5.3无机非金属材料2025-2026学年高一下学期化学必修2

该高中化学课件围绕无机非金属材料展开，系统讲解传统硅酸盐材料（陶瓷、玻璃、水泥）和新型材料（硅、二氧化硅、碳纳米材料等）的成分、性质及应用，通过生活实例导入，衔接硅及其化合物性质，搭建知识支架帮助学生构建脉络。 其亮点在于融合化学观念（结构决定性质，如硅氧四面体与材料特性）、科学思维（问题探究，如SiO₂是否为两性氧化物）和科学探究与实践（即学即练、共研拓展），实例丰富如玻璃制备方程式推导、碳纳米管性能分析，助力学生深化理解，也为教师提供高效教学资源。

第三节　无机非金属材料 1 课标解读·重难批注 网络助记·纲目概览 1.了解传统无机非金属材料的原料、成分、性能及其在生产中的应用。 2．了解硅、二氧化硅的结构、性质及其在生产中的应用。（重点） 3．知道几种常见的新型无机非金属材料的成分及在生产中的应用。 返回导航 2 01.导学·助学教材 内容 索引 02.共研·拓展教材 03.精练·活用教材 04.课时作业(八) 知识点一 知识点二 3 01.导学·助学教材 返回导航 4 知识点一 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含有________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。 硅、氧 返回导航 5 2．硅酸盐的结构传统无机非金属材料多为硅酸盐材料。 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧________结构，Si在中心，O在四面体的4个顶角，每个Si结合____个O，每个O结合____个Si。 四面体 4 2 返回导航 6 3．常见的硅酸盐材料 (1)陶瓷 主要原料为________(主要成分为含水的铝硅酸盐)，经高温烧结而成。用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等。 黏土 返回导航 7 (2)玻璃和水泥 产品 主要原料 主要设备 主要成分 用途 普通玻璃 ___________ __________ 玻璃窑 ________________________________ 生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可以制造玻璃纤维用于高强度复合材料等 水泥 ___________ 辅料：石膏 　调节水泥硬化速率。 水泥回转窑 硅酸盐 水泥、沙子、碎石等与水的混合物。 混凝土大量用于建筑和水利工程 纯碱、石灰石 和石英砂 Na2SiO3、 CaSiO3 和SiO2 石灰石、黏土 返回导航 8 [师说·助学1]　普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得。写出其中发生反应的化学方程式。   提示：Na2CO3＋SiO2CO2↑＋Na2SiO3、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 返回导航 9 [师说·助学2]　为什么陶瓷、玻璃、水泥都具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点？ 提示：在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，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。 返回导航 10 4．常见玻璃种类及其性能、用途 玻璃种类 性能 用途 含铅的光学玻璃 透光性好，折射率高 制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜 加入硼酸盐的玻璃 耐化学腐蚀、耐高温急剧变化 制实验玻璃仪器 加入金属氧化物或盐的彩色玻璃 具有多种颜色 用于建筑、装饰 返回导航 11 即学即练 1．(2025·广东江门高一检测)“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色瓷的诗句，描绘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(　　) 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、石灰石和石英砂 C．硅酸盐制品的性质稳定、耐高温 D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 答案：C 返回导航 12 解析：陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、石灰石和石英砂是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品性质稳定、耐高温，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。 返回导航 13 2．判断正误 (1)汉代烧制出的“明如镜、声如磬”的陶瓷，其主要原料是黏土 (　　) (2)传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分都是硅酸盐 (　　) (3)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化(　　) (4)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行(　　) √ √ √ √ 返回导航 14 3．