第30讲 硅及其化合物 无机非金属材料-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（鲁科版2019 单选版）

第30讲 　硅及其化合物　无机非金属材料 优化探究 大单元二　元素及其化合物 第5章　非金属元素及其化合物 考点1　硅及其化合物 考点2　无机非金属材料 课时作业30　硅及其化合物　无机非金属材料 考点1　硅及其化合物 一、硅单质 1. 存在：硅单质主要有 ( 晶体)和 ⁠两大类。 2. 物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体，熔点 ，硬度 ⁠， 有脆性。 晶体　 共价　 无定形　 高　 大　 掌握必备知识 筑牢应试根基 常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟、氢氟酸、碱反 应；在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应。 与碱(如NaOH)反应的化学方程式： ⁠ ⁠。 与氧气反应的化学方程式： ⁠。 Si＋2NaOH＋H2O Na2SiO3＋ 2H2↑　 Si＋O2 SiO2　 3. 化学性质 4. 硅的工业制法及提纯 石英砂 粗硅 SiHCl3 高纯硅 涉及的化学方程式： ①SiO2＋2C Si＋2CO↑； ②Si＋3HCl SiHCl3＋H2； ③SiHCl3＋H2 Si＋3HCl。 5. 用途：(1)良好的半导体材料；(2)太阳能电池；(3)计算机芯片。 二、二氧化硅 1. 存在：天然SiO2有 ( 晶体)和 ⁠两种。 2. 物理性质：熔点 ，硬度 ⁠，难溶于水。 晶体　 共价　 无定形　 高　 大　 SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如图甲所示)，硅 氧四面体通过氧原子相互连接为空间 结构(如图乙所示)。每个 硅原子与 个氧原子相连，而每个氧原子与 ⁠个硅原子相连，故 SiO2晶体中Si和O的比例为 ⁠。 网状　 4　 2　 1∶2　 3. 结构 4. 化学性质 (1)酸性氧化物的通性 SiO2是酸性氧化物，不溶于水，也不跟水反应，常温下，可以与碱 反应生成硅酸盐，在高温条件下可以与碱性氧化物、碳酸盐反应生 成硅酸盐。 与氢氧化钠反应的化学方程式： ⁠ ⁠。 SiO2＋2NaOH Na2SiO3＋ H2O　 　特别提醒：该反应可解释盛放碱性溶液的试剂瓶为什么不能用磨砂玻 璃塞。 　与碳酸钙反应的化学方程式： ⁠ ⁠。 与氧化钙反应的化学方程式： ⁠。 SiO2＋CaCO3 CaSiO3＋ CO2↑　 SiO2＋CaO CaSiO3　 5. 用途：用于制作光导纤维、光学仪器等。 (2)常温下与氢氟酸反应 化学方程式： ⁠。 　特别提醒：该反应可解释保存氢氟酸为什么必须用塑料瓶。 SiO2＋4HF SiF4↑＋2H2O　 三、硅酸、硅酸盐 1. 硅酸 (1)物理性质 硅酸的溶解度 ，新制备的硅酸为透明、 ⁠状，干燥的硅 胶 ⁠，吸水性和吸附性强。 小　 胶冻　 多孔　 (2)化学性质 硅酸属于难挥发性的弱酸(酸性比碳酸 )，易分解。 CO2与Na2SiO3溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋CO2＋H2O H2SiO3↓＋Na2CO3。 受热分解的化学方程式：H2SiO3 SiO2＋H2O。 (3)制备：通过 与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与 盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl 2NaCl＋H2SiO3(胶体)。 (4)用途：硅胶可用作 、 ⁠的载体等。 弱　 可溶性硅酸盐　 干燥剂　 催化剂　 2. 硅酸盐 (1)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主 要成分。 (2)硅酸钠：硅酸钠溶液俗称 ，是无色黏稠液体，常用于制备 黏合剂、防腐剂、耐火阻燃材料。 水玻璃　 [正误判断] (1)硅在自然界中主要以化合态的形式存在。 (　√　) (2)晶体硅、二氧化硅均属于共价晶体，熔点高、硬度大。 (　√　) (3)SiO2透明，折射率合适，能够发生全反射，可用于制造光导纤维。 (　√　) (4)由于SiF4常温下为气体，故能促进Si、SiO2常温下与氢氟酸反应。 (　√　) (5)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸。 (　×　) (6)依据反应：Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑，说明H2SiO3的酸性 比H2CO3强。 (　×　) √ √ √ √ × × 命题方式1　硅及其化合物的性质 1. 下列关于硅的说法中不正确的是 (填序号)。 (1)硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色、有金属光泽的固体。 (2)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。 (3)硅可作为太阳能电池的光电转化材料，也可用于制作光导纤维。 (4)高纯度晶体硅可用于制作芯片，二氧化硅可用于制备高纯度硅。 (3)　 (5)常温下，硅可与强碱溶液反应，其中水是氧化剂。 提升关键能力 应对命题方式 晶体硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅既有金 属性，又有非金属性，其导电性也介于导体和绝缘体之间，是良好的半 导体材料，可用于制作芯片、太阳能电池的光电转化材料，但不能制作 光导纤维；硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下能与氢氟 酸、NaOH溶液等发生反应，与NaOH溶液反应时，水作氧化剂。 2. 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。