第四章 第一节第2课时 硅和硅酸盐 同步辅导与测试
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| 名称 | 第四章 第一节第2课时 硅和硅酸盐 同步辅导与测试 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 101.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2010-10-14 20:56:00 | ||
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文档简介
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第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角——硅
第2课时 硅和硅酸盐
二、硅酸盐
硅酸盐
三、硅
硅
1．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，A不正确；在地壳中含量第一的是氧元素，硅占第二位，C不正确；自然界中有游离态的碳(金刚石等)，但是没有游离态的硅，因为硅是一种亲氧元素，D不正确。选B。
温馨提示 虽然碳比硅活泼，但是由于硅是亲氧元素，所以碳在自然界中有单质，而硅只能以化合态形式存在。
归纳拓展
硅单质与碳单质的比较
领悟整合 晶体硅性质较特殊，要掌握硅的特性：(1)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑；(2)非金属与碱反应一般无氢气放出，但Si可以：Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑；(3)非金属单质一般不与无氧酸反应，但Si可以与HF作用：Si＋4HFSiF4↑＋2H2↑；(4)非金属单质一般为非导体，但Si是良好的半导体。
2．已知石棉是由钙、镁、硅、氧四种元素组成，其中各成分的质量分数约为：Ca 10%，Mg 17%，Si 27%，其余为氧。求：
(1)用SiO2和金属氧化物的形式表示石棉的组成。
(2)石棉中CaO、MgO和SiO2的质量分数。
答案 (1)3MgO·CaO·4SiO2 (2)w(CaO)＝13%，
w(MgO)＝29%，w(SiO2)＝58%
解析 (1)石棉中含氧的质量分数为1－(10%＋17%＋27%)＝46%。则每100份质量的石棉中含Ca、Mg、Si、O原子的物质的量之比为
∶∶∶＝0.25∶0.71∶0.96∶2.88≈1∶3∶4∶12
所以石棉的化学组成可表示为CaMg3Si4O12，氧化物形式为3MgO·CaO·4SiO2。
(2)石棉的相对分子质量为416。石棉组成中CaO、MgO、SiO2的质量分数分别为：
w(CaO)＝×100%＝13% w(MgO)＝×100%＝29%
w(SiO2)＝×100%＝58%
方法探究 我们通常所写的化学式中各元素原子的数目关系，也就是1 mol该物质中所含各元素的物质的量的关系。本题即是此方法的逆运算。
3．下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是( )
A．硅酸钠溶液 B.氢氟酸
C．氢氧化钠溶液 D.氯化钠溶液
答案 AC
解析 玻璃的主要成分之一是二氧化硅，它能跟氢氟酸迅速反应，所以，氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中；氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后，生成的硅酸钠是一种矿物胶，使瓶塞与瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞；硅酸钠溶液可以用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞(原因同氢氧化钠溶液)；氯化钠溶液不跟玻璃中各种成分反应。
拓展延伸 碱溶液Na2SiO3、Na2CO3等显碱性的盐和氢氟酸，不能用磨口带玻璃塞的试剂瓶保存；强氧化剂、酸、有机试剂不能用橡胶塞的试剂瓶长期保存，氢氟酸保存在铅皿或塑料瓶中。
备课资源 晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：
Si＋3HCl300℃SiHCl3＋H2
③SiHCl3与过量H2在1 000～1 100℃反应制得纯硅
已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为 。
(2)粗硅与HCl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)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去)：
①装置B中的试剂是 。
装置C中的烧瓶需要加热，其目的是 。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是 ，
装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ，