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，常用作黏合剂和防火剂。 (1)硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸(H2SiO3)沉淀，反应的离子方程 式是_____________________________________。 (2)过量的二氧化碳通入硅酸钠溶液中，反应的离子方程式是 _______________________________________________________。 ＋2H＋===H2SiO3↓ ＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋ 返回导航 15 [知识拓展]　硅酸(H2SiO3)的性质 (1)是难溶于水的弱酸，其酸性不能使石蕊溶液变红。 (2)与碱反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 (3)不稳定，受热易分解：H2SiO3H2O＋SiO2。 返回导航 16 知识点二 新型无机非金属材料 1.硅 (1)主要用途：硅单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为 广泛的________材料。如芯片、________________等。 (2)粗硅的制备：工业上用______________可以制得含有少量杂质的 粗硅，化学方程式为__________________________。 半导体 硅太阳能电池 焦炭还原石英砂 SiO2＋2CSi＋2CO↑ 返回导航 17 [师说·助学]　高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备： 其中涉及的主要反应的化学方程式是什么？ 提示：①SiO2＋2CSi＋2CO↑；②Si＋3HClSiHCl3＋H2； ③SiHCl3＋H2 Si＋3HCl。 返回导航 18 2．二氧化硅 (1)主要用途：用于生产________。 (2)SiO2的化学性质 光导纤维 返回导航 19 3．新型陶瓷 (1)新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 (2)新型陶瓷：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等。 (3)碳化硅(SiC)：俗称________，硬度很大，可用作____________的磨料；具有优异的高温抗氧化性能，可用作____________材料、____________材料等。 金刚砂 砂纸和砂轮 耐高温结构 耐高温半导体 返回导航 20 4．碳纳米材料 (1)富勒烯：由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其代表物为C60。 (2)碳纳米管：由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。 (3)石墨烯：只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。 返回导航 21 即学即练 1．现代社会的发展与进步离不开材料，下列说法错误的是(　　) A．碳化硅是一种新型陶瓷材料，具有耐高温、耐磨的特点 B．晶体硅是一种半导体材料，常用于生产光导纤维 C．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英砂 D．石墨烯是一种新型无机非金属材料，具有电阻率低、热导率高的特点 答案：B 返回导航 22 解析：碳化硅(SiC)是一种新型无机非金属材料，熔点高、硬度大，具有耐高温、耐磨的特点，A正确；晶体硅是一种半导体材料，常用于制造芯片，二氧化硅用于制作光导纤维，B错误；制普通玻璃的原料主要成分是纯碱、石灰石和石英砂，普通玻璃的成分为硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，C正确；石墨烯是一种新型无机非金属材料，导电性强，具有高电导率的特点，D正确。 返回导航 23 2．判断正误 (1)晶体硅熔点高、硬度大，故可用作半导体材料(　　) (2)石英砂可用于生产单晶硅(　　) (3)二氧化硅是酸性氧化物，所以能溶于水且可与水反应生成硅酸(　　) (4)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料(　　) (5)向硅酸钠溶液中通入适量CO2，出现白色沉淀，证明碳的非金属性强于硅(　　) ×　 √ √ √ × 返回导航 24 02.共研·拓展教材 返回导航 25 主题 探究SiO2的化学性质 例 阅读下列情境材料： 素材1　SiO2是一种酸性氧化物，能与强碱溶液反应。例如，SiO2与NaOH溶液反应可生成Na2SiO3。 素材2　氢氟酸是HF的水溶液，可与SiO2发生反应生成SiF4气体和水，可以用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃。 返回导航 26 回答下列问题： (1)SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，能认为SiO2属于两性氧化物吗？ 