Question

硅是無機(jī)非金屬材料的主角，其單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍廣泛．
（1）下列有關(guān)硅材料的說法正確的是

 

（填字母）．
A．高純度的硅可用于制造光導(dǎo)纖維
B．玻璃、陶瓷、碳化硅都屬于硅酸鹽材料
C．熔融純堿時(shí)不能使用陶瓷
D．可用二氧化硅溶于水制備硅酸膠體
（2）保存NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃磨口塞，用離子方程式表示原因：

 

（3）工業(yè)上用石英砂和焦炭高溫共熱制取粗硅，同時(shí)產(chǎn)生一種可燃?xì)怏w，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．實(shí)驗(yàn)室可用石英砂和過量的鎂粉共熱制取少量硅單質(zhì)，反應(yīng)結(jié)束后可用稀鹽酸除去硅中混有的

 

雜質(zhì)．
（4）有一種礦石含青石棉，其分子式為Na₂Fe₅（OH）₂Si₈O₂．該礦石中+2價(jià)鐵與+3價(jià)鐵的物質(zhì)的量之比為

 

．將mg該礦石用足量的酸溶解后，加入過量銅粉使溶液中的鐵元素全部變?yōu)镕e²⁺，過濾后濾液用cmol/L的酸性KMnO₄溶液與Fe²⁺反應(yīng)，用去VmL溶液．完善并配平該反應(yīng)，

 

MnO₄^-+

 

Fe²⁺+

 

H⁺=

 

Mn²⁺+

 

Fe³⁺+

 

H₂O，該礦石中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（用含m、c、V的代數(shù)式表示）

Answer 1

考點(diǎn)：硅和二氧化硅,元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算

專題：

分析：（1）A．二氧化硅可用于制造光導(dǎo)纖維；B．碳化硅不是硅酸鹽；
C．二氧化硅可與氫氧化鈉反應(yīng)；
D．二氧化硅不溶于水，不與水反應(yīng)．
（2）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成硅酸鹽和水，硅酸鈉是一種具有粘性的物質(zhì)，導(dǎo)致瓶塞與瓶口粘在一起；
（3）石英砂的主要成分是SiO₂，在高溫下與焦炭發(fā)生置換反應(yīng)，生成硅和一氧化碳；二氧化硅與鎂反應(yīng)生成硅單質(zhì)和氧化鎂；
（4）青石棉中鐵元素的化合價(jià)由+2價(jià)和+3價(jià)兩種，根據(jù)原子守恒和化合價(jià)不變的思想，化學(xué)組成用氧化物的形式可表示為Na₂O?3FeO?Fe₂O₃?8SiO₂?H₂O；根據(jù)鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

鐵元素的質(zhì)量

礦石的質(zhì)量

，進(jìn)行分析解答．

解答： 解：（1）A．二氧化硅可用于制造光導(dǎo)纖維，而硅用于半導(dǎo)體材料，故A錯(cuò)誤； B．玻璃、陶瓷屬于硅酸鹽材料，碳化硅不是硅酸鹽，故B錯(cuò)誤；
C．二氧化硅可與氫氧化鈉反應(yīng)，使用陶瓷坩堝熔氫氧化鈉，可導(dǎo)致坩堝炸裂，故C正確；
D．二氧化硅不溶于水，不與水反應(yīng)，不能用二氧化硅和水制備硅酸，故D錯(cuò)誤．
故選C．
（2）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和強(qiáng)堿反應(yīng)SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，離子反應(yīng)為：2OH^-+SiO₂=SiO₃^2-+H₂O，硅酸鈉是一種具有粘性的物質(zhì)，導(dǎo)致瓶塞與瓶口粘在一起，所以盛放堿液的試劑瓶不能用磨口玻璃塞．故答案為：2OH^-+SiO₂=SiO₃^2-+H₂O；
（3）石英砂的主要成分是SiO₂，在高溫下與焦炭發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO₂+2C

高溫  .

Si+2CO↑；二氧化硅與鎂反應(yīng)生成硅單質(zhì)和氧化鎂，用稀鹽酸除去硅中混有的Mg，MgO雜質(zhì)，故答案為：SiO₂+2C

高溫  .

Si+2CO↑；Mg，MgO；
（4）青石棉中鐵元素的化合價(jià)由+2價(jià)和+3價(jià)兩種，根據(jù)原子守恒和化合價(jià)不變的思想，化學(xué)組成用氧化物的形式可表示為Na₂O?3FeO?Fe₂O₃?8SiO₂?H₂O，+2價(jià)鐵與+3價(jià)鐵的物質(zhì)的量之比為3：2；
錳元素化合價(jià)由MnO₄^-中+7價(jià)降低為Mn²⁺中+2價(jià)，鐵元素化合價(jià)由+2價(jià)升高為+3價(jià)，化合價(jià)升降的最小公倍數(shù)為5，所以MnO₄^-系數(shù)為1，F(xiàn)e²⁺系數(shù)為5，根據(jù)原子守恒可知Mn²⁺系數(shù)為1，F(xiàn)e³⁺系數(shù)為5，根據(jù)氧原子守恒可知H₂O系數(shù)為4，根據(jù)氫原子守恒確定H⁺系數(shù)為8，離子方程式為8H⁺+1MnO₄^-+5Fe²⁺═1Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
二價(jià)鐵離子的物質(zhì)的量是高錳酸根的5倍，根據(jù)鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

鐵元素的質(zhì)量

礦石的質(zhì)量

=

5cV×56

1000m

=

7cV

25m

，故答案為：3：2；1；5；8；1；5；4；

7cV

25m

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查硅和二氧化硅的性質(zhì)，元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，綜合考查學(xué)生分析解決問題的能力，難度中等．