学科：化学
教学内容：硅和二氧化硅
【课前复习】 温故
1．自然界中，C的同素异形体天然存在的有_________、_________，人工制取的有_________、_________等；Si的同素异形体都是人工制取的，有_________、_________两种。
2．金刚石和硅晶体比较。
（1）硬度：金刚石_____硅晶体；（填“大于”或“小于”；下同） （2）熔点：金刚石_____硅晶体； （3）导电性：金刚石_____硅晶体。
知新
3．C、Si同主族，化学性质相似，但也有差别，其中能与NaOH（aq）反应的是_____（写元素符号），化学方程式为______________；能与HF（aq）反应的是_____（写元素符号），反应方程式是____________________。
4．硅的用途十分广泛，作为良好的半导体，硅可用来制造_____、_____、_____等半导体器件，还可制成_____电池。
硅的合金用途也很广，含硅4%（质量分数）的钢可用来制造_____；含硅15%（质量分数）的钢可用来制造_____。
5．CO2、SiO2性质相似，都是酸性氧化物，分别写出它们与足量NaOH（aq）反应的化学方程式：__________________、__________________；二者差别也很明显，其中能与H2O反应的是___________________（写出化学式），反应方程式为____________________。
6．SiO2与水反应吗？为什么说SiO2是酸性氧化物？
7．SiO2与硅石、砂石、石英、水晶、玛瑙间有何关系？
【学习目标】
1．初步了解硅在自然界中的存在形态。了解硅元素的常见同素异形体。
2．了解硅的物理性质和主要用途。
3．掌握硅的化学性质和制取方法。这是本节学习的重点内容，也是本章重点之一。 4．了解二氧化硅的存在，知道石英、水晶、硅石与SiO2的关系。 5．掌握二氧化硅的化学性质，这是本节、也是本章的学习重点。 6．了解硅酸、原硅酸的性质和制取方法。 7．了解常见硅酸盐的主要用途。
8．理解硅酸盐的氧化物表示方法，知道其化学式中氧化物前计量数的含义。
【基础知识精讲】
一、硅的存在
（1）分布广：地壳中到处都是。
（2）含量多：地壳中含量居第二位，仅次于氧。
（3）化合态：自然界中没有游离态的硅，所有的硅都是化合态的。 二、硅的同素异形体
自然界中有游离态的碳（如金刚石和石墨），没有游离态的硅，所有的单质硅都是人工制得的。
单质硅有晶体硅和无定形硅2种。
三、硅的物理性质
硅的主要物理性质可编拟口诀帮助记忆。
金属光泽灰黑硅，熔沸点高硬而脆， 游离化合两形态，电子管件半导体。
四、金刚石、石墨、硅晶体的导电性
金刚石和晶体硅属于原子晶体，由于金刚石中碳原子的四个价电子全部用来形成共价键，晶体内部结构中不存在自由电子，此外，又因形成晶体的C—C键长较短（1.55×10－10m），键能较大（346 kJ·mol－1），成键的两个原子核对共用电子对的吸引力大。即使有外界条件（光或热等）的作用，共用电子对也不会被激发成为自由电子，因此金刚石不导电；晶体硅虽结构与金刚石相似，晶体内部也无自由电子，但Si—Si 的键长（2.35×10m）比C—C的键长长，键能（177 kJ·mol－1）小于C—C的键能，成键的两个原子核对共用电子对吸引力较小，在外界条件（光或热）作用下，可摆脱两核的吸引力而成为自由电子，此时共用电子对离开共价键结构，原来的位置即成为带正电荷的空穴，显然自由电子和空穴总是成对出现的，称为电子—空穴对，由于自由电子的运动，使电子—空穴对不断变换，从而使晶体导电，但晶体硅通过这种方式导电有一定方向性，即单向导电，所以晶体硅被称为半导体。石墨是导体，是因为石墨是层状结构。在同一层中，每个碳原子只能与周围三个碳原子成键，这样每个碳原子都还有一个未成对电子即自由电子，通过自由电子而导电，故石墨是导体。
五、硅的化学性质
（1）常温下，Si化学性质稳定，但可与下列物质反应，而C不能。 ① ②
Si＋4HF
SiF4↑＋SiH4↑ Na2SiO3＋2H2↑
－10
Si＋2NaOH＋H2O
（2）加热和高温下，Si能与一些非金属反应，与C相似。 ① ②
