Question

硅是無機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上．
（1）下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是
A．二氧化硅       B．黏土        C．長石        D．水泥
（2）將下列復(fù)雜硅酸鹽寫成氧化物的形式：

 

（3）下列關(guān)于硅材料的說法正確的是（

 

）
A．碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)砂紙、砂輪等
B．制造光導(dǎo)纖維的主要原料是單質(zhì)硅，因其導(dǎo)電性能好．
C．用硅酸鈉溶液浸泡過的棉花不易燃燒，體現(xiàn)了它的用途可作防火劑．
D．普通玻璃是由燒堿、石灰石和石英制成的，無固定熔點(diǎn)．
E．工業(yè)上常用C+SiO₂ Si+CO₂制備硅單質(zhì)
（4）工藝師常用

 

（填物質(zhì)名稱）來雕刻玻璃，其反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

（5）氮化硅陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料，其硬度大，熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷．工業(yè)上普遍采用高純度硅與純氮?dú)庠?300℃反應(yīng)獲得，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

（6）把26g含有SiO₂的CaCO₃固體高溫灼燒至質(zhì)量不再改變?yōu)橹梗�冷卻后稱重為17.2g，計(jì)算原物質(zhì)中所含SiO₂的質(zhì)量是

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：硅和二氧化硅,含硅礦物及材料的應(yīng)用

專題：碳族元素

分析：（1）根據(jù)常見的硅酸鹽材料有陶瓷、水玻璃、普通玻璃等，二氧化硅為氧化物，不屬于硅酸鹽材料；
（2）硅酸鹽改寫成氧化物形式時(shí)：活潑的金屬氧化物寫在前面，再寫SiO₂，含有氫元素的H₂O最后寫；
（3）A．氮化硅為原子晶體，熔點(diǎn)高，硬度大；
B．太陽能電池的主要原料是硅，二氧化硅是光導(dǎo)纖維的主要原料；
C．硅酸鈉可用于阻燃劑；
D．用純堿、石英、石灰石制成玻璃；
E．工業(yè)上常用碳在高溫下與二氧化硅反應(yīng)制取粗硅，硅與氯氣反應(yīng)，再和氫氣反應(yīng)制取純硅；
（4）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和氫氟酸發(fā)生反應(yīng)生成四氟化硅和水；
（5）氮化硅中N的化合價(jià)為-3價(jià)，硅的化合價(jià)為+4價(jià)，依此書寫化學(xué)式、化學(xué)方程式；
（6）根據(jù)碳元素守恒計(jì)算碳酸鈣的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算二氧化硅的質(zhì)量；

解答： 解：（1）黏土、長石、水泥的主要成分都含有硅酸鹽，屬于硅酸鹽產(chǎn)品，二氧化硅屬于氧化物，不屬于硅酸鹽，
故選A；         
（2）鋁的氧化物為Al₂O₃，硅的氧化物為SiO₂，氫的氧化物為H₂O，則根據(jù)活潑金屬氧化物．較活潑金屬氧化物．SiO₂．H₂O得順序可知，Al₂（Si₂O₅）（OH）₄可改成Al₂O₃?2SiO₂?2H₂O，
故答案為：Al₂O₃?2SiO₂?2H₂O；
（3）A．化硅硬度大、熔點(diǎn)高，可用于生產(chǎn)砂紙、砂輪等，故A正確；
B．硅原子最外層4個(gè)電子，難得電子，也難失電子屬于半導(dǎo)，可用于制造晶體管、集成電路等電子元件，光導(dǎo)纖維是利用光反射原理制成，其主要成分是二氧化硅，故B錯(cuò)誤；
C．硅酸鈉可用于阻燃劑，泡過的棉花不易燃燒，可防火，故C正確；
D．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，無固定熔點(diǎn)，故D錯(cuò)誤；
E．制備單質(zhì)硅的主要化學(xué)反應(yīng)如下：SiO₂+2C

高溫  .

Si+2CO↑；Si+2Cl₂

高溫  .

SiCl₄；SiCl₄+2H₂

高溫  .

Si+4HCl，故E錯(cuò)誤；
故選AC；       
（4）玻璃中主要成分是二氧化硅，二氧化硅是酸性氧化物，能和堿反應(yīng)，但也能和氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水，反應(yīng)方程式為SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O，
故答案為：氫氟酸；SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；                                   
（5）氮化硅中，N的化合價(jià)為-3價(jià)，硅的化合價(jià)為+4價(jià)，故氮化硅的化學(xué)式為：Si₃N₄，所以：3Si+2N₂

高溫  .

Si₃N₄，
故答案為：3Si+2N₂

高溫  .

Si₃N₄；
（6）碳酸鈣與二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣與二氧化碳，若碳酸鈣過量，則碳酸鈣分解為氧化鈣與二氧化碳，可能發(fā)生的反應(yīng)為：CaCO₃+SiO₂

高溫  .

CaSiO₃+CO₂↑，CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑，由方程式可知，混合物中碳元素完全轉(zhuǎn)化到二氧化碳中，質(zhì)量減少為生成二氧化碳的質(zhì)量，故二氧化碳物質(zhì)的量為：

26g-17.2g

44g/mol

=0.2mol，
根據(jù)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的質(zhì)量為：26.0g-20g=6.0g，
故答案為：6.0g．

點(diǎn)評：本題考查硅酸鹽產(chǎn)品有關(guān)知識，較為綜合，明確物質(zhì)的組成、性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，注意基礎(chǔ)知識的積累掌握．注意硅酸鹽改寫為氧化物的一般方法為：堿性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物、水（xMO?nSiO₂?mH₂O）．（4）化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫為高頻考點(diǎn)，題目難度中等．