1、1第 12 讲 含硅物质及信息材料考纲要求 1.了解碳、硅及其重要化合物的主要性质和重要应用。2.了解碳、硅及其重要化合物对生态环境的影响。考点一 碳及其重要化合物1.碳单质存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。2.碳的氧化物(CO 和 CO2)(1)一氧化碳的性质及应用物理性质：无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒的原因是与人体内血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。化学性质及应用(写出有关化学方程式)a.可燃性：2COO 2 2CO2，可作燃料。= = = = =点 燃 b.还原性：CO 还原 Fe2O3的反应为 3COFe 2O3 2Fe3CO 2，可用于冶炼金属。= =
2、 = = =高 温 (2)CO2在自然界中的循环CO 2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：a.溶于江水、海水中：CO 2H 2OH2CO3；2b.光合作用将 CO2转化为 O2；c.岩石的风化：CaCO 3H 2OCO 2=Ca(HCO3)2。3.碳酸(H 2CO3)弱酸、不稳定。碳酸(H 2CO3)只能在水中存在。H 2CO3在水中与 CO2共存，因此常把 CO2H 2O当碳酸用。4.碳酸的酸式盐和正盐的比较(1)在水中的溶解性含 K 、Na 、NH 的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。 4一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度
3、，如溶解度：Ca(HCO 3)2CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度：Na 2CO3NaHCO3。(2)热稳定性一般来说，热稳定性顺序为正盐酸式盐碳酸，如稳定性：Na 2CO3NaHCO3H2CO3。可溶性正盐难溶性正盐，如 CaCO3高温分解，而 K2CO3不易分解。(3)水溶液酸碱性物质的量浓度相同时，正盐溶液的 pH 大于其酸式盐溶液，如 pH：Na 2CO3溶液NaHCO 3溶液。(1)12C、 13C、 14C 是碳的三种同素异形体( )(2)金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质( )(3)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应( )(4)向空气中
4、排放二氧化碳会形成酸雨( )(5)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( )(6)氨化的饱和食盐水中通入足量的 CO2气体，会析出晶体( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)解析 (1) 12C、 13C、 14C 互称同位素，碳元素的三种常见的同素异形体为金刚石、石墨和C60。(5)由于盐酸的酸性比碳酸的强，CO 2与 CaCl2溶液不反应。确定混合气体(CO、CO 2)中含有 CO 气体的实验设计方法。3按要求回答下列问题：(1)写出下列装置的作用：A：除去混合气体中的 CO2气体。B：检验混合气体中的 CO2是否除尽。E：除
5、去尾气中的 CO2气体。F：除去尾气中的 CO 气体、防止污染环境。(2)写出 C 中的化学方程式：COCuO CuCO 2。= = = = = (3)确定混合气体中含有 CO 气体的实验现象：B 中无明显现象，C 中的物质由黑色变成红色，D 中的澄清石灰水变浑浊。题组一 碳及其化合物对环境的影响1.(2018镇江模拟)碳循环(如图)对人类生存、发展有着重要的意义。下列说法错误的是( )A.碳是构成有机物的主要元素B.光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C.化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一D.石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志答案 D2.化学与社会、科学、技术、环境密切相关
6、。下列说法不正确的是( )A.T碳是一种新型三维碳结构晶体，与 C60互为同素异形体B.推广利用 CO2合成聚碳酸酯可降解塑料符合低碳经济理念C.将金属钛、铝混合后在空气中熔化可制得强度较大的钛铝合金材料D.为汽车安装尾气催化转化装置，可将尾气中的部分 CO 和 NO 转化为无毒气体答案 C4解析 B 项，利用 CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料，实现“碳”的循环利用，减少二氧化碳的排放，故 B 正确；C 项，在空气中加热熔化，金属易与氧气发生反应，所以不能直接在空气中制备钛铝合金，故 C 错误。3.碳和碳的氧化物是生活中的常见物质，回答下列问题：(1)下列有关说法正确的是_(填字母)。a.利用二
