2022届老高考化学（人教版）一轮总复习学案：第9讲　碳、硅及其重要化合物 （含解析）.doc

1、第四章第四章非金属及其重要化合物非金属及其重要化合物 第第 9 讲讲碳、硅及其重要化合物碳、硅及其重要化合物 高考备考导航 考试要求：1.掌握碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。2.掌握碳元素、硅元素的重 要化合物的主要性质及应用。 3.了解碳元素、 硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。 4.了解碳、硅的单质及其重要化合物的制备方法。 名师点拨：本讲知识在高考中很少以独立的一个题目考查，往往融合其他知识一起考查， 而本讲知识的特点是繁杂，涉及的化学反应多，物质间的转化关系多样。在复习中可依 C、Si、 Cl、S、N 等高考考查的非金属元素为中心，逐步建立完整的知识网络。本讲复习时有以

2、下几 点需要注意：一是以新材料、新技术为背景考查 C、Si 及其重要化合物的性质及应用，二是 以推断题考查 C、Si 及其化合物之间的转化关系，三是以硅、硅酸的制备为载体，考查实验 探究能力。要特别注意 Si、SiO2在现代科技中的应用经常以选择题形式出现，随着新能源、 新材料、新工艺的发展应用，对碳硅及其化合物性质和应用的考查有逐渐增多的趋势，已成 为高考考查的热点。 考点一碳、硅及其氧化物的性质与用途 核心知识梳理 1碳、硅元素在自然界中的存在形态 (1)碳：既有游离态又有化合态。 (2)硅：因有_亲氧_性，所以自然界中只有_化合_态。硅在地壳中的含量占第_二_位。 2碳、硅单质的物理性质

3、和用途(用短线连接) 3碳和硅的化学性质还原性 (1)碳单质的化学性质。 与 O2反应。 AO2不足：_2CO2= 点燃 2CO_。 BO2足量：_CO2= 点燃 CO2_。 与其他物质反应。 A与 CuO 反应：_2CuOC= 2CuCO2_。(冶炼金属) B与 CO2反应：_CO2C= 高温 2CO_。 C与水蒸气反应：_CH2O(g)= 高温 COH2_。(制取水煤气) D与浓硫酸反应：_C2H2SO4(浓)= CO22SO22H2O_。 (2)硅单质的化学性质。 与 O2反应：_SiO2= SiO2_。 与 Cl2反应：_Si2Cl2= SiCl4_。 与氢氟酸反应：_Si4HF=Si

4、F42H2_。 与 NaOH 溶液反应：_Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2_。 4硅的工业制法及提纯 石英砂 焦炭 高温 粗硅 氯气 加热 SiCl4 氢气 高温 高纯硅 涉及的化学方程式： _SiO22C= 高温 Si2CO_。 _Si2Cl2= SiCl4_。 _SiCl42H2= 高温 Si4HCl_。 5碳、硅的氧化物 (1)一氧化碳的性质及应用 物理性质：无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒的原因是与人体内_血红蛋白_相 结合，因缺氧而中毒。 化学性质及应用(写出有关化学方程式) A可燃性：_2COO2= 点燃 2CO2_，可作燃料。 B还原性：CO 还原 Fe2O3的反应

5、为： _3COFe2O3= 高温 2Fe3CO2_，可用于冶炼金属。 微点拨CO 是不成盐氧化物，当引起人体中毒时，酸碱不能解毒。CO2是酸性氧化物， 能形成温室效应，但不是大气污染物。 (2)CO2和 SiO2深度对比。 物质SiO2CO2 构成 1 个 Si 周围有 4 个 O,1 个 O 周围有 2 个 Si，呈空间网状结构，无 SiO2分子 CO2分子 物理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不 溶于水 熔、沸点低，常温下为气体，能 溶于水 化学 性质 与水 反应 不反应_CO2H2OH2CO3_ 与酸_只与氢氟酸反应 SiO24HF=SiF4不反应 反应2H2O_ 与碱 反应 S

