2022屆新高考化學一輪復(fù)習無機非金屬材料的主角-硅學案

無機非金屬材料的主角——硅

目標微解讀考向微預(yù)測

［了解碳、硅的原子結(jié)1.高考的考查點有三個：一是以新材料、新技

構(gòu)、認識硅在自然界的存術(shù)為背景考查c、Si及其重要化合物的性質(zhì)及

在形式。應(yīng)用；二是以推斷題考查c、Si及其化合物之

2.了解碳、硅及其重要化間的轉(zhuǎn)化關(guān)系；三是以硅、硅酸的制備為載

合物的主要性質(zhì)。體，考查實驗探究能力。

3.了解硅酸鹽產(chǎn)品及其在2.特別注意Si、SiO2在現(xiàn)代科技中的用途常

生產(chǎn)、生活中的用途。以選擇題形式出現(xiàn)，已成為高考考查的熱點。

IIIII

微考點?大突破

微考點1碳'硅單質(zhì)的性質(zhì)

、基礎(chǔ)被回扣知識必備?固根基.

1.碳、硅元素在自然界中的存在形態(tài)

(1)碳：既有游離態(tài)又有化合態(tài)。

(2)硅：只有化合態(tài)。硅在地殼中的含量占第二位。

2.碳、硅單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途(用短線連接)

3.碳和硅的化學性質(zhì)——還原性

⑴碳單質(zhì)的化學性質(zhì)

①與C>2反應(yīng)

點燃

a.。2不足：2C+O2-ZCOo

點燃

b.O2足量：C+th—C6。

②與其他物質(zhì)反應(yīng)

Δ

a.與CUO反應(yīng)：2Cuθ+C==2Cu+Cθ23

高溫

b.與Co2反應(yīng)：COι+C==2COo

高溫

c.與水蒸氣反應(yīng)：C+HzO（g）-8+%。

Δ

d.與濃硫酸反應(yīng)：C+2H2SOK濃）^==Cθ2t+2Stht+2HzO°

（2）硅單質(zhì)的化學性質(zhì)

Δ

①與O2反應(yīng)：Si+O2-SiO2Q

高溫

②與CL反應(yīng)：Si+2C12^=SiCL.

③與氫氟酸反應(yīng)：Si+4HF=SiEtt+2%3

4.硅的工業(yè)制法

高溫

用焦炭和二氧化硅在電爐中反應(yīng)得到粗硅，反應(yīng)的化學方程式為2C+SiO2-Si+

2C0t0

上微助學

高溫

1.Si的還原性強于C,但C能還原SiCh生成Si,且氧化產(chǎn)物為CO;2C+SiO2^=

Si+2CO↑,其原因是產(chǎn)物CO為氣體，它的放出降低了生成物濃度，促使反應(yīng)向正反應(yīng)方

向進行。

2.不要混淆硅和二氧化硅的用途；用作半導(dǎo)體材料的是晶體硅，用于制作光導(dǎo)纖維的

是SiO2.

3.不要混淆常見含硅物質(zhì)的成分

（1）計算機芯片的成分是晶體硅。

（2）水晶、石英、瑪瑙等主要成分是Sio2。

（3）傳統(tǒng)無機非金屬材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸鹽。

3微診斷

判斷正誤，正確的畫“，錯誤的畫“X”。

1.單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧稀＃↗）

2.高純度的單晶硅用于制造光導(dǎo)纖維。（X）

提示：二氧化硅用于制造光導(dǎo)纖維。

3.硅主要以單質(zhì)形式存在于自然界中。（X）

提示：自然界中無單質(zhì)硅。

4.硅是一種良好的半導(dǎo)體材料。（J）

5.碳有多種同素異形體，氧不存在同素異形體。（X）

提示：碳有多種同素異形體，氧也存在同素異形體，如。2、O3o

\\對點秋演練學以及川?練好題.