7、氧化碳制造全降解塑料，可以减缓二氧化碳对环境的影响b.金刚石、石墨、C 60的化学性质相似，物理性质却有很大差异c.木炭、一氧化碳在一定条件下都能还原氧化铜d.大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用(2)吸烟对人体有害，燃着的香烟产生的烟气含有一种能与血液中的血红蛋白结合的有毒气体，它是_(填化学式)。(3)影视舞台上经常看到云雾缭绕，使人如入仙境的景象，产生这一景象可用的物质是_(填物质名称)。(4)为减少二氧化碳对环境影响，可将二氧化碳与氢气在 300、200kPa 和催化剂的条件下，反应生成一种清洁燃料甲醇(CH 3OH)和水，其反应的化学方程式为_。答案 (1)abcd (2
8、)CO (3)干冰 (4)CO23H 2 CH3OHH 2O= = = = = = = = = = =300 、 200kPa 催 化 剂题组二 CO 2通入碱溶液中反应产物的定量分析4.将足量 CO2通入 KOH 和 Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量( n)和通入 CO2体积(V)的关系正确的是( )答案 D解析 CO 2与 KOH 和 Ca(OH)2都会反应，但存在着竞争，如果先与 KOH 反应，则反应后生成的 K2CO3立即会与 Ca(OH)2反应生成 CaCO3，因此，可以看成 CO2先与 Ca(OH)2反应，所以通CO2后立即有 CaCO3生成。第二步还要判断 CO2
9、是先跟 KOH 反应还是先与生成的 CaCO3反应，同样可以采用假设法判断，即如果先与 CaCO3反应，则生成的 Ca(HCO3)2又会与 KOH 反应，因此是先与 KOH 反应，此过程生成沉淀的物质的量不变，当 KOH 反应完全，再与 CaCO3反应，5直至沉淀完全溶解，故选 D。5.标准状况下，将 3.36LCO2气体通入 200mL1.00molL1 NaOH 溶液中，充分反应后溶液中c(CO )与 c(HCO )的比值为( 不考虑 CO 、HCO 的水解)( )23 3 23 3A.11B.12C.21D.13答案 B解析 n(CO2) 0.150mol， n(NaOH)0.200L1
10、.00molL 1 0.200mol3.36L22.4Lmol 1 ，即 1 2，反应产物为 Na2CO3、NaHCO 3，设其物质的量分别nNaOHnCO2 0.2mol0.15mol 43nNaOHnCO2为 x、 y，则Error! ，解得Error! ，所以 。nCO23nHCO 3 12考点二 硅及其重要化合物、无机非金属材料一、硅单质1.存在硅单质主要有晶体和无定形两大类。2.物理性质带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。3.化学性质(1)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。反应的化学方程式分别为：与氟：Si2F 2=SiF4；与氢氟酸：Si
11、4HF= =SiF42H 2；与碱：Si2NaOHH 2O=Na2SiO32H 2。(2)在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为SiO 2 SiO2。= = = = = 二、二氧化硅61.存在自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然 SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石。2.物理性质熔点高，硬度大，难溶于水。3.结构SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。每个硅原子与 4 个氧原子相连，而每个氧原子与 2 个硅原
12、子相连，故 SiO2晶体中 Si 和 O 的比例为 12。4.化学性质SiO2为酸性氧化物，是硅酸的酸酐。(1)SiO2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠反应的化学方程式为SiO22NaOH= =Na2SiO3H 2O。(2)在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为 SiO2CaCO 3CaSiO3CO 2。= = = = =高 温 (3)在高温条件下，能够与碱性氧化物反应，如与氧化钙反应的化学方程式为 SiO2CaOCaSiO3。= = = = =高 温 (4)常温下与氢氟酸反应的化学方程式为 SiO24HF= =SiF42H 2O。三、硅酸、硅酸盐1.硅酸(1)物理性
13、质硅酸的溶解度小，新制备的硅酸为透明、胶冻状，干燥硅胶多孔，吸水性和吸附性强。(2)化学性质弱酸性：酸性比碳酸弱，与 NaOH 溶液反应的化学方程式为H2SiO32NaOH= =Na2SiO32H 2O。不稳定性：受热易分解，反应的化学方程式为 H2SiO3 SiO2H 2O。= = = = = (3)制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如 Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO32HCl= =2NaClH 2SiO3(胶体)。7(4)用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。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
