- 硅酸（原硅酸）的化学性质
- 共829题
用高岭土（主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O，并含有少量CaO、Fｅ2O3）研制新型净水剂（铝的化合物）。其步骤如下：将土样和纯碱混合均匀，加热熔融，冷却后加盐酸分别得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂。
（1）写出熔融时主要成分与纯碱反应的化学方程式（Al2O3与强碱反应相似） 。
（2）最后的沉淀是 ，生成沉淀的离子方程式是 。
（3）实验室中常用的有瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚，本实验应选用 坩埚。
正确答案
（1）SiO2＋Na2CO3
Al2O3＋Na2CO3
（2）H2SiO3 SiO2-3＋2H＋
（3）铁
搞清高岭土的主要成分是本题的关键。Al2O3与SiO2能分别与Na2CO3反应得到Na2SiO3和NaAlO2，冷却后加盐酸分别得到H2SiO3沉淀和AlCl3溶液（净水剂）。瓷坩埚、氧化铝坩埚都能与Na2CO3反应，因此本实验应该选用铁坩埚。
有两瓶溶液，A溶液：1L 1mol·L-1的纯碱溶液；B溶液：1L 1.25mol·L-1的盐酸。试计算在下列两种情况下产生的CO2在标准状况下的体积各多少升？（忽略CO2溶解于水）
（1）将A逐滴加入到B中；
（2）将B逐滴加入到A中。
正确答案
（1）将A逐滴加入B中，生成CO2气体为14L（标准状况）；（2）将B逐滴加入A中，生成CO2气体为5.6L（标准状况）。
A为1L1mol·L-1的Na2CO3溶液，n（Na2CO3）=1mol。
B为1L1.25mol·L-1的HCl溶液，n（HCl）=1.25mol。
（1）Na2CO3+2HCl 
2mol 22.4L
1.25mol V（CO2）
则 2mol∶1.25mol=22.4L∶V（CO2）
V（CO2）=
（2）Na2CO3+HCl
NaHCO3+HCl
由反应①消耗HCl 1mol；生成NaHCO3 1mol，还余HCl为0.25mol；而反应②消耗0.25mol HCl应生成0.25molCO2。
V（CO2）=22.4mol·L-1×0.25mol=5.6L
有三种透明且不溶于水的坚硬固体，A固体在氧气中完全燃烧只能得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况时测得此气体密度为氧气密度的1.375倍。B固体能溶于苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，得到不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后，能得到C，C在高温时软化，无固定熔点。
根据上述事实，判断A、B、C各为何物。
A ；B ；C 。
写出有关反应的化学方程式 。
正确答案
金刚石 石英 普通玻璃
C+O2 
CO2+Ca（OH）2 
SiO2+2NaOH
Na2SiO3+2HCl+H2O
H4SiO4
CaCO3+Na2CO3+6SiO2
固体A燃烧后生成的气体的相对分子质量为32×1.375=44，再结合该气体为无色且能使澄清石灰水变浑浊的性质，可推断此气体为CO2；又因为A为透明不溶于水的坚硬固体，可判断A为金刚石；物质B能与苛性钠溶液反应，且所得溶液与盐酸反应生成一种酸性比碳酸还弱的难溶于水的酸，可推断B为石英；C由石灰石、纯碱、B物质（石英）混合加热而得，结合高温时软化且无固定熔点，可推知C为普通玻璃。
在氮化硅中添加氧化铝，用氧原子取代一部分氮，用铝原子取代一部分硅，通过常压烧结即成为新一代无机非金属材料，叫氧氮化硅铝，即赛伦（Sialon），化学通式为Si6-xAlxOxNy（x：2～4）。
（1）判断赛伦属于 晶体类型，并且有 等特性（至少写出三种）。
（2）化学通式里y值为 （用含x的表达式或某一具体数值表示）。
正确答案
（1）原子 耐高温、热稳定性好、高强度、超硬度、耐磨损、耐腐蚀（2）8-x
（1）Si3N4为原子晶体，由于O2-与N3-、Si4+与Al3+半径大小相近，用氧原子取代一部分氮，用铝原子取代一部分硅后，晶体类型不发生变化，因此赛伦为原子晶体。原子晶体具有耐高温、热稳定性好、高强度、超硬度、耐磨损、耐腐蚀等特性。（2）由元素化合价代数和为零知：（6-x）×（+4）+x×（+3）+x×（-2）+y×（-3）=0，解得：y=8-x。
氮化硅（Si3N4）是一种优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域有重要用途。
I．工业上有多种方法来制备氮氦化硅，常见的方法有：
方法一 直接氦化法：在1300~1400℃时，高纯粉状硅与纯氦气化合，其反应方程式为
方法二 化学气相沉积法：在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氦气、氢气反应生成氦化硅和HCl，与方法一相比，用此法制得的氦化硅纯度较高，其原因是 。
方法三 Si（NH2）4热分解法：先用四氯化硅与氨气反应生成Si（NH2）4和一种气体
（填分子式）；然后使Si（NH2）4受热分解，分解后的另一种产物的分子式为 。
II．（1）氨化硅抗腐蚀能力很强，但易被氢氟酸腐蚀，氨化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐，此盐中存在的化学键类型有 。
（2）已知：25℃，101kPa条件下的热化学方程式：
3Si（s）+2N2（g）==Si3N4（s） △H=—750.2kJ/mol
Si（s）+2Cl2（g）==SiCl4（g） △H=—609.6kJ/mol
请写出四氯化硅气体与氮气、氢气反应的热化学方程式：
。
III．工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下：
已知：X，高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应，Y与X在光照或点燃条件下可反应，Z的焰色呈黄色。
（1）原料B的主要成分是 。
（2）写出焦炭与原料B中的主要成分反应的化学方程式： 。
（3）上述生产流程中电解A的水溶液时，阳极材料能否用Cu？ （填“能”或“不能”）。
写出Cu为阳极电解A的水溶液开始一段时间阴阳极的电极方程式：
阳极： ；阴极： 。
正确答案
略
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