《2025年金版新学案高三总复习化学》

考向3 硅胶 多硅酸盐结构的理解
5. 硅胶吸附剂常用作干燥剂，其结构示意图如图所示，在其中添加$CoCl_{2}$可使其指示吸水量的多少来决定硅胶是否失效，原理为$CoCl_{2}$(蓝色)$+6H_{2}O=CoCl_{2}· 6H_{2}O$(粉红色)，失效的硅胶可加热再生，下列说法错误的是(B)

A.当硅胶变粉红色说明硅胶失效了
B.$SiO_{2}$是酸性氧化物，硅胶可干燥$HF$和$Cl_{2}$等酸性气体
C.失效的硅胶再生时加热的温度不宜过高
D.当硅胶遇到大量的水分子时，硅羟基与水形成过多氢键从而失去吸附力

答案： 5. B 由题中信息可知，硅胶吸水后，$CoCl_{2}$会变成$CoCl_{2}·6H_{2}O$(粉红色)说明硅胶失效了，A正确；二氧化硅可以和$HF$反应，故硅胶不能干燥$HF$，B错误；由硅胶结构可知，硅胶用作干燥剂，是通过硅羟基和水分子之间形成氢键而达到吸水的目的，故当硅胶遇到大量的水分子时，硅羟基与水形成过多氢键从而失去吸附力，D正确。

6. 形式多样的硅酸盐是无机矿物的重要基石。$SiO_{4}^{4-}$是一种四面体形的离子（属于硅酸根离子），其结构可用图a表示，硅原子位于该四面体体心，四个氧原子各占一个顶点。图b和图c则是复合硅酸根离子中的两个实例，均为无支链的单环状，分别由数个硅氧四面体a通过共用氧原子的形式构成。

(1)b的化学式为$Si_{3}O_{9}^{6 -}$。
(2)若一个单环状离子中$Si$原子数为$n(n\geq 3)$，则其化学式为$Si_{n}O_{3n}^{2n -}$。
（3）绿柱石是铍、铝的此类硅酸复盐，其化学式中含6个硅原子，该复盐的化学式是$Be_{3}Al_{2}Si_{6}O_{18}$(或$3BeO· Al_{2}O_{3}·6SiO_{2}$)。

答案： 6.
(1)$Si_{3}O_{9}^{6 -}$
(2)$Si_{n}O_{3n}^{2n -}$
(3)$Be_{3}Al_{2}Si_{6}O_{18}$(或$3BeO· Al_{2}O_{3}·6SiO_{2}$)
解析：
(1)b含有氧原子个数为9，含有3个四面体结构，则含有硅原子个数为3，根据化合物中$Si$的化合价为+4、氧元素化合价为-2可知，b的化学式为$Si_{3}O_{9}^{6 -}$。
(2)c中含有6个四面体结构，所以含有6个$Si$原子，含有的氧原子数为18，c中含有的氧原子数比6个硅酸根离子含有的氧原子数少6个，带有的电荷为$6×(-2)= -12$；根据题图可知：若一个单环状离子中$Si$原子数为$n(n\geqslant3)$，则含有$n$个四面体结构，含有的氧原子比$n$个硅酸根离子含有的氧原子恰好少$n$个，即含有$n$个$Si$，$3n$个$O$，带有的负电荷为$n×(-2)= -2n$，其化学式为$Si_{n}O_{3n}^{2n -}$。
(3)根据$Si_{n}O_{3n}^{2n -}$可知，含有6个硅原子的硅酸盐所带的负电荷为12，设铍的个数为$x$，铝的个数为$y$，则$2x + 3y = 12$，讨论可得$x = 3$、$y = 2$，其化学式为$Be_{3}Al_{2}Si_{6}O_{18}$或$3BeO· Al_{2}O_{3}·6SiO_{2}$。

1. 陶瓷
陶瓷是以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成的。

答案： 1. 黏土 铝硅酸盐 高温

2. 玻璃
普通玻璃的主要成分为$Na_{2}SiO_{3}$、$CaSiO_{3}$和$SiO_{2}$，它是以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得的。玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料等。

答案： 2. $Na_{2}SiO_{3}$、$CaSiO_{3}$和$SiO_{2}$ 纯碱、石灰石和石英砂 玻璃窑 物理变化和化学变化 玻璃纤维 复合材料

3. 水泥
普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石，二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理变化和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉就能得到普通水泥。混凝土是水泥、沙子和碎石等与水混合得到的。

答案： 3. 黏土和石灰石 水泥回转窑 硬化速率