6、iO22NaOH=_Na2SiO3H2O_ (盛碱液的试剂瓶用_橡皮_塞) CO22NaOH=_Na2CO3 H2O_或 CO2 NaOH=_NaHCO3_ 与盐 反应 如与 Na2CO3、CaCO3反应： SiO2Na2CO3= 高温 _Na2SiO3CO2_、 SiO2CaCO3= 高温 _CaSiO3CO2_ 如与 Ca(ClO2)、Na2CO3反应： Ca(ClO)2CO2 H2O=_CaCO32HClO_ CO2Na2CO3 H2O=_2NaHCO3_ 与碱性 氧化物 反应 如与 CaO 反应： SiO2CaO= 高温 _CaSiO3_ 如与 Na2O 反应： CO2Na2O=_Na

7、2CO3_ 与碳 反应 _SiO22C= 高温 Si2CO_CO2C= 高温 2CO_ 用途 制光学仪器、石英玻璃、常用来制造通讯 材料_光导纤维_、制饰品 合成肥料， 干冰用作_制冷剂_， 人工降雨 特别提醒 (1)玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶而用塑 料瓶。 (2)NaOH 溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶。 (3)用石英砂和焦炭制备粗硅的反应必须要隔绝空气在电炉中进行， 得到的氧化产物是 CO 而不是 CO2。 (4)硅与碱溶液反应时，硅为还原剂，H2O 为氧化剂。 Si2NaOH4H4e 2O=Na2SiO32H23H2O。 (5

8、)SiO2虽然即能与 NaOH 溶液反应，又能与氢氟酸反应，但不属于两性氧化物，属于酸 性氧化物。 (6)酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸， SiO2虽然是 H2SiO3的酸酐， 但它不与水反应， 不能直接与水作用制备 H2SiO3。 (7)不能依据反应 2CSiO2= 高温 Si2CO来说明 C 的还原性比 Si 强，也不能依据反应 SiO2Na2CO3= 高温 Na2SiO3CO2来说明 SiO2水化物的酸性比 H2CO3强。 基础小题自测 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)硅的性质不活泼，故自然界中存在游离态的硅元素。() (2)Si 和 SiO2都可用于制造光导纤维。(

9、) (3)因为 HF 与 SiO2反应，故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记。() (4)下列转化能一步实现：CaCO3 高温 CaO SiO2 高温 CaSiO3。() (5)向 CaCl2溶液中通入 CO2气体， 溶液变浑浊， 继续通入 CO2至过量， 浑浊消失。 () (6)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料。() (7)晶体硅熔点高、硬度大，所以可用于制作半导体材料。() (8)二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸。() (9)SiO2可与氢氟酸反应，所以氢氟酸不能保存在玻璃瓶中。() (10)向一定浓度的 Na2SiO3溶液中通入适量 CO2出现白色沉淀，证明 H2SiO3的

10、酸性比 H2CO3的酸性强。() 提示硅酸钠溶液中通入二氧化碳产生的白色沉淀为硅酸，根据强酸制弱酸，说明碳酸 的酸性比硅酸强。 (11)利用如图装置除去 CO 气体中的 CO2气体。() (12)用活性炭去除冰箱中的异味，没有发生化学反应。() (13)下列转化在一定条件下能够实现：SiO2= HClaqSiCl 4= H2 高温 Si。() (14)根据反应：SiO2Na2CO3= 高温 Na2SiO3CO2，可知 SiO2水化物的酸性比 H2CO3 强。() (15)SiO2既能和 NaOH 溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物。() 2深度思考： (1)从元素周期表的位置看，碳和硅

11、均为A 族元素，自然界中有碳的多种单质存在，自 然界中有硅的单质吗？为什么？ _没有。因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因此硅在自然界 中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。_ (2)从元素周期表的位置看，硅的还原性比碳强，但碳能与 SiO2反应制取 Si，试从化学平 衡的角度认识该反应发生的原因。 _2CSiO2= 高温 Si2CO，CO 气体逸出，促使反应正向进行。_ (3)实验室中要熔化烧碱固体，现有三种坩埚：石英坩埚、陶瓷坩埚及铁坩埚。你认为选 哪一种？ 提示(3)选择铁坩埚。铁不与烧碱反应，而石英坩埚、陶瓷坩埚中都含有 SiO2，能与 NaOH 反应使得坩埚受损。 考

12、点突破提升 微考点 1碳、硅单质的性质及应用 典例 1 (1)下列有关碳单质和硅单质的说法正确的是_(填序号)。 将木炭与浓硫酸共热， 得到的气体通入澄清石灰水中， 可以检验木炭的氧化产物是 CO2 甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙中均含有相同的某种元素，它们之间具有如 下转化关系：甲 丁 乙 丁 甲 丙。若甲为焦炭，则丁可能是 O2 将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气，对应的化学方程式：C H2O(g)= 高温 COH2 硅的性质不活泼，常温时不与水、氧气和酸反应 反应 Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2中，Si 为还原剂，NaOH 和 H2O 为氧化剂 金刚石和石墨在氧

