第5章 第4讲 碳、硅及无机非金属材料-【金版教程】2026年高考化学一轮复习创新方案课件PPT（创新版）

0 第五章　非金属及其 重要化合物 第4讲　碳、硅及无机 非金属材料 1.通过实验探究，了解C、Si单质及其重要化合物的制备方法和主要性质，认识这些物质在生产生活中的应用。2.结合实例认识无机非金属材料的性能及用途。 2 考点一 01 课时作业 04 目录 CONTENTS 考点二 02 真题演练 03 考点一　碳、硅及其氧化物 碳原子的排列方式：___________的空间网状结构 物理性质：熔点_____，硬度______，不导电 一、碳及其氧化物 1．常见的三种碳单质 (1)金刚石 正四面体 高 大 考点一 5 碳原子的排列方式：层状结构，每层为____________的平面网状结构 物理性质：熔点______，硬度______，______导电 (2)石墨 (3)足球烯(C60) 正六边形 碳原子的排列方式：“足球”状分子，由正五边形和正六边形排列而成 物理性质：不导电 高 小 能 考点一 6 考点一 7 无 无 难 无 无 有 血红蛋白 无 Ca(OH)2＋CO2 考点一 8 二、硅及其氧化物 1．硅的结构与制备 硅酸盐 氧化物 考点一 9 Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 考点一 10 3.二氧化硅的性质 高 名师点拨 SiO2不是两性氧化物而是酸性氧化物，但不与水反应。 大 Na2SiO3＋H2O CaSiO3 Na2SiO3＋CO2↑ SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 光导纤维 考点一 11 判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。 (1)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应。( ) 错因：______________________________________________________________ (2)向CaCl2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失。( ) 错因：______________________________________________________________ (3)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨。( ) 错因：______________________________________________________________ × 同素异形体之间的转化，化合价不变，不是氧化还原反应。 × 由于盐酸的酸性比碳酸强，CO2与CaCl2溶液不反应。 × pH<5.6的雨水才是酸雨，CO2不能形成酸雨。 考点一 12 错因：______________________________________________________________ (5)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(如NaOH)，不溶于任何酸。( ) 错因：______________________________________________________________ (6)Si和SiO2都可用于制造光导纤维。( ) 错因：______________________________________________________________ × 在高温条件下生成CO而不是CO2。 × SiO2能与氢氟酸反应。 × Si不能用于制造光导纤维。 考点一 13 石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料 石墨炔：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性 碳纳米管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料 题组一　认知与探究碳及其氧化物的性质 1．近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是(　　) 考点一 14 A.石墨烯具有良好的导电性 B．上述三种物质与金刚石互为同素异形体 C．石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜 D．上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同 考点一 15 2．利用以下装置制备、纯化CO，并探究CO和Na2O2的反应(CO＋Na2O2===Na2CO3)。下列说法正确的是(　　) A．装置b中的试剂可选用无水CaCl2 B．装置d中的试剂可选用NaOH溶液 C．实验开始时，依次点燃a、c处酒精灯 D．加热一段时间后，硬质玻璃管中粉末 由白色变为淡黄色 考点一 16 解析：浓硫酸有强氧化性，故甲酸与浓硫酸反应还可能产生CO2、SO2，则b中应盛放碱石灰，A错误；CO与NaOH溶液不反应，故B错误；先点燃a处酒精灯，利用产生的CO排除装置中的空气，再点燃c处酒精灯，C正确；Na2O2生成Na2CO3，粉末由淡黄色变为白色，D错误。 考点一 17 考点一 18 解析：在高温下焦炭和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，粗硅和氯化氢反应生成SiHCl3，然后在高温下氢气和SiHCl3反应生成纯硅。制备粗硅的反应不是在溶液中进行的置换反应，不能体现C元素的非金属性比Si强，A错误；二氧化硅是由硅原子和氧原子构成的，不存在分子，因此石英晶体中不存在SiO2分子，B正确；高温下水蒸气能和焦炭反应，氢气和氧气容易发生爆炸，所以原料气HCl和H2应充分去除水和氧气，C正确；流程中第二步反应产生氢气，第三步反应产生氯化氢，因此HCl、H2可以循环使用，D正确。 