高中化學(xué)必修1學(xué)案411單質(zhì)硅與二氧化硅

第1節(jié)硅無機(jī)非金屬材料第1課時(shí)單質(zhì)硅與二氧化硅[目標(biāo)導(dǎo)航]1.了解硅和二氧化硅的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和用途。2.了解二氧化硅與二氧化碳有關(guān)性質(zhì)的對(duì)比。一、單質(zhì)硅與半導(dǎo)體材料1．半導(dǎo)體材料(1)特點(diǎn)：特指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類材料。(2)實(shí)例：最早使用的半導(dǎo)體材料是鍺(Ge)，現(xiàn)在最廣泛使用的半導(dǎo)體材料是硅。2．硅的存在地殼中硅的含量?jī)H次于氧，硅全部以化合態(tài)存在，主要存在形式為二氧化硅和硅酸鹽。3．單質(zhì)硅(1)單質(zhì)硅有晶體硅和無定形硅(非晶硅)兩種。(2)晶體硅的物理性質(zhì)狀態(tài)顏色光澤熔點(diǎn)質(zhì)地導(dǎo)電性固體灰黑色有金屬光澤很高硬而脆導(dǎo)體和絕緣體之間(3)化學(xué)性質(zhì)①常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，只與F2、氫氟酸HF、強(qiáng)堿(如NaOH)溶液反應(yīng)。Si＋2F2=SiF4Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑，Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。②加熱條件下和某些非金屬單質(zhì)(如O2、Cl2)發(fā)生反應(yīng)。Si＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SiO2。(4)用途用于制造晶體管、集成電路、硅整流器和太陽能電池等，其合金用于制造變壓器鐵芯和耐酸設(shè)備等。(5)硅的工業(yè)制備①制粗硅用焦炭在高溫下還原二氧化硅可得粗硅，化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。②粗硅精煉粗硅在高溫下與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(液體)，四氯化硅經(jīng)蒸餾提純后，再用H2還原，制得高純度的硅，化學(xué)方程式為Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4，SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋4HCl。二、二氧化硅與光導(dǎo)纖維1．二氧化硅(1)存在：SiO2廣泛存在于自然界中，是沙子、石英的主要成分。純凈的SiO2又稱水晶。(2)物理性質(zhì)狀態(tài)顏色熔點(diǎn)硬度水溶性晶體無色高大不溶(3)化學(xué)性質(zhì)①具有酸性氧化物的通性：a．常溫下SiO2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成鹽和水：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；b．高溫下SiO2與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽：SiO2＋CaOeq\o(②弱氧化性：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗)＋2CO↑。③特性：與氫氟酸(HF)反應(yīng)：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。此反應(yīng)常被用來刻蝕玻璃。2．光導(dǎo)纖維(1)主要成分：SiO2。(2)用途：用于通訊、能量傳輸、信息處理，遙測(cè)遙控和醫(yī)療器械制造等?！揪氁痪殹?．正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)因?yàn)楣璧幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，所以在自然界中有游離態(tài)的硅存在()(2)SiO2是酸性氧化物，所以SiO2能與H2O反應(yīng)生成硅酸()(3)因?yàn)镾iO2能導(dǎo)電，所以SiO2能用于制造光導(dǎo)纖維()(4)熔融NaOH可用石英坩堝盛放()(5)SiO2晶體是由SiO2分子直接組成的()(6)光導(dǎo)纖維在強(qiáng)堿條件下易發(fā)生“斷路”()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√2．下列關(guān)于硅及二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)方程式書寫錯(cuò)誤的是()A．硅與氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑B．硅與燒堿溶液反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑C．硅與鹽酸反應(yīng)：Si＋4HCl=SiCl4＋2H2↑D．二氧化硅在高溫下被C還原：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑答案C解析常溫下，硅能與氫氟酸、燒堿溶液反應(yīng)，但不與鹽酸反應(yīng)。加熱或高溫條件下能與C、Cl2、O2等發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為Si＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC、Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4、Si＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SiO2。一、硅及其化合物的特性1．硅的特性(1)一般情況，非金屬單質(zhì)熔、沸點(diǎn)低，硬度小，但晶體硅熔、沸點(diǎn)高，硬度大；非金屬單質(zhì)一般不導(dǎo)電，但Si為半導(dǎo)體，有一定的導(dǎo)電能力。(2)非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但Si卻能與HF作用：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。