装置D中发生反应的化学方程式为 。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及 。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是 。
a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液
e．Na2SO3溶液
答案 (1)SiO2+2C高温Si＋2CO↑
(2)分馏(或蒸馏)
(3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
②有固体物质生成 在反应温度下，普通玻璃会软化
SiHCl3＋H21 000～1 100 ℃Si＋3HCl
③排尽装置中的空气
④bd(或c)
解析 (1)根据题意给信息，粗硅可以用碳还原二氧化硅的办法来制得，故反应方程式为SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑；
(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3与H2O强烈反应，故提纯SiHCl3的方法只能在无水的条件下利用它们的沸点不同，采用分馏的方法进行；(3)①因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，故B中的液体一定为浓H2SO4，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快与H2的反应。②根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象应有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为1 000～1 100℃，此温度下普通玻璃容易软化。③因高温下H2与O2容易反应而爆炸，故还应排尽装置中的空气。④铁与盐酸反应产生Fe2＋，其检验方法常常采用先将Fe2＋氧化为Fe3＋然后再加入KSCN溶液看是否变红来检验。
4．已知Si能与HF(aq)与NaOH(aq)反应：
Si＋4HFSiF4↑＋2H2↑
Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑
又知硅及其化合物间存在如图所示的关系：
其中A是制造芯片和光电池的主要原料：B是含硅化合物中的一种气体；某些C可作干燥剂或催化剂的载体；D是一种黏合剂，能将磨砂玻璃黏合在一起，E是一种比H2CO3酸性还弱的酸。
试回答下列问题：
(1)写出A、C、E的化学式：A________、C________、
E________。
(2)①～⑦反应中，属于氧化还原反应的是________，属于置换反应的是________。
答案 (1)Si SiO2 H2SiO3 (2)①③④ ①
方法技巧 解决推断题的关键是寻找突破口，框图中的物质具有某些特殊的性质、用途。特殊的反应条件、反应类型、特殊的反应物或生成物等通常是解题的关键，如Si及其化合物中，①SiO2为不溶于水的酸性氧化物；②SiO2和Si溶于氢氟酸；③硅与强碱溶液反应产生H2；④SiO2与Si的特殊用途；⑤Si为半导体等。
1．下列关于硅及硅的化合物的叙述不正确的是( )
①硅的结构和金刚石类似，所以都具有熔点高、硬度大等特点 ②硅是地壳中含量最多的非金属 ③晶体硅是良好的半导体材料 ④二氧化硅是制造光导纤维的重要材料 ⑤二氧化硅是酸性氧化物，不溶于任何酸
A．①②⑤ B.①⑤ C.③④ D.②⑤
答案 D
解析 硅虽然是非金属，但已经表现出一定的金属性，所以硅及其化合物在性质上表现出一定的特殊性。
2．下列试剂贮存方法正确的是( )
A．氢氟酸用玻璃瓶密封贮存
B．NaOH溶液用磨口玻璃瓶加玻璃塞封存
C．水玻璃用塑料桶敞口放置
D．纯碱溶液可用带橡胶塞的玻璃瓶封存
答案 D
解析 氢氟酸会与玻璃中的SiO2反应；NaOH溶液会与玻璃中的SiO2反应，生成的Na2SiO3具有黏性，会使玻璃瓶颈与瓶塞粘住而不能打开；水玻璃中的Na2SiO3会与空气中的CO2反应而变质。
3．下列物质中，不含有硅酸盐的是( )
A．水玻璃 B.硅芯片 C.黏土 D .普通水泥
答案 B
解析 水玻璃、黏土、普通水泥中都含有硅酸盐，B项硅芯片其主要成分是单质硅。本题要了解常见硅酸盐及含硅物质。作为电脑硅芯片，所用硅为高纯硅，为单质。常见硅酸盐有水泥、玻璃、陶瓷、黏土等。
4．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
答案 D
解析 Na2SiO3的水溶液叫水玻璃，是一种矿物胶，通常用作耐火材料。在空气中发生反应Na2SiO3＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3，故D不正确。
5．有下列几个变化：①Na2CO3Na2SiO3，②SiO2H2SiO3，③Na2SiO3Na2CO3，④Ca(NO3)2CaSiO3。其中不能通过一步反应实现的是( )
A．①② B.②④
C．③④ D.只有②
答案 D
解析 ①Na2CO3＋SiO2高温,Na2SiO3＋CO2↑，③Na2SiO3＋CO2＋H2ONa2CO3＋H2SiO3↓，④Ca(NO3)2＋Na2SiO32NaNO3＋CaSiO3↓。由SiO2制H2SiO3不能一步实现，要先与碱反应，再与酸反应。
