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第1节硅无机非金属材料备考要点素养要求1。
了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。
2。
了解碳、硅及其化合物的主要性质及其应用。
1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识碳、硅单质及其化合物的性质。
2.科学态度与社会责任：了解碳元素的化合物对环境的影响，根据所学化学知识提出解决方案进行环境保护，培养可持续发展意识,赞赏碳、硅及其化合物对社会发展的重大贡献。
考点一硅单质及其氧化物的性质和用途必备知识自主预诊知识梳理1.硅的存在形态、物理性质和用途用途材料2.硅单质的化学性质硅单质的化学性质——还原性:(1）与O2反应(用化学方程式表示，下同):;(2)与氢氟酸反应:；(3)与NaOH溶液反应:。
3.硅的制备(1)原料:二氧化硅、焦炭。
（2)原理:。
（3)提纯：,.4。
二氧化碳与二氧化硅的比较于水于水续表CO2+H2O H2CO3自我诊断1。
判断正误,正确的打“√”，错误的打“×”.（1)碳、硅在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态。
（）(2）晶体硅熔点高、硬度大,故可用于制作半导体材料.（）(3)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应.(）（4)SiO2具有导电性,故可用于制备光导纤维。
（）(5)Na2CO3溶液可贮存在带有玻璃塞的玻璃试剂瓶中。
(）2.下列叙述正确的是(）A。
CO2和SiO2都是酸性氧化物,所以两者物理性质相似B.因为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑,所以硅酸的酸性比碳酸强C.CO2和SiO2都能与碳反应,且都是氧化剂D。
SiO2既能和NaOH溶液反应,又能和氢氟酸反应，所以SiO2属于两性氧化物关键能力考向突破考向硅及其化合物的性质及应用【典例】(2020重庆一中月考）下列说法中不正确的是（) A.石墨可导电，在一定条件下可与SiO2反应B。
二氧化硅是硅酸的酸酐,但不能用二氧化硅和水直接反应来制取硅酸C。
硅的化学性质不活泼,但在常温下也可和某些物质反应D.碳、硅的氧化物均能与NaOH溶液反应对点演练下列说法正确的是(）A。
学习资料第1节硅无机非金属材料考纲定位要点网络1．掌握硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2．了解硅单质及其重要化合物对环境的影响。
3．了解常见的无机非金属材料.4．了解硅单质及其重要化合物的制备方法。
Si、SiO2的性质及应用知识梳理1．硅的简介存在形态化合态地壳含量第二位晶体硅结构与金刚石类似的空间网状结构物理性质灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大、有脆性用途用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池（1）与氢氟酸反应:Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
(2)与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
（3)与O2反应:Si＋O2错误!SiO2。
3．硅的工业制备与提纯(1）流程：石英砂错误!Si(粗)错误!SiCl4错误!Si(纯）。
(2)原理:①Si（粗）制备：SiO2＋2C错误!Si＋2CO↑。
②Si（粗)提纯:Si(粗)＋2Cl2错误!SiCl4;SiCl4＋2H2错误!Si（纯)＋4HCl。
[辨易错]（1)晶体硅常用作光导纤维。
( ）（2)1 mol晶体硅中含有2N A个Si—Si键。
（）（3)根据2C＋SiO2错误!Si＋2CO↑可知C的还原性强于Si。
（）(4）碳、硅均可与浓硝酸反应。
（）［答案]（1)×（2）√（3）×(4)×4．二氧化硅(1)化学性质(2)用途光导纤维、制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品。
［辨易错］(1)CO2、SiO2与NaOH溶液反应均只能生成正盐. ( ）（2）SiO2与NaOH、HF均反应,故SiO2为两性氧化物。
( ) （3)CO2通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3沉淀，可说明非金属性C〉Si.( ）(4)SiO2是酸性氧化物,与H2O反应生成H2SiO3. （) ［答案](1)×(2)×（3）√（4）×知识应用1．利用石英和碳为主要原料，设计制备纯硅的主要化学过程，并写出每步化学方程式。
目夺市安危阳光实验学校硅无机非金属材料一、选择题1．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )①水玻璃是一种矿物胶，既不易燃烧也不受腐蚀②水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①②B．②③C．①④ D．③④解析：选C。
水玻璃是Na2SiO3的水溶液，可用作防火剂和防腐剂，①正确；沙子不属于硅酸盐制品，②不正确；光导纤维的主要成分是SiO2，③不正确。
2．(2016·安徽合肥联考)近几年我国载人飞船多次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流，飞船应用了许多尖端的合成材料。
据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。
下列相关叙述不正确的是( )A．它耐高温抗氧化B．它比钢铁轻，强度大，但质地较脆C．它没有固定熔点D．它是一种新型无机非金属材料解析：选B。
航空材料具有质轻、强度高、耐高温、抗氧化等性能，又由题中信息可知，该材料具有一定的韧性，故B错，A正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，碳化硅高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料属于新型无机非金属材料，C、D正确。
3．青石棉是一种致癌物质，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。
青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是( )A ．青石棉是一种硅酸盐材料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Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD．1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原解析：选B。
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 Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O 跟硝酸反应时，失去3 mol电子，故能使1 mol HNO3被还原。
4．常温下，下列不发生反应的一组物质是( )①硅与NaOH溶液②硅与盐酸③硅与氢氟酸④二氧化硅与碳酸钠⑤二氧化硅与NaOH溶液⑥二氧化硅与浓硝酸A．①②④ B．③④⑥C．②⑤⑥ D．②④⑥解析：选D。
常温下，①Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑，③Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑，⑤SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。
5．(2016·江西九江七校联考)下列叙述正确的是( )A．利用高纯度二氧化硅可以制成光电池，将光能转化为电能B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸C．石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同D．玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳解析：选D。
光电池是利用高纯度的硅制成；玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO2，会与氢氟酸反应；石灰抹墙发生反应CO2＋Ca(OH)2===CaCO3＋H2O，而水泥砌墙是水泥与水作用发生一系列变化而凝固变硬。
6．下列离子方程式不正确的是( )A．石英与烧碱反应：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2OB．硅与烧碱反应：Si＋2OH－===SiO2－3＋H2↑C．硅酸钠溶液中通入少量CO2：SiO2－3＋CO2＋H2O===CO2－3＋H2SiO3↓D．往水玻璃中加入盐酸：2H＋＋SiO2－3===H2SiO3↓解析：选B。
