高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第1讲碳、硅及无机非金属材料习题
人教版高一化学必修一试题：第4章 非金属及其化合物 第1节无机非金属材料的主角——硅 -含解析
第四章第一节基础巩固一、选择题1．下列关于碳、硅的说法正确的是导学号7391858(A)A．硅是构成岩石的基本元素，地壳中含量仅次于氧B．碳与硅在自然界中既有游离态又有化合态C．碳与硅的最外层均有4个电子，易得电子表现为较强的氧化性D．碳常见化合价为＋2和＋4价，硅常见化合价为＋2价2．(2017·临沂高一检测)证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是导学号7391858(D)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，观察是否有气体生成，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，投入氢氧化钠溶液中看其是否溶解3．(2017·资阳高一检测)下列说法正确的是导学号7391858(B)A．SiO2是酸性氧化物，它不溶于水也不溶于任何酸B．木材浸过水玻璃后，具有防腐蚀性能且不易着火C．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以H2SiO3酸性比H2CO3强D．碳酸和硅酸均属于弱酸，均易溶于水4．(2017·洛阳高一检测)和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐。
某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有关叙述中正确的是导学号7391858(C) A．将该和田玉的化学式改写成氧化物的形式表示如下：2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2O B．该和田玉能抵抗任何酸或碱的腐蚀C．该和田玉中Fe的化合价为＋2价D．该和田玉是由5种氧化物组成的混合物5．下列关于硅及其化合物的说法，正确的是导学号7391858(C)A．硅的化学性质不活泼，常温下不与其他物质反应B．硅酸受热分解可得二氧化硅，可以用二氧化硅和水直接反应来制取硅酸C．二氧化硅、晶体硅都能与氢氟酸反应生成气体D ．盛放硅酸钠溶液的试剂瓶可以用玻璃塞6．下列叙述错误的是导学号 7391858( D )A ．将CO 2通入Na 2SiO 3溶液中有白色沉淀生成能说明硅酸比碳酸酸性弱的事实B ．氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记是因为HF 与SiO 2反应C ．石英砂可用于生产单晶硅D ．SiO 2硬度大，可用于制造光导纤维解析：将CO 2通入Na 2SiO 3溶液中有白色沉淀生成能说明硅酸比碳酸酸性弱的事实，A 正确；HF 与SiO 2反应如下：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O ，可以用于刻蚀玻璃，B 正确；石英砂的成分为SiO 2，可用碳还原得到粗硅，经提纯得单晶硅，C 正确；SiO 2制造光导纤维的原因不是其硬度大，两者无对应关系，D 错误。
2019届高考化学一轮复习第四章非金属及其化合物第1讲碳、硅及无机非金属材料练习新人教版
第四章第1讲碳、硅及无机非金属材料1．(导学号27346426)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( )解析：C [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．(导学号27346427)硅单质及其化合物在材料领域一直扮演重要角色。
下列叙述中，不正确的是( )A．石英可用来制作工艺品B．硅单质可以用来制造太阳能电池C．硅单质是制造玻璃的主要原料D．水玻璃可用作黏合剂和防火剂解析：C [石英又称水晶，宝石级水晶可用来制作工艺品，A项正确；硅单质是良好的半导体材料，可用来制造太阳能电池，B项正确；制造玻璃可用石英，而不是硅单质，C项错误；水玻璃是硅酸钠的水溶液，可用作黏合剂和防火剂，D项正确。
]3．(导学号27346428)据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的。
下列相关叙述不正确的是( ) A．它耐高温抗氧化B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆C．它没有固定熔点D．它是一种新型无机非金属材料解析：B [由题目信息中“连续纤维增韧”可知，该航天服的韧性很好，B错误。
] 4．(导学号27346429)(2018·皖南八校高三联考)下列关于工业生产的说法中，不正确的是( )A．工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含杂质的粗硅B．生产普通水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱C．工业上将粗铜进行精炼，应将粗铜连接在电源的正极D．硅和铁可以冶炼成合金解析：B [生产普通水泥的原料是石灰石和黏土，B错。
]5．(导学号27346430)除去下列物质中杂质的试剂、方法错误的是( )A．CO2中混有少量的CO——通入氧气后点燃B．CO2中混有少量SO2——通过酸性KMnO4溶液、浓硫酸，洗气C．SiO2中混有少量石灰石——加入足量盐酸，过滤D．CO中混有少量CO2——通过氢氧化钠溶液、浓硫酸，洗气解析：A [A项，少量CO在CO2中无法燃烧，且若通入氧气过多会引入新的杂质，通入氧气不足，无法除尽CO，错误。
高考化学 一轮复习 第四章 非金属及其化合物 第一节 碳、硅及无机非金属材料 新人教
题点(二) 硅及其化合物的性质
3．下列说法错误的是
(A)
A．(2015·安徽高考)SiO2 既能和 NaOH 溶液反应，又能和氢氟酸反
应，所以是两性氧化物
B．(2015·江苏高考)下列转化能一步实现：粗硅―高C―温l2→SiCl4―高H―温2→Si