答案：SiO2不属于两性氧化物。两性氧化物指既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2能与氢氟酸反应，但生成的SiF4不属于盐。 返回导航 27 (2)能否用玻璃试剂瓶盛放氢氟酸？若不能，写出化学方程式，简述理由。 (3)为什么不能用磨口玻璃塞的试剂瓶盛放氢氧化钠溶液？ 答案：不能，玻璃中含有二氧化硅，能被氢氟酸腐蚀，发生反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 答案：NaOH能与磨口玻璃塞中的SiO2反应，生成具有黏性的Na2SiO3，把瓶塞与瓶口黏结在一起。 返回导航 28 (4)SiO2属于酸性氧化物，能否用SiO2与水直接反应制取H2SiO3？由SiO2如何来制取H2SiO3？用化学方程式表示。 答案：不能，因为SiO2与水不反应。SiO2H2SiO3。化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 返回导航 29 [变式演练] 1．(2025·湖北咸宁高一检测)下列溶液的存放不能使用磨口玻璃塞的是(　　) ①氢氟酸　②NaHSO4　③KNO3　④石灰水　 ⑤CuSO4　⑥NaOH　⑦Na2SiO3 A．④⑧⑦ B．①④⑥⑦ C．①③⑤ D．①④⑥ 答案：B 返回导航 30 解析：氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，所以氢氟酸不能使用磨口玻璃塞，①符合题意；NaHSO4、KNO3与二氧化硅不反应，可以使用磨口玻璃塞，②③不符合题意；氢氧化钙溶液显碱性，能和二氧化硅反应，不能使用磨口玻璃塞，④符合题意；CuSO4与二氧化硅不反应，可以使用磨口玻璃塞，⑤不符合题意；NaOH与二氧化硅反应生成黏性的硅酸钠，导致玻璃塞和试剂瓶黏结在一起而打不开，所以氢氧化钠溶液不能使用磨口玻璃塞，⑥符合题意；黏性的硅酸钠，会导致玻璃塞和试剂瓶黏结在一起而打不开，不能使用磨口玻璃塞，⑦符合题意。 返回导航 31 2．下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　) A．在粗硅的制取中发生反应：2C＋SiO22CO↑＋Si，Si被还原，所以C的还原性大于Si B．Na2SiO3属于盐，不属于碱，所以Na2SiO3溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中 C．用SiO2制取硅酸，应先使SiO2与NaOH溶液反应，然后通入CO2 D．由Na2CO3＋SiO2CO2↑＋Na2SiO3可知，H2SiO3的酸性大于H2CO3 答案：C 返回导航 32 解析：Si与C同主族，Si的还原性比C的强，但在高温下能发生反应2C＋SiO22CO↑＋Si，A项错误；不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放Na2SiO3溶液，因为Na2SiO3溶液本身是一种黏合剂，B项错误；SiO2是酸性氧化物，但不能与水反应，所以制取硅酸可用可溶性硅酸盐与CO2或盐酸反应Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓、Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，C项正确；Na2CO3与SiO2在高温下的反应与对应酸的酸性强弱无关，该反应说明硅酸盐在高温下比碳酸盐更稳定，D项错误。 返回导航 33 03.精练·活用教材 返回导航 34 1．(2025·四川成都高一期末)下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　) A．硅在自然界主要以游离态的形式存在 B．工业上用焦炭还原石英砂可制得粗硅 C．水泥、玻璃、氮化硅陶瓷都是传统无机非金属材料 D．Si→SiO2→H2SiO3→水玻璃，均能通过一步反应实现 答案：B 返回导航 35 解析：硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐形式存在，而非游离态，A错误；工业上以焦炭为还原剂，在高温下还原石英砂(SiO2)制取粗硅，反应为SiO2＋2CSi＋2CO↑，B正确；水泥、玻璃是传统无机非金属材料，但氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，C错误；SiO2不能直接与水反应生成H2SiO3，需先与强碱反应生成硅酸盐，再与酸反应，因此第二步无法一步实现，D错误。 返回导航 36 2．(2025·陕西安康高一期末)有些专家提出硅是“21世纪的能源”。下列说法错误的是(　　) A．SiO2可溶于强碱溶液，也可溶于HF的水溶液 B．常温下Si的化学性质稳定，但在自然界中硅以化合态存在 C．水玻璃长期露置在空气中会变浑浊 D．在反应Si＋3HClSiHCl3＋H2中，Si为氧化剂，H2为氧化产物 答案：D 返回导航 37 解析：SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(如NaOH)生成硅酸盐；同时能与HF反应生成SiF4和H2O，A正确；常温下硅单质化学性质稳定，但自然界中硅以SiO2和硅酸盐形式存在(化合态)，B正确；水玻璃(Na2SiO3溶液)与空气中CO2反应生成H2SiO3沉淀，导致浑浊，C正确；反应中Si元素的化合价升高(被氧化，本身作还原剂)，HCl中H元素的化合价降低(被还原，本身作氧化剂，H2是还原产物)，D错误。 