考点一 19 4．(2025·福建名校联盟高三联考)下列关于二氧化硅的说法正确的是(　　) A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B．二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆 C．二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 D．用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到2.8 g硅 考点一 20 考点二　硅酸、硅酸盐和无机非金属材料 1．硅酸的性质 难 弱 H2SiO3↓＋Na2CO3 Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl 考点二 22 名师点拨 硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为硅胶，硅胶是一种很好的无毒干燥剂。 考点二 23 2．硅酸钠 (1)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称__________。有黏性，水溶液显______性。 (2)与酸性比硅酸强的酸反应 ①与盐酸反应的化学方程式：____________________________________。 ②与CO2水溶液反应的化学方程式：___________________________________。 (3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 水玻璃 碱 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓ Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓ 考点二 24 考点二 25 水泥 玻璃 陶瓷 原料 _________________ ______________________ ________ 主要 成分 硅酸二钙(2CaO·SiO2) 硅酸三钙(3CaO·SiO2) 铝酸三钙(3CaO·Al2O3) ______________________ 硅酸盐、 铝硅酸盐 3．无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料 石灰石、黏土 石灰石、纯碱、石英砂 黏土 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 考点二 26 考点二 27 (2)新型无机非金属材料 材料类型 主要特性 示例 用途 高温结构陶瓷 能承受高温，强度高 氮化硅陶瓷 汽轮机叶片、轴承、永久性模具等 半导体陶瓷 具有电学特性 二氧化锡陶瓷 集成电路中的半导体 光学材料 具有光学特性 光导纤维 光缆、医疗、照明等 生物陶瓷 具有生物功能 氧化铝陶瓷 人造骨骼、人造关节、接骨螺钉等 名师点拨 水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。 考点二 28 判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。 (1)氮化硅陶瓷、超导陶瓷、透明陶瓷是新型无机非金属材料。 ( ) (2)合成纤维与光导纤维都是新型无机非金属材料。( ) 错因：______________________________________________________________ (3)生产陶瓷的原料主要是纯碱、石灰石和二氧化硅。( ) 错因：______________________________________________________________ × √ 合成纤维是有机物。 × 生产陶瓷的原料主要是黏土。 考点二 29 (4)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中。( ) 错因：______________________________________________________________ (5)传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐。( ) 错因：______________________________________________________________ × Na2SiO3具有黏性。 × 新型无机非金属材料组成不限于硅酸盐，如新型陶瓷碳化硅。 考点二 30 题组一　宏观识别硅酸盐 1．水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程： 下列说法正确的是(　　) A．原材料稻壳灰价格低廉， 且副产品活性炭有较高的经济价值 B．操作A与操作B完全相同 C．该流程中硅元素的化合价发生改变 D．反应器中发生的反应为氧化还原反应 考点二 31 2．中国科学院空天信息创新研究院根据玉兔二号提供的一个暗绿色闪光的“石块”信息进行分析，发现石块主要由约45%的斜长石(CaAl2Si2O8)、7%的辉石XYAl2－2nSi2O6(X、Y为单核离子，0<n≤1)和6%的橄榄石(M2SiO4，M为Mg、Fe)组成。下列关于上述“三石”的说法正确的是(　　) A．含硅元素，属于硅酸盐；含金属元素，属于金属材料 B．斜长石可以写为CaSiO3·Al2(SiO3)3的形式 C．橄榄石的氧化物形式一定为MgO·FeO·SiO2 D．若辉石中n＝1、Y为V3＋时，X可以是Na＋或Li＋等 考点二 32 规律方法　硅酸盐组成的表示方法 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成： (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。 