1、2022 高中化学新教材同步讲义资料 第三节第三节无机非金属材料无机非金属材料 核心素养发展目标1.了解硅酸盐及其结构特点，了解传统硅酸盐产品(陶瓷、玻璃、水泥)的工业生 产(原料、设备等)。2.了解硅和二氧化硅的性质，认识碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料。 3.知道硅及其化合物在材料家族中的应用，增强关注社会的意识和责任感。 一、硅酸盐材料 1无机非金属材料 从组成上看，许多无机非金属材料多含硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特 殊的光学、电学等性能。 2硅酸盐及其结构 (1)硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si 和 O 构成了硅氧四面体结构，Si 在中心，O 在四面
2、体的 4 个顶角，每个 Si 结合 4 个 O，每个 O 结合 2 个 Si。 (2)硅酸盐的特性 硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 3常见的硅酸盐材料 陶瓷普通玻璃普通水泥 原料黏土 纯碱(Na2CO3)、石灰石 (CaCO3)、石英砂(SiO2) 主要原料：石灰石、黏土， 辅助原料：适量的石膏 设备陶瓷窑玻璃窑水泥回转窑 主要 成分 含水的铝硅 酸盐 硅酸钠(Na2SiO3)、 硅酸 钙(CaSiO3)、 二氧化硅(SiO2) 硅酸三钙(3CaOSiO2)、硅 酸二钙(2CaOSiO2)、铝酸三钙 (3CaOAl2O3) 用途 建筑材
3、料、 绝 缘材料、日用器 皿、卫生洁具等 建筑材料、光学仪器、 各种器皿、制造玻璃纤维等 大量用于建筑和水利工程 (1)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物() (2)硅酸盐结构较为复杂，大多不溶于水，化学性质很稳定() (3)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合() 2022 高中化学新教材同步讲义资料 (4)水泥与玻璃的共同原料是石灰石，水泥与陶瓷的共同原料是黏土() (5)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行() (6)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) 1(2020青岛二中高一检测)世博会中国馆“东方之冠”由钢筋混凝土、7
4、 000 多块铝板和 1 200 多块玻璃等建成。 (1)生产硅酸盐产品水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是_。 制备普通玻璃的主要反应方 程式为_。 (2)硅酸盐通常可以用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成，例如：硅酸钠(Na2SiO3)： Na2OSiO2，长石(KAlSi3O8)：_，钠长石(NaAlSi3O8)：_。 (3)作场馆建筑材料黏合剂和防火剂的硅酸钠(俗名泡花碱)是一种最简单的硅酸盐，硅酸钠易溶于水， 其水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强，耐高温等特性。 硅酸钠在空气中易与二氧化碳和水生成硅酸(H2SiO3)沉淀，其离子方程式：_。 硅酸钠和盐酸反应的离子方程式为：_。 (
5、4)博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑)，婺州窑瓷器胎体的原料为高岭土AlnSi2O5(OH)4。 下列说法正确的是_(填字母)。 A古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品 B高岭土为含水的铝硅酸盐 Cn3 D我国在新石器时代已能烧制陶器 答案(1)石灰石CaCO3SiO2= 高温 CaSiO3CO2、Na2CO3SiO2= 高温 Na2SiO3CO2 (2)K2OAl2O36SiO2Na2OAl2O36SiO2 (3)SiO2 3CO2H2O=H2SiO3CO2 3 SiO2 32H =H2SiO3 (4)ABD 解析(4)根据化合物中正负化合价代数和为 0 的原则：n(3)2(4)5(2)
6、4(1)0， 解得 n2，所以 C 错误。 硅酸盐氧化物形式的改写 书写形式 氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物较活泼金 属氧化物二氧化硅水，氧化物之间以“”隔开 2022 高中化学新教材同步讲义资料 化学计量数 配置原则：各元素原子总个数比值符合原来 的组成，若出现分数时应化为整数 二、新型无机非金属材料 1硅和二氧化硅 (1)硅的存在与结构 存在原子结构示 意图 周期表中位 置含量存在形态 地壳中居第二 位 氧化物和硅 酸盐 第三周期 A 族 (2)高纯硅的制备 石英砂 焦炭 1 8002 000 粗硅 HCl 300 SiHCl3 H2 1 100 高纯硅 其中涉及的主要化学反应为 SiO
