11-12版高中化学课时讲练通配套课件：3.3.2二氧化硅与信息材料（苏教版必修1）
文档属性
| 名称 | 11-12版高中化学课时讲练通配套课件：3.3.2二氧化硅与信息材料（苏教版必修1） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-12 19:18:56 | ||
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文档简介
(共70张PPT)
1．二氧化硅是硅酸的酸性氧化物，请结合
前面的知识分析：能否用SiO2与水反应制取硅酸？如果制取硅酸，应怎样制取？
提示：不能用SiO2与水反应制取硅酸，因为SiO2不溶于水，也不与水反应。制取硅酸，SiO2先与NaOH溶液反应，得到Na2SiO3，再向Na2SiO3中通入足量的CO2气体即可得硅酸。反应为：
SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O；
Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+Na2CO3
2．请结合玻璃的组成和二氧化硅的性质思考：能否用带有玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液和氢氟酸？
提示：玻璃中含有SiO2，可与NaOH溶液反应，生成Na2SiO3溶液，而Na2SiO3溶液具有黏性，能把瓶塞粘住，所以不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液；而玻璃中的SiO2能与HF反应生成SiF4气体而腐蚀玻璃，所以也不能用玻璃瓶来盛放氢氟酸。一般在实验室中将NaOH溶液放在带橡胶塞的玻璃瓶中，而氢氟酸则盛放在塑料瓶或铅皿中。
例1 关于二氧化硅的下列叙述中正确的是
A.SiO2溶于水生成硅酸，其水溶液显酸性
B.光导纤维传导光线的能力非常强，利用它制成的光缆通讯，能同时传送大量信息
C.由于高温时二氧化硅可以与碳酸钠反应生成二氧化碳，所以硅酸的酸性强于碳酸
D.二氧化硅是酸性氧化物，可以与碱反应，但是不能与酸反应
【规范解答】选B。SiO2不溶于水，也不能与水反应，所以A错；高温时二氧化硅与碳酸钠反应生成了CO2气体，与酸性强弱没有直接关系，C错；SiO2是酸性氧化物，但是可以与氢氟酸反应，D错。
【互动探究】SiO2能与所有的碱反应吗？
提示：不能。SiO2是一种酸性氧化物，但它只能与可溶性强碱反应，与弱碱、难溶于水的碱不发生反应。
1.酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的一类氧化物，但不一定与水反应生成相应的酸；
2.金刚石、晶体硅、二氧化硅等，均是由原子直接构成的物质，没有分子式(SiO2仅仅表示晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2，是化学式)，而且通常都具有相似的物理性质，如难溶于水、熔点高、硬度较大等。
已知单质硅在常温下既能和氢氧化钠反应，也能和氢氟酸反应，两个反应都生成氢气，结合以上知识，请思考并讨论解决以下几个问题。
(1)请写出两个反应的方程式：
提示：Si+4HF====SiF4↑+2H2↑,
Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑
(2)Si与NaOH溶液的反应中的电子转移情况。
提示：
也就是说，对这个反应来说，实质是Si失去电子，被水中
的氢得到，而NaOH也只是参与了这个反应，并没参与电子转移。
(3)既能与酸反应生成氢气，又能与碱反应生成氢气的单质还有哪些？请写出反应的离子方程式。
提示：还有Al这种单质。其反应的离子方程式是：
2Al+6H+====2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O====2AlO2－+3H2↑
例2 下列有关说法中正确的是
A.硅是非金属元素，与任何酸都不反应
B.硅是构成矿物盐的主要原料，其化合态全部是硅酸盐
C.硅的性质很稳定，能以游离态存在于自然界中
D.当加热到一定温度时，硅能与氧气等某些非金属单质反应
【规范解答】选D。硅在常温下可以与氢氟酸反应，A项错误；自然界中没有游离态的硅，化合态的硅几乎全部是二氧化硅和硅酸盐，B、C项错误；加热到一定温度时，硅可以与氧气、氯气等发生反应，D项正确。
【互动探究】硅在常温下除与氢氟酸反应外，也可以与碱反应：Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑，跟Cl2与碱的反应有何不同？
提示：Cl2跟碱反应时一般没有H2生成，而且氯气单质本身既是氧化剂也是还原剂，但是硅与强碱溶液作用放出H2，且硅是还原剂，水是氧化剂。
硅单质的特性
(1)硅化学性质不活泼，但自然界中却没有游离态的硅。
(2)非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。
(3)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：
SiO2+2C Si+2CO↑。
高温
====
(4)非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出，但Si却能与强碱溶液反应放出H2：
Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑。
