2023年高中化学竞赛题硅和硅的化合物

中学化学竞赛试题资源库硅和硅的化合物A组 D下列属于纯净物的是A 蓝宝石 B 钢化玻璃 C 王水 D 氮化硅 A科索沃战争中，北约部队使用了大量的石墨炸弹，石墨炸弹的重要目的是A 发电厂 B 医院 C 机械厂 D 化学武器库 D下列关于硅和硅的化合物叙述不对的的是硅晶体的结构和金刚石相似，都是原子晶体；硅是地壳中含量最多的元素；单晶硅是良好的半导体材料；二氧化硅是制造光导纤维的重要原料；二氧化硅分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的；二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。A B C D C生石灰中往往具有CaCO3和SiO2杂质，若检查是否存在这两种杂质，最适宜的试剂是A 氟化氢 B 浓硫酸 C 盐酸 D 苛性钠 C某氧化物X难溶于水，能熔于熔融态的烧碱，生成易溶于水的化合物Y，将少量Y溶液滴入盐酸中，最终能生成一种白色的胶状沉淀，则X是A MgO B Al2O3 C SiO2 D P2O5 C、D能与NaOH溶液反映的原子晶体是A 铝 B 金刚石 C 硅 D 二氧化硅 C地壳中含量第一、第二两种元素之间形成的化合物，不具有的性质是A 可与碳酸钠反映 B 熔点较高C 与水作用生成相应的酸 D 与碳在电炉中共热可生成两种元素中的一种单质 A、D关于硅的下列叙述中，不对的的是A 在自然界中，硅既能以游离态形式存在，又能以化合态形式存在B 在硅晶体中，具有由共价键形成的硅原子环，其中最小的环上有6个硅原子C 常温下，硅可以与氟气、强碱溶液起反映D 在加热条件下，硅可与氧气、氯气、硝酸等物质反映 A下列叙述中错误的是：A 石灰石、高岭石、石英和水晶的重要成份都是SiO2B SiO2是通讯材料光导纤维的重要成份C 氧化铝陶瓷，氮化硅陶瓷都是重要的高温结构陶瓷D 含硅4%（质量分数）的钢，可制变压器铁芯 D下列关于硅和二氧化硅的叙述不对的的是A 晶体硅和二氧化硅晶体的结构都类似于金刚石B 晶体硅和二氧化硅晶体都常用来制造电子部件C 硅和二氧化硅都不与酸（氢氟酸除外）反映D 硅和二氧化硅都广泛存在于自然界中，天然单质硅叫硅石 B.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这重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对的的是A 自然界硅的贮量丰富 B 自然界中存在大量的单质硅C 高纯度的硅被广泛用于制作计算机芯片 D 硅橡胶可用于制作人造皮肤 B、D关于硅及其化合物的叙述中，错误的是A 单质硅是良好的半导体材料 B 硅酸是挥发性酸C 硅是构成矿物与岩石的重要元素 D 硅藻土中具有晶体SiO2，吸附能力强 B颜色鲜艳的蛇纹石可作为装饰品，已知蛇纹石的化学式可写作为Mgx(Si4O10)(OH)6，其中x的值为A 4 B 5 C 6 D 7 B、C原硅酸的分子式为H4SiO4，其分子结构有4个羟基，由若干个原硅酸分子间脱水形成的物质通常用xSiO2yH2O表达其组成，若有三个原硅酸分子脱水，此过程脱去的水分子数与y的值分别为A 3、4 B 2、4 C 3、3 D 3、8 B高岭土的组成可表达为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的数值分别是A 7，2 B 5，4 C 6，3 D 3，6 D我国汉代器物上和秦俑彩绘用的颜料“汉紫”，直到近年来人们才研究出来其成分为紫色的硅酸铜钡（铜为2价），它的化学式为：BaCuSi2Ox，则x的值为A 3 B 4 C 5 D 6 A石榴石是石榴石族矿物的总称，颜色随成分的不同而变化，其组成可以表达为A3B2(SiO4)3，式中A、B均为金属元素，则A、B相应的化合价依次为A 2，3 B 3，2 C 2，2 D 3，3 B美国“911”恐怖袭击事件给纽约带来了一场严重的环境劫难石棉污染，使吸入石棉纤维者易患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表达为：Ca2MgXSiYO22(OH)2，X、Y的值分别为A 8，3 B 5，8 C 3，8 D 5，5 C2MgOSiO2中的酸根阴离子为A SiO32 B Si2O64 C SiO44 D Si2O32 B、CSiO2能在高温下，与下列哪些物质反映，并放出气体的是A CaO固体 B Na2CO3粉未 C NaOH固体 D Al2O3粉未 D下列物质的溶液长期暴露在空气中会变质而溶液又会出现白色浑浊的是A Na2S B Na2SO3 C KI D Na2SiO3 A、D下列盐溶液中，加入氯化钡溶液生成白色沉淀，加入稀硝酸振荡，白色沉淀不消失的是A Na2SO3 B K2CO3 C Na3PO4 D Na2SiO3 B、C下列酸中只存在于溶液里的是A H3PO4 B H2CO3 C HClO D H2SiO3 A将足量CO2气体通入水玻璃中，然后加热蒸干，再在高温下充足燃烧，最后所得的固体物质是A Na2SiO3 B Na2CO3、Na2SiO3 C Na2CO3、SiO2 D SiO2 A、D在下列溶液中加入足量的盐酸与硝酸钡的溶液后，无沉淀产生的是A (NH4)2CO3 B K2SiO3 C Na2SO3 D (NH4)3PO4 （1）SiO2 （2）Si用地壳中某重要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：（1）光导纤维的重要成分是 ；（2）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 。 