C．(2013·广东高考)SiO2 可与 HF 反应，因而氢氟酸不能保存在玻 璃瓶中
与 CuO 反应：
高温 2CuO＋C=====
2Cu＋CO2↑ (可用于金属
的冶炼)；
高温 与 CO2 反应： CO2====CO＋H2 (制水煤气)；
△ 与浓硫酸反应： C＋2H2SO4(浓) ====CO2↑＋2SO2↑＋
_2_H__2O_ 。 ②硅的化学性质
H2CO3 酸性强于 H2SiO3 H2SiO3 Na2SiO3＋CO2＋H2O
===Na2CO3＋H2SiO3↓
Na2SiO3＋CO2↑ 高温
CaCO3＋SiO2=====
CaSiO3＋CO2↑
无机酸一般易溶于水
硅酸难溶于水
题点(三) 硅的制备
5．半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由 SiO2
被还原，所以碳的还原性强于硅的还原性
选B．项盛A放、NDaO的H反溶应液在时高，温使下用均带生玻成璃了塞气的体磨，口使瓶平衡正移，
高考一轮复习-化学 第4章 非金属及其化合物4-1a碳、硅及无机非金属材料 章节练习
高考一轮总复习 ·化学
解析 水晶的主要成分是 SiO2 不是硅酸盐，A 错误； 水玻璃是 Na2SiO3 溶液，属于混合物，B 错误；高纯度的 SiO2 用于制光导纤维，高纯度的 Si 用于制太阳能电池，D 错误。
7
高考一轮总复习 ·化学
4．[2016·兰州测试]下列关于碳和硅的叙述中，正确的 是( )
SiO2＋2OH－===SiO23－＋H2O
16
高考一轮总复习 ·化学
解析 Na2SiO3 是强电解质，应拆成 Na＋、SiO23－，CO2 过量，产物应为 HCO－3 ，A 项正确写法是 SiO23－＋2CO2＋ 2H2O===H2SiO3↓＋2HCO－ 3 ；B 项正确写法是 CO2＋OH－ ===HCO－3 ；C 项，氢氟酸是弱酸，在离子方程式中不能拆 分。
A．①②⑥⑦⑨
B．①⑧⑨
C．②③⑧⑨
D．①④⑤⑧
2
高考一轮总复习 ·化学
解析 合成纤维属于有机高分子材料，②错；2NaOH ＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3 有粘性，可将玻璃瓶塞 与瓶颈粘连，③错；2H＋＋SiO23－===H2SiO3↓，④错；CO2 ＋H2O＋SiO23－===H2SiO3↓＋CO23－，⑤错；SiO2 可与 HF 反应，也能与强碱溶液反应，⑥、⑦错，B 正确。
①写出由纯 SiHCl3 制备高纯硅的反应的化学方程式： _S_i_H__C_l_3＋__H__2_1=_3=_5=_7=_K=__S_i＋__3__H_C__l _。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3 遇水剧 烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质，写出配平的化学反 应方程式：__S_i_H_C__l3_＋__3_H__2O__=_=_=_H__2_S_iO__3_＋__H_2_↑__＋__3_H__C_l_____； H2 还 原 SiHCl3 过 程 中 若 混 入 O2 ， 可 能 引 起 的 后 果 是 高 ___温__下__，__H_2_遇___O__2 发 ___生__爆__炸_。
2020年高考化学一轮复习 专题4.1 碳、硅及无机非金属材料(知识讲解)(含解析)
第一讲碳、硅及无机非金属材料【真题速递】1.（2019.全国1卷）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【答案】A【解析】A项、氧化铁为棕红色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，故A错误；B项、秦兵马俑是陶制品，陶制品是由粘土或含有粘土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的，故B正确；C项、陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物，陶瓷的主要成分是硅酸盐，与水泥、玻璃等同属硅酸盐产品，故C正确；D项、陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐的化学性质不活泼，具有不与酸或碱反应、抗氧化的特点，故D正确。
2.（2019.北京）下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是( )A. AB. BC. CD. D【答案】A【解析】A.碳化硅(SiC)是由碳元素和硅元素组成的无机非金属材料，且碳元素与硅元素均位于元素周期表第IVA族，故A符合题意；B.聚氨酯为有机高分子化合物，故B不符合题意；C.碳包覆银纳米材料中银为金属元素，故C不符合题意；D.钛合金为含有金属钛元素的合金，故D不符合题意；3.（2019.全国2卷）下列实验现象与实验操作不相匹配的是( )A. AB. BC. CD. D【答案】A【解析】A. 乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成二氧化碳无机小分子，则实验现象中不会出现分层，A项错误；B. 将镁条点燃后迅速伸入集满二氧化碳的洗气瓶，发生反应为：CO2+2Mg2MgO+C，则集气瓶因反应剧烈冒有浓烟，且生成黑色颗粒碳单质，实验现象与操作匹配，B项正确；C. 向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸，则发生氧化还原反应，其离子方程式为：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，则会有刺激性气味产生，溶液变浑浊，实验现象与操作匹配，C项正确；D. 向盛有氯化铁溶液的试管中加过量的铁粉，铁粉会将溶液中所有的铁离子还原为亚铁离子，使黄色逐渐消失，充分震荡后，加1滴KSCN溶液，因震荡后的溶液中无铁离子，则溶液不会变色，实验现象与操作匹配，D项正确；4．下列有关硅及其化合物的叙述错误的是( )A．SO2通入Na2SiO3溶液产生胶状沉淀，证明酸性H2SO3>H2SiO3(2017·北京理综，10D)B．SiO2硬度大，故可用于制造光导纤维(2017·江苏，3C)C．HF能与SiO2反应，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记(2016·全国卷Ⅲ，7D)D．石英砂可用于生产单晶硅(2016·海南，4C)【答案】B【解析】A项，依据强酸制弱酸原理判断；B项，前后无因果关系。
