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碳硅及其化合物
【知识梳理】 一、硅(Si)
1．硅的存在：自然界中以 态的形式存在，在地壳中的含量仅次于氧。 2．物理性质：灰黑色，硬度大，熔沸点高，具有金属光泽。
3．化学性质：常温下与F2、HF、NaOH反应： 加热时能与H2化合生成不稳定的氢化物。 4．用途：（1）良好的半导体材料 （2）太阳能电池 （3）计算机芯片 二、二氧化硅(SiO2)
1．存在：天然SiO2也叫硅石，自然界中的石英玛瑙（含杂质的石英）的主要成分都是SiO2 2．化学性质：（1）酸性氧化物：与强碱反应： 离子方程式： （保存碱性溶液不能用橡胶塞）。 与碱性氧化物反应： 。
（2）与HF反应： （唯一与其反应的酸）。 4，用途：（1）制造光导纤维 （2）石英坩埚 （3）光学仪器和工艺品 三、硅酸
制法： 。 性质：
四、硅酸盐 。 【强化练习】 一、选择题 1．(2010·广州综合测试)有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用．下列关于硅的说法不正确的是 ．
A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片 B．硅可由二氧化硅还原制得 C．常温时硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应 D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅
2．下列关于碳和硅的叙述中，正确的是 ( ) A．其氧化物都能与NaOH溶液反应 B．其单质在加热时都能跟O2反应 C．其氧化物都能溶于水生成相应的酸 D．碳和硅两种元素共有两种单质 3．下列物质：①氢氟酸；②浓H2SO4；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥浓HNO3，其中在一定条件下能与SiO2反应的有 ( ) A．①②⑥ B.全部 C．①③④⑤ D．②③⑥ 4．下列离子方程式不正确的是 ( ) ．2－A．硅酸钠溶液与澄清石灰水反应：SiO3＋Ca2＋===CaSiO3↓ B．向澄清的石灰水中通入过量的CO2：CO2＋OH－===HCO－3
－2＋－－
C．向小苏打溶液中加入过量石灰水：2HCO3＋Ca＋2OH===CaCO3↓＋2H2O＋CO23
＋2－
D．向水玻璃中加入过量盐酸：2H＋SiO3===H2SiO3↓
5．下列说法正确的是 ( ) A．硅材料广泛应用于光纤通讯 B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品 C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
6.现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是 ( )
①SiO2―→Na2SiO3 ②CuSO4―→CuCl2 ③SiO2―→H2SiO3 ④CuO―→Cu(OH)2 ⑤Na2O2―→NaOH A.①② B.③④ C.②③④ D.②③④⑤ 7．将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③Ca(OH)2溶液；④饱和Na2CO3溶液．最终溶液中有白色沉淀析出的是 ( ) A．①②③④ B．②④ C．①②③ D．②③ 8．对于第ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是 ( ) ．
A．SiO2和CO2中Si和O，C和O之间都是共价键
B．C、Si、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8
C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应 D．该族元素的主要化合价是＋4价和＋2 9[2011·山东卷] 某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素( )
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A．在自然界中只以化合态的形式存在 B．单质常用作半导体材料和光导纤维 C．最高价氧化物不与酸反应 D．气态氢化物比甲烷稳定 6．能证明硅酸的酸性比碳酸酸性弱的实验事实是 ( )
A．SiO2不溶于水，而CO2溶于水生成碳酸 B．SiO2熔点高，CO2熔点低 C．CO2通入Na2SiO3溶液中有白色胶状沉淀生成 D．高温下SiO2能与Na2CO3反应生成CO2气体
二、非选择题
10．(15分)(2009·韶关调研)某活动课程小组拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液．为了防止通入过量的CO2气体生成NaHCO3，设计了如下实验步骤： a．取25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解； b．小火煮沸溶液1～2 min，赶走溶解在溶液中的CO2气体；
c．在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液，使其充分混合反应．
(1)此方案能制得较纯净的Na2CO3，写出c步骤的离子方程式_________________． 此方案第一步的实验装置如下图所示：
(2)加入反应物前，如何检验整个装置的气密性__________________________
________________________________________________________________________.
(3)若用大理石与盐酸制CO2，则装置B中盛放的试剂是______，作用是________________________________________________________________________
11．(10分)已知SiO2、SO2、CO2都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相似性；Mg和Na
点燃
的化学性质也具有一定的相似性(提示：2Mg＋CO2=====2MgO＋C)．用如图所示的装置进行Mg和SO2的实验：
(1)选择制取SO2的合适试剂________．
①10%的H2SO4溶液；②80%的H2SO4溶液；③Na2SO3固体；④CaSO3固体 (2)写出装置B中发生的主要反应的化学方程式：_______________________ ___________________________________________________________________.
(3)你认为该装置是否有不足之处？________，如果有，请列出两点：_______________________________________________________________________ 10．(1)将下列硅酸盐改写成氧化物的形式。
镁橄榄石(Mg2SiO4)：___________。高岭土Al2(Si2O5)(OH)4：___________。
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1-5DBCCA 6-9BBBA
－2－
10答案：(1)HCO－3＋OH===CO3＋H2O
(2)方法①：可一次检查A、B的气密性：用止水夹夹住B、C间的乳胶管，然后从漏斗中注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面．过一会，观察漏斗内与锥形瓶中的液面差，若保持不变，说明装置不漏气． (3)饱和碳酸氢钠溶液 吸收HCl气体
△△
11答案：(1)②③ (2)3Mg＋SO2=====2MgO＋MgS(或写成2Mg＋SO2=====2MgO＋S、Mg
△
＋S=====MgS) (3)有 在A和B之间未连接一干燥装置；C装置未与大气相通；在镁下方未垫一不锈钢片，镁能与玻璃管反应；未设计防倒吸装置(任写两点即可)
（解析）SiO2、CO2都是酸性氧化物，所以镁与玻璃中的二氧化硅能发生反应，镁不能与玻璃管直接接触；又因为镁与钠的性质相似，能与水反应，因此A、B间应加干燥装置；从整个装置看是完全封闭的，这是不允许的，因此C应与大气相通．
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