6．用二氧化硅和金属氧化物的组成表示硅酸盐的组成，不正确的是( )
A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O] CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
B．镁橄榄石[Mg2SiO4] 2MgO·SiO2
C．正长石[KAlSi3O8] K2O·Al2O3·SiO2
D．高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4] Al2O3·2SiO2·2H2O
答案 C
解析 用化学式表示的硅酸盐和用氧化物形式表示的硅酸盐，各组成元素的原子个数比应该不变。
7．月球上有丰富的绿柱石(绿宝石)矿藏，其主要化学成分为BenAl2[Si6O18]也可用氧化物
形式表示为nBeO·Al2O3·6SiO2，其n值为(Be为＋2价)( )
A．1 B.2 C.3 D.4
答案 C
8．露置于空气中一段时间后的水玻璃会变浑浊。向此浑浊溶液中加入稀盐酸，会生成白色沉淀，同时伴随有气泡产生。用化学方程式解释产生上述实验现象的原因：
(1)溶液变浑浊 。
(2)生成白色沉淀 。
(3)产生气泡 。
答案 (1)Na2SiO3＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3
(2)Na2SiO3＋2HCl2NaCl＋H2SiO3↓
(3)Na2CO3＋2HCl2NaCl＋CO2↑＋H2O
9．几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示。
试判断：
(1)写出下列几种物质的化学式：
A ，B ，C ，D ，
E ，F 。
(2)写出下列反应的化学方程式：
B→A 。
B→E 。
(3)写出下列溶液中反应的离子方程式：
A→D 。
D→F 。
答案 (1)Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 CaSiO3 H4SiO4
(2)①SiO2+2C强热Si＋2CO↑
②CaCO3＋SiO2高温CaSiO3＋CO2↑
(3)①Si＋2OH－＋H2OSiO＋2H2↑
②SiO＋CO2＋2H2OH4SiO4↓＋CO
解析 本题考查含硅物质之间的转化，可从B作为突破口解答。
A、B、C、D、E、F均为含硅元素的物质。要推断这些物质，必须选定其中一种作为突破口。
从图中分析B物质涉及的与其他物质的关系最多，其位置关系最为关键，且其中有明显的性质特征。B物质可与Na2O在高温条件下反应生成钠盐D，故B可能为SiO2或硅酸。但硅酸不可能由某物质通过高温强热的方法制取，显然B只能为SiO2。
SiO2与C在强热条件下混合反应可制得单质硅，而单质硅可与NaOH溶液在室温下反应而生成Na2SiO3，所以A为硅，D为Na2SiO3。
在Na2SiO3溶液中通入CO2，将析出原硅酸(H4SiO4)。无论是在Na2SiO3溶液中加入CaCl2，还是SiO2和CaCO3在高温下反应，或者是H4SiO4与CaO共热，都将得到CaSiO3固体。由此可知E为CaSiO3，F为原硅酸。原硅酸在空气中干燥，可失水而成为硅酸。硅酸加热分解为SiO2。故C为硅酸。
备课资源 某科研小组，用含有少量的CaO和Fe2O3的高岭土(主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O)试验新型的净水剂。试验程序如下：
已知：Al2O3与纯碱反应的产物是NaAlO2和CO2。试回答下列问题：
①写出混合物A、B、滤液C、沉淀D的主要成分。
A． ；B. ；C. ；D. 。
②写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式 。
③沉淀D的化学式是 ，生成该沉淀的离子方程式
④该试验中，熔融高岭土可以选用的坩埚有 。
A．玻璃坩埚B.瓷坩埚
C．氧化铝坩埚D.铁坩埚
答案 ①NaAlO2和Na2SiO3 AlCl3和H2SiO3
AlCl3 H2SiO3
②Al2O3＋Na2CO3高温,2NaAlO2＋CO2↑
SiO2＋Na2CO3高温,Na2SiO3＋CO2↑
③H2SiO3 SiO＋2H＋H2SiO3↓
④D
解析 将土样和纯碱混匀，加热熔融时，土样中的Al2O3和SiO2将与纯碱发生反应，生成铝酸盐和硅酸盐，并溶于水中；而CaO、Fe2O3不与纯碱反应而成为残渣。滤液中的铝酸盐和硅酸盐与盐酸反应，得到溶于水的偏铝酸盐和不溶于水的硅酸。由于陶瓷的成分是硅酸盐，它和氧化铝都会与纯碱反应，因此，在熔融土样时只能选用铁坩埚。
10．硅能与烧碱溶液反应(Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑)，现有42 g硅与足量的烧碱溶液反应，能产生多少升H2(标准状况下)？若把反应后的溶液和过量的盐酸反应，生成的沉淀经高温灼烧，可得到什么物质？质量是多少？
答案 67.2 L SiO2 90 g
解析 设产生的H2在标准状况下的体积为x
Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑
28 g 44.8 L
42 g x
＝，得x＝67.2 L
反应后的溶液与过量盐酸混合
Na2SiO3＋2HClH2SiO3↓＋2NaCl
H2SiO3△,SiO2＋H2O
由Si元素守恒：生成SiO2的质量为：×60 g·mol－1＝90 g
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第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角——硅
第2课时 硅和硅酸盐
二、硅酸盐
硅酸盐
三、硅
硅
1．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，A不正确；在地壳中含量第一的是氧元素，硅占第二位，C不正确；自然界中有游离态的碳(金刚石等)，但是没有游离态的硅，因为硅是一种亲氧元素，D不正确。选B。
温馨提示 虽然碳比硅活泼，但是由于硅是亲氧元素，所以碳在自然界中有单质，而硅只能以化合态形式存在。
归纳拓展
硅单质与碳单质的比较
领悟整合 晶体硅性质较特殊，要掌握硅的特性：(1)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑；(2)非金属与碱反应一般无氢气放出，但Si可以：Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑；(3)非金属单质一般不与无氧酸反应，但Si可以与HF作用：Si＋4HFSiF4↑＋2H2↑；(4)非金属单质一般为非导体，但Si是良好的半导体。
2．已知石棉是由钙、镁、硅、氧四种元素组成，其中各成分的质量分数约为：Ca 10%，Mg 17%，Si 27%，其余为氧。求：
(1)用SiO2和金属氧化物的形式表示石棉的组成。
(2)石棉中CaO、MgO和SiO2的质量分数。
答案 (1)3MgO·CaO·4SiO2 (2)w(CaO)＝13%，
w(MgO)＝29%，w(SiO2)＝58%
解析 (1)石棉中含氧的质量分数为1－(10%＋17%＋27%)＝46%。则每100份质量的石棉中含Ca、Mg、Si、O原子的物质的量之比为
∶∶∶＝0.25∶0.71∶0.96∶2.88≈1∶3∶4∶12
所以石棉的化学组成可表示为CaMg3Si4O12，氧化物形式为3MgO·CaO·4SiO2。
(2)石棉的相对分子质量为416。石棉组成中CaO、MgO、SiO2的质量分数分别为：
w(CaO)＝×100%＝13% w(MgO)＝×100%＝29%
w(SiO2)＝×100%＝58%
方法探究 我们通常所写的化学式中各元素原子的数目关系，也就是1 mol该物质中所含各元素的物质的量的关系。本题即是此方法的逆运算。
3．下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是( )
A．硅酸钠溶液 B.氢氟酸
C．氢氧化钠溶液 D.氯化钠溶液
答案 AC
解析 玻璃的主要成分之一是二氧化硅，它能跟氢氟酸迅速反应，所以，氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中；氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后，生成的硅酸钠是一种矿物胶，使瓶塞与瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞；硅酸钠溶液可以用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞(原因同氢氧化钠溶液)；氯化钠溶液不跟玻璃中各种成分反应。
拓展延伸 碱溶液Na2SiO3、Na2CO3等显碱性的盐和氢氟酸，不能用磨口带玻璃塞的试剂瓶保存；强氧化剂、酸、有机试剂不能用橡胶塞的试剂瓶长期保存，氢氟酸保存在铅皿或塑料瓶中。
备课资源 晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：
Si＋3HCl300℃SiHCl3＋H2
③SiHCl3与过量H2在1 000～1 100℃反应制得纯硅
已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为 。
(2)粗硅与HCl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)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去)：
①装置B中的试剂是 。
装置C中的烧瓶需要加热，其目的是 。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是 ，
装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ，
装置D中发生反应的化学方程式为 。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及 。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是 。
a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液
