第1講硅無機非金屬材料【2019·備考】最新考綱：1.掌握硅元素的單質的主要性質及應用。2.掌握硅元素的重要化合物的主要性質及應用。3.了解硅元素的單質及重要化合物的制備方法。4.了解硅元素的單質及其重要化合物對環境質量的影響。考點一硅單質及氧化物(頻數：★☆☆難度：★☆☆)1.硅元素在自然界中的存在：在地殼中的含量：居第二位，自然界中存在形態：化合態，主要存在形式：二氧化硅和硅酸鹽等。2.單質硅的性質：單質硅有晶體硅和無定形硅(非晶硅)兩種，其晶體結構與金剛石類似。(1)晶體硅的物理性質色澤硬度熔沸點導電性灰黑色、有金屬光澤大高介于導體與絕緣體之間(2)硅的化學性質及制取①與氫氟酸反應：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。②與NaOH溶液反應：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑；③與O2反應：Si＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SiO2。④工業制法：用焦炭和二氧化硅在電爐中反應得到粗硅，反應的化學方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。①自然界中沒有游離態硅，工業上常用焦炭在電爐中還原SiO2得到粗硅。②Si的還原性強于C，但C能還原SiO2生成Si，且氧化產物為CO：2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，其原因是產物CO為氣體，它的放出降低了生成物濃度，促使反應向正反應方向進行。且該反應必須在隔絕空氣的條件下進行。3.二氧化碳和二氧化硅的比較物質二氧化硅二氧化碳結構空間立體網狀結構，不存在單個分子存在單個分子主要物理性質硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，不溶于水熔、沸點低，常溫下為氣體，微溶于水化學性質①與水反應不反應CO2＋H2OH2CO3②與酸反應只與氫氟酸反應：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O不反應③與堿反應SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞)CO2少量：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O、CO2過量：CO2＋NaOH=NaHCO3④與鹽反應如與Na2CO3反應：SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑如與Na2SiO3反應：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)=H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)=H2SiO3↓＋2NaHCO3⑤與堿性氧化物反應如與CaO反應：SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3如與Na2O反應：Na2O＋CO2=Na2CO3用途光導纖維、光學儀器、電子部件制飲料、制碳酸鹽硅及其化合物的特殊性①Si的還原性強于C，但C能還原SiO2生成Si，且氧化產物為CO：2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。②SiO2是H2SiO3的酸酐，它不溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3。③酸性氧化物一般不與酸反應，但SiO2能與HF反應：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。④H2CO3的酸性大于H2SiO3，但在高溫下SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑也能發生。1.教材知識對比下列關于碳、硅及其化合物的敘述正確的是()A.碳、硅都是ⅣA族元素，它們在自然界中都以化合態形式存在B.二氧化碳、二氧化硅的物理性質相似C.二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應生成相應的鹽D.高純度的二氧化硅用于制造半導體材料答案C2.教材知識探究為什么不用堿液在玻璃上進行雕刻，而用氫氟酸？答案玻璃中含有SiO2，SiO2和堿反應慢，且生成的鹽具有粘性，所以選擇氫氟酸。3.根據教材SiO2性質的一般性與特殊性完成下列表格。可供選擇的試劑：A.鹽酸B.氫氧化鈉溶液C.氧氣D.水E.二氧化碳可選用的操作：①水洗②加熱③高溫灼燒④過濾⑤結晶粉末狀混合物選擇的試劑選用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(NH4Cl)答案B④D④⑤A④A④②題組硅單質及其氧化物的性質及用途1.下列關于硅的說法不正確的是()A.硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體B.硅的導電性能介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料C.硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質起反應D.加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應解析晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料。硅在常溫下化學性質不活潑，但仍能與氟氣、氟化氫和NaOH溶液等發生反應，加熱至一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等發生反應。答案C2.(2018·銀川模擬)科學家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產高純硅的工藝流程如圖所示：容器①中進行的反應①為Si(粗)＋3HCl(g)=SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中進行的反應②為SiHCl3＋H2=Si(純)＋3HCl。下列說法正確的是()A.該工藝流程的優點是部分反應物可循環使用B.最好用分液的方法分離Si和SiHCl3C.反應①和②中HCl均作氧化劑D.反應①和②均屬于可逆反應解析從反應流程容易看出，HCl可循環使用，A項正確；Si為固體，SiHCl3為液體，用過濾法分離，B項錯誤；反應①中HCl作氧化劑，反應②中HCl為氧化產物，C項錯誤；反應①和②都不是可逆反應，D項錯誤。答案A3.二氧化硅廣泛存在于自然界中，在日常生活、生產、科研及新型材料等方面有著重要的用途。a～e是對①～⑤反應中SiO2所表現的化學性質或作用進行的判斷，其中正確的是()①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑③SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O④Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑⑤SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑a.反應①中SiO2作為玻璃的成分被消耗，用于刻蝕玻璃b.反應②中SiO2表現出氧化性c.反應③中SiO2表現了酸性氧化物的通性d.反應④符合用難揮發性酸酐制取易揮發性酸酐e.反應⑤中SiO2未參加氧化還原反應A.ace B.bdeC.cde D.ab解析通常用氫氟酸來刻蝕玻璃，與之對應的反應是③，因此a判斷錯誤，c判斷也錯；反應②是一個置換反應，其中二氧化硅被還原，表現出氧化性，b判斷正確；反應④是一個復分解反應，用難揮發的二氧化硅制取易揮發的二氧化碳，d判斷正確；反應⑤中硅的化合價和氧的化合價都沒有改變，因此二氧化硅沒有參加氧化還原反應，e判斷正確，所以選項B正確。答案B練后歸納在設計制備純硅的實驗題中，常遇到的知識點(1)高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗)＋2CO↑(2)粗硅與干燥HCl氣體反應制得SiHCl3：Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(300℃))SiHCl3＋H2(3)粗硅與干燥Cl2反應制得SiCl4：Si(粗)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4(4)SiHCl3與過量H2在高溫下反應制得純硅：SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純)＋3HCl(5)SiCl4與過量H2在高溫下反應制得純硅：SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純)＋4HCl(6)SiO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(高溫))2MgO＋Si(7)SiHCl3、SiCl4能與水發生反應：SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑SiCl4＋3H2O=H2SiO3↓＋4HCl(8)SiH4在空氣中易自燃：SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O考點二硅酸鹽無機非金屬材料(頻數：★☆☆難度：★☆☆)1.硅酸2.硅酸鹽(1)概念：是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱，是構成地殼巖石的重要成分。(2)組成的表示方法通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2O·SiO2，長石(KAlSi3O8)可表示為K2O·Al2O3·6SiO2。氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結構，切不可認為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。(3)硅酸鈉①白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。②與酸性較硅酸強的酸反應：溶液中通入CO2反應的化學方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓。③用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。①氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結構，切不可認為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。②玻璃中含有二氧化硅，因此氫氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氫氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。③NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶。④硅酸鹽大多難溶于水，常見可溶性硅酸鹽是硅酸鈉，其水溶液稱為水玻璃，但卻是鹽溶液。硅膠(mSiO2·nH2O)是一種很好的無毒干燥劑。3.常見無機非金屬材料(1)傳統無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。①常見硅酸鹽材料比較水泥玻璃陶瓷生產原料石灰石、黏土純堿、石灰石和石英黏土主要設備水泥回轉窯玻璃窯陶瓷窯生產條件高溫②玻璃生產中的兩個重要反應：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑。(2)新型無機非金屬材料①高溫結構陶瓷：如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性、較強的抗化學侵蝕性和電絕緣性等。②生物陶瓷：對機體無排異反應，不會引起代謝作用異常。③壓電陶瓷：具有壓電效應。1.教材基礎知識判斷(1)玻璃是一種晶體，有較高的熔點()(2)水玻璃是一種特殊的玻璃，泡花堿屬于堿()(3)傳統無機非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料()(4)光導纖維、碳納米管、氮化硅結構陶瓷等都是新型無機非金屬材料()(5)高溫結構材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優點()(6)普通玻璃、石英玻璃、水泥、瑪瑙都屬于硅酸鹽產品()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√(6)×2.教材基礎知識探究實驗室中要熔化燒堿固體，現有三種坩堝：石英坩堝、陶瓷坩堝、鐵坩堝。你認為選哪一種？簡述選擇的依據。答案選擇鐵坩堝。依據：鐵不與燒堿反應，而石英坩堝、陶瓷坩堝中都含有SiO2，能與NaOH反應使得坩堝受損。題組一硅酸、硅酸鹽的性質、用途1.能證明硅酸的酸性弱于碳酸的實驗事實是()A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水B.CO2通入可溶性硅酸鹽溶液中析出硅酸沉淀C.高溫下SiO2與碳酸鹽反應生成CO2D.氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀解析酸的酸性強弱與酸酐及酸本身的溶解性無關，A錯誤；CO2(少量)與硅酸鈉溶液的反應為CO2＋H2O＋Na2SiO3=Na2CO3＋H2SiO3↓，符合強酸制弱酸的規律，B正確；高溫下SiO2與碳酸鹽反應生成CO2，不能證明硅酸和碳酸酸性的強弱，C錯誤；選項D只能證明鹽酸的酸性比碳酸和硅酸強，不能證明碳酸與硅酸的強弱，D錯誤。答案B2.水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應用于耐火材料、洗滌劑生產等領域，是一種重要的工業原料。如圖是用稻殼灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工藝流程：下列說法正確的是()A.原材料稻殼灰價格低廉，且副產品活性炭有較高的經濟價值B.操作A與操作B完全相同C.該流程中硅元素的化合價發生改變D.反應器中發生的復分解反應為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O解析A項，稻殼灰來源廣泛價格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經濟價值，正確；B項，操作A為過濾，操作B為蒸發濃縮，是兩種不同的操作，錯誤；C項，二氧化硅中，硅元素的化合價是＋4價，硅酸鈉中，硅元素的化合價是＋4價，所以該流程中硅元素的化合價沒有發生改變，錯誤；D項，由復分解反應的概念可知，SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，不屬于復分解反應，錯誤。答案A題組二無機非金屬材料3.據報道我國科學家近年來研制出一種新型“連續纖維增韌”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復合而成的。下列相關敘述不正確的是()A.它耐高溫抗氧化B.它比鋼鐵輕、硬，但質地較脆C.它沒有固定的熔點D.它是一種新型無機非金屬材料解析由航空材料的成分組成知其質輕、具有耐高溫抗氧化等性質，由于這種材料能增加韌性，故質地不會較脆，B錯，A正確；復合材料屬于混合物，沒有固定的熔點，由碳化硅、高溫結構陶瓷和碳纖維復合而成的材料均屬于新型無機非金屬材料，C、D正確。答案B4.下列關于硅材料的說法不正確的是()A.