题目内容

8．无论是从在国民经济中的地位来看，还是从科学发展的角度来看，硅都发挥着重要的作用．请回答下列问题：
（1）人类使用硅酸盐产品（陶瓷等）的历史已经快一万年了，但在1823年才获得单质硅，瑞典化学家贝采利乌斯用金属钾还原SiF4获得单质硅，写出化学方程式：
4K+SiF4═Si+4KF．
（2）由于制取方法和条件的不同，得到的单质硅形态不同，其性质也不同．
①用铝热法还原氟硅酸钾制得较纯净的晶体硅：
4Al+3K2SiF6$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Si+2KAlF4+2K2AlF5，关于该反应的说法正确的是AC（填序号）．
A．Al是还原剂                     B．氧化产物只有KAlF4
C．每转移6NA电子，得到42g Si     D．Al元素在KAlF4和K2AlF5中化合价不同
②用白砂子与镁粉混合在高温条件下得到无定形硅，反应的化学方程式为：2Mg+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2MgO．
③无定形硅和晶体硅的结构有很大的差别，无定形硅为棕色粉末，而晶体硅是纯灰色、不透明而有光泽的等轴八面晶体，无定形硅的化学性质比晶体硅活泼得多．通过上述描述你能得出的结论是结构决定性质，当结构不同时，物质的物理性质和化学性质可能存在较大差别．
（3）硅在炼钢时用作脱氧剂，还原在冶炼过程中所形成的FeO，化学方程式为Si+2FeO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiO2+2Fe．
（4）在野外，为了迅速得到氢气，用硅粉与干燥的Ca（OH）2和NaOH混合，并加强热，即可迅速得到H2、Na2SiO3、CaO．这种混合物叫做生氢剂．请写出该反应的化学方程式：Si+2NaOH+Ca（OH）2=Na2SiO3+CaO+2H2↑．
（5）单晶硅制作的半导体元件表面镀膜，使各元件之间彼此绝缘，以防短路，表面氧化（生成一氧化硅）技术前景广阔．以上信息说明一氧化硅具有绝缘性，用电解法对硅表面处理生成SiO薄膜时，硅应作电解池的阳极．

分析 （1）钾与四氟化硅反应生成硅和氟化钾；
（2）①依据反应4Al+3K2SiF6$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Si+2KAlF4+2K2AlF5，各种元素化合价变化解答；
②镁与二氧化硅反应生成硅和氧化镁，依据原子个数守恒判断产物，写出化学方程式；
③晶体硅和无定形硅为同素异形体，二者结构不同，性质不同；
（3）Si和FeO反应生成Fe和二氧化硅；
（4）依据原子个数守恒写出化学方程式；
（5）一氧化硅具有绝缘性，用电解法对硅表面处理生成SiO薄膜时，硅发生氧化反应生成一氧化硅．

解答 解：（1）瑞典化学家贝采尼乌斯用金属钾还原SiF4获得单质硅，反应的化学方程式为：4K+SiF4═Si+4KF，故答案为：4K+SiF4═Si+4KF；
（2）①在反应4Al+3K2SiF6$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Si+2KAlF4+2K2AlF5，铝元素化合价升高，硅元素化合价降低，所以铝做还原剂，K2SiF6做氧化剂，硅为还原产物，KAlF4和2K2AlF5为还原产物，反应3mol铝转移12mol电子，生成84g硅，所以每转移6NA电子，得到42g Si，Al元素在KAlF4和K2AlF5中化合价都是+3价，
故答案为：AC；
②镁与二氧化硅反应生成硅和氧化镁，方程式为：2Mg+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2MgO，
故答案为：2Mg+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2MgO；
③晶体硅和无定形硅为同素异形体，二者结构不同，物理性质和化学性质可能存在较大差别，
故答案为：结构决定性质，当结构不同时，物质的物理性质和化学性质可能存在较大差别；
（3）Si和FeO反应生成Fe和二氧化硅，反应的化学方程式为Si+2FeO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiO2+2Fe，
故答案为：Si+2FeO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiO2+2Fe；
（4）硅粉与干燥的Ca（OH）2和NaOH混合，并加强热，即可迅速得到H2、Na2SiO3、CaO，依据原子个数守恒，转移电子数守恒可得反应的化学方程式为：Si+2NaOH+Ca（OH）2=Na2SiO3+CaO+2H2↑；
故答案为：Si+2NaOH+Ca（OH）2=Na2SiO3+CaO+2H2↑；
（5）一氧化硅具有绝缘性，用电解法对硅表面处理生成SiO薄膜时，硅发生氧化反应生成一氧化硅，作阳极，故答案为：绝缘性；阳．

点评 本题考查了硅及其化合物的性质、原电池原理的应用，侧重于元素化合物知识的综合理解和运用的考查，熟悉硅及其化合物的性质、氧化还原反应的规律、原电池原理是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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ABCD
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