13、气中完全燃烧均只生成二氧化碳气体 解析木炭与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫，二者都能使澄清石灰水变浑浊，故 错误。当甲为焦炭，丁是 O2时，转化关系为 C O2 CO O2 C CO2，合理，故正确。 水煤气是水蒸气通过炽热的煤层而生成的气体，主要成分是一氧化碳、氢气，对应的化学方 程式：CH2O(g)= 高温 COH2，故正确。常温下，硅与 HF 发生反应：Si4HF=SiF4 2H2，故错误。和铝与氢氧化钠反应类似，Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2反应的 本质是 Si 先和 H2O 反应生成原硅酸：Si4H2O=H4SiO42H2，生成的 H4SiO4再和氢氧 化钠反应，总反应

14、中 H2O 为氧化剂，故错误。金刚石和石墨是碳元素的同素异形体，在氧 气中完全燃烧均是碳与氧气结合生成二氧化碳气体，故正确。 (2)(2020河南模拟)高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的 发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备，下列说法正确的 是(D) SiO2 C 高温 Si(粗) HCl 300 SiHCl3 过量 H2 1 0001 100 Si(纯) A步骤的化学方程式为 SiO2C= 高温 SiCO2 B步骤、中每生成或反应 1 mol Si，转移 2 mol 电子 C二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应 DSiHCl3(沸

15、点 33.0 )中含有少量的 SiCl4(沸点 57.6 )，通过蒸馏可提纯 SiHCl3 解析二氧化硅高温下与 C 反应生成 CO 气体，即步骤的化学方程式为 SiO2 2C= 高温 Si2CO，故 A 项错误；步骤中硅元素化合价由4 变为 0，生成 1 molSi，转移 4 mol 电子，步骤中硅元素化合价由 0 变为2，每生成 1 mol SiHCl3，转移 2 mol 电子，步 骤中硅元素化合价由2 变为 0，每生成 1 mol Si，转移 2 mol 电子，故 B 项错误；硅能与 氢氟酸反应生成 SiF4和氢气，故 C 项错误；SiHCl3(沸点 33.0 )、SiCl4(沸点 57

16、.6 )沸点相 差较大，可以通过蒸馏提纯 SiHCl3，故 D 项正确。 萃取精华： 常见高纯硅制备方法及其流程 实验室制硅 工业制硅 对点集训 1(1)(2021漳州模拟)C、Si、S 都是自然界中含量丰富的非金属元素，下列 有关说法中正确的是(C) A三种元素在自然界中既有游离态又有化合态 B元素的4 价氧化物都属于酸性氧化物，都能与碱反应而不能与任何酸反应 C最低价的气态氢化物都具有还原性，易与 O2发生反应 D其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱：H2SO4H2SiO3H2CO3 解析A 项，硅元素在自然界中无游离态，错误；B 项，SiO2能与氢氟酸反应，错误； C 项，C、Si、S

17、三种元素最低价态气态氢化物分别为 CH4、SiH4、H2S，都具有还原性，易与 O2发生反应，正确；D 项，酸性强弱顺序为 H2SO4H2CO3H2SiO3，错误。 萃取精华： 碳、硅单质的特殊性 一般情况下，非金属元素的单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高、 硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。 非金属单质大多为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 Si 的还原性大于 C，但 C 却能在高温下还原出 Si：SiO22C= 高温 Si2CO。 非金属单质与碱反应一般无氢气放出，但硅与强碱溶液作用却放出氢气：Si2NaOH H2O=Na2SiO32H2。 非金属单质一般

18、不与非氧化性酸反应，但硅能与 HF 反应：Si4HF=SiF42H2。 一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但 C 在高温下也能置换出 H2O 中的氢： CH2O(g)= 高温 H2CO。 工业生产单质硅过程中应注意的问题 用焦炭还原 SiO2，产物是 CO 而不是 CO2。 粗硅中含碳等杂质，与 Cl2反应生成的 SiCl4中也含 CCl4等杂质，经过分馏提纯 SiCl4 后，再用 H2还原，得到高纯度硅。 (2)下列物质能与单质硅起化学反应的是_。 浓 HNO3水浓 H2SO4氢氟酸NaOH 溶液氟气氯气 (3)下列事实能说明非金属性：CSi 的是_。 硬度：金刚石晶体硅 熔、沸

