硅及其化合物

硅及其化合物

一．SiO2基础知识：

SiO2是硅最重要的化合物，占地壳质量约12%，其存在形态有结晶型和无定型两大类，统称硅石。

SiO2基本结构单元为四面体结构： Si与O按1:2的比例组成立体网状结构。

二．氧化硅和二氧化碳性质比较 物质 二氧化硅 熔沸点、硬度、状态 很高、硬度大、固态 与水 不反应 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 与氢氟酸 化 用HF来腐蚀和雕刻玻璃。 学 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 性 盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡与碱溶液 质 皮塞，而不用玻璃塞。 与碱性氧化物 SiO2+CaO=CaSiO3 相同点 异同点 不同点 二氧化碳 低、硬度小、气态 CO2+H2O=H2CO3 不反应 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+CaO=CaCO3 都是酸性氧化物，都与碱或碱性氧化物反应。 ①CO2与水反应生成H2CO3;SiO2不与水反应； ②SiO2溶于氢氟酸，CO2不与氢氟酸反应； ③SiO2须在高温下与碱性氧化物反应，而CO2可在常温常压下进行。 三．硅酸和碳酸的性质比较 硅酸 碳酸 物质 H2SiO3 H2CO3 化学式 SiO2 CO2 酸酐 CO2+H2O=H2CO3 硅酸胶体的制备： 制法 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ 白色、固体 无纯态，只存在于水溶液中 颜色与状态 不溶于水 只存在于水溶液中 水溶性 H2CO3 ＞H2SiO3向硅酸钠饱和溶液中通入二氧化碳，同样可得到硅酸酸性比较 凝胶，说明硅酸是一种酸性比碳酸还弱的弱酸。 四．硅单质物性：

①存在和形态：自然界中无游离态，主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在。 ②晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 ③导电性：半导体材料，介于导体和半导体之间。

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五．硅以及硅的化合物的用途 物质 用途 硅单质 半导体材料、光电池（计算器、人造卫星、登月车、探测器） SiO2 饰物、仪器、光导纤维、玻璃 硅酸钠 矿物胶 SiC 砂纸、砂轮的磨料 六．硅酸盐

硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等 硅酸盐组成的表示：如，Na2SiO3?Na2O〃SiO2Al2Si2O5(OH)4?Al2O3·2SiO2·2H2O

KAlSi3O8?K2O〃Al2O3·6SiO2 水泥 普通玻璃 原料 石灰石、粘土 纯碱、石灰石、石英（SiO2） 设备 水泥回转窑 玻璃熔炉 Na2CO3+ SiO2=高温= Na2SiO3+ CO2↑ 反应 复杂的物理化学变化过程 CaCO3+ SiO2=高温= CaSiO3+ CO2↑ 3CaO〃SiO2 主要成分 2CaO〃SiO2 Na2O〃CaO〃6SiO2 3CaO〃Al2O3 组成表示法 金属氧化物〃SiO2〃H2O 水硬性 玻璃态物质（在一定温度范围内软特性 （加石膏调节硬化速度） 化）非晶体

硅及其化合物之间的转换关系

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综合能力测试卷

一．选择题（共15小题）

1．将足量CO2气体通入水玻璃（Na2SiO3溶液）中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后所得的固体物质是（ ） A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3 C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2

2．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Na2CO3 D．SiO2、Na2SiO3及Na2CO3

3．石棉是一类价格低廉的硅酸盐材料，但是有毒，能使人患肺癌．一种叫矿青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22（OH）2正确的是（ ）

A．该物质中Fe元素的化合价为+2价，它属于硅酸盐

B．该物质的化学组成可表示为：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O C．1mol该物质能和18molHNO3反应，也能与18mol盐酸反应 D．这种石棉属于新型无机非金属材料

4．青石棉（cricidolite）是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22（OH）2，青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法正确的是（ ） A．青石棉是一种易燃品且易溶于水

B．青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O

C．1mol Na2Fe5Si8O22（OH）2与足量的硝酸作用，至少需消耗6L 3mol/L HNO3溶液 D．1mol Na2Fe5Si8O22（OH）2与足量氢氟酸作用，至少需消耗5.5L 2mol/L HF溶液

5．青石棉是一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22（OH）2．青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是（ ）

A．青石棉是一种硅酸盐材料

B．青石棉中含有一定量的石英晶体

C．青石棉的化学组成可表示为Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O D．1 mol青石棉能将含1 mol HNO3的稀硝酸还原