微練一新材料、新技術(shù)下碳的考查

1.碳及其化合物與科學、技術(shù)、社會、環(huán)境密切相關(guān)。下列有關(guān)說法中正確的是（）

A.>2C?13C,l4C>C6。、石墨烯、金剛石都是碳的同素異形體，用途廣泛

B.用二氧化碳合成可降解的聚碳酸酯塑料，可以實現(xiàn)“碳”的循環(huán)利用

C.石墨烯和碳纖維都是新型有機高分子材料

D.碳納米管是一種有機合成纖維，其比表面積大，可用作新型儲氫材料

解析"c、13c、MC是碳元素的三種核素，不是同素異形體，A項錯誤；用CO2合成

可降解的聚碳酸酯塑料，可以實現(xiàn)“碳”的循環(huán)利用，B項正確；石墨烯、碳纖維、碳納米

管都是碳的單質(zhì)，是無機非金屬材料，不是有機材料，C、D兩項錯誤。

答案B

2.平昌冬奧會“北京8分鐘”主創(chuàng)團隊用石墨烯制作了一20℃能發(fā)熱4h的智能服

飾；用鋁合金管材和碳纖維制作了高2.35m、重量僅為IOkg的熊貓木偶，向世界展現(xiàn)了新

時代的中國形象。下列說法不正確的是（）

A.石墨烯是能導(dǎo)熱的金屬材料

B.鋁合金是密度較低的金屬材料

C.碳纖維是耐低溫的無機非金屬材料

D.新型材料種類多、用途廣

解析石墨烯是碳的一種單質(zhì)，屬于無機非金屬材料，故A項錯誤；鋁合金的密度較

小，屬于金屬材料，故B項正確；碳纖維是由有機纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶

石墨材料，屬于無機非金屬材料，故C項正確；人們依據(jù)生產(chǎn)、生活的需要研制出很多種

用途不同的新型材料，如功能新型材料、新的合金材料等，故D項正確。

答案A

微練二硅的性質(zhì)

3.下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是（）

A.硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體

B.硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料

C.硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)

D.加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)

解析晶體硅雖然外形像金屬（有金屬光澤），但實際上屬于非金屬；硅既有金屬性，又

有非金屬性，其導(dǎo)電性也介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料；硅的化學性質(zhì)不活

潑（尤其是在常溫下），但常溫下能與氧氣、氫氟酸和NaoH溶液等發(fā)生反應(yīng)；加熱到一定溫

度時，硅能與氯氣、氧氣等發(fā)生反應(yīng)。

答案C

微練三工業(yè)制取高純度硅

4.半導(dǎo)體工業(yè)中，有一句行話：”從沙灘到用戶”，即由SiCh制取Si。制取過程中不

涉及的化學反應(yīng)是（）

高溫

A.2C+SiO2==Si+2COt

B.SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

高溫

C.Si+2CI2==SiCl4

高溫

D.SiCI4+!Hz=—Si+4HC1

高溫

解析由Siθ2制取Si時要先制得粗硅，反應(yīng)為2C+Siθ2=Si+2COt,然后再進

高溫高溫

行提納，反應(yīng)依次為Si+2Cl2==SiC∣4>SiCl4+2H2==Si+4HClo

答案B

5.硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一

個又一個奇跡。

(1)硅在元素周期表中的位置是o

3273K3273K

⑵工業(yè)上生產(chǎn)粗硅的反應(yīng)有SiO2+2C=Si(粗)+2Cot；SiO2+3C=SiC+

2COt?

若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1：1,則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的

量之比約為。

(3)工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅：

補充HCl

--

*n2補充電

粗硅553~576KL___IX

反應(yīng)［?SiHCI3I----------------------

I_I1373?1453K∣-------------1

反應(yīng)π~T純硅I

Δ

①若反應(yīng)I為Si(粗)+3Ha==SiHCl3+出，則反應(yīng)II的化學方程式為

②整個制備過程中必須嚴格控制無水無氧。SiHa3遇水劇烈反應(yīng)生成H2Siθ3'HCl和

另一種物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學方程式：。

③假設(shè)每一輪次制備1mo?純硅，且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失，反應(yīng)I中HCl的利

用率為90%,反應(yīng)H中H2的利用率為93.75%,則在第二輪次的生產(chǎn)中，補充投入HCl和

H2的物質(zhì)的量之比是。

3273K

解析(1)硅在元素周期表中的位置是第三周期第IVA族。(2)根據(jù)反應(yīng)SiCh+2C==

3273K

Si(粗)+2Cot,SiO2+3C=====SiC+2COt,生成ImOlSi需C2mol、SiO21mol,生

成ImoISiC需3molC、1mo?SiO2,產(chǎn)品中Si與SiC的物質(zhì)的量之比為1：1,則參加反

應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為5：2o(3)①反應(yīng)Il的化學方程式為SiHCI3+

1373~1453K

H2-----------------Si(純)+3HCl。②化學方程式為SiHCl3+3H2O=H2Siθ3I+3HC1+H23

31

③反應(yīng)生成Imol純硅需補充HCl:再7—3,需補充H2：~1,補充Ha與的

vUZoo7Jl.7∕□go//0

物質(zhì)的量之比約為5：Io

答案(1)第三周期第IVA族

(2)5：2

1373~1453K

(3)①SiHCI3+H2=====Si(純)+3HCl

②SiHa3+3H2O=H2SiO3I+3HC1+H2t

③5：1

微考點2碳、硅氧化物的性質(zhì)

、基礎(chǔ)撤回扣知識必備?回根基.