硅与烧碱溶液反应时，H2O参与反应：Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑。
7．下列叙述中正确的是( )A．因为Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是氧化物D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸解析：选D。
A项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体生成，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B错误；SiO2与氢氟酸的反应不属于酸性氧化物与一般酸的反应，在此反应中SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C错误。
8．下列说法正确的是( )A．单质――→＋O2氧化物――→＋H2O酸或碱――→＋NaOH或HCl盐，硅单质可以按上述关系进行转化B．若a、b、c分别为Si、SiO2、H2SiO3，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系abcC．太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置D．单质硅常用于制造光导纤维解析：选C。
SiO2不能直接与H2O反应生成H2SiO3，H2SiO3不能直接得到Si，A、B项均不正确；二氧化硅常用于制造光导纤维，D项不正确。
9．(2016·山西孝义检测)如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是( )A．SiO2属于氧化物B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞C．硅胶吸水后可重复再生D．图中所示转化反应都是氧化还原反应解析：选C。
SiO2是酸性氧化物，它能与氢氟酸反应是其特殊性质，A错；盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡皮塞，B错；在图示转化关系中只有第一行的变化是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应，D错。
二、非选择题10．从“南澳一号”沉船中发现了大量宋代精美瓷器，体现了灿烂的中华文明。
青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x]可掺进瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8)，在1 300 ℃左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。
(1)下列说法正确的是________(填序号)。
A．高岭土分子中x＝2B．钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液C．烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化D．青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品(2)在“南澳一号”考古过程中，需用高纯度SiO2制造的光纤。
下图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。
①洗涤石英砂的目的是____________________________________________________________________ _____________________________。
②二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是____________________________________________________________________ ________________________________。
③在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是_________________________。
④工业上常用纯净石英砂与C在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。
下列说法正确的是________(填序号)。
A．SiC是一种传统的无机非金属材料B．制造粗硅时的反应为2SiO2＋5C=====高温Si＋SiC＋4CO↑C．在以上流程中，将盐酸改为NaOH溶液，也可达到目的D．纯净的SiO2只能用于制造光导纤维解析：(1)选项A，根据化合物中各元素的正、负化合价代数和等于零的原则，可得：(＋3)×2＋(＋4)×2＋(－2)×5＋(－1)×x＝0，解得x＝4。
选项B，钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液。
选项C，根据陶瓷的制造过程可推测出烧制青花瓷的过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。
选项D，青花瓷、玻璃、水泥是硅酸盐产品。
(2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl杂质，洗涤石英砂可使NaCl与SiO2分离。
②SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O，据此可写出相应的离子方程式。
③将纯净的石英砂研磨成粉末后能增大反应物的表面积，从而增大反应物与盐酸的接触面积，而增大反应速率，提高生产效率。
④选项A，SiC是一种新型无机非金属材料。
选项B，粗硅中含有SiC，其中Si 和SiC的物质的量之比为1∶1，根据元素的原子个数守恒，可将题述信息转化为如下反应：2SiO2＋5C高温,Si＋SiC＋4CO↑。
选项C，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，无法实现二者的分离。
选项D，纯净的SiO2还可用于制造光学玻璃等。
答案：(1)CD (2)①除去石英砂中的NaCl等可溶性杂质②SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O ③增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率④B11．(2016·四川成都调研)晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。
以下是工业上制取纯硅的一种方法。
请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示)：(1)在上述生产过程中，属于置换反应的有________(填反应代号)。
(2)写出反应③的化学方程式：_________________________。
(3)化合物W的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。
将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 373～1 623 K反应，生成化合物W，其化学方程式是____________________________________________________________________ ________________________。
(4)A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是________(填化学式)；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是________(填化学式)。
解析：反应①为石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反应：SiO2＋2C3 273 K,Si＋2CO↑，属于置换反应；反应②是Si＋3HCl523～527 K,SiHCl3＋H2，属于置换反应；反应③是SiHCl3＋H21 357 K,Si＋3HCl，属于置换反应；反应④为特定条件下的反应：CO ＋H 2O =====1 073 K 催化剂H 2＋CO 2，不属于置换反应。
A 、B 、C 分别为CO 、CO 2、HCl ，其中CO 2是温室气体，是节能减排的目标气体，CO 2和HCl 通入W(硅酸钠)溶液中能够生成白色沉淀(硅酸)。
答案：(1)①②③(2)SiHCl 3＋H 21 357 K,Si ＋3HCl(3)SiO 2＋Na 2CO 31 373～1 623 K,Na 2SiO 3＋CO 2↑ (4)CO 2 CO 2和HCl12．(高考经典题)硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。