14、 钠 溶 液 俗 称 水 玻 璃 ， 是 无 色 黏 稠 液 体 ， 常 用 于 制 备 黏 合 剂 、 防 腐 剂 、 耐 火 材料 。四、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 黏土主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑(2)玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3SiO 2 Na2SiO3CO 2；CaCO 3SiO 2 CaSiO3CO 2= = = = =高 温 = = = = =高 温 。2.新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。(1)硅在自然
15、界中只以化合态的形式存在( )(2)晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料( )(3)Si 和 SiO2都可用于制造光导纤维( )(4)非金属性：CSi，则热稳定性：CH 4SiH 4( )(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应( )(6)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸( )(7)玻璃是一种晶体，有较高的熔点( )(8)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)解析 (3)Si 可用于制造半导体，SiO 2用于制造光导纤维。(6)SiO2可溶于氢氟酸：SiO 24HF= =SiF42
16、H 2O。(7)玻璃是非晶体，没有固定的熔点。(8)水玻璃是 Na2SiO3的水溶液。1.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)用 Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明 Na2SiO3可用作_。Na 2SiO3可通过8SiO2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_。A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚(2)工业上常利用反应 2CSiO 2 Si2CO制备硅单质，该反应中所含元素= = = = =高 温 化合价升高的物质是_(填化学式，下同)，氧化剂是_。答案 (1)防火剂 D (2)C SiO 2
17、2.能否依据反应 Na2CO3SiO 2 Na2SiO3CO 2说明 H2SiO3的酸性比 H2CO3强？= = = = =高 温 答案 不能。强酸弱酸盐= =强酸盐弱酸，该规律仅适用于常温下水溶液中进行的反应，而该反应是在高温且熔融态下进行的，只能从化学平衡移动角度去解释反应发生的原因CO2为气体，能及时分离出反应体系，使化学反应向右进行。3.歌曲青花瓷中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆” “色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷所用颜料的成分一直是个谜。近年来科学家才得知古瓷中所用的颜料大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi 2Ox，铜的化合价为2)，其中 x 等于
18、_，硅酸铜钡可用氧化物的形式表示为_。答案 6 BaOCuO2SiO 2硅酸盐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：KAlSi 3O8不能写成K2O Al2O33SiO2，应写成 K2OAl2O36SiO2。12 12题组一 硅和二氧化硅的性质1.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
19、.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 2.24L 气体(标准状况)时，得到 1.4g 硅9答案 CD解析 A 项，二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，与水不反应，故 A 错误；B项，二氧化硅制成的光导纤维，由于其良好的光学特性而被用于制造光缆，故 B 错误；C 项，碳酸的酸性强于硅酸，二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，高温时，能够与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳，故 C 正确；D 项，由方程式 SiO22C Si2CO，可= = = = =高 温 知当生成 2.24 L(标准状况)即 0.1 mol 气体时，得到 0.05