(3)Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。(4)非金屬單質(zhì)跟堿液的作用一般既做氧化劑又做還原劑，且無H2放出，但Si與堿液(如NaOH溶液)反應(yīng)只做還原劑，且放出H2：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。2．硅的化合物的特性(1)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接用它與水反應(yīng)來制取H2SiO3。(2)非金屬氧化物的熔、沸點(diǎn)一般較低，但SiO2的卻很高。(3)酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(4)H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高溫下Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑也能發(fā)生，原因是CO2是低沸點(diǎn)、易揮發(fā)的氣體，SiO2是高沸點(diǎn)、難揮發(fā)的固體。(5)無機(jī)酸一般易溶于水，但H2SiO3卻難溶于水。且易分解：H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))SiO2＋H2O?！纠?】關(guān)于硅的化學(xué)性質(zhì)的敘述中，不正確的是()A．在常溫下，不與任何酸反應(yīng)B．在常溫下，可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)C．在加熱條件下，能與氧氣、氯氣反應(yīng)D．硅有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體解析A項(xiàng)，在常溫下，Si能與氫氟酸反應(yīng)，不正確；Si在常溫下能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，加熱條件下也能與Cl2、O2等反應(yīng)，B、C正確；單質(zhì)硅有晶體硅和無定形硅兩種，D正確。答案A解題反思(1)自然界中存在游離態(tài)的碳，卻不存在游離態(tài)的硅。(2)二氧化硅與焦炭在隔絕空氣的條件下制取粗硅時(shí)，生成的是CO而不是CO2。(3)硅是唯一一種能與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣的非金屬單質(zhì)。(4)SiO2雖然既能與某些酸反應(yīng)又能與某些堿反應(yīng)，但是SiO2是酸性氧化物，不是兩性氧化物。SiO2只與HF反應(yīng)，與其他的酸不反應(yīng)，這是SiO2的特性。變式訓(xùn)練1科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，這主要是由于做為半導(dǎo)體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列關(guān)于硅的說法中正確的是()A．硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，常溫下不能與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)B．硅在自然界中的含量很大，自然界中存在大量的單質(zhì)硅C．高純度的硅被用于制做計(jì)算機(jī)芯片D．高純度的硅常被用來制造光導(dǎo)纖維答案C解析硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，但在常溫下能與強(qiáng)堿溶液、HF、F2等反應(yīng)，A不正確；自然界中硅以化合態(tài)形式存在，沒有單質(zhì)硅，B不正確；SiO2用于制造光導(dǎo)纖維，而不是Si，D不正確。二、SiO2與CO2的比較化學(xué)式CO2SiO2構(gòu)成CO2分子硅原子和氧原子按1∶2的比例組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，無SiO2分子物理性質(zhì)氣體，熔、沸點(diǎn)低，溶于水固體，熔、沸點(diǎn)高，硬度大，不溶于水化學(xué)性質(zhì)與堿溶液2NaOH＋CO2(少量)=Na2CO3＋H2O、NaOH＋CO2(足量)=NaHCO3SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O與水CO2＋H2O=H2CO3不反應(yīng)與碳C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑與酸不反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O與堿性氧化物CO2＋CaO=CaCO3SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3與鹽Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓CaCO3＋CO2＋H2O=Ca(HCO3)2SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑用途干冰用于人工降雨，合成肥料制飾品、制實(shí)驗(yàn)室里的坩堝、制光導(dǎo)纖維特別提醒(1)SiO2既能與NaOH溶液反應(yīng)，也能與氫氟酸反應(yīng)，但SiO2不屬于兩性氧化物而屬于酸性氧化物。(2)SiO2和CO2的物理性質(zhì)差別很大，是由于二者結(jié)構(gòu)上的差別造成的，SiO2是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，不存在SiO2分子，而CO2是由碳、氧原子結(jié)合成的分子，微粒間的作用力遠(yuǎn)小于SiO2。【例2】下列敘述正確的是()A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以兩者物理性質(zhì)相似B．因?yàn)镃aCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)C．CO2和SiO2都能與碳反應(yīng)，且都作氧化劑D．