H2n2SinO3n1原硅酸通过度子间缩水聚合可形成不同的多硅酸（多聚体），如： 原硅酸 二聚体 三聚体按上述规律，n个原硅酸聚合而成的多酸分子的通式是 。 二氧化硅 SiO322HH2SiO3某固体氧化物A不溶于水，常温下与纯碱不反映，高温下两者能反映得到一固体产物B，B能溶于水，加入盐酸后生成白色沉淀，盐酸过量，沉淀不溶解，吸限上层清液，经测定阳离子只有Na、H。则可推测固体氧化物是 ，B与盐酸反映的离子方程式是 。 （1）醋酸（2）饱和NaHCO3溶液 除去CO2中具有的杂质醋酸（3）Na2SiO3溶液 产生白色沉淀为确认CH3COOH、H2CO3和H4SiO4的酸性强弱，有人设计用如右图装置，一次实验即可达成目的（不必再选用其它酸性溶液）。请依据此实验填空：（1）锥形瓶内装某可溶性正盐固体，分液漏斗中所盛试剂是 。（2）装置B所盛的试剂是 ；装置B所盛试剂的作用是 。（3）装置C中所盛的试剂是 ；出现的现象是 。 （1）金刚石、石英、玻璃（2）SiO22NaOHNa2SiO2H2ONa2CO3SiO2Na2SiO3CO2 CaCO3SiO2CaSiO3CO2A、B、C为三种不溶于水，透明、坚硬的固体。A在氧气中完全燃烧只得到一种无色、无臭、密度为氧气密度的1.375倍（标准状况）的气体。B的粉末易溶于热的苛性钠溶液，向此溶液中加入过量盐酸时，析出一种不溶于水，酸性比碳酸还弱的酸。将B与石灰石，纯碱按一定比例混合高温溶融后得C。C在高温下能软化，但无固定的熔点。根据以上事实回答：（1）A、B、C的名称：A B C （2）写出有关化学反映的方程式B和苛性钠反映： 。BC的重要的反映： 。 （1）SiO2 原子（2）SiO22OHSiO32H2O（3）Si2NaOHH2ONa2SiO32H2在下列物质的转化关系中，A是一种固体物质，E是一种白色沉淀，据此填写下列空白：（1）B的化学式是 ，B在固态时属于_晶体。（2）B和a溶液反映的离子方程式是 （3）A和a溶液反映的化学方程式是 （1）硅（Si），由于在短周期内，能与NaOH溶液反映放出H2的只有Si和Al，但Al的氢氧化物可溶于过量盐酸中，不符合题意。故A只能是硅单质。（2）单质B是非金属，由于硅只有与O2反映，才干生成酸性氧化物（SiO2）与碱液（NaOH溶液）反映；（3）甲：SiO2；乙：Na2SiO3；丙：H2O（4）Si2OHH2OSiO322H2下列各单质和化合物之间有如下图所示的转化关系，并且各单质和化合物皆由短周期元素组成，丁难溶于水。根据上述关系判断：（1）根据上述关系判断：单质A只也许是 ，这是由于 。（2）单质B是金属还是非金属 ，这是由于 。（3）各化合物的化学式为：甲 、乙 、丙 。（4）写出A与NaOH溶液反映的离子方程式 。 （1）硅Si 在短周期内，能与NaOH溶液反映放出氢气的只也许是铝和硅，但铝的氢氧化物可溶于过量盐酸中，不符合题意，故A只能是单质硅（2）非金属 硅只有和氧气反映，才干生成酸性氧化物（SiO2）（3）甲：SiO2；乙：Na2SiO3；丙：H2O；丁：H2SiO4。下列各单质和化合物之间有下图所示的转化关系，并且各单质和化合物组成的元素皆为短周期元素。根据上述关系判断：（1）单质A只也许是 ，这是由于 。（2）单质B一定是 （填“金属”或“非金属”），这是由于 。（3）各化合物的化学式为：甲 、乙 、丙 、丁 。 （1）硅 二，VIA（2）SiH2O2OHSiO322H2（3）原子晶体（4）SiO2Na2CO3CO2Na2SiO3；或SiO2CaCO3CO2CaSiO3（5）在塑料瓶中密闭保存短周期元素X和Y，X最外层电子数是最内层的2倍；Y是地壳中含量最丰富的元素。在X和Y形成的常见晶体W中，每个X原子与4个Y原子相连，每个Y原子与2个X原子相连。回答下列有关问题：（1）X元素的名称是 ；Y元素位于周期表中第 周期，第 族。（2）X单质与浓的烧碱溶液反映的离子方程式是 （3）W的晶体类型是 （4）写出一个W作反映物且化学工业上经常用到的化学方程式 （5）X的含氧酸的钠盐溶液在实验室如何保存？ （1）A、D、E （2）Na2SO32CO22H2OH2SO32NaHCO32023年1月16日，美国“哥伦比亚”号航天飞机发射升空，2月1日在返回地面前16分钟时与地面控制中心失去联系，后在德克萨斯州中北部地区上空解体坠毁，机上7名宇航员所有遇难，这一事件引起世界人民的广泛关注。事后调查表白这一事也许与“哥伦比亚”号上的隔热板脱落有关。已知航天飞机中用于抗高温的隔热板是由二氧化硅制成的。