資源簡介

(共78張PPT)
第三節　無機非金屬材料
第五章
1.了解傳統無機非金屬材料的原料、成分、性能及其在生產中的應用。
2.了解硅、二氧化硅的結構、性質及其在生產中的應用。
3.知道幾種常見的新型無機非金屬材料的成分及在生產中的應用。
核心素養
發展目標
一、硅酸鹽材料
二、新型無機非金屬材料
課時對點練
內容索引
隨堂演練　知識落實
硅酸鹽材料
一
1.無機非金屬材料
從組成上看，許多無機非金屬材料含有_______等元素，具有_______、_______、_______等特點，以及特殊的_____、_____等性能。
硅、氧
耐高溫
抗腐蝕
硬度高
光學
電學
2.常見的硅酸鹽材料
陶瓷 普通玻璃 普通水泥
原料 ______ ______________ ______________ ____________ 主要原料：________
_____
輔料：適量的石膏
設備 陶瓷窯 ________ ____________
主要成分 含水的鋁硅酸鹽 ________________ _______________ ______________ —
純堿(Na2CO3)、
石灰石(CaCO3)、
石灰石、
黏土
玻璃窯
水泥回轉窯
石英砂(SiO2)
硅酸鈉(Na2SiO3)、
硅酸鈣(CaSiO3)、
二氧化硅(SiO2)
黏土
性能 耐高溫、硬度大、耐腐蝕、性質穩定 透光性好、硬度大、無固定熔點 遇水逐漸變硬(水硬性)，硬化后性質穩定
用途 建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛生潔具等 建筑材料、光學儀器、各種器皿、制造玻璃纖維等 大量用于建筑和水利工程
【思考1】　普通玻璃以純堿、石灰石和石英砂為原料，經混合、粉碎，在玻璃窯中熔融，發生復雜的物理和化學變化而制得。寫出其中發生反應的化學方程式。
【思考2】　為什么陶瓷、玻璃、水泥都具有硬度高、難溶于水、耐高溫、耐腐蝕等特點？
提示　在硅酸鹽中，Si和O構成了硅氧四面體(結構如圖所示)：
硅氧四面體結構的特殊性，決定了硅酸鹽材料大多具有
硬度高、難溶于水、耐高溫、耐腐蝕等特點。
應用體驗
1.判斷正誤
(1)漢代燒制出的“明如鏡、聲如磬”的陶瓷，其主要原料是黏土
(2)傳統無機非金屬材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分都是硅酸鹽
(3)玻璃和水泥生產中都發生復雜的物理和化學變化
(4)陶瓷、玻璃、水泥的生產都需要在高溫下進行
√
√
√
√
應用體驗
2.硅酸鈉(俗名泡花堿)是一種最簡單的硅酸鹽，硅酸鈉易溶于水，其水溶液俗稱水玻璃，具有黏結力強、耐高溫等特性，常用作黏合劑和防火劑。
(1)硅酸鈉溶液與鹽酸反應生成硅酸(H2SiO3)沉淀，其離子方程式是____________________。
(2)過量的二氧化碳通入硅酸鈉溶液中，反應的離子方程式是________
_____________________________。
應用體驗
3.(2023·日照高一月考)“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關說法正確的是
A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品
B.制水泥的原料為純堿、石灰石和石英砂
C.硅酸鹽制品的性質穩定、耐高溫
D.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽
√
陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品，A項錯誤；
純堿、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項錯誤；
硅酸鹽制品性質穩定、耐高溫，C項正確；
沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸鹽，D項錯誤。
硅酸(H2SiO3)的性質
(1)難溶于水的弱酸，其酸性不能使石蕊溶液變紅；
(2)與堿反應：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O；
(3)不穩定，受熱易分解：H2SiO3 H2O＋SiO2。
歸納總結
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新型無機非金屬材料
二
1.硅和二氧化硅
(1)硅
硅元素位于元素周期表第___周期、第____族，處于金屬與非金屬的過渡位置。其單質的導電性介于導體與絕緣體之間，是應用最廣泛的_______材料。
(2)粗硅的制備
工業上用焦炭還原石英砂可以制得含少量雜質的粗硅，化學方程式：_____________________。
三
ⅣA
半導體
【思考1】　高純度單晶硅是典型的無機非金屬材料，又稱“半導體”材料，它的發現和使用曾引起計算機的一場“革命”。它可以按下列方法制備：
其中涉及的主要反應的化學方程式是什么？
【思考2】　閱讀情景素材，回答下列問題：
素材1　SiO2是一種酸性氧化物，能與強堿溶液反應。例如，SiO2與NaOH溶液反應可生成Na2SiO3。
素材2　氫氟酸是HF的水溶液，可與SiO2發生反應生成SiF4氣體和水，可以用氫氟酸溶蝕玻璃生產磨砂玻璃。
