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5．硅元素在自然界的主要存在形式是

(　)

A．晶體硅　　　　　　　　　　　 B．二氧化硅

C．硅酸　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．硅酸鹽

[答案]D

[解析]主要存在為硅酸鹽。

4．下列有關(guān)物質(zhì)的用途(括號(hào)內(nèi)為用途)，錯(cuò)誤的是

(　)

A．硅(半導(dǎo)體材料)　 　　　　　　　　　　　 B．二氧化硅(制光導(dǎo)纖維)

C．水玻璃(用作黏合劑)　 　　　　　　　　 D．單質(zhì)硅(作耐火材料)

[答案]D

[解析]Si的熔點(diǎn)比SiO₂的熔點(diǎn)低。

3．目前，科學(xué)界擬合成一種“二重結(jié)構(gòu)”的球形分子，即把足球型C₆₀分子容納在足球型Si₆₀分子中，外面的Si原子與里面的C原子一一相互結(jié)合，下列關(guān)于這種分子的敘述不正確的是

(　)

A．是兩種單質(zhì)組成的混合物　　　　　　 B．相對(duì)分子質(zhì)量為2400

C．是一種化合物　　　　　　　　　　　　　　 D．該物質(zhì)不能導(dǎo)電

[答案]A

[解析]該化合物的化學(xué)式為Si₆₀C₆₀相對(duì)分子質(zhì)量為2 400。

2．常溫下不與硅反應(yīng)的物質(zhì)是

(　)

A．氫氟酸　　　　　　　　　　 B．NaOH溶液

C．濃H₂SO₄　 　　　　　　　　　　　　　　　　 D．氟氣

[答案]C

[解析]硅單質(zhì)的性質(zhì)。

1．科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程中具有重要的作用。下列關(guān)于硅的說(shuō)法中正確的是

(　)

A．地殼中硅的含量稀少

B．自然界中存在大量單質(zhì)硅

C．高純度的硅被用于制作計(jì)算機(jī)芯片

D．光導(dǎo)纖維的主要成分是Si

[答案]C

[解析]地殼中硅的含量很高，僅次于氧，但由于硅是親氧元素，故硅在自然界中均以化合態(tài)存在；高純度的單質(zhì)硅常被用作計(jì)算機(jī)芯片；光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO₂。

4.1.3硅單質(zhì)

17．礦石一般是由巖石風(fēng)化被地下水溶解其可溶部分后形成的。此處所指的風(fēng)化作用是指礦物與水和CO₂同時(shí)作用的過(guò)程。例如：鉀長(zhǎng)石(KAlSi₃O₈)風(fēng)化生成高嶺土[Al₂Si₂O₅(OH)₄]，此反應(yīng)的離子方程式為：

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

(1)這個(gè)反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是________________。

(2)將下列復(fù)雜的硅酸鹽改寫(xiě)成氧化物的形式

①KAlSi₃O₈__________________________。

②Al₂Si₂O₅(OH)₄______________________。

[答案](1)碳酸的酸性比原硅酸強(qiáng)，由較強(qiáng)的酸制得較弱的酸

(2)①K₂O·Al₂O₃·6SiO₂

②Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O

[解析]由題給離子方程式看出，下列反應(yīng)中，2KAlSi₃O₈+2H₂CO₃+9H₂O===2K⁺+2HCO+4H₄SiO₄+Al₂Si₂O₅(OH)₄，有H₂CO₃參加反應(yīng)，生成KHCO₃和原硅酸(H₄SiO₄)。所以，該反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是較強(qiáng)酸(H₂CO₃)跟較弱酸的鹽反應(yīng)制取較弱酸(H₄SiO₄)，因此該反應(yīng)能夠發(fā)生。

16．鉀玻璃中含有18.4%的K₂O、11.0% CaO、70.6%的SiO₂。計(jì)算三種氧化物的物質(zhì)的量之比，用氧化物的形式表示鉀玻璃的組成。若需制造5.10 t鉀玻璃，需用碳酸鉀、石灰石和二氧化硅各多少噸？寫(xiě)出制取鉀玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式。

[答案]n(K₂O)∶n(CaO)∶n(SiO₂)＝1∶1∶6。

氧化物的形式為：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)令此鉀玻璃為100 g，則K₂O、CaO、SiO₂的物質(zhì)的量之比為：

n(K₂O)∶n(CaO)∶n(SiO₂)＝∶∶＝1∶1∶6

(2)由關(guān)系式計(jì)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?yàn)槠胀úＡ?又稱鈉玻璃)原料中的Na₂CO₃用K₂CO₃代替，即制得鉀玻璃，所以制取鉀玻璃的化學(xué)方程式為：

K₂CO₃+SiO₂K₂SiO₃+CO₂↑，

CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑

15．有三種透明、不溶于水的堅(jiān)硬固體。A固體在氧氣中完全燃燒只得到一種無(wú)色無(wú)味氣體，此氣體能使澄清石灰水變渾濁，標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得此氣體的密度是氧氣密度的1.375倍。B固體能溶于熱的苛性鈉溶液，再往該溶液中加入過(guò)量鹽酸時(shí)，析出白色沉淀，此沉淀是一種比H₂CO₃還弱的酸，干燥后為不溶于水的白色粉末，B與石灰石、純堿按一定比例混合加熱后，能得到C，C在高溫時(shí)軟化，無(wú)固定熔點(diǎn)。根據(jù)以上事實(shí)，判斷A、B、C各為何物，寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。

[答案]A為金剛石、B為石英、C為普通玻璃。有關(guān)的化學(xué)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]本題考查有關(guān)SiO₂、Na₂SiO₃、H₂SiO₃以及玻璃等物質(zhì)以及推理判斷能力。其突破口是C高溫時(shí)軟化，無(wú)固定熔點(diǎn)，這是玻璃的特性，由此推知B可能為SiO₂是解題的關(guān)鍵。物質(zhì)A燃燒后產(chǎn)生的氣體的相對(duì)分子質(zhì)量為32×1.375＝44。結(jié)合它無(wú)色、無(wú)味且使澄清石灰水變渾濁的性質(zhì)，可推斷此氣體為CO₂，又因?yàn)锳為透明、不溶于水的堅(jiān)硬固體，故可判斷A為金剛石�；瘜W(xué)方程式為C+O₂CO₂；物質(zhì)B能與苛性鈉反應(yīng)，且所得溶液與鹽酸反應(yīng)生成一種比H₂CO₃還弱的酸，且這種酸是一種難溶于水的白色固體，故可判斷B為石英。相關(guān)方程式為SiO₂+2NaOH===Na₂SiO₃+H₂O；Na₂SiO₃+2HCl===H₂SiO₃↓+2NaCl。物質(zhì)C由石灰石、純堿、物質(zhì)B(石英)混合加熱而制得，結(jié)合高溫時(shí)軟化且無(wú)固定熔點(diǎn)，判斷物質(zhì)C為普通玻璃。相關(guān)方程式為SiO₂+CaCO₃CaSiO₃+CO₂↑；SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂↑。

14．用化學(xué)方程式解釋以下事實(shí)。

(1)盛裝NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞：__________________________。

(2)氫氟酸可以用來(lái)刻蝕玻璃：________________________________。

(3)Na₂SiO₃在空氣中久置會(huì)變質(zhì)：__________________________。

[答案](1)2NaOH+SiO₂===Na₂SiO₃+H₂O

(2)SiO₂+4HF===SiF₄↑+2H₂O

(3)Na₂SiO₃+CO₂+H₂O===H₂SiO₃↓+Na₂CO₃