
[自主測(cè)評(píng)]1.易錯(cuò)易混辨析(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)。(1)唐三彩、秦兵馬俑制品的主要材料在成分上屬于二氧化
(2)水泥具有水硬性。(
(3)玻璃的原料是純堿、石灰石、石英。((4)Si 和 SiO2 都可用于制造光導(dǎo)纖維。(
(5)非金屬性:C>Si,則熱穩(wěn)定性:CH4>SiH4。((6)硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)。((7)SiO2 是酸性氧化物,可溶于強(qiáng)堿,不溶于任何酸。(
錯(cuò)因:唐三彩、秦兵馬俑制品屬于硅酸鹽產(chǎn)
(2)√(4)×(5)√(6)×H2。(7)×
(3)√錯(cuò)因:光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2。錯(cuò)因:常溫下,硅可以與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4 和錯(cuò)因:SiO2 可溶于氫氟酸。
2.(教材必修第二冊(cè) P25 第2 題改編題)下列敘述正確的是
)A.硅酸鈉是硅酸鹽,但不能溶于水B.電影銀幕用水玻璃浸泡,主要是為了防腐C.建筑工業(yè)常用水玻璃作黏合劑D.用水玻璃浸泡鐵道的木制枕木,主要是為了防火答案:C
3.(教材必修第二冊(cè) P24 組編題)碳納米管是繼足球烯(C60)以后發(fā)現(xiàn)的又一種碳單質(zhì),以下有關(guān)碳納米管與足球烯(C60)的
A.它們的物理性質(zhì)有較大差異B.在常溫下它們的化學(xué)性質(zhì)都穩(wěn)定C.它們是不同的碳單質(zhì)D.它們分別完全燃燒后生成物不同答案:D
1.硅酸鹽的主要性質(zhì):________、難溶于水、________、________等特點(diǎn),以及特殊的光學(xué)、電學(xué)等性能。2.硅酸鹽的結(jié)構(gòu):在硅酸鹽中,Si 和 O 構(gòu)成了硅氧______,其結(jié)構(gòu)如圖。每個(gè) Si 結(jié)合______個(gè) O,Si 在中心,O 在四面體的 4 個(gè)頂角;許多這樣的四面體還可以通過(guò)頂角的 O 相互連接,每個(gè) O 為兩個(gè)四面體所共有,與______個(gè) Si 相結(jié)合。
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
①原料:陶瓷是以________(主要成分為含水的鋁硅酸鹽)為主要原料,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。②應(yīng)用:生產(chǎn)建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具
(2)玻璃①普通玻璃的主要成分:________________________。
②原料:__________________、___________________、
_________________________。
石英砂(主要成分是 SiO2)
③制作過(guò)程:將原料經(jīng)混合、粉碎,在玻璃窯中熔融,發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化而制得。
④生產(chǎn)設(shè)備:________。
⑤發(fā)生的化學(xué)反應(yīng):SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑、
CaSiO3+CO2↑。
⑥用途:生產(chǎn)建筑材料、光學(xué)儀器、各種器皿,還可制造玻璃纖維用于高強(qiáng)度復(fù)合材料等。
⑦特點(diǎn):玻璃屬于________,無(wú)固定的熔點(diǎn),在某一溫度
范圍內(nèi)逐漸軟化(玻璃態(tài)物質(zhì))。
①主要原料:________、________;輔助原料:適量的石膏。②制作過(guò)程:黏土和石灰石與其他輔料經(jīng)混合、研磨后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒,發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化,加入適量石膏調(diào)節(jié)水泥硬化速率,再磨成細(xì)粉就能得到普通水泥。
③生產(chǎn)設(shè)備:水泥回轉(zhuǎn)窯。
④用途:水泥、沙子和碎石等與水混合可以得到混凝土,
大量用于建筑和水利工程。
⑤特點(diǎn):水泥具有水硬性,與水摻和攪拌并靜置后,很容
(1)硅酸鹽氧化物形式的改寫
氧化物的排列順序:活潑金屬氧化物→較活潑金屬
形式 氧化物→二氧化硅→水,氧化物之間以“·”隔開
配置原則:各元素原子總個(gè)數(shù)比值符合原
來(lái)的組成,若出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)化為整數(shù)
(2)硅酸鈉易溶于水,其水溶液俗稱水玻璃,具有黏結(jié)力強(qiáng)、
耐高溫等特性,常用作黏合劑和防火劑。
【練1】(2021年懷化期末)青石棉是一種致癌物質(zhì),是《鹿特丹公約 》中受限制的 46 種化學(xué)品之一 , 其化學(xué)式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸處理時(shí),還原產(chǎn)物只有 NO,