请回答下列问题：（1）下列有关二氧化硅晶体的叙述对的的是 A 属原子晶体 B 属分子晶体 C 属离子晶体D 导热性差 E 化学性质稳定 F 是良好的电的良导体（2）SiO2与NaOH溶液反映可生成Na2SiO3。向Na2SiO3溶液中通入足量的CO2，有白色浑浊产生，写出Na2SiO3溶液与过量的CO2反映的化学方程式 Si%20%已知Si2NaOHH2ONa2SiO32H2，现有一硅钢片（只含Fe、Si），将其投入足量盐酸中或足量NaOH溶液中，放出的气体质量相同，求硅钢片中硅的质量比例？ 坩埚 干燥器 1/6测定某硅胶(SiO2nH2O)的含水量：用加热灼烧法制得硅胶，先称取硅酸（H2SiO3）15.6g，在 中灼烧，在 中冷却然后称量，假设最后称得硅胶为12.6g，那么SiO2nH2O中的n值是 。 炭粉过量时，CuO%62.5% 氧化铜过时， CuO%95.3%将由氧化铜和木炭粉混合而成的12g黑色粉未装入试管中，加热到不再生成红色的铜为止，得到6g铜，则原混和物中氧化铜的百分含量为多少? 铝的质量为2.7g，占49.1%；硅的质量为2.8g，占50.9%由铝、硅两种物质组成的试样11g，均匀地提成等质量的两份，一份与足量的盐酸反映可产气愤体a升，一份与足量的NaOH溶液反映可产生同种气体b升，合并两次收集的气体共有11.2升（标准状况）。试分析试样的百分组成。 （1）38%14.5%（2）5，8（3）5（4）（500100x）/（1x）粉煤灰是燃煤电厂排出的工业废渣，其中含莫来石（Al6Si2O13）的质量分数为38%，尚有含量较多的SiO2（其他成分不含Al和Si）。用粉煤灰和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO4（霞石）、Na2SiO3和NaAlO2，有关化学方程式为：Al6Si2O133Na2CO32NaAlSiO44NaAlO23CO2 Al6Si2O135Na2CO32Na2SiO36NaAlO25CO2 SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2 （1）粉煤灰中铝的质量分数为 %。（2）用1 mol Al6Si2O13 和 4 mol SiO2制得5mol NaAlO2、1mol NaAlSiO4，还应制得Na2SiO3 mol，共消耗Na2CO3 mol（得到的固体中无SiO2）。（3）1 mol Al6Si2O13 、4 mol SiO2和8 mol Na2CO3反映（反映物所有都参与反映），可制得NaAlO2 mol。（4）若用100 mol Al6Si2O13同时生产NaAlSiO4和NaAlO2，且n(NaAlSiO4)n(NaAlO2)x，消耗Na2CO3 y mol，试拟定y与x的关系式。 W（NaHCO3）25.2g W（SiO2）6.0g有一具有小苏打和石英的样品，高温加热至质量不再改变，称得质量为17.5g；将所得固体与足量盐酸反映，放出气体1.12升（标况），求原样品中小苏打和石英砂的质量。 （1）44 （2）77.8%地球化学中，通常用热重分析研究矿物在受热时的质量变化以拟定其组成。取66.6mg由高岭石Al4Si4O10(OH)8和方解石（CaCO3）组成的矿物，加热，在673K1123K区间内分解为氧化物，样品总失重13.8mg。（1）方解石的失重比例为 ；（2）计算矿物中高岭石的质量分数。 n1/4 SiC SiCx/4； n1/4 SiCC SiCnx Cx(14n)；n1/3 SiO2Si SiO2(3n1)x/2 Si(1n)x/2；1/4n1/3 SiSiC Six(4n1) SiCx(13n)已知SiCSiC，现有石英砂和炭粉的混合物xmol，于高温下在电炉里充足反映后，得残留固体；若石英砂与混和物的物质的量之比n（0n1），试讨论n取何值时，残留物的成分及其物质的量。n例n1/3残留固体Si物质的量（mol）x/3(或nx)B组 D据2023年12月的参考消息报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点、假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发运用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的是A 硅便于运送、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B 硅的来源丰富，易于开采，且可再生C 硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染限度低，且易有效控制D 寻找高效催化剂，使硅的生产耗能很低，是硅能源开发对用的关键技术 C玻璃的重要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是A 烧碱 B 纯碱 C 氢氟酸 D 盐酸 B、D某呈碱性的溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入稀HNO3，沉淀不消失，则该溶液中存在的离子也许为A Ag B SO32 C CO32 D SiO32 C在硅晶体中，由硅原子构成的最小环为六员环，则平均每一个六员环所具有的硅原子数为A 6个 B 3个 C 1.5个 D 1个 D原硅酸的结构为，若去掉氢原子后的剩余部分即SiO44为原硅酸根，其构型为正四周体，四周体顶角上的氧原子叫“角氧”。