SiO2既能和NaOH反應(yīng)，又能和HF反應(yīng)，所以二氧化硅屬于兩性氧化物解析CO2和SiO2都是酸性氧化物，和其物理性質(zhì)無因果關(guān)系，CO2熔、沸點(diǎn)低，硬度小，微溶于水，SiO2的熔、沸點(diǎn)高，硬度大，不溶于水。CO2和SiO2的物理性質(zhì)相差較大，A項(xiàng)不正確；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑，反應(yīng)進(jìn)行的原因是因?yàn)镾iO2沸點(diǎn)高，CO2沸點(diǎn)低，而“較強(qiáng)酸制較弱的酸”是溶液中復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律，B項(xiàng)不正確；CO2和SiO2都與碳反應(yīng)，碳作還原劑，CO2和SiO2作氧化劑，C正確；SiO2與HF反應(yīng)是HF的特性，SiO2不與其他酸反應(yīng)，故SiO2不屬于兩性氧化物，D項(xiàng)不正確。答案C解題反思(1)酸性氧化物一般與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，SiO2不溶于水，不與水反應(yīng)。(2)酸性氧化物一般不與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，但SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(3)“較強(qiáng)酸制較弱酸”是復(fù)分解反應(yīng)的規(guī)律之一，Na2SiO3溶液中通CO2，反應(yīng)為Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，但SiO2在高溫下能發(fā)生如下反應(yīng)：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑。變式訓(xùn)練2下列關(guān)于SiO2和CO2的說法中正確的是()A．CO2、SiO2都能與堿性氧化物反應(yīng)B．CO2和SiO2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸C．SiO2可用來制作干燥劑，因SiO2可與水反應(yīng)D．CO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子構(gòu)成的答案A1．華裔科學(xué)家高錕因“在光學(xué)通信領(lǐng)域光在光導(dǎo)纖維中傳輸?shù)难芯糠矫嫠〉玫拈_創(chuàng)性成就”獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。光導(dǎo)纖維的主要成分是()A．Si B．SiO2C．Na2SiO3 D．SiCl4答案B解析光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2。2．下列說法中正確的是()A．SiO2溶于水顯酸性B．SiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、硬度大C．光導(dǎo)纖維導(dǎo)電能力很強(qiáng)，是一種很好的通信材料D．SiO2是一種酸性氧化物，它可以與NaOH溶液反應(yīng)，但不與任何酸反應(yīng)答案B解析SiO2不溶于水也不與水反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B正確；光導(dǎo)纖維不導(dǎo)電，C項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2是酸性氧化物，能與強(qiáng)堿反應(yīng)，能與氫氟酸反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．下列離子方程式書寫不正確的是()A．向氫氧化鈉溶液中通入過量二氧化碳：CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)B．單質(zhì)硅與氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF=2H2↑＋SiF4↑C．石英砂與燒堿反應(yīng)：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OD．向Ba(NO3)2溶液中通入二氧化碳：Ba2＋＋CO2＋H2O=BaCO3↓＋2H＋答案D解析BaCO3不能在酸性環(huán)境中存在，即CO2與Ba(NO3)2溶液不反應(yīng)。4．下列說法中，正確的是()A．CO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子構(gòu)成的B．CO2、SiO2都是酸性氧化物，不與任何酸反應(yīng)C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定條件下都能和CaO反應(yīng)D．CO2、SiO2分別是H2CO3、H2SiO3的酸酐，因而均可與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸答案C解析SiO2直接由硅原子、氧原子構(gòu)成，CO2是由CO2分子構(gòu)成，A錯(cuò)；SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，B錯(cuò)；CO2、SiO2與CaO反應(yīng)分別生成CaCO3和CaSiO3，C對(duì)；SiO2不溶于水，不能與水反應(yīng)生成H2SiO3，D錯(cuò)。5．下列說法正確的是()A．粗硅制備時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋CO2↑B．自然界中二氧化硅都存在于石英中C．鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅D．水晶項(xiàng)鏈的成分主要是SiO2答案D解析制備粗硅反應(yīng)產(chǎn)物為CO，不是CO2，A錯(cuò)誤；自然界中二氧化硅不都存在于石英中，B錯(cuò)誤；硅不與鹽酸反應(yīng)，C錯(cuò)誤；D正確。6．硅和二氧化硅具有重要的用途，回答下列問題：(1)含硅材料有廣泛用途。例如：工業(yè)上制造光導(dǎo)纖維的基本原料是________(填化學(xué)式，下同)，目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是________。