(1)SiO2既能與NaOH溶液反應，也能與氫氟酸反應，能認為SiO2屬于兩性氧化物嗎？
提示　SiO2不屬于兩性氧化物。兩性氧化物指既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的氧化物。SiO2能與氫氟酸反應，但并不生成鹽和水。
(2)能否用玻璃試劑瓶盛放氫氟酸？若不能，寫出化學方程式，簡述理由。
提示　不能，玻璃中含有二氧化硅，能被氫氟酸腐蝕，發生反應的化學方程式為SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
(3)為什么不能用磨口玻璃塞的試劑瓶盛放氫氧化鈉溶液？
提示　NaOH能與磨口玻璃塞中的SiO2反應，生成具有黏性的Na2SiO3，把瓶塞與瓶口黏結在一起。
(4)SiO2屬于酸性氧化物，能否用SiO2與水直接反應制取H2SiO3？由SiO2如何來制取H2SiO3？用化學方程式表示。
提示　不能，因為SiO2與水不反應。 。化學方程式為SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3＋H2O＋CO2 ===Na2CO3＋H2SiO3↓。
SiO2的性質
歸納總結
(3)硅和二氧化硅的用途
①高純硅用于制造_____和_____________。
②_________用于生產光導纖維。
芯片
硅太陽能電池
二氧化硅
2.新型陶瓷
新型陶瓷在組成上不再限于傳統的硅酸鹽體系，在光學、熱學、電學、磁學等方面具有很多新的特性和功能。
新型材料 成分 性能 主要應用
金剛砂 ____________ 硬度__、耐____、抗氧化 砂紙和砂輪的磨料、耐高溫半導體材料等
高溫結構陶瓷 _______、_______或某些金屬氧化物 耐____、抗氧化、耐_____ 火箭和汽車發動機、高溫電極材料等
碳化硅(SiC)
大
高溫
碳化硅
氮化硅
高溫
腐蝕
壓電陶瓷 _______、______等 能實現_____能與___能的相互轉化 濾波器、揚聲器、超聲波探傷器和點火器等
透明陶瓷 _______、_______等氧化物透明陶瓷；_______、______等非氧化物透明陶瓷 具有優異的光學性能、耐高溫、_______好 高壓鈉燈、激光器、高溫探測窗等
超導陶瓷 — 某一臨界溫度下具有超導性 可用于電力、交通、醫療等領域
鈦酸鹽
鋯酸鹽
機械
電
氧化鋁
氧化釔
氮化鋁
氟化鈣
絕緣性
3.碳納米材料
碳納米材料主要包括_______、_________、_______等，廣泛應用于能源、信息、醫藥等領域。
新型材料 結構 性能 用途
富勒烯 由_______構成的一系列籠形分子的總稱，如____ — 制碳納米材料
富勒烯
碳納米管
石墨烯
碳原子
C60
碳納米管 由_________卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑 比表面積大，有相當高的_____和優良的_____性能 生產復合材料、電池和傳感器等
石墨烯 只有____________ __厚度的單層石墨 電阻率___、熱導率__，具有很高的強度 光電器件、超級電容器、電池、復合材料等
石墨片層
強度
電學
一個碳原子直
徑
低
高
應用體驗
1.判斷正誤
(1)晶體硅熔點高、硬度大，故可用作半導體材料
(2)石英砂可用于生產單晶硅
(3)二氧化硅是酸性氧化物，所以能溶于水且可與水反應生成硅酸
(4)氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料
(5)向硅酸鈉溶液中通入適量CO2，出現白色沉淀，證明碳的非金屬性強于硅
×
√
×
√
√
應用體驗
2.下列有關硅及其化合物的說法正確的是
A.在粗硅的制取中發生反應：2C＋SiO2 2CO↑＋Si，Si被還原，
所以C的還原性大于Si
B.Na2SiO3屬于鹽，不屬于堿，所以Na2SiO3溶液可以保存在帶磨口玻
璃塞的試劑瓶中
C.用SiO2制取硅酸，應先使SiO2與NaOH溶液反應，然后通入CO2
D.由Na2CO3＋SiO2 CO2↑＋Na2SiO3可知，H2SiO3的酸性大于
H2CO3
√
Si與C同主族，Si的還原性比C的強，但在高溫下能發生反應：2C＋SiO2 2CO↑＋Si，A項錯誤；
不能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶盛放Na2SiO3溶液，因為Na2SiO3溶液本身是一種黏合劑，B項錯誤；
SiO2是酸性氧化物，但不能與水反應，所以制取硅酸可用可溶性硅酸鹽與CO2或鹽酸反應：Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓、Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，C項正確；
Na2CO3與SiO2在高溫下的反應與對應酸的酸性強弱無關，該反應說明硅酸鹽在高溫下比碳酸鹽更穩定，D項錯誤。
應用體驗
3.(2023·云南紅河高一期中)現代社會的發展與進步離不開材料，下列說法錯誤的是
A.碳化硅是一種新型陶瓷材料，具有耐高溫、耐磨的特點
B.晶體硅是一種半導體材料，常用于制造光導纖維
