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(共34張PPT)
第24講　硅　無機非金屬材料
1.掌握硅和二氧化硅的性質及應用，了解高純硅的制備。
2．知道無機非金屬材料等常見材料類型，結合實例認識材料組成、性能及應用的聯系。
考點一
考點二
考點一
1.硅單質
(1)存在：硅單質主要有晶體和無定形兩大類。
(2)硅的工業制法及提純
涉及的化學方程式：
①_________________________________________________________；
②_________________________________________________________；
③_________________________________________________________。
(3)用途：①良好的半導體材料；②太陽能電池；③計算機芯片。
SiO2＋2CSi＋2CO↑
Si＋2Cl2SiCl4
SiCl4＋2H2Si＋4HCl
2．二氧化硅
(1)存在：普通沙(細小的石英晶體)和水晶(純石英，無色透明晶體)。
(2)物理性質：熔點高，硬度大，難溶于水。
(3)化學性質
寫出下列反應的化學方程式
①SiO2與燒堿反應：________________________________________。
②SiO2與碳酸鈣反應：SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑。
③SiO2與氧化鈣反應：SiO2＋CaOCaSiO3。
④SiO2與氫氟酸反應：_______________________________________。
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(4)用途：光導纖維、光學儀器、電子部件等。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．12C、13C、14C是碳的三種同素異形體：
___________________________________________________________。
2．金剛石和石墨由相同的元素組成，因此它們具有相同的性質：
___________________________________________________________。
3．Si是半導體材料，可用于制作太陽能電池：
___________________________________________________________。
4．SiO2與NaOH溶液反應生成鹽和水，也可以和氫氟酸反應，所以SiO2是兩性氧化物：
___________________________________________________________。
錯誤。12C、13C、14C是碳的三種同位素。
錯誤。金剛石和石墨互為同素異形體，化學性質相似，物理性質不同。
正確。
錯誤。SiO2與氫氟酸反應SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O無鹽生成，故SiO2是酸性氧化物。
【教考銜接】
典例 [2023·湖北卷，3]工業制備高純硅的主要過程如下：
下列說法錯誤的是(　　)
A．制備粗硅的反應方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑
B．1 mol Si含Si—Si鍵的數目約為4×6.02×1023
C．原料氣HCl和H2應充分去除水和氧氣
D．生成SiHCl3的反應為熵減過程
答案：B
解析：SiO2和C在高溫下發生反應生成Si和CO，因此，制備粗硅的反應方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑，A說法正確；在晶體硅中，每個Si與其周圍的4個Si形成共價鍵并形成立體空間網狀結構，因此，平均每個Si形成2個共價鍵， 1 mol Si含Si—Si鍵的數目約為2×6.02×1023，B說法錯誤；H2在高溫下遇到氧氣能發生反應生成水，且其易燃易爆，其與SiHCl3在高溫下反應生成硅和HCl，因此，原料氣HCl和H2應充分去除水和氧氣 ，C說法正確；Si＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)，該反應是氣體分子數減少的反應，因此，生成SiHCl3的反應為熵減過程，D說法正確；綜上所述，本題選B。
【師說·延伸】　硅及其常見化合物之間的轉化
【對點演練】
考向一　硅和二氧化硅的性質
1．二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
①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
②SiO2＋2CSi＋2CO↑ ③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
④Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑⑤SiO2＋3CSiC＋2CO↑
其中正確的是(　　)
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符合用難揮發性的酸酐制取易揮發性的酸酐的道理
e．反應⑤中SiO2未參加氧化還原反應
A．ace B．bde
C．cde D．ab
答案：B
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、c判斷錯誤；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中碳的化合價由0價變為－4和＋2價，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判斷也正確。
2．化學研究性學習小組在探究硅的制取方法時，從資料查閱到下列信息：
Ⅰ.Mg在高溫條件下可與SiO2反應；
Ⅱ.金屬硅化物與稀H2SO4反應生成硫酸鹽和SiH4；
Ⅲ.SiH4在空氣中自燃。
