- 硅酸盐的化学性质
- 共939题
用氮化硅（Si3N4）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，反应如下：
3SiCl4 +2N2 +6H2
完成下列填空：
（1）氮化硅可用于制造发动机的耐热部件，因为它属于 晶体。有关氮化硅的上述反应中，原子最外层只有一个未成对电子的元素是 （填写元素符号）；属于非极性分子的化合物的电子式是 。
（2）比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是 。
a．比较两种元素的气态氢化物的沸点
b．比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小
c．比较两种元素的原子达到稳定结构获得电子的多少
d．比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱
（3）Si与Al、Be具有相似的化学性质，因为 （简述理由），写出Si与强碱溶液反应的离子反应方程式： 。
正确答案
（1）原子晶体 （1分） H、Cl（1分×2）； 
（2）b （2分）
（3）它们都在元素周期表中金属和非金属的分界线附近（1分）
Si + 2OH- + H2O→SiO32- + 2H2↑（1分）
试题分析：（1）氮化硅制造发动机的耐热部件，熔点很高，属于原子晶体， H、N、Si、Cl的外围电子排布式分别为1s1、2s22p3、3s23p2、3s23p5、故H、Cl原子最外层只有一个未成对电子， SiCl4是非极性分子化合物，分子中Si原子与Cl原子之间形成1对共用电子对，电子式为
（2）a．气态氢化物的沸点为物理性质，不能说明非金属性强弱，故a错误； b．得到1个电子放出能量越多，表明该原子得到电子后越稳定，即越容易得到电子，非金属性越强，故b正确；非金属性越强，氢化物越稳定性，故氢化物稳定性可以说明中心元素的非金属性强弱，故正确； c．非金属性强弱与得电子多少无关，与得电子难易程度有关，如S原子得2个电子形成硫离子，Cl原子得1个电子形成硫离子，但硫元素非金属性强，故c错误； d．氢化物酸性强弱不能比较非金属性，若非金属性F＞Cl，但HF是弱酸，HCl是强酸，故d错误；故答案为：b；
（3）Si与Al、Be都在元素周期表中金属和非金属的分界线附近，具有相似的化学性质； Si与强碱溶液反应生成硅酸盐与氢气，反应离子方程式为：Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑，故答案为：它们都在元素周期表中金属和非金属的分界线附近；Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑．
请回答下列问题:
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷
①写出由纯
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。
（2）下列有关硅材料的说法正确的是_________ (填字母)。
E．盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入稀硝酸,振荡。写出实验现象并给予解释 。
正确答案
（1）①
②
（2）BC
（3）有白色胶状沉淀生成,反应原理为 Na2SiO3 + 2HNO3 = H2SiO3↓+ 2NaNO3
试题分析：（1）①根据原子守恒即质量守恒可以写出SiHCl3与H2反应的化学方程式。
②SiHCl3和H2O剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，分析它们化合价的变化可知， 
（2）SiC和Si3N4均为原子晶体，熔点高，性质稳定，A、B正确。光导纤维的材料为SiO2，C正确。玻璃是一种玻璃态物质，无固定的熔点。盐酸不能与硅反应，而HCl在573 K以上的温度下可与硅发生反应。因此D、E都不正确。
（3）有白色胶状沉淀生成,HNO3的酸性大于硅酸，所以发生反应：Na2SiO3 + 2HNO3 = H2SiO3↓+ 2NaNO3。
碳族元素是形成化合物种类最多的元素。
（1）碳原子2个2p电子的运动状态不相同的方面是_______；C5HxN分子中C、N原于最外层都达到8电子稳定结构，则x的值可能为_______ (选填序号)。
a．10 b．11 c．13 d．15
（2）如图是金刚石晶体的结构示意图。则关于金刚石的描述正确的是 (选填序号)。
a．C-C键键角都为109°28’ b．最小的环由6个C原子构成
c．可溶于非极性溶剂 d．l mol金刚石含有4 mol C-C键
（3）以下比较错误的是________(选填序号)。
a．稳定性SiH4>CH4 b．沸点SiH4>CH4
c．熔点SiC>Si d．键能C=C>C-C