返回导航 38 3．(2025·河北雄安新区高一期末)根据所给物品：①传统陶瓷　②计算机芯片　③玻璃　④光导纤维，判断下列叙述错误的是(　　) A．含有硅单质的只有② B．含有二氧化硅的只有③ C．含有硅酸盐的只有①③ D．硅氧四面体结构决定了硅酸盐材料大多硬度大、耐高温 答案：B 返回导航 39 解析：①传统陶瓷为硅酸盐，②计算机芯片是硅单质，③玻璃是硅酸盐，④光导纤维是二氧化硅。含硅单质的只有②计算机芯片，A正确；含有二氧化硅还有④光导纤维，B错误；①传统陶瓷和③玻璃含有硅酸盐，C正确；硅酸盐的硅氧四面体通过共价键形成稳定结构，赋予材料高硬度和耐高温特性，D正确。 返回导航 40 4．潮瓷是潮州非物质文化遗产之一。下列有关潮瓷的说法错误的是(　　) A．烧制潮瓷的主要原料黏土含多种硅酸盐 B．潮瓷表面的釉料在高温烧制时发生复杂的物理和化学变化 C．为增强潮瓷白度可加入重金属氧化物作颜料 D．潮瓷化学性质稳定，耐酸碱腐蚀 答案：C 返回导航 41 解析：黏土的主要成分是硅酸盐矿物(如高岭石)，黏土可用于烧制陶瓷，A正确；釉料高温烧制时，发生熔融(物理变化)，同时有新物质生成(化学变化)，B正确；重金属氧化物通常用于着色而非增白，增白可使用氧化铝等，C错误；陶瓷经高温烧结后结构致密，化学性质稳定，耐酸碱腐蚀(除氢氟酸等特殊酸)，D正确。 返回导航 42 5．(2025·黑龙江大庆高一期末)《中国制造2025》是中国政府实施“制造强国”战略的首个十年纲领，高端装备所需新材料的开发与化学密切相关。下列有关说法正确的是(　　) A．“天宫”空间站采用的特种钢属于金属单质 B．我国自主研发的5G芯片的组成中不含有硅元素 C．“嫦娥五号”月球探测器使用的钛合金是一种新型无机非金属材料 D．“墨子号”量子科学实验卫星所使用的单晶硅是一种良好的半导体材料 答案：D 返回导航 43 解析：特种钢是铁与碳等的合金，属于混合物而非金属单质，A错误； 5G芯片主要材料是硅，含有硅元素，B错误； 钛合金属于金属材料，而非无机非金属材料，C错误； 单晶硅是半导体材料，广泛应用于电子器件，D正确。 返回导航 44 04.课时作业(八) 返回导航 45 1．(2025·深圳高一检测)下列材料，哪种不属于传统无机非金属材料(　　) A．青花瓷 B．石英玻璃 C．海螺牌水泥 D．琉璃瓦 答案：B 解析：青花瓷主要成分为硅酸盐，属于传统无机非金属材料，A错误；石英玻璃主要成分为二氧化硅，属于新型无机非金属材料，B正确；水泥主要成分为硅酸盐，属于传统无机非金属材料，C错误；琉璃瓦属于陶制品，主要成分为硅酸盐，故琉璃瓦是传统无机非金属材料，D错误。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 46 2．(2025·江西兴国高一检测)下列关于玻璃的叙述正确的是(　　) A．制普通玻璃的原料主要是纯碱和石英 B．普通玻璃的主要成分是二氧化硅 C．普通玻璃的主要成分为Na2O·CaO·6SiO2，说明普通玻璃为纯净物 D．过量的泥沙、纯碱和生石灰熔融后生成玻璃 答案：D 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 47 解析：制普通玻璃的原料主要是纯碱、石英砂和石灰石，A错误；普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅，B错误；还含有其他物质，普通玻璃是混合物，C错误；泥沙主要成分为二氧化硅，过量的泥沙、纯碱和生石灰熔融后生成玻璃，D正确。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 48 3．(2025·浙江金华高一检测)金华市博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑)。下列说法错误的是(　　) A．古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品 B．普通玻璃的主要成分是SiO2 C．工业上生产水泥的主要原料为黏土、石灰石 D．生产陶瓷的主要原料是黏土 答案：B 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 49 解析：陶瓷、砖瓦、玻璃、水泥都是硅酸盐产品，A项正确；普通玻璃的主要成分是硅酸钙、硅酸钠和二氧化硅，B项错误；水泥是以石灰石和黏土为主要原料制得的，C项正确；生产陶瓷的主要原料是黏土，D项正确。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 50 4．碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有许多优异的力学、电学和化学性能。下列关于碳纳米管的说法不正确的是(　　) A．碳纳米管属于一种有机合成纤维 B．碳纳米管与金刚石互为同素异形体 C．常温下，碳纳米管具有较好的稳定性 D．碳纳米管比表面积大，可用作新型储氢材料 答案：A 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 51 解析：碳纳米管是由碳元素组成的碳单质，不属于有机合成纤维，A项错误；碳纳米管与金刚石是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，B项正确；碳单质性质稳定，所以常温下，碳纳米管具有较好的稳定性，C项正确；碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，所以比表面积大，可用作新型储氢材料，D项正确。