(2)二氧化硅是酸性氧化物的原因是________(填字母)。A．它溶于水得相應(yīng)的酸B．它對(duì)應(yīng)的水化物是可溶性酸C．它與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)只生成鹽和水D．它是非金屬氧化物(3)石英制取硅膠經(jīng)歷以下三步：①用NaOH溶液溶解石英②過濾，向?yàn)V液中加入鹽酸③蒸干溶液，灼燒殘留固體并使固體完全分解。試寫出①、②有關(guān)離子方程式①________________________________________________________________________，②________________________________________________________________________。試寫出③的化學(xué)方程式__________________________________________。答案(1)SiO2Si(2)C(3)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OSiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))H2O＋SiO2分層訓(xùn)練[基礎(chǔ)過關(guān)]題組一硅的存在與單質(zhì)硅的性質(zhì)和用途1．在①濃硝酸②水③濃硫酸④氫氟酸⑤氫氧化鉀溶液中，能與單質(zhì)硅起化學(xué)反應(yīng)的是()A．①② B．②④C．④⑤ D．③④答案C解析硅能與F2、HF、強(qiáng)堿在常溫下反應(yīng)，在加熱或高溫條件下也能與Cl2、O2、H2發(fā)生反應(yīng)。2．下面幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是()A．瑪瑙 B．光導(dǎo)纖維C．太陽能電池板 D．水晶答案C解析硅用于制太陽能電池板材料，瑪瑙是SiO2，水晶和光導(dǎo)纖維的主要成分都是SiO2。3．下列關(guān)于硅的敘述正確的是()A．由于硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，故自然界中存在大量的單質(zhì)硅B．硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能C．硅即使在高溫下也難與O2等反應(yīng)D．硅與所有的酸都不反應(yīng)答案B解析由于硅是親氧元素，在自然界中全部以化合態(tài)存在，A不正確；硅在高溫下能與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成SiO2，C不正確；硅能與氫氟酸反應(yīng)，所以D不正確。4．我國(guó)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號(hào)”的問世，填補(bǔ)了我國(guó)計(jì)算機(jī)制造史上的一項(xiàng)空白。下列對(duì)晶體硅的有關(guān)敘述正確的是()A．自然界存在硅單質(zhì)的同素異形體，性質(zhì)較穩(wěn)定B．晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它的提煉工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴D．晶體硅雖具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導(dǎo)電答案C解析硅單質(zhì)存在同素異形體，但自然界中無單質(zhì)硅，A錯(cuò)誤；晶體硅在常溫下可與HF、F2、NaOH溶液反應(yīng)，B錯(cuò)誤；晶體硅雖具有金屬光澤，但屬于非金屬材料，D錯(cuò)誤。題組二硅的制備5．制備硅單質(zhì)時(shí)，主要化學(xué)反應(yīng)如下：①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗硅)＋2CO↑；②Si(粗硅)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4；③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純硅)＋4HCl，下列對(duì)上述三個(gè)反應(yīng)的敘述中，不正確的是()A．①③為置換反應(yīng)B．①②③均為氧化還原反應(yīng)C．②為化合反應(yīng)D．三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原答案D解析①②③均為氧化還原反應(yīng)，②反應(yīng)中硅元素被氧化，①、③反應(yīng)中硅元素被還原。題組三二氧化硅的性質(zhì)與應(yīng)用6．用膠頭滴管向用石蠟圍成的“Spark”凹槽內(nèi)注入某溶液，即可在玻璃上刻蝕出“Spark”的字樣，則該溶液是()A．鹽酸 B．氫氟酸C．燒堿溶液 D．飽和食鹽水答案B解析能腐蝕玻璃的是氫氟酸。7．常溫下，下列不發(fā)生反應(yīng)的一組物質(zhì)是()①硅與NaOH溶液②硅與鹽酸③硅與氫氟酸④二氧化硅與碳酸鈉⑤二氧化硅與NaOH溶液⑥二氧化硅與濃硝酸A．①②④ B．③④⑥C．②⑤⑥ D．②④⑥答案D解析①Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑，能反應(yīng)，故①不選；②硅與鹽酸不反應(yīng)，故②選；③Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑，能反應(yīng)，故③不選；④Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，常溫下兩者不反應(yīng)，故④選；⑤SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，常溫下兩者能反應(yīng)，故⑤不選；⑥二氧化硅與濃硝酸不反應(yīng)，故⑥選。8．光纖通信是20世紀(jì)70年代后期發(fā)展起來的一種新型通信技術(shù)，目前長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)已投入使用，光纖通信的光導(dǎo)纖維是由下列哪種物質(zhì)經(jīng)特殊工藝制成的()A．碳 B．石英C．鍺 D．硅答案B解析光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，石英的主要成分是SiO2。9．