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1、高二化学硅和二氧化硅思维规律探究 商玉志（特级教师）【典例解析】【典例1】下列说法正确的是（ ） （A）二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟强碱反应，但不能与任何酸反应 （B）根据的反应，可推知硅酸酸性比碳酸强 （C）二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中制得硅酸 （D）二氧化硅对应的水化物有不同的组成 解析：本题考查二氧化碳、碳酸、二氧化硅、硅酸、原硅酸的性质知识，同时考查思维的深刻性、准确性。由于二氧化硅跟氢氟酸反应，反应方程式为，所以（A）项不符合题意。（B）项中的反应，并不是在溶液中进行的，这只有在高温下才能进行，属于固体与固体加热反应生成气体的类型，由于生成物CO2是气体，生成后脱离反应体系，使反应
2、得以继续进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸强。所以，（B）项也不符合题意。（C）项中符合“强酸制弱酸”的一般规律，所以（C）项符合题意。由于二氧化硅对应的水化物H4SiO4和H2SiO3，所以（D）项符合题意。 答案：（C）（D） 评析：此题考查的是SiO2的特殊性，不是所有的酸性氧化物都不能与酸反应，例如SO2可被HNO3氧化，SiO2可与氢氟酸反应，这些特殊性要加强记忆。判断酸性强弱的依据是酸与盐的水溶液中是否发生复分解反应，而SiO2与CaCO3是在高温条件下进行的非溶液反应，不能用于比较H2SiO3和H2CO3的相对强弱。 【典例2】下列溶液中，能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是（ ）
3、（A）浓硫酸 （B）水玻璃 （C）氢氟酸 （D）苛性钾溶液 解析：与玻璃反应的溶液就不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放。氢氟酸能腐蚀玻璃：，KOH溶液也可与玻璃中的SiO2反应；=，所以它们都不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放。水玻璃（Na2SiO3的水溶液）有胶粘作用，会把瓶子和塞子黏在一起。 答案：（A） 评析：此题考查的是实验室中药品的保存方法。 实验室中药品的保存方法根据药品的性质而定。药品都必须密封保存，见光易分解的药品要用棕色试剂瓶盛放，如氯水、液溴、硝酸、酸性高锰酸钾溶液等；碱性溶液不能用玻璃塞的磨口玻璃试剂瓶盛放，应用带橡胶塞的试剂瓶盛放。另外，固体药品用广口瓶盛装，液体药品用细口试剂瓶盛放。
4、【典例3】正长石的化学式是、x是 ，以氧化物形式表示正长石为 。 解析：根据一个化合物分子中各元素的正、负化合价代数和为零的原则，有：，x=8，则其化学式为。自然界中硅酸盐种类很多，结构复杂，通常以氧化物的形式表示硅酸盐的组成，一般先写金属氧化物，再写二氧化硅，最后写水，中间用一小圆点加以隔开。如：用氧化物形式表示为：，而不是。 由于元素化合价为奇数时，又只含有奇数个该原子，当要用氧化物形式表示其组成时，通常采用放大一倍的方法就能正确书写。 对于、的氧化物形式分别为K2O、Al2O3，所以用氧化物形式表示含K+、Al3+的硅酸盐时，硅酸盐中都至少应含有2个K+和Al3+。如果所含K+和Al3+
5、不够2个，都必须先扩大2倍或相应倍数，使K+或Al3+个数达到2个的整数倍。如： 。 确定x值时也可用元素守恒法。将KAlSi3Ox写成氧化物形式，依据O元素守恒得： 答案：8 评析：本题主要考查化合物分子中正、负化合价的代数和为零和以氧化物的形式表示硅酸盐的组成，同时考查运用知识能力以及创新能力。 【曲例4】几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示 试判断： （1）写出下列各种物质的化学式： A ，B ，C D ，E ，F （2）写出下列反应的化学方程式： （3）写出下列反应的离子方程式： 解析：A、B、C、D、E、F均为含硅元素的物质，要推断这些物质，必须选定其中一种作为突破口。 从图
6、中分析，B物质涉及的与其他物质的关系最多，其位置关系最为关键，且其中有明显的性质特征。B物质可与Na2O在高温条件下反应生成钠盐D，故B可能为SiO2或硅酸，但硅酸不可能由某种物质通过高温强热的方法制取，故B只能为SiO2。 SiO2与碳在强热条件下混合反应可制得单质硅。而单质硅可与NaOH溶液在室温下反应而生成Na2SiO3。所以A为硅，D为Na2SiO3。 在Na2SiO3溶液中通入CO2，将析出原硅酸（H4SiO4）。无论是在Na2SiO3中加入CaCl2溶液，还是SiO2和CaCO3在高温下反应，或者H4SiO4与CaO共热，都将得到CaSiO3固体。因此可知E为CaSiO3，F为原硅