他們根據信息進行實驗，當用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步實驗獲得的固體產物時，發現有爆鳴聲和火花；然后過濾、洗滌、干燥；最后稱量、計算，測得其產率只有預期值的63%左右。
①第Ⅰ步實驗發生反應的化學方程式是
___________________________________________________________。
2Mg＋SiO22MgO＋Si、2Mg＋SiMg2Si
②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步實驗獲得固體產物時，產生爆鳴聲和火花的原因是
___________________________________________________。
硅化鎂與稀硫酸反應生成的SiH4可自燃，即發生反應
Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，
SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O
考向二　高純硅的制備
3．制備硅半導體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當前制備高純硅的主要方法，生產過程示意圖如下：
(1)寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學反應方程式：
___________________________________________________________。
(2)整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，寫出配平的化學反應方程式：________________________________；H2還原SiHCl3過程中若混有O2，可能引起的后果是
_____________________________________________。
SiHCl3＋H2Si＋3HCl
SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl
高溫下，H2遇O2發生爆炸
考點二
1.常見硅酸鹽材料比較
2.玻璃生產中的兩個重要反應：
Na2CO3＋SiO2____________________；
CaCO3＋SiO2____________________。
水泥 玻璃 陶瓷
生產原料 石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英 黏土
主要設備 水泥回轉窯 玻璃窯 陶瓷窯
Na2SiO3＋CO2↑
CaSiO3＋CO2↑
3．新型無機非金屬材料
(1)高溫結構陶瓷，如SiC、BN、Si3N4、Al2O3等。
(2)碳納米材料
①類型：富勒烯、碳納米管、石墨烯等。
②用途：在能源、信息、醫藥等領域有廣闊的應用前景。
(3)特殊功能的含硅材料
①碳化硅共價晶體，具有金剛石結構，可用作磨料。
②含硅元素4%的硅鋼具有導磁性。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽：
___________________________________________________________。
2．碳化硅俗稱金剛砂，它可用于高溫結構陶瓷的制作：
___________________________________________________________。
3．壓電陶瓷能實現機械能與電能的相互轉化：
___________________________________________________________。
4．玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品：
___________________________________________________________。
錯誤。沙子的主要成分為二氧化硅。
正確。
正確。
錯誤。使用陶瓷比使用玻璃早。
【教考銜接】
典例1 [2022·河北卷，1]定窯是宋代五大名窯之一，其生產的白瓷聞名于世。下列說法正確的是(　　)
A．傳統陶瓷是典型的絕緣材料
B．陶瓷主要成分為SiO2和MgO
C．陶瓷燒制的過程為物理變化
D．白瓷的白色是因鐵含量較高
答案：A
解析：陶器瓷器是用黏土等無機非金屬礦物為原料制作而成的，陶瓷是良好的絕緣體，傳統陶瓷是典型的絕緣材料，常用于高壓變壓器的開關外包裝和器件，故A正確；陶瓷的主要成分為硅酸鹽，而不是氧化物，因此主要成分不是SiO2和MgO，故B錯誤；陶瓷燒制過程發生復雜的物理、化學反應，有新物質生成，屬于化學變化，故C錯誤；Fe2＋、Fe3＋和鐵的氧化物均有顏色，白瓷的白色是因為鐵含量較低甚至幾乎不含，故D錯誤；故選A。
典例2 [2020·浙江7月，24]Ca3SiO5是硅酸鹽水泥的重要成分之一，其相關性質的說法不正確的是(　　)
A．可發生反應：Ca3SiO5+4NH4ClCaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能與SO2反應生成新鹽
D．與足量鹽酸作用，所得固體產物主要為SiO2
答案：D
解析：加熱時氯化銨分解生成HCl和氨氣，HCl與Ca3SiO5反應得到硅酸鈣、氯化鈣和水，A項正確；水泥吸水會變硬，需密封保存，B項正確；Ca3SiO5能與二氧化硫反應得到亞硫酸鈣，C項正確；由分析可知，Ca3SiO5與足量鹽酸反應得到H2SiO3沉淀， D項錯誤。
【對點演練】
考向一　傳統無機非金屬材料
1．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．反應器中發生的反應為氧化還原反應
答案：A
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也是＋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，反應器中發生的反應為SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，此反應沒有元素化合價的變化，屬于非氧化還原反應，錯誤。
2．世博會中國館——“東方之冠”由鋼筋、混凝土、7 000多塊鋁板和1 200多塊玻璃等建成。