1.物理性質(zhì)

(1)熔、沸點：SKh的熔、沸點比CO2的熔、沸點高。

(2)溶解性：CO2可溶于水,SiCh不溶于水。

2.化學性質(zhì)

物質(zhì)二氧化硅二氧化碳

與水

不反應(yīng)CCh+H2CO3

反應(yīng)

與酸只與氫氟酸反應(yīng)：

不反應(yīng)

反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4t+2H2O

與堿(NaOH)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H?O(盛堿液的CO2少量：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

溶液反應(yīng)試劑瓶用橡膠塞)CO2足量：CO2+NaOH=NaHCO3

如與Na2CO3反應(yīng)：

與鹽如與Ca(Clo)2反應(yīng)：

高溫

反應(yīng)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3I+2HClo

SiO2+Na2CO3^=Na2SiO3+CO2t

與堿性氧化高溫

如與NazO反應(yīng)：Ce)2+Na2O=Na2CO3

物反應(yīng)如與CaO反應(yīng)：SiCh+CaO==CaSiCh

3.主要用途

CO2:制飲料、碳酸鹽，干冰用作制冷劑。

SiO2:作光導(dǎo)纖維，制光學儀器、電子部件，水晶可制作飾品。

4.CO2的實驗室制法

(1)反應(yīng)原理

+2+

用大理石與稀鹽酸或稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：CaCO3+2H=Ca+CO2t+H2Oo

(2)發(fā)生裝置

通常用啟普發(fā)生器。

A微助學

1.一般情況，堿性氧化物+酸-鹽+水，SiCh是酸性氧化物，卻能與氫氟酸發(fā)生反

應(yīng)SiO2+4HF=SiF4t+2H2Oo

2.一般情況，較強酸+較弱酸鹽一較弱酸+較強酸鹽。雖然酸性H2CO3>H2SiO3,

高溫

卻能發(fā)生如下反應(yīng)Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO23

3.一般情況，非?；顫娊饘伲∟a、K等）才能夠置換出水中的氫，但卻能發(fā)生反應(yīng)C+

高溫

H2O（g）==Cθ+H2o

4.一般情況，非金屬氧化物與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，如CO2+H2OH2CO3,但SiO2

不溶于水，也不與水反應(yīng)。

K微診斷

判斷正誤，正確的畫“J'',錯誤的畫“X”。

1.因為SKh有導(dǎo)電性，所以Siθ2可用于制備光導(dǎo)纖維。（X）

提示：Sith無導(dǎo)電性，但SiCh具有立體四面體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有良好的透光性并發(fā)生全

反射，可用于制備光導(dǎo)纖維。

2.酸性氧化物都只能與堿反應(yīng)不能與酸發(fā)生反應(yīng)。（X）

提示：二氧化硅屬于酸性氧化物，但能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiC>2+4HF=SiF4t+2H2O）.

高溫

3.工業(yè)上用焦炭和石英制取粗硅的反應(yīng)方程式為SiCh+C-Si+CCht。（×）

提示：反應(yīng)生成的是Co而不是Co2。

4.實驗室中保存燒堿溶液不能用磨口玻璃塞。（J）

提示：Sith能與NaoH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3,Na2SiO3溶液具有黏性，使瓶口與瓶塞

黏在一起，不易開啟。

5.向一定濃度的NazSKh溶液中通入適量CCh出現(xiàn)白色沉淀，證明H2SiO3的酸性比

H2CO3的酸性強。（X）

提示：硅酸鈉溶液中通入二氧化碳產(chǎn)生的白色沉淀為硅酸，根據(jù)強酸制弱酸原理，說明

碳酸的酸性比硅酸強。

、對點微演練學以致用?練好避

微練四二氧化碳與弱酸鹽溶液反應(yīng)的規(guī)律

6.用四種溶液進行實驗，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應(yīng)關(guān)系錯誤的是（）

