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    下列物质的转化在给定条件下能实现的是(  )
    ①Fe
    氧气
    点燃
    Fe2O3
    硫酸
    Fe2(SO43
    ②SiO2
    氢氧化钠
    Na2SiO3
    盐酸
    H2SiO3
    ③AlCl3
    电解
    Al
    氢氧化钠
    NaAlO2
    ④Na
    氧气
    点燃
    Na2O
    NaOH
    ⑤SO2
    本题信息:化学单选题难度一般 来源:未知
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  • 本试题 “下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )①Fe氧气点燃Fe2O3硫酸Fe2(SO4)3②SiO2氢氧化钠Na2SiO3盐酸H2SiO3③AlCl3电解Al氢氧化钠NaAlO2④Na氧气点燃Na2O水Na...” 主要考查您对

    单质硅

    二氧化硅

    等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
    • 单质硅
    • 二氧化硅

    硅:

    ①元素符号:Si
    ②原子结构示意图:
    ③电子式:
    ④周期表中位置:第三周期ⅣA族
    ⑤含量与存在:在地壳中的含量为26.3%,仅次于氧,在自然界中只以化合态存在
    ⑥同素异形体:晶体硅和无定形硅


    硅的物理性质和化学性质:

    (1)物理性质:晶体硅是灰黑色,有金属光泽,硬而脆的固体,它的结构类似金刚石,具有较高的沸点和熔点,硬度也很大,它的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。 (2)化学性质:化学性质不活泼
    ①常温下,除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外,与其他物质不反应

    (雕刻玻璃)

    ②在加热条件下,能与氧气、氯气等少数非金属单质化合


    (4)制备:在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅:,将制得的粗硅,再与Cl2反应后,蒸馏出SiCl4,然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为:


    碳族元素中碳和硅的一些特殊规律:

    1.金刚石和晶体硅都是原子晶体,但金刚石不导电,晶体硅能导电.且金刚石的熔点(大于3550℃)比硅的熔点(1410℃)高;石墨是过渡型晶体或混合型晶体,也能导电。
    2.碳和硅都能跟O2反应生成氧化物,碳的两种氧化物CO和CO2在常温下是气体,而硅的氧化物SiO2 在常温下是固体。
    3.碳跟碱溶液不反应,而硅跟碱溶液能反应。
    Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
    4.碳在高温时能跟水蒸气反应,而硅不能。
    C+H2O(g)CO+H2
    5.碳跟氢氟酸不反应,而硅能跟氢氟酸反应。
    Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
    6.碳能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化生成二氧化碳,但硅不能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化。
    C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
    C+4HNO3(浓)4NO2↑+2H2O+CO2↑
    7.碳和硅都具有还原性,且硅的还原性比碳强,但在高温时碳能把硅从SiO2中还原出来。
    2C+SiO2Si+2CO↑
    8.碳的氯化物都不能自燃,而SiH4能自燃。
    SiH4+2O2==SiO2+2H2O
    9.通常情况下,周态CO、CO2都是分子晶体,熔、沸点都很低;而SiO2是原子晶体,熔、沸点较高。
    10.CO2溶于水且能跟水反应生成碳酸,SiO2却不能.
    11.CO2跟氢氟酸不反应,而SiO2能跟氢氟酸反应.
    SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
    12.CO2跟碱溶液反嘘生成正盐或酸式盐,而SiO2 跟碱溶液反应只生成正盐。
    CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
    CO2+NaOH==NaHCO3
    SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
    13.在溶液中Na2SiO3可转变为Na2CO3,而在高温条件下Na2CO3又可转变为Na2SiO3。
    Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓
    Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑

    硅及其化合物的几种反常现象:

    1.Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si 可从平衡移动的角度理解,由于高温下生成了气态物质CO2它的放出降低了生成物的浓度,有利于应反正向进行,故可发生反应:SiO2+2CSi+2CO↑
    2.部分非金属单质能与碱溶液反应,但其中只有 Si与碱反应放出H2 常见的非金属单质与碱溶液的反应有:
    Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O①
    3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O②
    Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑③
    在反应①②中,Cl2、S既作氧化剂又作还原剂:在反应③中,Si为还原剂。
    3.非金属单质一般不与弱氧化性酸反应,而硅不但能与氢氟酸反应,而且还会产生H2
    4.硅酸不能由相应的酸酐与水反应制得制取硅酸的实际过程很复杂,条件不同可得到不同的产物,通常包括原硅酸(H2SiO4)及其脱水得到的一系列酸。原硅酸经两步脱水变为SiO2,SiO2是硅酸的酸酐,是一种不溶于水的同体,不能直接用它制备硅酸,用SiO2制取硅酸时,可先将SiO2溶于烧碱中,再向溶液中加入足量的盐酸或通入过量的CO2,析出的胶状物就是原硅酸,将原硅酸在空气中脱水即得硅酸,反应原理可理解为:
    SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
    Na2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓
    H4SiO4==H2SiO3+H2O
    5.非金属氧化物的熔沸点一般较低,但SiO2的熔沸点却很高非金属氧化物一般为分子晶体,但SiO2为原子晶体。分子晶体中分子以分子问作用力相结合,而分子间作用力很弱,破坏它使晶体变为液体或气体比较容易;而在SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相结合,形成硅氧四面体,在每个硅氧四面体结构单元中Si—O 键的键能很高,同时硅氧四面体结构单元可通过共用顶角氧原子连成立体网状结构,所以要使它熔融,必须消耗更多的能量,因此SiO2的熔沸点很高。
    6.SiO2是酸性氧化物却能跟HF作用
    SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O,此反应并不是因为HF的酸性,而是因为为常温下SiF4为气态物质,有利于反应正向进行,这是SiO2的突出特性,当然也是HF 的特性。
    7.H2CO3的酸性强于H2SiO3。但却能发生如下反应:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
    强酸制备弱酸作为判断反应方向的依据,只适用于水溶液体系,而在非水溶液的条件下不一定适用,在高温下能发生反应:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+ CO2↑的原因是H2SiO3难挥发,H2CO3易挥发,这符合高沸点物质制低沸点物质的反应规律,与此反应类似的还有:
    2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
    NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
    上述两反应并不是由于H2SO4的强酸性,而是由于H2SO4为高沸点酸,HCl、HNO3为低沸点酸。


    硅的用途:

    高纯硅可作半导体材料,制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件,还可以制造太阳能电池。硅的合金用途也很广,如含硅4%的钢具有良好的导磁性,可用来制造变压器的铁芯;含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性,可用来制造耐酸设备。


    二氧化硅:

    ①化学式SiO2
    ②相对分子质量:60
    ③类别:酸性氧化物
    ④晶体类型:原子晶体
    ⑥晶体中粒子间的作用力:共价键


    二氧化硅的物理性质和化学性质:

    (1)物理性质:无色透明或白色粉末,原子晶体,熔沸点都很高,坚硬难熔,不溶于水,天然的二氧化硅俗称硅石,是构成岩石的成分之一。
    (2)化学性质:不活泼
    ①不与水反应,不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。
    (氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。
    ②具有酸性氧化物的性质,能跟碱性氧化物或强碱反应。
    (实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因)

    (制玻璃)
    ③具有弱氧化性



    知识点拨:

    二氧化硅晶体的结构若在硅晶体结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子,便可得到以硅氧四面体 (SiO4)为骨架的二氧化硅的结构,如图所示。在二氧化硅晶体里,硅原子和氧原子交替排列,不会出现Si—Si键和O—O键,即每个硅原子与四个氧原子形成四个共价键,每个氧原子与两个硅原子形成共价键,因此,二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1:2,二氧化硅的化学式为SiO2.


    二氧化硅的用途:

    ①光导纤维的主要原料
    ②石英的主要成分是SiO2,纯净的石英可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色。纯净的SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。 水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器,也用来制造高级工艺品和眼镜片。
    ③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体,可用于制造精密仪器轴承,耐磨器皿和装饰品。 

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