7、22C= 1 8002 000 Si2CO Si3HCl= 300 SiHCl3H2 SiHCl3H2= 1 100 Si3HCl (3)硅和二氧化硅的用途 高纯硅广泛用于信息技术和新能源技术等领域。 SiO2用于生产光导纤维。 2新型陶瓷 新型 材料 成分性能主要应用 金刚 砂 碳化硅(SiC) 硬度大、耐高 温、抗氧化 磨料、耐高温结构 材料、耐高温半导体材 料 高温 结构陶瓷 碳化硅、氮化硅、 金属氧化物 耐高温、抗氧 化、耐腐蚀 用于火箭发动机、 汽车发动机和高温电 极材料等 压电 陶瓷 钛酸盐、 锆酸盐等 能实现机械能 和电能的相互转化 用于滤波器、扬声 器、超声波探伤器和点 火器等
8、 透明 陶瓷 氧化铝、 氧化钇等 透明陶瓷；氮化铝、氟 具有优异的光 学性能、耐高温、 用于高压钠灯、激 光器、高温探测窗等 2022 高中化学新教材同步讲义资料 化钙等非氧化物透明 陶瓷 绝缘性好 超导 陶瓷 临界温度下具 有超导性 用于电力、交通、 医疗等领域 3.碳纳米材料 概念性能用途 富勒 烯 由碳原子构成的 一系列笼形分子的总 称，如 C60 制碳纳米材料 碳纳 米管 由石墨片层卷成 的管状物，具有纳米 尺度的直径 比表面积大，有 相当高的强度和优良 的电学性能 生产复合材料、 电池和传感器等 石墨 烯 只有一个碳原子 直径厚度的单层石墨 电阻率低、热导 率高，具有很高的强 度 在
9、光电器件、超 级电容器、电池、复 合材料等方面的应用 研究在不断深入 (1)硅是良好的半导体材料，可以用来生产芯片和硅太阳能电池等() (2)生产光导纤维的原料是二氧化硅() (3)金刚砂和金刚石结构类似，互为同素异形体() (4)富勒烯和石墨烯完全燃烧的产物都是二氧化碳() 答案(1)(2)(3)(4) 1硅是一种灰黑色固体，熔、沸点高，硬度大，是一种优良的半导体材料，常温下，化学性质不活 泼，但可以和 F2、氢氟酸和强碱溶液发生反应，在加热条件下可以和很多非金属单质反应，写出下列反应 的化学方程式。 (1)Si 和 F2生成 SiF4：Si2F2=SiF4。 (2)Si 和氢氟酸生成 Si
10、F4和 H2：Si4HF=SiF42H2。 (3)Si 和 NaOH 溶液反应生成 Na2SiO3和 H2：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。 (4)Si 和 O2反应：SiO2= SiO2。 (5)Si 和 Cl2反应：Si2Cl2= SiCl4。 2(1)在实验室盛放碱溶液时，试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞的原因是 SiO2是酸性氧化物，能与强 碱溶液反应，SiO2与 NaOH 溶液反应的化学方程式为 SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 (2)生产磨砂玻璃时可以用氢氟酸溶蚀玻璃，是因为氢氟酸溶液可与 SiO2反应，其化学方程式为：SiO
11、2 4HF=SiF42H2O。 (3)有同学由此得出来 SiO2是两性氧化物，你认为这个观点对吗？ 提示不对，SiO2只与氢氟酸反应，不与其他的酸(如盐酸、硝酸等)反应。 硅及二氧化硅的化学性质 (1)硅的化学性质 常温下能与氟气、氢氟酸、强碱等反应。 Si2F2=SiF4 Si4HF=SiF42H2 Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2 加热时能与氧气、氯气、碳等反应。 SiO2= SiO2Si2Cl2= SiCl4SiC= 高温 SiC (2)二氧化硅的化学性质 1下列关于硅酸盐材料的说法错误的是() A生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷 B普通玻璃的主要成分是二氧化硅 C陶瓷
12、的主要原料是黏土 D硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要原料 答案B 解析普通玻璃的主要成分为 Na2SiO3、CaSiO3和 SiO2。 2下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是() A这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀 B在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料 C木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧 D水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质 答案D 解析水玻璃为硅酸钠溶液，其化学性质稳定，但可与空气中的二氧化碳反应生成硅酸沉淀。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 3(2019全国卷，7)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切 的关系。下列说法错误的
