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专题18 硅及其化合物的特殊性化学学习有一条原则：抓住规律，记住特殊性，这样遇到问题才能思路清晰、逻辑严密，防止出现低级错误。硅及其化合物有诸多特殊性质，掌握这些特性，对于理解硅及其化合物的知识十分重要。一硅的特殊性1硅属于非金属元素，是良好的半导体材料，可用作计算机芯片、太阳能电池板。 2一般情况下，位于金属活动性顺序H之前的金属才能置换出酸中的氢，而硅是短周期非金属元素，却可以与HF反应置换出氢：Si+4HF=SiF4+2H2。3硅可与强碱溶液反应生成H2，该反应与铝与强碱溶液反应相似，而其他非金属无此性质。Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2。典例1（2019届安徽省合肥市高三上学期调研性检测）下列有关物质性质与用途具有对应关系的是A Si的熔点高，可用作半导体材料 B Cl2具有强氧化性，可用于漂白有色有机物质C Na2CO3溶液呈碱性，可用于洗涤油污 D Al2O3硬度很大，可用于制造耐火材料【答案】C典例2（2018届江西省等三省十校高三下学期联考）化学与社会、生活、科技有着密切的联系,下列说法正确的是A 烧制陶瓷和石油的分馏均不涉及化学变化B 明矾常用于水的净化和消毒杀菌C 利用高纯硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能D 航空母舰上用于舰载机降落拦阻索的特种钢缆，属于新型无机非金属材料【答案】C【解析】A、烧制陶瓷时黏土中的成分在高温下发生复杂的物理化学变化，而石油的分馏是利用物质的沸点高低进行分离的一种实验操作，不涉及化学变化，故A错误；B、明矾中的Al3+发生水解生成Al(OH)3胶体，能够吸附水的颗粒状杂质，达到净化水的目的，但没有消毒杀菌作用，故B错误；C、利用高纯硅制造的太阳能电池可将太阳的光能转化为电能，故C正确；D、航空母舰上用于舰载机降落拦阻索的特种钢需要有特别强的韧性和强度，耐高温抗腐蚀，是一种新型金属材料，故D错误。二SiO2的特殊性1在所有的非金属氧化物中，只有硅及其氧化物SiO2是原子晶体。2SiO2是酸性氧化物，但不能与水反应，其他酸性氧化物能与水反应生成相应的酸；SiO2不仅可以与碱及碱性氧化物反应生成相应的盐，而且可以与氢氟酸反应：SIO2+4HF=SiF4+2H2O。典例3化学与社会、生活、科技等密切相关。下列说法正确的是A 泡沫灭火器可用于一般的起火，也适用于电器起火B 二氧化硅用途广泛，制光导纤维、石英坩埚、太阳能电池等C 向氨水中逐滴加入5-6滴FeCl3饱和溶液，制得氢氧化铁胶体D 绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染【答案】D典例4（2018届广西桂林、贺州、崇左三市高三第二次联合调研考试）下列说法正确的是A 石墨烃、光导纤维、氧化铝陶瓷都是新型无机非金属材料B 煤的干馏、石油的分馏、蛋白质的盐析都属于化学变化C 洗涤剂、热碱液、汽油三种物质清洗油污的原理相同D 水华、赤湖、水俣病等水体污染都与大量排放含N元素的物质有关【答案】A【解析】A、三个都是无机非金属材料，A正确。B、石油的分馏和蛋白质的盐析属于物理变化，B错误。C、洗涤剂清洗油污是利用洗涤剂亲油基团包围并分散油滴，并进一步分散到水中达到去污效果；热碱液清洗油污是利用油污在碱性条件下水解生成可溶物从而除去油污；汽油清洗油污是利用汽油能够溶解油污的性质，三者原理各不相同，C错误。D、水华和赤潮与大量排放含N元素的物质有关，而水俣病则是由于Hg污染引起的后果，D错误。三硅酸1大多数的含氧酸是易溶于水的，而硅酸难溶于水，硅酸一种弱酸，酸性比碳酸还弱。2SiO2对应的含氧酸有原硅酸：H4SiO4和硅酸：H2SiO3。典例5（2018届广西桂林、贺州、崇左三市高三第二次联合调研考试）下列实验操作能够达到实验目的的是实验操作实验目的A用pH试纸测定Na2CO3溶液和NaClO溶液的pH证明酸性：H2CO3强于NaClOB将气体通过无水CuSO4粉末检验气体中的水蒸气C向未知溶液中加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液检验溶液中的SO42-D向水玻璃中滴加一定量的稀盐酸证明非金属性: Cl强于Si【答案】B【解析】A、NaClO水解后有HClO生成，而HClO能够漂白pH试纸，因此无法用pH试纸测定HClO溶液pH值，实验失败，A错误。B、无水硫酸铜吸收水蒸气逐渐转变成五水硫酸铜，固体由白色变为蓝色，可以检验气体中的水蒸气，B正确。C、由于HNO3具有强氧化性，因此溶液中的SO32-能够被氧化生成SO42-，所以该方法检验溶液中的SO42-不可行，C错误。D、该选项的正确思路是非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，而实验只能证明HCl酸性比H2SiO3强，D错误。