5．硅元素在自然界的主要存在形式是

(　)

A．晶体硅　　　　　　　　　　　 B．二氧化硅

C．硅酸　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．硅酸盐

[答案]D

[解析]主要存在为硅酸盐。

4．下列有关物质的用途(括号内为用途)，错误的是

(　)

A．硅(半导体材料)　 　　　　　　　　　　　 B．二氧化硅(制光导纤维)

C．水玻璃(用作黏合剂)　 　　　　　　　　 D．单质硅(作耐火材料)

[答案]D

[解析]Si的熔点比SiO₂的熔点低。

3．目前，科学界拟合成一种“二重结构”的球形分子，即把足球型C₆₀分子容纳在足球型Si₆₀分子中，外面的Si原子与里面的C原子一一相互结合，下列关于这种分子的叙述不正确的是

(　)

A．是两种单质组成的混合物　　　　　　 B．相对分子质量为2400

C．是一种化合物　　　　　　　　　　　　　　 D．该物质不能导电

[答案]A

[解析]该化合物的化学式为Si₆₀C₆₀相对分子质量为2 400。

2．常温下不与硅反应的物质是

(　)

A．氢氟酸　　　　　　　　　　 B．NaOH溶液

C．浓H₂SO₄　 　　　　　　　　　　　　　　　　 D．氟气

[答案]C

[解析]硅单质的性质。

1．科学家提出硅是“21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。下列关于硅的说法中正确的是

(　)

A．地壳中硅的含量稀少

B．自然界中存在大量单质硅

C．高纯度的硅被用于制作计算机芯片

D．光导纤维的主要成分是Si

[答案]C

[解析]地壳中硅的含量很高，仅次于氧，但由于硅是亲氧元素，故硅在自然界中均以化合态存在；高纯度的单质硅常被用作计算机芯片；光导纤维的主要成分是SiO₂。

4.1.3硅单质

17．矿石一般是由岩石风化被地下水溶解其可溶部分后形成的。此处所指的风化作用是指矿物与水和CO₂同时作用的过程。例如：钾长石(KAlSi₃O₈)风化生成高岭土[Al₂Si₂O₅(OH)₄]，此反应的离子方程式为：

2KAlSi₃O₈+2H₂CO₃+9H₂O===2K⁺+2HCO+4H₄SiO₄+Al₂Si₂O₅(OH)₄

(1)这个反应能够发生的原因是________________。

(2)将下列复杂的硅酸盐改写成氧化物的形式

①KAlSi₃O₈__________________________。

②Al₂Si₂O₅(OH)₄______________________。

[答案](1)碳酸的酸性比原硅酸强，由较强的酸制得较弱的酸

(2)①K₂O·Al₂O₃·6SiO₂

②Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O

[解析]由题给离子方程式看出，下列反应中，2KAlSi₃O₈+2H₂CO₃+9H₂O===2K⁺+2HCO+4H₄SiO₄+Al₂Si₂O₅(OH)₄，有H₂CO₃参加反应，生成KHCO₃和原硅酸(H₄SiO₄)。所以，该反应实质上是较强酸(H₂CO₃)跟较弱酸的盐反应制取较弱酸(H₄SiO₄)，因此该反应能够发生。

16．钾玻璃中含有18.4%的K₂O、11.0% CaO、70.6%的SiO₂。计算三种氧化物的物质的量之比，用氧化物的形式表示钾玻璃的组成。若需制造5.10 t钾玻璃，需用碳酸钾、石灰石和二氧化硅各多少吨？写出制取钾玻璃的化学反应方程式。

[答案]n(K₂O)∶n(CaO)∶n(SiO₂)＝1∶1∶6。

氧化物的形式为：K₂O·CaO·6SiO₂。

m(K₂CO₃)＝1.38 t，m(CaCO₃)＝1.00 t，

m(SiO₂)＝3.60 t。

K₂CO₃+SiO₂K₂SiO₃+CO₂↑，

CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑

[解析](1)令此钾玻璃为100 g，则K₂O、CaO、SiO₂的物质的量之比为：

n(K₂O)∶n(CaO)∶n(SiO₂)＝∶∶＝1∶1∶6

(2)由关系式计算原料的用量：

K₂CO₃　-　K₂O

138　 　　　　　　 94

m(K₂CO₃)　 5.10 t×18.4%

m(K₂CO₃)＝1.38 t

CaCO₃　-　CaO

100　 　　　　　　 56

m(CaCO₃)　 5.10 t×11.0%

m(CaCO₃)＝1.00 t

m(SiO₂)＝5.10 t×70.6%＝3.60 t

(3)因为普通玻璃(又称钠玻璃)原料中的Na₂CO₃用K₂CO₃代替，即制得钾玻璃，所以制取钾玻璃的化学方程式为：

K₂CO₃+SiO₂K₂SiO₃+CO₂↑，

CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑

15．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无味气体，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是氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色沉淀，此沉淀是一种比H₂CO₃还弱的酸，干燥后为不溶于水的白色粉末，B与石灰石、纯碱按一定比例混合加热后，能得到C，C在高温时软化，无固定熔点。根据以上事实，判断A、B、C各为何物，写出有关反应的化学方程式。

[答案]A为金刚石、B为石英、C为普通玻璃。有关的化学方程式如下：

C+O₂CO₂，CO₂+Ca(OH)₂===CaCO₃↓+H₂O；SiO₂+2NaOH===Na₂SiO₃+H₂O；

Na₂SiO₃+2HCl===H₂SiO₃↓+2NaCl；

CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑；

SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂↑

[解析]本题考查有关SiO₂、Na₂SiO₃、H₂SiO₃以及玻璃等物质以及推理判断能力。其突破口是C高温时软化，无固定熔点，这是玻璃的特性，由此推知B可能为SiO₂是解题的关键。物质A燃烧后产生的气体的相对分子质量为32×1.375＝44。结合它无色、无味且使澄清石灰水变浑浊的性质，可推断此气体为CO₂，又因为A为透明、不溶于水的坚硬固体，故可判断A为金刚石。化学方程式为C+O₂CO₂；物质B能与苛性钠反应，且所得溶液与盐酸反应生成一种比H₂CO₃还弱的酸，且这种酸是一种难溶于水的白色固体，故可判断B为石英。相关方程式为SiO₂+2NaOH===Na₂SiO₃+H₂O；Na₂SiO₃+2HCl===H₂SiO₃↓+2NaCl。物质C由石灰石、纯碱、物质B(石英)混合加热而制得，结合高温时软化且无固定熔点，判断物质C为普通玻璃。相关方程式为SiO₂+CaCO₃CaSiO₃+CO₂↑；SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂↑。

14．用化学方程式解释以下事实。

(1)盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞：__________________________。

(2)氢氟酸可以用来刻蚀玻璃：________________________________。

(3)Na₂SiO₃在空气中久置会变质：__________________________。

[答案](1)2NaOH+SiO₂===Na₂SiO₃+H₂O

(2)SiO₂+4HF===SiF₄↑+2H₂O

(3)Na₂SiO₃+CO₂+H₂O===H₂SiO₃↓+Na₂CO₃