13、是() A“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁 B闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成 C陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐 D陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 答案A 解析“雨过天睛云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红色，A 项错误；陶瓷以 黏土为原料，经高温烧制而成，属于人造材料，主要成分是硅酸盐，C 项正确；陶瓷的主要成分是硅酸盐， 硅酸盐中硅元素处于最高价态，化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，D 项正确。 4硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的 90%以上。 (1)下列物质不属于硅酸盐的是_
14、(填字母)。 A陶瓷B玻璃 C水泥D生石灰 (2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_，工艺师 常用_(填物质名称)来雕刻玻璃。 (3)用 Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明 Na2SiO3可用作_。Na2SiO3可通过 SiO2与 纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是_(填字母)。 A普通玻璃坩埚B石英玻璃坩埚 C氧化铝坩埚D铁坩埚 (4)工业上常利用反应 2CSiO2= 高温 Si2CO制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是 _(填化学式，下同)，氧化剂是_。 答案(1)D(2)SiO22NaOH=Na2SiO3
15、H2O氢氟酸(3)防火剂D(4)CSiO2 解析(1)生石灰是 CaO，为碱性氧化物且不含 Si，不属于硅酸盐。(2)SiO2与 NaOH 溶液反应的化学 方程式为 SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。由于 SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。 (3)Na2SiO3水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。SiO2和 Na2CO3在高温下反应生 成 Na2SiO3和 CO2，故含 SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及 Al2O3等都能与 Na2CO3在高温下反应，故 不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。(4)该反应中 C 被氧化，SiO2中4 价的硅被还原，
16、因此 SiO2作氧化剂。 A 组基础对点练 题组一传统无机非金属材料 1(2020福建泉州高一上期末)世界瓷都泉州德化盛产陶瓷，下列说法不正确的是() A国产 C919 用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 B陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐 2022 高中化学新教材同步讲义资料 C陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 D瓷器的青色来自氧化铁(Fe2O3) 答案D 解析氮化硅陶瓷是一种烧结时不收缩的无机非金属陶瓷，A 正确；陶瓷的主要成分是硅酸盐，是应 用较早的人造材料之一，B 正确；陶瓷由陶土或瓷土经高温烧结而成，它具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点， C 正确；氧化铁呈红
