淀即可证明,反应的离子方程式为SiO+CO2(少量)+H2O===H2SiO3↓+CO或SiO+2CO2(过量)+2H2O===H2SiO3↓+2HCO。
答案:(1)SiO2 Na2SiO3 H2SiO3(或H4SiO4)
(2)SiO2+2CSi+2CO↑
(3)Si+2OH-+H2O===SiO+2H2↑
(4)SiO+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2HCO或SiO+CO2+H2O
===H2SiO3↓+CO(写成H4SiO4也可)
8.(16分)有三种无色透明、不溶于水的坚硬固体,A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体,此气体能使澄清石灰水变浑浊,标准状况下测得此气体密度为氧气密度的5倍。B固体可溶于热的苛性钠溶液,再往该溶液中加入过量盐酸时,析出白色胶状沉淀,此沉淀干燥后,为不溶于水的白色粉末,它是一种比碳酸还弱的酸;将B与石灰石、纯碱按一定比例混合加热得到C,C在高温时软化,无固定熔点。
(1)A为________。
(2)B为________,有关反应的化学方程式为_________________
_____________________________________________________、
______________________________________________________。
(3)C为________,生成C的有关反应的化学方程式为_________
______________________________________________________。
解析:(1)×32=44,即为CO2,故A为金刚石。
(2)B能与碱反应,且产物中加过量盐酸得到白色胶状沉淀,由此可确定B为水晶。
(3)SiO2、CaCO3、Na2CO3可在高温下反应,制得的固体C是玻璃。
答案:(1)金刚石
(2)水晶 SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓
(3)玻璃
SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑、
SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
9.(18分)在半导体工业中有这样一句话:“从沙滩到用户”,其中由粗硅制纯硅的常用方法为Si(粗)+2Cl2===SiCl4 SiCl4+2H2===Si(纯)+4HCl。若在25℃101kPa条件下反应生成HCl气体49L(注:25℃·mol-1),则:
(1)反应生成HCl气体的质量为________,转移电子的个数为________。
(2)反应生成的HCl气体溶于127mL水中,·mL-1的盐酸,此盐酸的物质的量浓度为________。
(3)“从沙滩到用户”涉及多个反应,其中制取粗硅的反应方程式为____________________________________________________。
(4)普通玻璃若以氧化物形式表示其组成为(质量分数):Na2O13%,%,%。现以石灰石、纯碱和石英为原料生产这种玻璃10t,石灰石的利用率为80%,纯碱和石英的利用率为95%,至少需要上述原料的质量是________t(保留两位小数)。
解析:(1)25℃·mol-1,49LHCl气体的物质的量为2mol,其质量为2mol×·mol-1=73g,两个反应共转移电子个数为4NA。(2)溶质质量为73g,水的质量为127g,所以溶液体积为=L,则盐酸的物质的量浓度是=12mol·L-1。(3)制取粗硅是用碳还原二氧化硅,其方程式为SiO2+2CSi(粗)+2CO↑。(4),,,由
所需CaCO3的质量为x=≈

所需Na2CO3的质量为y=≈
所需SiO2的质量为≈
++=。
答案:(1)73g 4NA (2)12mol·L-1 (3)SiO2+2CSi

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