非金属及其化合物习题讲解

1、非金属及其化合物习题讲解第一节无机非金属材料的主角硅虽然相隔千山万水，我们的心时刻连在一起，通过手机、互联网我可以随时随地聆听到你的声音，看到你的音容笑貌。现代化的通讯方式是通过什么传递信号的呢？制备这种物质的主要原料是什么呢？电脑芯片的主要成分又是什么？1了解硅及其化合物的主要性质。2认识硅及其化合物在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。3体会化学的创造性与实用性。1二氧化硅(1)存在存在形态有_形和_两大类，水晶、玛瑙的主要成分是_。二氧化硅和硅酸结晶无定形结晶的二氧化硅(2)物理性质(3)化学性质熔点硬度溶解性_高大不溶于水(4)用途沙子是基本的建筑材料。纯净的SiO2是现代光学及光纤

2、制品的基本原料，可以制作_。_和_制作饰物和工艺品。光导纤维石英玛瑙2硅酸(1)硅酸的性质弱酸性向Na2SiO3溶液中通入CO2，反应的化学方程式为_。结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性_。Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3弱不稳定性H2SiO3受热易分解，反应方程式为：_。(2)硅酸的制备可溶的硅酸盐与较强的酸反应可制得硅酸，Na2SiO3与盐酸反应的化学方程式为_。Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl(3)硅酸的存在及用途浓度小时：形成_浓度大时：形成_硅胶硅酸凝胶经干燥脱水得到的_，称为“_”，具有强的_，常用作_或_的载体。硅酸溶胶硅酸凝胶硅酸干凝胶硅胶

3、吸水性干燥剂催化剂CO2SiO2构成CO2分子硅原子，氧原子，无SiO2分子物理性质气体，熔、沸点低，溶于水固体，熔、沸点高，硬度大，不溶于水与碱性氧化物反应CaOCO2=CaCO3CaOSiO2CaSiO3与碱的反应2NaOHCO2=Na2CO3H2OSiO22NaOH=Na2SiO3H2O温馨提示(1)SiO2与碳酸盐反应，生成CO2，是因为生成的CO2是气体，可以脱离反应体系，并不能说明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强，相反H2CO3的酸性反而比硅酸的酸性强。(2)虽然SiO2既能与NaOH反应，又能与氢氟酸反应，但SiO2不是两性氧化物而属于酸性氧化物。1下列关于二氧化硅的叙述中

4、，不正确的是()A在固态和液态时，导电性都很弱B能跟强碱反应，但不能与水反应C硅与碳最外层虽均有4个电子，但SiO2的物理性质与CO2的物理性质不同，化学性质类似D既是酸性氧化物，又是碱性氧化物解析：A项正确，SiO2在固态和液态时无自由移动的电子和离子存在，导电性弱；SiO2属于酸性氧化物，能和碱反应，不和H2O反应，和大多数酸不反应，只和唯一的弱酸(氢氟酸)反应，表现一定的特性，所以B项正确，D项错误；Si与C虽然最外层电子数相同，但由于SiO2和CO2的结构差别较大，故物理性质差别较大，化学性质类似，C项正确。答案：D1概念：硅酸盐是由_组成的化合物的总称。2硅酸盐的性质硅酸盐是一类结构

5、复杂的固态物质，大多_于水，化学性质很_。硅、氧和金属不溶稳定3硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如：Na2SiO3：_；长石KAlSi3O8：_；4最常见的硅酸盐Na2SiO3Na2SiO3的水溶液俗称_，能制备硅胶和_。Na2OSiO2K2OAl2O36SiO2水玻璃木材防火剂5三种常见的硅酸盐产品硅酸盐产品原料主要设备主要成分水泥_硅酸二钙：2CaOSiO2硅酸三钙：3CaOSiO2铝酸三钙：3CaOAl2O3玻璃_玻璃窑Na2OCaO6SiO2陶瓷_石灰石、黏土水泥回转窑纯碱、石灰石和石英黏土6.其他含硅的物质物质性质用途SiC俗称_，具有_结构，硬度很

6、大砂纸，砂轮的磨料含4%硅的硅钢很高的_变压器铁芯硅橡胶既耐_，又耐_，在60250 保持良好的弹性制火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料人工制造分子筛(铝硅酸盐)有均匀微孔结构作吸附剂和催化剂金刚砂金刚石导磁性高温低温 硅酸盐的氧化物形式的改写硅酸盐由于组成比较复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为：温馨提示(1)写成氧化物形式，是为了简化对硅酸盐组成的表示方法，实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的。(2)在改写时各元素的化合价不能改变。2三硅酸镁常被用来治疗胃酸过多和胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8nH2O改写成氧