有关叙述对的的是A 两分子原硅酸脱去一分子水得到的H6Si2O7分子中有6个SiO键B 两个硅氧四周体，彼此用一个角氧相连后，形成的Si2O76离子中各键角均为10928C 3个硅氧四周体彼此用3个角氧相连后，形成的Si3O96离子呈链状D n个硅氧四周体彼此用四个角氧连接后的晶体是二氧化硅 B、C青石棉（cricidolite）是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一，青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22(OH)2，青石棉用稀硝酸溶液解决时，还原产物只有NO，下列说法对的的是A 青石棉是一种易燃品且易溶于水B 青石棉的化学组成用氧化物的形式可表达为：Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OC 1mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用，至少需消耗6L 3mol/L HNO3溶液D 1mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用，至少需消耗5.5L 2mol/L HF溶液 A化学式(Mg2.36Fe0.48Al0.16)(Si2.72Al1.28)O10(OH)2Mg0.32(H2O)4.32是蛭石的一种常见的化学表达式，从该化学式中可以推知铁元素的化合价为A 3 B 2 C 1.44 D 2.44 C1798年法国化学家对绿柱石和祖母绿进行化学分析发现了铍，已知绿柱石（Bergl）是一种呈绿色的硅酸盐，可表达为BexAlySimOn（x、y、m、n均为自然数），其中阴离子部分结构如右图所示（已知表达硅酸根离SiO44），下列说法肯定不对的的是A 阴离子化学式为：Si6O1812B 绿柱石可用氧化物形式表达为：3BeOAl2O36SiO2C 绿柱石可表达为Be3Al2Si3O12D 绿柱石可溶于强碱和氢氟酸 C目前，科学家拟合成一种“二重构造”的球形分子，即把足球型的C60分子熔进Si60的分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合。下列说法对的的是A 它是由两种单质组成的混合物 B 它是一种硅酸盐C 它是一种新型化合物 D 它是一种高聚物 B地壳岩石中具有很多种复杂的硅酸盐，象花岗石里的正长石（KAlSi3O8）在长期风化，进行复杂的变化后，能生成以下物质A 石灰石、沸石和硅酸钾 B 高岭土、硅酸和碳酸氢钾C 滑石粉、刚玉和硝酸钾 D 粘土、砂和无机盐 B硅酸盐与二氧化硅同样，都是以硅氧四周体作为基本结构单元。硅氧四周体可以用投影图表达成，其中O表达氧原子，中心黑点表达硅原子。硅氧四周体通过不同方式的连接可以组成各种不同的硅酸根离子。试拟定在无限长单链阴离子中（见图），硅原子与氧原子的个数之比为A 12 B 13 C 25 D 27 C在结构中，表达成SiO4，则该结构式的通式为A (Si2O5)n2n B (SiO3)n2n C (Si6O17)n10n D (Si6O19)n14n C已知化合物A（C4Si4H8）与立方烷（C8H8）的分子结构相似，如下图：则C4Si4H8的二氯代物的同分异构体数目为：A 6 B 5 C 4 D 3 D在地壳内，深度每增长1km，压强大约增长2525030300kPa，在这样的压强下，对固体物质的平衡会发生较大影响。如：CaAl2Si2O8Mg2SiO4CaMg2Alo2Si3O12（钙长石）（镁橄榄石）（钙镁）石榴子石摩尔质量（g/mol） 278 140.6 413.6密度（g/cm3） 270 3.22 350在地壳区域变质的高压条件下，有助于A 钙长石生成 B 镁橄榄石生成C 钙长石和镁橄榄石共存 D （钙镁）石榴子石生成 （1）2HClMgOH2OMgCl2；2HClMgH2MgCl2SiO24MgMg2Si2MgO；Mg2Si4HClSiH42MgCl2；SiH42O2SiO22H2O（2）在N2保护下（或惰性气体），对硅烷气体进行检查SiH42KMnO4H2K2SiO32MnO2H2O实验室制备少量硅一般采用镁粉还原SiO2的方法，然后用稀盐酸洗涤产品以除去杂质。某同学在进行上述操作时，在制得的产品中加HCl洗涤时忽然起火。（1）请用化学方程式解释：稀盐酸洗涤产品可除去哪些重要杂质?为什么加HCl洗涤时忽然起火?（2）请设计一个实验来验证你的解释。