a～e是对①～⑤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 (填字母)。 ①SiO2＋2NaOH Na2SiO3＋H2O； ②SiO2＋2C Si＋2CO↑； ③SiO2＋4HF SiF4↑＋2H2O； ④Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑； ⑤SiO2＋3C SiC＋2CO↑。 a.反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b.反应②中SiO2表现出氧化性 c.反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性 d.反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的原理 e.反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应 答案：bde　 通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a、c判断错误； 反应②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④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⑤中碳元素的化合价由0价变为－4价和＋2 价，硅元素和氧元素的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化 还原反应，e判断正确。 3. Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一，关于其相关性质的说法不正 确的是(　D　) A. 可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4Cl CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O 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 D Ca3SiO5可写作CaSiO3·2CaO，它与NH4Cl固体混合加热反应，生成 CaSiO3、CaCl2、NH3和H2O，A正确；Ca3SiO5有吸水性，故需要密封保 存，B正确；由于H2SO3的酸性强于H2SiO3，Ca3SiO5与SO2反应可生成新 盐CaSO3，C正确；Ca3SiO5与足量盐酸作用，析出H2SiO3沉淀，故所得 固体产物主要是H2SiO3，D错误。 命题方式2　高纯硅的制备 4. 科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示： 容器①中进行的反应为Si(粗)＋3HCl(g) SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中 进行的反应为SiHCl3＋H2 Si(纯)＋3HCl。下列说法不正确的是 (　BD　) 该工艺流程的优点是部分反应物 可循环使用 B. ①和②互为可逆反应 C. 该流程中需要隔绝空气 D. 粗硅制备不能通过SiO2 SiCl4 Si实现 B A项，容器②中反应生成的HCl在容器①中反应循环利用，容器①中反 应生成的H2在容器②中反应循环利用，正确；B项，容器①中反应与容 器②中的反应温度不一致，不是可逆反应，错误；C项，高温条件下， Si、SiHCl3、H2都与O2反应，故需隔绝空气，正确；D项，SiO2不与HCl 反应，不能通过题述途径制备粗硅，正确。 5. 晶体硅是一种重要的非金属原料，由粗硅制备纯硅的主要步骤如下： ①粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3：Si(粗)＋3HCl SiHCl3＋ H2； ②经过纯化的SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃下反应制得纯硅。 回答相关问题： (1)粗硅与HCl气体反应完全后，经冷凝得到SiHCl3(沸点为36.5 ℃)，只 含有少量SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为－84.7 ℃)，提纯SiHCl3的方 法为 ⁠。 蒸馏 (2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置已 略去)： ①在加热D装置前应先打开A装置中分液漏斗的活塞，目的是 ⁠ ⁠。 ②C装置中烧瓶需要加热，采用的方法是 ⁠。 排尽装 置内的空气，以防爆炸 水浴加热 考点2　无机非金属材料 1. 传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料 (1)常见硅酸盐材料比较 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、 石英砂 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 掌握必备知识 筑牢应试根基 (2)玻璃生产中的两个重要反应 Na2CO3＋SiO2 ⁠； CaCO3＋SiO2 ⁠。 Na2SiO3＋CO2↑　 CaSiO3＋CO2↑　 2. 新型无机非金属材料 (1)硅和二氧化硅 是应用最广泛的半导体材料； ⁠用来生产光导纤维。 (2)新型陶瓷 高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷。 (3)碳纳米材料 ①类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。 ②用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 硅　 二氧化硅　 [正误判断] (1)无机非金属材料是指不含金属元素的材料。 (　×　) (2)碳化硅俗称金刚砂，它可用于高温结构陶瓷的制作。 (　√　) (3)玻璃是一种晶体，有较高的熔点，水玻璃是一种特殊的玻璃。 (　×　) (4)压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化。 (　√　) × √ × √ 命题方式1　无机非金属材料的常见类型 1. 现有如下几种常见的材料： ①玻璃 ②铝合金 ③水泥 ④陶瓷 ⑤砖瓦 ⑥石墨烯 ⑦碳纤维 其中 (1)不属于无机非金属材料的是 (填序号，下同)。 (2)属于硅酸盐产品的是 ⁠。 ②　 ①③④⑤　 (3)属于传统无机非金属材料的是 ⁠，属于新型无机非金属材 料的是 ⁠。 ①③④⑤　 ⑥⑦　 提升关键能力 应对命题方式 2. 下列我国科研成果所涉及的材料中，主要成分为同主族元素形成的无 机非金属材料的是(　A　) A. 4.03米大口径 碳化硅反射镜 B. 2022年冬奥会 聚氨酯速滑服 C. 能屏蔽电磁波 的碳包覆银纳米 线 D. “玉兔二号”钛 合金筛网轮　 A 碳化硅材料属于无机非金属材料，且碳、硅元素属于同主族元素，A正 确；聚氨酯属于合成高分子材料，B错误；碳包覆银纳米线属于复合材 料，C错误；钛合金属于金属材料，D错误。 命题方式2　无机非金属材料的结构与性质 3. 平昌冬奥会“北京8分钟”主创团队用石墨烯制作了在－20 ℃时能发热4 h的智能服饰；用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35 m、重量仅为10 kg 的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法不正确的是 (　A　) A. 石墨烯是能导热的金属材料 B. 铝合金是密度较小的金属材料 C. 碳纤维是耐低温的无机非金属材料 D. 新型材料种类多、用途广 A 石墨烯是碳的一种单质，属于无机非金属材料，故A错误；铝合金的密 度较小，属于金属材料，故B正确；碳纤维属于无机非金属材料，结合 题意可知，其能耐低温，故C正确；人们依据生产、生活的需要研制出 很多种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 正确。 4. 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Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O D. 1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原 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；硅酸盐中 不含二氧化硅，所以青石棉中不含石英晶体；1 mol Na2O·3FeO·Fe2O3· 8SiO2·H2O跟足量的稀硝酸反应时，失去3 mol 电子，而还原产物只有 NO，故能使1 mol HNO3被还原。 5. (2021·浙江1月选考)铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如 图)，其骨架的基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体，化学组成可 表示为M a {[Al(OH)4] x ·(SiO2) y }·( z －2)H2O(M代表金属离子)。 下列推测不正确的是(　A　) A A. 常采用水玻璃、四羟基合铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛 B. 若 a ＝ ，则M为＋2价阳离子 C. 调节 (硅铝比)的值，可以改变分子筛骨架的热稳定性 D. 分子筛中的笼状空穴和通道，可用于筛分分子 A项，题给分子筛的化学组成中含有[Al(OH)4]－，在强酸性溶液中不可 能存在[Al(OH)4]－，故A错误；B项，若 a ＝ ，设M的化合价为＋ n ， 有(＋ n )× ＋(－1)× x ＝0，解得 n ＝2，故B正确；C项，调节 的值， 则形成的分子筛中的硅氧四面体和铝氧四面体的比例发生改变，引起空 穴及通道的数量和大小发生变化，从而影响分子筛骨架的热稳定性，故 C正确；D项，调节硅铝比可以调节分子筛的孔径，根据分子筛孔径的 大小可以筛分不同大小的分子，故D正确。 　反思归纳：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，不同氧化物间以“·”隔开。 (2)各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个 数比符合原来的组成。 (3)当计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成 K2O· Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。 6. 氮化硅(Si3N4)是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质 稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1 300 ℃的条件下反应制取 氮化硅。 (1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是 (填字母)。 A. 制汽轮机叶片 B. 制有色玻璃 C. 制永久性模具 D. 制陶瓷发动机 ACD　 由Si3N4的硬度大、熔点高、化学性质稳定可知，Si3N4的用途符合A、 C、D项。 (2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。 该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式为 ⁠ ⁠。 Si3N4＋12HF 3SiF4↑＋ 4NH3↑(或Si3N4＋16HF 3SiF4↑＋4NH4F) 1. (2023·湖北卷)工业制备高纯硅的主要过程如下： 石英砂 粗硅 SiHCl3 高纯硅 下列说法错误的是(　B　) A. 