C.制普通玻璃的原料主要成分是純堿、石灰石和石英砂
D.石墨烯是一種新型無機非金屬材料，具有高電導率的特點
√
碳化硅(SiC)是一種新型無機非金屬材料，熔點高、硬度大，具有耐高溫、耐磨的特點，A正確；
晶體硅是一種半導體材料，常用于制造芯片，二氧化硅用于制作光導纖維，B錯誤；
制普通玻璃的原料主要成分是純堿、石灰石和石英砂，普通玻璃的成分為硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅，C正確；
石墨烯是一種新型無機非金屬材料，導電性強，具有高電導率的特點，D正確。
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隨堂演練　知識落實
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1.陶瓷是火與土的結晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質與化學有著密切的關系。下列說法錯誤的是
A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵
B.聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經高溫燒結而成
C.陶瓷是應用較早的人造材料，主要化學成分是硅酸鹽
D.陶瓷化學性質穩定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優點
隨堂演練
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隨堂演練
“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色與氧化亞鐵有關，而氧化鐵顯紅色，A項錯誤；
陶瓷以黏土為原料，經高溫燒制而成，屬于人造材料，主要成分是硅酸鹽，C項正確；
陶瓷的主要成分是硅酸鹽，硅酸鹽中硅元素處于最高價態，化學性質穩定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優點，D項正確。
4
2.(2023·遼寧大連高一期中)2021年，中國航天不斷創造奇跡，“天問一號”著陸火星，“嫦娥五號”采回月壤，騰飛的中國離不開化學，化學與環境、材料、信息、能源關系密切，推動著人類社會的進步和發展。下列說法不正確的是
A.“天問一號”所用的太陽能電池帆板，其主要材料是硅
B.中國空間站使用石墨烯存儲器，所用材料石墨烯屬于無機非金屬材料
C.SO2可用來漂白紙漿，也能作食品添加劑
D.5G技術中使用的通信光纜不與任何酸堿反應
隨堂演練
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隨堂演練
SO2雖然有毒，但食品中添加適量的二氧化硫可以起到防腐、抗氧化等作用，在一定范圍內可以用作食品添加劑，C正確；
光纜主要成分為二氧化硅，常溫下，二氧化硅與氫氟酸、氫氧化鈉反應，D錯誤。
4
3.(2023·西安第八十五中學高一期中)下列溶液的存放不能使用磨口玻璃塞的是
①氫氟酸?、贜aHSO4?、跭NO3　④石灰水?、軨uSO4?、轓aOH　
⑦Na2SiO3
A.④⑧⑦ B.①④⑥⑦
C.①③⑤ D.①④⑥
隨堂演練
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隨堂演練
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氫氟酸與二氧化硅反應生成四氟化硅和水，所以HF不能使用磨口玻璃塞，①符合題意；
NaHSO4、KNO3與二氧化硅不反應，可以使用磨口玻璃塞，②③不符合題意；
石灰水中的氫氧化鈣溶液顯堿性，能和二氧化硅反應，不能使用磨口玻璃塞，④符合題意；
CuSO4與二氧化硅不反應，可以使用磨口玻璃塞，⑤不符合題意；
4
隨堂演練
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NaOH與二氧化硅反應生成黏性的硅酸鈉，導致玻璃塞和試劑瓶黏結在一起而打不開，所以氫氧化鈉溶液不能使用磨口玻璃塞，⑥符合題意；
黏性的硅酸鈉，會導致玻璃塞和試劑瓶黏結在一起而打不開，不能使用磨口玻璃塞，⑦符合題意。
4
隨堂演練
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4.(2022·天津耀華中學高一期末)芯片主要由單晶硅構成，如圖是硅及其化合物的“價—類”二維圖，根據要求完成下列化學(或離子)方程式。
4
(1)利用焦炭在電爐中還原二氧化硅的化學方程式為__________________
____。
＋Si
(2)利用氫氟酸刻蝕玻璃的化學方程式為__________________________。
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
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隨堂演練
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(3)硅酸鈉與強酸反應轉化為硅酸的離子方程式為____________________。
