【导与练】2015版高考化学考点分类汇编：专题十四 无机非金属材料的主角——碳和硅(近3年真题+模拟)

【课堂新坐标】（新课标）2015届高考化学大一轮复习（双基题组+高考题组）无机非金属材料的主角——硅A组双基题组1．下列有关硅及其化合物的说法错误的是( )A．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料B．二氧化硅属于酸性氧化物，不能与任何酸反应C．硅酸可通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，硅酸干凝胶常用作干燥剂D．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，可作木材防火剂【解析】SiO2与氢氟酸反应。

【答案】 B2．(2014·济南联考)下列离子方程式的书写正确的是( )A．水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO2－3＋H2SiO3B．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO－3C．硅与氢氟酸的反应：Si＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2↑D．二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O【解析】A项，Na2SiO3应拆为Na＋和SiO2－3，且应生成HCO－3；B项，Ca(OH)2应拆为Ca2＋和OH－；C项，氢氟酸为弱酸，不能拆写。

【答案】 D3．(2014·洛阳模拟)胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·n H2O)等化合物。

(1)三硅酸镁的氧化物形式为________。

(2)某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径________(填“大”或“小”)，该元素和铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为________________________。

(3)Al 2O 3、MgO 和SiO 2都可以制耐火材料，其原因是________。

a ．Al 2O 3、MgO 和SiO 2都是白色固体b ．Al 2O 3、MgO 和SiO 2都是金属氧化物c ．Al 2O 3、MgO 和SiO 2都有很高的熔点【解析】 (2)第三周期比Mg 原子半径大，可确定该元素为Na 。

第一节无机非金属材料的主角—硅精讲解析课程标准解读1.了解硅在自然界的存在形式。

2.知道晶体硅是良好的半导体材料，能说出它的主要用途。

3.知道二氧化硅的物理性质。

4.了解二氧化硅与氢氟酸、碱性氧化物、强碱反应。

5.能列举二氧化硅制品的主要用途。

6.了解硅酸的性质（弱酸性、水溶性、硅胶的吸水性）及制备方法。

7.了解硅酸钠的性质、用途，知道常用的水玻璃、陶瓷、水泥、玻璃是硅酸盐制品。

教材知识全解一、硅元素无机非金属材料中的主角，在地壳中含量26.3％，次于氧.是一种亲氧元素，以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中，占地壳质量90％以上.位于第3周期，第ⅣA族碳的下方.对比最外层有4个电子，主要形成四价的化合物.二、二氧化硅（2SiO）天然存在的二氧化硅称为硅石，包括结晶形和无定形.石英是常见的结晶形二氧化硅，其中无色透明的就是水晶，具有彩色环带状或层状的是玛瑙.二氧化硅晶体为立体网状结构，基本单元是[4SiO ]，因此有良好的物理和化学性质被广泛应用.（玛瑙饰物，石英坩埚，光导纤维）物理：熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的2SiO 无色透光性好化学：化学稳定性好、除HF 外一般不与其他酸反应，可以与强碱（NaOH ）反应，酸性氧化物，在一定的条件下能与碱性氧化物反应242SiO 4HF SiF 2H O ==↑＋＋2SiO CaO ＋ ===高温3CaSiO2232SiO 2NaOH Na SiO H O ==＋＋不能用玻璃瓶装HF 装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞三、硅酸（H2SiO ）酸性很弱（弱于碳酸）溶解度很小，由于2SiO 不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得. 2323Na SiO 2HCl H SiO 2NaCl ==＋＋硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体.四、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定.一般不溶于水.（2323Na SiO K SiO 、除外）最典型的代表是硅酸钠23Na SiO ：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂. 常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥.五.硅单质与碳相似，有晶体和无定形两种.晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃），硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼.是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池.典型例题研究1．下列不是水玻璃用途的是( )A ．肥皂填料B ．木材防火剂C ．纸板黏胶剂D ．建筑装饰材料解析： 水玻璃是23Na SiO 溶液，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。