20、mol 即 1.4 g 硅，故 D 正确。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.氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为 Si3N4D.石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能答案 D解析 A 项，氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，能腐蚀玻璃，可用于刻蚀玻璃，故A 正确；B 项，盐酸的酸性强于硅酸，所以向 Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶，故 B 正确；C 项，根据化合物中正负化合价的代数和为 0 的原则，得氮化硅的化学式为Si3N4，故 C 正确；D 项
21、，晶体硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，而不是二氧化硅，故 D 错误。3.下列关于硅的说法不正确的是( )A.硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C.用二氧化硅制取单质硅的反应中硅元素被氧化D.加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属发生反应答案 C解析 A 项，晶体硅的结构与金刚石类似，它是灰黑色有金属光泽的非金属固体，正确；B项，硅在元素周期表中处于金属和非金属的过渡位置，所以晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，正确；C 项，硅元素由4 价变为 0 价，被还原，错误；D项，加
22、热条件下，硅能与一些非金属、氧化物等反应，如硅能与氢气、氧气等非金属发生反应，正确。题组二 无机非金属材料的性能及应用4.(2019苏州教学质量检查)“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，下列有关说法中正确的是( )A.陶瓷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10C.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答案 AC解析 纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料，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、熔点高，C 项正确；沙子的主要成分是 SiO2
23、，黏土的主要成分是硅酸盐，D 项错误。5.下列关于某博物院使用材料相关说法正确的是( )A.展柜使用的钢化玻璃，其主要成分只有 SiO2B.墙体使用的砖瓦、水泥是硅酸盐制品C.陈列的元青花瓷的原料有高岭土Al 2Si2O5(OH)4，也可以表示为 Al2O3SiO2H2OD.展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜，此绿色物质不溶于盐酸答案 B解析 钢化玻璃与普通玻璃的主要成分相同(只是制造的工艺不同)，主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，A 项错误；砖瓦和水泥都是硅酸盐制品，B 项正确；高岭土Al 2Si2O5(OH)4应该表示为 Al2O32SiO22H2O，C 项错误；铜绿是碱式碳酸铜，
24、该物质可以与盐酸反应生成氯化铜而溶解，D 项错误。6.宋代五大名窑分别为：钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是( )A.窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料C.高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物D.陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸碱腐蚀，但是不能用来盛装氢氟酸答案 C解析 不同的金属氧化物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化称为窑变，故 A 正确；新型无机非金属材料主要有先进陶瓷、非晶体材料、人工晶体、无机涂层，无机纤维等，氧化铝陶瓷属于新
25、型无机非金属材料，故 B 正确；瓷器的原料主要是黏土烧结而成，瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，是混合物，故 C 错误；HF能与二氧化硅反应，陶瓷的成分是硅酸盐和二氧化硅，所以陶瓷不能用来盛装氢氟酸，故 D正确。题组三 高纯硅的提取7.高纯度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” 。可以按下列方法制备：SiO2 Si(粗) SiHCl3 Si(纯) C 高 温 HCl 300 过 量 H2 1000 1100下列说法不正确的是( )11A.步骤的化学方程式为：SiO 2C SiCO 2= = = = =高 温 B.步骤中每生成 1molSi，转移