鋼化玻璃與普通玻璃的主要成分基本相同B.制普通玻璃的原料是石灰石、純堿和石英砂C.陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料D.水玻璃是純凈物，可用于生產黏合劑和防火劑解析鋼化玻璃是普通玻璃經一定物理方法處理后得到的，A項正確；水玻璃是Na2SiO3水溶液，是混合物，D項不正確。答案D[試題分析](2015·海南化學，14)單質Z是一種常見的半導體材料，可由X通過如下圖所示的路線制備。其中X為Z的氧化物；Y為氫化物，分子結構與甲烷相似。回答下列問題：eq\x(X)eq\o(→,\s\up7(Mg),\s\do5(加熱))eq\x(Mg2Z)eq\o(→,\s\up7(鹽酸))eq\x(Y)eq\o(→,\s\up7(加熱))eq\x(Z)(1)能與X發生化學反應的酸是________；由X制備Mg2Z的化學方程式為________________________________________________________。(2)由Mg2Z生成Y的化學方程式為_____________________________________________________________________________________，Y分子的電子式為__________________________________________。解題思路：考查意圖：本題處于試卷的靠前位置，面向的是多數考生，難度相對較低，出發點主要是考查考生對短周期元素性質的周期性變化規律、元素周期表、原子核外電子結構、單質及化合物的性質等基本知識點的理解，要求考生能熟練掌握短周期元素，并將元素周期表、電子式、化學鍵及其化學性質等內容進行綜合運用，正確得出相關物質的歸屬。本題對較難的問題已經給出了相應的條件，使問題簡化，考生一定要學會利用題中給出的條件。建議考生認真審題，充分利用題中所給的條件，學會活學活用。本題抽樣調查，區分度0.804，難度0.369解題思路：根據題意，單質Z為半導體，則Z是Si元素；其氧化物為二氧化硅，SiO2可與氫氟酸反應；根據流程圖可知，二氧化硅與Mg反應生成Mg2Si，Mg2Si與鹽酸反應生成的Y為氫化物，分子結構與甲烷相似，則Y的分子式是SiH4，加熱分解可得到Si單質。正確答案：(1)氫氟酸(HF)SiO2＋4Mgeq\o(=,\s\up7(△))Mg2Si＋2MgO(2)Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4↑[真題演練]1.下列說法正確的是()A.氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標記，利用了HF與SiO2反應(2016·課標全國Ⅲ，7D)B.向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸：Na2SiO3＋2H＋=H2SiO3↓＋2Na＋(2016·江蘇化學，5D)C.SiO2eq\o(→,\s\up7(HCl（aq）))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(高溫))Si，在給定條件下能實現上述轉化(2016·江蘇化學，9A)D.SiO2既能和NaOH溶液反應，又能和氫氟酸反應，所以是兩性氧化物(2015·安徽理綜，9D)答案A2.(重慶理綜)材料與化學密切相關，表中對應關系錯誤的是()材料主要化學成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅解析A項，剛玉的主要化學成分為三氧化二鋁，而金剛石的主要化學成分為碳。答案A3.(2017·課標全國Ⅱ，26)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：回答下列問題：(1)在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是______________________________________________________________________________________________________，還可使用________代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是________，其不溶于強酸但可與一種弱酸反應，該反應的化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________。(3)加氨水過程中加熱的目的是_______________________________________________________________________________________。沉淀B的主要成分為______________、______________(填化學式)。(4)草酸鈣沉淀經稀H2SO4處理后，用KMnO4標準溶液滴定，通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應為：MnOeq\o\al(－,4)＋H＋＋H2C2O4→Mn2＋＋CO2＋H2O。實驗中稱取0.400g水泥樣品，滴定時消耗了0.0500mol·L－1的KMnO4溶液36.00mL，則該水泥樣品中鈣的質量分數為________。解析(1)Fe3＋容易在pH較小時轉換為沉淀，所以需要將Fe2＋氧化為Fe3＋。