(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅却能与氢氟酸反应：Si+4HF====SiF4↑+2H2↑。
SiO2和CO2的性质比较
CO2和SiO2都是非金属氧化物，具有酸性氧化物的通性，但二者在结构上存在本质区别，决定了它们在某些性质上有比较大的差异。
探究：
1.晶体硅与金刚石具有相似的物理性质，而SiO2与CO2在物理性质上为何存在较大差异？
提示：晶体硅与金刚石结构相似，都是由原子相互结合而成的空间网状结构的晶体，因而性质相似；SiO2是硅原子与氧原子相互结合而成的晶体，CO2是由分子构成的，结构不同，所以物理性质存在较大差异。
2.Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑与Na2SiO3+H2O+CO2 ==== H2SiO3↓+Na2CO3两个反应是否相互矛盾？
提示：这两个反应并不矛盾，后者是在水溶液中进行的。
由于H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强，所以H2CO3和Na2SiO3反应生成H2SiO3和Na2CO3；而前者是在高温下进行的，由于CO2为气体，生成后立即离开反应体系，使反应能发生。
高温
====
1.广泛用做半导体材料的是( )
A.二氧化硅 B.硅酸
C.高纯硅 D.硅酸盐
【解析】选C。常用的半导体材料为高纯硅。
2．(双选)下列有关物质用途的说法中，正确的是( )
A．二氧化硅可用来作半导体材料
B．稀硫酸常用作金属铜加工前的酸洗
C．氢氧化钠可用于治疗胃酸过多
D．三氧化二铁常用作红色油漆和涂料
【解析】选B、D。由前面所学知识可知，硅才是用作半导体材料的物质；由于铜在空气中长期与O2接触，表面形成一层CuO，能与稀硫酸反应，而铜不能与稀硫酸反应，所以金属铜在加工前的酸洗一般选用稀硫酸；氢氧化钠碱性太强，具有强烈的腐蚀性，不能用来治疗胃酸过多，只有B、D是正确的。
3.(2011·镇江高一检测)光纤通讯和半导体成像技术已得到了广泛应用。光纤的主要成分是( )
A.Si B.SiO2
C.Na2SiO3 D.CaSiO3
【解析】选B。光导纤维的主要成分是SiO2，而不是Si。
4．获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。
(1)光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通讯，能同时传输大量信息。制造光纤电缆的主要原材料的化学式是______________________________。
(2)信息产业的核心材料是高纯度的硅，高纯度的单晶硅生产方法之一：
近代用的较多的另一种方法(之二)是：用金属硅化物(Mg2Si)
与盐酸作用制得硅烷(SiH4)，再热分解硅烷可得高纯硅。
单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等，硅纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。
根据上述信息回答以下问题：
从方法一生产单晶硅的过程看，由碳还原得到的硅为何还要进一步处理？
(3)写出方法二中，生产高纯硅的两个化学反应方程式：
①___________________________________________。
②___________________________________________。
【解析】由题意可知，制造光导纤维的主要原料是SiO2；由于碳与SiO2反应后所得到的是粗硅，还要进一步提纯，将它用 HCl—Cl2 处理得到低沸点SiHCl3，便于蒸发提纯，然后再还原才能得到高纯硅；而方法二中金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用制得硅烷，再热分解硅烷可得高纯硅的化学方程式为：
①Mg2Si+4HCl====2MgCl2+SiH4↑
②SiH4 Si+2H2
△
====
答案:(1)SiO2
(2)由C还原SiO2得到的单质硅中，杂质含量过高，将它用
HCl—Cl2 处理得到低沸点SiHCl3，便于蒸发提纯，然后再还原得高纯硅
(3)①Mg2Si+4HCl====2MgCl2+SiH4↑
②SiH4 Si+2H2
△
====
5．A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
(1)A是_____元素(填元素名称)，它的单质在常温下能与NaOH溶液反应，其化学反应方程式为_________________
_________________________________________。
(2)易与C反应的一种酸是___________(填酸的化学式)，该反应的重要应用是______________________。
(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量水中混合，又发生化学反应生成含A的化合物F。写出生成D和F的方程式：
_______________________________________________；
________________________________________________。
【解析】由题干中的已知条件可知，A是硅元素，C是二氧化硅晶体，D是硅酸钠，二氧化硅与纯碱混合高温熔融发生的反应是生成Na2SiO3和CO2，则B是碳，F是H2SiO3。
