1、第12讲 含硅矿物与信息材料1碳中和是指直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。下列有关说法正确的是()ACO2是导致温室效应和酸雨的主要气体B煤的液化、汽化主要是为了减少CO2的排放CCO2催化加氢合成低碳烯烃属于化合反应DCO2分子间有间隔，故可将其压缩液化后封存解析：A.二氧化硫是导致酸雨的气体，而不是二氧化碳，故A错误；B.煤的液化、汽化是不能减少CO2的排放的，如煤气化的生成物即煤气主要成分是一氧化碳，CO燃烧依然生成二氧化碳，且生成二氧化碳分子数目相同，故B错误；C.CO2催化加氢合成低碳烯
2、烃的同时还有H2O生成，不属于化合反应，故C错误；D.二氧化碳分子之间有间隔，在受压时间隔变小，故可将其压缩液化后封存，故D正确。答案：D2(2021福建省福州月考)硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的弱酸，从溶液中析出时常形成凝胶状沉淀。实验室常用Na2SiO3溶液制备硅酸。某小组同学进行了如下实验：编号实验现象a中产生凝胶状沉淀b中凝胶状沉淀溶解，c中无明显变化下列结论不正确的是()ANa2SiO3溶液一定显碱性B由不能说明酸性：H2CO3H2SiO3C由可知，同浓度时Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液的D.向Na2SiO3溶液中通入过量CO2，发生反应：SiOCO2H2O=COH
3、2SiO3解析：A.Na2SiO3溶液是强碱弱酸盐，因为水解呈碱性，A正确；B.因为盐酸有挥发性，挥发出的HCl可以与硅酸钠反应生成硅酸，所以不能说明酸性：H2CO3H2SiO3，B正确；C.由实验可知，等浓度的碳酸钠与碳酸氢钠相比，碳酸钠可以与硅酸反应，碳酸氢钠不可以，说明同浓度时Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液的，C正确；D.通入过量CO2，应该生成HCO，D错误。答案：D3下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示为Na2O2FeO3SiO2水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维单质硅是将太阳能转变为
4、电能的常用材料A BC D解析：硅酸盐Na2Fe2Si3O10中Fe的化合价是3价，所以用氧化物的形式表示为Na2OFe2O33SiO2，错误；水晶的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐制品，错误；用于制作光导纤维的材料是二氧化硅，不是硅单质，错误；单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料，正确。答案：D4下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是()A硬度：SiO2CO2C熔点：SiO2H2SiO3答案：D5半导体工业中有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制Si。制取过程中不涉及的化学反应是()ASiO22CSi2COBSiO22NaOH=Na2SiO3H2OCSi2Cl2SiCl4DSiCl4
5、2H2Si4HCl解析：沙子的主要成分二氧化硅与碳在高温下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为2CSiO2Si2CO，故A不符合题意；制取过程中不涉及该化学反应，故B符合题意；硅与氯气在加热条件下反应生成四氯化硅，反应的化学方程式为Si2Cl2SiCl4，故C不符合题意；氢气与四氯化硅在高温下反应生成硅和氯化氢，反应的化学方程式为SiCl42H2Si4HCl，故D不符合题意。答案：B6下列关于SiO2和CO2的叙述不正确的是()A都是共价化合物BSiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨C都能溶于水且与水反应生成相应的酸D都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应解析：SiO2不溶于水且与水不反
6、应，C项错误。答案：C7下列物质间的转化不能通过一步反应完成的是()ASiO2Si BH2SiO3SiO2CSiO2H2SiO3 DSiNa2SiO3解析：SiO22CSi2CO；H2SiO3SiO2H2O；SiO2不能与水反应生成H2SiO3，也无法与其他物质通过一步反应生成H2SiO3；Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。答案：C8将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是()ANa2SiO3 BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2 DSiO2解析：将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2Na2
7、SiO32H2O=H2SiO32NaHCO3；加热蒸干，高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2OSiO2；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。答案：A9(双选)山西博物院是太原地标性建筑之一，下列相关说法正确的是()A展柜使用的钢化玻璃，其主要成分只有SiO2B墙体使用的砖瓦、水泥是硅酸盐制品C陈列的元青花瓷的原料有高岭土Al2Si2O5(OH)4，也可以表示为Al2O3SiO2H2OD展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜，此绿色物质溶于盐酸解析：钢化玻璃与普通玻璃的成分相同(只是制造的工艺不同
8、)，主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，A项错误；砖瓦和水泥都是硅酸盐制品，B项正确；高岭土Al2Si2O5(OH)4应该表示为Al2O32SiO22H2O，C项错误；铜绿是碱式碳酸铜，该物质可以与盐酸反应生成氯化铜而溶解，D项正确。答案：BD10(双选)高纯晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备，下列说法正确的是()SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)A.步骤的化学方程式为SiO22CSi2COB灼烧熔融的Na2CO3固体，可用石英坩埚C二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应DSiHCl3(沸点33.0 )中含有少