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 52 5．我国火星探测器“天问一号”上使用了重量轻、强度高、刚性好、宽温度范围下尺寸稳定的新型SiC增强铝基复合材料。下列说法错误的是(　　) A．SiC是一种新型硅酸盐材料 B．SiC俗称金刚砂，具有类似金刚石的结构 C．SiC中的碳原子和硅原子通过共价键连接 D．SiC具有优异的高温抗氧化性能 答案：A 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 53 解析：SiC属于新型陶瓷，不属于硅酸盐材料，A错误；碳化硅俗称金刚砂，具有类似金刚石的结构，熔、沸点高，硬度大，可用于制造耐高温、抗氧化的新型陶瓷，B、D正确；SiC属于共价化合物，碳原子和硅原子通过共价键连接，C正确。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 54 6．(2025·清华附中朝阳学校高一检测)如图为石墨烯—硅太阳能电池结构模型。下列说法中不正确的是(　　) A．硅是应用广泛的半导体材料 B．二氧化硅可用来生产光导纤维 C．石墨烯—硅太阳能电池可将太阳能转化为电能 D．石墨烯不具有导电导热性 答案：D 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 55 解析：硅位于金属和非金属分界线处，具有金属和非金属的性质，所以其单质是良好的半导体材料，可以做芯片、太阳能电池，A项正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，B项正确；石墨烯—硅太阳能电池可将太阳能转化为电能，C项正确；石墨烯用于制作太阳能电池，是因为其具有优良的导电、导热性能，D项错误。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 56 7．(2025·四川成都高一检测)工业制备高纯硅的主要过程如图所示： 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 57 下列说法错误的是(　　) A．高纯硅是一种重要的无机非金属材料 B．该制备过程中需要隔绝空气 C．容器①中发生复分解反应，容器②中发生置换反应 D．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用 答案：C 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 58 解析：高纯硅可以制作半导体、芯片、太阳能电池等，是一种重要的无机非金属材料，故A正确；硅、三氯硅烷和氢气在高温条件下都能与氧气反应，所以制备过程中需要隔绝空气，故B正确；容器①中发生的反应为粗硅高温条件下与氯化氢反应生成三氯硅烷和氢气，反应中有元素发生化合价变化，属于氧化还原反应，故C错误；该工艺流程的优点是制备高纯硅时氢气和氯化氢可以循环使用，有利于提高原料的利用率，故D正确。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 59 8．(2025·荆州沙市中学高一检测)下列关于硅及其化合物的说法，正确的是(　　) A．硅的导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于生产光导纤维 B．二氧化硅可用于生产计算机、家用电器等的芯片及硅太阳能电池 C．高纯硅的制备：SiO2Si(粗)Si(纯)，三步反应均为氧化还原反应 D．Si―→SiO2，SiO2―→H2SiO3、SiO2―→水玻璃，均能通过一步反应完成 答案：C 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 60 解析：高纯硅是良好的半导体材料，可用于生产计算机、家用电器等的芯片及硅太阳能电池，A项错误。SiO2具有良好的导光性，可用于生产光导纤维，B项错误。高纯硅制备的主要反应为SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑，Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2；SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl，三个反应均为氧化还原反应，C项正确。Si＋O2SiO2，SiO2不溶于水，SiO2―→H2SiO3不能一步完成，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，D项错误。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 61 9.(2025·山西阳泉高一检测)化学与人类的生产、生活密切相关，下列有关叙述正确的是(　　) A．小米全自动扫拖一体机“T7Pro”搭载的骁龙八核芯片的主要成分是二氧化硅 B．我国新一代运载火箭长征八号使用的碳化硅陶瓷是新型无机非金属材料 C．水晶和陶瓷都是硅酸盐制品 D．