17、棕色，掺入氧化铁的陶瓷不可能呈青色，D 不正确。 考点传统无机非金属材料 题点陶瓷的性能特点 2水泥和普通玻璃都是常见的硅酸盐产品，下列说法中不正确的是() A生产水泥和普通玻璃的每一种原料都含有硅 B水泥、普通玻璃都是混合物 C生产水泥和玻璃都必须用石灰石 D用纯净的石英制成石英玻璃，它的膨胀系数小，常用来制造耐高温的化学仪器 答案A 解析硅酸盐工业所用原料有硅酸盐、二氧化硅、石灰石、纯碱等，不一定每一种原料中都必须含有 硅，A 错误；玻璃和水泥是传统硅酸盐产品，其中玻璃的主要成分有硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅等，水泥 的主要成分有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等，都是混合物，B 正确；生产玻璃的
18、原料主要有纯碱、石 灰石、石英，生产水泥的原料主要有石灰石、黏土，都需用石灰石，C 正确；二氧化硅为原子晶体，熔点 高，硬度大，结构稳定，用纯净的石英可制成石英玻璃，它的膨胀系数小，故常用来制造耐高温的化学仪 器，D 正确。 考点传统无机非金属材料 题点普通玻璃、水泥生产原料与性能特点 题组二新型无机非金属材料 3(2019甘肃静宁一中高一期末)下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是() A传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料 B新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，具有极大强度 C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 D传统无机非金属材
19、料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 答案D 解析新型无机非金属材料不但克服了传统无机非金属材料易碎、强度不够等缺点，并且具有特殊结 构、特殊功能；新型无机非金属材料的主要成分并不一定是硅酸盐，如氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等。 考点新型无机非金属材料 题点常见的新型无机非金属材料的性能 4碳纳米管是继足球烯(C60)以后发现的又一种碳单质，以下有关碳纳米管与足球烯(C60)的说法错误 2022 高中化学新教材同步讲义资料 的是() A它们的物理性质有较大差异 B在常温下它们的化学性质都稳定 C它们是不同的碳单质 D它们分别完全燃烧后生成物不同 答案D 解析碳纳米管和足球烯中碳原子排列方式不同
20、，物理性质不同；它们都是碳单质，都是纯净物，在 通常情况下化学性质比较稳定；二者完全燃烧时都生成二氧化碳。 考点新型无机非金属材料 题点新型无机非金属材料 题组三硅及其化合物 5(2019南京高一下学期开学考试)下列有关硅的说法不正确的是() A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D加热到一定程度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应 答案C 解析A 项，晶体硅常用作制造太阳能电池的材料，实现太阳能转化成电能，正确；C 项，硅的化学 性质不活泼，在常温下能与 F2、HF 等物质发生反应，错误；D 项
21、，在加热条件下，硅单质能与氯气、氧 气等物质发生反应，正确。 考点硅及其化合物 题点硅单质的结构、性质、用途 6(2019长春市十一中期末)下列关于二氧化硅的叙述中正确的是() A硅原子和碳原子最外层电子数相同，二氧化硅和二氧化碳分子结构也相同 B二氧化硅能与氢氧化钠溶液和氢氟酸反应，所以二氧化硅是两性氧化物 C二氧化硅中硅元素为4 价，二氧化硅具有氧化性 D在二氧化硅中，每个硅原子结合 2 个氧原子 答案C 解析在二氧化硅中，每个硅原子与 4 个氧原子结合，每个氧原子与 2 个硅原子结合，形成具有立体 网状结构的晶体，不存在单个的二氧化硅分子，二氧化硅晶体中硅原子和氧原子数目比是 12，二氧
22、化碳 分子是直线形分子，结构不同，故 A 错误；二氧化硅能与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，没有生成盐，不 属于碱性氧化物，与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，不是两性氧化物，故 B 错误；在高温下，二氧 化硅能与单质碳反应生成单质硅和一氧化碳，硅元素的化合价由4 价降低为 0 价，二氧化硅具有氧化性， 故 C 正确；在二氧化硅中，每个硅原子与 4 个氧原子结合，故 D 错误。 考点硅及其化合物 2022 高中化学新教材同步讲义资料 题点二氧化硅的结构、性质 7(2019屏边一中高一月考)用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是() A钙沸石 Ca(Al2Si3O10)3H2O 表示为 CaO
