1、CaO6SiO2陶瓷黏土硅酸盐（2）硅酸盐产品水泥与陶瓷的共同原料是黏土，水泥与玻璃的共同原料是石灰石。4.特殊功能的含硅物质（1）金刚砂（SiC）具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸、砂轮磨料。（2）硅钢（含硅4%）具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯。（3）硅橡胶：既耐高温又耐低温，用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料等。（4）人工制造的分子筛（具有均匀微孔结构的铝硅酸盐），主要用作吸附剂和催化剂。用氧化物形式表示硅酸盐的组成（1）氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。（2）氧化物之间以“”隔开。（3）在氧化物前面按化学式中的比例添加数字。（4）若出现分数时
2、应化为整数。1.用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是（）A.钙沸石（CaAl2Si3O103H2O），表示为Al2O33SiO23H2OB.镁橄榄石（Mg2SiO4），表示为MgOSiO2C.钾云母（K2Al6Si6H4O24），表示为K2O2H2O3Al2O3D.滑石（Mg3H2Si4O12）表示为3MgO4SiO2H2O答案D解析根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A中Al2O3和CaO的排列顺序有误；B中化学计量数出现了；C中正确的写法应为K2O6SiO22H2O；D的写法完全符合要求。2.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”等图案让人赏心悦
3、目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡（BaCuSi2Ox，铜为2价）。下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是（）A.可用氧化物形式表示为BaOCuO2SiO2B.性质稳定，不易脱色C.易溶解于强酸和强碱D.x等于6答案C解析“硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定，不易脱色，不易与酸、碱反应。“硅酸铜钡”中Ba为2价，Cu为2价，Si为4价，则x6，用氧化物形式表示为BaO2SiO2，A、B、D均正确。二、硅单质1.单质硅可分为晶体硅和无定形硅两种。（1）晶体硅结构如图所示，为具有正四面体形网状结构的晶体，与金刚石结构相似。（2）晶体硅是一种带有金属光泽
4、的灰黑色固体，根据其结构分析可知，晶体硅熔点高、硬度大、有脆性。（3）晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。2.硅原子最外层有4个电子，得失电子都较难，化学性质不活泼。（1）加热时硅能与氧气、氯气、碳等发生反应。写出硅与氯气反应的化学方程式Si2Cl2SiCl4。（2）常温下，硅能与F2、HF和强碱溶液反应，写出硅与氢氟酸反应的化学方程式：Si4HF=SiF42H2。3.单质硅常用二氧化硅来制取，主要分为两个阶段：（1）用碳还原二氧化硅制备粗硅，反应的化学方程式是SiO22CSi（粗）2CO。（2）将粗硅先与氯气反应，其产物用氢气还原制备纯硅，反应的化学方程式是Si（粗）2C
5、l2SiCl4，SiCl42H2Si（纯）4HCl。（1）硅在自然界中以化合态存在，工业上常以二氧化硅为原料来制取单质硅。（2）单质硅常用作半导体材料和合金材料。3.我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是（）A.晶体硅和金刚石的物理性质相似B.晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应C.晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格昂贵D.晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电答案A解析晶体硅的结构与金刚石相似，是具有正四面体形的空间立体网状结构，所以物理性质与金刚石相似，熔、沸点高，硬度
6、大；硅的化学性质不活泼，但常温下可与F2、HF和强碱反应；晶体硅是一种良好的半导体材料，被广泛使用；晶体硅是一种非金属单质，虽然它具有金属光泽。4.下列关于碳和硅的比较，正确的是（）A.它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸B.碳和硅的最高正价都是4价C.硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位D.碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态答案B解析SiO2不溶于水，也不与水反应；地壳中含量最多的元素是氧，其次是硅；自然界中有游离态的碳（金刚石），没有游离态的硅。故正确答案为B。硅及其化合物的转化关系1.下列有关硅酸盐的说法中正确的是（）A.硅酸盐中的阴离子都是SiOB.硅酸盐都难溶于水
7、C.通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的D.Na2SiO3是一种最简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂解析硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，它包含结构简单的硅酸盐（如Na2SiO3），也包含结构复杂的硅酸盐，A项错误；简单的硅酸盐中有少数溶于水，如Na2SiO3、K2SiO3等，B项错误；对于硅酸盐，氧化物的形式仅仅是一种表达方式，并不是说它就是由氧化物组成的，C项错误。2.硅被誉为无机非金属材料的主角，下列物品用到硅单质的是（）A.陶瓷餐具 B.石英钟表C.计算机芯片 D.光导纤维3.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是（）A.这是一种矿物胶，既
8、不燃烧也不受腐蚀B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D.水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质解析水玻璃是一种矿物胶，可作黏合剂、耐酸水泥掺料，木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧，水玻璃的化学性质稳定，但在空气中易与二氧化碳反应生成硅酸。4.青石棉（crocidolite）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产品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
