2020年高中化學新教材同步必修第二冊 第5章 第三節(jié)　無機非金屬材料

第三節(jié)無機非金屬材料[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.了解硅酸鹽及其結(jié)構(gòu)特點，了解傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品(陶瓷、玻璃、水泥)的工業(yè)生產(chǎn)(原料、設備等)。2.了解硅和二氧化硅的性質(zhì)，認識碳化硅、氮化硅、納米材料等新型無機非金屬材料。3.知道硅及其化合物在材料家族中的應用，增強關(guān)注社會的意識和責任感。一、傳統(tǒng)無機非金屬材料——硅酸鹽材料1.硅酸鹽及其結(jié)構(gòu)(1)硅酸鹽的概念硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。它們種類繁多、組成各異、結(jié)構(gòu)復雜，在自然界中廣泛存在。(2)硅酸鹽的結(jié)構(gòu)在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體，其結(jié)構(gòu)如圖所示。每個Si結(jié)合4個O，Si在中心，O在四面體的4個頂角；許多這樣的四面體還可以通過頂角的O相互連接，每個O為兩個四面體所共有，與2個Si相結(jié)合。(3)硅酸鹽的特性硅氧四面體結(jié)構(gòu)的特殊性，決定了硅酸鹽材料大多具有硬度高、熔點高、難溶于水、化學性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕等特點。2.常見的硅酸鹽材料陶瓷普通玻璃普通水泥原料黏土純堿(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英砂(SiO2)主要原料：石灰石、黏土輔助原料：適量的石膏設備—玻璃窯水泥回轉(zhuǎn)窯主要成分成分復雜硅酸鈉(Na2SiO3)、硅酸鈣(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)特點抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣玻璃是非晶體，稱為玻璃態(tài)物質(zhì)，無固定熔點，在某一溫度范圍內(nèi)軟化可加工成制品具有水硬性，與水摻和攪拌并靜置后，很容易凝固變硬用途建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具建筑材料、光學儀器、各種器皿、制造玻璃纖維大量用于建筑和水利工程(1)硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的混合物()(2)硅酸鹽結(jié)構(gòu)較為復雜，大多不溶于水，化學性質(zhì)很穩(wěn)定()(3)硅氧四面體中，硅原子與氧原子都是以共價鍵結(jié)合()(4)水泥與玻璃的共同原料是石灰石，水泥與陶瓷的共同原料是黏土()(5)陶瓷、玻璃、水泥的生產(chǎn)都需要在高溫下進行()(6)玻璃和水泥生產(chǎn)中都發(fā)生復雜的物理和化學變化()答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)√(6)√1.傳統(tǒng)的玻璃、陶瓷都是硅酸鹽產(chǎn)品，根據(jù)你的觀察和使用經(jīng)驗，將它們的主要物理性質(zhì)和化學性質(zhì)填入下表。材料物理性質(zhì)化學性質(zhì)玻璃陶瓷答案材料物理性質(zhì)化學性質(zhì)玻璃硬度大、耐磨損、耐高溫、較脆很穩(wěn)定陶瓷硬度大、耐磨損、耐高溫很穩(wěn)定2.硅酸鈉(俗名泡花堿)是一種最簡單的硅酸鹽。(1)硅酸鈉易溶于水，其水溶液俗稱水玻璃，具有黏結(jié)力強、耐高溫等特性，常用作黏合劑和防火劑。(2)硅酸鈉溶液與鹽酸反應生成硅酸(H2SiO3)沉淀，其離子方程式是SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓。(3)少量的二氧化碳通入硅酸鈉溶液中，反應的離子方程式是SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)。相關(guān)鏈接硅酸鹽的豐富性和多樣性由于鋁與硅在元素周期表中位置相鄰、粒子大小相近，＋3價的鋁?；蚨嗷蛏俚刂脫Q硅酸鹽中＋4價的硅而形成鋁硅酸鹽。為了保持電中性，會伴隨引入其他正離子，從而大大增加了硅酸鹽品種的多樣性和結(jié)構(gòu)的復雜性，同時也為應用硅酸鹽材料提供了更廣闊的選擇。硅酸鹽巖石長期在水和大氣中二氧化碳的侵蝕下，風化為黏土，并且形成土壤膠體。