6．古代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载．20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡（化学式：BaCuSi2O6 其中Cu为+2价），下列有关“汉紫”的说法中不正确的是（ ） A．用盐的形式表示：BaSiO3?CuSiO3 B．用氧化物形式表示：BaO?CuO?2SiO2 C．易溶于强酸、强碱

D．性质稳定，不易褪色

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7．北京2008年奥运会金牌“金镶玉”环形玉壁由昆仑玉制成，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?H2O B．2CaO?5MgO?8SiO2?H2O C．2CaO?MgO?SiO2?2H2O D．5CaO?2MgO?8SiO2?H2O

8．下列各组物质依次满足如图所示转化关系的是（图中箭头表示一步转化）（ ） a b c d ① Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 ② Al Al（OH）3 AlCl3 NaAlO2 ③ Cu CuO Cu（OH）2 CuSO4 ④ Na NaOH Na2CO3 NaHCO3

A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 9．关于硅及其化合物的叙述中，正确的是（ ）

A．硅是良好的半导体材料，可以与NaOH 溶液和氢氟酸反应 B．二氧化硅与石灰石反应：SiO2+CaCO3C．用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2+2CD．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2

10．蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成．现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，得到沉淀X和滤液Y．下列叙述正确的是（ ） A．沉淀X的成分是SiO2、Fe2O3

B．从蛇纹石组成看，其成分皆是碱性氧化物

2+3+3++

C．溶液Y中的阳离子主要是Mg、Al、Fe、H

D．在溶液Y中加入过量的氨水，过滤得到的沉淀的成分是Fe（OH）3和Mg（OH）2

﹣4﹣

11．化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH反应，生成Si04，然后

4﹣

Si04迅速水解生成H4Si04，下列有关说法正确的是（ ）

A．原硅酸钠（Na4Si04）能迅速水解，且水解后呈碱性，故Na4Si04为弱电解质 B．石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品

C．2HCl+Na2Si03═H2Si03↓+2NaCl说明Cl的非金属性大于Si

D．半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指：将二氧化硅制成晶体硅 12．下列关于硅的说法不正确的是（ ）

A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C．在常温下，硅的化学性质活泼

D．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料

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CaSiO3+CO↑ Si+2CO2↑

13．下列有关硅酸盐的说法错误的是（ ）

A．硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成 B．硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体

C．水玻璃长期暴露在空气中会变质这是因为水玻璃主要发生了氧化还原反应 D．传统无机非金属材料的优缺点，抗腐蚀耐高温质脆经不起冲击

14．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（ ） 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高纯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

15．下列物品或设备：①水泥路桥；②门窗玻璃；③水晶镜片；④石英钟表；⑤玛瑙手镯；⑥硅太阳能电池；⑦光导纤维；⑧计算机芯片．所用材料为SiO2或要用到SiO2的是（ ）

A．⑥⑧ B．①②⑦⑧ C．①②③④⑤⑦ D．全部

二．填空题（共3小题）

16．硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用．回答下列问题：

（1）陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料，其中生产普通玻璃的主要原料有 ．

（2）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料．工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图：

①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃﹣1800℃除生成粗硅外，也可以生产碳化硅，则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为 ．

②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式 ．

（3）有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和 ；SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为 ． Si HCl 物质 SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl SiH4 57.6 31.8 8.2 沸点/℃ 2355 ﹣30.4 ﹣84.9 ﹣111.9 （4）还原炉中发生的化学反应为： ．

（5）氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是 ．

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17．几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示：

（1）写出图示反应的几种物质的化学式：

A ，B ，C ， D ，E ，F ． （2）写出下列反应的化学方程式： ①B﹣→A： ； ②B﹣→E： ．

（3）写出下列溶液中反应的离子方程式： ①A﹣→D ； ②D﹣→F ．

18．用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：

（1）蛇纹石：Mg6[Si4O10]（OH）8 ； （2）钙长石：CaAl2Si2O8 ； （3）石棉：CaMg3Si4O12 （4）钾长石：KAlSiO3O8 ； （5）玻璃：CaNa2SiO6O14： ； （6）黏土：Al4（Si4O10）OH8 ．

三．解答题（共2小题） 19．白玉的化学式可用CaxMgySipO22（OH）（也可用Ca、Mg、Si、H的氧化物表示）． 2表示（l）取8.10g白玉粉末灼烧至恒重，固体减少了0.18g，则白玉的摩尔质量为 ． （2）另取4.05g白玉粉末加入1mol/L的盐酸l00mL中充分溶解，最终得不溶氧化物2.40g．过滤，将滤液和洗涤液合并后往其中加入足量的铁屑，得到气体336mL（标准状况下）．则 ①p= ；