選項操作及現(xiàn)象溶液

A通入CO2,溶液變渾濁，再升溫至65℃以上，溶液變澄清CeHsONa溶液

B通入CO2,溶液變渾濁，繼續(xù)通CCh至過量，渾濁消失Na2SiO3MM

C通入CO2,溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色褪去Ca(CIO)2^M

通入CCh,溶液變渾濁，繼續(xù)通Cth至過量，渾濁消失，再加入足量NaoH

DCa(OH)2溶液

溶液，又變渾濁

解析硅酸與過量的CCh不反應(yīng)。

答案B

T------------------技巧點撥?------------------1

碳酸的“強酸性”

碳酸雖然是一種弱酸，但其酸性比硅酸、次氯酸、偏鋁酸等物質(zhì)的酸性強，將CO2氣

體通入NazSiCh、NaClO、NaAK>2鹽溶液中，均能發(fā)生反應(yīng)而生成相應(yīng)的弱酸和碳酸(氫)鹽，

這是“強酸制弱酸”原理的應(yīng)用。如

C(h(少量)+Na2SiO3+H2O=Na2CO3+H2SiO3I；

CO2(√>>)+Ca(ClO)2+H2O=CaCO3I+2HC1O;

CO2(少量)+2NaAIo2+3H2O=2Al(OH)3I+Na2CO3;

CO2(過量)+NaAK>2+2H2O=Al(OH)3I+NaHCO3;

，、，、IONa,?，、Z口?、,OH

CO2+II]+H2O——>NaHCO3+I|]

O

微練五CO2與堿溶液反應(yīng)產(chǎn)物的定量判斷

7.標準狀況下，將3.36LCo2氣體通入20()mL1.00mol?LrNaOH溶液中，充分反應(yīng)

后溶液中C(Cor)與C(HCo3)的比值為(不考慮Co歹、HCO,的水解)()

A.1：1B.1：2

C.2：1D.1：3

解析”(CCh)=’,=0?150mol,

n(NaOH)=0.200L×1.00mol?L-'=0.200mol,

4

MNaOH)_0.2mol-即嘴蜉反應(yīng)產(chǎn)物為設(shè)其物質(zhì)

312,Na2CO3.NaHCO3,

7i(COι)-0.15mol

2x+j=0.2molX=O.05mol"(CO-)ι

的量分別為*、y,則,解得，所以f??=?

x+j=0.15moly=0.10moln(HCO3)2

答案B

微練六碳的氧化物的有關(guān)實驗

8.(2021?信陽模擬)為檢驗二氧化碳氣體中是否混有一氧化碳，某課外興趣小組的同學

設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。根據(jù)裝置回答下列問題：

(I)A裝置的作用是.

⑵實驗后通過處理尾氣，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為

(3)若實驗時觀察到,則證明原氣體中一定含有一氧化碳。

解析(1)除去混合氣體中的CCh時，可先將混合氣體通入盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶

中，故A裝置的作用是吸收CO2,以排除對下面實驗的干擾。

(2)C0有毒,故將CO點燃生成CO2才能排放到空氣中。

(3)Co還原CuO的實驗現(xiàn)象是黑色粉末變成紅色，故利用這一現(xiàn)象來證明原氣體中一

定含有COo

答案⑴吸收82

點燃

(2)點燃2CO+O2=^2CO2

(3)B中無明顯現(xiàn)象，裝置C中黑色粉末變成光亮的紅色，D中澄清石灰水變渾濁

L一技巧點撥一r

混合氣體(CO、CO?)中含有CO氣體的實驗設(shè)計

各裝置的作用：

A——除去混合氣體中的CO2氣體

B——檢驗混合氣體中CCh是否除盡

Δ

C——CO還原CuO:CO+CuO==Cu+CO2

D——驗證CO的氧化產(chǎn)物CO2

E除去尾氣中的CCh氣體

F——除去尾氣中的Co氣體、防止污染環(huán)境

確定混合氣體中含有CO氣體的實驗現(xiàn)象：

C中的物質(zhì)由黑色變成紅色，B中無明顯現(xiàn)象，且D中的澄清石灰水變渾濁。

微練七碳及其化合物的相互轉(zhuǎn)化

9.如圖是碳循環(huán)中的一部分。以下對該圖示的理解不正確的是()