19、点：SiO2CO2 酸性：H2CO3H2SiO3 稳定性：CH4SiH4 CO2通入 Na2SiO3溶液中产生白色沉淀 高温下，SiO2与 Na2CO3反应 相同条件下，碱性：Na2SiO3(aq)Na2CO3(aq) 微考点 2碳、硅氧化物的性质及应用 典例 2 (2021湖北黄冈模拟)二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、 科研及新型材料等方面有着重要的用途。ae 是对反应中 SiO2所表现的化学性质或作 用进行的判断，其中正确的是(B) SiO22NaOH=Na2SiO3H2O SiO22C= 高温 Si2CO SiO24HF=SiF42H2O Na2CO3SiO2= 高温 Na

20、2SiO3CO2 SiO23C= 高温 SiC2CO a反应中 SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b反应中 SiO2表现出氧化性 c反应中 SiO2表现了酸性氧化物的通性 d反应符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的原理 e反应中 SiO2未参加氧化还原反应 AaceBbde CcdeDab 解析通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是，因此 a、c 判断错误；反应 是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b 判断正确；反应是一个复分解反 应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d 判断正确；反应中碳的化合价由 0 变为 4 和2，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此

21、二氧化硅没有参加氧化还原反应，e 判断也正确。 对点集训 2(2021怀化模拟)单质 Z 是一种常见的半导体材料，可由 X 通过如图所示 的路线制备，其中 X 为 Z 的氧化物，Y 为氢化物，分子结构与甲烷相似，下列说法正确的是 (B) X Mg 放热 Mg2Z 盐酸 Y 加热 Z AX 为酸性氧化物，能与碱反应不能与酸反应 BY 的化学式为 SiH4 C光纤主要成分是 X，具有导电性 DX 与 Mg 在加热条件下反应的化学方程式为 SiO22Mg= 2MgOSi 解析根据题中信息，可确定 Z 为 Si，其氧化物 X 的化学式为 SiO2。能与 SiO2反应的 酸只有氢氟酸，故 A 错误；由

22、SiO2与 Mg 加热可制得 Mg2Si，Mg2Si 与盐酸反应可制 SiH4和 MgCl2，故 Y 的化学式为 SiH4，B 正确；SiO2无导电性，C 错误；SiO2与 Mg 在加热条件下反 应的化学方程式为 SiO24Mg= Mg2Si2MgO，D 错误。 萃取精华： 物质一般性和含硅化合物特殊性对比 考点二硅酸、硅酸盐和无机非金属材料 核心知识梳理 1硅酸 2硅酸盐 (1)定义：由_硅、氧和金属_元素组成的化合物的总称，是构成地壳_岩石_的重要成分。 (2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，通常用 SiO2和金属氧化物的组合形式表示它们的 组 成 ， 如 硅 酸 钠 (Na2SiO3)

23、写 成 _Na2OSiO2_ ， 钾 云 母 (KH2Al3Si3O12) 写 成 _K2O3Al2O36SiO22H2O_，长石(KAlSi3O6)可表示为_K2OAl2O36SiO2_。 (3)硅酸钠(Na2SiO3)。 白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称_水玻璃_，有黏性，水溶液显_碱_性。 与较强的酸反应，如与盐酸反应的化学方程式为_Na2SiO32HCl=2NaCl H2SiO3_ ； 与 CO2水 溶 液 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _Na2SiO3 CO2 H2O=Na2CO3 H2SiO3_。 用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 3无机非金属材料 (1)传统无

24、机非金属材料常见硅酸盐材料 产品水泥普通玻璃陶瓷 生产原料_石灰石、黏土_纯碱、石灰石、石英_黏土 主要设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑 玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3SiO2= 高温 _Na2SiO3CO2_；CaCO3 SiO2= 高温 _CaSiO3CO2_。 (2)新型无机非金属材料 材料类别主要特性示例用途 高温结构 陶瓷 能承受高 温，强度高 氮化硅 陶瓷 汽轮机叶片、轴承、永久 性模具等 半导体 陶瓷 具有电学 特性 二氧化锡 陶瓷 集成电路中的半导体 光学材料 具有光 学特性 光导纤维光缆通信、医疗、照明等 生物陶瓷 具有生 物功能 氧化铝 陶瓷 人造骨骼、人造关节、接 骨