(1)鋁板易被燒堿腐蝕，玻璃易被氫氟酸腐蝕，原因分別為：___________________________________、
_________________________________(用化學方程式表示)。
(2)生產硅酸鹽水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是________。制備普通玻璃的主要反應方程式為
___________________________________________________________(任寫一個)。
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
石灰石
Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑(或CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑)
(3)石英玻璃化學穩定性強、膨脹系數小，是一種特殊玻璃，石英玻璃的主要成分是________(填化學式)。
(4)要將NaOH高溫熔化，下列坩堝中可選用的是________(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
SiO2
D
考向二　新型無機非金屬材料
3．新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成為物理、化學、材料科學研究的國際熱點課題。其結構模型如圖所示：
下列有關說法正確的是(　　)
A．石墨烯是一種新型化合物
B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物
C．二者和石墨都是碳的同素異形體
D．氧化石墨烯具有一定的親水性
答案：D
解析：石墨烯是碳的單質，A錯誤；氧化石墨烯含有氫元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素異形體，B、C錯誤；由于氧化石墨烯結構中含有羥基和羧基等親水基團，所以它具有一定的親水性，D正確。
4．氮化硅可用作高溫結構陶瓷復合材料，在航空航天、汽車發動機、機械等領域有著廣泛的應用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如圖所示：
其中—NH2中各元素的化合價與NH3相同。
請回答下列問題：
(1)石英砂不能與堿性物質共同存放，以NaOH為例，用化學方程式表示其原因：
______________________________________________。
(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應的是________(填序號)。
(3)在反應⑤中，3 mol Si(NH2)4在高溫下加熱可得1 mol氮化硅粉末和8 mol A氣體，則氮化硅的化學式為________。
(4)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應的化學方程式：
______________________________。
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
①②
Si3N4
3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl第24講　硅　無機非金屬材料
1.掌握硅和二氧化硅的性質及應用，了解高純硅的制備。
2．知道無機非金屬材料等常見材料類型，結合實例認識材料組成、性能及應用的聯系。
考點一　硅和二氧化硅
1.硅單質
(1)存在：硅單質主要有晶體和無定形兩大類。
(2)硅的工業制法及提純
涉及的化學方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(3)用途：①良好的半導體材料；②太陽能電池；③計算機芯片。
2．二氧化硅
(1)存在：普通沙(細小的石英晶體)和水晶(純石英，無色透明晶體)。
(2)物理性質：熔點高，硬度大，難溶于水。
(3)化學性質
寫出下列反應的化學方程式
①SiO2與燒堿反應：______________________________________________。
②SiO2與碳酸鈣反應：SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑。
③SiO2與氧化鈣反應：SiO2＋CaOCaSiO3。
④SiO2與氫氟酸反應：______________________________________________。
(4)用途：光導纖維、光學儀器、電子部件等。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．12C、13C、14C是碳的三種同素異形體：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．金剛石和石墨由相同的元素組成，因此它們具有相同的性質：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．Si是半導體材料，可用于制作太陽能電池：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．SiO2與NaOH溶液反應生成鹽和水，也可以和氫氟酸反應，所以SiO2是兩性氧化物：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例 [2023·湖北卷，3]工業制備高純硅的主要過程如下：
下列說法錯誤的是(　　)
A．制備粗硅的反應方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑
B．1 mol Si含Si—Si鍵的數目約為4×6.02×1023
C．原料氣HCl和H2應充分去除水和氧氣
D．生成SiHCl3的反應為熵減過程
【師說·延伸】　硅及其常見化合物之間的轉化
【對點演練】
考向一　硅和二氧化硅的性質
1．二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＋H2O