②白玉的化学式（用氧化物的形式）表示为 ．

20．按要求填写下列空白．

（1）高岭石一种硅酸盐矿物，其化学式为Al4Si4O10（OH）8，用氧化物的形式表示为 ．

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（2）除去下列物质中所含杂质（括号内为杂质），写出除去杂质的试剂．

①Fe2O3（Al2O3） ②NO（NO2） ③SO2 （HCl） ④FeCl2 （FeCl3）

（3）为鉴定硅产品中是否含有微量铁单质，将硅产品用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂是 （填字母代号）

a．氯水 b．NaOH溶液 c．KSCN溶液 d．Na2SO3溶液

（4）取A、B两份物质的量浓度相等的NaOH溶液，体积均为50mL，分别向其中通入一定量的CO2 后，再分别稀释为100mL．在稀释后的溶液中分别逐滴加入0.1mol?L 的盐酸，产生的CO2的体积（标准状况）与所加盐酸的体积关系如图所示：

①A曲线表明，原NaOH溶液通入CO2后，所得溶液中的溶质的化学式为 ②B曲线表明，原NaOH溶液通入CO2后，所得溶液中的溶质的化学式为 ③原NaOH溶液的物质的量浓度是 mol/L．

﹣1

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硅

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参考答案与试题解析

一．选择题（共15小题） 1．（2013?路南区校级模拟）将足量CO2气体通入水玻璃（Na2SiO3溶液）中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后所得的固体物质是（ ） A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3 C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2

【解答】解：二氧化碳先与水玻璃反应生成硅酸和碳酸氢钠，蒸干灼烧时，硅酸分解成二氧化硅和水，碳酸氢钠分解得到碳酸钠、二氧化碳和水； 二氧化硅和碳酸钠在高温下又发生反应，生成二氧化碳和硅酸钠，所以最终所得固体是硅酸钠．故选A．

2．（2013?山东模拟）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Na2CO3 D．SiO2、Na2SiO3及Na2CO3 【解答】解：通入少量CO2气体时，发生的反应为Na2SiO3+CO2+H2O═Na2CO3+H2SiO3↓，加热后H2SiO3

SiO2+H2O，再高温灼烧，SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑，所

以最后生成的固体是硅酸钠，故选A． 3．（2008?揭阳二模）石棉是一类价格低廉的硅酸盐材料，但是有毒，能使人患肺癌．一种叫矿青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22（OH）2正确的是（ ） A．该物质中Fe元素的化合价为+2价，它属于硅酸盐

B．该物质的化学组成可表示为：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O C．1mol该物质能和18molHNO3反应，也能与18mol盐酸反应 D．这种石棉属于新型无机非金属材料

【解答】解：A．青石棉中铁元素的化合价由+2价和+3价两种，矿青石棉属于硅酸盐，故A错误；

B．青石棉中铁元素的化合价由+2价和+3价两种，根据原子守恒和化合价不变的思想，化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O，故B正确； C．1mol该物质能和18molHNO3反应，能与14mol盐酸反应，故C错误； D．矿青石棉属于无机非金属材料，但不是新型材料，故D错误． 故选B． 4．（2012秋?朝阳县校级月考）青石棉（cricidolite）是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22（OH）2，青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法正确的是（ ） A．青石棉是一种易燃品且易溶于水

B．青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O

C．1mol Na2Fe5Si8O22（OH）2与足量的硝酸作用，至少需消耗6L 3mol/L HNO3溶液 D．1mol Na2Fe5Si8O22（OH）2与足量氢氟酸作用，至少需消耗5.5L 2mol/L HF溶液 【解答】解：A．青石棉属于硅酸盐，不易燃，也不溶于水，故A错误；

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B．青石棉中铁元素的化合价由+2价和+3价两种，根据原子守恒和化合价不变的思想，化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O，故B正确；

C．6L 3mol/L HNO3溶液中硝酸的物质的量为18mol，青石棉用稀硝酸溶液处理时，亚铁离子被氧化为铁离子，硝酸被还原为一氧化氮，产物为NaNO3、Fe（NO3）NO、H2O、SiO2，3、1mol该物质能和18molHNO3反应，故C正确；

D．5.5L 2mol/L HF溶液中HF的物质的量为11mol，1mol青石棉能与34mol氢氟酸反应生成四氟化硅，故D错误． 故选BC． 5．（2015?上海模拟）青石棉是一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22（OH）2．青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是（ ） A．青石棉是一种硅酸盐材料