典例6（2018届四川省泸州市高三第二次教学质量检测性考试）下列实验操作、现象能得出对应结论的是实验操作实验现象实验结论A海带通过灼烧、水溶、过滤，在滤液中依次滴加稀硫酸、H2O2、淀粉溶液溶液变蓝海带含碘单质B蔗糖溶液水浴加热后加入新制Cu(OH)2悬浊液，微热无砖红色沉淀蔗糖水解产物无醛基C加热浸透了石蜡油的碎瓷片，将产生气体通入酸性K2Cr2O7溶液中溶液变绿色石蜡油分解产生了不饱和烃D向CaCO3固体中滴加6mol/L盐酸，将气体通入少量Na2SiO3溶液中Na2SiO3溶液中产生白色胶状沉淀酸性：H2CO3H2SiO3【答案】C【解析】海带中含有碘离子，被H2O2氧化为碘单质，而碘单质能够使淀粉溶液变蓝，碘离子没有此性质，A错误；蔗糖在酸性条件下发生水解，水解液显酸性，而新制Cu(OH)2悬浊液在碱性环境下才能氧化醛基，应该在蔗糖水解液中加入足量的氢氧化钠溶液，中和硫酸，然后再加入新制Cu(OH)2悬浊液，微热，出现砖红色沉淀，蔗糖水解产物中含有醛基；B错误；浸透了石蜡油的碎瓷片，加强热，分解生成气体能够使酸性K2Cr2O7溶液中变为绿色，说明K2Cr2O7被还原了，反应一定产生了还原性气体，如乙烯等不饱和烃；C正确；浓盐酸具有挥发性和酸性，制备出的二氧化碳气体中含有氯化氢气体，混合气体同时进入Na2SiO3溶液中，都能够制备出硅酸沉淀，不能证明碳酸的酸性大于硅酸；D错误。四硅酸盐1通常我们说的某酸盐是一种酸根的盐，而硅酸盐是多种硅酸盐的总称。2碳酸的酸性比硅酸强，Na2SiO3溶液中通入CO2可得到白色胶状沉淀：CO2+ Na2SiO3+H2O=H2SiO3+ Na2CO3，这符合复分解反应规律，即强酸制弱酸原理；但SiO2在高温下可与Na2CO3反应生成Na2SiO3和CO2：SiO2+ Na2CO3 Na2SiO3+ CO2，这是由于高温下CO2挥发脱离反应体系。典例7（2018届东北三省三校（哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）高三第一次模拟考试）下列说法不正确的是A SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃B 向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶C 氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4D 石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能【答案】D典例8（2018届福建省福州第三中学高三下学期第一次校模拟考试）化学与人类生活密切相关，下列说法正确的是A 为减少木材的使用，使用聚氯乙烯生产包装盒B 化学药品着火，都要立即用水或泡沫灭火器灭火C 水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂D 煤的干馏和石油的分馏都属于化学变化【答案】C典例9（2018届宁夏银川一中高三第二次模拟考试）中华传统文化博大精深，其中涉及到很多的化学知识。下列有关说法不正确的是A “滴水石穿、绳锯木断”不包含化学变化B 工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料C “落汤螃蟹着红袍”肯定发生了化学变化D 中国蓝是古代人工合成的蓝色化合物，其化学式为BaCuSi4O10，可改写成BaOCuO4SiO2【答案】A【解析】石头大多为大理石(即碳酸钙)，其能与水、二氧化碳反应生成,是可溶性物质，属于化学变化，A错误；制玻璃的原料:石英、石灰石、纯碱等；制水泥的原料:石灰石和黏土；制漂白粉的原料:用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉，因此工业上生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料，B正确；龙虾和螃蟹被煮熟时,它们壳里面的一种蛋白质-甲壳蛋白会受热扭曲分解，释放出一种类似于胡萝卜素的色素物质，有新物质生成、，属于化学变化，C正确；硅酸盐改写成氧化物形式时，活泼的金属氧化物写在前面，再写，含氢元素的最后写，所以用氧化物形式表示：BaOCuO4SiO2；D正确。五硅的制取同主要族元素从上到下元素的非金属性减弱，C的非金属性比Si强，Si的还原性比C强，但C可以在高温下从SiO2中置换出Si：2C+SiO2Si+2CO，这是由于生成的CO是气体，易从反应体系中脱离。典例10（2018届山西省晋城市高三上学期第一次模拟考试）A、B、C、D、E 五种物质中均含有同一种短周期主族元素R， 它们能发生如图所示的转化关系，已知A、B、D、E四种物质均难溶于水，单质R能与NaOH溶液反应生成盐和氢气。下列说法正确的是（ ）A 反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为11B 化合物A既能溶于NaOH又能溶于氢氟酸C 反应的离子方程式为：2R+2OH-+2H2O=2RO2-+3H2D 化合物C的溶液与反应产生的气体能够发生化学反应【答案】B【解析】单质R能与NaOH溶液反应生成盐和氢气，常见的是Al或Si，由图中转化关系可知，若R是Al，则C应为NaAlO2，但NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl和AlCl3的混合溶液，不能生成难溶物，所以R是Si，A在高温下能与焦炭和石灰石反应，说明A是SiO2，根据图中转化关系可推知，B为CaSiO3、D为Si、C为Na2SiO3、E为H2SiO3。A. 反应的化学方程式为：SiO22CSi2CO，由方程式可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2，A错误；B. SiO2既能与NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，B正确；C. 反应的离子方程式为Si2OHH2O=SiO322H2，C错误；D. 反应产生的气体是CO，Na2SiO3溶液与CO不反应，D错误。
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