7、酸。原硅酸在空气中干燥，可失水而生成硅酸，硅酸加热分解为SiO2，故C为硅酸。 答案：（1）Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 CaSiO3 H4SiO4 （2） （3） 评析：本题的关键在于确定B物质，选好推断的突破口；另一难点在于要了解硅酸和原硅酸的性质。硅酸（H2SiO3）和原硅酸（H4SiO4）均为不溶于水的酸，不能用SiO2溶于水制取，可用可溶性硅酸盐制取。如在硅酸钠溶液中通入CO2，可析出白色沉淀，这是原硅酸。 原硅酸在干燥空气中失水而成白色粉末，这是硅酸。 在进一步加热条件下分解生成SiO2。【对应训练】 【对应训练1】CO2通入下列各溶液不可能产生沉淀的是（ ） （A
8、）CaCl2和的混合液 （B）BaCl2和NaOH的混合液 （C）饱和的Na2CO3溶液 （D）水玻璃 【对应训练2】实验室中保存下列药品的方法正确的是（ ） （A）氢氟酸保存在密封的玻璃瓶中 （B）NaOH溶液保存在带橡胶塞的试剂瓶中 （C）氯水保存在无色带橡胶塞的试剂瓶中 （D）少量金属钠保存的煤油中 【对应训练3】高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的数值分别是（ ） （A）7，2 （B）5，4 （C）6，3 （D）3，6 【对应训练4】如图，已知： 单质E可作为半导体材料；化合物F是不能生成盐的氧化物；化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A反应。 据此，请填空：
9、 （1）化合物F是 ； （2）化合物I是 ；（3）反应的化学方程式是 ； （4）反应的化学方程式是 。【解析】 【对应训练1】解析：（A）中，弱酸（CO2水溶液）不能与强酸盐、发生复分解反应；（B）中，CO2是酸性氧化物，它可与NaOH发生如下反应：，发生反应从而产生白色沉淀BaCO3；（C）中，会发生H2O=2NaHCO3，因在相同条件下（温度）下，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，故会析出NaHCO3晶体；（D）中，碳酸的酸性强于硅酸，有，而H2SiO3是一种白色沉淀。 答案：（A） 【对应训练2】解析：（A）项：玻璃的主要成分是SiO2，氢氟酸很容易与SiO2发生如下反应：，因而不能
10、用玻璃试剂瓶盛放氢氟酸。氢氟酸应用塑料瓶存放，（A）项错误。（B）项正确，因NaOH溶液会与磨口玻璃试剂瓶的磨口处的SiO2发生反应：，使瓶塞与瓶口黏合在一起，所以不能用玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液，而只能用橡胶塞。凡是碱性溶液都不能用磨口玻璃塞的试剂瓶长期存放。（C）项错误，因氯水中的HClO见光易分解，应用棕色试剂瓶盛放，因氯水有强腐蚀性和强氧化性，对橡胶有腐蚀作用，所以用玻璃塞而不能用橡胶塞。（D）项正确。故本题答案为（B）（D）。 答案：（B）（D） 【对应训练3】解析：依Al、Si、H原子守恒，高岭土可改写成，再依O原子守恒有：即，只有（B）符合题意。 答案：（B） 【对应训练4】
11、解析：本题考查元素及化合物的性质，属常规“方框图”题型。在全面系统掌握元素及其化合物性质的基础上，要善于抓住某些元素的特殊性质作为“切入点”，找到解题的突破口。比如，本题一开始就指出单质E和化合物F分别是半导体材料和不形成盐的氧化物，因而它们的首选答案可考虑各为Si和CO，于是反应的化学方程式应为，氧化物A是SiO2，它除了跟氢氟酸反应以外不跟任何酸起反应，由此判断化合物I应为HF。需作进一步检验，此时，要对所有参与反应的各种物质加以考虑。现试写出其余三个反应的化学方程式如下：反应为，反应为，反应为，经逐个物质核对，均符合题意。显然，本题的“切入点”，可以认为Si和CO，而HF和F2则是本题的
12、重点和难点之所在。 答案：（1） （3） （4）【强化训练】 【强化训练】某学生用NaHCO3和KHCO3组成的某混合物进行实验，测得如下数据（盐酸的物质的量浓度相等），下列分析推理不正确的是（ ）50mL盐酸50mL盐酸50mL盐酸m（混合物）9.2g15.7g27.6g（标况）2.24L3.36L3.36L A. 盐酸的物质的量浓度为 B. 能计算出混合物中NaHCO3的质量分数 C. 加入混合物9.2g时盐酸未反应完 D. 15.7g混合物恰好与盐酸完全反应【解析】 【强化训练】解析：此题为一道数据分析题，重在通过对数据的分析来找出实验中反应物之间的用量关系。 从（标况）数据中不难看出，CO2在标准状况下的体积由2.24L变为3.36L，至少说明第一组数据中的盐酸是过量的，第三组数据中混合物是过量的。于是由第三组数据，根据，可以求出盐酸的物质的量浓度=，即选项A、C正确。 假设第二组数据中的15.7g混合物恰好反应完，结合第一组数据，由产生的CO2在标准状况下的体积可以反求实际消耗混合物的质量=，所以选项D错误。用一、二两组实际参加反应的混合物的质量和生成CO2的体积列方程即可计算出混合物中NaHCO3的质量分数。 答案：D