土壤膠體粒子表面積巨大且?guī)ж撾姡芘cNHeq\o\al(＋,4)、K＋等數(shù)十種生物所需的營養(yǎng)離子相互作用，使土壤具有保肥能力。這是大自然對人類及地球生物的饋贈，我們應該愛護大地母親。保持土壤的良好結(jié)構(gòu)和化學成分，就是保證農(nóng)業(yè)、牧業(yè)和林業(yè)持續(xù)發(fā)展的基礎。1.下列關(guān)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答案B解析普通玻璃主要成分為Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。2.下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中不正確的是()A.這是一種礦物膠，既不燃燒也不受腐蝕B.在建筑工業(yè)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(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易變質(zhì)答案D解析水玻璃為硅酸鈉溶液，其化學性質(zhì)穩(wěn)定，但可與空氣中的二氧化碳反應生成硅酸沉淀。3.某博物館陳列著大量明清磚瓦和精美瓷器(婺州窯)，婺州窯瓷器胎體的原料為高嶺土[AlnSi2O5(OH)4]。下列說法不正確的是()A.古代的陶瓷、磚瓦都是硅酸鹽產(chǎn)品B.高嶺土為含水的鋁硅酸鹽C.n＝3D.我國在新石器時代已能燒制陶器答案C解析根據(jù)化合物中正負化合價代數(shù)和為0的規(guī)則：n×(＋3)＋2×(＋4)＋5×(－2)＋4×(－1)＝0，解得n＝2。二、新型無機非金屬材料1.硅和二氧化硅(1)硅的存在與性質(zhì)①硅在自然界主要以硅酸鹽和氧化物的形式存在；②單質(zhì)硅是應用最為廣泛的半導體材料；③高溫下，硅能與氧氣反應生成SiO2，與氯氣反應生成SiCl4。(2)二氧化硅的性質(zhì)①二氧化硅硬度大、熔點高，不溶于水；②酸性氧化物：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；③具有氧化性：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑；④特性：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。2.新型陶瓷(1)新型陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷相比，在成分上有很大的變化，在光學、熱學、電學、磁學等方面具有很多新的特性和功能。(2)常見新型陶瓷及其用途(連線)(3)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷——碳化硅(SiC)碳化硅俗稱金剛砂，它是由碳原子和硅原子通過共價鍵連接而形成，與金剛石的結(jié)構(gòu)類似，具有硬度大和優(yōu)異的高溫抗氧化性能。3.碳納米材料(1)富勒烯是由碳原子構(gòu)成的一系列籠形分子的總稱，如C50、C60、C70、C120等，其代表物是C60。(2)碳納米管是由石墨片層卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑。比表面積大，具有高強度和優(yōu)良的電學性能。(3)石墨烯是只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨，其獨特的結(jié)構(gòu)使其電阻率低、熱導率高，具有很高的強度。碳納米材料有不同的結(jié)構(gòu)碳原子排列方式不同和性質(zhì)。(1)硅晶片是生產(chǎn)芯片的基礎材料()(2)生產(chǎn)光導纖維的原料是二氧化硅()(3)二氧化硅是酸性氧化物，只能與堿反應，不能與酸反應()(4)磨口玻璃塞試劑瓶不能盛放燒堿溶液，但能盛放氫氟酸()(5)金剛砂和金剛石結(jié)構(gòu)類似，互為同素異形體()(6)富勒烯和石墨烯完全燃燒的產(chǎn)物都是二氧化碳()答案(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√1.工業(yè)制備高純硅的原理如圖所示：eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(1800～2000℃),\s\do5(①焦炭))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up7(300℃),\s\do5(②HCl))eq\x(SiHCl3)eq\o(→,\s\up7(1100℃),\s\do5(③H2))eq\x(高純硅)(1)寫出工業(yè)制備高純硅反應的化學方程式：①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(1800～2000℃))Si＋2CO↑；②Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(300℃))SiHCl3＋H2；③SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1100℃))Si＋3HCl。