水玻璃可用作制备木材防火剂的原料，是一种有机合成材料 答案：B 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 62 解析：硅是良好的半导体材料，可用于制造芯片，光纤的主要成分是二氧化硅，故A错误；碳化硅陶瓷为耐高温陶瓷，属于新型无机非金属材料，故B正确；水晶是二氧化硅，不是硅酸盐制品，陶瓷是硅酸盐制品，故C错误；水玻璃是硅酸钠的水溶液，硅酸钠是无机物，水玻璃不属于有机合成材料，故D错误。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 63 10．Ca3SiO5(可看作CaSiO3·2CaO)是硅酸盐水泥的主要成分之一，其相关性质的说法不正确的是(　　) A．具有吸水性，需要密封保存 B．可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4ClCaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O C．能与CO2反应生成新盐 D．与足量盐酸作用，所得固体产物为SiO2 答案：D 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 64 解析：Ca3SiO5能与水反应，表现出吸水性，为防止吸水变硬需要将硅酸盐水泥密封保存，A正确；Ca3SiO5可写成CaSiO3·2CaO，NH4Cl属于酸性物质，Ca3SiO5和NH4Cl可发生反应Ca3SiO5＋4NH4Cl＋2H2O，B正确；碳酸的酸性比硅酸强，当二氧化碳通入Ca3SiO5溶液中时，发生反应3CO2＋H2O＋Ca3SiO5===3CaCO3＋H2SiO3，C正确；根据强酸制取弱酸规律可知，Ca3SiO5与足量盐酸反应的化学方程式为Ca3SiO5＋6HCl===3CaCl2＋H2SiO3＋2H2O，则所得固体产物主要为H2SiO3，D错误。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 65 11．(2025·河北唐县高一检测)由粗SiO2制备纯SiO2的流程如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．SiO2可用于制造光导纤维 B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4 C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2替代 D．若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在蒸发皿中进行 答案：D 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 66 解析：SiO2可以传递光信号，可用于制造光导纤维，A项正确；步骤Ⅱ中硅酸钠和稀硫酸反应生成硅酸沉淀，化学方程式是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4，B项正确；碳酸的酸性强于硅酸，因此步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2替代，C项正确；若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行，蒸发皿不能用于灼烧固体，D项错误。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 67 12．(8分)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)下列物质不含有硅酸盐的是______(填标号)。 A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰 D 解析：生石灰是CaO，为碱性氧化物，不含有硅酸盐。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 68 (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。 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 氢氟酸 解析：SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 69 (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______(填标号)。 A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚 防火剂 D 解析：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。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 70 (4)工业上常利用反应2C＋SiO2Si＋2CO↑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 _______。 C SiO2 解析：该反应中C被氧化，SiO2中＋4价的硅元素被还原，因此SiO2作氧化剂。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 71 13．