23、Al2O33SiO23H2O B镁橄榄石 Mg2SiO4表示为 MgOSiO2 C正长石 KAlSi3O8表示为 K2OAl2O33SiO2 D高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4表示为 Al2O3SiO22H2O 答案A 解析钙沸石 Ca(Al2Si3O10)3H2O 表示为 CaOAl2O33SiO23H2O，A 项正确；镁橄榄石 Mg2SiO4表示 为 2MgOSiO2，B 项错误；正长石 KAlSi3O8表示为 K2OAl2O36SiO2，C 项错误；高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4 表示为 Al2O32SiO22H2O，D 项错误。 考点硅酸盐 题点硅酸盐的表示方法 8硅在无
24、机非金属材料中，扮演着主要角色，请利用相关知识回答下列问题： (1)硅有非常重要的用途，请写出其中的一种：_。 (2)古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡 (BaCuSi2Ox，铜为2 价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是_。 Ax 等于 6 B性质稳定，不易脱色 C可用氧化物形式表示为 BaOCuO2SiO2 D易溶解于强酸和强碱 (3)工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图如下： 在电弧炉中发生的反应需要在高温条件下进行，写出该反应的化学方程式：_ _。 SiCl4极易水解，在空气中生成烟尘和白雾，写出其水解的化学方程式为_ _。 在流
25、化床反应的产物中，除 SiCl4外，还有 SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等，有关物质的沸点数 据如下表，分离 SiCl4和其他杂质的方法为_。 物质Si Si Cl4 SiH Cl3 SiH2 Cl2 SiH 3Cl HC l SiH4 沸点 / 2 355 5 7.6 31. 8 8.2 30.4 84.9 111.9 2022 高中化学新教材同步讲义资料 答案(1)制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等(回答其中一种即可)(2)D (3)2CSiO2= 高温 2COSiSiCl43H2O=H2SiO34HCl蒸馏(精馏) 解析(1)硅位于金属和非金属分界线附近
26、，常用作半导体材料，为无机非金属材料的主角，计算机芯 片的主要成分为单质硅，太阳能电池的主要成分是硅单质，所以硅可制半导体、制电路板、制太阳能电池 板、制硅钢等。(2)在硅酸铜钡中的铜元素的化合价为2 价，硅元素的化合价为4 价，氧元素的化合价 为2 价， 钡元素的化合价为2 价， 则根据化合物中正负化合价的代数和为 0 可得： (2)(2)(4)2 (2)x0，计算得出 x6，A 项正确；由 A 项知该硅酸盐的化学式为 BaCuSi2O6，则硅酸盐用氧化物 形式表示时，书写顺序为活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形 式表示：BaOCuO2SiO2，C 项正确
27、；硅酸盐性质均比较稳定，不容易褪色，B 项正确；BaCuSi2O6是瓷器 的一种颜料，瓷器耐酸耐碱耐腐蚀，所以不与强酸、强碱反应，D 项错误。(3)石英砂的主要成分是二氧 化硅，制备粗硅的化学方程式为 2CSiO2= 高温 2COSi；SiCl4水解生成硅酸和氯化氢，反应的方程 式为 SiCl43H2O=H2SiO34HCl；利用沸点的不同提纯 SiCl4属于蒸馏，SiCl4(沸点 57.6 )中含有 少量 SiHCl3(沸点 31.8 )、FeCl3(离子化合物，沸点很高)、SiH2Cl2(沸点 8.2 )和 SiH3Cl(沸点30.4 )， 因为沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质
28、。 考点新型无机非金属材料 题点高纯硅的制备 B 组综合强化练 1(2019合肥一中高一检测)根据不同部位工作条件的不同，航天飞机使用了多种防热材料。例如， 机身和机翼下表面使用高温陶瓷瓦。下列对新型陶瓷材料的有关叙述中，错误的是() A高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料 B氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，它是生物陶瓷 C氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，它用于制造陶瓷发动机的受热面 D新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，但是强度比较差 答案D 解析高温结构陶瓷包括 Si3N4陶瓷、 SiC 陶瓷等， 属于新型无机非金属材料， 可以作为高级耐火材料， A