化石燃料糖類

A.倡導(dǎo)“低碳生活、減少CO2的排放”的思想主要涉及反應(yīng)①

B.反應(yīng)②是在植物體內(nèi)完成的

C.反應(yīng)③是大氣中CO2濃度逐漸升高的主要原因

D.反應(yīng)④⑥是人為緩解溫室效應(yīng)的措施

解析化石燃料燃燒生成的CO2是大氣中CO2的主要來源，A項正確；植物體內(nèi)的光

合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖，B項正確；大氣中CO2濃度逐漸升高的主要原因是人為過度

使用化石燃料、過度砍伐樹木，C項錯誤；④⑥可人為緩解溫室效應(yīng)，D項正確。

答案C

10.由一氣體甲開始，可發(fā)生如下四個變化：

通過灼熱的炭層通過灼熱的炭層通過灼熱的CUO

甲氣體乙氣體丙氣體乙

通過石灰水

氣體------------------?丁固體，則甲、乙、丙、丁分別為()

A.CO2、CO、O2、CaOB.O2、CO,CO2、CaCO3

C.O2、Co2、8、CaCO3D.CO,Co2、O2、Ca(OH)2

解析分析流程圖最終生成丁固體，丁為CaCO3,丙氣體具有還原性，則丙為COo故

C項正確。

答案C

r---------------------------?技巧點撥----------------1

CO2與堿、鹽溶液的反應(yīng)

1.與堿溶液的反應(yīng)

(1)反應(yīng)原理

少量CO2CO2

NaOH------------->Na2CO3--------------->NaHCO3(,

(2)反應(yīng)后溶質(zhì)成分的判斷

^(NaoH)

溶質(zhì)成分

AMCo2)

x≤l：1NaHCO3

1：l<x<2：1Na2CO3>NaHCO3

X=I：1Na2CO3

x>2:1NaOH>Na2CO3

也可用數(shù)軸來表示:

NaHCO3、

INaHCO3,Na2CO3∣Na2CO3,NaOH

?).π(NaOH)

∣0(CO2過量)(恰好反應(yīng))I2(NaoH過量)'n(CO2)

NaHCO3Na2CO3

2.往某溶液中不斷通入CO2至過量時，現(xiàn)象是“先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀逐漸溶解”

的反應(yīng)

(1)往澄清石灰水中不斷通入CO2氣體

Ca(OH)2+CO2=CaCO3I+H2O,

CaC03+C02+H20==Ca(HC03)2o

(2)往氫氧化領(lǐng)溶液中不斷通入CO2氣體

Ba(OH)2+CO2=BaCO3I+H2O,

BaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)21.

(3)往漂白粉溶液中不斷通入C(h氣體

Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCθ3I+2HCIO,

CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2<.

3.向某溶液中不斷通入CO2氣體至過量時，現(xiàn)象為“生成白色沉淀或渾濁，沉淀或渾

濁不消失”的反應(yīng)

⑴在NaAIo2溶液中不斷通入CO2氣體至過量

2A1OΓ+CO2(×>>)+3H2O=2A1(OH)3I+COf,

AIO；+CO2(i±>)+2H2O==AI(OH)3I+HCO；.

⑵往Na2SiO3溶液中不斷通入CO2氣體至過量

SiOT+Cθ2(少量)+H2O=H2SiO3∣+COΓ.

SiOjΓ+2CO2(過量)+2H2O=H2SiO3I+2HCO7.

(3)向飽和Na2CO3溶液中通入C02氣體有晶體析出。

+

2Na+COΓ+CO2+H2O=ZNaHCO3I。

微練八二氧化硅的性質(zhì)

11.諾貝爾物理學獎曾授予“光纖之父”英國華裔科學家高銀以及兩位美國科學家威

拉德?博伊爾和喬治?史密斯。光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，下列關(guān)于二氧化硅的說法正

確的是（）

A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能與水反應(yīng)生成硅酸

B.用二氧化硅制取單質(zhì)硅時，當生成2.24L氣體（標準狀況）時，得到2.8g硅

C.6g的二氧化硅中含有0.2mol的共價鍵

D.二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，但能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應(yīng)

高溫

解析A項，SKh不與反應(yīng)；B項，SiO2+2C==2COt+Si,生成2.24LCo（標

準狀況）時，得到1.4gSi;C項含有0.4molSi—O鍵。

答案D

微練九硅及其化合物的相互轉(zhuǎn)化

12.SKh是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)（如圖所示）。下列說法錯誤的是（）

?ɑ粗硅1?Si。,*CX:晶硅>

｝

Na2CQ卜陋1硅酸鹽制品

'~>jN?Si（?∣?