答案:(1)硅 Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑
(2)HF 雕刻玻璃或盛放氢氟酸时不能用玻璃瓶
(3) Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑
Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+Na2CO3
高温
====
一、选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分)
1．(双选)下列关于硅及其化合物的说法中，正确的是( )
A．它可以跟碱反应，但不能跟任何酸反应
B．根据反应SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑，可推知硅酸的酸性比碳酸的酸性强
C．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸
D．二氧化硅常用来制造光导纤维
高温
====
【解析】选C、D。二氧化硅是酸性氧化物，但它可以跟氢氟酸反应：SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O；反应SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑只有在高温条件下才能进行，生成CO2气体，CO2生成后脱离反应体系使得反应继续进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强，酸性强弱的比较，是看它们在水溶液中电离出H+的难易程度，如：Na2SiO3+CO2+
H2O====H2SiO3↓+Na2CO3，符合强酸制弱酸的规律，也可说明碳酸的酸性比硅酸强，SiO2是光导纤维的主要成分。
高温
====
2.下列试剂可用带磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶保存的是( )
A.硅酸钠溶液
B.高锰酸钾溶液
C.氢氟酸
D.氢氧化钠溶液
【解析】选B。硅酸钠溶液是一种矿物胶，若用带磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶，会使瓶塞与瓶口粘连，使试剂瓶无法打开；氢氟酸能够与玻璃中的二氧化硅反应；氢氧化钠溶液可与玻璃中的二氧化硅缓慢反应生成硅酸钠，也只能用橡胶塞，所以选B。
3.(2011·安庆高一检测)赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的，这种物质是( )
A.硫酸 B.烧碱
C.盐酸 D.氢氟酸
【解析】选D。雕刻玻璃是利用氢氟酸与玻璃中的SiO2反应，生成一种气体物质(SiF4)，即SiO2+4HF====SiF4↑
+2H2O。
4.(2011·衡水高一检测)在下列溶液中通入CO2至过量，原溶液一直保持澄清的是( )
A．硅酸钠溶液 B．CaCl2溶液
C．石灰水 D．饱和Na2CO3溶液
【解析】选B。由题意可知，硅酸钠溶液中通入CO2后，会发生CO2+Na2SiO3+H2O====Na2CO3+H2SiO3↓，而CaCl2溶液中通入CO2后不会发生反应，而石灰水中通入CO2会发生反应Ca(OH)2+CO2 ==== CaCO3↓+H2O，生成的CaCO3又会与过量的CO2继续发生反应CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2，溶液中现象为浑浊后又变澄清；而由于NaHCO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小，而反应后生成的NaHCO3的质量却比Na2CO3的质量多，所以也会出现浑浊。
5．等质量的Si和O2在密闭容器中反应后，剩下固体中含氧质
量分数是( )
A.＜50% B.＝50%
C.＞50% D.不能确定
【解析】选B。由题意可知，Si与O2在密闭容器中反应后，生
成的是SiO2，但是，等质量的两种物质在一起时，由方程式：
Si+O2 SiO2可得，硅有剩余，假设两种物质都是32 g，则
反应掉的O2为32 g，但硅只反应掉28 g，余4 g，余下的4 g
仍在固体中，所以得出O占固体质量的50%。
高温
====
【举一反三】等质量的SiO2、Si和O2在密闭容器中反应后，剩下固体中含氧质量分数是多少？
提示：反应的物质没变，反应的量也没变，只要加上SiO2的质量和SiO2中含有的氧的质量就可，故氧的质量分数为
6.下列离子方程式书写不正确的是( )
A.大理石与盐酸反应：
CaCO3+2H+====Ca2++H2O+CO2↑
B.水玻璃中加入稀盐酸：
Na2SiO3+2H+====H2SiO3↓+2Na+
C.二氧化硅与苛性钠溶液反应：
SiO2+2OH-====SiO32-+H2O
D.硅酸与烧碱溶液中和：
H2SiO3+2OH-====SiO32-+2H2O
【解析】选B。水玻璃的成分是Na2SiO3水溶液，作为可溶性盐，Na2SiO3在水溶液中应以离子形式存在，故该离子方程式书写错误。
二、非选择题(本题包括2小题，共26分)
7.(10分)请按要求回答下列问题。
(1)“硅材料”又被称为信息材料，其中广泛用于光导纤维的材料是(填化学式，下同)_______，作为半导体材料广泛用于制造集成电路的是_________。
(2)硝酸是一种重要的化工原料，工业上用氨气作原料生产，写出氨被氧化生成一氧化氮的化学方程式________。