②SiO2＋2CSi＋2CO↑
③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
④Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
⑤SiO2＋3CSiC＋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符合用難揮發性的酸酐制取易揮發性的酸酐的道理
e．反應⑤中SiO2未參加氧化還原反應
A．ace B．bde
C．cde D．ab
2．化學研究性學習小組在探究硅的制取方法時，從資料查閱到下列信息：
Ⅰ.Mg在高溫條件下可與SiO2反應；
Ⅱ.金屬硅化物與稀H2SO4反應生成硫酸鹽和SiH4；
Ⅲ.SiH4在空氣中自燃。
他們根據信息進行實驗，當用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步實驗獲得的固體產物時，發現有爆鳴聲和火花；然后過濾、洗滌、干燥；最后稱量、計算，測得其產率只有預期值的63%左右。
①第Ⅰ步實驗發生反應的化學方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步實驗獲得固體產物時，產生爆鳴聲和火花的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考向二　高純硅的制備
3．制備硅半導體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當前制備高純硅的主要方法，生產過程示意圖如下：
(1)寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學反應方程式：________________________________________________________________________。
(2)整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，寫出配平的化學反應方程式：____________________________；H2還原SiHCl3過程中若混有O2，可能引起的后果是________________________________________________________________________。
考點二　無機非金屬材料
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、石英 黏土
主要設備 水泥回轉窯 玻璃窯 陶瓷窯
2.玻璃生產中的兩個重要反應：
Na2CO3＋SiO2____________________；
CaCO3＋SiO2____________________。
3．新型無機非金屬材料
(1)高溫結構陶瓷，如SiC、BN、Si3N4、Al2O3等。
(2)碳納米材料
①類型：富勒烯、碳納米管、石墨烯等。
②用途：在能源、信息、醫藥等領域有廣闊的應用前景。
(3)特殊功能的含硅材料
①碳化硅共價晶體，具有金剛石結構，可用作磨料。
②含硅元素4%的硅鋼具有導磁性。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．碳化硅俗稱金剛砂，它可用于高溫結構陶瓷的制作：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．壓電陶瓷能實現機械能與電能的相互轉化：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例1 [2022·河北卷，1]定窯是宋代五大名窯之一，其生產的白瓷聞名于世。下列說法正確的是(　　)
A．傳統陶瓷是典型的絕緣材料
B．陶瓷主要成分為SiO2和MgO
C．陶瓷燒制的過程為物理變化
D．白瓷的白色是因鐵含量較高
典例2 [2020·浙江7月，24]Ca3SiO5是硅酸鹽水泥的重要成分之一，其相關性質的說法不正確的是(　　)
A．可發生反應：Ca3SiO5+4NH4ClCaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能與SO2反應生成新鹽
D．與足量鹽酸作用，所得固體產物主要為SiO2
【對點演練】
考向一　傳統無機非金屬材料
1．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．反應器中發生的反應為氧化還原反應
2．世博會中國館——“東方之冠”由鋼筋、混凝土、7 000多塊鋁板和1 200多塊玻璃等建成。
(1)鋁板易被燒堿腐蝕，玻璃易被氫氟酸腐蝕，原因分別為：____________________________、____________________________(用化學方程式表示)。
(2)生產硅酸鹽水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是________。制備普通玻璃的主要反應方程式為___________________________________________________________(任寫一個)。
(3)石英玻璃化學穩定性強、膨脹系數小，是一種特殊玻璃，石英玻璃的主要成分是________(填化學式)。
(4)要將NaOH高溫熔化，下列坩堝中可選用的是________(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
考向二　新型無機非金屬材料
3．新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成為物理、化學、材料科學研究的國際熱點課題。其結構模型如圖所示：
下列有關說法正確的是(　　)
A．石墨烯是一種新型化合物
B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物
C．二者和石墨都是碳的同素異形體
D．氧化石墨烯具有一定的親水性
4．氮化硅可用作高溫結構陶瓷復合材料，在航空航天、汽車發動機、機械等領域有著廣泛的應用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如圖所示：
