第四章 第一节 无机非金属材料的主角-硅一、选择题（本题包括0小题，每小题5分，共5分)1。(2010广州综合测试）有些科学家提出硅是“世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法不正确的是（)高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片B。硅可由二氧化硅还原制得C.常温时硅与水、空气和酸不反应,但能与氢氟酸反应D。自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅解析：自然界中无单质硅存在。答案:D2下列关于碳和硅的叙述中,正确的是 ( )A其氧化物都能与aOH溶液反应B。其单质在加热时都能跟O2反应C.其氧化物都能溶于水生成相应的酸D.碳和硅两种元素共有两种单质解析:CO不能与aOH溶液反应；SiO2不能溶于水,也不生成相应的酸；碳有金刚石、石墨等同素异形体,硅有晶体硅和无定形硅,所以有多种单质答案：B3。下列物质:氢氟酸；浓H24；烧碱溶液；2CO3固体；氧化钙;浓NO3,其中在一定条件下能与Si反应的有 ( )A。 全部C D.解析：i2只能与酸类物质中的氢氟酸反应；SO2为酸性氧化物,与能反应；N2CO3SiO2Na2O3+CO2是制取玻璃时发生的一个反应答案：C4下列离子方程式不正确的是 （）A硅酸钠溶液与澄清石灰水反应：SiOCa2=CaiO3.向澄清的石灰水中通入过量的O2：CO2OH=HCOC。向小苏打溶液中加入过量的石灰水:2HCOCa2+2OH-=aCO3H2O+COD。向水玻璃中加入过量盐酸：2H+SO=HSO3解析：向小苏打溶液中加入过量的石灰水时，反应生成的CO将被完全沉淀，正确的离子方程式为:HO+CaOH=aC3H2答案：C5下列说法正确的是 (）A硅材料广泛应用于光纤通讯工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C。水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品。粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应解析:B项工艺师利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品.项水晶项链的成分是Si2,餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品D项粗硅制备单晶硅先利用氧化反应即用l氧化粗硅，再利用还原反应即用还原SiCl。答案:A6下列叙述正确的是 ( )A高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,说明硅酸（H2SiO3）的酸性比碳酸强B陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同D玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳解析：二氧化硅在高温下能与碳酸钠反应：NaO+SO2NaSiO3+C2，该反应虽然能进行但不能说明硅酸的酸性比碳酸强,上述反应之所以能进行,是因为CO2不断逸出，反应向右进行玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO,会与氢氟酸反应石灰抹墙发生反应O2+C（OH）2=aO3H2O,而水泥砌墙是水泥与水作用发生一系列变化而凝固变硬.答案:D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(BaCu2Ox,铜为2价），下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是 (）。可用氧化物形式表示为BaOCu2SiO.性质稳定，不易脱色.易溶解于强酸和强碱x等于6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+价,C为+2价，Si为4价，则x=6，用氧化物形式表示为BaOuO2SiO2.A、D均正确答案：8将过量的C2分别通入CaC2溶液；Na2SO溶液；Ca（H）溶液;饱和a2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是 （）. B.C。 D。解析:根据酸与盐反应的规律，CO2通入Cal2溶液无明显现象（一般弱酸不能制强酸)；过量的CO2通入NaSiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成;CO通入Ca(H）2溶液至过量,a(OH)2=aCO3H2O，CC3+HOO2=C(HC3）2,最终生成Ca(HO3）2而无沉淀产生；过量CO2通入饱和a2CO3溶液中:Na2C3HCO=2NaHCO3，生成的O3溶解度比N2C3溶解度小而结晶析出。