A.高爐煉鐵時，加入石灰石將鐵礦石中的脈石（主要成分為Si。"轉(zhuǎn)化為易熔的爐渣

B.純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料

C.用鹽酸可除去石英砂（主要成分為SKh）中少量的碳酸鈣

D.圖中所含反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)

T≡JZJUL

解析CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2t,CaSiO3的熔點低于SiO2的燧點，A項正

確；光導(dǎo)纖維的成分是二氧化硅，半導(dǎo)體、芯片的成分是單質(zhì)硅，兔凈的二氧化硅和單晶硅

都是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料，B項正確；碳酸鈣溶于鹽酸生成氯化鈣和水以及二氧化碳，

二氧化硅和鹽酸不反應(yīng)，可以用鹽酸除去石英砂（主要成分為SKh）中少量的碳酸鈣，C項正

確；二氧化硅與碳在高溫下反應(yīng)生成硅單質(zhì)的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，D項錯誤。

答案D

13.（2021?南寧聯(lián)考）已知A是灰黑色的，有金屬光澤的固體單質(zhì)。根據(jù)如圖所示的物

質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列有關(guān)問題:

NaOH溶液

(1)寫出B、C兩物質(zhì)的名稱：B,C.

(2)寫出D-B的化學方程式：O

(3)寫出B-C的離子方程式：。

解析灰黑色有金屬光澤的固體單質(zhì)A能與Ch反應(yīng)，能與NaoH溶液反應(yīng)，且A由

氧化物D與碳高溫下制得，故A為Si,依據(jù)各物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系進而推知B為Na2SiO3,

C為H2SiO3,D為SiO2o

答案(1)硅酸鈉硅酸

(2)Siθ2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

(3)SiθΓ+H2O+CO2=COf+H2SiO3I

微考點3硅酸硅酸鹽無機非金屬材料

、基礎(chǔ)欷回扣知識必備?固根基■

1.硅酸

溶解性τj?溶于水

I

弱酸性酸性比碳酸還更

IINa2SiO3+CO2+H2O^=Na2CO3+H2SiO3l

不穩(wěn)定性-IH2SiO3=SiO2÷H2O

制1備T可溶性硅酸鹽與鹽酸等反應(yīng)制得：

I[Na2SiO3+2HCI=ZNaCHH2SiCM

印詮_!硅膠可用作催化劑的載體和袋裝食品、瓶裝

用您「藥品等的干燥劑

2.硅酸鹽

硅酸鈉

(1)白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。

(2)與酸(酸性強于硅酸)反應(yīng)

①與鹽酸反應(yīng)的化學方程式：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO31。

②與Co2水溶液反應(yīng)的化學方程式：Na2Siθ3+H2θ+co2==Na2Cθ3+H2Siθ310

(3)用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。

3.無機非金屬材料

(1)傳統(tǒng)無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。

①常見硅酸鹽材料比較

水泥坡Ilfr墻τ?陶瓷

生產(chǎn)原料石灰石、黏三"純堿、石英、石灰石黏土

主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔爐陶瓷窯

②玻璃生產(chǎn)中的兩個重要反應(yīng)

高溫

Na2c03+si02==Na2si03+c021;

高溫

CaCo3+SK）2=^=CaSiO3+CCh3

（2）新型無機非金屬材料

①高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性、較強的抗化學侵蝕性和電絕

緣性等。

②生物陶瓷：對機體無排異反應(yīng)，不會引起代謝作用異常。

③壓電陶瓷：具有壓電效應(yīng)。

*微助學

我的感悟

1.氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結(jié)構(gòu)，切不可認為硅酸鹽是由氧化物混