29、正确；氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，是一种生物陶瓷，B 正确；氮化硅陶瓷属于新型无机非金 属材料，是高温结构材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面，C 正确；新型无机非金属材料不但克服了传 统无机非金属材料的缺点，而且同时还具有较高的强度和耐磨性，能抵抗冷热冲击，且有电学性能等若干 优点，D 错误。 考点新型无机非金属材料 题点新型陶瓷 2(2020雅安市高一化学检测)下列有关硅及其化合物的说法正确的是() A硅在自然界中以游离态和化合态两种形式存在 B硅晶体是良好的半导体，可用于制造光导纤维 C木材浸过水玻璃后，不易着火 2022 高中化学新教材同步讲义资料 DSiO2是酸性氧化物，不与任何
30、酸发生反应 答案C 解析硅是亲氧元素，在自然界中只能以化合态形式存在，A 不正确；硅晶体能够导电，是良好的半 导体，光导纤维是由二氧化硅制得的，B 不正确；水玻璃是硅酸钠的水溶液，它具有不易着火的性质，所 以用水玻璃浸渍木材，不易着火，C 正确；SiO2是酸性氧化物，不与一般的酸反应，但能与氢氟酸反应， D 不正确。 考点硅及其化合物 题点硅与二氧化硅 3(2019徐州高一检测)除去二氧化硅中混有的少量生石灰和石灰石，有如下操作：加水溶解 加水煮沸过滤加稀盐酸加稀硫酸，正确的操作顺序是() ABCD 答案B 解析稀盐酸与 CaO、CaCO3反应生成 CaCl2溶液，然后过滤得到 SiO2固体。
31、注意不能选用稀硫酸， 因 CaSO4微溶，不易分离出 SiO2。 考点硅及其化合物 题点二氧化硅的性质 4关于下列反应的叙述正确的是() A由 SiO22C= 高温 Si2CO可推知硅的非金属性比碳强 B由 CaCO3SiO2= 高温 CaSiO3CO2可推知 H2SiO3的酸性比 H2CO3强 C由 Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3可推知碳的非金属性比硅强 DH2CO3比 H2SiO3受热易分解可推知 H2SiO3的酸性比 H2CO3强 答案C 解析根据反应 SiO22C= 高温 Si2CO分析，高温下碳的还原性比硅强，但不能说明 C、Si 的非 金属性强弱，选项 A 错
32、误；反应 CaCO3SiO2= 高温 CaSiO3CO2是在非水溶液状态下进行的，因此无法 判断 H2SiO3与 H2CO3的酸性强弱，选项 B 错误；碳酸与硅酸钠溶液反应生成硅酸说明 H2CO3的酸性比 H2SiO3强，由此可知碳的非金属性比硅强，选项 C 正确；H2CO3比 H2SiO3受热易分解，仅能证明 H2SiO3 比 H2CO3稳定，无法判断 H2SiO3与 H2CO3的酸性强弱，选项 D 错误。 考点硅及其化合物 题点碳与硅的性质比较 5下列有关硅及其化合物的说法正确的是() A陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸 B硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在具有磨口玻璃塞的试剂
33、瓶中 C用 SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入 CO2 D由 Na2CO3SiO2= 高温 CO2Na2SiO3可知，硅酸的酸性强于碳酸 2022 高中化学新教材同步讲义资料 答案C 解析陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸盐，其含有的 SiO2能与氢氟酸反应，A 项错误；硅酸钠 是一种黏合剂，能将玻璃塞和瓶体黏在一起，不便于打开，B 项错误；D 项中的反应能发生是因为生成的 CO2气体不断逸出，不能说明硅酸的酸性强于碳酸。 考点硅及其化合物 题点二氧化硅、硅酸、硅酸盐 6下列关于硅酸及其盐的叙述不正确的是() A硅酸是一种弱酸，可由其酸性氧化物 SiO2与水化合而制
34、得 B硅酸盐是构成地壳中岩石的主要成分，黏土的主要成分是硅酸盐 C硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，具有黏合性 D高岭石的化学式为 Al2Si2O5(OH)4，可以表示为 Al2O32SiO22H2O 答案A 解析SiO2与水不反应，A 项错误。 考点硅及其化合物 题点二氧化硅、硅酸、硅酸盐 7(2019天津一中下学期开学考试)某实验小组设计了如下装置探究焦炭还原二氧化硅。 已知：PdCl2溶液可用于检验 CO，反应的化学方程式为 COPdCl2H2O=CO22HClPd(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。 (1)实验时要通入足够长时间的 N2，其原因是_。 (2)装置 B 的作用是_。 (3)装置