?Si＋O2????SiO2 高温Si＋2H2??????SiH4
Si＋F2
六、SiO2的存在
SiF4 常温即可
SiO2广泛存在于自然界中，与其他矿物质共同构成了岩石。 （1）砂：含较多杂质的SiO2； （2）石英：含较少杂质的SiO2；
（3）水晶：透明的石英晶体，含极少杂质的SiO2； （4）玛瑙：含有色杂质的石英晶体。 （5）硅石：天然二氧化硅。 七、SiO2的物理性质
坚硬难熔（或溶）
八、SiO2的化学性质
SiO2是酸性氧化物，但与水不反应，可与CaO、NaOH（aq）、HF（aq）反应： （1）高温下与碱性氧化物的反应
高温CaO＋SiO2??????CaSiO3
（2）高温下与盐的反应
高温CaCO3＋SiO2??????CaSiO3＋CO2↑
（3）常温下与NaOH（aq）的反应
2NaOH＋SiO2
注意，不生成NaHSiO3，即没有下列反应发生
NaOH＋SiO2
（4）常温下与HF（aq）的反应
SiO2＋4HF
注意，SiF4在常温常压下也是气体。 九、联系实际，记忆SiO2的性质 （1）SiO2不溶于水。
砂石的主要成分是SiO2，砂石于河流、海滩中经上亿万年的冲蚀而存在，是SiO2不溶于水的最好注释。
（2）NaOH（aq）可用玻璃瓶盛放，但不可使用磨砂玻璃塞。
普通玻璃中含有SiO2，石英玻璃的主要成分是SiO2。光滑的玻璃与NaOH（aq）不反应，所以可用玻璃试剂瓶盛NaOH（aq）。粗糙的玻璃易与NaOH（aq）反应。
2NaOH＋SiO2
Na2SiO3＋H2O SiF4↑＋2H2O NaHSiO3 Na2SiO3＋H2O
生成的Na2SiO3能将磨砂的玻璃瓶和玻璃塞粘合在一起，久之不能打开，所以不能用带磨砂玻璃塞的玻璃瓶盛放NaOH等碱性溶液。
（3）HF雕刻玻璃。
量筒等仪器上的刻度，某些玻璃的花纹图案，是用HF（aq）雕刻的：把不需要雕刻的部位用蜡覆盖，需要雕刻的部位裸露，然后将玻璃放在HF（aq）中，片刻即可。这是由于SiO2被腐蚀的结果：
SiO2＋4HF
操作时，要谨防HF中毒。
十、Si的工业制法
（1）制取粗硅——含少量杂质的硅
高温SiO2＋C??????Si＋2CO↑
SiF4↑＋2H2O
注意，高温下C的氧化产物是CO，而非CO2，因为即使生成CO2，也会发生以下反应：
高温C＋CO2??????2CO
（2）粗硅提纯
高温Si（粗）＋Cl2??????SiCl4 高温SiCl4＋2H2??????Si（纯）＋4HCl
十一、硅酸和原硅酸
1．主要性质 （1）物理性质
硅酸和原硅酸都是难溶于水的酸。 （2）化学性质
①硅酸和原硅酸都是弱酸，它们都不能使紫色石蕊试液变红色。 ②硅酸和原硅酸都是不稳定的酸，受热易发生分解反应
H4SiO4
H2SiO3＋H2O；H2SiO3????H2O＋SiO2
?③硅酸和原硅酸都能与碱溶液反应
2NaOH＋H2SiO32NaOH＋H4SiO4
2．制取方法
用可溶性硅酸盐和酸溶液反应。 ①Na2SiO3（aq）与强酸的反应
Na2SiO3＋2HClNa2SiO3＋2HCl＋H2O
②Na2SiO3（aq）与CO2的反应
Na2SiO3＋H2O＋CO2Na2SiO3＋2H2O＋2CO2
Na2SiO3＋2H2O＋CO2Na2SiO3＋3H2O＋2CO2
十二、常见硅酸盐 （1）硅酸钠
①Na2SiO3（aq）俗名水玻璃。
②水玻璃的主要用途：工业粘合剂、防腐剂和耐火材料。 （2）粘土
①粘土的主要成分是铝硅酸盐；
②粘土的常见种类有高岭土（也叫瓷土）和一般黏土。 ③粘土的主要作用是制造陶瓷器。 十三、硅酸盐的氧化物表示方法
Na2SiO3＋2H2O Na2SiO3＋3H2O
2NaCl＋H2SiO3↓ H4SiO4↓＋2NaCl
H2SiO3↓＋Na2CO3 H2SiO3↓＋2Na2HCO3 H4SiO4↓＋Na2CO3 H4SiO4↓＋2Na2HCO3
硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。 如：
