硅酸盐和硅单质
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点．假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法中，你认为不妥的是( )
A．便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料
B．自然界的含硅化合物易开采
C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制
D．自然界中存在大量单质硅
2．(2009·广东理基)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
3．图为北京奥运会的奖牌——“金镶玉”牌，使用了昂贵的玉石材料，其化学成分多为含水钙镁硅酸盐，如Ca2Mg5Si8O22(OH)2等．下列说法正确的是( )
A．Ca2Mg5Si8O22(OH)2可用氧化物的形式表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
B．从分类的角度看，Ca2Mg5Si8O22(OH)2为氧化物
C．玉石材料性质稳定，耐强酸和强碱的腐蚀
D．Ca2Mg5Si8O22(OH)2易溶于水
4．将足量CO2气体通入水玻璃中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后所得的固体物质是( )
A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3
C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2
5．下列关于硅的说法不正确的是( )
A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，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起反应
D．当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应
6．下列试剂可用带磨口玻璃塞的试剂瓶存放的是( )
A．硅酸钠溶液 B．液溴
C．氢氟酸 D．氢氧化钠溶液
7．有一粗铝，含铁和硅两种杂质，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗铝中铁和硅的关系正确的是( )
A．物质的量之比为1∶1
B．物质的量之比为1∶2
C．质量比为4∶1
D．质量比为2∶1
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(8分) 如图所示：A是一种固体单质，B的晶体是一种立体网状结构，E是一种白色沉淀．请回答：
(1)B的化学式：________；
(2)C―→E的化学方程式：_________________________________________________；
(3)B与a溶液反应的离子方程式：___________________________________________.
9．(9分)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，信息产业的核心材料是高纯度的硅．下面是高纯度单晶硅的生产方法之一：
SiO2Si(粗硅)SiHCl3(沸点31.5℃)Si高纯硅―→单晶硅
近代用得较多的另一种方法(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．单晶硅可用于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越好．
(1)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？________________________________________________________________________.
(2)写出方法二中，生产高纯硅的两个化学方程式：
①________________________________________________________________________.
②________________________________________________________________________.
10．(11分)已知下列物质有如下图所示转化关系，水和部分产物已略去．
①X为不溶于水的坚硬固体，Z无固定熔点，是现代建筑中不可缺少的装饰材料．
②无色气体A是引起温室效应的主要气体．
③B、D均为难溶于水的白色固体．
④高纯度的F是制造电脑芯片的一种非金属单质．
据此回答下列问题：
(1)B的化学式是__________，F的名称是________．
(2)由X、Y制F的过程中，Y作________(填“氧化”或“还原”)剂．
(3)转化①的化学方程式为_________________________________________________．
(4)转化②(A少量)的离子方程式为___________________________________________．
11．(11分)有三种透明、不溶于水的坚硬固体，A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度为氧气密度的1.375倍．B固体可溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的酸．将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后得到C，C在高温时软化，无固定熔点．
(1)A为________，有关反应的化学方程式____________________________________
________________________________________________________________________；
(2)B为________，有关反应的化学方程式____________________________________
________________________________________________________________________；
(3)C为________．
详解答案
1．选D 自然界中的硅全部以化合物形式存在．
2．选C 水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸盐制品，②错；光导纤维的成分是SiO2，③错．故C项正确．
3．选A Ca2Mg5Si8O22(OH)2属于盐类，易被强酸腐蚀，不溶于水，其化学式可以用氧化物的形式表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，故只有A项正确．
4．选A 足量CO2与Na2SiO3反应生成NaHCO3、H2SiO3，加热蒸干再充分灼烧，生成Na2CO3和SiO2，高温下进一步反应生成Na2SiO3和CO2.
5．选C 硅既有非金属性，又有金属性，其单质具有金属光泽，具有导电性，是一种半导体材料．常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应，加热和高温条件下，硅能与氧气、氢气起反应．
6．选B 硅酸钠溶液又称水玻璃，是一种矿物胶，能将玻璃塞与瓶口粘在一起，使试剂瓶无法打开，保存时必须使用橡胶塞；氢氟酸能迅速腐蚀玻璃，不能用玻璃瓶存放，在实验室里，一般将其存放在塑料瓶中；氢氧化钠溶液在常温下能与玻璃中的SiO2反应，生成Na2SiO3，答案为B，液溴与玻璃的成分不反应，但能腐蚀橡胶，因此存放溴时必须用带有玻璃塞的试剂瓶而绝不能用带有橡胶塞的试剂瓶．
7．选C 一定量的Al与酸反应或与碱反应放出的H2量相等，据题意可知粗铝中的Fe与酸反应放出的H2和硅与碱反应放出的H2量相等，据反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑可知，Fe与Si的物质的量之比为2∶1时产生的H2量相等，而当Fe与Si的物质的量之比为2∶1时，其质量比为4∶1.
8．解析：若A为Al，则C为NaAlO2，但加入过量的盐酸生成可溶性的AlCl3，与题意不符(已知E为一种白色沉淀)．若A为硅，则B为SiO2，a为强碱如NaOH，C为Na2SiO3，E为H2SiO3白色沉淀，不溶于盐酸，符合题意．
答案：(1)SiO2
(2)Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl
(3)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
9．解析：(1)根据方法一的生产流程，可得如下反应式：SiO2＋2CSi(粗硅)＋2CO↑，所得的粗硅中含有大量的其他杂质(如C、SiO2等)，没有实际应用价值，将粗硅用HCl、Cl2处理转化为沸点低的SiHCl3，反应方程式为Si＋Cl2＋HClSiHCl3，低沸点的SiHCl3通过蒸馏极易将其分离提纯，然后将纯的SiHCl3在高温下用H2还原即可得到高纯度的Si蒸气，SiHCl3＋H2Si＋3HCl，再进行气相沉淀即可制得高纯度的硅，从而得到单晶硅．
答案：(1)由C还原SiO2得到的单质Si中，杂质含量过高，将它用HCl、Cl2处理得到低沸点的SiHCl3，便于蒸馏提纯，然后再还原得到高纯硅 (2)①Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑ ②SiH4Si＋2H2
10．解析：由①知Z应为玻璃，由②知A为CO2，则B为CaCO3，据制玻璃原料知X为SiO2，E为Na2CO3，C为Na2SiO3，由④知F为Si.
答案：(1)CaCO3 硅 (2)还原
(3)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(4)CO2＋SiO＋H2O===H2SiO3↓＋CO
11．解析：解答本题应从A的燃烧产物入手，该气体的相对分子质量为：32×1.375＝44.该气体无色，且能使澄清石灰水变浑浊，应为二氧化碳．因为A为透明、不溶于水、坚硬的固体，由此推断A为金刚石．B同样为透明、不溶于水的坚硬固体，但可溶于热的苛性钠溶液，所得溶液中加入过量的酸时可析出白色固体，最终得到一种比碳酸还弱的酸，因此B为石英．C物质由石灰石、纯碱和B物质(石英)混合加热反应而制得的，在高温时软化，无固定熔点，这符合玻璃的性质特点，故C为玻璃．
答案：(1)金刚石 C＋O2CO2
(2)石英 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(3)普通玻璃
【点此下载】