9、3FeOFe2O38SiO2D.1mol青石棉能使1molHNO3被还原解析硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素（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，A正确；硅酸盐中不含二氧化硅，所以青石棉中不含石英晶体，B错误；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Na2OH2O，C正确；青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，N元素由5价降低到2价，得三个电子，因为青石棉中含有二价亚铁离子，根据氧化还原反应中得失电子相等可得青石棉与被还原硝酸的关系式为Na2OH2OHNO3，
10、所以1 mol青石棉能使1 mol硝酸被还原，D正确。5.硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。（1）工业上生产粗硅的反应：SiO22CSi（粗）2CO；SiO23CSiC2CO。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为11，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为_。（2）工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：若反应为Si（粗）3HClSiHCl3H2，则反应的化学方程式为_。整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：_。假设每一轮次制备1mol纯硅，且生产过程中硅元
11、素没有损失。反应中HCl的利用率为90%。反应中H2的利用率为93.75%，则在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H2的物质的量之比是_。答案（1）52（2）SiHCl3H2Si（纯）3HClSiHCl33H2O=H2SiO33HClH251解析（1）根据反应SiO22CSi（粗）2CO，SiO23CSiC2CO，生成1molSi需消耗2molC和1molSiO2，生成1molSiC需消耗3molC和1molSiO2，产品中Si与SiC的物质的量之比为11，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为52。（2）反应的化学方程式为SiHCl3H2Si（纯）3HCl。化学方程式为SiHCl33H2O
12、=H2SiO33HClH2。基础过关题组一硅的性质及应用1.下列物质的用途不正确的是（）A.硅是制造光导纤维的材料B.硅是制造太阳能电池的常用材料C.二氧化硅是制取粗硅的原料D.水玻璃可用作木材防火剂解析光导纤维的成分是SiO2，A错误；硅是制造太阳能电池板的常用材料，B正确；工业上常用SiO2和碳反应制取硅，C正确；水玻璃是硅酸钠的水溶液，具有防火性，D正确。2.下列有关硅及其化合物的说法不正确的是（）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，自然界中的硅主要以氧化物及硅酸盐的形式存在C.SiO2是一种酸性氧化物，能够与强碱反应生成相应的盐D.除去SiO2中
13、混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸，然后再过滤解析A项，晶体硅虽然具有金属光泽，但它属于非金属单质，其导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料；B项，虽然常温下硅的化学性质稳定，但自然界中没有游离态的硅，它主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在；D项，SiO2不溶于稀盐酸，可使用稀盐酸除去其中混有的CaCO3，化学方程式为CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，然后再过滤。3.制备硅单质时，主要化学反应如下：SiO2（石英砂）2C（焦炭） Si（粗硅）2CO，Si（粗硅）2Cl2SiCl4，SiCl42H2Si（纯硅）4HCl，下列对上述三个反应的叙述中不正确的是（）A.为置换反应B.均为
14、氧化还原反应C.为化合反应D.三个反应的反应物中硅元素均被还原解析在反应中Si元素化合价升高，被氧化。4.下列关于硅的说法不正确的是（）A.硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应D.加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应解析硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料；硅的化学性质稳定、常温下可与F2、HF、强碱溶液反应，加热或高温下可与O2、Cl2等一些非金属发生反应。5.将铁、铝、硅的混合物分为等质量的两份，一份跟足量的NaOH溶液反应，另一份跟足量稀H2SO4
15、反应，最终产生的H2一样多，则铁与硅物质的量之比为（）A.21B.41C.11D.31解析将混合物分为两等份，设每份中Fe、Al、Si的物质的量分别为xmol、ymol、zmol。一份跟足量NaOH溶液反应时只有Al和Si反应。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H223ymolSi2NaOHH2O=Na2SiO32H212zmol2zmol所以和NaOH溶液反应放出气体共（y2z） mol。另一份跟足量稀H2SO4反应时只有Fe和Al反应。FeH2SO4=FeSO4H2 1 1xmolxmol2Al3H2SO4=Al2（SO4）33H2 2 3所以和稀H2SO4反应产生的气体为（xy）
16、 mol。由题意知： y2zxy所以x2z，即混合物中Fe与Si的物质的量之比为21。题组二硅酸盐6.下列叙述正确的是（）A.Na2SiO3是硅酸盐，但不能溶于水B.电影银幕用水玻璃浸泡，主要是为了防腐C.建筑工业常用水玻璃作黏合剂D.用水玻璃浸泡铁道的木制枕木，主要是为了防火解析Na2SiO3既是硅酸盐，又是钠盐，硅酸盐大多难溶于水，而钠盐均易溶于水；浸泡银幕主要是为了防火，而浸泡枕木主要是为了防腐；水玻璃有黏合作用，常作黏合剂。7.下列关于硅酸盐工业的叙述正确的是（）A.普通玻璃的主要成分可以表示为Na2O6SiO2，说明玻璃为纯净物B.陶瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品C.制玻璃、水泥时都
17、用到了石灰石和黏土D.制玻璃的过程中发生了反应：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，说明酸性：H2SiO3H2CO3解析普通玻璃的主要成分可以表示为Na2O6SiO2，还含有其他杂质，因此玻璃属于混合物，A错误；陶瓷、玻璃、水泥都属于传统的硅酸盐产品，B正确；制造玻璃的主要原料是石灰石、纯碱和石英，制造水泥的主要原料是石灰石、黏土和辅助原料，C错误；反应Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，不是在溶液中进行的，利用的是难挥发性酸制备易挥发性酸原理，事实上碳酸的酸性强于硅酸的酸性，在溶液中碳酸可以制备硅酸，D错误。题组三CO2、SiO2及其盐性质的比较和应用8.将过量的CO2分别通入：