B．青石棉中含有一定量的石英晶体

C．青石棉的化学组成可表示为Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O D．1 mol青石棉能将含1 mol HNO3的稀硝酸还原

【解答】解：A．硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素（主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合而成的化合物的总称，所以青石棉是一种硅酸盐产品，故A正确； B．硅酸盐中不含二氧化硅，所以青石棉中不含石英晶体，故B错误； C．硅酸盐写成氧化物形式的先后顺序为：活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O，故C正确；

D．青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，所以青石棉中含有二价铁离子；根据氧化还原反应中得失电子相等判断青石棉与硝酸的关系式，所以青石棉与硝酸反应的关系式计算得：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O﹣﹣HNO3，所以1mol青石棉能使1mol硝酸被还原，故D正确； 故选B． 6．（2015春?红河州校级月考）古代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载．20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡（化学式：BaCuSi2O6 其中Cu为+2价），下列有关“汉紫”的说法中不正确的是（ ） A．用盐的形式表示：BaSiO3?CuSiO3 B．用氧化物形式表示：BaO?CuO?2SiO2 C．易溶于强酸、强碱 D．性质稳定，不易褪色

【解答】解：A．硅酸铜钡中各元素的化合价代数和为0，所以BaCuSi2Ox中x为6，用盐的形式表示：BaSiO3?CuSiO3，故A正确；

B．硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示：BaO?CuO?2SiO2，故B正确； C．BaCuSi2O6是弱酸盐，所以能和强酸反应，和强碱不反应，故C错误；

D．BaCuSi2O6中铜显+2价，二价铜离子不容易被还原，所以性质较稳定，不容易褪色，故D正确； 故选C．

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7．（2014?宜章县校级模拟）北京2008年奥运会金牌“金镶玉”环形玉壁由昆仑玉制成，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?H2O B．2CaO?5MgO?8SiO2?H2O C．2CaO?MgO?SiO2?2H2O D．5CaO?2MgO?8SiO2?H2O

【解答】解：根据硅酸盐改写成氧化物的形式为：活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?二氧化硅?水，同时要遵循原子守恒，Ca2Mg5Si8O22（OH）2CaO?5MgO?8SiO2?H2O，2可表示为：故答案为：B 8．（2012秋?金乡县校级期末）下列各组物质依次满足如图所示转化关系的是（图中箭头表示一步转化）（ ） a b c d ① Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 ② Al Al（OH）3 AlCl3 NaAlO2 ③ Cu CuO Cu（OH）2 CuSO4 ④ Na NaOH Na2CO3 NaHCO3

A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 【解答】解：①b（SiO2）→c（H2SiO3）．一步不能转化，所以①不符合； ②Al

AlCl3

NaAlO2

Al（OH）3

AlCl3，故②符合；

③b（CuO）→c（Cu（OH）2），不能一步实现，故③不符合； ④Na

NaOH

Na2CO3

NaHCO3

NaOH，故④符合；

故选D． 9．（2012秋?威海期末）关于硅及其化合物的叙述中，正确的是（ ） A．硅是良好的半导体材料，可以与NaOH 溶液和氢氟酸反应 B．二氧化硅与石灰石反应：SiO2+CaCO3C．用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2+2C

CaSiO3+CO↑ Si+2CO2↑

D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2

【解答】解：A．硅可与NaOH溶液反应生成硅酸钠和氢气；硅可与氢氟酸反应生成四氟化硅气体，故A正确；

B．二氧化硅与石灰石反应：SiO2+CaCO3C．用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2+2C

CaSiO3+CO2↑，故B错误； Si+2CO↑，故C错误；

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D．水泥的主要成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，故D错误． 故选A． 10．（2011秋?温州期末）蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成．现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，得到沉淀X和滤液Y．下列叙述正确的是（ ）

A．沉淀X的成分是SiO2、Fe2O3

B．从蛇纹石组成看，其成分皆是碱性氧化物

C．溶液Y中的阳离子主要是Mg、Al、Fe、H

D．在溶液Y中加入过量的氨水，过滤得到的沉淀的成分是Fe（OH）3和Mg（OH）2 【解答】解：混合物中加入过量的盐酸后，氧化镁、氧化铝、氧化铁会与盐酸反应生成氯化镁、氯化铝、氯化铁，而二氧化硅不会溶于盐酸，所以得到的沉淀是二氧化硅，反应后的溶液Y中含有氯化镁、氯化铝、氯化铁和反应剩余的盐酸；