制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2C Si＋2CO↑ B. 1 mol Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023 C. 原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 D. 生成SiHCl3的反应为熵减过程 B 探究真题 素养提升 石英砂(SiO2)和焦炭在高温下反应生成Si和CO，A正确；Si晶体中每个Si 原子与4个Si原子成键，平均1个Si原子形成2个Si—Si键，故1 mol Si含 Si—Si键的数目约为2×6.02×1023，B错误；SiHCl3易水解，若氢气中混 有氧气，可能会发生爆炸，故原料气HCl和H2应充分去除水和氧气，C 正确；Si＋3HCl SiHCl3＋H2为气体分子数减小的反应，为熵减过 程，D正确。 2. (2022·辽宁卷)北京冬奥会备受世界瞩目。下列说法错误的是(　B　) A. 冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料 B. 火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料 C. 冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料 D. 短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯属于有机高分子材料 花岗岩的主要成分是石英、云母、长石等矿物，属于无机非金属材料， A正确；碳纤维指的是含碳量在90％以上的高强度高模量纤维，属于无 机非金属材料，B错误；金属奖牌属于合金材料，C正确；聚乙烯属于 有机高分子材料，D正确。 B 3. (2022·广东卷)广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历 史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是(　C　) 文物 选项 A. 南宋鎏 金饰品 B. 蒜头 纹银盒 C. 广彩 瓷咖啡杯 D. 铜镀 金钟座 C 鎏金是指将金熔于水银中，形成金泥，涂于金属器物表面，加热使水银 蒸发，金就附着于器物表面，鎏金饰品的主要成分是内部的金属材料和 表面的金单质，故A项不符合题意；蒜头纹银盒中主要成分为金属银， 故B项不符合题意；广彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸盐产品烧制而成，其 主要成分为硅酸盐，故C项符合题意；铜镀金钟座是铜和金等材料制 成，故D项不符合题意。 4. (2017·全国Ⅱ卷)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为 CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定 水泥样品中钙含量的过程如图所示： 回答下列问题： (1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入 几滴硝酸。加入硝酸的目的是 ⁠ ，还可使用 ⁠代替硝酸。 将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3 ＋ H2O2(或双氧水)　 水泥样品中含有铁的氧化物。加入盐酸后的溶液中可能含有Fe3＋、 Fe2＋，Fe2＋在pH＝4～5时不能形成沉淀除去，所以需要先加入氧化剂将Fe2＋氧化为Fe3＋，故加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋；双氧水是一种强氧化剂，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，本身被还原为水， 不会引入新的杂质离子，故可用双氧水代替硝酸。 (2)沉淀A的主要成分是 ⁠，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应， 该反应的化学方程式为 ⁠。 SiO2　 SiO2＋4HF SiF4↑＋2H2O 钙、铁、铝和镁等金属的氧化物都能溶于盐酸和硝酸的混合液，而二氧 化硅不与盐酸、硝酸反应，故沉淀A的主要成分为SiO2；二氧化硅可与 氢氟酸反应，生成四氟化硅和水，该反应的化学方程式为SiO2＋4HF SiF4↑＋2H2O。 (3)加氨水过程中加热的目的是 ⁠。 沉淀B的主要成分为 、 (填化学式)。 Fe3＋和Al3＋在pH＝4～5时可水解生成氢氧化铁、氢氧化铝，水解过程中 会生成氢氧化铁胶体和氢氧化铝胶体，不利于分离出沉淀，加热可使胶 体聚沉，有利于分离出沉淀。 防止胶体生成，易分离沉淀 Al(OH)3　 Fe(OH)3　 (4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草 酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为Mn ＋H＋＋H2C2O4 Mn2＋＋CO2＋H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.050 0 mol·L－1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数 为 (保留一位小数)。 45.0％　 根据化合价升降法、电荷守恒和质量守恒配平可得2Mn ＋6H＋＋ 5H2C2O4 2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，设含钙的物质的量为 x mol，由 反应方程式和钙元素守恒可得关系式： 5Ca2＋～5H2C2O4～2Mn 5 mol 2 mol x mol 0.050 0 mol·L－1×36.00×10－3 L 解得 x ＝4.5×10－3，则0.400 g水泥样品中钙元素的质量为4.5×10－3 mol×40 g·mol－1＝0.180 g，故该水泥样品中钙的质量分数为 ×100％＝45.0％。 