其中—NH2中各元素的化合價與NH3相同。
請回答下列問題：
(1)石英砂不能與堿性物質共同存放，以NaOH為例，用化學方程式表示其原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應的是________(填序號)。
(3)在反應⑤中，3 mol Si(NH2)4在高溫下加熱可得1 mol氮化硅粉末和8 mol A氣體，則氮化硅的化學式為________。
(4)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應的化學方程式：______________________________。
第24講　硅　無機非金屬材料
考點一
夯實·必備知識
1．(2)①SiO2＋2CSi＋2CO↑　②Si＋2Cl2SiCl4　
③SiCl4＋2H2Si＋4HCl
2．(3)①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　④SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
易錯診斷
1．錯誤。12C、13C、14C是碳的三種同位素。
2．錯誤。金剛石和石墨互為同素異形體，化學性質相似，物理性質不同。
3．正確。
4．錯誤。SiO2與氫氟酸反應SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O無鹽生成，故SiO2是酸性氧化物。
突破·關鍵能力
教考銜接
典例　解析：SiO2和C在高溫下發生反應生成Si和CO，因此，制備粗硅的反應方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑，A說法正確；在晶體硅中，每個Si與其周圍的4個Si形成共價鍵并形成立體空間網狀結構，因此，平均每個Si形成2個共價鍵， 1 mol Si含Si—Si鍵的數目約為2×6.02×1023，B說法錯誤；H2在高溫下遇到氧氣能發生反應生成水，且其易燃易爆，其與SiHCl3在高溫下反應生成硅和HCl，因此，原料氣HCl和H2應充分去除水和氧氣 ，C說法正確；Si＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)，該反應是氣體分子數減少的反應，因此，生成SiHCl3的反應為熵減過程，D說法正確；綜上所述，本題選B。
答案：B
對點演練
1．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、c判斷錯誤；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中碳的化合價由0價變為－4和＋2價，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判斷也正確。
答案：B
2．答案：①2Mg＋SiO22MgO＋Si、2Mg＋SiMg2Si
②硅化鎂與稀硫酸反應生成的SiH4可自燃，即發生反應
Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，
SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O
3．答案：(1)SiHCl3＋H2Si＋3HCl
(2)SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl　高溫下，H2遇O2發生爆炸
考點二
夯實·必備知識
2．Na2SiO3＋CO2↑　CaSiO3＋CO2↑
易錯診斷
1．錯誤。沙子的主要成分為二氧化硅。
2．正確。
3．正確。
4．錯誤。使用陶瓷比使用玻璃早。
突破·關鍵能力
教考銜接
典例1　解析：陶器瓷器是用黏土等無機非金屬礦物為原料制作而成的，陶瓷是良好的絕緣體，傳統陶瓷是典型的絕緣材料，常用于高壓變壓器的開關外包裝和器件，故A正確；陶瓷的主要成分為硅酸鹽，而不是氧化物，因此主要成分不是SiO2和MgO，故B錯誤；陶瓷燒制過程發生復雜的物理、化學反應，有新物質生成，屬于化學變化，故C錯誤；Fe2＋、Fe3＋和鐵的氧化物均有顏色，白瓷的白色是因為鐵含量較低甚至幾乎不含，故D錯誤；故選A。
答案：A
典例2　解析：加熱時氯化銨分解生成HCl和氨氣，HCl與Ca3SiO5反應得到硅酸鈣、氯化鈣和水，A項正確；水泥吸水會變硬，需密封保存，B項正確；Ca3SiO5能與二氧化硫反應得到亞硫酸鈣，C項正確；由分析可知，Ca3SiO5與足量鹽酸反應得到H2SiO3沉淀， D項錯誤。
答案：D
對點演練
1．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也是＋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，反應器中發生的反應為SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，此反應沒有元素化合價的變化，屬于非氧化還原反應，錯誤。
答案：A
2．答案：(1)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(2)石灰石　Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑(或CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑)　(3)SiO2　(4)D
3．解析：石墨烯是碳的單質，A錯誤；氧化石墨烯含有氫元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素異形體，B、C錯誤；由于氧化石墨烯結構中含有羥基和羧基等親水基團，所以它具有一定的親水性，D正確。
答案：D
4．答案：(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　(2)①②　(3)Si3N4
(4)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl

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