26、 4mol 电子C.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料D.SiHCl3(沸点 33.0)中含有少量的 SiCl4(沸点 67.6)，通过蒸馏(或分馏)可提纯 SiHCl3答案 A解析 A 项，二氧化硅高温下与 C 反应生成 CO 气体，即步骤的化学方程式为：SiO 22CSi2CO，故 A 错误；B 项，步骤中 Si 的化合价降低 4，转移电子数为= = = = =高 温 4 mol，故 B 正确；C 项，高纯硅是半导体，是制造集成电路、太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，故 C 正确；D 项，沸点相差 30 以上的两种液体可以采用蒸馏的方法
27、分离，故 D 正确。8.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl 3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：石 英 砂 焦 炭 高 温 粗 硅 HCl 573K以 上 SiHCl3粗 精 馏 SiHCl3纯 H2 1357K高 纯 硅写出由纯 SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：_。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl 3遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质，写出并配平该反应化学方程式：_；H2还原 SiHCl3过程中若混有 O2，可能引起的后果是_。(2)化学研究性学习小组在探究硅
28、的制取方法时，从资料中查阅到下列信息：.Mg 在高温条件下可与 SiO2反应；.金属硅化物与稀 H2SO4反应生成硫酸盐和 SiH4；.SiH 4在空气中自燃。他们根据信息进行实验，当用足量稀 H2SO4溶解第步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的 63%左右。第步实验发生反应的化学方程式是_。用稀 H2SO4溶解第步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是_。12答案 (1)SiHCl 3H 2 Si3HCl= = = = =1357K SiHCl 33H 2O=H2SiO3H 23HCl 高温条件下，H 2遇 O2发生爆
29、炸(2)2MgSiO 2 2MgOSi、2MgSi Mg2Si= = = = =高 温 = = = = =高 温 硅化镁与稀硫酸反应生成的 SiH4可自燃，即发生反应Mg2Si2H 2SO4=2MgSO4SiH 4，SiH 42O 2=SiO22H 2O解析 (2)类似于镁和二氧化碳的反应，可生成单质硅和氧化镁；在高温条件下，硅还能继续与活泼金属镁化合，发现有爆鸣声和火花，说明生成气体，应为 SiH4。在设计制备纯硅的实验题中，常遇到的知识点(1)高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅：SiO22C Si(粗)2CO= = = = =高 温 (2)粗硅与干燥 HCl 气体反应制得 SiHCl3：Si(
30、粗)3HCl SiHCl3H 2= = = = =高 温 (3)粗硅与干燥 Cl2反应制得 SiCl4：Si(粗)2Cl 2 SiCl4= = = = =高 温 (4)SiHCl3与过量 H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3H 2 Si(纯)3HCl= = = = =高 温 (5)SiCl4与过量 H2在高温下反应制得纯硅：SiCl42H 2 Si(纯)4HCl= = = = =高 温 (6)SiO22Mg 2MgOSi= = = = =高 温 (7)SiHCl3、SiCl 4能与水发生反应：SiHCl33H 2O=H2SiO33HClH 2SiCl43H 2O=H2SiO34HCl(8)S
31、iH4在空气中易自燃：SiH42O 2=SiO22H 2O1.正误判断，正确的打“” ，错误的打“”(1)SiO2熔点高硬度大，所以可用于制光导纤维()(2018江苏，3B)13(2)在给定条件下，能实现 CaCO3 CaO CaSiO3() 高 温 SiO2 高 温(2017江苏，7C)(3)在给定条件下，能实现 SiO2 SiCl4 Si() HClaq H2 高 温(2016江苏，9A)(4)在给定条件下，能实现粗硅 SiCl4 Si() Cl2 高 温 H2 高 温(2015江苏，8A)(5)晶体硅熔点高硬度大，所以可用于制作半导体材料()(2014江苏，4A)(6)甲(SiO 2)、
32、乙(NaOH)、丙(HF)不满足任意两种物质在一定条件下均能发生反应()(2014江苏，8C)(7)二氧化硅不与强酸反应，所以可用石英器皿盛放氢氟酸()(2013江苏，4B)(8)向一定浓度的 Na2SiO3溶液中通入适量 CO2气体，出现白色沉淀，则 H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强()(2012江苏，13C)2.(2016江苏，1)大气中 CO2含量的增加会加剧“温室效应” 。下列活动会导致大气中 CO2含量增加的是( )A.燃烧煤炭供热 B.利用风力发电C.增加植被面积 D.节约用水用电答案 A解析 煤炭燃烧会生成大量 CO2，加剧“温室效应” ，A 正确；风力发电不会产生 CO2