无机非金属材料的主角—硅一．选择题（每小题只有1个选项符合题意）1．下列物质的用途（括号内为用途）错误的是（）A．硅（半导体材料）B．二氧化硅（制光导纤维）C．水玻璃（黏合剂）D．硅酸（作耐火材料）2．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品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．①④D．③④3．除去SiO2固体中混有的CaCO3固体||，方法正确的是（）A．加水过滤B．加热C．加盐酸后过滤D．加NaOH溶液后过滤4．下列关于CO2和SiO2性质的说法中||，不正确的是（）A．CO2通入到水玻璃中可以得到硅酸B．CO2与SiO2在物理性质上差别很大C．SiO2与CaCl2溶液不反应||，而CO2通入CaCl2溶液中可得到白色沉淀D．CO2和SiO2都是酸性氧化物||，都能与NaOH溶液反应5．下列物质中||，没有固定熔沸点的是（）A．石英B．Na2SiO3C．固体SO3D．玻璃6．下列离子方程式||，正确的是（）A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ +2OH- +CO2 ===CaCO3↓+H2OB．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32- +SiO2==SiO32- +CO2↑C．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2 +2OH- ===Na2 SiO3+H2OD．硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3+2OH- === SiO32-+2H2O7．下列说法正确的是（）A．因为SiO2是H2SiO3的酸酐||，故SiO2溶于水得H2SiO3B．CO2通入水玻璃（Na2SiO3的水溶液）中可以得到硅酸沉淀C．因为高温时发生反应：Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑||，所以硅酸的酸性比碳酸强D．SiO2是酸性氧化物||，它不溶于任何酸8．某溶液中加入过量盐酸有沉淀产生||，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生||，下列溶液中不符合此条件的是（）A．Ag+、Al3+、K+B．SiO32－、AlO2－、K+C．Ag+、Cu2+、Na+D．Ag+、Ba2+、Na+9．工业上制造高温结构陶瓷碳化硅（SiC）的化学方程式为SiO2+3C高温SiC+2CO↑||。

第一讲 无机非金属材料的主角——硅考试说明1．了解C 、Si 元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。

2．了解C 、Si 元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

3．以新材料、新技术为背景考查C 、Si 元素及其重要化合物的性质及应用。

一、碳和硅1．C 、Si 单质的存在形态、物理性质及用途(1)碳在自然界既有游离态又有化合态。

碳的同素异形体有金刚石、石墨、无定形碳、C 60等。

(2)硅在地壳中的含量占第二位，仅次于氧，全部以化合态存在，是一种亲氧元素，单质硅有晶体和无定形两种。

晶体硅是良好的半导体材料，在计算机等电子工业，可用作半导体芯片、大规模集成电路等。

硅是人类将太阳能转化为电能的常用材料，所以硅还用于制造光电池。

2．C 、Si 的化学性质 (1)碳单质的化学性质常温下不(填“不”或“很”)活泼，在高温条件下有强还原性。

①可燃性：2C ＋O 2=====点燃2CO 、C ＋O 2=====点燃CO 2。

②还原性a ．与Fe 2O 3反应的化学方程式：3C ＋2Fe 2O 3=====高温4Fe ＋3CO 2↑；b ．与CO 2反应的化学方程式：C ＋CO 2=====高温2CO ；c ．与水蒸气反应的化学方程式：C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2；d ．与浓H 2SO 4反应的化学方程式：C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 。

(2)硅单质的化学性质常温下化学性质不活泼，但能与F 2、HF 、强碱反应。

①与氢氟酸反应的化学方程式：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。

②与烧碱反应的离子方程式：Si ＋2OH －＋H 2O===SiO 2－3＋2H 2↑。

③加热时与O 2、Cl 2等非金属单质反应，其化学方程式为：Si ＋O 2=====△SiO 2；Si ＋2Cl 2=====△SiCl 4。

为什么不用带玻璃塞的玻璃瓶保存碱液？提示 因玻璃中含有SiO 2，能与碱性溶液中OH －发生反应而生成硅酸盐，故盛放碱性溶液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞。

第4章 第1节 [热点集训] ．硅在无机非金属材料中一直扮演着重要角色，被誉为无机非金属材料的主角。

下列物品的制造用到硅单质的是玻璃制品 B．石英钟表计算机芯片 D．光导纤维解析　玻璃制答案　C下列关于碳和硅的叙述中，正确的是氧化物都能与氢氧化钠溶液反应单质都能导电氧化物都能溶于水生成相应的酸碳和硅两种元素都有同素异形体解析　碳的氧化物有CO、CO两种，其中CO不能和NaOH溶液反应，所以A错误；硅是半导体材料，能导电，碳构成石墨能导电，但是金刚石不导电，所以B错误；CO和SiO2不能和水反应，所以C错误。

金刚石和石墨是碳的同素异形体；硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体，所以D正确。

答案　D下列离子方程式书写正确的是往澄清石灰水中通入过量的二氧化碳：＋＋2OH－＋CO＋H往碳酸钠溶液中加入二氧化硅：＋SiO＋CO二氧化硅与烧碱溶液反应：＋2OH－＋H硅酸与烧碱溶液中和：＋2OH－＋2H解析　A项生成Ca(HCO)2，B项不反应，C项生成H而不会生成H。

答案　D大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。

下列物质的俗名与化俗名主要成分(化学式)用途石英SiO集成电路板纯碱Na制备玻璃水玻璃Na制备硅胶铁红Fe用做油漆和涂料解析　石英主要用于生产玻璃(光导纤维)，晶体硅才用于制作集成电路。

答案　A下列试剂中，能贮存在带磨口塞的玻璃试剂瓶里的溶液 B．液溴溶液 D．氢氟酸解析　A项KOH与SiO反应生成矿物胶K，C项Na本身就属于矿物胶， D项HF与SiO反应。