(2)上述反應共同的反應類型是氧化還原反應(或置換反應)，反應①中焦炭的作用是還原劑，反應③中氫氣的作用是還原劑。(3)在半導體工業(yè)中有這樣一句行話：“從沙灘到用戶”，你是如何理解的？提示沙子的主要成分是SiO2，作為半導體材料的硅單質(zhì)是用焦炭還原SiO2制得的。2.回答下列問題。(1)碳和硅的原子結(jié)構(gòu)有何異同？從二者在元素周期表中的位置能獲得什么信息？提示原子的最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)不同。不在同一周期，位于同一族。從二者在周期表中的位置可知碳的非金屬性強于硅。(2)碳和硅單質(zhì)的存在形式有何相似之處？其性質(zhì)有何不同？提示單質(zhì)都有晶體和無定形兩種。硅晶體是良好的半導體材料，而石墨是良導體，金剛石、C60不導電。(3)碳和硅的氧化物有何異同？提示硅的氧化物只有SiO2，而碳的氧化物有CO和CO2兩種。SiO2、CO2均屬于酸性氧化物，CO屬于不成鹽氧化物。SiO2為固態(tài)，存在于地表及地殼中；CO2、CO為氣態(tài)，存在于大氣中；SiO2的性質(zhì)比CO2更穩(wěn)定等。3.氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點高、化學性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上普遍采用高純硅與純氮在1300℃時反應獲得。(1)根據(jù)性質(zhì)，推測氮化硅陶瓷的用途是________(填字母)。A.制汽輪機葉片 B.制有色金屬C.制永久性模具 D.制造柴油機(2)寫出氮原子結(jié)構(gòu)示意圖________，根據(jù)元素周期律知識，請寫出氮化硅的化學式________________________________________________________________________。(3)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應，試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學方程式：________________________________________________________________________。(4)現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保護下，加強熱發(fā)生反應，可得較高純度的氮化硅，反應的化學方程式為___________________________________________________________。答案(1)ACD(2)Si3N4(3)Si3N4＋12HF=3SiF4↑＋4NH3↑(4)3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up7(強熱))Si3N4＋12HCl相關(guān)鏈接近幾年，具有特殊功能的特殊的含硅材料得到迅速發(fā)展。例如硅與碳的化合物碳化硅(SiC，俗稱金剛砂)，具有金剛石結(jié)構(gòu)，硬度很大，可用作砂紙、砂輪的磨料；含4%硅的硅鋼具有很高的導磁性，主要用作變壓器鐵芯；人工合成的硅橡膠是目前最好的既耐高溫又耐低溫的橡膠，在－60～250℃仍能保持良好的彈性，用于制造火箭、導彈、飛機的零件和絕緣材料等；人；等等。1.下列物品或設備的成分中含有二氧化硅的是()①門窗玻璃②水晶鏡片③石英鐘表④瑪瑙首飾⑤硅太陽能電池⑥光導纖維⑦計算機芯片A.①②③④⑥ B.全部C.⑤⑦ D.①②⑥⑦答案A解析玻璃、石英、水晶、瑪瑙和光導纖維的成分中都含有二氧化硅，計算機芯片、硅太陽能電池的主要成分是單質(zhì)硅。2.(2018·三門峽高一期末)高純度晶硅是典型的無機非金屬材料，又稱“半導體”材料。它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機的一場“革命”。它可以按下列方法制備：SiO2eq\o(→,\s\up7(①C),\s\do5(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③過量H2),\s\do5(1100℃))Si(純)下列說法不正確的是()A.