(4)二氧化硅與燒堿溶液反應的化學方程式為________________________
______。
(5)石英與石灰石在玻璃熔爐里加強熱發生反應的化學方程式為________
____________________。
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3
＋H2O
CaCO3＋
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課時對點練
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對點訓練
題組一　硅酸鹽材料
1.(2023·湖南郴州高一統考學業考試)隨著科學技術的發展，無機非金屬材料突破了傳統的硅酸鹽體系。下列物質中不屬于硅酸鹽材料的是
A.水泥 B.普通玻璃
C.石墨烯 D.陶瓷
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對點訓練
水泥是以石灰石和黏土為原料，再與其他輔料經混合、研磨后在水泥回轉窯中煅燒，經過復雜的變化得到的，屬于傳統的硅酸鹽材料，故A不符合題意；
普通玻璃是以純堿、石灰石和石英砂為原料，經過復雜的物理和化學變化得到的以硅酸鈣、硅酸鈉和二氧化硅為主要成分的傳統的硅酸鹽材料，故B不符合題意；
石墨烯是只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨，屬于新型無機非金屬材料，故C符合題意；
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對點訓練
陶瓷是以黏土為主要原料，經高溫燒結而成的，屬于傳統的硅酸鹽材料，故D不符合題意。
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對點訓練
2.下列關于硅酸鹽材料的說法錯誤的是
A.生活中常見的硅酸鹽材料有玻璃、水泥、陶瓷
B.普通玻璃的主要成分是二氧化硅
C.陶瓷的主要原料是黏土
D.硅酸鹽水泥以石灰石和黏土為主要原料
√
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普通玻璃的主要成分為Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。
15
3.下列關于水玻璃的性質和用途的敘述不正確的是
A.水玻璃是一種礦物膠，既不燃燒也不受腐蝕
B.在建筑工業上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料
C.木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒
D.水玻璃的化學性質穩定，在空氣中不易變質
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對點訓練
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對點訓練
水玻璃為硅酸鈉的水溶液，其化學性質穩定，但可與空氣中的二氧化碳反應生成硅酸沉淀。
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題組二　新型無機非金屬材料
4.(2023·濟南高一期末)我國火星探測器“天問一號”上使用了重量輕、強度高、剛性好、寬溫度范圍下尺寸穩定的新型SiC增強鋁基復合材料。下列說法錯誤的是
A.SiC是一種新型硅酸鹽材料
B.SiC俗稱金剛砂，具有類似金剛石的結構
C.SiC中的碳原子和硅原子通過共價鍵連接
D.SiC具有優異的耐高溫抗氧化性能
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對點訓練
SiC屬于新型陶瓷，不屬于硅酸鹽材料，A錯誤；
碳化硅俗稱金剛砂，具有類似金剛石的結構，熔、沸點高，硬度大，可用于制造耐高溫、抗氧化的新型陶瓷，B、D正確；
SiC屬于共價化合物，碳原子和硅原子通過共價鍵連接，C正確。
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對點訓練
5.(2022·杭州高一調研)碳納米管是由石墨烯卷曲成的單層或多層的直徑為2～20 nm的中空管狀結構。下列說法不正確的是
A.碳納米管是一種膠體
B.石墨烯卷成管狀結構發生了化學變化
C.石墨烯和碳納米管互為同素異形體
D.根據碳納米管的形狀可推測它可以用作催化劑的載體
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對點訓練
膠體是分散系，是混合物，而碳納米管是純凈物，不是膠體，A錯誤；
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石墨烯卷成管狀結構變為碳納米管發生了化學變化，B正確；
石墨烯和碳納米管是碳元素的兩種不同的單質，兩者互為同素異形體，C正確；
碳納米管有較大的表面積，可以用作催化劑的載體，D正確。
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6.下列有關硅及其化合物的說法正確的是