A、混合物中加入过量的盐酸后，氧化镁、氧化铝、氧化铁会与盐酸反应生成氯化镁、氯化铝、氯化铁，而二氧化硅不会溶于盐酸，所以得到的沉淀是二氧化硅，故A错误；

B、蛇纹石由MgO、A12O3、SiO2、Fe2O3组成，MgO，Fe2O3是碱性氧化物，A12O3是两性氧化物，SiO2是酸性氧化物，故B错误；

C、MgO、A12O3、Fe2O3都能与过量盐酸反应生成金属阳离子，且酸过量，则溶液Y中主

2+3+3++

要是Mg、Al、Fe、H，故C正确；

D、在溶液Y中加入过量的氨水，氢氧化铝是两性氢氧化物不溶于弱酸弱碱，所以过滤得到的沉淀的成分是Fe（OH）3、

Mg（OH）2、Al（OH）3，故D错误； 故选C．

11．（2014?安庆二模）化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH反应，

4﹣4﹣

生成Si04，然后Si04迅速水解生成H4Si04，下列有关说法正确的是（ ） A．原硅酸钠（Na4Si04）能迅速水解，且水解后呈碱性，故Na4Si04为弱电解质 B．石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品

C．2HCl+Na2Si03═H2Si03↓+2NaCl说明Cl的非金属性大于Si

D．半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指：将二氧化硅制成晶体硅

【解答】解：A．Na4Si04在水溶液里完全电离，所以Na4Si04为强电解质，Na4Si04是强碱

4﹣

弱酸盐，Si04迅速水解导致溶液呈碱性，故A错误；

B．石英玻璃的主要成分是二氧化硅，所以石英玻璃不属于硅酸盐，普通玻璃、陶瓷、水泥的主要成分都是硅酸盐，这三种物质属于传统硅酸盐产品，故B错误；

C．该反应说明HCl的酸性大于H2Si03，但HCl不是Cl元素的最高价氧化物的水化物，所以该反应不能说明Cl的非金属性大于Si，故C错误；

D．沙子的主要成分是二氧化硅，硅芯片的主要成分是硅，二氧化硅被焦炭还原生成粗硅，粗硅再提纯得到纯硅，所以半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指：将二氧化硅制成晶体硅，故D正确；故选D． 12．（2015?湖南校级模拟）下列关于硅的说法不正确的是（ ） A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C．在常温下，硅的化学性质活泼

D．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料

﹣

2+3+3++

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【解答】解：A．晶体硅的结构与金刚石类似，它是灰黑色有金属光泽的非金属固体，故A正确；

B．硅在元素周期表中处于金属和非金属的过渡位置，所以晶体硅的导电性介于导体和半导体之间，是良好的半导体材料，故B正确； C．常温下，硅的化学性质不活泼，故C错误；

D．硅将太阳能转换为电能的常用材料，故D正确． 故选C．

13．下列有关硅酸盐的说法错误的是（ ）

A．硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成

B．硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体

C．水玻璃长期暴露在空气中会变质这是因为水玻璃主要发生了氧化还原反应 D．传统无机非金属材料的优缺点，抗腐蚀耐高温质脆经不起冲击

【解答】解：A．因为硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，所以通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成，故A正确；

B．硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下，风化为黏土形成土壤胶体，吸附土壤里的营养离子使土壤营养化，故B正确；

C．水玻璃暴露在空气中与二氧化碳反应生成碳酸钠和硅酸，属于复分解反应，故C错误； D．质地较脆、经不起热冲击是传统的无机非金属材料的缺点，故D正确； 故选C． 14．（2009?广东）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（ ） 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高纯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

【解答】解：①几乎所有的岩石和矿物都含有硅酸盐或者二氧化硅，则硅是构成一些岩石和矿物的基本元素，故①正确；

②水泥、玻璃是硅酸盐产品，水晶的主要成分是二氧化硅，故②错误； ③光导纤维的主要成分是二氧化硅，故③错误；

④陶瓷的主要原料是黏土，则陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料，故④正确； 故选：C． 15．（2013?辽宁校级学业考试）下列物品或设备：①水泥路桥；②门窗玻璃；③水晶镜片；④石英钟表；⑤玛瑙手镯；⑥硅太阳能电池；⑦光导纤维；⑧计算机芯片．所用材料为SiO2或要用到SiO2的是（ ）

A．⑥⑧ B．①②⑦⑧ C．①②③④⑤⑦ D．全部 【解答】解：石英、水晶、玻璃的主要成分是二氧化硅，光导纤维是二氧化硅材料，硅电池、硅芯片均是硅单质的用途的体现，陶瓷、砖瓦、玻璃、石棉为硅酸盐材料． Ⅰ、所用材料为SiO2或用到SiO2的是：②③④⑤⑦； Ⅱ、为硅酸盐的是：①； 故选：C．