地殼中含量第一和第二的兩種元素形成的化合物不具有的性質(zhì)是()A．熔點(diǎn)很高B．是酸性氧化物，與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸C．可與純堿反應(yīng)D．與碳在高溫下反應(yīng)可制取兩元素中的一種單質(zhì)答案B解析該化合物為SiO2，SiO2熔點(diǎn)高，A正確；SiO2是酸性氧化物，不與水反應(yīng)，B不正確；Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，C正確；SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗硅)＋2CO↑，D正確。10．硅的化合物廣泛存在于自然界中，在日常生活、生產(chǎn)、科研及新型材料等方面有著重要的用途。下列對(duì)①～④反應(yīng)中硅及其化合物所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用進(jìn)行的判斷中，正確的是()①Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑②SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑③Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3④SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2OA．反應(yīng)①中Si可以置換氫氣說明硅是一種金屬元素B．反應(yīng)②中SiO2作氧化劑C．反應(yīng)③是硅酸鈉溶液久置時(shí)發(fā)生的反應(yīng)D．反應(yīng)④中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性答案C解析硅屬于非金屬元素，與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成氫氣屬于硅的特性，因此A判斷錯(cuò)誤；反應(yīng)②中硅的化合價(jià)和氧的化合價(jià)都沒有改變，因此二氧化硅沒有參加氧化還原反應(yīng)，B判斷錯(cuò)誤；硅酸的酸性比碳酸弱，因而保存時(shí)容易吸收空氣中的CO2生成硅酸沉淀，故C判斷正確；與堿反應(yīng)生成鹽是酸性氧化物的性質(zhì)，而反應(yīng)③中二氧化硅是與氫氟酸反應(yīng)，故D判斷錯(cuò)誤。[能力提升]11．如何用所提供的試劑和方法除去各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))。將所選答案的編號(hào)填在表中相應(yīng)的空格內(nèi)(如果不需要外加試劑，則對(duì)應(yīng)答案欄可空著)?？晒┻x擇的試劑：A．鹽酸 B．NaOH溶液C．O2D．水可選用的操作：①水洗，②加熱，③過濾，④結(jié)晶粉末狀混合物所選試劑所選操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(Si)(6)SiO2(H2SiO3)答案(1)B③(2)D③④(3)A③(4)A③(5)C②(6)②解析利用雜質(zhì)與被提純的物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)不同，選用合適的試劑及正確的操作方法。(1)除去CaCO3中的SiO2可用NaOH溶液，溶解SiO2后再過濾，SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。(2)除去NaCl中的SiO2可先溶于水，再過濾、結(jié)晶，因NaCl溶于水而SiO2不溶于水。(3)Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O。(4)除去SiO2中的CaCO3可用鹽酸溶解，然后再過濾。CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O。(5)除去SiO2中的Si可用加熱法：Si＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SiO2。(6)除去SiO2中的H2SiO3可用加熱法：H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))H2O＋SiO2。12．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)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________，工藝師常用________(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃。(2)用Na2SiO3溶液浸泡過的棉花不易燃燒，體現(xiàn)Na2SiO3的用途可作________的原料。(3)工業(yè)上常用2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑制備硅單質(zhì)，該反應(yīng)中有元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是________(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是________。答案(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氫氟酸(2)防火劑(3)CSiO2解析(1)SiO2能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；氫氟酸能與SiO2發(fā)生反應(yīng)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，故常用來雕刻玻璃。(2)Na2SiO3的水溶液可用作防火材料。(3)反應(yīng)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑中，碳元素化合價(jià)升高，硅元素化合價(jià)降低，故單質(zhì)碳作還原劑，SiO2作氧化劑。13．A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如下所示。A為地殼中含量?jī)H次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似