A.硅在自然界中以游離態和化合態兩種形式存在
B.硅晶體是良好的半導體，可用于制造光導纖維
C.氫氟酸要存放在塑料瓶中
D.SiO2對應的水化物是可溶性弱酸
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對點訓練
硅是親氧元素，在自然界中只能以化合態形式存在，A不正確；
硅晶體能夠導電，是良好的半導體，光導纖維是由二氧化硅制得的，B不正確；
玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能與氫氟酸發生反應，所以氫氟酸要存放在塑料瓶中，C正確。
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7.(2023·安徽阜陽高一檢測)下列表述正確的是
A.SiO2既能和NaOH溶液反應，又能和氫氟酸反應，所以SiO2屬于兩性氧
化物
B.因為Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強
C.CO2和SiO2都能與碳反應，且都作氧化劑
D.CO2和SiO2都是由分子構成的化合物，所以兩者物理性質相似
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二氧化硅與HF反應不生成鹽，則二氧化硅不是兩性氧化物，A錯誤；
CO2與碳反應生成一氧化碳，二氧化碳中碳的化合價降低是氧化劑，SiO2與碳反應生成一氧化碳和硅，二氧化硅中硅元素化合價降低是氧化劑，C正確；
CO2是由分子構成的化合物，SiO2是由原子構成的化合物，二者物理性質不同，D錯誤。
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8.除去二氧化硅中混有的少量生石灰和石灰石，有如下操作：①加水溶解?、诩铀蠓小、圻^濾　④加稀鹽酸　⑤加稀硫酸，正確的操作順序是
A.①③ B.④③ C.⑤③ D.②③
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稀鹽酸與CaO、CaCO3反應生成CaCl2溶液，然后過濾得到SiO2固體。注意不能選用稀硫酸，因CaSO4微溶，不易分離出SiO2。
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9.下列有關硅及其化合物的說法正確的是
A.陶瓷、玻璃、水泥容器都能貯存氫氟酸
B.硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質反應
C.木材浸過水玻璃后，不易著水
D.所有的硅酸鹽都難溶于水
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陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸鹽，其含有的SiO2能與氫氟酸反應，A項錯誤。
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A.SiO2可用于制造光導纖維
B.步驟Ⅱ的反應是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4
C.步驟Ⅱ中的稀硫酸可用CO2替代
D.若在實驗室中完成步驟Ⅲ，一般在蒸發皿中進行
10.(2023·威海高一期中)由粗SiO2制備純SiO2的流程如圖所示，下列說法不正確的是
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綜合強化
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步驟Ⅱ中硅酸鈉和稀硫酸反應生成硅酸沉淀，化學方程式是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4，B項正確；
碳酸的酸性強于硅酸，因此步驟Ⅱ中的稀硫酸可用CO2替代，C項正確；
若在實驗室中完成步驟Ⅲ，一般在坩堝中進行，蒸發皿不能用于灼燒固體，D項錯誤。
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綜合強化
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11.(2023·安陽高一期中)Ca3SiO5(可看作CaSiO3·2CaO)是硅酸鹽水泥的主要成分之一，其相關性質的下列說法不正確的是
A.具有吸水性，需要密封保存
B.可發生反應：Ca3SiO5＋4NH4Cl CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O
C.能與CO2反應生成新鹽
D.與足量鹽酸作用，所得固體產物為SiO2
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綜合強化
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Ca3SiO5能與水反應，表現出吸水性，為防止吸水變硬需要將硅酸鹽水泥密封保存，A正確；