硅酸钠：Na2SiO3 （Na2O·SiO2） 高岭石：Al2（Si2O5）（OH）4 （Al2O3·2SiO2·2H2O） 镁橄榄石：Mg2SiO4 （2MgO·SiO2） 注意事项：
①在硅酸盐的氧化物表示式中，氧化物的排列顺序是：金属氧化物SiO2·H2O；当有多种金属氧化物时，活泼金属的氧化物写在前面。
②在硅酸盐氧化物的表示式中，氧化物前面的计量数只对该氧化物起作用，对其他氧化物不起作用。如：2MgO·SiO2表示2个MgO和1个SiO2，不能认为是2（MgO·SiO2）。
十四、硅及其化合物的反常性质
高温（1）硅的还原性比碳强，但碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅：SiO2＋2C??????
Si＋2CO↑；这是由于生成物CO是气体逸出的原因。工业上将Na和KCl的混合物升温至K的沸点以上Na的沸点以下，使K逸出制取K，原理与上相同。
（2）非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还有H2生成：Si＋4HF＝＝＝＝SiF4↑＋2H2↑。
（3）非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然：Si＋2NaOH＋H2O＝＝＝＝Na2SiO3＋2H2↑。
（4）虽然SiO2是硅酸的酸酐，但却不能用SiO2与水反应制备硅酸，而只能用可溶性硅酸盐跟酸作用来制备。
（5）酸性氧化物一般不与酸反应（除氧化—还原反应外），而二氧化硅却能与氢氟酸反应。
（6）无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。
（7）反应Na2SiO3＋CO2＋2H2O
高温Na2CO3＋H4SiO4↓、Na2CO3＋SiO2??????Na2SiO3
＋CO2↑能够进行，这是由于前者生成不溶于强酸的沉淀，后者生成气体逸出的缘故。
【学习方法指导】
［例1］下列物质俗名、化学式、用途均相符的一组是（ ）
A．水玻璃 Na2SiO3粉末 建筑工业粘合剂
B．重晶石 BaCO3粉末 钡餐
C．苏打 Na2SO4·10H2O 泡沫灭火器原料 D．生石膏 2CaSO4·H2O 人物塑像
解析：水玻璃是Na2SiO3的水溶液，A不正确。重晶石是BaSO4晶体，不是BaCO3粉末，前者可用于钡餐，后者不能，B不正确。苏打是Na2CO3·10H2O，但泡沫灭火器中用的是小苏打溶液。这样，可知答案。用石膏塑像时，先将生石膏加水调成糊状：
2CaSO4·H2O＋2H2O
2［CaSO4·2H2O］
CaSO4·2H2O具有可塑性，附着在模具上，风干后定型为石膏塑像。
答案：D ［例2］SiC的一种晶体有类似于金刚石的结构，其中C原子与Si原子的位置是交替排列着的。以下三种晶体：①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅，它们的熔点由高到低的顺序为（ ）
A．①③② B．②③①
C．③①② D．②①③
解析：三种物质均属原子晶体，键长越长，则键能越小，熔点越低。由于键长：C—C键＜C—Si键＜Si—Si键，所以键能：C—C键＞C—Si键＞Si—Si键，故熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅。
答案：A
［例3］下列关于硅的叙述中正确的是（ ）
A．硅是非金属元素，但是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．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应
D．硅与氟、氯、溴、碘在加热条件下也不能直接化合
解析：常温下，硅能与氢氟酸、强碱溶液反应，在加热条件下能与F2、Cl2、Br2、I2
反应：
Si＋4HF
SiF4↑＋2H2↑ Si＋2NaOH＋H2O
??Na2SiO3＋2H2↑
Si＋2Cl2????SiCl4 Si＋2Br2????SiBr4
答案：AB