9、量的SiCl4(沸点67.6 )，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3解析：A项，高温下二氧化硅与C反应生成CO和Si，即步骤的化学方程式为SiO22CSi2CO，故A正确；B项，石英的主要成分是二氧化硅，高温下Na2CO3和二氧化硅发生反应，故B错误；C项，硅能与氢氟酸反应生成SiF4和氢气，故C错误；D项，沸点相差30 以上的两种液体可以采用蒸馏的方法分离，D正确。答案：AD11水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%70%、C：30%35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法错误的是()A原材料稻壳灰价格低廉，且
10、副产品活性炭有较高的经济价值B操作A与操作B完全相同C该流程中硅元素的化合价没有发生改变D反应器中发生的反应为SiO22NaOH=Na2SiO3H2O答案：B12某学习小组拟探究CO2和锌粒反应是否生成CO，已知CO能与银氨溶液反应产生黑色固体。实验装置如图所示：下列叙述不正确的是()A装置e的作用是防倒吸B如图所示装置的活塞K处于关闭状态C实验结束时，先关闭活塞K，再熄灭酒精灯Db、c、f中的试剂依次为饱和碳酸钠溶液、浓硫酸、银氨溶液答案：C13(1)将下列左栏中的物质与右栏中对应的性质、用途用线连起来：(2)填写下列材料主要化学成分的化学式。刚玉：_。大理石、石灰石：_。普通玻璃：_。石英
11、、水晶：_。答案：(1)caebd(2)Al2O3CaCO3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2SiO214光纤通信是光导纤维传送信号的一种通信手段，合成光导纤维及氮化硅(一种无机涂层)的工艺流程如下：回答下列问题：(1)反应的化学方程式为_，氧化剂为_(填化学式)。(2)经反应所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下：组分名称SiCl4SiHCl3SiH2Cl2HClBCl3PCl3质量分数0.5450.4050.046 20.000 30.001 930.001 57沸点/57.631.88.28512.575.5图中“操作X”的名称为_。(3)反应和中尾气的用途为_；反应的化学方程式为_。答
12、案：(1)SiO22CSi2COSiO2(2)精馏(或蒸馏)(3)制取盐酸(或其他合理答案)3SiCl44NH3Si3N412HCl15(2021河北唐山联考)X是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下：为了确定C的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可用于制造光导纤维。按要求回答下列问题：(1)C的化学式为_；X的化学式为_。(2)写出下列方程式反应的化学方程式_；反应的离子方程式：_。解析：本题可从I入手推断，I可用于制造光导纤维，故其为二氧化硅，F为硅酸，H为硅酸钠。E为HCl，C为四氯化硅，X为Si3N4。反应
13、为Si与Cl2反应生成SiCl4，反应为硅酸钠与过量的二氧化碳反应生成硅酸和碳酸氢钠。答案：(1)SiCl4Si3N4(2)Si2Cl2SiCl4SiO2H2O2CO2=H2SiO32HCO16二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒，与水接触易水解，沸点为8.2 。在铜催化作用下，HCl与硅在250260 反应可以制得SiH2Cl2。(1)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为_。(2)按照气体从左到右的方向，制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接次序为a()()()()()()()(填仪器接口的字母，其中装置C用到2次)。(3)反应除生成二氯二氢硅之外，
14、还会生成H2和_、_等。(4)新的制取SiH2Cl2的方法是：往硅粉中先通入Cl2，在300350 反应生成SiCl4，然后再与HCl在250260 反应，可以大大提高产率。如果通入气体次序相反，结果会_(用化学方程式表示)。答案：(1)Si2HClSiH2Cl2(2)defgbcd(3)SiCl4SiHCl3(4)SiH2Cl22Cl2SiCl42HCl(或SiH2Cl2Cl2SiHCl3HCl)17未来的交通工具将采用新一代无机非金属材料制成的无水冷发动机。这类材料中研究较多的是化合物G。(1)化合物G的相对分子质量为140，G中硅元素的质量分数为60%，另有元素Y。G可以由化合物E(含两
15、种元素)与NH3反应而生成，同时产生HCl气体。请推断：化合物G的化学式为_。1 mol NH3和0.75 mol E 恰好完全反应生成G和HCl，则化合物E的分子式为_。(2)粉末状G能够与空气中的氧气和水作用，所得产物中都有一种酸性氧化物，它是工业上生产玻璃的主要原料。与氧气反应所得的产物还有一种单质，与水反应生成的另一种产物是该种单质元素的氢化物。请写出化合物G与水反应的化学方程式_。(3)为了使化合物G能成为新一代汽车发动机材料，现采用常压下在G中添加氧化铝，经高温烧结制成一种高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀的陶瓷材料，它的商品名叫“赛伦”，化学通式可表达为Si6xAlxOxY8x。在接近于1 700 时x的极限值约为4.0，在1 400 时x为2.0，以保持整个化合物呈电中性。试问：赛伦中Y元素的化合价为_。解析：(1)G中Si的原子数为3，另一种元素不可能是氢，而是氮，氮的原子数为4，故G的化学式为Si3N4。E分子中只有一个硅原子，故其分子式为SiCl4。(2)由题意知Si3N4与H2O反应生成SiO2和NH3。(3)Si为4价，Al为3价，O为2价，当x4时代入得Y的化合价a：2443(2)4a40，a3。答案：(1)Si3N4SiCl4(2)Si3N46H2O=3SiO24NH3(3)3价