二．填空题（共3小题） 16．（2014?邯郸一模）硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用．回答下列问题：

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（1）陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料，其中生产普通玻璃的主要原料有 纯碱、石英、石灰石 ．

（2）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料．工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图：

①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃﹣1800℃除生成粗硅外，也可以生产碳化硅，则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为 SiO2+2CSiO2+3CSiC+2CO↑ ．

Si+2CO↑，

②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式 Si+3HCl

SiHCl3+H2 ．

（3）有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和 精馏（或蒸馏） ；SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为 H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl ． Si HCl 物质 SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl SiH4 57.6 31.8 8.2 沸点/℃ 2355 ﹣30.4 ﹣84.9 ﹣111.9 （4）还原炉中发生的化学反应为： SiHCl3+H2Si+3HCl ．

（5）氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是 H2、HCl ．

【解答】解：（1）工业上生产普通玻璃的主要原料是纯碱、石英、石灰石，故答案为：纯碱、石英、石灰石；

（2）①石英砂的主要成分是二氧化硅，制备粗硅发生置换反应，SiO2+2C 同时，在反应中，也可能生成碳化硅，反应为：SiO2+2CSiC+2CO↑， 故答案为：SiO2+2C

Si+2CO↑，SiO2+3C

SiC+2CO↑；

Si+2CO↑，

Si+2CO↑，SiO2+3C

②粗硅与干燥HCl气体反应Si+3HClSiHCl3+H2，故答案为：Si+3HCl

SiHCl3+H2；

（3）利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点﹣84.7℃），由于沸点差别较大，可以通过精馏（或蒸馏）除去杂质；SiHCl3水解反应方程式为：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑，生成硅酸、氢气和氯化氢，

故答案为：故答案为：精馏（或蒸馏）；H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl； （4）还原炉中SiHCl3和氢气发生反应制得纯硅，SiHCl3+H2

Si+3HCl，

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故答案为：SiHCl3+H2

Si+3HCl；

2NaOH+H2↑+Cl2↑，为

（5）氯碱工业主要反应为电解饱和食盐水：2NaCl+2H2O

该化学工艺提供H2、HCl，故答案为：H2、HCl． 17．（2012秋?新疆期末）几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示：

（1）写出图示反应的几种物质的化学式： A Si ，B SiO2 ，C H2SiO3 ，

D Na2SiO3 ，E CaSiO3 ，F H4SiO4 ． （2）写出下列反应的化学方程式： ①B﹣→A： SiO2+2C②B﹣→E： SiO2+CaCO3﹣

Si+2CO↑ ；

CaSiO3+CO2↑ ．

2﹣

（3）写出下列溶液中反应的离子方程式：

①A﹣→D Si+2OH+H2O=SiO3+2H2↑ ；

2﹣2﹣

②D﹣→F SiO3+2H2O+CO2=H4SiO4↓+CO3 ． 【解答】解：（1）A为含硅元素的物质，A能和碱反应可能为二氧化硅或硅单质，B能和碳单质反应生成A，所以A只能是硅单质，B能和氧化钠反应，能和盐碳酸钙反应，所以B为二氧化硅，二氧化硅和氧化钠反应生成硅酸钠，所以D为硅酸钠，且硅和氢氧化钠反应生成D，进一步验证A为硅，B为二氧化硅，硅酸钠溶液中通入二氧化碳，生成F原硅酸沉淀，F原硅酸干燥得到硅酸C，硅酸受热分解得到B为二氧化硅，再一次得到验证，B为二氧化硅和碳酸钙反应生成硅酸钙，所以E为硅酸钙，

故答案为：Si；SiO2；H2SiO3；Na2SiO3；CaSiO3；H4SiO4；

（2）①B为二氧化硅，A为硅，发生反应，碳元素化合价由0价变为+2价，硅元素化合价由+4价变为0价，所以碳是还原剂，二氧化硅是氧化剂，反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑， 故答案为：SiO2+2C

Si+2CO↑；

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②B为二氧化硅，E为硅酸钙，碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳，反应方程式为SiO2+CaCO3故答案为：SiO2+CaCO3