（不必画出装置图，也不必指出具体化学药品，不必写方程式，只要简明指出方法。） （1）A （2）A、D （3）B、C （4）A、D土壤胶体是矿物质胶体和有机胶体的复合胶体，其基本组成物质如含水的二氧化硅（显酸性）、氧化铁、氧化铝和分子中有酚羟基、羧基的腐殖酸。可见，土壤胶体由于其存在较多弱酸性基团而重要带负电荷。因此，土壤胶体能吸附阳离子进入土壤胶粒表面（扩散层中）而建立吸附平衡。吸附Ca2+离子时，对土壤胶体有较强的凝聚作用，能使土壤结构得到改善，形成稳性的团粒结构而有良好的肥力。被土壤胶体吸附的阳离子，能跟土壤溶液里其他更易被吸附的阳离子（如 Fe3+、A13、H+）或者其他浓度较大的阳离子（如所施钾肥的K）发生互相互换的互换作用，即代换反映。此等阳离子，就称为土壤代换性（互换性）阳离子。这种代换反映，必然可逆而有其代换平衡。作物根系在土壤中通过放出有机酸和二氧化碳而吸取土壤胶体上的NH4+、K+时，就会破坏原有相关的代换平衡。为定量研究土壤中Ca2+、Mg2+的存在状况，可进行这样的实验：分别取两份风干、磨细的同种土壤样品30g于锥形瓶中，编号为1和2，在1号瓶中加10%NaCl溶液150mL，在2号瓶中加蒸馏水150mL，同时振荡10分钟后分别用干滤纸过滤，相应得到1号滤液和2号滤液。分别量取两种滤液各25.00mL于锥形瓶中，各加入2.5mL氨性溶液（氨缓冲液）使两者的pH都约为10，再各加3滴Ca2+、Mg2+的指示剂（铬黑T，在此碱性溶液中自身显蓝色，遇Ca2+、Mg2+则显红色），然后分别用0.0200mol/L的EDTA标准溶液滴定至终点（EDTA很易以等物质的量结合Ca2+、Mg2+生成稳定的无色配合物，故终点时溶液由红色突变为蓝色）。滴定25.00mL 1号滤液和25.00mL 2号滤液，分别用去此EDTA溶液V1 mL和V2 mL。（1）上面被研究的土样中，代换性钙镁的总含量，以“103mol/100g土样”计，根据测定，应为A 0.4 V1 B 4102V1 C 0.4V2 D 4102V2（2）为研究酸性土壤中H+的存在状况，取等量酸性土壤的土样，分别放入适量等体积的蒸馏水和10%的NaCl溶液中充足搅拌后静置，再分别用pH试纸测定其上层澄清液的pH，分别获得的测定值相应为pH1和pH2。对此测定结果所作的评价，对的的是 A 应以PH1为该土样的土壤溶液酸碱度的测定值B 测定值pH2与该土壤的酸性限度无关C 因pH2pH1，故应以pH2为该士样的土壤溶液酸碱度的测定值D pH2越小于pH1，原存于土壤胶体的潜在酸度就越高（3）连续较多施用(NH4)2SO4或NH4Cl铵态氮肥，将使土壤显著变酸和显著减少其代换性钙镁含量，从而破坏士壤结构。其重要因素是A NH4+的水解酸性 B NH4+被作物吸取时所显的生理酸性C 土壤胶体上的Ca2+、Mg2+被H+代换 D 土壤胶体上的H+被NH4+代换（4）改良酸性土壤，适宜施加A 石灰 B 氨水 C 石膏 D 腐殖酸钙 SinH2n2；较低称为有机硅化合物的一类化合物中，组成最简朴的是硅烷，它的组成和结构与烷烃相似。硅烷的分子通式可表达为 ，与相应的烷烃相比较，硅烷的热稳定性 。 试写出下列化合物的结构式：乙锗烷 ；六苯基乙硅烷 6 10928 2 120 4 在金刚石晶体内的空间网状结构中具有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上有 个碳原子，任意两个CC键的键角为 。在石墨晶体中，每一层面结构由无数个正六边形形成，平均每个正六边形所占有的碳原子数为 个。任意两个CC键的键角为 。在二氧化硅晶体中，1mol SiO2含 mol共价键。原硅酸根离子SiO44的结构可表达为，二聚硅酸根离子Si2O72中只含硅氧键，它的结构可表达为 。 空间正四周体 Si2O76 Si3O96原硅酸根离子SiO44中的Si原子被4个O原子所包围，可以用图A来表达其空间构型。你认为Si则的空间构型为 。图B表达 （写化学式）的空间构型，图C表达 （写化学式）的空间构型。 A B C （1）硅（或Si或单晶硅）（2）二氧化硅（或SiO2）（3）硅（或Si）（4）铝硅酸盐（或硅铝酸盐）（5）具有SiO键 与硅相连的烃基用地壳中某重要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：（1）计算机的芯片的重要成分是 ；（2）光导纤维的重要成分是 ：（3）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 ；（4）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为_的化合物；（5）有一大类化合物，结构独特，兼备无机材料和有机材料双重性能，有耐温、电绝缘性好、难燃、憎水、耐腐蚀等特性，广泛用于航空航天、电子电气、建筑、运送等行业，用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、防水、防潮，已为现代社会不可替代的新材料。这类材料在分子结构上的特点是 和 。 