2019版高考化学一轮复习 第四章 非金属及其化合物 第一板块 1.1 碳、硅及无机非金属材料
如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。
微点拨
(1)玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃， 盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。
(2)NaOH 等碱性溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用带 玻璃塞的试剂瓶。
对点练习
1．下列变化中，不能一步实现的是
()
A．Na2SiO3―→H2SiO3
B．H2SiO3―→SiO2
对点练习
1．4G 网络让手机“飞”起来了。手机芯片的核心是硅板，
其成分是
()
A．SiO2 C．H2SiO3
B．Si D．Na2SiO3
解析：手机芯片的核心是硅板，其成分是 Si 单质，故选
项 B 正确。
2．下列关于硅的说法不正确的是
()
A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
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
硅，能与氯气反应生成四氯化硅，D 项正确。
3．从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：
高温 ①SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑
△ ②Si(粗)＋2Cl2=====SiCl4
高温 ③SiCl4＋2H2=====Si(纯)＋4HCl
关于上述反应的叙述不正确的是
()
A．①、③是置换反应，②是化合反应
3．无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料
水泥
玻璃
陶瓷
生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土
主要设备 水泥回转窑
玻璃熔窑
陶瓷窑
生产玻璃的两个反应：
高温 Na2CO3＋SiO2=====
Na2SiO3＋CO2↑
；
CaCO3＋SiO2=高==温== CaSiO3＋CO2↑ 。
高考化学一轮总复习 第4章 常见非金属及其化合物 第1讲 碳 硅及无机非金属材料
第1讲 碳 硅及无机非金属材料课时规范训练 [单独成册]1．在①浓硝酸；②水；③浓硫酸；④氢氟酸；⑤氢氧化钾溶液中，能与单质硅起化学反应的是( )A ．①②B ．②④C ．④⑤D ．③④解析：选C 。
硅能与F 2、HF 、强碱在常温下反应，在加热或高温条件下也能与Cl 2、O 2、H 2发生反应。
2．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )A ．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si 3N 4B ．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承C ．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO 2D ．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键的个数之比为1∶2解析：选D 。
二氧化硅晶体中，一个硅原子可形成4个硅氧单键，故硅原子和硅氧单键的个数之比为1∶4，故D 错误。
3．下列叙述正确的是( )A ．高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸(H 2SiO 3)的酸性比碳酸强B ．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸C ．石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同D ．玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳解析：选D 。
二氧化硅在高温下能与碳酸钠反应：Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，但不能说明硅酸的酸性比碳酸强，上述反应之所以能进行，是因为CO 2不断逸出，而促使了反应向右进行；玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO 2，会与氢氟酸反应；石灰抺墙的硬化过程是因为发生了反应CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3＋H 2O ，而水泥砌墙是水泥与水作用发生一系列变化而凝固变硬。
4．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )解析：选A 。
A 5．2013年我国载人飞船再次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流。
飞船应用了许多尖端的合成材料。
据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。
高考化学一轮复习 第四章 第1节 碳、硅及无机非金属材料教师用书-人教版高三全册化学试题
第1节碳、硅及无机非金属材料[考试说明] 1.了解碳、硅单质及其化合物的主要性质及应用。