雙氧水可以將Fe2＋氧化為Fe3＋且不會引入雜質。(2)二氧化硅不與強酸反應，但與HF反應，所以沉淀A是二氧化硅。SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(3)加熱可以促進Fe3＋、Al3＋水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。pH為4～5時Ca2＋、Mg2＋不沉淀，Fe3＋、Al3＋沉淀，所以沉淀B為Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)5Ca2＋～5H2C2O4～2KMnO4，n(KMnO4)＝0.0500mol/L×36.00mL×10－3L·mL－1＝1.80×10－3mol，n(Ca2＋)＝4.50×10－3mol，水泥中鈣的質量分數為eq\f(4.50×10－3mol×40.0g/mol,0.400g)×100%＝45.0%。答案(1)將Fe2＋氧化為Fe3＋雙氧水(2)SiO2SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(3)防止膠體生成，易沉淀分離Fe(OH)3Al(OH)3(4)45.0%一、選擇題1.硅的氧化物及硅酸鹽構成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。在無機非金屬材料中，硅一直扮演著主角。下面幾種物質中含有硅單質的是()解析瑪瑙、光導纖維和水晶的主要成分是SiO2，硅單質可用來制造太陽能電池板。答案C2.開發新材料是現代科技發展的方向之一。下列有關材料的說法正確的是()A.氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料B.C60屬于化合物，用于制造納米材料C.纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料D.單晶硅常用于制造光導纖維解析C60是單質而不是化合物，B項不正確；纖維素乙酸酯是人工合成的，不是天然高分子材料，C項不正確；制造光導纖維的材料是SiO2而不是Si，D項不正確。答案A3.下列有關硅酸鹽及無機非金屬材料的說法正確的是()A.硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中B.反應①Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓，反應②Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，兩反應是相互矛盾的，不可能都能發生C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均屬于硅酸鹽材料D.祖母綠的主要成分為Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示為3BeO·Al2O3·6SiO2解析A項，Na2SiO3溶液是一種黏合劑，易造成磨口玻璃塞與瓶口黏結；B項，兩反應條件不同，反應①是在溶液中進行，相對強的酸可以制相對弱的酸，而反應②CO2是氣體，逸出反應體系，能促使反應發生；C項，石英玻璃的成分為SiO2，SiO2是氧化物不是鹽。答案D4.月球的礦產資源極為豐富，僅月球表層5cm厚的沙土就含鐵單質有上億噸，月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石[(Mg或Fe)2SiO4]等，下列說法或分析不正確的是()A.輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B.斜長石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·3SiO2C.月球表層沙土中有游離態鐵是因為月球的表面幾乎沒有氧氣D.橄欖石中鐵為＋2價解析輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石[(Mg或Fe)2SiO4]的成分均屬于硅酸鹽類，均屬于硅酸鹽礦，故A正確；硅酸鹽可用氧化物形式表示，斜長石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·6SiO2，故B錯誤；月球上有游離態鐵說明月球環境中沒有氧化金屬鐵的物質或者條件，所以月球的表面幾乎沒有氧氣，故C正確；橄欖石中，鎂元素化合價是＋2價，硅元素化合價是＋4價，氧元素化合價是－2價，所以鐵元素化合價是＋2價，故D正確。答案B5.(2018·安徽合肥高三一次質檢)硅及其化合物是帶來人類文明的重要物質。下列說法正確的是()A.陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽B.水玻璃是純凈物，可用于生產黏合劑和防火劑C.某硅酸鹽的化學式為KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示D.高純硅可用于制造光導纖維，高純二氧化硅可用于制造太陽能電池解析水晶的主要成分為SiO2，其不屬于硅酸鹽，A項錯誤；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，屬于混合物，B項錯誤；用于制造光導纖維的是二氧化硅，用于制造太陽能電池的是高純硅，D項錯誤。答案C6.