如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2 ，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2 。 考点二 33 题组二　推理与认知无机非金属材料 3．近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来。下列关于碳纳米管说法不正确的是(　　) A．碳纳米管孔径较大，可以掺杂各种金属原子， 体现特殊的催化活性 B．碳纳米管拥有极高的熔点 C．碳纳米管是一种新型有机纳米材料 D．碳纳米管可以由石墨烯在特定条件下卷曲而成 解析：碳纳米管只由碳原子构成，属于单质，不是有机化合物，故C错误。 考点二 34 4．(2025·商洛市山阳中学高三质量检测)中国高铁被誉为中国新“四大发明”之一，它对实现“一带一路”的构想有重要的作用。 (1)建设高铁轨道需要大量的水泥，生产水泥的主要原材料是黏土和________。 (2)高铁车厢的大部分材料是铝合金，是利用了铝合金材料_________________________________(填2种)等优点。 (3)高铁上安装有许多玻璃，氢氟酸可以处理玻璃表面的微裂纹，氢氟酸与玻璃中的二氧化硅反应的化学方程式为__________________________________。 石灰石 强度大、质量轻、耐腐蚀(任写两种) 4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O 考点二 35 反思归纳 (1)用作半导体材料的是晶体硅，用于制作光导纤维的是SiO2，计算机芯片的成分是晶体硅。 (2)水晶、石英、玛瑙、硅石的主要成分是SiO2。 (3)晶体硅、晶体二氧化硅、新型陶瓷(如SiC、压电陶瓷、超导陶瓷)、碳纳米材料等均为新型无机非金属材料。 考点二 36 真题演练 1．(2024·浙江6月选考)Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键，与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是(　　) A．Si5Cl10分子结构可能是 B．Si5Cl10与水反应可生成一种强酸 C．Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2 D．Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10 真题演练 1 2 3 4 5 6 38 真题演练 1 2 3 4 5 6 39 A.九霄环佩木古琴 B.裴李岗文化骨笛 C.商朝后期陶埙 D.曾侯乙青铜编钟 2．(2023·广东卷)“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是(　　) 真题演练 1 2 3 4 5 6 40 真题演练 1 2 3 4 5 6 41 解析：在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键，1 mol Si含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023，B错误。 真题演练 1 2 3 4 5 6 42 4．(2022·河北高考)定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是(　　) A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为SiO2和MgO C．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高 真题演练 1 2 3 4 5 6 43 5．(2021·福建高考)建盏是久负盛名的陶瓷茶器，承载着福建历史悠久的茶文化。关于建盏，下列说法错误的是(　　) A．高温烧结过程包含复杂的化学变化 B．具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点 C．制作所用的黏土原料是人工合成的 D．属硅酸盐产品，含有多种金属元素 解析：制备陶瓷的原料是黏土，黏土是天然存在的，不是人工合成的，C错误。 真题演练 1 2 3 4 5 6 44 真题演练 1 2 3 4 5 6 45 课时作业 [建议用时：40分钟] 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．(2025·杭州市高三年级教学质量检测)材料是人类赖以生存和发展的物质基础，下列属于新型无机非金属材料的是(　　) A．水泥 B．碳化硅 C．橡胶 D．塑料 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 47 2．下列说法不正确的是(　　) A．SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃 B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶 C．硅是良好的半导体材料，可以制成光导纤维 D．氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 48 3．(2025·南京市高三年级学情调研)第19届亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念。下列说法不正确的是(　　) A．会场“莲花碗”(如图)采取自然采光方式有利于实现“碳中和” B．火炬“薪火”使用的1070铝合金具有硬度高、耐高温的特点 C．吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为二氧化硅 D．特许商品“亚运莲花尊”的艺术载体青瓷属于无机非金属材料 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 49 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 50 5．