7、化物的形式为_，它中和胃酸的化学方程式是_。解析：将复杂的硅酸盐改写成氧化物的形式，在研究反应实质时可起到化繁为简的作用。答案：2MgO3SiO2nH2O2MgO3SiO2nH2O4HCl=2MgCl23SiO2(n2)H2O1种类：单质硅有_和_两类。2结构：晶体硅的结构与_相似。晶体无定形金刚石3性质(1)物理性质(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与_发生反应。色、态光泽熔点硬度质地导电性_氢氟酸、强碱灰黑色固体金属光泽高大脆半导体4用途(1)_， 如硅芯片等。(2)_，如光电池等。半导体材料新型能源 单质硅的化学性质1在常温下，能与F2、氢氟酸和强碱溶液反应(1)与氟气反应：S

8、i2F2=SiF4(2)与氢氟酸反应：Si4HF=SiF42H2(3)与NaOH溶液反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H23(厦门市检测)有科学家认为：硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”，下列有关硅可能成为新型能源的叙述中不正确的是()A自然界存在大量硅单质B自然界的硅易开采，且可再生C硅燃料便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是优质燃料D硅燃料燃烧放出的热量多，其燃烧产物对环境的污染容易有效地控制解析：在自然界中硅全部以化合态形式存在，故A不正确；自然界中硅含量丰富，硅燃料便于运输、贮存，且燃烧放出热量多，这是可能成为新型能源的依据。答案：A 下列关于二氧化硅的叙述中，正确的是(

9、)A二氧化硅不溶于水，也不与水反应生成对应的酸B二氧化硅是一种酸性氧化物，它不与任何酸发生反应C二氧化硅在高温下与碳酸钠发生反应生成硅酸钠，产生CO2，说明硅酸的酸性强于碳酸，这就是用较强的酸制较弱的酸D二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差异解析： SiO2是由Si和O按12的比例所组成的立体网状结构的晶体，不存在SiO2分子，而二氧化碳则是由碳、氧原子结合成的分子，在组成物质的微粒及微粒间的相互作用方面有很大的区别，这些结构上的区别反映在性质上就是物理性质有很大差别，二氧化硅在常温下为固体，熔点、沸点高，硬度大，不溶于水及一般溶剂，而二氧化碳在常温下为气体，熔点、沸点低，可溶于水形成碳酸。

10、二氧化硅为酸性氧化物。因为二氧化硅可与碱溶液反应，生成盐和水，二氧化硅不能与一般的酸反应，但它可与氢氟酸反应，化学方程式为：答案：AD思考感悟解答该类题时要注意以下两个易出错的问题：(1)SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，但SiO2不属于两性氧化物而属于酸性氧化物。(2)SiO2和CO2的物理性质差别很大，是由于二者结构上的差别造成的，SiO2是立体网状结构的晶体，不存在SiO2分子，而CO2是由碳、氧原子结合成的分子，微粒间的作用力远小于SiO2。1下列试剂可用带磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶保存的是()A氢氟酸B硫酸C碳酸钠溶液(具有碱性) D氢氧化钠溶液解析：玻璃的成分中含SiO

11、2，SiO2可与Na2CO3、NaOH反应生成Na2SiO3而将瓶塞和瓶壁粘结在一起，故盛放Na2CO3溶液、NaOH溶液的试剂瓶应用橡胶塞(或软木塞)；氢氟酸可腐蚀玻璃，故氢氟酸应用塑料瓶盛放而不能用玻璃瓶。答案：B 为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为_。(2)装置B所盛的试剂是_，其作用是_。(3)装置C所盛试剂是_，C中反应的离子方程式是_。(4)由此可得出的结论是：酸性_。解析：根据强酸弱酸盐弱酸强酸盐分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A

12、中盛放Na2CO3，根据Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2可以知道酸性HCl强于H2CO3，然后将生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反应为Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，由此判断酸性H2CO3H2SiO3，但需注意的是A中反应会有HCl气体逸出，故通入Na2SiO3溶液前需将HCl吸收，但不能吸收CO2，故可选用饱和NaHCO3溶液。2下列说法正确的是()A硅酸不溶于水，因此不与NaOH溶液反应解析：硅酸不溶于水，但与NaOH反应：H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O。B项中该反应之所以能发生是高温条件下CO2以气体形式逸出，使反应进行得较彻底，是