33、，B 错误；增加植被面积，植物会将 CO2转化为 O2，C 错误；节约用水用电，不会增加 CO2的排放，D 错误。一、单项选择题1.化学与社会、生活、科技有着密切的联系，下列说法正确的是( )A.烧制陶瓷和石油的分馏均不涉及化学变化B.明矾常用于水的净化和消毒杀菌C.利用高纯硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能D.航空母舰上用于舰载机降落拦阻索的特种钢缆，属于新型无机非金属材料答案 C14解析 A 项，烧制陶瓷时黏土中的成分在高温下发生复杂的物理化学变化，而石油的分馏是利用物质的沸点高低进行分离的一种实验操作，不涉及化学变化，故 A 错误；B 项，明矾中的 Al3 发生水解生成 Al(O
34、H)3胶体，能够吸附水中的颗粒状杂质，达到净化水的目的，但没有消毒杀菌作用，故 B 错误；C 项，利用高纯硅制造的太阳能电池可将太阳的光能转化为电能，故 C 正确；D 项，航空母舰上用于舰载机降落拦阻索的特种钢缆需要有特别强的韧性和强度，耐高温、抗腐蚀，是一种新型金属材料，故 D 错误。2.近年来美国研究人员合成了光伏电池新型硅材料Si 24。下列相关说法正确的是( )A.Si24是一种新型化合物B.Si24是硅的一种同素异形体C.Si24易与稀硫酸反应生成氢气D.硅太阳能电池供电原理与原电池相同答案 B解析 该物质是一种单质而不是化合物，故 A 错误；Si 24是单质，与硅单质属于同素异形体
35、，故 B 正确；硅的性质稳定，不与稀硫酸反应，故 C 错误；硅太阳能电池供电原理是将太阳能转化为电能，而原电池供电原理是将化学能转化为电能，因此两者原理不同，故 D 错误。3.碳是构成地球生命的一种重要非金属元素，碳单质很早就被人类认识和利用，碳的一系列化合物有机物，更是生命的根本。下列有关说法中正确的是( )A.含碳的化合物数量众多、分布极广B.向空气中大量排放二氧化碳气体会形成酸雨，破坏建筑物C.碳单质有多种不同的存在形式，如金刚石、 12C、 14C、C 60等D.煤、石油属于不可再生资源，天然气、乙醇属于可再生资源答案 A解析 碳是构成有机物的基础元素，有机物的种类繁多，即含碳的化合物
36、数量众多，分布极广，A 项正确；酸雨是 SO2、NO、NO 2等大量排放形成的，B 项错误； 12C、 14C 是碳的两种核素，不是单质，C 项错误；煤、石油、天然气属于不可再生资源，D 项错误。4.硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是( )A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C.反应 Si2NaOHH 2O=Na2SiO32H 2中，Si 为氧化剂D.硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应答案 A解析 由粗硅制备单晶硅的过程一般为 Si SiCl4 SiHCl，都是氧化还原反应， Cl2 H2 B 项错误；硅不能与盐酸反应，D 项错误。5.(20
37、18瑶海区一模)碳和碳的化合物间的部分转化关系如图所示，则下列说法正确的是( )15A.由碳酸转化成 X 一定要在加热条件下进行B.由碳转化为 X 一定发生的是化合反应C.物质 X 一定是二氧化碳D.若使一氧化碳转化成 X，只能通过一氧化碳在空气(或氧气)中燃烧获得答案 C解析 由转化关系图可知，碳酸分解生成二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，故 X 是二氧化碳，碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，C 与少量氧气反应生成 CO，CO 与氧气反应生成二氧化碳，碳酸钙分解生成二氧化碳和 CaO，CaO 与二氧化碳反应生成碳酸钙。6.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
38、是( )A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为 Si3N4B.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 SiO2D.二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为 12答案 D解析 A 项，在氮化硅中 N 元素为3 价，Si 元素为4 价，则化学式为 Si3N4，正确；D 项，在 SiO2晶体中，一个硅原子与周围 4 个氧原子形成 4 个硅氧单键，错误。7.下列说法正确的是( )A.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品B.二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠
39、反应放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸强D.2MgOSiO2中的酸根阴离子为 SiO24答案 B解析 硅酸盐工业产品是用含硅物质为原料，经高温加热制成的产品。A 项，水晶、玛瑙不是硅酸盐工业产品；C 项，只能得出高温下硅酸钠比碳酸钠稳定的结论；D 项，酸根阴离子应为 SiO 。448.硅作为一种新型能源被广泛开发利用，下列关于其有利因素的说法中，不正确的是( )A.硅燃烧的产物对环境产生的污染，容易得到有效控制B.由 Si(s)O 2(g)=SiO2(s) H858.6kJmol 1 可知，硅燃烧放出的热量多C.自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅D.硅便于运输、贮存，从安全角度考虑
