6.欲除去SiO₂中混有的少量CaCO₃和Fe₂O₃，最好应加入的试剂是　

A.硫酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.烧碱　

C.氢氟酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.盐酸

5.下列各组物质的比较中，正确的是　

A.熔点：晶体硅＞碳化硅＞金刚石　

B.金属活动性：锗＞锡　

C.稳定性：CH₄＞SiH₄　

D.酸性：H₂SiO₃＞H₂CO₃

4.将过量的CO₂通入下列溶液中，最终出现浑浊的是

A.CaCl₂溶液　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.石灰水　

C.饱和Na₂CO₃溶液　　　　　　　　　　　　　　　　 D.水玻璃

3.2MgO·SiO₂中的酸根离子是　

A.SiO　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.Si₂O

C.SiO　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.SiO

2.实验室存放下列各试剂的瓶塞必须用橡皮塞的是　

A.澄清石灰水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.硅酸钠溶液　

C.新制氯水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.氯化钙溶液

1.(2002年全国高考题)以下说法正确的是　

A.纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料　

B.绿色食品是指不含任何化学物质的食品　

C.生物固氮是指植物通过叶面吸收空气中的氮气　

D.光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的　

4．实战演练

3．例题精讲

[例1] 熔融氢氧化钠反应选用的器皿是 [ ]

　 分析：陶瓷的成分中含有SiO₂，石英的成分就是SiO₂，玻璃的主要成分中也含有SiO₂，而SiO₂在高温下可以跟NaOH发生如下反应：

SiO₂+2NaOHNa₂SiO₃

　所以A、B、C的器皿都不能选用，只能内生铁坩埚。

　答案：D

　[例2] 下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是 [ ]。

　 分析：玻璃的主要成分之一二氧化硅，它能跟氢氟酸迅速反应，所以，氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中，只能保存在铅皿或塑料瓶中。氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后，生成的硅酸钠是一种矿物胶，使瓶塞与瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞。硅酸钠溶液可以用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞(原因同氢氧化钠溶液)。氯化钠溶液不跟玻璃中各种成分反应。

　答案：AC

　[例3] 普通玻璃的主要成分为Na₂SiO₃·CaSiO₃·4SiO₂

　(1)试计算普通玻璃中相当含有Na₂O，CaO和SiO₂的质量分数各是多少？

　(2)制造50kg普通玻璃，需要纯碱、碳酸钙和二氧化硅各多少千克？

　分析：Na₂SiO₃·CaSiO₃·4SiO₂可用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成为：Na₂O·CaO·6SiO₂。

　(1)Na₂O的摩尔质量为62g/mol，CaO的摩尔质量为56g/mol，SiO₂的摩尔质量为60g/mol。

　(2)由第(1)题求出普通玻璃中各氧化物的质量分数，可计算50kg普通玻璃中Na₂O、CaO和SiO₂的含量：

　m(Na₂O)：50kg×13%=6.5kg

　m(CaO)：50kg×11.7%=5.85kg

　m(SiO₂)：50kg×75.3%=37.65kg

　再求需纯碱、碳酸钙和二氧化硅的质量：

　m(SiO₂)：37.65kg

　 答案：(1)普通玻璃中Na₂O的质量分数为13%，CaO的质量分数为11.7%，SiO₂质量分数为75.3%。

　(2)制造50kg普通玻璃，需要纯碱11.11kg、碳酸钙10.45kg、二氧化硅37.65kg。

　 [例4] 有A、B、C三种不溶于水的固体。A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点。

　根据以上事实，判断A为哪种元素的单质？B、C各是什么物质？写出有关反应的化学方程式。

　分析：先求出A燃烧后生成的气体的相对分子质量，根据该气体的相对分子质量及其反应现象可推出单质A；再根据B的有关反应现象可推出B；最后根据制取C的方法及C的性质可推出C。