(3)镁带着火时，不能用液态CO2灭火剂来灭火的原因是 (用化学方程式表示) __________________。
(4)写出氯气通入KI溶液中反应的离子方程式__________
___________________________________________。
【解析】(1)光导纤维的材料是SiO2，制造集成电路的材料是单质硅。
(3)CO2能与Mg反应生成MgO和单质碳。
(4)氯气能将KI中的I-氧化成I2。
答案:(1)SiO2 Si
(2)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(3)2Mg+CO2 2MgO+C
(4)Cl2+2I- ====2Cl-+I2
点燃
====
催化剂
高温
【规律方法】 硅和铝及其化合物的性质比较
(1)与强碱反应时相似：
①Si、Al均能与NaOH溶液反应生成盐和H2。
②SiO2、Al2O3、H2SiO3、Al(OH)3均能与NaOH溶液反应生成盐和水。
③Na2SiO3、NaAlO2溶液中通入过量CO2均生成白色沉淀。
(2)区别：①除HF外，Si、SiO2、H2SiO3不与其他酸反应。
②Al2O3、Al(OH)3属于两性化合物。
③Na2SiO3溶液、NaAlO2溶液与过量的盐酸反应时现象不同：
8．(16分)(2011·北京海淀高一检测)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%。
(1)SiO2是玻璃的成分之一，SiO2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Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现Na2SiO3的
用途：可做_______的原料。
(3)工业上常用2C+SiO2 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_______。
高温
====
【解析】SiO2是酸性氧化物，与NaOH溶液反应：SiO2+2NaOH
====Na2SiO3+H2O。SiO2能与氢氟酸反应，工艺师常用其雕刻玻璃。Na2SiO3常用作防火剂。在制备硅单质的反应：2C+SiO2 Si+2CO↑中C元素的化合价由0价升高到+2价，SiO2中的Si化合价由+4价降低到0价得电子，是氧化剂。
答案:(1)SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O 氢氟酸
(2)防火剂 (3)C SiO2
高温
====
1．二氧化硅是硅酸的酸性氧化物，请结合
前面的知识分析：能否用SiO2与水反应制取硅酸？如果制取硅酸，应怎样制取？
提示：不能用SiO2与水反应制取硅酸，因为SiO2不溶于水，也不与水反应。制取硅酸，SiO2先与NaOH溶液反应，得到Na2SiO3，再向Na2SiO3中通入足量的CO2气体即可得硅酸。反应为：
SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O；
Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+Na2CO3
2．请结合玻璃的组成和二氧化硅的性质思考：能否用带有玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液和氢氟酸？
提示：玻璃中含有SiO2，可与NaOH溶液反应，生成Na2SiO3溶液，而Na2SiO3溶液具有黏性，能把瓶塞粘住，所以不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液；而玻璃中的SiO2能与HF反应生成SiF4气体而腐蚀玻璃，所以也不能用玻璃瓶来盛放氢氟酸。一般在实验室中将NaOH溶液放在带橡胶塞的玻璃瓶中，而氢氟酸则盛放在塑料瓶或铅皿中。
例1 关于二氧化硅的下列叙述中正确的是
A.SiO2溶于水生成硅酸，其水溶液显酸性
B.光导纤维传导光线的能力非常强，利用它制成的光缆通讯，能同时传送大量信息
C.由于高温时二氧化硅可以与碳酸钠反应生成二氧化碳，所以硅酸的酸性强于碳酸
D.二氧化硅是酸性氧化物，可以与碱反应，但是不能与酸反应
【规范解答】选B。SiO2不溶于水，也不能与水反应，所以A错；高温时二氧化硅与碳酸钠反应生成了CO2气体，与酸性强弱没有直接关系，C错；SiO2是酸性氧化物，但是可以与氢氟酸反应，D错。
【互动探究】SiO2能与所有的碱反应吗？
提示：不能。SiO2是一种酸性氧化物，但它只能与可溶性强碱反应，与弱碱、难溶于水的碱不发生反应。
1.酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的一类氧化物，但不一定与水反应生成相应的酸；
2.金刚石、晶体硅、二氧化硅等，均是由原子直接构成的物质，没有分子式(SiO2仅仅表示晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2，是化学式)，而且通常都具有相似的物理性质，如难溶于水、熔点高、硬度较大等。
已知单质硅在常温下既能和氢氧化钠反应，也能和氢氟酸反应，两个反应都生成氢气，结合以上知识，请思考并讨论解决以下几个问题。
(1)请写出两个反应的方程式：
提示：Si+4HF====SiF4↑+2H2↑,
Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑
(2)Si与NaOH溶液的反应中的电子转移情况。
提示：