A.青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品B.青石棉中含有一定量的石英晶體C.青石棉的化學(xué)組成可表示為 Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD.1 ml 青石棉能還原 1 ml HNO3
解析:硅酸鹽指的是 Si、O 與其他化學(xué)元素結(jié)合而成的化合物的總稱,根據(jù)青石棉的化學(xué)式可知,青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品,A 正確;硅酸鹽中不含有 SiO2,因此青石棉中不含石英晶體,B 錯(cuò)誤;按照硅酸鹽寫成氧化物形式,青石棉的化學(xué)式組成用氧化物的形式可表示為 Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O,C正確;根據(jù) C 選項(xiàng)分析,青石棉中含有+2 價(jià)的鐵,與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)得失電子數(shù)目守恒可知,1 ml 青石棉能還原 1 ml HNO3,D 正確。
【練2】(2021年年長(zhǎng)沙雅禮中學(xué)月考)化學(xué)與生活等密切
相關(guān),下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是(
A.單質(zhì)硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料B.普通玻璃的主要成分可表示為 Na2O·CaO·6SiO2,說(shuō)明玻璃為純凈物C.水泥是建筑工業(yè)的基礎(chǔ)材料,通??捎眉儔A、石灰石和石英等原料來(lái)制得D.硅酸鈉溶液中通入足量的 CO2 氣體充分反應(yīng)后,溶液中不會(huì)出現(xiàn)沉淀
解析:硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,導(dǎo)電性能優(yōu)良,是一種良好的半導(dǎo)體材料,A 正確;普通玻璃的主要成分為硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅,雖然可寫成氧化物形式,但是它是混合物,B 錯(cuò)誤;水泥是建筑工業(yè)的基礎(chǔ)材料,但是水泥是由黏土、石灰石、石膏為原料制得的,C 錯(cuò)誤;硅酸鈉溶液中通入足量的 CO2 氣體充分反應(yīng)后,會(huì)生成不溶于水的硅酸沉淀,D 錯(cuò)誤。答案:A
(1)硅①位置:位于第________周期、第________族,正好處于金屬與非金屬的過(guò)渡位置。②特點(diǎn):硅單質(zhì)的導(dǎo)電性介于________與________之間,
是應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料。
③存在形式:硅在自然界主要以________(如地殼中的大多數(shù)礦物)和________(如水晶、瑪瑙)的形式存在。
其中涉及的主要化學(xué)反應(yīng)為
Ⅰ._____________________________________;Ⅱ.________________________________________;Ⅲ.________________________________________。
⑤應(yīng)用:高純硅廣泛應(yīng)用于信息技術(shù)和新能源技術(shù),用作
(2)二氧化硅①用途:用來(lái)生產(chǎn)光導(dǎo)纖維。②化學(xué)性質(zhì)a. 與強(qiáng)堿反應(yīng) : SiO2+2NaOH===Na2SiO3 + H2O ( 盛 裝
NaOH 的試劑瓶用________塞)。
b.與氫氟酸(HF)反應(yīng):SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O(可以用HF 來(lái)刻蝕玻璃;用________瓶盛裝 HF)。
c.與鹽反應(yīng):SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑,SiO2+
(1)硅的主要化學(xué)性質(zhì):
a.與非金屬反應(yīng):Si+2Cl2
SiCl4 Si+2F2===SiF4。
b.與氫氟酸的反應(yīng):Si+4HF===SiF4↑+2H2↑。c. 與NaOH 反應(yīng):Si +2NaOH +H2O===Na2SiO3 + 2H2↑(H2O 是氧化劑)。(2)SiO2 是酸性氧化物,但不與水反應(yīng),不能用SiO2 與水反應(yīng)制備H2SiO3。
【練1】由下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出的結(jié)論正確的是(
A.由SiO2不能與水反應(yīng)生成 H2SiO3,可知 SiO2 不是H2SiO3的酸酐
B.由 SiO2+2C
Si+2CO↑,可知碳的非金屬性強(qiáng)于硅
C.CO2 通入 Na2SiO3 溶液產(chǎn)生白色沉淀,可知酸性 H2CO3>H2SiO3D.SiO2可與NaOH溶液反應(yīng),也可與氫氟酸反應(yīng),可知SiO2為兩性氧化物答案:C
【練2】(2021年中山期末)在無(wú)機(jī)非金屬材料中,硅一直扮演著主要的角色。請(qǐng)你利用元素周期律的相關(guān)知識(shí),預(yù)測(cè)硅