13、利用SiO2、CO2沸点的不同，而不是利用硅酸、碳酸酸性的强弱。C项符合“强酸制弱酸”的一般规律。SiO2不溶于水，也不能与水反应，则D项错误。答案：C 矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。例如长石(KAlSi3O8)风化生成黏土Al2(Si2O5)(OH)4，此时反应的离子方程式为：(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式：KAlSi3O8：_；Al2(Si2O5)(OH)4：_。(2)上述反应能够发生的原因是_。解析：(1)将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，需将除O以外所有的元素写出其常见氧化物，并用“”将它们合起来，

14、但需注意各种原子个数比符合原来的组成，并在某种(或几种)氧化物前加合适的化学计量数。K2OAl2O36SiO2Al2O32SiO22H2O(2)分析反应前后物质的种类，可知属于酸与盐发生的复分解反应，由于H2CO3酸性强于H2SiO3，发生了“较强的酸制较弱的酸”的反应。答案：(1)K2OAl2O36SiO2Al2O32SiO22H2O(2)H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强，由较强的酸可制得较弱的酸思考感悟解答此类题目的三个步骤：答案：D 下列关于硅的说法不正确的是()A硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C硅的化学性质不

15、活泼，常温下不与任何物质发生反应D加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应思路点拨：解析：硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料；硅的化学性质稳定、常温下可与F2、HF、强碱溶液反应，加热和高温下可与O2、Cl2等非金属发生反应。答案：C(6)SiO2是熔点最高的非金属氧化物，H2SiO3是常温下呈固态的酸。(7)硅酸钠叫泡花碱，但它是盐，水溶液俗称水玻璃，但它和玻璃的成分并不相同。(8)硅与烧碱溶液反应的实质和铝与烧碱溶液反应的实质相似，其中的氧化剂都是水。(9)硅具有“亲氟”性：Si2F2=SiF4Si4HF=SiF42H2SiO24HF=SiF42H2O下列有关叙述错误

16、的是()A2个反应都是氧化还原反应B2个反应都是置换反应C反应中Si是还原剂D上述2个反应互为可逆反应解析：由题给方程式可知，、两个反应都是置换反应，置换反应都为氧化还原反应，中氢元素化合价由10，HCl为氧化剂，Si为还原剂，A、B、C项正确；可逆反应的反应条件必须相同，而、反应条件不同，不是可逆反应，D项错误。答案：D热点实验晶体硅的制备的方法探究探究举例晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)：装置B中的试剂是_。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_。反应一段时间后

17、，装置D中观察到的现象是_，装置D不能采用普通玻璃管的原因是_，装置D中发生反应的化学方程式为_。为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_。为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是_。a碘水b氯水cNaOH溶液dKSCN溶液 eNa2SO3溶液解析：由于SiHCl3极易自燃、极易和水反应，因此用一般的化学方法难以提纯，又由于SiHCl3的沸点和所含杂质的沸点相差较大，故可以采用分馏(或蒸馏)的方法。由(3)中实验装置图可以看出A为制取氢气的装置，B为干燥氢气的装置。由SiHCl3的沸点可知其在常温下

18、为液态，对C装置加热可以使其汽化，以保证它和氢气充分接触并进入D中，在较高温度下反应得到单质硅。由于是对微量铁单质的检验，三价铁离子遇KSCN溶液变色最为灵敏，所以应把铁转变为三价铁离子。1NaOH、KOH等碱溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中()ABCD解析：碱可以与玻璃中的SiO2反应，因此碱液只能贮存在带橡胶塞的细口瓶中。答案：B2关于地壳中含量占第一位与第二位的元素之间形成的化合物，下列说法正确的是()A可溶于水，显酸性B化学性质不活泼C是酸性氧化物，不溶于任何酸D熔沸点较低，物理性质类似于CO2解析：Si与O元素形成的化合物是SiO2，其熔沸点高，不溶于水，只与氢氟酸反应，物理性质与CO2有很大差异。答案：B3.奥运金牌“金镶玉”环形玉璧由昆仑玉制成，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为()ACaOMgOSiO2H2OB2CaO5MgO8SiO2H2OC2CaOMgOSiO22H2OD5CaO2MgO8SiO2H2O答案：B4下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