课时作业30　硅及其化合物　无机非金属材料 一、选择题 1. 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无 机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是 (　C　) C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分是SiO2，硅单质可用来制造太阳能电 池板。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2. 下列所列各物质的用途不正确的是(　D　) A. 分子筛：吸附剂、催化剂 B. 硅胶：干燥剂、吸附剂、催化剂载体 C. 碳化硅：砂纸、砂轮 D. 硅酸：黏合剂、耐火材料 硅胶和分子筛均为疏松多孔物质，表面积大，可作为吸附剂以及催化剂 载体等，A、B项正确；碳化硅硬度大，可制作砂纸、砂轮等，C项正 确；硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，常用作黏合剂耐火材料，D项错误。 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 3. 化学与科技、生活密切相关。下列叙述正确的是(　D　) A. 泰国银饰和土耳其彩瓷是“一带一路”沿线国家的特色产品，其主要成 分均为金属材料 B. 从石墨中剥离出的石墨烯薄片能导电，因此石墨烯是电解质 C. 中国天眼FAST用到的高性能碳化硅是一种新型的有机高分子材料 D. 国产客机大规模使用先进的材料铝锂合金，该合金密度小，强度高 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 泰国银饰中的银为金属单质，属于金属材料，土耳其彩瓷的主要成分是 硅酸盐，属于无机非金属材料，故A项错误；电解质是指在水溶液里或 熔融状态下能够导电的化合物，而从石墨中剥离出的石墨烯薄片属于单 质，故B项错误；中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型的无机非金属 材料，故C项错误；铝锂合金的密度较小，且其强度较高，可以大规模 使用在国产客机上，故D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 4. 下列说法正确的是(　D　) A. 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 B. 酸性氧化物都只能与碱反应，不能与任何酸发生反应 C. 工业上用焦炭和石英制取粗硅的化学方程式为SiO2＋C Si＋ CO2↑ D. 不能用SiO2与水反应来制取硅酸，不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使 其熔化 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 硅在常温下可与氢氟酸、氢氧化钠溶液反应，A项错误；SiO2能与氢氟 酸反应，B项错误；工业上用焦炭和石英制取粗硅的化学方程式为SiO2 ＋2C Si＋2CO↑，C项错误；二氧化硅不溶于水，也不与水反 应，故不能用SiO2与水反应来制取硅酸，在加热条件下，二氧化硅与氢 氧化钠、碳酸钠固体反应，故不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔 化，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 5. “九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描 绘了我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品， 下列有关说法正确的是(　C　) A. 玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B. 制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英 C. 硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D. 沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；制普通硅酸盐水泥的原 料是黏土和石灰石，B项错误；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成 分是硅酸盐，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 6. 下列关于CO2和SiO2性质的说法中，不正确的是(　B　) A. CO2与SiO2在物理性质上差别很大 B. SiO2不与CaCl2溶液反应，而CO2通入CaCl2溶液中可得到白色沉淀 C. CO2和SiO2都是酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应 D. CO2通入水玻璃中可以得到硅酸 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 二氧化碳为分子晶体，二氧化硅为共价晶体，二者结构不同，物理性质 差别很大，故A项正确；盐酸的酸性强于碳酸，二氧化碳与氯化钙溶液 不反应，故B项错误；CO2和SiO2都是酸性氧化物，都能与NaOH溶液反 应生成对应的盐和水，故C项正确；碳酸的酸性强于硅酸，硅酸钠的水 溶液俗称水玻璃，CO2通入水玻璃中可以得到硅酸，故D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 7. 新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学 研究的国际热点课题。其结构模型如图所示： 下列有关说法正确的是(　D　) D A. 