2.了解碳、硅及其化合物对环境质量的影响。
3.了解常见无机非金属材料的性质和用途。
[命题规律] 碳、硅及其化合物的性质是高考的常考点，其考查方式有：结合原子结构、元素周期律以选择题型考查碳、硅及其化合物的性质及应用；以新材料、新技术为背景结合工艺流程图以填空题型考查碳、硅的化合物的性质及应用等。
考点1 碳、硅单质及其氧化物的性质知识梳理1.碳单质的存在、性质和用途2．硅单质的存在、性质和制备(1)存在、结构及物理性质(2)化学性质硅的化学性质不活泼，常温下不能被浓硫酸、浓硝酸等强氧化剂氧化，只能与F 2、氢氟酸、强碱溶液反应；在加热条件下，能与O 2、Cl 2等少数非金属单质化合。
写出下列相关反应的化学方程式：(3)工业制备 反应原理：①制粗硅□20SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑， ②粗硅的提纯□21Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4、□22SiCl 4＋2H 2=====高温Si ＋4HCl 。
3．碳和硅的氧化物(1)一氧化碳CO 是无色无味的□23有毒气体，□24不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的□25还原剂。
(2)二氧化碳和二氧化硅(1)硅与碱溶液反应时，硅为还原剂，H2O为氧化剂。
(2)不能依据反应2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑来说明C 的还原性比Si 强，也不能依据反应SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑来说明SiO 2水化物的酸性比H 2CO 3强。
(3)用于半导体材料的是高纯的晶体硅，用作光导纤维材料的是SiO 2。
(4)SiO 2是酸性氧化物，但能与HF 反应，因此盛放氢氟酸不能用玻璃瓶，要用特制的塑料瓶。
盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，因为SiO 2与碱溶液反应生成具有黏性的Na 2SiO 3。
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。
(通用版)2020版高考化学一轮复习 第四章 第一节 碳、硅及无机非金属材料学案(含解析)
第四章非金属及其化合物第一节碳、硅及无机非金属材料1.了解碳、硅元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2．了解碳、硅元素单质及其重要化合物对环境的影响。
考点（一）碳及其化合物【精讲精练快冲关】[知能学通］1．碳单质(1）碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。
（2)结构金刚石：正四面体形空间网状结构;石墨：平面正六边形层状结构。
（3）物理性质：金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质软,有滑腻感，电的良导体.（4)主要化学性质——还原性①与O2反应O2足量：C＋O2错误!CO2;O2不足：2C＋O2错误!2CO.②与氧化物反应CuO：2CuO＋C错误!2Cu＋CO2↑（冶炼金属)；SiO2:SiO2＋2C错误!Si＋2CO↑（制取粗硅）；H2O:C＋H2O(g)错误!CO＋H2（制取水煤气）.③与强氧化性酸反应浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓）错误!CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；浓HNO3：C＋4HNO3（浓）错误!CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
（5）用途:金刚石用于制造切割刀具；石墨用于制造电极、铅笔芯。
2．一氧化碳（CO）(1)物理性质:无色气体,有毒，难溶于水。
（2)化学性质—-还原性①燃烧：2CO＋O2错误!2CO2，淡蓝色火焰;②还原CuO ：CuO ＋CO错误!Cu＋CO2(冶炼金属）.3．二氧化碳(CO2）（1)一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰.（2)与H2O、Na2O、Ca(OH）2（足量、澄清)、Mg反应的化学方程式分别为CO2＋H2O H2CO3、Na2O＋CO2===Na2CO3、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O、2Mg＋CO2错误!2MgO＋C。
(3）CO2在自然界中的循环CO2的主要来源大量含碳燃料的燃烧自然界消耗CO2的主要反应①溶于江水、海水中：CO2＋H2O H2CO3；②光合作用将CO2转化为O2；③岩石的风化:CaCO3＋H2O＋CO2===Ca（HCO3）24.碳酸（H2CO3)弱酸性、不稳定性.碳酸(H2CO3）只能存在于水中。
高考化学大一轮总复习讲义 第四章 第1讲 碳硅及无机非金属材料高三全册化学试题
魁夺市安身阳光实验学校【步步高】（江苏专用）高考化学大一轮总复习讲义第四章第1讲碳、硅及无机非金属材料新人教版第1讲碳、硅及无机非金属材料[考纲要求] 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。
考点一碳、硅单质及其重要化合物的性质1．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。
碳单质主要有石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。
(2)单质的结构、物理性质与用途比较2.碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。