［例4］下列盛放试剂的方法正确的是（ ） A．氢氟酸或浓硝酸盛放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中 B．汽油或煤油存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中
C．Na2CO3（aq）或Ca（OH）2（aq）存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
D．氯水或AgNO3（aq）存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
解析：氢氟酸能腐蚀玻璃，不能盛放在玻璃瓶中；浓HNO3有强氧化性，能氧化橡皮塞使其变脆，不能盛放在带橡皮塞的试剂瓶中；汽油、煤油易挥发，能使橡皮塞产生溶胀，不能盛放在带橡皮塞的试剂瓶中；Na2CO3（aq）、Ca（OH）2（aq）都呈碱性，不能盛放在配有磨口塞的试剂瓶中。氯水或AgNO3(aq)不能与Na2SiO3反应（无光的条件下）。
答案：D
［例5］X、Y两元素能以共价键结合成化学式为XY2的物质；X、Y两元素可能分别属于元素周期表中的族是（ ）
A．ⅠA和ⅤA
B．ⅣA和ⅥA
C．ⅡA和ⅥA D．ⅠA和ⅥA
解析：首先排除X、Y中含H元素的可能；若X为H元素，则HY2不存在；若X为H元素，则H、Y形成化合物的化学式为H2Y，而非YH2。
若X为＋1价，则“Y2”为－1价，超氧化钾（KO2）符合要求，但超氧化钾（KO2）是离子化合物，不符合题意。HO2是共价化合物，但不存在；事实上，没有这样的共价化合物。
若X为＋2价，则Y为－2价，则不符合XY2，备选项C不可选。 若X为＋4价，则Y为－2价，则以共价键结合的CO2和SiO2等符合题意，备选项B可选。
答案：B
［例6］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。例如钾长石（KAlSi3O8）风化生成高岭土〔Al2Si2O5（OH）4〕，此反应的离子方程式为
2KAlSi3O8＋2H2CO3＋9H2O
?2K＋2HCO3＋4H4SiO4＋Al2Si2O5（OH）4
＋
这个反应能够发生的原因是____________________________。
解析：分析反应方程式，不难看出
H2CO3???H4SiO4
此即符合“强酸制弱酸”的复分解反应规律，原因可依次而答。
答案：因为H2CO3的酸性比H4SiO4强，所以硅酸盐可与较强酸H2CO3反应生成碳酸盐和较弱酸H4SiO4。
［例7］三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡，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Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物的形式为__________ ，它中和胃酸（HCl）的化学方程式是___________________。
解析：若直接写Mg2Si3O8·nH2O与HCl（aq）的反应，则无从下手，先将Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物形式：2MgO·3SiO2·nH2O，再写与HCl（aq）的反应则较易。
答案：2MgO·3SiO2·nH2O 2MgO·3SiO2·nH2O＋4HCl
2MgCl2＋3SiO2＋（n＋2）H2O
［例8］A、B是短周期元素的单质，甲、乙、丙、丁是仅含短周期元素的化合物，它们之间有下图所示的关系：
试回答下列问题：
（1）A是__________________，原因是_________________________。 （2）B是________，写出工业上由甲制A的化学方程式：______________。 （3）写出各化合物的化学式：甲______________、乙_______________、丙_____________、丁_____________。
解析：单质A能与NaOH（aq）反应产生H2，在短周期元素的单质中只有Si和Al：