40、，硅是最佳的燃料之一答案 C16解析 自然界中的硅均以化合态存在，故不能从自然界中直接获得单质硅。二、不定项选择题9.下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( )A.硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中B.反应Na 2SiO3H 2OCO 2=Na2CO3H 2SiO3，反应Na 2CO3SiO 2 Na2SiO3CO 2，两反应是相互矛盾的，不可能都发生= = = = =高 温 C.普通玻璃、陶瓷、水泥等均属于硅酸盐材料D.祖母绿的主要成分为 Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示为 3BeOAl2O36SiO2答案 CD解析 硅酸钠溶液呈碱性，故不能保存在磨口玻
41、璃塞试剂瓶中，A 项错误；反应是在高温下进行的，CO 2为气体，逸出可使平衡正向移动，促使反应继续进行，B 项错误。10.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 8NaCCl 4SiCl 4=SiC8NaCl。下列说法不正确的是( )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答案 B解析 SiC 和 SiO2中 Si 元素的化合价均为4，A 项正
42、确；SiC 是还原产物，NaCl 是氧化产物，B 项错误；SiO 2制备单质 Si 需加入还原剂，单质 Si 制备 SiCl4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。11.灼热的焦炭与水蒸气反应所得产物为 H2、CO 和少量 CO2，为了检验产物中的 H2和 CO(设气体均被充分吸收)，设计如下实验装置，下列有关说法错误的是( )A.为了实验安全，应先点燃处酒精灯，后点燃处酒精灯B.中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水C.中黑色固体变红色，即可证明产物中一定含有 H2和 CO 中的一种或两种D.若用碱石灰替换无水硫
43、酸铜，也可以达到检验 H2和 CO 的目的答案 AD解析 由图可知，中 C 与水蒸气反应生成 H2、CO 和少量 CO2，实验目的为检验产物中的17H2和 CO，则中 NaOH 溶液可除去 CO2，中浓硫酸干燥气体，中 H2和 CO 均还原 CuO，若无水硫酸铜变蓝，则检验出含有氢气，中澄清石灰水变浑浊可检验出含有 CO，最后处理尾气。12.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溶液的试剂瓶用玻璃塞C.硅胶吸水后可重复再生D.图中所示的转化都是氧化还原反应答案 C解析 SiO 2是酸性氧化物，A 错误；Na 2CO3溶液
44、呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞，B 错误；题图中有的转化不是氧化还原反应，例如 SiO2与 NaOH 溶液的反应，D 错误。三、非选择题13.硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。(1)新型陶瓷 Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法，在 H2的保护下，使 SiCl4与 N2反应生成 Si3N4沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式：_。(2)一种工业用硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物)，已知硅的熔点是 1420，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的主要工艺流程如下：净化 N2和 H2时，铜屑的作用是_
45、，硅胶的作用是_。在氮化炉中发生反应 3SiO2(s)2N 2(g)=Si3N4(s)3O 2(g) H727.5kJmol 1 ，开始时，严格控制氮气的流速以控制温度的原因是_；体系中要通入适量的氢气是为了_。18X 可能是_(填“盐酸” “硝酸” “硫酸”或“氢氟酸”)。(3)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl 3遇水剧烈反应，写出该反应的化学方程式：_。假设每一轮次制备 1mol 纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应中 HCl 的利用率为90%，反应中 H2的利用率为 93.75%。则在第二轮次的生产中，补充投入 HCl 和 H2的物质的量之比是_。答案 (1)3SiCl 42N 26H 2=Si3N412HCl(2)除去原料气中的氧气 除去生成的水蒸气该反应是放热反应，防止局部过热，