我国正面临巨大的CO2减排压力。燃煤电厂是CO2的主要排放源，直接从燃煤烟气中捕获CO2是缓解CO2排放危机最有效的手段。一种钙基吸收剂(主要成分为CaO)循环捕集烟气中CO2的过程如图所示，下列说法中错误的是(　　) A．碳酸化反应器中发生了化合反应，且为放热反应 B．生成的CaCO3附着在钙基吸收剂表面 会堵塞孔隙，导致其捕集性能下降 C．1 mol CO2中含有16NA个电子 D．封存的CO2可以转化为甲醇等产品 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 51 6．下列关于硅元素及其化合物的说法正确的是(　　) ①在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，因此硅酸盐材料大多具有硬度大、熔点高、难溶于水等特点 ②现代建筑物大量使用的沙子和水泥都是硅酸盐材料 ③水晶项链和石英玻璃都是硅酸盐材料 ④陶瓷是具有悠久历史的硅酸盐材料 ⑤硅单质是灰黑色有金属光泽的固体 ⑥硅单质是良好的导体材料 A．①④⑤ B．②③⑥ C．①②⑤ D．③④⑥ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 52 解析：①在硅酸盐中，硅和氧构成了硅氧四面体结构，结构稳定牢固，因此硅酸盐材料大多具有硬度大、熔点高、难溶于水等特点，正确；②沙子的主要成分为SiO2，不是硅酸盐，错误；③水晶和石英的主要成分为SiO2，不是硅酸盐，错误；④陶瓷是传统的硅酸盐材料之一，正确；⑤硅单质是灰黑色有金属光泽的固体，正确；⑥硅单质是良好的半导体材料，错误。故选A。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 53 7．(2025·长春市高三质量监测)新材料的发明与制造推动着人类社会的进步和发展。下列说法错误的是(　　) A．电阻率低、热导率高的石墨烯可用于制作超级导电材料 B．制作航天服的聚酯纤维属于新型无机非金属材料 C．4 nm芯片即将上市，芯片的主要成分是高纯硅 D．“蛟龙号”深潜器外壳使用的特种钛合金硬度高、耐高压、耐腐蚀 解析：制作航天服的聚酯纤维属于有机合成高分子材料，B错误。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 54 8．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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 55 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 56 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 57 10．(2025·沈阳市高中三年级教学质量监测)近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如图。 已知：Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑。 下列说法中错误的是(　　) A．点燃镁条引发反应的过程中，涉及两种晶体类型的变化 B．CO2氛围是为了阻止Si被二次氧化和SiH4自燃 C．操作2为用去离子水洗涤并烘干 D．1 mol镁粉生成MgO和Mg2Si的混合物，转移2 mol电子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 58 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 59 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 60 ①② Si3N4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 61 BD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 62 (2)写出反应④的离子方程式：______________________________。 (3)反应③没有沉淀生成，说明矿石中不存在________(填化学式)，为了达到此目的，________(填“能”或“不能”)将反应②中的NaOH溶液改用Ba(OH)2溶液，说明理由：________________________________________。 (4)该矿石和HNO3溶液反应的离子方程式为______________________________ ____________________。 (5)工业上依据上述实验原理处理该矿石，将反应池逸出的气体与一定量的O2混合循环通入反应池中，目的是____________________________________________。 Al2O3 不能 Ba(OH)2溶液能与CO2反应产生BaCO3沉淀 让NO与O2和水反应生成硝酸，提高反应物的利用率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 63 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 64 　　　　　　　　　　　　　 R C＋2CuOeq \o(=====,\s\up15(高温))2Cu＋CO2↑ 2H2SO4(浓)＋Ceq \o(=====,\s\up15(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O C＋4HNO3(浓)eq \o(=====,\s\up15(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 2.