也就是说，对这个反应来说，实质是Si失去电子，被水中
的氢得到，而NaOH也只是参与了这个反应，并没参与电子转移。
(3)既能与酸反应生成氢气，又能与碱反应生成氢气的单质还有哪些？请写出反应的离子方程式。
提示：还有Al这种单质。其反应的离子方程式是：
2Al+6H+====2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O====2AlO2－+3H2↑
例2 下列有关说法中正确的是
A.硅是非金属元素，与任何酸都不反应
B.硅是构成矿物盐的主要原料，其化合态全部是硅酸盐
C.硅的性质很稳定，能以游离态存在于自然界中
D.当加热到一定温度时，硅能与氧气等某些非金属单质反应
【规范解答】选D。硅在常温下可以与氢氟酸反应，A项错误；自然界中没有游离态的硅，化合态的硅几乎全部是二氧化硅和硅酸盐，B、C项错误；加热到一定温度时，硅可以与氧气、氯气等发生反应，D项正确。
【互动探究】硅在常温下除与氢氟酸反应外，也可以与碱反应：Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑，跟Cl2与碱的反应有何不同？
提示：Cl2跟碱反应时一般没有H2生成，而且氯气单质本身既是氧化剂也是还原剂，但是硅与强碱溶液作用放出H2，且硅是还原剂，水是氧化剂。
硅单质的特性
(1)硅化学性质不活泼，但自然界中却没有游离态的硅。
(2)非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。
(3)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：
SiO2+2C Si+2CO↑。
高温
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(4)非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出，但Si却能与强碱溶液反应放出H2：
Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑。
(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅却能与氢氟酸反应：Si+4HF====SiF4↑+2H2↑。
SiO2和CO2的性质比较
CO2和SiO2都是非金属氧化物，具有酸性氧化物的通性，但二者在结构上存在本质区别，决定了它们在某些性质上有比较大的差异。
探究：
1.晶体硅与金刚石具有相似的物理性质，而SiO2与CO2在物理性质上为何存在较大差异？
提示：晶体硅与金刚石结构相似，都是由原子相互结合而成的空间网状结构的晶体，因而性质相似；SiO2是硅原子与氧原子相互结合而成的晶体，CO2是由分子构成的，结构不同，所以物理性质存在较大差异。
2.Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑与Na2SiO3+H2O+CO2 ==== H2SiO3↓+Na2CO3两个反应是否相互矛盾？
提示：这两个反应并不矛盾，后者是在水溶液中进行的。
由于H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强，所以H2CO3和Na2SiO3反应生成H2SiO3和Na2CO3；而前者是在高温下进行的，由于CO2为气体，生成后立即离开反应体系，使反应能发生。
高温
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1.广泛用做半导体材料的是( )
A.二氧化硅 B.硅酸
C.高纯硅 D.硅酸盐
【解析】选C。常用的半导体材料为高纯硅。
2．(双选)下列有关物质用途的说法中，正确的是( )
A．二氧化硅可用来作半导体材料
B．稀硫酸常用作金属铜加工前的酸洗
C．氢氧化钠可用于治疗胃酸过多
D．三氧化二铁常用作红色油漆和涂料
【解析】选B、D。由前面所学知识可知，硅才是用作半导体材料的物质；由于铜在空气中长期与O2接触，表面形成一层CuO，能与稀硫酸反应，而铜不能与稀硫酸反应，所以金属铜在加工前的酸洗一般选用稀硫酸；氢氧化钠碱性太强，具有强烈的腐蚀性，不能用来治疗胃酸过多，只有B、D是正确的。
3.(2011·镇江高一检测)光纤通讯和半导体成像技术已得到了广泛应用。光纤的主要成分是( )
A.Si B.SiO2
C.Na2SiO3 D.CaSiO3
【解析】选B。光导纤维的主要成分是SiO2，而不是Si。
4．获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。
(1)光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通讯，能同时传输大量信息。制造光纤电缆的主要原材料的化学式是______________________________。
(2)信息产业的核心材料是高纯度的硅，高纯度的单晶硅生产方法之一：
近代用的较多的另一种方法(之二)是：用金属硅化物(Mg2Si)
与盐酸作用制得硅烷(SiH4)，再热分解硅烷可得高纯硅。
单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等，硅纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。
根据上述信息回答以下问题：
从方法一生产单晶硅的过程看，由碳还原得到的硅为何还要进一步处理？