(1)碳错误!(2)Si⎩⎪⎨⎪⎧与非金属单质反应⎩⎪⎨⎪⎧O2：Si＋O2=====△SiO2F2：Si＋2F2===SiF4Cl2：Si＋2Cl2=====△SiCl4与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑3．二氧化碳和二氧化硅的比较4．硅酸和硅酸钠(1)硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。
①硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3=====△SiO2＋H2O。
②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
③硅酸在水中易聚合形成胶体。
硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。
(2)硅酸钠(Na2SiO3)①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②它能与酸性比硅酸强的酸反应，分别写出以下化学方程式：与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
与CO2水溶液反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。
③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
高考化学总复习练习第4章非金属及其化合物第1讲碳硅及其重要化合物
第1讲碳、硅及其重要化合物【2019·备考】最新考纲：1.掌握碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。
2.掌握碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。
3.了解碳元素、硅元素的单质及重要化合物的制备方法。
4.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。
考点一碳、硅单质及氧化物(频数：★☆☆难度：★☆☆)1．碳、硅元素的原子结构与存在碳硅原子结构示意图在元素周期表中的位置第二周期ⅣA族第三周期ⅣA族单质的结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态只有化合态2.碳、硅单质的性质(1)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：(2)碳的化学性质(3)硅的化学性质及制取①与氢氟酸反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。
②与NaOH 溶液反应：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑ ③与O 2反应：Si ＋O 2=====△SiO 2。
④工业制法：3．二氧化碳和二氧化硅的比较物质 二氧化硅二氧化碳 结构空间立体网状结构，不存在单个分子存在单个分子主要物理 性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化学 性 质①与水反应 不反应CO 2＋H 2OH 2CO 3②与酸 反应 只与氢氟酸反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 不反应③与碱反应SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO 2少量：CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O 、CO 2过量：CO 2＋NaOH===NaHCO 3 ④与盐 反应如与Na 2CO 3反应：SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑ 如与Na 2SiO 3反应：Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2(不足)===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3或Na 2SiO 3＋2H 2O ＋2CO 2(足量)===H 2SiO 3↓＋2NaHCO 3⑤与碱 性氧化 物反应 如与CaO 反应：SiO 2＋CaO=====高温CaSiO 3如与Na 2O 反应：Na 2O ＋CO 2===Na 2CO 3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐硅及其化合物的特殊性①Si 的还原性强于C ，但C 能还原SiO 2生成Si ，且氧化产物为CO ：2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑。
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碳、硅及无机非金属材料(时间：45分钟)一、选择题1．下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是( )A．两者结合形成的化合物是共价化合物B．在自然界中都能以游离态存在C．氢化物的热稳定性比较：CH4＜SiH4D．最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸解析：C、Si都是非金属元素，结合形成的化合物是共价化合物，A正确；Si元素为亲氧元素，不能以游离态存在，故B错；非金属性C＞Si，故氢化物的热稳定性SiH4＜CH4，故C错；SiO2既不溶于水，也不和水反应，故D错。
答案：A2．(2015·合肥月考联考)近几年我国载人飞船多次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流，飞船应用了许多尖端的合成材料。
据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。