25、螺钉 4特殊功能的含硅材料 (1)SiC(俗称_金刚砂_)具有类似于金刚石的结构，硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料。 (2)含硅 4%硅钢具有很高的导磁性，可用作_变压器_的铁芯。 (3)硅橡胶具有耐高温、耐低温的性质。 特别提醒 (1)硅酸盐大多难溶于水，常见的可溶性硅酸盐是硅酸钠，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃， 与玻璃成分不同，水玻璃又称泡花碱，但它却是盐溶液，而不是碱溶液。 (2)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合 而成的。 基础小题自测 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土。()

26、(2)硅胶多孔，吸水能力强，常用作袋装食品的干燥剂和抗氧化剂。() (3)普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料。() (4)向 Na2SiO3溶液中通入过量 SO2：SiO2 3SO2H2O=H2SiO3SO2 3。() (5)可依据反应 Na2CO3SiO2= 高温 Na2SiO3CO2说明 H2SiO3的酸性比 H2CO3强。 () (6)烧结黏土制陶瓷不涉及化学反应。() (7)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料。() (8)向硅酸钠溶液中通入适量 CO2，出现白色沉淀，证明碳的非金属性大于硅元素。 () (9)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中。() (10)传统无机非金属材料和新

27、型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐。() (11)Na2CaSi6O14可以写成 Na2OCaO6SiO2。() (12)高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点。() (13)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐产品。() (14)用 SiO2制取硅酸，将 SiO2溶解在水中一段时间后可得到硅酸。() (15)硅胶是硅酸钠的水溶液失去水后形成的凝胶。() (16)光导纤维、碳纳米管、氮化硅结构陶瓷等都是新型无机非金属材料。() 2填写下列材料主要化学成分的化学式。 (1)刚玉：_Al2O3_。 (2)大理石、石灰石：_CaCO3_。 (3)普通玻璃：_CaSi

28、O3Na2SiO3SiO2_。 (4)石英、水晶：_SiO2_。 3深度思考： (1)如何由 SiO2制备 H2SiO3？用化学方程式表示。 _SiO22NaOH=Na2SiO3H2O_。 _Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl_。 (2)利用下图中的装置和试剂验证非金属性：ClCSi，能否达到实验目的，为什么？ 提示(2)不能。挥发出来的 HCl 气体进入硅酸钠溶液后，也能与硅酸钠反应生成白色 沉淀，与 CO2和硅酸钠反应的现象相同，且 HCl 不是氯元素的最高价含氧酸，无法达到实验 目的。 考点突破提升 微考点 1硅酸、硅酸盐的组成、性质 典例 1 (2021山东滨州高三检测)青

29、石棉(crocidolite)是一种致癌物质，是鹿特丹 公约中受限制的 46 种化学品之一，其化学式为 Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时， 还原产物只有 NO，下列说法不正确的是(B) A青石棉是一种硅酸盐产品 B青石棉中含有一定量的石英晶体 C青石棉的化学组成可表示为 Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O D1 mol 青石棉能使 1 mol HNO3被还原 解析硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而 成的化合物的总称，故青石棉是一种硅酸盐产品；青石棉是一种纯净物，不可能含有一定量 的石英晶体；1 mol Na2O3FeOFe2

30、O38SiO2H2O 跟足量硝酸反应时，失去 3 mol 电子，而还原 产物只有 NO，故 1 mol 青石棉能使 1 mol HNO3被还原。 方法技巧硅酸盐改写成氧化物形式的方法 (1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。 (2)氧化物前计量数的配置原则：按配置前后原子个数守恒原则配置各氧化物的计量数， 并写在相应氧化物前面，且不同氧化物之间以“”隔开。写成氧化物后，原化学式中的各元 素、原子的个数比应保持不变。 (3) 当 氧 化 物 计 量 数 出 现 分 数 时 应 化 为 整 数 ， 如 钾 长 石 ： KAlSi3O8不 能 写 成 1 2K 2O1 2A