e．Na2SO3溶液
答案 (1)SiO2+2C高温Si＋2CO↑
(2)分馏(或蒸馏)
(3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
②有固体物质生成 在反应温度下，普通玻璃会软化
SiHCl3＋H21 000～1 100 ℃Si＋3HCl
③排尽装置中的空气
④bd(或c)
解析 (1)根据题意给信息，粗硅可以用碳还原二氧化硅的办法来制得，故反应方程式为SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑；
(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3与H2O强烈反应，故提纯SiHCl3的方法只能在无水的条件下利用它们的沸点不同，采用分馏的方法进行；(3)①因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，故B中的液体一定为浓H2SO4，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快与H2的反应。②根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象应有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为1 000～1 100℃，此温度下普通玻璃容易软化。③因高温下H2与O2容易反应而爆炸，故还应排尽装置中的空气。④铁与盐酸反应产生Fe2＋，其检验方法常常采用先将Fe2＋氧化为Fe3＋然后再加入KSCN溶液看是否变红来检验。
4．已知Si能与HF(aq)与NaOH(aq)反应：
Si＋4HFSiF4↑＋2H2↑
Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑
又知硅及其化合物间存在如图所示的关系：
其中A是制造芯片和光电池的主要原料：B是含硅化合物中的一种气体；某些C可作干燥剂或催化剂的载体；D是一种黏合剂，能将磨砂玻璃黏合在一起，E是一种比H2CO3酸性还弱的酸。
试回答下列问题：
(1)写出A、C、E的化学式：A________、C________、
E________。
(2)①～⑦反应中，属于氧化还原反应的是________，属于置换反应的是________。
答案 (1)Si SiO2 H2SiO3 (2)①③④ ①
方法技巧 解决推断题的关键是寻找突破口，框图中的物质具有某些特殊的性质、用途。特殊的反应条件、反应类型、特殊的反应物或生成物等通常是解题的关键，如Si及其化合物中，①SiO2为不溶于水的酸性氧化物；②SiO2和Si溶于氢氟酸；③硅与强碱溶液反应产生H2；④SiO2与Si的特殊用途；⑤Si为半导体等。
1．下列关于硅及硅的化合物的叙述不正确的是( )
①硅的结构和金刚石类似，所以都具有熔点高、硬度大等特点 ②硅是地壳中含量最多的非金属 ③晶体硅是良好的半导体材料 ④二氧化硅是制造光导纤维的重要材料 ⑤二氧化硅是酸性氧化物，不溶于任何酸
A．①②⑤ B.①⑤ C.③④ D.②⑤
答案 D
解析 硅虽然是非金属，但已经表现出一定的金属性，所以硅及其化合物在性质上表现出一定的特殊性。
2．下列试剂贮存方法正确的是( )
A．氢氟酸用玻璃瓶密封贮存
B．NaOH溶液用磨口玻璃瓶加玻璃塞封存
C．水玻璃用塑料桶敞口放置
D．纯碱溶液可用带橡胶塞的玻璃瓶封存
答案 D
解析 氢氟酸会与玻璃中的SiO2反应；NaOH溶液会与玻璃中的SiO2反应，生成的Na2SiO3具有黏性，会使玻璃瓶颈与瓶塞粘住而不能打开；水玻璃中的Na2SiO3会与空气中的CO2反应而变质。
3．下列物质中，不含有硅酸盐的是( )
A．水玻璃 B.硅芯片 C.黏土 D .普通水泥
答案 B
解析 水玻璃、黏土、普通水泥中都含有硅酸盐，B项硅芯片其主要成分是单质硅。本题要了解常见硅酸盐及含硅物质。作为电脑硅芯片，所用硅为高纯硅，为单质。常见硅酸盐有水泥、玻璃、陶瓷、黏土等。
4．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
答案 D
解析 Na2SiO3的水溶液叫水玻璃，是一种矿物胶，通常用作耐火材料。在空气中发生反应Na2SiO3＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3，故D不正确。
5．有下列几个变化：①Na2CO3Na2SiO3，②SiO2H2SiO3，③Na2SiO3Na2CO3，④Ca(NO3)2CaSiO3。其中不能通过一步反应实现的是( )
A．①② B.②④
C．③④ D.只有②
答案 D
解析 ①Na2CO3＋SiO2高温,Na2SiO3＋CO2↑，③Na2SiO3＋CO2＋H2ONa2CO3＋H2SiO3↓，④Ca(NO3)2＋Na2SiO32NaNO3＋CaSiO3↓。由SiO2制H2SiO3不能一步实现，要先与碱反应，再与酸反应。
6．用二氧化硅和金属氧化物的组成表示硅酸盐的组成，不正确的是( )
A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O] CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