A.晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料B.SiO2 是酸性氧化物,可以與 NaOH 反應(yīng):SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2OC.Na2SiO3 可溶于水,在水溶液中電離方程式為 Na2SiO3 ===
D.由反應(yīng) Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓,可以證明H2SiO3 是一種弱酸
在水溶液中完全電離,電離方程式:Na2SiO3===2Na+SiO3 ,
解析:晶體硅是灰黑色有金屬光澤、硬而脆的固體,導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料,A正確;SiO2是酸性氧化物,可以與 NaOH 反應(yīng)生成鹽和水:SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O,B 正確;Na2SiO3 為強(qiáng)電解質(zhì),可溶于水,
C 正確;由反應(yīng) Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓,H2SiO3為沉淀,生成的沉淀不一定為弱電解質(zhì),則不能證明 H2SiO3 是一種弱酸,D 錯(cuò)誤。
【練3】(2021 年南昌二中月考)工業(yè)上制備高純硅有多種方法,其中的一種工藝流程如圖:已知:流化床反應(yīng)器中的產(chǎn)物,除 SiCl4 外,還有 SiHCl3、
SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3 等。下列說(shuō)法正確的是(
A.電弧爐中發(fā)生的反應(yīng)為 C+SiO2
B.SiCl4 進(jìn)入還原爐之前需要經(jīng)過(guò)蒸餾提純
C.每生成 1 ml 高純硅,需要 44.8 L 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的 Cl2D.該工藝 Si 的產(chǎn)率高且無(wú)副產(chǎn)物,符合綠色化學(xué)要求
解析:電弧爐中發(fā)生的反應(yīng)為 2C+SiO2
A 錯(cuò)誤;通入氯氣反應(yīng)生成物除 SiCl4 外,還有 SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3 等,通過(guò)蒸餾得到 SiCl4,B 正確;根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系Si→SiCl4,每生產(chǎn) 1 ml 高純硅,需要 1 ml SiCl4,而粗硅與氯氣反應(yīng)時(shí)產(chǎn)物還有 SiHCl3、SiH2Cl2 等,故生成 1 ml SiCl4 消耗的氯氣大于 44.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),C 錯(cuò)誤;該工藝生成 HCl 等副產(chǎn)品,不符合綠色化學(xué)的要求,D 錯(cuò)誤。答案:B
【練4】(2021 年南寧第二十六中學(xué)月考)下列說(shuō)法中正確
A.制粗硅的原理:C+SiO2
B.H2SiO3 既可由 SiO2 溶于水制得,也可由 Na2SiO3 和鹽酸反應(yīng)制得C.二氧化硅既能與 HF 反應(yīng),又能與 NaOH 反應(yīng),是兩性氧化物D.SiO2 可用于制造光導(dǎo)纖維,Si 可用于制半導(dǎo)體材料和太陽(yáng)能電池的材料
解析:C與SiO2 在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生Si和 CO,A 錯(cuò)誤;SiO2不溶于水,不能與水反應(yīng)產(chǎn)生 H2SiO3,B 錯(cuò)誤;二氧化硅能與HF 反應(yīng)產(chǎn)生 SiF4 不是鹽,與堿反應(yīng)產(chǎn)生鹽和水,因此二氧化硅是酸性氧化物,而不是兩性氧化物,C 錯(cuò)誤;SiO2 能夠使光線全反射,因此可用于制造光導(dǎo)纖維;晶體 Si 導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,因此可用于制半導(dǎo)體材料和太陽(yáng)能電池的材料,D 正確。答案:D
A.硅酸鈉是一種難溶于水的硅酸鹽B.鎂在空氣中燃燒可生成氧化鎂和氮化鎂C.鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣D.常溫下,鋁遇濃硝酸或濃硫酸時(shí)會(huì)發(fā)生鈍化
解析:硅酸鈉是溶于水的硅酸鹽,A 錯(cuò)誤;鎂在空氣中燃燒時(shí),與氧氣和二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂,與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂,B 正確;鈉具有強(qiáng)還原性,能與冷水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,C 正確;濃硫酸和濃硝酸具有強(qiáng)氧化性,鋁在濃硫酸和濃硫酸中會(huì)發(fā)生鈍化,阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行,D 正確。
2.(2021 年全國(guó)乙卷)氧化石墨烯具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在能源、材料等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景,通過(guò)氧化剝離石墨制備氧化石墨烯的一種方法如下(裝置如圖所示):