Ca3SiO5可寫成CaSiO3·2CaO，NH4Cl屬于酸性物質，Ca3SiO5和NH4Cl可發生反應：Ca3SiO5＋4NH4Cl CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O，B正確；
碳酸的酸性比硅酸強，當二氧化碳通入Ca3SiO5溶液中時，發生反應：3CO2＋H2O＋Ca3SiO5===3CaCO3＋H2SiO3，C正確；
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根據強酸制取弱酸規律可知，Ca3SiO5與足量鹽酸反應的化學方程式為Ca3SiO5＋6HCl===3CaCl2＋H2SiO3＋2H2O，則所得固體產物主要為H2SiO3，D錯誤。
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綜合強化
12.氮化硅(Si3N4)是一種重要的高溫結構陶瓷材料，用石英砂和原料氣(含N2和少量O2)制備Si3N4的操作
流程如圖(粗硅中含少量Fe、Cu的
單質及化合物)：
下列敘述不正確的是
A.“還原”反應的化學方程式為SiO2＋2C Si＋2CO↑
B.粗硅提純所得的高純硅是制造光導纖維的材料
C.“操作X”可將原料氣通過灼熱的銅網
D.“稀酸Y”可選用稀硝酸
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√
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“還原”反應是用焦炭把二氧化硅還原為粗硅，反應的化學方程式為SiO2＋2C Si＋2CO↑，
故A正確；
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綜合強化
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粗硅提純所得的高純硅是制造芯片的材料，故B錯誤；
“操作X”是除去氮氣中的少量氧氣，可將原料氣通過灼熱的銅網，故C正確；
粗硅中含少量Fe、Cu的單質及化合物，硝酸能溶解Fe、Cu，所以“稀酸Y”可選用稀硝酸，故D正確。
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13.硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質量的90%以上。
(1)下列物質不含有硅酸鹽的是___(填字母)。
A.陶瓷 B.玻璃
C.水泥 D.生石灰
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綜合強化
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D
生石灰是CaO，為堿性氧化物且不含Si，不含有硅酸鹽。
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(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為______________________________，工藝師常用_______(填物質名稱)來雕刻玻璃。
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綜合強化
SiO2與NaOH溶液反應的化學方程式為SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氫氟酸，因此工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃。
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SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
氫氟酸
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(3)用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作_______。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應制得，高溫熔融純堿時下列坩堝可選用的是___ (填字母)。
A.普通玻璃坩堝 B.石英玻璃坩堝 C.氧化鋁坩堝 D.鐵坩堝
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綜合強化
Na2SiO3水溶液又稱“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火劑。SiO2和Na2CO3在高溫下反應生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應，故不能用以上材質的坩堝熔融純堿。
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防火劑
D