B．镁橄榄石[Mg2SiO4] 2MgO·SiO2
C．正长石[KAlSi3O8] K2O·Al2O3·SiO2
D．高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4] Al2O3·2SiO2·2H2O
答案 C
解析 用化学式表示的硅酸盐和用氧化物形式表示的硅酸盐，各组成元素的原子个数比应该不变。
7．月球上有丰富的绿柱石(绿宝石)矿藏，其主要化学成分为BenAl2[Si6O18]也可用氧化物
形式表示为nBeO·Al2O3·6SiO2，其n值为(Be为＋2价)( )
A．1 B.2 C.3 D.4
答案 C
8．露置于空气中一段时间后的水玻璃会变浑浊。向此浑浊溶液中加入稀盐酸，会生成白色沉淀，同时伴随有气泡产生。用化学方程式解释产生上述实验现象的原因：
(1)溶液变浑浊 。
(2)生成白色沉淀 。
(3)产生气泡 。
答案 (1)Na2SiO3＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3
(2)Na2SiO3＋2HCl2NaCl＋H2SiO3↓
(3)Na2CO3＋2HCl2NaCl＋CO2↑＋H2O
9．几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示。
试判断：
(1)写出下列几种物质的化学式：
A ，B ，C ，D ，
E ，F 。
(2)写出下列反应的化学方程式：
B→A 。
B→E 。
(3)写出下列溶液中反应的离子方程式：
A→D 。
D→F 。
答案 (1)Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 CaSiO3 H4SiO4
(2)①SiO2+2C强热Si＋2CO↑
②CaCO3＋SiO2高温CaSiO3＋CO2↑
(3)①Si＋2OH－＋H2OSiO＋2H2↑
②SiO＋CO2＋2H2OH4SiO4↓＋CO
解析 本题考查含硅物质之间的转化，可从B作为突破口解答。
A、B、C、D、E、F均为含硅元素的物质。要推断这些物质，必须选定其中一种作为突破口。
从图中分析B物质涉及的与其他物质的关系最多，其位置关系最为关键，且其中有明显的性质特征。B物质可与Na2O在高温条件下反应生成钠盐D，故B可能为SiO2或硅酸。但硅酸不可能由某物质通过高温强热的方法制取，显然B只能为SiO2。
SiO2与C在强热条件下混合反应可制得单质硅，而单质硅可与NaOH溶液在室温下反应而生成Na2SiO3，所以A为硅，D为Na2SiO3。
在Na2SiO3溶液中通入CO2，将析出原硅酸(H4SiO4)。无论是在Na2SiO3溶液中加入CaCl2，还是SiO2和CaCO3在高温下反应，或者是H4SiO4与CaO共热，都将得到CaSiO3固体。由此可知E为CaSiO3，F为原硅酸。原硅酸在空气中干燥，可失水而成为硅酸。硅酸加热分解为SiO2。故C为硅酸。
备课资源 某科研小组，用含有少量的CaO和Fe2O3的高岭土(主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O)试验新型的净水剂。试验程序如下：
已知：Al2O3与纯碱反应的产物是NaAlO2和CO2。试回答下列问题：
①写出混合物A、B、滤液C、沉淀D的主要成分。
A． ；B. ；C. ；D. 。
②写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式 。
③沉淀D的化学式是 ，生成该沉淀的离子方程式
④该试验中，熔融高岭土可以选用的坩埚有 。
A．玻璃坩埚B.瓷坩埚
C．氧化铝坩埚D.铁坩埚
答案 ①NaAlO2和Na2SiO3 AlCl3和H2SiO3
AlCl3 H2SiO3
②Al2O3＋Na2CO3高温,2NaAlO2＋CO2↑
SiO2＋Na2CO3高温,Na2SiO3＋CO2↑
③H2SiO3 SiO＋2H＋H2SiO3↓
④D
解析 将土样和纯碱混匀，加热熔融时，土样中的Al2O3和SiO2将与纯碱发生反应，生成铝酸盐和硅酸盐，并溶于水中；而CaO、Fe2O3不与纯碱反应而成为残渣。滤液中的铝酸盐和硅酸盐与盐酸反应，得到溶于水的偏铝酸盐和不溶于水的硅酸。由于陶瓷的成分是硅酸盐，它和氧化铝都会与纯碱反应，因此，在熔融土样时只能选用铁坩埚。
10．硅能与烧碱溶液反应(Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑)，现有42 g硅与足量的烧碱溶液反应，能产生多少升H2(标准状况下)？若把反应后的溶液和过量的盐酸反应，生成的沉淀经高温灼烧，可得到什么物质？质量是多少？
答案 67.2 L SiO2 90 g
解析 设产生的H2在标准状况下的体积为x
Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑
28 g 44.8 L
42 g x
＝，得x＝67.2 L
反应后的溶液与过量盐酸混合
Na2SiO3＋2HClH2SiO3↓＋2NaCl
H2SiO3△,SiO2＋H2O
由Si元素守恒：生成SiO2的质量为：×60 g·mol－1＝90 g
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