答案:B9.下列叙述正确的是 ()氧化铝是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火坩埚氧化铁常用作红色油漆和涂料硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料以纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成分都是SiA B.。 D.解析：中石灰石的主要成分是碳酸钙,化学式是CaCO3，高岭石的主要成分是硅酸盐，化学式是A2(Si25)(OH)4或Al2O32SiO22H，石英、水晶的主要成分是SiO2。答案:D10对于第A族元素，下列叙述中不正确的是 ()SiO2和CO2中i和O,C和O之间都是共价键C、S、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C。CO2和SiO都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应.该族元素的主要化合价是价和解析:第A族元素最外层电子数都是4,但原子的次外层电子数是2，Ge的次外层电子数是18.答案:二、非选择题（本题包括4小题,共50分）1.（0分）硅单质和碳单质及相应氧化物、氢化物、盐在性质上有很多相似的地方如它们的最高价氧化物都是酸性氧化物，都能与碱反应生成盐和水，都能和碱性氧化物（如CO）反应生成盐等;它们的氢化物都能燃烧生成对应的氧化物和水。把河沙(主要成分是SiO2)跟镁粉按一定质量比（稍大于12）混合均匀,装入试管中加热大约1分钟后发生剧烈反应，生成一种白色固体化合物和一种硅化物。待生成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中，立即产生气泡并伴有爆炸声，产生的气体是一种能在空气中自燃的气态氢化物(1）写出河沙与镁粉在加热条件下的化学方程式：_，该反应是_反应（填“放热”或“吸热)。(2）生成的混合物放入稀硫酸中,产生的气体是(填化学式）_.（）写出产生“爆炸声的化学方程式：_。解析：m（SO2）m（）124，则(SiO2)(Mg)4.S2与Mg反应生成的硅化物必定是Mg,则还要生成MgOSiO2与Mg的混合物仅被加热1分钟后就剧烈反应，这说明反应放热MO与Mg2Si的混合物中加入稀硫酸后生成的气态氢化物应是iH4,SiH4在空气中自燃的产物是SiO2和HO。答案:（1)24MgMg2Si+2Mg放热（2）SiH（3)Si4+2O2=SiO2+H2O2（分）硅单质及其化合物应用范围很广。(1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，工业上可以按如下步骤制备纯硅。高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅。粗硅与干燥的氯气在450500条件下反应制得SC4。SiCl液体经精馏提纯后与过量2在1101200条件下反应制得纯硅已知Sl4沸点为7.6，能与H2O强烈反应1mo H2与SC4气体完全反应吸收的热量为10。 kJ请回答下列问题：第步反应的热化学方程式是_。整个制备纯硅的过程中必须严格控制无水无氧iCl4在潮湿的空气中因水解而产生白色烟雾,其生成物是_；H2还原SiCl4过程中若混入O，可能引起的后果是_。上述生产过程所需氯气和氢气均由氯碱厂提供,氯碱厂的基本设备是离子交换膜电解槽（如图所示),其中进入阳极室的溶液是_，b电极上的电极反应式是_（2)二氧化硅被大量用于生产玻璃工业上用S2、Na2O3和aCO共283 kg在高温下完全反应时放出CO2 kg，生产出的玻璃可用化学式NaSiO3CaOSiO表示,则其中x=_解析：根据水解定义和实验现象判断,Sl4水解生成硅酸和HCl,产生白色烟雾图示是阳离子交换膜电解槽，Na+移向阴极，因此进入阳极室的应精制饱和食盐水.玻璃的化学组成可根据反应原理得到，n(C2)=（N2O3)+n（CaC3）=n（Si2反应）=1000mol(i2过量）(283-5053-6）1000/020 m，所以x4。答案：（1）2H2（g）SiCl4(g)=i（s）+Cl(g)H=20。4 JoH2SO3(或HiO4)和HCl 爆炸精制饱和食盐水 H+2-=H2()413.(15分）(2009韶关调研）某活动课程小组拟用50 L Na溶液吸收2气体，制备Na2CO3溶液为了防止通入过量的CO2气体生成NaHCO，设计了如下实验步骤：.取25 L aOH溶液吸收过量的CO气体,至CO2气体不再溶解；b。小火煮沸溶液1 n，赶走溶解在溶液中的CO2气体；c在得到的溶液中加入另一半(25 mL)aOH溶液，使其充分混合反应。（1)此方案能制得较纯净的NCO3，写出c步骤的离子方程式_.此方案第一步的实验装