（4）NaBH4是广泛使用的有机反应还原剂，其中H为-1价，SiO2为其制备原料之一。
①配平以下制备NaBH4的化学方程式：□Na2B4O7+□Na+□SiO2+□H2→□NaBH4+□Na2SiO3
②反应中被还原的元素为________。
（5）碳酸钙是石灰石、方解石等的主要成分，可以形成“喀斯特”地貌、钟乳和石笋，有关反应的化学方程式为_________________________________________。
（6）若物质组成相似，可相互推算组成元素的相对原子质量。某学习小组模拟求算锗的相对原子质量，测得了锗酸钠中Na和Ge的质量分数、硅酸钠中Na和Si的质量分数，他们还需查阅的数据是______(选填序号)。
a．氧元素的相对原子质量
b．硅元素的相对原子质量
c．钠元素的相对原子质量
正确答案
（1）轨道（或电子云的伸展方向）（1分）；bc(2分)
（2）a b（2分）
（3）a．（1分）
（4）①1，16，7，8—4，7(2分)；② 0价的H(l分)
（5）CaCO3+CO2+H2O→Ca( HCO3)2(1分) Ca(HCO3)2
（6）b．（1分）
试题分析：（1）碳原子2个2p电子分别是x和y轨道上的，运动状态不相同的方面是轨道（或电子云的伸展方向）；C5HxN分子中C、N原于最外层都达到8电子稳定结构，分子式可以有C5H10，C5H12，当分子中引入一个氮原子时，可以增加一个氢原子，即分子式可以为C5H11N，C5H13N，则x的值可能为 b．11和c．13。
（2）金刚石晶体是正四面体的空间网状结构，a．C-C键键角都为109°28’，正确； b．最小的环由6个C原子构成，正确；c．可溶于非极性溶剂 ，错误，难溶于任何溶剂中。d．l mol金刚石含有2 mol C-C键，错误；
（3）碳元素的非金属性强于硅，故a．稳定性SiH4>CH4 ，错误；b．由于SiH4相对分子质量大于CH4，分子间作用力较大，故沸点SiH4>CH4，正确；c．两者都是原子晶体，熔点与共价键强弱有关，共价键越短键能越大，熔点越高，由于SiC中键长小于晶体Si中的键长，故熔点SiC>Si ，正确；d．键能C=C>C-C，正确；选a.
（4）NaBH4中B是+3价，H为-1价，化合价发生改变的元素是钠和硼，根据氧化还原反应原理和化合价升降相等，配平如下①1Na2B4O7+16Na+7SiO2+8H2→4NaBH4+7Na2SiO3.②化合价降低的元素就是被还原的元素为0价的H。
（5）碳酸钙是石灰石、方解石等的主要成分，可以形成“喀斯特”地貌、钟乳和石笋，有关反应的化学方程式为CaCO3+CO2+H2O→Ca( HCO3)2，Ca(HCO3)2
（6）锗酸钠和硅酸钠的组成完全相似，可以通过两者质量分数之比等于它们的相对原子质量之比，要求得锗的相对原子质量，必须要知道 b．硅元素的相对原子质量。
（8分）(1) 用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：
①、计算机芯片的主要成分是 ，(填名称)
②、光导纤维的主要成分是 ；(填名称)
(2)硅是地壳中含量很高的元素，其单质和化合物在新型和传统非金属材料中用途广泛
①、写出工业上用碳单质还原二氧化硅制备硅的化学反应方程式；
_________________________________________________________，
②、用方程式表示为什么不能用有玻璃塞的试剂瓶存放碱性溶液
。
正确答案
1）①单晶硅(或硅单质) ②二氧化硅
（2））① 2C + SiO2 Si + 2CO↑ ② SiO2 + 2NaOH＝Na2SiO3 + 2H2O （各2分）
（1）考查常见物质的用途。
（2）工业上用焦炭在高温下还有SiO2来生产硅单质，方程式为2C + SiO2 Si +2CO↑。
玻璃中含有二氧化硅和强碱反应生产硅酸钠，硅酸钠具有很强的粘性，是玻璃塞和瓶口粘合在一起不易打开。
高纯硅生产流程如下：
（1）由SiO2制粗硅的化学方程式是 ，该反应不能说明碳的非金属性强于硅，原因是 ，请写出一个能说明碳的非金属性强于硅的化学方程式 。
（2）900℃以上，H2与SiHCl3发生反应：SiHCl3(g)+ H2(g)
a．在恒温条件下，若容器内压强不变，则该反应一定达到化学平衡状态
b．增大SiHCl3的用量，可提高SiHCl3的平衡转化率
c．升高温度可加快反应速率，且提高硅的产率
（3）该流程中可以循环使用的物质是 。
正确答案
（1）SiO2+2C
（2）a c (3)HCl、H2
试题分析：（1）SiO2+2C
（2）从化学方程式来看，气体反应物和气体生成物的化学计量数不相等，即是一个气体体积在反应前后存在变化的化学反应，压强在反应过程中也存在变化，当不再变化时，说明达到平衡，a正确；增大SiHCl3的用量，可提高H2的平衡转化率，SiHCl3的平衡转化率反而减小。b错误；该反应正反应方向是吸热反应，升高温度向着吸热反应的方进行，平衡右移，c正确。(3)HCl、H2
扫码查看完整答案与解析