石墨烯是一种新型化合物 B. 氧化石墨烯即石墨烯的氧化物 C. 二者和石墨都是碳的同素异形体 D. 氧化石墨烯具有一定的亲水性 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 石墨烯是碳的单质，A错误；氧化石墨烯含有氢元素，故不是石墨烯的 氧化物，也不是碳的同素异形体，B、C错误；由于氧化石墨烯结构中 含有的羟基和羧基为亲水基团，所以它具有一定的亲水性，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 8. 科学家最近用金属钠还原CCl4和SiCl4制得一种一维SiC纳米棒，相关 反应的化学方程式为8Na＋CCl4＋SiCl4 SiC＋8NaCl。下列说法不 正确的是(　B　) A. SiC和SiO2中Si元素的化合价相同 B. 上述反应中SiC既是氧化产物又是还原产物 C. SiO2制备单质Si、单质Si制备SiCl4均涉及氧化还原反应 D. 一维SiC纳米棒比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 SiC和SiO2中Si元素的化合价均为＋4价，A项正确；SiC是还原产 物，NaCl是氧化产物，B项错误；SiO2制备单质Si的反应需加入还 原剂，单质Si制备SiCl4的反应需加入氧化剂，C项正确；一维粒子 上下表面均能与其他物质接触，比表面积大，对微小粒子有较强的 吸附能力，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 9. (2022·广东卷)陈述Ⅰ和Ⅱ均正确但不具有因果关系的是(　A　) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 用焦炭和石英砂制取粗硅 SiO2可制作光导纤维 B 利用海水制取溴和镁单质 Br－可被氧化，Mg2＋可被还原 C 石油裂解气能使溴的CCl4溶 液褪色 石油裂解可得到乙烯等不饱和 烃 D FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶 体 FeCl3可用作净水剂 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 使用焦炭和石英砂可以制取粗硅，二氧化硅可制作光导纤维，两种说法 均正确，但二者无因果关系，A项符合题意；由于溴离子可被氧化，因 此可用氧化剂将溴离子氧化为溴单质；电解熔融的氯化镁，镁离子在阴 极得电子被还原可得到镁单质，B项不符合题意；石油裂解产生的乙烯 等不饱和烃可以与溴单质发生加成反应，使溴的四氯化碳溶液褪色，C 项不符合题意；氯化铁水解可生成氢氧化铁胶体，胶体可以吸附水中悬 浮的杂质，因此氯化铁可用作净水剂，D项不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 10. 二氧化硅又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料(制备流程如图所示)。下列说法正确的是(　BC　) A. SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物 B. Si是光导纤维材料 C. 在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效 D. 图中所示转化反应都是非氧化还原反应 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 两性氧化物的定义为与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物，SiO2与HF反 应得到的SiF4不属于盐，A项错误；SiO2是光导纤维的材料，B项错误； CoCl2在吸水和失水的状态下显示不同的颜色，C项正确；制取Si的过程 中涉及了氧化还原反应，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 二、非选择题 11. 氮化硅可用作高温结构陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动 机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线 如图所示： 其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。 请回答下列问题： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示 其原因： ⁠。 (2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是 (填序号)。 SiO2＋2NaOH Na2SiO3＋H2O ①② 　 反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应；反应②是硅单质与Cl2发生 氧化还原反应。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (3)在反应⑤中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为 ⁠。 Si3N4　 氮化硅的化学式可通过题目信息运用质量守恒定律求得：3Si(NH2)4 Si3N4＋8NH3↑。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (4)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅， B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反 应的化学方程式： ⁠。 3SiCl4＋2N2＋6H2 Si3N4＋12HCl 结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 $$