18、CaCl2溶液浓Na2SiO3溶液Ca（OH）2溶液饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是（）A. B.C. D.解析CO2溶于水：CO2H2O=H2CO3，H2CO3的酸性比盐酸弱，而比硅酸强。根据酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液无明显现象；过量的CO2通入浓Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca（OH）2溶液至过量，Ca（OH）2CO2=CaCO3H2O，CaCO3H2OCO2=Ca（HCO3）2，最终生成Ca（HCO3）2而无沉淀；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2
19、CO3溶解度小而结晶析出，故选B。9.下表中括号内物质是杂质，试将除杂试剂及分离方法填入表内。混合物SiO2（Si）CO2（SO2）NaHCO3（Na2SiO3） SiO2（NaCl）除杂试剂除杂方法答案NaHCO3 （Na2SiO3）氧气饱和NaHCO3溶液通入足量CO2水加热洗气过滤解析SiO2（Si）：Si与O2在加热条件下生成SiO2而除去Si；CO2（SO2）：可通入饱和NaHCO3溶液；NaHCO3（Na2SiO3）：通入足量CO2气体；SiO2（NaCl ）：溶于水过滤。能力提升10.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，该元素（用R表
20、示）的单质能与NaOH溶液反应生成盐（Na2RO3）和氢气。请回答下列问题：（1）写出各物质的化学式：A_；B_；C_；D_；E_。（2）写出反应的化学方程式：_，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。（3）写出反应的离子方程式：_。（4）写出反应的离子方程式：（5）H2CO3的酸性强于E的，请用离子方程式予以证明：_。答案（1）SiO2CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO3（2）SiO22CSi2CO12（3）Si2OHH2O=SiO2H2（4）SiOCa2=CaSiO3（5）SiOCO2H2O=H2SiO3CO解析解答本题的“突破口（1）”是非金属元素R的单质能与NaOH溶液反应生
21、成盐（Na2RO3）和氢气，说明是硅及其化合物之间的转化。“突破口（2）”是反应条件“高温”，A在高温条件下，能与焦炭、CaCO3发生反应，则A为SiO2。从而推知B为CaSiO3，C为Na2SiO3，D为Si，E为H2SiO3。11.某实验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为COPdCl2H2O=CO22HClPd（产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊）。（1）实验时要通入足够长时间的N2，其原因是_。（2）装置B的作用是_。（3）装置C、D中所盛试剂分别为_、_，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质
22、的量相等，则该反应的化学方程式为_。（4）该装置的缺点是_。（5）资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18gSiO2和8.4g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体为13.44L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为_。（6）设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：_。答案（1）避免空气中的O2、CO2、水蒸气对实验产生干扰（2）作安全瓶，防止倒吸（3）澄清石灰水PdCl2溶液3SiO24C2CO22CO3Si（4）无尾气吸收装置（5）21（6）向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊解析（1）碳与二氧化硅反应要在高温下进行，而高温下碳
23、与空气中氧气反应，所以实验时要将装置中的空气排尽，故实验时要通入足够长时间的N2。（2）根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸。（3）根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C装置用来检验有没有二氧化碳，D装置用来检验一氧化碳，所以置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知化学方程式为3SiO24C=2CO22CO3Si。（4）一氧化碳有毒，不能排放到空气中，而该装置没有尾气吸收装置将CO吸收。（5）18 g SiO2物质的量为0.3 mol,
24、8.4 g焦炭物质的量为0.7 mol，充分反应后收集到标准状况下的气体13.44 L，物质的量为0.6 mol，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，SiO2 2C2COSi，0.3 mol0.6 mol 0.6 mol0.3 molSiCSiC0.1 mol0.1 mol0.1 mol得到Si和SiC的物质的量之比为0.2 mol0.1 mol21。（6）验证碳酸、硅酸的酸性强弱，产生的CO2气体先通过饱和碳酸氢钠溶液除去混有的杂质气体，然后再通入硅酸钠溶液发生反应CO2H2ONa2SiO3= Na2CO3H2SiO3，说明酸性H2CO3H2SiO3。12.晶体硅是一种重要的非金
25、属材料，制备纯硅的主要步骤如下：高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气体；粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3（Si3HClSiHCl3H2）；SiHCl3与过量的H2在11001200的温度下反应制得纯硅，已知SiHCl3能与水剧烈反应，在空气中易自燃。请回答：（1）第一步制取粗硅反应的化学方程式为_。（2）粗硅与HCl气体反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0）中含有少量SiCl4（沸点57.6）和HCl（沸点84.7），提纯SiHCl3采用的方法为_。（3）实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示（加热和夹持装置略去）：装置B中的试剂是_，装置C中的烧杯需要加热，目的
