Question

硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上．
（1）下列物质不属于硅酸盐的是
A．二氧化硅       B．黏土        C．长石        D．水泥
（2）将下列复杂硅酸盐写成氧化物的形式：

 

（3）下列关于硅材料的说法正确的是（

 

）
A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产砂纸、砂轮等
B．制造光导纤维的主要原料是单质硅，因其导电性能好．
C．用硅酸钠溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现了它的用途可作防火剂．
D．普通玻璃是由烧碱、石灰石和石英制成的，无固定熔点．
E．工业上常用C+SiO₂ Si+CO₂制备硅单质
（4）工艺师常用

 

（填物质名称）来雕刻玻璃，其反应的化学方程式

 

（5）氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其硬度大，熔点高，化学性质稳定，可用作高温结构陶瓷．工业上普遍采用高纯度硅与纯氮气在1300℃反应获得，写出反应的化学方程式

 

（6）把26g含有SiO₂的CaCO₃固体高温灼烧至质量不再改变为止，冷却后称重为17.2g，计算原物质中所含SiO₂的质量是

 

g．

Answer 1

考点：硅和二氧化硅,含硅矿物及材料的应用

专题：碳族元素

分析：（1）根据常见的硅酸盐材料有陶瓷、水玻璃、普通玻璃等，二氧化硅为氧化物，不属于硅酸盐材料；
（2）硅酸盐改写成氧化物形式时：活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO₂，含有氢元素的H₂O最后写；
（3）A．氮化硅为原子晶体，熔点高，硬度大；
B．太阳能电池的主要原料是硅，二氧化硅是光导纤维的主要原料；
C．硅酸钠可用于阻燃剂；
D．用纯碱、石英、石灰石制成玻璃；
E．工业上常用碳在高温下与二氧化硅反应制取粗硅，硅与氯气反应，再和氢气反应制取纯硅；
（4）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和氢氟酸发生反应生成四氟化硅和水；
（5）氮化硅中N的化合价为-3价，硅的化合价为+4价，依此书写化学式、化学方程式；
（6）根据碳元素守恒计算碳酸钙的质量，进而计算二氧化硅的质量；

解答： 解：（1）黏土、长石、水泥的主要成分都含有硅酸盐，属于硅酸盐产品，二氧化硅属于氧化物，不属于硅酸盐，
故选A；         
（2）铝的氧化物为Al₂O₃，硅的氧化物为SiO₂，氢的氧化物为H₂O，则根据活泼金属氧化物．较活泼金属氧化物．SiO₂．H₂O得顺序可知，Al₂（Si₂O₅）（OH）₄可改成Al₂O₃?2SiO₂?2H₂O，
故答案为：Al₂O₃?2SiO₂?2H₂O；
（3）A．化硅硬度大、熔点高，可用于生产砂纸、砂轮等，故A正确；
B．硅原子最外层4个电子，难得电子，也难失电子属于半导，可用于制造晶体管、集成电路等电子元件，光导纤维是利用光反射原理制成，其主要成分是二氧化硅，故B错误；
C．硅酸钠可用于阻燃剂，泡过的棉花不易燃烧，可防火，故C正确；
D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英制成的，无固定熔点，故D错误；
E．制备单质硅的主要化学反应如下：SiO₂+2C

高温  .

Si+2CO↑；Si+2Cl₂

高温  .

SiCl₄；SiCl₄+2H₂

高温  .

Si+4HCl，故E错误；
故选AC；       
（4）玻璃中主要成分是二氧化硅，二氧化硅是酸性氧化物，能和碱反应，但也能和氢氟酸反应生成四氟化硅和水，反应方程式为SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O，
故答案为：氢氟酸；SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；                                   
（5）氮化硅中，N的化合价为-3价，硅的化合价为+4价，故氮化硅的化学式为：Si₃N₄，所以：3Si+2N₂

高温  .

Si₃N₄，
故答案为：3Si+2N₂

高温  .

Si₃N₄；
（6）碳酸钙与二氧化硅反应生成硅酸钙与二氧化碳，若碳酸钙过量，则碳酸钙分解为氧化钙与二氧化碳，可能发生的反应为：CaCO₃+SiO₂

高温  .

CaSiO₃+CO₂↑，CaCO₃

高温  .

CaO+CO₂↑，由方程式可知，混合物中碳元素完全转化到二氧化碳中，质量减少为生成二氧化碳的质量，故二氧化碳物质的量为：

26g-17.2g

44g/mol

=0.2mol，
根据碳元素守恒，可知n（CaCO₃）=n（CO₂）=0.2mol，故m（CaCO₃）=0.2mol×100g/mol=20g，故混合物中SiO₂的质量为：26.0g-20g=6.0g，
故答案为：6.0g．

点评：本题考查硅酸盐产品有关知识，较为综合，明确物质的组成、性质是解答本题的关键，注意基础知识的积累掌握．注意硅酸盐改写为氧化物的一般方法为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水（xMO?nSiO₂?mH₂O）．（4）化学反应方程式的书写为高频考点，题目难度中等．