35、 C、D 中所盛试剂分别为_、_，若装置 C、D 中溶液均变浑浊，且经 检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为_。 (4)该装置的缺点是_。 (5)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：_。 答案(1)避免空气中的 O2、CO2、水蒸气对实验产生干扰(2)作安全瓶，防止倒吸(3)澄清石灰水 PdCl2溶液3SiO24C= 高温 2CO22CO3Si(4)无尾气吸收装置(5)向 Na2SiO3溶液中通入 CO2 气体，溶液变浑浊 解析(1)碳与二氧化硅反应要在高温下进行，而高温下碳与空气中的氧气、水蒸气反应，所以实验时 要将装置中的空气排尽。(2)根据装置图可知，B 装置可以作安全瓶，
36、防止倒吸。(3)根据元素守恒，碳 与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以 C 装置用来检验有没有二氧化碳，D 装置用 2022 高中化学新教材同步讲义资料 来检验一氧化碳，所以装置 C、D 中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液；若装置 C、D 中溶液均变浑 浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳生成，经检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知化学方 程式为 3SiO24C= 高温 2CO22CO3Si。(4)一氧化碳有毒，不能排放到空气中。(5)验证碳酸、硅酸 的酸性强弱，先将产生的 CO2气体通过饱和碳酸氢钠溶液除去混有的杂质气体，然后再通入硅酸钠溶液发 生反应 CO2
37、H2ONa2SiO3=Na2CO3H2SiO3(胶体)，说明酸性：H2CO3H2SiO3。 考点硅及其化合物 题点二氧化硅与焦炭反应 8(2019黑龙江省实验中学高一上期末)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还 原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度 450500 )， 四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。 相关信息如下： a四氯化硅接触水会发生化学反应； b硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物； c有关物质的物理常数见下表： 物质 SiC l4 BCl3 Al Cl3 Fe
38、 Cl3 P Cl5 沸点/ 57. 7 12.8 31 5 熔点/ 70.0 107.2 升华温度 / 18 0 30 0 1 62 请回答下列问题： (1)写出装置 A 中发生反应的化学方程式： _， D 中发生反应 的化学方程式：_。 (2)A 中 g 管的作用是_，装置 C 中的试剂是_，作用是 _。 (3)装置 E 中的 h 瓶需要冷却的理由是_。 (4)装置 E 中 h 瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅， 精馏后的残留物中， 除铁元素外可能还含有的杂质元素是_(填写元素符号)。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 (5)过量的氯气可以用石灰乳来处理，请
39、写出该反应的化学方程式：_ _。 答案(1)MnO24HCl(浓)= MnCl2Cl22H2O 2Cl2Si= SiCl4 (2)平衡气压，便于浓盐酸滴落浓硫酸干燥氯气 (3)四氯化硅沸点低，需要冷凝收集(4)Al、P (5)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O 解析(1)装置 A 制备氯气， 实验室利用浓盐酸和二氧化锰加热制备氯气， 则其中发生反应的方程式为 MnO24HCl(浓)= MnCl2Cl22H2O，D 中发生 Si 与氯气的反应生成四氯化硅，则 D 中发生反应 的化学方程式为 2Cl2Si= SiCl4。(2)A 中 g 管可以使内外压强相等，便于液体顺利流下；生成的氯气 中混有氯化氢和水蒸气，首先利用饱和食盐水除去氯化氢，最后干燥氯气，则装置 C 中的试剂是浓硫酸， 作用是干燥氯气。(3)根据表中数据可知四氯化硅沸点低，因此装置 E 中的 h 瓶需要冷却的理由是冷凝收集 四氯化硅。(4)根据表中数据可知，BCl3的沸点较低，蒸出四氯化硅时，BCl3也被蒸出；则精馏后的残留物 中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是 Al、P。(5)过量的氯气可以用石灰乳来处理，该反应的化学方程 式为 2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。 考点新型无机非金属材料 题点高纯硅的制备