　A物质燃烧后生成的气体的相对分子质量为：

32×1.375=44

　该气体能使澄清石灰水变浑浊，所以该气体为二氧化碳，A为碳元素的一种单质。

　根据B物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，可推出B物质为二氧化硅。

　C物质由石灰石、纯碱、B物质(二氧化硅)混合加热而得，结合C物质在高温时软化且无固定熔点，可推知C物质为普通玻璃。

　答案：A为碳元素的一种单质。

C+O₂CO₂

　B为SiO₂

　SiO₂+2NaOH==Na₂SiO₃+H₂O

　Na₂SiO₃+2HCl=2NaCl+H₂SiO₃↓

　C为普通玻璃

　Na₂CO₃+SiO₂==Na₂SiO₃+CO₂↑

　CaCO₃+SiO₂==CaSiO₃+CO₂↑

　 [例5] 某硅酸锌样品含58.6%的锌，而ZnO%与SiO₂%的质量分数的总和为100%，写出这样品的化学式(最简式)。

　分析：题目要求写出这样品的化学式(最简式)，即是要求通过计算找出ZnO与SiO₂的物质的量之比值，然后用SiO₂和ZnO的形式表示此硅酸锌样品的组成。

　可先由Zn%求算出ZnO%，并求出SiO₂%。然后再运用求最简式最基本的方法求出此硅酸锌的组成。

　SiO₂%=1-73.0%=27.0%

　该硅酸锌样品的化学式为：2ZnO·SiO₂。

　 [例6] 两个原硅酸分子的OH原子团之间可以相互作用而脱去一分子水：

2H₄SiO₄===H₆Si₂O₇+H₂O

　原硅酸结构为：

　则在所得的H₆Si₂O₇分子的结构中，含有的硅氧键数目为 [ ]

　 分析：此题是一道选择题，也是一道信息迁移题。给出的新情境是原硅酸结构及脱水反应，考查内容是H₆Si₂O₇分子中的硅氧键数目。两个原硅酸共有8个硅氧键，当它们相互作用时，虽然有一个硅氧键断裂，但又形成一个新的硅氧键，如图所示：

　故硅氧键的总数目没有变，仍然是8个。

　答案：D

　[例7] 下列离子方程式书写不正确的是 [ ]

　A．往NaOH溶液中通入过量CO₂

　B．单质硅与烧碱溶液反应

　C．石英砂与烧碱反应制水玻璃

　D．往水玻璃中通入二氧化碳

　 分析：往NaOH溶液中通入适量CO₂生成正盐Na₂CO₃，正盐能与酸反应变为酸式盐，所以当CO₂过量时即溶液中H₂CO₃过量时，生成物为NaHCO₃，故A式正确。

　单质硅能和烧碱溶液反应生成硅酸钠和氢气，NaOH是易溶于水的强碱，Na₂SiO₃。是易溶于水的盐，均完全电离，故Na⁺可以简化掉，B式正确。

　石英的成分是二氧化硅与烧碱液发生复分解反应生成硅酸钠和水。故C式正确。

　碳酸比硅酸酸性强，所以往水玻璃即硅酸钠的水溶液中通入二氧化碳可以制硅酸。反应物中的Na₂SiO₃和生成物中的Na₂CO₃均为易溶于水的盐，能完成电离写成离子式，并且Na⁺可以简化掉，故D式不正确。

　 答案：D

　[例8] 有一铅锡合金质量为100g，完全氧化后得到氧化物的混合物质量为116g，求合金中铅、锡的质量分数各为多少？

　解法一：

　分析：设100g铅锡合金中含锡xg，则含铅(100-x)g。①Sn氧化后的稳定产物是SnO₂(+4价氧化物稳定)，Sn的相对原子质量为

　Pb氧化后的稳定产物是PbO(+2价氧化物稳定)， Pb的相对原子质量为207，PbO的式量为223，(100-x)g Pb氧化生成的PbO质量必

　因为SnO₂与PbO质量共为116g，故可列一元一次方程，解方程求出Sn、Pb质量。

　[解] 设100g锡铅合金中含锡xg，含铅为(100-x)g。

　根据化学式所表示的元素质量分数及题意，列代数方程式：

　解得x=43.2(g)

　100-x=100-43.2=56.8(g)