下列相关叙述不正确的是( )A．它耐高温抗氧化B．它比钢铁轻，强度大，但质地较脆C．它没有固定熔点D．它是一种新型无机非金属材料解析：航空材料具有质轻、高强度、耐高温、抗氧化等性能，又由题中信息可知，该材料具有一定的韧性，故B错，A正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，碳化硅高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料属于新型无机非金属材料，C、D正确。
答案：B4．(2015·江西九江七校联考)下列叙述正确的是( )A．利用高纯度二氧化硅可以制成光电池，将光能转化为电能B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸C．石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同D．玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳解析：光电池是利用高纯度的硅制成；玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO2，会与氢氟酸反应；石灰抹墙发生反应CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，而水泥砌墙是水泥与水作用发生一系列变化而凝固变硬。
答案：D5．下列离子方程式不正确的是( )A．石英与烧碱反应：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2OB．硅与烧碱反应：Si＋2OH－===SiO2－3＋H2↑C．硅酸钠溶液中通入少量CO2：SiO2－3＋CO2＋H2O===CO2－3＋H2SiO3↓D．往水玻璃中加入盐酸：2H＋＋SiO2－3===H2SiO3↓解析：硅与烧碱溶液反应时，H2O参与反应，Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑。
答案：B6．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。
青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是( )A．青石棉是一种硅酸盐材料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·H2OD．1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原解析：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；青石棉是一种纯净物，不可能含有一定量的石英晶体；1 mol Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O跟硝酸反应时，失去3 mol电子，故能使1 mol HNO3被还原。
答案：B7．(2016·山西孝义检测)如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是( )A．SiO2属于两性氧化物B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞C．硅胶吸水后可重复再生D．图中所示转化反应都是氧化还原反应解析：SiO2是酸性氧化物，它能与氢氟酸反应是其特殊性质，A错；在图示转化关系中只有第一行的变化是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应，D错。
答案：C二、非选择题8．从“南澳一号”沉船中发现了大量宋代精美瓷器，体现了灿烂的中华文明。
青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x]可掺进瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8)，在1 300 ℃左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。
(1)下列说法正确的是________(填字母)。
A ．高岭土分子中x ＝2B ．钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液C ．烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化D ．青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品(2)在“南澳一号”考古过程中，需用高纯度SiO 2制造的光纤。
下图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。
①洗涤石英砂的目的是____________________________。
②二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是________________________________。
③在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是______________________________。
④工业上常用纯净石英砂与C 在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有SiC ，其中Si 和SiC 的物质的量之比为1∶1。
下列说法正确的是________(填字母)。
A ．SiC 是一种传统的无机非金属材料B ．制造粗硅时的反应为2SiO 2＋5C=====高温 Si ＋SiC ＋4CO↑C ．在以上流程中，将盐酸改为NaOH 溶液，也可达到目的D ．纯净的SiO 2只能用于制造光导纤维解析：(1)选项A ，根据化合物中各元素的正、负化合价代数和等于零的原则，可得：(＋3)×2＋(＋4)×2＋(－2)×5＋(－1)×x ＝0，解得x ＝4。