合而成的。

2.硅酸鹽大多難溶于水，常見可溶性硅酸鹽是硅酸鈉，其水溶液俗稱為水玻璃，但卻

是鹽溶液。硅膠（mSiθ2?"H2θ）是一種很好的無毒干燥劑。

3.玻璃中含有二氧化硅，因此氫氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氫嬴酸不用玻璃瓶而用塑

料瓶。

4.NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用帶磨口玻璃塞而使用橡膠塞。

白微診斷

判斷正誤，正確的畫“，錯誤的畫“X”。

1.合成纖維和光導(dǎo)纖維都是新型無機非金屬材料。（X）

提示：合成纖維屬于有機高分子材料。

2.Si--SiO2—*HzSiθ3均能一步轉(zhuǎn)化。（X）

提示：SiCh是酸性氧化物但不與水反應(yīng)。

3.向一定濃度的Na2SiO3溶液中通入適量CO2氣體，出現(xiàn)白色沉淀。（J）

提示：H2CO3的酸性大于H2SiO3,依據(jù)強酸制弱酸原理可知正確。

4.Mg?+、H+,SiθΓ>SOa-在水溶液中能大量共存。（X）

提示：Mg?+、H+與SioT分別生成難溶物而不能大量共存。

5.傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽。（X）

提示：新型無機非金屬材料的主要成分不是硅酸鹽。

、應(yīng)用微提升方法必讀?拓思維

-β≡如圖所示為硼氫化鈉（NaBH4）在催化劑作用下與水反應(yīng)獲取氫氣的

微觀過程示意圖，下列敘述錯誤的是（）

A.①中生成BH3

B.②中H2O作氧化劑

C.通過控制催化劑的用量和表面積，可以控制氫氣的產(chǎn)生速率

D.標準狀況下，生成22.4LH2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA(M?表示阿伏加德羅常數(shù)的值)

微步導(dǎo)解

【命題素材】結(jié)合微觀過程考查重要非金屬元素的性質(zhì)與應(yīng)用。

【情境運用】①中在催化劑作用下，BHl轉(zhuǎn)化為Bd和H2i②中在催化劑作用下，

BH3和H2O反應(yīng)有H2生成；反應(yīng)總的方程式為NaBH4+4H2θ=NaB(OH)4+4H2t0

【選項分析】根據(jù)題圖知，①中BH；在催化劑表面反應(yīng)可生成BH3,A項正確；②

中HzO中+1價H轉(zhuǎn)化為H2中的O價H,發(fā)生還原反應(yīng)，電。作氧化劑，B項正確；催

化劑能加大反應(yīng)速率，通過控制催化劑的用量和表面積，可以控制氫氣的產(chǎn)生速率，C項正

確;BHI和H2O反應(yīng)生成B(OH)I和H2,離子方程式為BHl+4H2O催化劑,B(OH)I+4H2I,

BHl-%過程中氫元素的化合價由一1升高到O,H2O-*H2中氫元素的化合價由+1降

低到0,所以每生成4molH2,轉(zhuǎn)移4mol電子，則標準狀況下，生成22.4L(Imol)H2轉(zhuǎn)

移的電子數(shù)為NA,D項錯誤。

【獲取答案】D

【精華總結(jié)】本題以物質(zhì)轉(zhuǎn)化的微觀過程為載體進行命題，符合高考命題趨勢，發(fā)展

考生宏觀辨識與微觀探析化學學科核心素養(yǎng)。

\\實驗旅,回放教材實臉?成新寵.

實驗一：硅酸的制備

[χ酚Itt溶液以鹽酸

實驗操作I一[

孑飽和NaSo3溶液1滴有酚歆的

J飽和Na2SiO3溶液

實驗現(xiàn)象滴加酚配后溶液呈紅色；滴加稀鹽酸后溶液變?yōu)闊o色，有白色膠狀沉淀生成

實驗結(jié)論NazSiCh溶液呈堿性；滴加稀鹽酸后反應(yīng)的化學方程式為Na2si()3+2HC=2Nacl+H2si03(膠體)

提醒：SKh不溶于水，不能與HzO反應(yīng)生成H2SiO3,故通常是根據(jù)“強酸制弱酸”的

原理，利用可溶性硅酸鹽溶液(如NazSKh溶液)與較強的酸反應(yīng)制得硅酸，如向硅酸鈉溶液

中通入CO2可制得硅酸。相關(guān)化學方程式為Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3I+Na2CO3o