　答：合金中锡、铅质量分数分别为43.2%、56.8%

　解法二：

　分析：此题利用物质的量计算也很方便。设100g合金中含xg，含铅为(100-x)g

　将SnO₂与PbO由物质的量换算成质量，质量和为116g。

　解：设100g锡铅合金中含锡为xg，含铅为(100-x)g

　Sn的物质的量=SnO₂的物质的量

　Pb的物质的量=PbO的物质的量

　SnO₂与PbO质量和为116g

　Pb%=1-43.2%=56.8%

　答：合金中铅、锡分别占56.8%、43.2%

　 [例9] 称取两份由碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵组成的混合物7.06g。其中：一份加入过量的盐酸，可得CO₂为1792mL(在标准状况下)，另一份加热至质量不再减少时为止。冷却后再跟过量盐酸反应，可得CO₂为896mL(在标准状况下)。求原混合物中，碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵的物质的量之比。

　分析：此题是根据化学方程式，计算混合物成分物质的量之比的题。解题关键在于正确判断反应物与生成物、反应物的量与生成物的量之间的关系。

　第一份7.06g混合物，各成分都跟过量的盐酸充分反应，均生成CO₂。CO₂体积之和为1792mL；第二份7.06g混合物加热后，除碳酸氢钠转化为碳酸钠外，碳酸氢铵则因全部转变为气态物质而不存在固体物质了。混合物中原有碳酸钠及生成的碳酸钠共同跟过量盐酸反应，生成896mLCO₂。

　解 全过程发生反应的化学方程式为：

Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑	(1)
NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑	(2)
NH4HCO3+HCl==NH4Cl+H2O+CO2↑	(3)
	(4)
	(5)

　　设7.06g该混合物中含Na₂CO₃、NaHCO₃、NH₄HCO₃分别为x、y、zmol

　从化学方程式(1)(2)(3)可知，第一份7.06g混合物与过量盐酸反应，共生成CO₂为(x+y+z)mol

　从化学方程式(4)、(5)可知，第二份7.06g混合物加热，其中

x∶y∶z=0.02∶0.04∶0.02=1∶2∶1

　答：Na₂CO₃、NaHCO₃、NH₄HCO₃的物质的量之比为1∶2∶1。

　新型无机非金属材料

　[例10] 新型无机非金属材料跟传统硅酸盐材料相比，有什么特性？

　[分析] (1)能承受高温，强度高。如氮化硅陶瓷在1200℃时仍具有高强度。

　(2)具有电学特性。有的可作绝缘体，有的可作半导体、导体、超导体。

　(3)具有光学特性。有的能发出各色光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。

　(4)具有生物功能。有些对人体组织有较好的适应性，且硬度高、无毒、不溶于水，可直接植于人体内。

　[答案] 略。

　 　[例11] 请比较红宝石和蓝宝石成分的异同。人造红宝石和人造蓝宝石各有何用途？

　[解答] 两者的主要成分都是Al₂O₃(刚玉)。刚玉中混有少量铬时，呈现红色，就形成红宝石；刚玉中混有少量钛时，呈现蓝色，就形成蓝宝石。

　人造红宝石硬度高，可制钟表的轴承，它能放大某一波长的光而产生激光，可作固体激光器。人造蓝宝石因能使紫外线和可见光通过，可用于制造光学仪器。

　 　[例12] 下列说法正确的是 [ ]

　A．二氧化硅溶于水显酸性

　B．光导纤维传导光的能力非常强，利用光缆通讯，能同时传送大量信息

　C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出CO₂，所以硅酸的酸性比碳酸强

　D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。

　分析 二氧化硅不溶于水，不溶于强酸，但溶于氢氟酸。因为它能与碱反应生成盐和水，所以它是酸性氧化物。硅酸酸性比碳酸弱，它反映在CO₂通入Na₂SiO₃溶液可生成硅酸。而SiO₂能和Na₂CO₃高温下反应生成CO₂，它可说明不挥发的SiO₂可把气体CO₂制出，但不能说明碳酸和硅酸的相对强弱。

　答案：B

硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。(Na₂SiO₃ 、K₂SiO₃除外)最典型的代表是硅酸钠Na₂SiO₃ ：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。 常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥。

2．硅单质与碳相似，有晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高(1410℃)，硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池。

16．(15分)如图所示，水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径．在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度．现有一电荷量，质量的带电体(可视为质点)，在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点．取．试求：

(1)带电体在圆形轨道C点的速度大小．

(2)D点到B点的距离．

(3)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小．

(4)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能．