(6分)500多年前，一艘载着天然苏打晶体(Na2CO3·10H2O)的商船在航行中搁浅，船员们便在附近的沙滩上用几块苏打晶体支锅煮饭。之后他们惊奇地发现，在苏打晶体与沙粒接触的地方出现了许多晶莹发亮的珠子。回答下列问题： (1)沙滩上沙粒的主要成分为________(填化学式)。 SiO2 解析：沙滩上沙粒的主要成分为SiO2。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 72 (2)上述晶莹发亮的珠子可能是________(填标号)。 A．水晶颗粒 B．无水碳酸钠 C．晶体硅 D．玻璃珠 D 解析：由于沙子的主要成分是SiO2，高温下能与Na2CO3反应，生成的Na2SiO3和SiO2熔合成的晶莹发亮的固体是玻璃的成分。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 73 (3)生成该珠子时发生反应的化学方程式为 ________________________________。 (4)氢氟酸常用作玻璃的蚀刻剂，原因是______________________(用化学方程式表示)。 SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 解析：(3)珠子是由SiO2在高温下与Na2CO3反应，生成的Na2SiO3和SiO2熔合成的，所以反应的化学方程式为SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑。(4)氢氟酸常用作玻璃的蚀刻剂，原因为它能与SiO2反应，其反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 74 14．(10分)芯片主要由单晶硅构成，如图是硅及其化合物的“价—类”二维图，根据要求完成下列化学(或离子)方程式。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 75 (1)利用焦炭在电炉中还原二氧化硅的化学方程式为 ________________________。 (2)利用氢氟酸刻蚀玻璃的化学方程式为________________________。 (3)硅酸钠与强酸反应转化为硅酸的离子方程式为 ________________________。 2C＋SiO22CO↑＋Si SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ＋2H＋===H2SiO3↓ 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 76 (4)二氧化硅与烧碱溶液反应的化学方程式为 ________________________。 (5)石英与石灰石在玻璃熔炉里加强热发生反应的化学方程式为__________________________________________。 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 77 15.(8分)实验室在模拟工业制备和提纯硅时，利用氯气、石英砂和碳粉(过量)等原料按如下装置制备了SiCl4，已知SiCl4熔点是－70 ℃，沸点是57.6 ℃，遇水极易水解。请回答下列问题： 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 78 (1)硬质玻璃管中发生的化学反应方程式是 ________________________。 (2)液体X可以是冰水吗？________(填“可以”或“不可以”)，其作 用是______________________________。 (3)若缺少干燥管和固体Y，则会造成______________________。 (4)“尾气处理”的方法是________________。 SiO2＋2C＋2Cl2SiCl4＋2CO 可以 冷凝SiCl4以收集产物 水蒸气进入Z中使得SiCl4水解 点燃(或用气囊收集 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 79 解析：本题是实验室模拟工业制备和提纯硅，硬质玻璃管中是氯气、石英砂和碳粉(过量)发生反应生成SiCl4和CO，反应原理为SiO2＋2C＋2Cl2SiCl4＋2CO，接着使用冰水来收集SiCl4，干燥管防止水分进入Z集气瓶中，使SiCl4水解，盛有NaOH和Na2SO3的洗气瓶是吸收多余的Cl2，尾气处理生成的CO(可以点燃或者用气囊收集)，据此分析解题。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 80 (1)由分析可知，硬质玻璃管是利用过量的C、SiO2和Cl2反应生成SiCl4和CO，故发生的化学反应方程式是SiO2＋2C＋2Cl2SiCl4＋2CO。(2)由题干信息可知，SiCl4熔点是－70 ℃，沸点是57.6 ℃，故液体X可以是冰水，其作用是冷凝SiCl4以收集产物。(3)由题干信息可知，SiCl4遇水极易水解，故若缺少干燥管和固体Y，则会造成水蒸气进入Z中使得SiCl4水解。(4)由分析可知，“尾气处理”的方法是点燃或者用气囊收集(处理CO)。 返回导航 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 1 81 82 $