Si＋2NaOH＋H2O＝＝＝＝Na2SiO3＋2H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O＝＝＝＝2NaAlO2＋3H2↑
Na2SiO3和NaAlO2分别与过量HCl（aq）的反应为：
Na2SiO3＋2HCl＋H2O＝＝＝＝H4SiO4↓＋2NaCl NaAlO2＋4HCl＝＝＝＝AlCl3＋NaCl＋2H2O
H4SiO4可失水生成SiO2，而AlCl3和NaCl皆不能：
?H4SiO4????SiO2＋2H2O
故A为Si。
?由丁（H4SiO4）???甲，可知甲为SiO2，丙为H2O。
?2丙答案：（1）Si 短周期元素的单质能与NaOH（aq）反应放出H2的只有Al和Si，但铝的氢氧化物溶于过量盐酸受热不发生分解反应
高温（1）O2 SiO2＋2C??????Si＋2CO
（3）SiO2 Na2SiO3 H2O H4SiO4
［例9］为测定生铁里碳、硅、硫的质量分数，将10.00 g样品在氧气中充分燃烧，并将生成的气体冷却，测定其体积在标准状况下为567 mL（不含氧气），再使混合气先通过浓硝酸，再通过澄清的石灰水充分吸收，将生成的白色沉淀滤出后干燥，称其质量为2.50 g，将燃烧后生成的固体用盐酸溶解后过滤，煅烧滤出的残渣称其质量为0.75 g，试计算生铁里碳、硅、硫的质量分数各为多少？
解析：由题意：
C ??? CO2 ??? CaCO3 12 g
22.4 L 100 g
m（C） V（CO2） 2.50 g
m（C）＝
2.50 g?12 g100 g0.300 g10.00 g＝0.300 g
w（C）＝×100%＝3.00%
V（CO2）＝
22.4 L?2.50 g100 g＝0.560 L
煅烧S ＋ O2 ?????? SO2 32 g 22.4 L
m（S） 0.567 L－0.560 L
m（S）＝w（S）＝
(0.567 L?0.560 L)?32 g22.4 L＝0.01 g
0.01 g10.00 g×100%＝0.1%
煅烧Si ＋ O2 ?????? SiO2 28 60
m（Si） 0.75 g
m（Si）＝
28?0.75 g60＝0.35 g
w（Si）＝
0.35 g×100%＝3.5%
10.00 g答案：w（C）＝3.00%，w（Si）＝3.5%，w（S）＝0.1%
【同步达纲训练】
1．下列元素的单质中，最易与H2反应生成氢化物的是（ ） A．硅 B．碳 C．氮 D．氟
2．下列含氧酸的酸酐不能由单质和氧气直接反应得到的是（ ） A．H2SiO3
B．H2CO3
C．H2SO4
D．H3PO4 3．将过量的CO2通入下列溶液中，最终出现浑浊的是（ ） A．CaCl2溶液 B．石灰水 C．饱和Na2CO3溶液 D．水玻璃 4．下列物质不跟任何酸起反应的是（ ）
A．NaOH
B．CO2 C．Na2SiO3
D．SiO2
5．能用带磨砂玻璃塞的试剂瓶盛放的物质是（ ）
①石英砂 ②过氧化钠 ③烧碱 ④纯碱 ⑤水玻璃 ⑥芒硝 A．①和⑥ B．②和④ C．④和⑤
D．③和⑤
6．下列物质不能跟NaOH溶液反应的是（ ） ①CO ②CO2 ③SiO2 ④SO2 ⑤CaSiO3 A．①和⑤ B．③和④ C．①和③ D．③和⑤ 7．二氧化硅是酸性氧化物的原因是（ ） A．它溶于水得相应的酸
B．它对应的水化物是可溶性强酸 C．它与强碱溶液反应只生成盐和水 D．它是非金属氧化物
8．将SO2气体徐徐通入悬浮着棕色PbO2的热水中，一段时间后，将发生的现象是（A．悬浮物消失
B．悬浮物由棕色变为白色 C．有硫化氢气体逸出 D．析出浅黄色沉淀
9．下列物质的溶液暴露在空气中，不产生浑浊现象的是（ ） A．Ca（OH）2 B．NaOH C．Na2SiO3
D．H2S 10．下列变化中，不能一步实现的是（ ）
） A．Na2SiO3→H4SiO4
B．H2SiO3→SiO2
C．SiO2→H2SiO3 D．SiO2→Na2SiO3
11．实验室保存下列药品的方法正确的是_________（填代号）。 A．少量金属钾保存在煤油中 B．少量白磷保存在CS2中
C．水玻璃保存在带玻璃塞的细口瓶中