选项B ，将KAlSi 3O 8改写成氧化物的形式为K 2O ·Al 2O 3·6SiO 2，SiO 2不能与盐酸反应，故钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液。
选项C ，根据水泥的制造过程可推测出烧制青花瓷的过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。
选项D ，青花瓷、玻璃、水泥是硅酸盐产品。
(2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl 杂质，洗涤石英砂可使NaCl 与SiO 2分离。
②SiO 2与NaOH 溶液反应生成Na 2SiO 3和H 2O ，据此可写出相应的离子方程式。
③将纯净的石英砂研磨成粉末后能增大反应物的表面积，从而增大反应物与盐酸的接触面积，而增大反应速率，提高生产效率。
④选项A ，SiC 是一种新型无机非金属材料。
选项B ，粗硅中含有SiC ，其中Si 和SiC 的物质的量之比为1∶1，根据元素的原子个数守恒，可将题述信息转化为如下反应：2SiO 2＋5C=====高温 Si ＋SiC ＋4CO↑。
选项C ，因SiO 2、Al 2O 3都能溶解在NaOH 溶液中，无法实现二者的分离。
选项D ，纯净的SiO 2还可用于制造光学玻璃等。
答案：(1)CD (2)①除去石英砂中的NaCl 杂质 ②SiO 2＋2OH －===SiO 2－3＋H 2O ③增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率 ④B9．(2015·成都调研)晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。
以下是工业上制取纯硅的一种方法。
请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示)：(1)在上述生产过程中，属于置换反应的有________(填反应代号)。
(2)写出反应③的化学方程式___________________。
(3)化合物W 的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。
将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 373～1 623 K 反应，生成化合物W ，其化学方程式是______________________。
(4)A 、B 、C 三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是________(填化学式)；分别通入W 溶液中能得到白色沉淀的气体是________(填化学式)。
解析：反应①为石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反应：SiO 2＋2C =====3 273 KSi ＋2CO↑，属于置换反应；反应②是Si ＋3HCl =====523～527 KSiHCl 3＋H 2，属于置换反应；反应③是SiHCl 3＋H 2=====1 357 K Si ＋3HCl ，属于置换反应；反应④为特定条件下的反应：CO ＋H 2O(g)=====1 073 K 催化剂H 2＋CO 2，不属于置换反应。
A 、B 、C 分别为CO 、CO 2、HCl ，其中CO 2是温室气体，是节能减排的目标气体，CO 2和HCl 通入W(硅酸钠)溶液中能够生成白色沉淀(硅酸)。
答案：(1)①②③ (2)SiHCl 3＋H 2=====1 357 K Si ＋3HCl (3)SiO 2＋Na 2CO 3=====1 373～1 623 KNa 2SiO 3＋CO 2↑ (4)CO 2 CO 2和HCl10．(高考经典题)硅在地壳中的含量较高。
硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。
回答下列问题：(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。
这种“金属”可能是____________________。
(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。
其中，生产普通玻璃的主要原料有_______________________。
(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。
工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为______________________；碳化硅又称________，其晶体结构与________相似。
②在流化床反应的产物中，SiHCl 3大约占85%，还有SiCl 4、SiH 2Cl 2、SiH 3Cl 等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl 3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和________。
③SiHCl 3极易水解，其完全水解的产物为___________。
(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是____________。
解析：(1)反应物是二氧化硅、木炭和铁，所得“金属”应是铁的合金。
(2)生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂。
(3)①SiC 又名金钢砂，与金刚石或晶体硅具有相似的结构。
②在SiCl 4、SiH 2Cl 2、SiH 3Cl 中，SiCl 4和SiHCl 3在常温下呈液态。
由于SiCl 4与SiHCl 3沸点相差较大，因此可用蒸馏的方法进行分离。
③SiHCl 3完全水解的化学方程式为SiHCl 3＋4H 2O===H 4SiO 4↓＋H 2↑＋3HCl↑。
(4)氯碱工业的产品是NaOH 、H 2、Cl 2，其中H 2、Cl 2反应可制备HCl 。