温热的条件下碱能使脂肪水解，形成可溶性产物，从而去除玻璃表面油污；防止水分稀释将要加入的浓硫酸；萤石与浓硫酸作用，产生氢氨酸，氯氟酸与SiO2或CaSiO3作用，形成SiF4挥发性气体，从而达成去除表面部分SiO2，使玻璃表面洁净的目的。要在玻璃表面镶牢一层薄薄的金属，一方面必须对玻璃的表面进行解决。解决过程是：一方面用温热的碱性水溶液洗涤，重要作用是 ；用清水把碱性溶液冲洗干净，然后揩干（也可以烘干），揩干的因素是 ；在玻璃表面洒一层萤石细粉与浓硫酸混合物，并通过机械轻轻磨动，重要作用是 ；冲洗干净后，烘干。 （1）SiO22CSi2CO（2）分馏（或蒸馏）（3）浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3气化有固体物质生成 在反映温度下，普通玻璃会软化 SiHCl3H2Si3HCl排尽装置中的空气bd晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的重要环节如下：高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅粗硅与干燥HCl气体反映制得SiHCl3：Si3HClSiHCl3H2SiHCl3与过量H2在10001100反映制得纯硅已知SiHCl3，能与H2O强烈反映，在空气中易自燃。请回答下列问题：（1）第步制备粗硅的化学反映方程式为 。（2）粗硅与HCl反映完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0）中具有少量SiCl4（沸点57.6）和HCl（沸点84.7），提纯SiHCl3采用的方法为 。（3）用SiHCl3与过量H2反映制备纯硅的装置如下（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 。反映一段时间后，装置D中观测到的现象是 ，装置D不能采用普通玻璃管的因素是 ，装置D中发生反映的化学方程式为 。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，控制好反映温度以及 。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溶液母液NH4Cl滤液滤液H2SiO3CO2H2SiF6NH4HCO3、H2O充足混合、过滤NaClNaF粗NaF操作操作操作粗NH4Cl操作I操作 （1）H2SiF66NH4HCO36NH4FH2SiO36CO23H2O NaF比NaCl的溶解性小（2）烧杯、漏斗（3）除去NaF、NH4Cl表面的杂质（4）加热蒸发溶剂，析出多量固体后冷却（5）必须保证H2SiF6能所有反映，防止在进行反映时H2SiF6将与NaCl反映，生成Na2SiF6沉淀，混入NaF中影响NaF质量氟化钠是一种重要的氟盐，重要用作农业杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂。实验室可通过下图所示的流程以氟硅酸（H2SiF6）等物质为原料制取氟化钠，并得到副产品氯化铵：有关物质在水中溶解度分别为：氯化铵：10时33.3g、20时37.2g、30时41.4g；氟化钠：20时4g；氟硅酸钠微溶于水。请回答下列问题：（1）上述流程中发生两步化学反映，第一步反映的化学方程式为： ，第二步反映能进行是由于 。（2）操作需要用到的玻璃仪器除玻璃棒外，尚有 。（3）操作II的作用是 。（4）操作的具体过程是 。（5）流程中NH4HCO3必须过量，其因素是 。 （1）由A中N29，N原子数3840.29148，N只存在于反映物尿素中，4个CO(NH2)2总分子量为240，正八面体离子为SiF62，摩尔质量为142g/mol，外加2个H，总摩尔质量240g/mol2g/mol142g/mol384g/mol，此数据与题意完全吻合。所以A为(NH2)2CO2H2SiF6。（2）3SiF44CH3OH8CO(NH2)22(NH2)2CO2H2SiP6Si(OCH3)4。（3）制取H2SiF6：SiF42HFH2SiF6或3SiF42H2O2H2SiF6SiO2，H2SiF6易分解释放出HF，HF有较强的腐蚀性，剧毒，防锈性不好，即H2SiF6药效较短；而A中H与尿素结合，较稳定，不易分解放出HF，因此，A的药效更长，防锈性能更好。（4）ZM/(NAV)ZM/(NAa2c)4384/6.021023(926.31010)2(1789.81010)l.66g/cm3。现有一新农药A，它是把SiF4气体通入尿素的甲醇溶液中制得的。该农药为无色透明晶体，摩尔质量约为384g/mol。通过做A的导电性实验，发现其导电性与等物质的量的K2SO4极为相近。A在水中易溶解、其水溶液是酸性，和同浓度的氟硅酸农药相比，A的防锈性能更为优越。通过结构分析发现，A晶体中氮元素的质量分数为29，晶体中有一种正八面体的离子。（1）推断A晶体的化学式。（2）写出制取A的化学反映方程式。（3）写出制取氟硅酸反映的方程式，并解释A比氟硅酸优越的因素。（4）已知A为四方晶系，其晶胞参数a926.3，c1789.8pm，在晶胞中有四个A分子。求A晶体的密度。 （1）Na2CO3K2CO3SiO22KNaSiO32CO2（2）水解生成的SiO2xH2O，高温时析出SiO2，起粘结作用。生产电焊条时，使用硅酸钾钠作粘结剂。（1）用纯碱、碳酸钾和二氧化硅（均为固体）反映生成硅酸钾销的方程式 ；（2）硅酸钾钠作为粘结剂，其粘结原理是 。 Mg2Si3O8nH2O14HCl2MgCl23SiO2(n2)H2O三硅酸镁Mg2Si3O8nH2O（或2MgO3SiO2nH2O）是一种不溶于水的盐，但可用于治胃溃疡病，由于它可以与胃酸起反映，方程式是 。 （1）2NaCaAlSi5O1617H2O6CO22Na2Ca26HCO34H4SiO43Al2(Si2O5)(OH)4 （2）3.2104mol/L矿泉水一般是由岩石风化以后被地下水溶出其可溶部分组成，风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。例如钾长石风化成为高岭土Al2(Si2O5)(OH)4的反映为：2KAlSi3O811H2O2CO22K2HCO34H4SiO4Al2(Si2O5)(OH)4，风化产物仅高岭土难溶于水，其余成分均可进入水中。现有一矿泉水，它相称于0.20104mol钾长石，0.15104mol黑云母KMg3AlSi3O10(OH)12和1.2104mol中长石（NaCaAlSi5O16），风化为高岭土后，其可溶成分溶于1L水中。（1）配平中长石风化的离子方程式 。（2）这种矿泉水中含H4SiO4的物质的量浓度是 。 由于碳原子倾向于形成双键，所以CO2分子以单个的形式存在。而在SiO2中存在网状SiO单键结构。此外Si原子上的d轨道也使其能参预一些CO2所不能进行的反映。导致CO2与SiO2特性不同的因素有哪些？ SiO2 由于SiH4水解、氧化所得产物都是SiO2由SiH4为原料进行氮化来制备Si3N4纳米材料，有极高的稳定性，所以用途广泛。请根据Si原子的成键特点和SiH4的性质，你认为该材料中最大也许存在的杂质是 ；请解释该结论。 SiO2是原子晶体，硬度大，熔点高，不与水反映。硅胶是硅酸凝胶经充足洗涤、干燥脱水后形成的多孔性固体，对H2O有较强的吸附作用，因而是一种优良的干燥剂。说明下列现象：SiO2与水生成H2SiO3的反映很难进行，并且反映是吸热的，但硅胶却是一种优良的干燥剂。 Si6O1812的经验式为SiO32，假如在经验式中共用氧原子占1/2个单位，而非共用价氧原子占一个单位，则相应每一个硅原子的氧原子数为：(21)(21/2)3这种方法是通过硅酸盐中Si和O的价态（分别是4和2）来求的，也可用此外一种方法来求经验式，即从链的某点处开始把所有的原子分别加起来，直到另一相同的点为止，见图：。从图中很容易看出一个硅原子相应三个氧原子。同理，单链硅酸盐中每一个硅原子与四个氧原子相连，其中二个为共用的，所以其经验式为SiO32。在双链硅酸盐中有一半的硅原子共用四个氧原子中的两个，另一半的硅原子共用四个氢原子中的三个，即每相应两个硅原子，有三个氧原子与其中的一个相连，另有五个氧原子为共用的。也即每两个硅原子相应 (31)(51/2)11/2个氧原子，其价态为6，则经验式为Si2O7。由另一种方法也可得到：Si6O1812的经验式是什么？说明在不知道环的大小的情况下如何由此离子的共价氧原子数和非共价氧原子数推断出其经验式。用同样的方法推断单链和双链硅酸矿的经验式并标出价态。 （1）方法SiO24MgMg2Si2MgO（杂质Si）Mg2Si4NH4BrSiH4MgBr24NH3（在液氨中）Mg2Si2H2SO4SiH42MgSO4（在水中）SiH4Si2H2方法SiO22Cl22CSiCl42COSiCl4LiAlH4LiClSiH4AlCl3（在乙醚中）SiH4Si2H2（2）区域熔炼法；由熔融体拉成单晶。用于无线电技术的集成微电路是极薄的一层高纯单晶硅，在其上借腐蚀的方法“刻”出条纹。高纯硅是由用二氧化硅制得的甲硅烷生成。（1）试提出制高纯硅的方法，写出相应的反映方程式。（2）试指出几个所制得硅的物理提纯方法。 （1）第三周期A族 原子 半导体 2NA 10928 （2）B、C （3）381kJ制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上由粗硅制高纯度硅常通过以下反映实现：aSi（固）3HCl（气）SiHCl3（气）H2（气）381kJbSiHCl3（气）H2（气）Si（固）3HCl（气）（1）元素硅在周期表中位于 ；晶体硅属于 晶体，是 体（导体、半导体、绝缘体）；晶体硅有类似金刚石的结构，每摩尔晶体硅的共价键数目为 ，键角为 。（2）关于上述条件下的两个反映的叙述中不对的的是A 两个反映都是置换反映 B 反映b是放热反映C 上述反映是可逆反映 D 两个反映都是氧化还原反映（3）反映b的热效应为 。 （1）12（2）设需纯度为75%石英沙m。据题意有下列关系式：SiO2Si（粗）SiCl4Si（纯）60吨 28吨m75%（110%）80%80% 25.2m75%（110%）80%80%25.26028得m125吨或由Si守恒有：（m75%）（110%）80%80%/6025.2/28得m125吨（3）设每轮生产投入的粗硅中含1mol Si，则由反映有：损耗HCl物质的量为4mol，生成H2物质的量为1mol。