D．液溴保存在细口瓶中，并在瓶中加少量水 E．浓硝酸保存在棕色试剂瓶中
F．KOH（aq）保存在带玻璃塞的细口瓶中
12．由SiO2制纯硅经过下列三步，试写出其中反应的化学方程式。
（1）工业上在电炉中用炭还原SiO2制粗硅__________________。
（2）粗硅在高温下与氯气反应生成四氯化硅_________________________________。 （3）四氯化硅经分馏、提纯用氢气还原，得纯硅_____________________________。 13．由SiO2制取H2SiO3经过以下三步，试写出每步反应的化学方程式（是离子反应的写出离子方程式）：
（1）用NaOH（aq）溶解SiO2：___________________ ；
（2）过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：___________________； （3）过滤，得固体；微热，得硅酸：___________________。 14．（1）除去CO2中的少量CO，可使混合气体通过___________________。 （2）除去CO中的少量CO2和水蒸气，可使混合气体通过_____________。 （3）除去CO2中的少量SO2，可使混合气体依次通过________和________。
（4）检验SO2中是否混有CO2，可使混合气体依次通过_______________和_____________。
（5）除去二氧化硅中混有的少量碳酸钙的实验方法是_______________。
（6）除去二氧化硅中混有的少量硅酸钠的实验方法是_______________。 （7）检验生石灰里含有石英和石灰石的化学方法是__________________。 15．某课外活动小组实验测得某硅酸盐所含氧化物的质量分数如下表： 氧化物 CaO Al2O3 SiO2 质量分数 0.1420 0.2602 0.4592 请你通过计算，写出该硅酸盐的普通化学式和氧化物表示式。 （1）普通化学式为__________________；
（2）氧化物表示式为_______________。
16．A和B两种元素的原子最外层电子数相等，但相差一个电子层，A、B的单质在常温下是同一状态；A和C两元素位于周期表同一周期，并能形成化合物AC2，每个AC2分子中共有22个电子。请回答：
（1）A、B、C各是什么元素，并画出它们的原子结构示意图。
（2）比较A和B的最高价氧化物的酸性强弱，并举一个具体反应加以说明。 （3）排出A、B、C原子半径由小到大的顺序。
（4）写出B的氢化物在空气中自燃的化学方程式，并注明电子得失的方向和数目。 17．框图中，A、B、C是单质，甲、乙、丙等是化合物；物质中所包含的元素都是短周期元素。
H2O 0.1378
试回答下列问题：
（1）写出A、B、C的化学式：__________、__________、__________； （2）写出甲、丙、己的化学式：_________、__________、__________；
（3）框图所列单质和化合物中，含有碳元素的是_____（写字母代号或汉字代号）。 18．铝和硅均能与强碱溶液反应，离子方程式分别为
2Al＋2OH－＋2H2O＝＝＝＝2AlO－2＋3H2↑
Si＋2OH＋H2O＝＝＝＝SiO3＋2H2↑
现有一铁、硅、铝的混合物13.0 g，当与足量盐酸反应时，生成标准状况下的氢气11.2 L；若将等质量的混合物与足量的NaOH溶液反应时，生成的H2在标准状况下也是11.2 L。求原混合物中各组分的质量。
－
2?
参考答案
【课前复习】
1．金刚石 石墨 C60 C70 晶体硅 无定形硅 2．（1）＞ （2）＞ （3）＜
【同步达纲训练】
1．解析：元素的非金属性越强，与H2反应越容易。 答案：D
2．解析：H2SO4的酸酐SO3由S和O2反应不能直接得到，因为：
答案：C
3．解析：CO2与CaCl2（aq）不反应，因为H2CO3是弱酸，而HCl是强酸。石灰水中通入CO2，最终生成Ca（HCO3）2。饱和Na2CO3（aq）中通入CO2生成溶解度较小的NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2＝＝＝＝2NaHCO3↓