31、l 2O33SiO2，应写成 K2OAl2O36SiO2。 对点集训 1(2021经典习题汇编)下列有关硅酸和硅酸盐的叙述正确的是(C) Aa、b、c 分别代表 Na2SiO3、H2SiO3、SiO2，则三者可满足一步转化关系 B向 Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸时反应的离子方程式： Na2SiO32H =H2SiO32Na C将 SO2通入到 Na2SiO3溶液中，产生胶状沉淀，可得到结论，酸性：H2SO3H2SiO3 D反应 CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3和反应 SiO2Na2CO3= 高温 Na2SiO3 CO2是相互矛盾的，不可能都发生 解析SiO2不与水反应，不

32、能一步转化为 H2SiO3，故 A 项错误；Na2SiO3为可溶于水的 强电解质，书写离子方程式时应拆为 2Na 和 SiO2 3，正确书写：SiO2 32H =H2SiO3，故 B 项错误；SO2溶于水生成 H2SO3，在水溶液中，H2SO3的酸性大于 H2SiO3，与硅酸盐反应可 以生成硅酸，故 C 项正确；高温下 SiO2能与 Na2CO3固体反应生成 Na2SiO3和 CO2，该反应不 是在常温下进行，且不是在水溶液中进行，不能用“强酸制弱酸”判断反应是否进行，故 D 项错误。 微考点 2硅及其化合物之间的转化 典例 2 (2021河北衡水高三检测)X 是一种新型无机非金属材料，具有耐

33、磨、耐腐 蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下： 为了确定 C 的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知 F、G 都是难溶于水和稀硝酸的 白色沉淀，I 可用于制造光导纤维。 按要求回答下列问题： (1)C 的化学式为_SiCl4_；X 的化学式为_Si3N4_。 (2)写出下列方程式。 反应的化学方程式：_Si2Cl2= SiCl4_； 反应的离子方程式：_SiO2 32H2O2CO2=H2SiO32HCO 3_。 解析本题可从 I 入手推断，I 可用于制造光导纤维，故其为二氧化硅，F 为硅酸，H 为 硅酸钠，E 为 HCl，C 为氯化硅，X 为 Si3N4。反应为 Si 与 Cl2反应生成 S

34、iCl4，反应为硅 酸钠与过量的二氧化碳反应生成硅酸和碳酸氢钠。 对点集训 2(2021经典习题汇编)晶体硅(熔点 1 410 )是良好的半导体材料。由粗硅 制纯硅的过程如下： .高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅； .粗硅与干燥的 HCl 气体反应制得 SiHCl3(Si3HCl= 200350 SiHCl 3H2)； .SiHCl3与过量的 H2在 1 1001 200 的温度下反应制得纯硅， 已知 SiHCl3能与水剧烈 反应。 (1)第一步用焦炭与石英砂制取粗硅，其反应的化学方程式为_SiO22C= 高温 Si 2CO_；上述反应中的氧化剂是_SiO2_，还原剂是_C_。 (2)粗硅

35、与 HCl 气体反应完全后，经冷凝得到的 SiHCl3(沸点 33.0 )中含有少量 SiCl4(沸 点 57.6 )和 HCl(沸点84.7 )，提纯 SiHCl3采用的方法为_分馏(或蒸馏)_。 (3)实验室用 SiHCl3与过量的 H2反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去)： 装置 B 中的试剂是_浓硫酸_，装置 C 中的烧杯需要加热，目的是_使滴入烧瓶中的 SiHCl3汽化_。 反应一段时间后， 装置 D 中观察到的现象是_有固体生成_， 装置 D 不能采用普通玻璃 管的原因是_在此反应温度下， 普通玻璃会软化_， 装置 D 中发生反应的化学方程式是_SiHCl3 H2= 高温

36、 Si3HCl_。 为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度 以及_排尽装置内的空气_。 解析(1)焦炭与石英砂制取粗硅：SiO22C= 高温 Si2CO，SiO2得电子，价态降低， 为氧化剂，C 失电子，价态升高，为还原剂。 (2)SiHCl3的沸点和所含杂质的沸点相差较大，故可以采用分馏(或蒸馏)的方法。 (3)SiHCl3能与水剧烈反应，应将制得的 H2中的水蒸气除去，故装置 B 中的试剂是浓硫 酸；常温下 SiHCl3为液体，反应时应使其汽化后再在 D 处与 H2反应，故装置 C 的烧瓶需加 热。H2和汽化后的 SiHCl3在装置 D 中发生反应：Si