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(4)工業上常利用反應2C＋SiO2 Si＋2CO↑制備硅單質，該反應中所含元素化合價升高的物質是___(填化學式，下同)，氧化劑是_____。
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該反應中C被氧化，SiO2中＋4價的硅元素被還原，因此SiO2作氧化劑。
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C
SiO2
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綜合強化
14.某實驗小組設計了如圖裝置探究焦炭還原二氧化硅。
已知：PdCl2溶液可用于檢驗CO，反應的化學方程式為CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋2HCl＋Pd↓(產生黑色金屬鈀粉末，使溶液變渾濁)。
(1)實驗時要通入足夠長時間的N2，其原因
是__________________________________
_________________。
(2)裝置B的作用是____________________。
排盡裝置中的O2、CO2、水蒸氣，避免
其對實驗產生干擾
作安全瓶，防止倒吸
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(3)裝置C、D中所盛試劑分別為__________、_________，若裝置C、D中溶液均變渾濁，且經檢測兩氣體產物的物質的量相等，則該反應的化學方程式為_________________
____________________。
PdCl2溶液
澄清石灰水
2CO2↑＋2CO↑＋3Si
根據元素守恒，碳與二氧化硅反應可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C裝置用來檢驗有沒有二氧化碳，D裝置用來檢驗一氧化碳，所以裝置C、D中所盛試劑分別為澄清石灰水、PdCl2溶液。
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(4)該裝置的缺點是________________。
一氧化碳有毒，不能排放到空氣中。
無尾氣吸收裝置
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綜合強化
(5)設計實驗證明碳酸的酸性比硅酸的強：__________________________
___________。
驗證碳酸、硅酸的酸性強弱，先將產生的CO2氣體通過飽和碳酸氫鈉溶液除去混有的雜質氣體，然后再通入硅酸鈉溶液發生反應CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓，說明酸性：H2CO3>H2SiO3。
向Na2SiO3溶液中通入CO2氣體，
溶液變渾濁
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15.硅藻土由無定形的SiO2組成，含有少量Fe2O3、Al2O3及有機物等雜質。工業上按如圖流程用硅藻土制備納米二氧化硅。
(1)煅燒硅藻土的目的是______________。
除去有機雜質
硅藻土中含有少量Fe2O3、Al2O3及有機物等雜質，除去有機雜質可以采用煅燒的方法。
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(2)在加熱條件下加入燒堿時主要反應的化學方程式為________________
______________。
Na2SiO3＋H2O
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(3)加入過量硫酸后生成膠體的化學方程式為________________________
______________。
Na2SiO3＋H2SO4===Na2SO4
＋H2SiO3(膠體)
化學反應遵循強酸制弱酸的規律，所以H2SO4能和Na2SiO3反應，化學方程式為Na2SiO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2SiO3(膠體)。
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綜合強化
(4)工藝師常用_______(填物質名稱)來雕刻玻璃，該反應的化學方程式為___________________________。
(5)許多人喜歡佩戴玉石飾品，玉石的主要成分基本都屬于硅酸鹽，例如和田玉(Ca2Mg5H2Si8O24)可表示為復雜氧化物形式2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，則南陽玉(CaAl2Si2O8)表示為復雜氧化物形式是________________。
氫氟酸
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
CaO·Al2O3·2SiO2
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