加之m（NaHCO3）＞m（Na2CO3）和溶液中水的减少，故有大量NaHCO3析出。水玻璃中通入过量CO2时，析出H4SiO4（或认为是H2SiO3）沉淀，可能析出NaHCO3沉淀——当所用Na2SiO3浓度较大时：
Na2SiO3＋3H2O＋2CO2＝＝＝＝H4SiO4↓＋2NaHCO3
Na2SiO3＋2H2O＋2CO2＝＝＝＝H2SiO3↓＋2NaHCO3
答案：CD
4．解析（排除法）：NaOH是强碱，能与任何酸起反应。Na2SiO3是弱酸盐，能与酸性比H2SiO3强的所有酸起反应。SiO2能与氢氟酸起反应。
答案：B 5．解析（排除法）：石英砂（沙子的主要成分）与玻璃是不起反应的，可用带磨砂玻璃塞的试剂瓶盛放，这样，备选项中无①不可选，由此可知答案。
玻璃中含有二氧化硅，粗糙的玻璃（如磨砂玻璃）中的二氧化硅与碱性溶液能发生反应：
2?SiO2＋2OH－＝＝＝＝SiO3＋H2O
生成的硅酸盐能将磨砂玻璃塞和磨砂试剂瓶粘连在一起，故碱性物质②③④⑤不能用带
磨砂玻璃塞的试剂瓶盛放。但碱与光滑的玻璃是不发生反应的，故碱性物质可盛在不是磨砂的玻璃试剂瓶中。
答案：A
6．解析：酸性氧化物②③④都能与NaOH溶液反应生成盐和水：
2NaOH＋CO2＝＝＝＝Na2CO3＋H2O NaOH＋CO2＝＝＝＝NaHCO3 2NaOH＋SiO2＝＝＝＝Na2SiO3＋H2O 2NaOH＋SO2＝＝＝＝Na2SO3＋H2O
NaOH＋SO2＝＝＝＝NaHSO3
备选项中有②③④之一者皆不可选，由此可知答案。
CO是不成盐氧化物，与酸或碱都不起反应。CaSiO3是强碱弱酸盐，与碱不起反应，但与酸能起反应。
答案：A
7．解析：为什么说SiO2是酸性氧化物，要从酸性氧化物的概念来考查。酸性氧化物是指能够与碱反应生成盐和水的氧化物。由于
2NaOH＋SiO2＝＝＝＝Na2SiO3＋H2O
所以说SiO2是酸性氧化物。 答案：C
变式训练：PbO2是不是碱性氧化物？（答案：不是）
8．解析：PbO2与SO2 发生氧化还原反应，PbO2被还原为Pb2＋，SO2被氧化为SO4，生成的Pb2＋和SO4结合成不溶于水的白色PbSO4沉淀：
PbO2＋SO2＝＝＝＝PbSO4↓
答案：B
评注：硫酸盐中，BaSO4、PbSO4不溶于水，CaSO4、Ag2SO4微溶于水。
9．解析：Ca（OH）2（aq）吸收空气中的CO2生成CaCO3沉淀，Na2SiO3（aq）吸收空气中的CO2生成H2SiO3（或认为是原H4SiO4）沉淀，H2S与O2反应生成S沉淀：
2?2? Ca（OH）2＋CO2＝＝＝＝CaCO3↓＋H2O Na2SiO3＋H2O＋CO2＝＝＝＝H2SiO3↓＋Na2CO3
2H2S＋O2＝＝＝＝2H2O＋S↓
答案：B
10．解析：Na2SiO3（aq）中通入CO2（或加盐酸等），可得到H4SiO4；H2SiO3加热分解得到SiO2；SiO2溶于NaOH（aq）得到Na2SiO3；只有SiO2不能一步转化为H2SiO3。
答案：C
11．解析：金属K可以保存在煤油中。A正确。
白磷通常保存在水中，而不能保存在CS2中，因为白磷易溶于CS2而形成溶液。B不正确。
水玻璃是Na2SiO3（aq），是一种粘合剂，能将玻璃塞与玻璃瓶粘合在一起不能打开。C不正确。
液溴通常保存在细口瓶中，保存液溴的细口瓶中加少量水（密度小，浮在上面）可以防止液溴挥发。D正确。
浓HNO3见光易分解，通常保存在棕色瓶中。E正确。 KOH（aq）显碱性，能与玻璃反应:
2KOH＋SiO2＝＝＝＝K2SiO3＋H2O
产生的K2SiO3同Na2SiO3一样能将瓶子与塞子粘合在一起而不能打开。F不正确。 答案：ADE
12．解析：（1）高温下，C与氧化物反应，一般被氧化为CO，而不是CO2，因为：
高温CO2＋C??????2CO
（2）反应物和生成物都已给出，配平即可。
（3）得到纯Si，反应物中的H、Cl元素哪里去了？应还有另一产物 HCl气体，据此可写出反应方程式。