37、HCl3H2= 高温 Si3HCl，故 D 中观察 到的现象是有固体生成，在此反应温度下，普通玻璃会软化，故不能采用普通玻璃管。制 备流程包含高温下加热氢气，氢气和氧气混合在高温条件下易发生爆炸，因此必须排尽装置 内的空气。 微考点 3常见无机非金属材料及其主要用途 典例 3 (2021海南高三检测)下列我国古代优秀艺术作品中，所用材料不属于无机 非金属材料的是(A) ABCD 商代后母戊鼎 新石器时代人面鱼纹 彩陶盆 明永乐青花竹石芭蕉 纹梅瓶 三国青瓷羊形烛台 解析传统无机非金属材料主要包括水泥、玻璃和陶瓷，后母戊鼎所用材料属于金属材 料，不属于无机非金属材料，A 项符合题意。 对点集训

38、3(1)(2021河北衡水月考)有些科学家提出硅是“21 世纪的能源”，下列说 法正确的是(D) A晶体硅具有半导体性质，可用于生产光导纤维 B玻璃中含有的 SiO2可与 NaOH 溶液反应，故常用 NaOH 溶液雕刻玻璃纹饰 C陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料 D硅酸盐 Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为 Na2O2FeO3SiO2 解析晶体硅具有半导体性质，可用于生产电脑芯片，二氧化硅可用于制造光导纤维， A 不正确；玻璃中含有的 SiO2可与 NaOH 溶液反应，但不能用 NaOH 溶液雕刻玻璃纹饰，B 不正确；陶瓷、水泥属于硅酸盐材料，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，不属于

39、硅酸盐，C 不 正确；硅酸盐 Na2Fe2Si3O9可用氧化物的形式表示为 Na2O2FeO3SiO2，D 正确。 (2)(2020浙江 7 月选考，24)Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不 正确的是(D) A可发生反应：Ca3SiO54NH4Cl= CaSiO32CaCl24NH32H2O B具有吸水性，需要密封保存 C能与 SO2反应生成新盐 D与足量盐酸作用，所得固体产物主要为 SiO2 解析对于陌生物质 Ca3SiO5的性质，我们可以从物质类别和化合价两个角度去分析， 从元素的化合价上看，它不能发生氧化还原反应，从物质类别上看，它属于硅酸盐。A 项， Ca3S

40、iO5可表示为 CaSiO32CaO，NH4Cl 水解使溶液显酸性，故可发生反应 Ca3SiO5 4NH4Cl= CaSiO32CaCl24NH32H2O，正确；B 项，水泥具有吸水性，需密封保存， 正确；C 项，SO2H2O=H2SO3，H2SO3的酸性比 H2SiO3强，故 Ca3SiO5能与 SO2反应生成 新盐，正确；D 项，根据强酸制取弱酸的原理，所得固体产物主要是 H2SiO3，错误。 本讲要点速记： 1注意四个用途 Si半导体材料、太阳能电池板 SiO2光导纤维 H2SiO3硅胶可作干燥剂 Na2SiO3(其水溶液俗称水玻璃)黏合剂、耐火阻燃材料 2熟记三种物质的性质 (1)硅的

41、三个特性：与 HF、F2反应；与 NaOH 反应生成 H2。 (2)SiO2的两个性质：酸性、氧化性。 (3)H2SiO3的两个性质：酸性(弱于碳酸)、不稳定性。 3硅酸盐的三点提醒 (1)盛 Na2SiO3的试剂瓶应密封，否则 Na2SiO3吸收空气中的 CO2和 H2O 会变质。 (2)盛 Na2SiO3的试剂瓶不能用玻璃塞，因为其本身是一种黏合剂。 (3)SiO 2 3与 H 不能大量共存。 4熟记玻璃的成分和生产原理 (1)成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。 (2)玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3SiO2= 高温 Na2SiO3CO2；CaCO3 SiO2= 高温 CaSiO3CO2。 5熟记 5 个主要反应 (1)Si2OH H2O=SiO2 32H2。 (2)SiO22OH =SiO2 3H2O。 (3)SiO22C= 高温 Si2CO。 (4)SiO24HF=SiF42H2O。 (5)SiO2 32CO2(足量)2H2O=H2SiO32HCO 3。 6掌握一个特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示 如钾长石 KAlSi3O8K2OAl2O36SiO2。 青石棉 Na2Fe5Si8O22(OH)2Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O。