CaSiO3+CO2↑，

CaSiO3+CO2↑；

（3）①A是硅单质，D为硅酸钠，A→D发生Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑，氢氧化

﹣

钠为易溶于水的强碱，Na2SiO3为易溶于水的盐，拆成离子，所以离子反应为Si+2OH

2﹣

+H2O=SiO3+2H2↑，

﹣2﹣

故答案为：Si+2OH+H2O=SiO3+2H2↑；

②D为硅酸钠，F为原硅酸，D→F发生Na2SiO3+2H2O+CO2=H4SiO4↓+Na2CO3 Na2CO3、

2﹣2

Na2SiO3为易溶于水的盐，拆成离子，所以离子反应为SiO3+2H2O+CO2=H4SiO4↓+CO3﹣

，

2﹣2﹣

故答案为：SiO3+2H2O+CO2=H4SiO4↓+CO3． 18．用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：

（1）蛇纹石：Mg6[Si4O10]（OH）8 6MgO?4SiO2?4H2O ； （2）钙长石：CaAl2Si2O8 CaO?Al2O3?2SiO2 ； （3）石棉：CaMg3Si4O12 CaO?3MgO?4SiO2 （4）钾长石：KAlSiO3O8 K2O?Al2O3?6SiO2 ； （5）玻璃：CaNa2SiO6O14： CaO?Na2O?SiO2 ；

（6）黏土：Al4（Si4O10）OH8 Al2O3?2SiO2?2H2O ． 【解答】解：硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水（xMO?nSiO2?mH2O）． （1）蛇纹石，其化学式为Mg6[Si4O10（]OH）用硅酸盐的形式可表示为：6MgO?4SiO2?4H2O， 8，故答案为：6MgO?4SiO2?4H2O；

（2）钙长石：CaAl2Si2O8，用硅酸盐的形式可表示为：CaO?Al2O3?2SiO2， 故答案为：CaO?Al2O3?2SiO2；

（3）石棉，其化学式为CaMg3Si4O12，用硅酸盐的形式可表示为：CaO?3MgO?4SiO2， 故答案为：CaO?3MgO?4SiO2；

（4）钾长石，其化学式为KAlSi3O8，用硅酸盐的形式可表示为：K2O?Al2O3?6SiO2， 故答案为：K2O?Al2O3?6SiO2；

（5）玻璃，其化学式为CaNa2SiO4，用硅酸盐的形式可表示为：CaO?Na2O?SiO2， 故答案为：CaO?Na2O?SiO2；

（6）黏土，其化学式为Al2Si2O5（OH）4，用硅酸盐的形式可表示为：Al2O3?2SiO2?2H2O， 故答案为：Al2O3?2SiO2?2H2O． 三．解答题（共2小题）

19．（2014?杭州一模）白玉的化学式可用CaxMgySipO22（OH）2表示（也可用Ca、Mg、Si、H的氧化物表示）． （l）取8.10g白玉粉末灼烧至恒重，固体减少了0.18g，则白玉的摩尔质量为 810g/mol ． （2）另取4.05g白玉粉末加入1mol/L的盐酸l00mL中充分溶解，最终得不溶氧化物2.40g．过滤，将滤液和洗涤液合并后往其中加入足量的铁屑，得到气体336mL（标准状况下）．则 ①p= 8 ；

②白玉的化学式（用氧化物的形式）表示为 2CaO?5MgO?8SiO2?H2O ． 【解答】解：（1）白玉粉末灼烧后，质量减少的是水，根据氢原子守恒得白玉和水的关系式，设白玉的摩尔质量为M，

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CaxMgySipO22（0H）2﹣﹣H2O 1mol 1mol

所以M=810g/mol， 故答案为：810；

（2）①通过题意知，酸过量，所以不溶物是二氧化硅，根据硅原子守恒得白玉与二氧化硅的关系式，

CaxMgySipO22（0H）2﹣﹣pSiO2， 1mol pmol

1mol：pmol=解得p=8， 故答案为：8；

②4.05g白玉的物质的量为n=

=0.005mol；

=0.015mol；

：

由 FeCl2～H2关系式，得n（ FeCl2）=n（H2）=

由Cl原子守恒，列方程：2×0.005xmol+2×0.005ymol+2×0.015mol=0.1L×lmol/L； 由白玉的相对原子质量为810，列方程：40x+24y+28×8+16×22+17×2=810； 联立方程，解得：x=2；y=5

白玉的化学式为：Ca2Mg5Si8O22（0H）2，根据化学式改写成相应的氧化物的形式，按照活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、SiO2、H2O的顺序来书写，所以其氧化物形式为：2CaO?5MgO?8SiO2?H2O，