據報道，科學家通過對稻殼進行控制性焚燒熱解，從中提取到一種叫作生物質納米結構二氧化硅的超高活性材料，將少量這種材料摻入混凝土中，即可制備出超高強度的高性能混凝土。下列關于二氧化硅的說法中，正確的是()A.二氧化硅溶于水顯酸性，所以二氧化硅屬于酸性氧化物B.將二氧化碳通入硅酸鈉溶液可以得到硅酸C.因為高溫時二氧化硅能與碳酸鈉反應放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸強D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸解析二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，不能和水反應生成硅酸，A錯誤；碳酸的酸性比硅酸強，B正確；高溫下二氧化硅與碳酸鈉的反應是在非溶液狀態下進行的，屬于用不揮發性的酸酐來制取揮發性的酸酐，所以該反應不能作為判斷硅酸與碳酸酸性強弱的依據，C錯誤；二氧化硅可以與氫氟酸發生反應，D錯誤。答案B7.下列有關說法正確的是()A.生活中常見的陶瓷、水泥、石英玻璃都屬于硅酸鹽產品B.干冰只能用于人工降雨C.用二氧化碳生產肥料可以緩解溫室效應D.二氧化硅制成的玻璃纖維，因導電能力強而用于制造通信光纜解析A項，石英玻璃的主要成分為SiO2，不是硅酸鹽，錯誤；B項，干冰氣化會吸收熱量，可作制冷劑使用，也可用于人工降雨，錯誤；D項，二氧化硅具有很強的導光能力從而用于制造通信光纜，錯誤。答案C8.下列敘述不正確的是()A.粗硅eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(高溫))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(高溫))Si的轉化均能一步實現B.甲eq\o(→,\s\up7(丁))乙eq\o(,\s\up7(丁),\s\do5(甲))丙的轉化中，若甲為焦炭，則丁可能是O2C.單質硅常用作半導體材料和光導纖維D.高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅解析粗硅與氯氣在高溫下化合生成四氯化硅：Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4，再在高溫條件下用氫氣還原SiCl4得到純硅：2H2＋SiCl4eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋4HCl，A正確；甲為焦炭，丁為氧氣，焦炭不充分燃燒生成CO(乙)，CO繼續被氧氣氧化生成CO2(丙)，CO2(丙)在高溫時被焦炭(甲)還原為CO(乙)，B正確；單質硅常用作半導體材料，但不能用作光導纖維，SiO2可用作光導纖維，C錯誤；2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，是工業上制取粗硅的主要反應，D正確。答案C9.(2018·太原模擬)下列敘述正確的是()①氧化鋁是一種比較好的耐火材料，可用來制造耐火坩堝②氧化鐵常用于制作紅色油漆和涂料③硅酸鈉是制備硅膠和木材防火劑的原料④用純堿、石灰石、石英為原料可制普通玻璃⑤石灰石、石英和水晶的主要成分都是SiO2A.①③④⑤ B.②③④⑤C.①②④⑤ D.①②③④解析①氧化鋁具有很高的熔點，是一種比較好的耐火材料，可用來制造耐火坩堝，故①正確；②氧化鐵俗稱鐵紅，常用于制作紅色油漆和涂料，故②正確；③硅酸鈉具有黏性，是用來制備硅膠和木材防火劑的原料，故③正確；④工業上以純堿、石灰石、石英為原料制普通玻璃，故④正確；⑤石灰石的主要成分是碳酸鈣，石英和水晶的主要成分都是SiO2，故⑤錯誤。答案D10.(2018·濟南聯考)下列離子方程式的書寫正確的是()A.水玻璃中通入過量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3B.澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)C.硅與氫氟酸的反應：Si＋4H＋＋4F－=SiF4↑＋2H2↑D.二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O解析Na2SiO3是強電解質，應拆成Na＋、SiOeq\o\al(2－,3)，且應生成HCOeq\o\al(－,3)，A錯；B項正確寫法是CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)；C項，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－。答案D11.下列說法正確的是()A.高溫下，可在試管內完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反應B.CO2和鈉在一定條件下反應可以得到金剛石和碳酸鈉，反應中氧化劑和還原劑物質的量之比是3∶4C.現代海戰通過噴放液體SiCl4(極易水解)和液氨可產生煙幕，其主要成分是NH4ClD.從燃煤煙道灰中(含GeO2)提取半導體材料單質鍺(Ge)，不涉及氧化還原反應解析玻璃的主要成分SiO2在高溫下也與C反應，A錯誤；C由＋4價到0價，化合價變化為4，Na由0價到＋1價，化合價變化為1，根據化合價升降值相等原則，CO2與Na物質的量之比為1∶4，B錯誤；SiCl4水解生成HCl和硅酸，HCl與氨氣反應生成NH4Cl，C正確；由化合態到游離態，一定發生氧化還原反應，D錯誤。