Ⅰ.將濃 H2SO4、NaNO3、石墨粉末在 c 中混合,置于冰水浴中,劇烈攪拌下,分批緩慢加入 KMnO4 粉末,塞好瓶口。Ⅱ.轉(zhuǎn)至油浴中,35 ℃攪拌 1 小時(shí),緩慢滴加一定量的蒸餾
水。升溫至 98 ℃并保持 1 小時(shí)。
Ⅲ.轉(zhuǎn)移至大燒杯中,靜置冷卻至室溫。加入大量蒸餾水,
而后滴加 H2O2 至懸濁液由紫色變?yōu)橥咙S色。
Ⅳ.離心分離,稀鹽酸洗滌沉淀。Ⅴ.蒸餾水洗滌沉淀。
Ⅵ.冷凍干燥,得到土黃色的氧化石墨烯。
(1)裝置圖中,儀器 a、c 的名稱分別是_______、_______,
儀器 b 的進(jìn)水口是________(填字母)。
(2)步驟Ⅰ中,需分批緩慢加入 KMnO4 粉末并使用冰水浴,原因是_____________________________________________________________________________________________________。(3)步驟Ⅱ中的加熱方式采用油浴,不使用熱水浴,原因是
______________________________________________________
___________________________________________________。
(4)步驟Ⅲ中,H2O2 的作用是_____________________________________________________________(以離子方程式表示)。(5)步驟Ⅳ中,洗滌是否完成,可通過(guò)檢測(cè)洗出液中是否存
2- 來(lái) 判 斷 。 檢測(cè)的方法是 _______________________
_____________________________________________________________________________________________________。(6)步驟Ⅴ可用 pH 試紙檢測(cè)來(lái)判斷 Cl-是否洗凈,其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:(1)由圖中儀器構(gòu)造可知,a 的儀器名稱為滴液漏斗,c 的儀器名稱為三頸燒瓶;儀器 b 為球形冷凝管,起冷凝回流作用,為了使冷凝效果更好,冷卻水要從 d 口進(jìn),e 口出。(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng),為控制反應(yīng)速率,避免反應(yīng)過(guò)于劇烈,需分批緩慢加入 KMnO4 粉末并使用冰水浴。(3)該裝置需控制反應(yīng)體系溫度為 98 ℃,該溫度接近水的沸點(diǎn),為了使反應(yīng)物受熱均勻,且便于控制反應(yīng)溫度,故不采用熱水浴,而采用油浴。(4)由滴加 H2O2 后發(fā)生的現(xiàn)象可知,加入 H2O2 的目的是除去過(guò)
===2Mn2++5O2↑+8H2O。(5)該實(shí)驗(yàn)中為判斷洗滌是否完成,
可通過(guò)檢測(cè)洗出液中是否存在SO4 來(lái)判斷,檢測(cè)方法是取最后
一次洗滌液,滴加 BaCl2 溶液,若沒有沉淀說(shuō)明洗滌完成。(6)步驟Ⅳ用稀鹽酸洗滌沉淀,步驟Ⅴ用蒸餾水洗滌沉淀,洗出液中存在 c(H+)=c(OH-)+c(CI-),洗出液呈中性時(shí),c(CI-)接近于 0,可認(rèn)為 CI-已經(jīng)洗凈。
(2)反應(yīng)放熱,防止反應(yīng)過(guò)快(3)反應(yīng)溫度接近水的沸點(diǎn),油浴更易控溫(5)取少量洗出液,滴加 BaCl2,沒有白色沉淀生成(6)步驟Ⅳ用稀鹽酸洗滌沉淀,步驟Ⅴ用蒸餾水洗滌沉淀,洗出液中存在 c(H+)=c(OH-)+c(CI-),洗出液呈中性時(shí),c(CI-)接近于 0,可認(rèn)為 CI-已經(jīng)洗凈
3.(2021年浙江選考節(jié)選)已知3種共價(jià)晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如
金剛石熔點(diǎn)比晶體硅熔點(diǎn)高的原因是__________________
__________________________________________________。
解析:原子半徑的大小決定鍵長(zhǎng)大小,鍵長(zhǎng)越短鍵能越大,此時(shí)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高,在 C 和 Si 組成的物質(zhì)中原子半徑 C<Si(或鍵長(zhǎng) C—C<Si—Si),則鍵能 C—C>Si—Si,故金剛石的熔點(diǎn)高于晶體硅的熔點(diǎn)。
答案:原子半徑 C<Si(或鍵長(zhǎng) C—C<Si—Si),則鍵能 C—
4.(2021年浙江選考)鋁硅酸鹽型分子篩中有許多籠狀空穴和通道(如圖),其骨架的基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體和鋁氧四面體,化學(xué)組成可表示為 Ma[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M 代表金屬離子)。
A.常采用水玻璃、偏鋁酸鈉在強(qiáng)酸溶液中反應(yīng)后結(jié)晶制得分子篩D.分子篩中的籠狀空穴和通道,可用于篩分分子
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