高温答案：（1）SiO2＋2C??????Si（粗）＋2CO↑ 高温（2）Si（粗）＋2Cl2??????SiCl4 高温（3）SiCl4＋2H2??????Si（高纯）＋4HCl
13．答案：（1）2OH－＋SiO2＝＝＝＝SiO3＋H2O （2）2H＋＋SiO3＋H2O＝＝＝＝H4SiO4↓ ?（3）H4SiO4????H2SiO3＋H2O↑
2?2?14．提示：除杂须注意:①杂质要除尽，②不能引入新的杂质，③不能除去非杂质物质。 答案：（1）灼热的CuO （2）碱石灰 （3）饱和NaHCO3 浓H2SO4 （4）酸性KMnO4
（aq）（或浓溴水） 澄清石灰水 （5）将样品溶解在HCl（aq）中，然后过滤、洗涤 （6）将样品溶解在水中，然后过滤、洗涤 （7）向样品中加过量HCl（aq），逸出气体证明含CaCO3，有不溶物证明含SiO2
15．解析：N（CaO）∶N（Al2O3）∶N（SiO2）∶N（H2O）＝
14.2056
∶
26.02102∶
45.9260∶
13.7818＝1∶1∶3∶3
答案：（1）CaAl2Si3O10·3H2O（或CaAl2H6Si3O13） （2）CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
16．解析：AC2分子中，A、C同周期，3原子共有22个电子，A、C只能同居第二周期。若C为－1价，则A为＋2价，BeF2符合题意；若C为－2价，则A为＋4价，CO2符合题意。
本题似乎有2组独立的答案，由（2）、（4）两问知AC2为BeF2不合题意。
答案：（1）A、B、C分别为C、Si、O元素。C、Si、O的原子结构示意图分别为：
（2）H2CO3＞H2SiO3（或H2CO3＞H4SiO4） 如下列反应发生表明酸性：H2CO3＞H2SiO3 Na2SiO3＋H2O＋CO2＝＝＝＝Na2CO3＋H2SiO3↓
（3）原子半径：C＜A＜B〔或r（O）＜r（C）＜r（Si）〕
17．解析：由“B（单质）＋C（单质）?”，可知甲中只含2种元素。??甲（化合物）由“甲（BnCm）＋NaOH（aq）???丙”可知甲显酸性，应当为酸性氧化物。由“甲（BnCm）高温＋A（单质）????B＋乙（AxBy）”可联想到下列反应：
高温SiO2＋2C??????Si＋2CO
在此基础上可推出：A、B、C单质分别是C、Si、O2；甲、乙、丙等分别是SiO2、CO、Na2SiO3（aq）、CO2、H4SiO4、H2SiO3。
答案：（1）C Si O2 （2）SiO2 Na2SiO3 H2SiO3 （3）A、乙、丁（或C、CO、CO2） 18．解析：设13.0 g混合物中，Fe、Si、Al的物质的量分别是x mol、y mol、z mol，当与足量HCl（aq）混合时，Si不参加反应。
2Al＋6HCl＝＝＝＝2AlCl3＋3H2↑ Fe＋2HCl＝＝＝＝FeCl2＋H2↑
2 mol 67.2 L 1 mol 22.4 L z mol 33.6z L x mol 22.4x L
（横线上为求出数值，下同）。当与NaOH（aq）混合时，Fe不参加反应：
2Al ～ 3H2↑ Si ～ 2H2↑
2 mol 67.2 L 1 mol 44.8 L z mol 33.6z L y mol 44.8y L
由题意得：
?56.0 g?mol?1?x mol?28.0 g?mol??33.6z L?22.4x L?11.2 L?33.6z L?44.8y L?11.2 L??1?y mol?27.0 g?mol?1?z mol?13.0 g
解得：x＝0.0769、y＝0.0385、z＝0.282
m（Fe）＝56.0 g·mol－1×0.0769 mol＝4.31 g
m（Si）＝28.0 g·mol×0.0385 mol＝1.08 g m（Al）＝27.0 g·mol－1×0.282 mol＝7.62 g
答案：13.0 g原混合物中Fe、Si、Al的质量分别为：4.31 g、1.08 g和7.62 g。
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