由反映有：损耗H2物质的量为1.25mol，生成HCl物质的量为3mol则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H2的体积比为（4mol3 mol）（1.25mol1mol）41工业生产粗硅的重要原理为：SiO22CSi（粗）2CO（1）若在制粗硅的过程中同时生成了碳化硅，且两者物质的量之比为11，则参与反映的C和SiO2的质量比为 。（2）工业上可通过以下原理由粗硅进一步制纯硅：Si（粗）2Cl2（g）SiCl4（l） SiCl42H2Si（纯）4HCl若上述反映中Si（粗）和SiCl4的运用率均为80，制粗硅时有10%的SiO2转化为SiC，则生产25.2吨纯硅需纯度为75%石英砂多少吨？（4）参考下图：假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反映HCl中的运用率为75，反映中和H2的运用率为80。则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H2的体积比是多少？反映反映粗硅HCl纯硅HClH2H2反映：Si（粗）3HCl（g）SiHCl3（l）H2(g)反映：SiHCl3H2Si(纯)3HCl （1）9.0 g SiO2的物质的量为0.15 mol，样品中H2O的质量为16.6 g13.0 g3.6 g ，物质的量为0.02 mol设16.6 g 三硅酸镁的物质的量为aMgxSi3OymH2O3SiO2mH2O1 3 ma 0.15 mol 0.02 mola0.05 mol m4MgxSi3OymH2O的摩尔质量为332g/mol24x28316y184332 2x432y 由解得：x2，y8三硅酸镁的化学式为Mg2Si3O84H2O（2）样品中含水量21.7%大于12.2%，故样品不是优良级（3）Mg2Si3O84H2O4HCl2MgCl23H2SiO33H2O2023年3月8日媒体报道了陕西肯德基连锁店在煎炸油中添加滤油粉的情况，经卫生部门检测滤油粉实质为食品级三硅酸镁。三硅酸镁为白色无味粉末，不溶于水和乙醇，易与无机酸反映。某化学爱好小组测定三硅酸镁的化学式（可用MgxSi3OymH2O表达）。实验环节如下：环节一：取16.6 g三硅酸镁样品，充足加热至不再分解为止，冷却、称量，得固体13.0g。环节二：另取16.6g三硅酸镁搅拌中加足量4 mol/L盐酸100 mL，充足反映后，过滤，洗涤，烘干得固体9.0 g。该固体为空间网状结构且熔沸点很高。有关部门规定三硅酸镁样品中含水量12.2 %为优良级。则：（1）计算拟定MgxSi3OymH2O的化学式。（2）该小组测定的三硅酸镁样品是否为优良级？（3）写出该三硅酸镁样品与盐酸反映的化学方程式。 （1） （2） (CH3)3SiCl水解产物为挥发性(CH3)3SiOH（沸点：99），后者脱水成(CH3)3SiOSi(CH3)3。（1）写出(CH3)2SiCl2水解并且脱水后产物的结构式；（2）写出(CH3)2SiCl2和少量CH3SiCl3水解并且脱水产物的结构式。 （1）Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2 Na2SiO3CO2H2ONa2CO3SiO2H2O （2）反映（1）在高温条件下由于SiO2的难挥发性而易进行；反映（2）可在溶液中进行，由于H2CO3的酸性强于H2SiO3SiO2可以代换出碳酸钠中的CO2，CO2也能代换出硅酸钠中的SiO2。请：（1）写出这两个反映的方程式；（2）强调指出实行这两个反映的条件及其理由。 （1）(SinO3n)2n （2）Be3Al2Si6O18 3BeOAl2O36SiO2硅氧四周体可以用下图表达，图中是硅氧四周体结合成环状结构的两个例子。请回答下列问题：（硅氧四周体） （硅氧四周体连接成环）（1）若在环状结构中硅的原子数为n，写出环状结构中硅酸根离子的通式。（2）已知绿柱石是由环状硅氧四周体构成的硅酸盐。它是具有铍、铝两种元素的复盐，酸根中具有6个硅原子。写出绿柱石的化学式，并在此基础上写成氧化物相结合的形式。 （1）Na2OFe2O33FeO8SiO28H2O 2.4 Fe（）和Fe（）的混合物 Fe（）占75，Fe（）占25（2）K2O3Al2O36SiO22H2O（3）Al与Si的半径相近，插入后不会引起结构改变“911”事件发生后，美国世贸大厦轰然倒下。在清理废墟中，人们发现有很多石棉。石棉是一种具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐火焰、耐酸、碱的腐蚀，并且价格低廉的硅酸盐。石棉有毒，能使人患肺癌。（1）有一种石棉叫做石棉矿青石棉，其分子式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。写成氧化物形式的化学式为