CO2

Na2SOi溶液

實驗二：硅酸鈉的耐火性實驗

實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論

流紙條一蒸儲水浸過的濾紙條，當水分蒸發(fā)后就能燃

用Na2sκ）3溶液浸泡的物

」?燒；NazSiOs飽和溶液浸過的濾紙條，水分蒸干

質(zhì)可防火

漉紙條一?Ξ?后不能燃燒

Na2SiC工飽用I溶液

提醒：硅酸鈉具有耐火性。木材用硅酸鈉溶液浸泡時，硅酸鈉溶液可以滲透進木材的纖

維間，水分蒸發(fā)后硅酸鈉覆蓋在纖維表面，從而達到防火的目的。

月模擬高考

下列有關(guān)敘述不正確的是（）

昌一稀鹽酸

CaCO3NaHCO3Na2SiQ,溶液

飽和溶液

A.反應(yīng)開始一段時間后，Na2SiO3溶液中出現(xiàn)白色沉淀

B.該實驗的現(xiàn)象說明酸性：HCI>H2Cθ3>H2SiO3

C.該實驗不能證明元素的非金屬性：C1>C

D.若去掉盛放NaHCo3飽和溶液的裝置，依然能說明酸性：Hd>H2CO3>H2SiO3

解析H2CO3的酸性比％Siθ3的強，所以反應(yīng)開始一段時間后，Na2SiO3溶液中出現(xiàn)

H2SiO3白色沉淀,A項正確；錐形瓶中CaCo3與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2,說明酸性HC1>H2CO3,

將產(chǎn)生的氣體通入NaHCo3飽和溶液可以除去CO2中的HCl,然后通入Na2SiO3溶液中出

現(xiàn)白色沉淀，說明酸性H2CO3>H2Siθ3,B項正確；該實驗不能證明元素的非金屬性CI>C,

C項正確；若去掉盛放NaHCO3飽和溶液的裝置，則CO2中混有的HCl也能與Na2SiO3反

應(yīng)生成H2SiO3沉淀，不能說明酸性H2CO3>H2SiO3,D項錯誤。

答案D

、對點微演練學以孜川?練好題.

微練十硅酸鹽的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

14.“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代

精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關(guān)說法中正確的是（）

A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品

B.制水泥的原料為純堿、石灰石和石英

C.硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點較高

D.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽

解析陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品，A項錯誤；純堿、石灰石和石英是制玻璃的

原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B項錯誤；硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定，熔點高，C項正

確；沙子的主要成分是Siθ2,黏土的主要成分是硅酸鹽，D項錯誤。

答案C

15.胃舒平主要成分是氫氧化鋁，同時含有三硅酸鎂(Mg2Si3(?"H2θ)等化合物。

(1)三硅酸鎂的氧化物形式為。

(I)AI2O3SMgo和SKh都可以制耐火材料，其原因是

解析(1)硅酸鹽用氧化物的形式來表示組成的書寫順序是活潑金屬氧化物一較活潑金

屬氧化物f非金屬氧化物f二氧化硅一水，并將氧化物的數(shù)目用阿拉伯數(shù)字在其前面表示。

(2)AI2O3,MgO和SiCh都具有很高的熔點，故可作為耐火材料。

答案(l)2MgO?3Siθ2?nH2O

(Z)Al2O3,MgO和SiCh都具有很高的熔點

微充電?提素養(yǎng)

情境創(chuàng)設(shè)出新意能力突破有方法

1.利用詩詞名句創(chuàng)設(shè)嶄新情境

【典例1]"試玉要燒三日滿，辨材須待七年期”是唐代詩人白居易的名句，下列有

關(guān)“玉”的說法正確的是()

A.玉是石灰石

B.玉的硬度比河砂的大

C.玉的熔點較高

D.玉是金剛砂

【命題意圖】本題以人教版化學必修1教材第81頁習題6為原型，精心選擇古詩詞

中檢驗“玉”的名句設(shè)計試題，考查考生運用所學知識分析問題、解決問題的能力。

【解析】玉有軟玉和硬玉兩種，軟玉和硬玉的成分都是硅酸鹽，金剛砂是碳化硅的俗

稱，A、D兩項錯誤；軟玉是含水的鈣鎂硅酸鹽，硬度一般在以下。硬玉也叫翡翠，為鈉和

鋁的硅酸鹽，硬度在到7之間。河砂的主要成分是石英，依據(jù)教材習題6中“玉石可以用

河砂作磨料進行琢磨”可以判斷河砂的硬度比玉的大，B項錯誤；“試玉要燒三日滿”的意

思是檢驗“玉”的真假要燒滿三日，說明“玉”的熔點較高；若能聯(lián)想到陶瓷、玻璃的主要

成分是硅酸鹽，均為高溫燒制而成，也可以快速判斷玉的熔點較高，C