故答案为：2CaO?5MgO?8SiO2?H2O． 20．（2011秋?盐湖区校级期末）按要求填写下列空白．

（1）高岭石一种硅酸盐矿物，其化学式为Al4Si4O10（OH）8，用氧化物的形式表示为 2Al2O3?4SiO2?4H2O ．

（2）除去下列物质中所含杂质（括号内为杂质），写出除去杂质的试剂． ①Fe2O3（Al2O3） NaOH溶液 ②NO（NO2） H2O

③SO2 （HCl） 饱和亚硫酸氢钠溶液 ④FeCl2 （FeCl3） 铁粉

（3）为鉴定硅产品中是否含有微量铁单质，将硅产品用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂是 ac （填字母代号）

a．氯水 b．NaOH溶液 c．KSCN溶液 d．Na2SO3溶液

（4）取A、B两份物质的量浓度相等的NaOH溶液，体积均为50mL，分别向其中通入一定量的CO2 后，再分别稀释为100mL．在稀释后的溶液中分别逐滴加入0.1mol?L 的盐酸，产生的CO2的体积（标准状况）与所加盐酸的体积关系如图所示：

①A曲线表明，原NaOH溶液通入CO2后，所得溶液中的溶质的化学式为 NaOH 和Na2CO3 ②B曲线表明，原NaOH溶液通入CO2后，所得溶液中的溶质的化学式为 Na2CO3 和NaHCO3 ③原NaOH溶液的物质的量浓度是 0.15 mol/L．

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﹣1

【解答】解：（1）铝的氧化物为Al2O3，硅的氧化物为SiO2，氢的氧化物为H2O，则根据活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?SiO2?H2O得顺序可知Al4Si4O10（OH）8可改成：2Al2O3?4SiO2?4H2O，

故答案为：2Al2O3?4SiO2?4H2O；

（2）①Fe2O3不与氢氧化钠溶液反应，而Al2O3能和氢氧化钠溶液反应化学方程式：Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O，则可用氢氧化钠溶液除去Al2O3杂质， 故答案为：NaOH溶液；

②二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮H2O+3NO2=2HNO3+NO，一氧化氮和水不反应，所以可用水除去一氧化氮中的二氧化氮， 故答案为：H2O；

③氯化氢能与饱和NaHSO3溶液反应生成二氧化硫、水和氯化钠，二氧化硫和亚硫酸氢钠溶液不反应，可用饱和NaHSO3溶液除去二氧化硫中的氯化氢气体，反应的离子方程式为

﹣+

HSO3+H═SO2↑+H2O，

故答案为：饱和亚硫酸氢钠溶液；

④因铁粉能与FeCl3反应生成FeCl2，铁粉不能与FeCl2反应，能除去杂质且没有引入新的

3+2+

杂质，符合除杂原则，反应的离子方程式为2Fe+Fe═3Fe， 故答案为：铁粉； （3）铁能和酸反应生成亚铁离子，亚铁离子有还原性，亚铁离子能被氯水氧化生成铁离子，铁离子遇硫氰化钾溶液变红色，所以可以用氯水和硫氰化钾溶液检验铁的存在， 故答案为：ac；

（4）①当生成CO2气体时，发生反应HCO3+H=H2O+CO2↑，对于A溶液来说，滴加盐

﹣﹣+2﹣+

酸60mL时没有气体生成，可能发生OH+H=H2O和CO3+H=HCO3，假设原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，实际上需要盐酸的体积60mL远远大于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积（75﹣60）mL=15mL，说明原溶液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠， 故答案为：NaOH 和Na2CO3；

﹣+

②当生成CO2气体时，发生反应HCO3+H=H2O+CO2↑，对于B溶液来说，滴加盐酸25mL

﹣﹣+2﹣+

时没有气体生成，可能发生OH+H=H2O和CO3+H=HCO3，假设原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，实际上需要盐酸的体积25mL小于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积（75﹣25）mL=50mL，说明原溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠，

故答案为：Na2CO3和NaHCO3；

③先向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，后向通入二氧化碳的氢氧化钠溶液中滴加盐酸，当二氧化碳气体完全放出时，溶液的溶质是氯化钠，该反应的实质是盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠，盐酸和氢氧化钠反应的物质的量之比为1：1，设氢氧化钠的物质的量浓度为cmol/L，加入75ml盐酸时二氧化碳的体积达最大，此时溶液为氯化钠溶液．根据氯离子、钠离子守

﹣

+

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恒，所以n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=7.5×10mol，c（NaOH）=

﹣3

==0.15mol/L，

故答案为：0.15mol/L．

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