(3)写出方法二中，生产高纯硅的两个化学反应方程式：
①___________________________________________。
②___________________________________________。
【解析】由题意可知，制造光导纤维的主要原料是SiO2；由于碳与SiO2反应后所得到的是粗硅，还要进一步提纯，将它用 HCl—Cl2 处理得到低沸点SiHCl3，便于蒸发提纯，然后再还原才能得到高纯硅；而方法二中金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用制得硅烷，再热分解硅烷可得高纯硅的化学方程式为：
①Mg2Si+4HCl====2MgCl2+SiH4↑
②SiH4 Si+2H2
△
====
答案:(1)SiO2
(2)由C还原SiO2得到的单质硅中，杂质含量过高，将它用
HCl—Cl2 处理得到低沸点SiHCl3，便于蒸发提纯，然后再还原得高纯硅
(3)①Mg2Si+4HCl====2MgCl2+SiH4↑
②SiH4 Si+2H2
△
====
5．A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
(1)A是_____元素(填元素名称)，它的单质在常温下能与NaOH溶液反应，其化学反应方程式为_________________
_________________________________________。
(2)易与C反应的一种酸是___________(填酸的化学式)，该反应的重要应用是______________________。
(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量水中混合，又发生化学反应生成含A的化合物F。写出生成D和F的方程式：
_______________________________________________；
________________________________________________。
【解析】由题干中的已知条件可知，A是硅元素，C是二氧化硅晶体，D是硅酸钠，二氧化硅与纯碱混合高温熔融发生的反应是生成Na2SiO3和CO2，则B是碳，F是H2SiO3。
答案:(1)硅 Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑
(2)HF 雕刻玻璃或盛放氢氟酸时不能用玻璃瓶
(3) Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑
Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+Na2CO3
高温
====
一、选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分)
1．(双选)下列关于硅及其化合物的说法中，正确的是( )
A．它可以跟碱反应，但不能跟任何酸反应
B．根据反应SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑，可推知硅酸的酸性比碳酸的酸性强
C．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸
D．二氧化硅常用来制造光导纤维
高温
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【解析】选C、D。二氧化硅是酸性氧化物，但它可以跟氢氟酸反应：SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O；反应SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑只有在高温条件下才能进行，生成CO2气体，CO2生成后脱离反应体系使得反应继续进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强，酸性强弱的比较，是看它们在水溶液中电离出H+的难易程度，如：Na2SiO3+CO2+
H2O====H2SiO3↓+Na2CO3，符合强酸制弱酸的规律，也可说明碳酸的酸性比硅酸强，SiO2是光导纤维的主要成分。
高温
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2.下列试剂可用带磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶保存的是( )
A.硅酸钠溶液
B.高锰酸钾溶液
C.氢氟酸
D.氢氧化钠溶液
【解析】选B。硅酸钠溶液是一种矿物胶，若用带磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶，会使瓶塞与瓶口粘连，使试剂瓶无法打开；氢氟酸能够与玻璃中的二氧化硅反应；氢氧化钠溶液可与玻璃中的二氧化硅缓慢反应生成硅酸钠，也只能用橡胶塞，所以选B。
3.(2011·安庆高一检测)赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的，这种物质是( )
A.硫酸 B.烧碱
C.盐酸 D.氢氟酸
【解析】选D。雕刻玻璃是利用氢氟酸与玻璃中的SiO2反应，生成一种气体物质(SiF4)，即SiO2+4HF====SiF4↑
+2H2O。
4.(2011·衡水高一检测)在下列溶液中通入CO2至过量，原溶液一直保持澄清的是( )
A．硅酸钠溶液 B．CaCl2溶液
C．石灰水 D．饱和Na2CO3溶液