碳单质的主要化学性质——还原性 与氧气反应 C＋O2eq \o(=====,\s\up14(点燃))CO2，2C＋O2eq \o(=====,\s\up14(点燃))2CO 与H2O(g)反应 ______________________________ 与CO2反应 __________________ 与SiO2反应 ______________________ 与CuO反应 ____________________________ 与浓硫酸反应 ___________________________________ 与浓硝酸反应 ___________________________________ C＋H2O(g)eq \o(=====,\s\up15(高温))CO＋H2 C＋CO2eq \o(=====,\s\up15(高温))2CO 2C＋SiO2eq \o(=====,\s\up15(高温))Si＋2CO↑ 3.CO、CO2的性质对比 CO CO2 物理 性质 ______色______臭气体，密度比空气小，_____溶于水 _____色______臭气体，密度比空气大，可溶于水(溶解度小) 毒性 _____毒(易结合____________) ______毒(温室效应) 化学性质 还原性 可燃性，还原氧化铁 无(灭火) 氧化性 ①与炽热炭反应，②Mg在CO2中燃烧 与水反应 无 CO2＋H2OH2CO3 与碱反应(石灰水) 无 __________________===CaCO3↓＋H2O 相互转化 CO2eq \o(,\s\up14(C，△),\s\do15(①O2；②CuO))CO 用途 燃料、冶炼金属 灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等 2C＋SiO2eq \o(=====,\s\up15(高温))Si＋2CO↑ 2．硅的化学性质 反应物质 化学方程式 F2 Si＋2F2===SiF4 HF __________________________ NaOH溶液 ___________________________________ O2 Si＋O2eq \o(=====,\s\up14(△))SiO2 Cl2 Si＋2Cl2eq \o(=====,\s\up14(△))SiCl4 (4)工业上用焦炭和石英砂制取粗硅的反应方程式为SiO2＋Ceq \o(=====,\s\up14(高温))Si＋CO2↑。( ) 题组二　认识与归纳硅及其氧化物的性质 3．(2025·湖北省武汉市高三期中)工业制备高纯硅的主要过程如图所示： 石英砂eq \o(――――――→,\s\up14(焦炭),\s\do15(1800～2000 ℃))粗硅eq \o(――→,\s\up14(HCl),\s\do15(300 ℃))SiHCl3eq \o(――→,\s\up14(H2),\s\do15(1100 ℃))高纯硅 已知石英晶体部分结构如图。 下列说法错误的是(　　) A．制备粗硅的反应体现了C元素的非金属性比Si强 B．石英晶体中不存在SiO2分子 C．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 D．流程中HCl、H2可以循环使用 H2SiO3eq \o(=====,\s\up15(△))SiO2＋H2O 重点强调 (1)硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃。 (2)H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下Na2CO3＋SiO2eq \o(=====,\s\up14(高温))Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因可以从两方面解释：①硅酸盐比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发的CO2。 名师点拨 玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2eq \o(=====,\s\up14(高温))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq \o(=====,\s\up14(高温))CaSiO3＋CO2↑。 解析：A项，如图 3．(2023·湖北卷)工业制备高纯硅的主要过程如下： 石英砂eq \o(―――――――→,\s\up14(焦炭),\s\do15(1800～2000 ℃))粗硅eq \o(―――――→,\s\up14(HCl),\s\do15(300 ℃))SiHCl3eq \o(―――――→,\s\up14(H2),\s\do15(1100 ℃))高纯硅 下列说法错误的是(　　) A．制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2Ceq \o(=====,\s\up14(高温))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 6．(2020·浙江高考)Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是(　　) A．可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4Cleq \o(=====,\s\up14(△))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 4．由下列实验事实得出的结论正确的是(　　) A．由SiO2＋2Ceq \o(=====,\s\up14(高温))Si＋2CO↑可知，碳的非金属性强于硅的 B．由SiO2不能与水反应生成H2SiO3可知，SiO2不是H2SiO3的酸酐 C．由SiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应可知，SiO2为两性氧化物 D．由CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀可知，酸性：H2CO3>H2SiO3 解析：由SiO2＋2Ceq \o(=====,\s\up14(高温))Si＋2CO↑不能比较C、Si的非金属性，A错误；SiO2是H2SiO3的酸酐，B错误；两性氧化物是指和酸、碱反应生成盐和水的氧化物，二氧化硅和氢氟酸反应是其特殊性质，不能和其他酸发生反应，二氧化硅和碱溶液反应生成盐和水，是酸性氧化物，C错误。 9．白炭黑(可用SiO2·nH2O表示其组成)可广泛应用于日用化工、橡胶制品、电子工业等许多领域。以硅酸钠和二氧化碳为原料制备白炭黑的工艺流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．硅酸钠水溶液必须用带玻璃塞的试剂瓶盛装 B．沉淀反应的离子方程式为SiOeq \o\al(2－,3)＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋COeq \o\al(2－,3) C．蒸发“滤液”所得晶体中含有离子键和极性共价键 D．用稀盐酸洗涤沉淀的目的是除去沉淀表面的COeq \o\al(2－,3) 解析：硅酸钠水溶液有黏性，能黏合玻璃塞与试剂瓶口，因此不能用带玻璃塞的试剂瓶盛装，A错误；二氧化碳通入硅酸钠溶液中生成硅酸和碳酸钠，B正确；蒸发“滤液”所得晶体为Na2CO3·xH2O，Na2CO3中含有离子键和极性共价键、H2O中含有极性共价键，C正确；COeq \o\al(2－,3)可与H＋反应：COeq \o\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O，因此用稀盐酸洗涤沉淀可除去沉淀表面的COeq \o\al(2－,3)，D正确。 解析：点燃镁条引发反应的过程中，发生的反应为2Mg＋SiO2eq \o(=====,\s\up14(点燃))2MgO＋Si，2Mg＋Sieq \o(=====,\s\up14(高温))Mg2Si，涉及金属晶体、共价晶体、离子晶体类型的变化，A错误。 二、非选择题 11．硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。 氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，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： eq \x(石英砂) eq \o(――→,\s\up14(焦炭/高温),\s\do15(①)) eq \x(粗硅) eq \o(―――――――→,\s\up14(Cl2/723～773 K),\s\do15(②)) eq \x(SiCl4（粗）) eq \o(――→,\s\up14(精馏),\s\do15(③)) eq \x(SiCl4（精）) eq \o(――→,\s\up14(NH3),\s\do15(④)) eq \x(Si（NH2）4) eq \o(――→,\s\up14(高温),\s\do15(⑤)) eq \x(氮化硅) 其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题： (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________。 (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________。 (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：_____________________________________。 eq \x(石英砂) eq \o(――→,\s\up14(焦炭/高温),\s\do15(①)) eq \x(粗硅) eq \o(―――――――→,\s\up14(Cl2/723～773 K),\s\do15(②)) eq \x(SiCl4（粗）) eq \o(――→,\s\up14(精馏),\s\do15(③)) eq \x(SiCl4（精）) eq \o(――→,\s\up14(NH3),\s\do15(④)) eq \x(Si（NH2）4) eq \o(――→,\s\up14(高温),\s\do15(⑤)) eq \x(氮化硅) 3SiCl4＋2N2＋6H2eq \o(=====,\s\up14(高温))Si3N4＋12HCl 12．某矿石可能由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一种或几种组成，某兴趣小组欲探究其组成，设计探究过程如图所示。 (1)下列有关SiO2的说法正确的是________。 A．用石英和焦炭制取粗硅：SiO2＋Ceq \o(=====,\s\up14(高温))Si＋CO2↑ B．造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维，其主要成分是SiO2 C．月球探测器使用的硅太阳能电池板，其主要成分是SiO2 D．SiO2、石灰石和纯碱是制备玻璃的原料 E．氢氟酸雕刻玻璃发生的离子反应：4H＋＋4F－＋SiO2===SiF4↑＋2H2O SiO2＋2OH－===SiOeq \o\al(2－,3)＋H2O 3FeCO3＋10H＋＋NOeq \o\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋3CO2↑＋5H2O 解析：矿石加硝酸生成气体，可说明含有FeCO3，加入过量NaOH溶液后，通入过量二氧化碳没有沉淀生成，说明没有Al2O3，滤渣溶解后加入盐酸生成胶状沉淀，说明含有SiO2。 (1)用石英和焦炭在高温下反应生成Si和CO：SiO2＋2Ceq \o(=====,\s\up14(高温))Si＋2CO↑，A错误；二氧化硅具有良好的光学特性，光导纤维主要成分为二氧化硅，B正确；晶体硅为良好的半导体，是制造太阳能电池板的主要原料，C错误；玻璃是硅酸盐产品，SiO2、石灰石和纯碱是制备玻璃的原料，D正确；氢氟酸是弱酸，应保留化学式，氢氟酸雕刻玻璃发生反应的离子方程式为4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O，E错误。 $$