硅酸盐和硅单质
训练2 硅酸盐和硅单质
[基础过关] 一、硅的单质
1． 下列物质中，导电性介于导体和绝缘体之间的是
( )
①晶体硅 ②金属铝 ③石墨 ④晶体锗 ⑤金刚石 A ．只有① B ．只有⑤ C ．②和③
D ．①和④
2． 晶体硅与金刚石的结构相似。常温下硅的化学性质稳定，下列关于硅的叙述正确的是
( )
A ．硅元素在自然界中主要以单质的形式存在
B ．硅元素是一种亲氧元素，在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在
C ．Si 即使在高温下也难与O 2等反应
D ．Si 与所有的酸都不反应
3． 制备硅单质时，主要化学反应如下：
①SiO 2(石英砂)＋2C(焦炭)=====高温
Si(粗硅)＋2CO ↑； ②Si(粗硅)＋2Cl 2=====加热
SiCl 4；
③SiCl 4＋2H 2=====高温
Si(纯硅)＋4HCl ，下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是
( )
A ．①③为置换反应
B ．①②③均为氧化还原反应
C ．②为化合反应
D ．三个反应的反应物中硅元素均被还原 二、硅酸盐
4． 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
5． 材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是
( )
6．() A．玻璃B．水泥
C．纯碱D．水玻璃
三、硅及其化合物
7．下列有关硅及其化合物的说法正确的是() A．晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料
B．常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在
C．SiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸
D．除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸
8．碳化硅又称金刚砂(SiC)，它的分解温度很高(约2 200 ℃)，硬度极大，溶解性与化学性质都很差。由此推断，下列物质中可能与它有相似结构的是() A．金刚石B．硅酸
C．干冰D．水玻璃
9．新型无机材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B4C3)、氮化硅(Si3N4)等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温下进行，在合成工艺中必须注意() A．通入充足的氧气
B．可在空气中进行
C．可在氮气氛围中合成
D．通入少量氧气
10．据报道我国科学家近来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述不正确的是() A．它耐高温抗氧化
B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆
C．它没有固定熔点
D．它是一种新型无机非金属材料
[能力提升]
11．已知Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
有一根粗铝含铁和硅两种杂质，取两份等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和稀NaOH 溶液中，放出等质量的H2，则该粗铝中铁和硅的关系是()
①物质的量之比为1∶2
②物质的量之比是3∶1
③质量之比是2∶1
④质量之比是4∶1 A ．②④
B ．②③
C ．①④
D ．只有④
12．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)SiO 2是玻璃的成分之一，SiO 2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 工艺师常用____________(填物质名称)来雕刻玻璃。
(2)用Na 2SiO 3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现Na 2SiO 3的用途可作______________的原料。
(3)工业上常用2C ＋SiO 2=====高温
Si ＋2CO ↑制备硅单质，该反应中有元素化合价升高的物质是______________(填化学式，下同)，氧化剂是______________。
13．三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡病患者的胃酸过多症，是因为该物质不溶于水，服用后
能中和胃酸，作用持久。三硅酸镁晶体化学式为Mg 2Si 3O 8·n H 2O 。
(1)用氧化物的形式表示三硅酸镁的化学式：________________________________。 (2)写出该药物中和胃酸的化学方程式：_______________________________________ ________________________________________________________________________。 14．右图中
A 、
B 、
C 、
D 分别代表有关反应中的一种化合物，其中物质A 是一种高熔点化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸。请填写以下空白。
(1)A 、B 、C 、D 的化学式分别是__________、____________、____________、____________。
(2)A ―→B 的化学方程式是________________________________________________。 (3)C ―→D 的离子方程式是__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 15．A 、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。
请回答：
(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 的晶体类型为__________，B 与焦炭反应生成A 和E 的化学方程式是______________________________________________。 (3)C 的化学式为_________________________________________________________， D 的化学式为___________________________________________________________。 [拓展探究]
16．硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl 3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
石英砂――→焦炭
高温粗硅――→HCl
573 K 以上SiHCl 3(粗)――→精馏
SiHCl 3(纯)――→H 2
1 357 K 高纯硅 ①写出由纯SiHCl 3制备高纯硅的化学反应方程式：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl 3遇水剧烈反应生成H 2SiO 3、HCl 和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：_____________________________________ ________________________________________________________________________； H 2还原SiHCl 3过程中若混入O 2，可能引起的后果是
________________________________________________________________________。 (2)下列有关硅材料的说法正确的是______(填字母)。 A ．碳化硅化学性质稳定，可用于生产砂纸、砂轮等 B ．含4%硅的硅钢具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯 C ．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维 D ．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 E ．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
答案
1．D 2．B 3．D 4．C 5．A 6．C 7．D 8．A 9．C 10．B 11．D 12．(1)SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O 氢氟酸
(2)防火剂 (3)C SiO 2
13．(1)2MgO·3SiO 2·n H 2O (2)2MgO·3SiO 2·n H 2O ＋4HCl===2MgCl 2＋(n ＋2)H 2O ＋3SiO 2 14．(1)SiO 2 CO CO 2 H 2SiO 3
(2)SiO 2＋2C=====高温
Si ＋2CO ↑
(3)SiO 2－
3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3↓＋CO 2
－
3
15．(1) ＋4 (2)SiO 2 原子晶体
SiO 2＋2C=====高温
Si ＋2CO ↑ (3)CaSiO 3 Na 2SiO 3 16．(1)①SiHCl 3＋H 2=====1 357 K
Si ＋3HCl
②SiHCl 3＋3H 2O===H 2SiO 3↓＋3HCl ＋H 2↑ 高温下H 2与O 2混合发生爆炸 (2)ABC