【解析】选B。由题意可知，硅酸钠溶液中通入CO2后，会发生CO2+Na2SiO3+H2O====Na2CO3+H2SiO3↓，而CaCl2溶液中通入CO2后不会发生反应，而石灰水中通入CO2会发生反应Ca(OH)2+CO2 ==== CaCO3↓+H2O，生成的CaCO3又会与过量的CO2继续发生反应CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2，溶液中现象为浑浊后又变澄清；而由于NaHCO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小，而反应后生成的NaHCO3的质量却比Na2CO3的质量多，所以也会出现浑浊。
5．等质量的Si和O2在密闭容器中反应后，剩下固体中含氧质
量分数是( )
A.＜50% B.＝50%
C.＞50% D.不能确定
【解析】选B。由题意可知，Si与O2在密闭容器中反应后，生
成的是SiO2，但是，等质量的两种物质在一起时，由方程式：
Si+O2 SiO2可得，硅有剩余，假设两种物质都是32 g，则
反应掉的O2为32 g，但硅只反应掉28 g，余4 g，余下的4 g
仍在固体中，所以得出O占固体质量的50%。
高温
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【举一反三】等质量的SiO2、Si和O2在密闭容器中反应后，剩下固体中含氧质量分数是多少？
提示：反应的物质没变，反应的量也没变，只要加上SiO2的质量和SiO2中含有的氧的质量就可，故氧的质量分数为
6.下列离子方程式书写不正确的是( )
A.大理石与盐酸反应：
CaCO3+2H+====Ca2++H2O+CO2↑
B.水玻璃中加入稀盐酸：
Na2SiO3+2H+====H2SiO3↓+2Na+
C.二氧化硅与苛性钠溶液反应：
SiO2+2OH-====SiO32-+H2O
D.硅酸与烧碱溶液中和：
H2SiO3+2OH-====SiO32-+2H2O
【解析】选B。水玻璃的成分是Na2SiO3水溶液，作为可溶性盐，Na2SiO3在水溶液中应以离子形式存在，故该离子方程式书写错误。
二、非选择题(本题包括2小题，共26分)
7.(10分)请按要求回答下列问题。
(1)“硅材料”又被称为信息材料，其中广泛用于光导纤维的材料是(填化学式，下同)_______，作为半导体材料广泛用于制造集成电路的是_________。
(2)硝酸是一种重要的化工原料，工业上用氨气作原料生产，写出氨被氧化生成一氧化氮的化学方程式________。
(3)镁带着火时，不能用液态CO2灭火剂来灭火的原因是 (用化学方程式表示) __________________。
(4)写出氯气通入KI溶液中反应的离子方程式__________
___________________________________________。
【解析】(1)光导纤维的材料是SiO2，制造集成电路的材料是单质硅。
(3)CO2能与Mg反应生成MgO和单质碳。
(4)氯气能将KI中的I-氧化成I2。
答案:(1)SiO2 Si
(2)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(3)2Mg+CO2 2MgO+C
(4)Cl2+2I- ====2Cl-+I2
点燃
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催化剂
高温
【规律方法】 硅和铝及其化合物的性质比较
(1)与强碱反应时相似：
①Si、Al均能与NaOH溶液反应生成盐和H2。
②SiO2、Al2O3、H2SiO3、Al(OH)3均能与NaOH溶液反应生成盐和水。
③Na2SiO3、NaAlO2溶液中通入过量CO2均生成白色沉淀。
(2)区别：①除HF外，Si、SiO2、H2SiO3不与其他酸反应。
②Al2O3、Al(OH)3属于两性化合物。
③Na2SiO3溶液、NaAlO2溶液与过量的盐酸反应时现象不同：
8．(16分)(2011·北京海淀高一检测)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%。
(1)SiO2是玻璃的成分之一，SiO2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Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现Na2SiO3的
用途：可做_______的原料。
(3)工业上常用2C+SiO2 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_______。
高温
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【解析】SiO2是酸性氧化物，与NaOH溶液反应：SiO2+2NaOH
====Na2SiO3+H2O。SiO2能与氢氟酸反应，工艺师常用其雕刻玻璃。Na2SiO3常用作防火剂。在制备硅单质的反应：2C+SiO2 Si+2CO↑中C元素的化合价由0价升高到+2价，SiO2中的Si化合价由+4价降低到0价得电子，是氧化剂。
答案:(1)SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O 氢氟酸
(2)防火剂 (3)C SiO2
高温
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