答案　B、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系，该元素(用R表示)的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na)和氢 请回答下列问题：(1)写出各物质的化学式：A________；B___________；__________；D__________；E__________。

(2)写出反应①的化学方程式：____________________________________________，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

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重点突破锁定高考热点探究规律方法1沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质.2．一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体,石墨为电的良导体.3．一般情况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却能还原出比它更强的还原剂：SiO2＋2C错误!Si＋2CO↑，FeO＋C错误!Fe ＋CO↑。

4．硅为非金属,却可以和强碱溶液反应，放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

5．一般情况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应:Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。

6．一般情况,碱性氧化物＋酸===盐＋水，SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O.7．一般情况,较强酸＋弱酸盐===较弱酸＋较强酸盐。

虽然酸性：H2CO3＞H2SiO3,却能发生如下反应：Na2CO3＋SiO2错误!Na2SiO3＋CO2↑。

8．一般情况，非常活泼金属(Na、K等）才能够置换出水中的氢，但C＋H2O（g）错误!CO＋H2。

9．一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如SO3＋H2O===H2SO4，但SiO2不溶于水，不与水反应。

无机非金属材料的主角-硅一、选择题1．唐三彩、秦始皇兵马俑制品的主要材料在成分上属于( )A．氧化铝B．二氧化硅C．硅酸盐D．合金解析：唐三彩、秦兵马俑均是陶瓷制品，主要材料黏土属于硅酸盐。

答案：C2．下列说法正确的是( )A．硅是良好的半导体材料，能与盐酸或氢氧化钠溶液反应B．二氧化硅不导电，能与盐酸或氢氧化钠溶液反应C．硅酸具有多孔性结构，可用作吸附剂或催化剂的载体D．二氧化硅是酸性氧化物，能与氢氟酸反应，也能与氢氧化钠溶液反应解析：逐项分析。

硅与盐酸不反应，选项A不正确；二氧化硅与盐酸也不反应，选项B不正确；具有多孔结构，用作吸附剂或催化剂载体的是硅胶，而非硅酸，选项C不正确；选项D是正确的，SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O,2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O。

答案：D3．(2015·浙江诸暨草塔中学月考)科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。

下列关于硅的说法中正确的是( )A．地壳中硅的含量稀少B．自然界中存在大量单质硅C．高纯度的硅可用于制造计算机芯片D．光导纤维的主要成分是Si解析：地壳中各元素及含量由多到少的顺序是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢，A错误；硅元素在自然界主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，B错误；硅晶体用于制造计算机芯片，C正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，故D错误。

答案：C4.如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案，则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为( ) A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑B．NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑C．Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑D．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O解析：玻璃中含有SiO2，与氢氟酸非常容易反应，故D正确。

答案：D5.和田玉在我国至少有7 000年的历史，是我国玉文化的主体。

第一节无机非金属材料的主角—硅（B）一、选择题：（本小题共11小题，每小题5分，共55分）1．下列说法正确的是（）A．SiO2溶于水显酸性B．CO2通入水玻璃可得硅酸C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D．SiO2晶体中不存在单个SiO2分子2．下列关于碳和硅的叙述中不正确的是（）A．金刚石和晶体硅都是原子晶体B．地壳中硅元素比碳元素含量多C．自然界里碳元素化合物比硅元素化合物种类多D．碳和硅的氧化物都是分子晶体3．下列说法正确的是（）A．SiO2溶于水显酸性B．CO2通入水玻璃中可得到原硅酸C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强4．10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1mol，则此样品中可能含有的杂质是（）A．KHCO3和MgCO3B．MgCO3和SiO2C．K2CO3和SiO2D．无法确定5．下列物质中不与二氧化硅反应的是（）A．烧碱B．氢氟酸C．硝酸D．生石灰6．石墨炸弹爆炸时，能在方圆几百米范围内撒下大量的石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。

这是由于石墨（）A．有剧毒B．易燃、易爆C．能导电D．有放射性7．下列关于二氧化硅的说法中，错误的是（）A．二氧化硅也叫硅酐B．二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成C ．不能用二氧化硅跟水直接作用制取硅酸D ．二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物8．纯净的碳酸氢钙试样在高温下分解，当剩余的固体物质质量为原试样质量一半时，碳酸氢钙的分解率是（ ）A ．50％B ．75％C ．92.7％D ．100％ 9．二氧化硅是酸酐的原因是（ ） A ．它溶于水得相应的酸 B ．它对应的水化物是可溶性强酸 C ．它与强碱溶液反应只生成盐和水 D ．它是非金属氧化物10．下面关于硅的叙述中，正确的是（ ）A ．硅的非金属性比碳强，只有在高温下才能跟氢气起化合反应B ．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位C ．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在D ．硅在电子工业中，是重要的半导体材料11．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是（ ） A ．加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出 B ．加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解C ．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D ．先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解 二、填空题：（40分）12．实验室中盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，是因为（用化学方程式表示）___________________________。