答案C12.如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是()A.SiO2除能與HF反應外，還能與其他強酸反應B.盛放Na2CO3溶液的試劑瓶能用玻璃塞C.硅膠吸水后可重復再生D.圖中所示轉化反應都是氧化還原反應解析SiO2是酸性氧化物，與HF反應是其特殊性質，A項錯誤；Na2CO3水溶液顯堿性，保存時不能用帶玻璃塞的試劑瓶，B項錯誤；在圖示轉化關系中，只有第一行為氧化還原反應，其余的均為非氧化還原反應，D項錯誤。答案C二、填空題13.為測定大理石中碳酸鈣的純度(設含雜質SiO2)，某興趣小組設計了如下幾個方案：方案Ⅰ按下圖連接好裝置開始實驗，通過測定裝置E反應前后的質量，計算純度。(1)B中發生反應的離子方程式為_________________________________________________________________________________________。(2)裝置C中所裝的試劑是________，F的作用是_____________________________________________________________________________。(3)當樣品充分反應完后，緩慢通入空氣的目的是：________________________________________________________________________________________________________________，A中所裝的試劑是____________________________________。方案Ⅱ①稱取碳酸鈣樣品mg②將樣品充分高溫煅燒，冷卻后稱量，剩余固體質量為m1g。(4)該方案中高溫煅燒應選用的儀器名稱是________；判斷碳酸鈣樣品完全分解的方法是________________________________________________________；“冷卻”應如何操作________________________________________________________________________________________________，理由是________________________________________________________________________________________________________________。(5)有同學認為方案Ⅱ高溫煅燒的過程中會發生CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑，會導致測定結果有誤，你認為這位同學的觀點正確嗎？________(填“正確”或“錯誤”)；請說明自己的理由：_____________________________________________________________________________________。解析方案Ⅰ的原理是大理石與鹽酸反應產生CO2，通過CO2的質量可測得大理石中CaCO3的質量。但實驗過程中要注意：一是要用空氣將產生的CO2全部排出，空氣要事先經過NaOH溶液處理；二是生成的CO2要先除HCl，再干燥；三是防止外界空氣中的H2O和CO2進入裝置影響結果的測定。方案Ⅱ的原理是將大理石樣品在坩堝中分解，通過計算產生CO2的量求得CaCO3的質量，盡管在煅燒過程中可能發生反應CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑，但不影響CaCO3產生CO2的量，故無影響。但要注意冷卻一定要在干燥器中進行，以防CaO在冷卻時吸收空氣中的水和CO2。答案(1)CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑(2)飽和NaHCO3溶液防止空氣中的H2O和CO2進入E中影響測定結果(3)將裝置中的殘留的CO2全部趕進E中被完全吸收NaOH溶液(4)坩堝樣品連續兩次高溫煅燒，冷卻稱量質量相差0.1g以內在干燥器中冷卻防止CaO冷卻的時候吸收空氣中的水和CO2(5)錯誤無論是否發生該反應，生成的CO2的量一定，由C守衡計算出CaCO3的質量一定14.以橄欖石(主要成分是Mg9FeSi5O20)等為原料固定CO2并生產硅膠、堿式碳酸鎂[Mg2(OH)2CO3]的部分工藝流程如圖所示：(1)Mg9FeSi5O20中鐵的化合價為________，為提高鎂的浸出率，可采取的兩種主要措施是________________________________________________________________________________________________________________，渣料Ⅱ的成分是________。(2)若試劑c是氯堿工業中生成的某種氣體，寫出加入c后反應的離子方程式________________________________________________________，試劑d的用途是調節溶液pH，其成分是________，余液中溶質的主要成分是________。(3)操作Ⅰ的內容是________________，若固碳后溶液中的陰離子主要為COeq\o\al(2－,3)，寫出生成堿式碳酸鎂的離子方程式_______________________________