步驟①的化學方程式：SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋CO2↑B.步驟①中每生成1molSi，轉(zhuǎn)移4mol電子C.步驟③中的反應為氧化還原反應D.高純硅是制造太陽能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導纖維的基本原料答案A解析步驟①的反應方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。3.下列物質(zhì)與其對應的用途搭配不正確的是()A.高能燃料——火箭動力B.石英砂——制造光導纖維C.半導體硅晶片——制造計算機芯片D.高強度耐火陶瓷——制造輪船答案D解析制造輪船材料為鋼鐵，不能選用高強度耐火陶瓷。課時對點練A組基礎對點練題組一傳統(tǒng)無機非金屬材料1.硅酸鹽材料是傳統(tǒng)的無機非金屬材料。下面有關(guān)硅酸鹽材料的說法，正確的是()A.普通玻璃的主要成分是純堿、石灰石和石英B.制造水泥的主要原料是石灰石和黏土C.水玻璃的成分是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D.陶器比瓷器的結(jié)構(gòu)致密，幾乎不吸水答案B解析普通玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅；水玻璃是硅酸鈉的水溶液；瓷器的結(jié)構(gòu)致密，幾乎不吸水。2.制造水泥和普通玻璃都需要的原料是()A.石灰石 B.黏土C.純堿 D.硅酸鈉答案A解析生產(chǎn)玻璃的原料是純堿、石灰石和石英砂；生產(chǎn)水泥以黏土和石灰石為主要原料。題組二新型無機非金屬材料3.被譽為21世紀“材料之星”的是()A.石英砂 B.鈦合金材料C.納米材料 D.半導體硅晶片答案C解析被譽為21世紀“材料之星”的是納米材料，其中碳納米管是一種奇異分子，它是使用一種特殊的化學氣相方法，使碳原子形成長鏈來生長出的超細管子，碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能。4.碳化硅(SiC)陶瓷基復合材料是一種新型熱結(jié)構(gòu)材料。在空氣中，碳化硅能與熔融的氫氧化鈉發(fā)生反應：SiC＋2NaOH＋2O2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋X＋H2O，下列有關(guān)X物質(zhì)的化學式推斷中，正確的是()A.SiO2B.COC.CO2D.Na2CO3答案C解析根據(jù)反應的化學方程式和質(zhì)量守恒定律可知X物質(zhì)的化學式為CO2。5.碳納米管是繼足球烯(C60)以后發(fā)現(xiàn)的又一種碳單質(zhì)，以下有關(guān)碳納米管與足球烯(C60)的說法錯誤的是()A.它們的物理性質(zhì)有較大差異B.在常溫下它們的化學性質(zhì)都穩(wěn)定C.它們是不同的碳單質(zhì)D.它們分別完全燃燒后生成物不同答案D解析碳納米管和足球烯中碳原子排列方式不同，物理性質(zhì)不同；它們都是碳單質(zhì)，都是純凈物，在通常情況下化學性質(zhì)比較穩(wěn)定；二者完全燃燒時都生成二氧化碳。6.太空航天器常穿上用新型陶瓷材料制成的“外衣”，在穿越大氣層時，能克服“熱障”安全返回地面，這種外衣主要利用了材料的()A.絕緣性好 B.密度大C.耐高溫和隔熱性好 D.硬度大答案C解析因為航天器在穿過稠密的大氣層返回地球的過程中與大氣劇烈摩擦，產(chǎn)生高溫，為了防止燒毀航天器，所以這種材料應具備耐高溫的特點；還有要防止艙內(nèi)溫度過高導致對宇航員產(chǎn)生危險，這種材料還應具備隔熱性好的特點。題組三硅和二氧化硅7.我國具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補了我國計算機制造史上的一項空白。下列對晶體硅的有關(guān)敘述正確的是()A.晶體硅和金剛石的物理性質(zhì)相似B.晶體硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應C.晶體硅是一種良好的半導體材料，但是它的提煉工藝復雜，價格昂貴D.晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導電答案A解析晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，是具有正四面體形的空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以物理性質(zhì)與金剛石相似，熔、沸點高，硬度大；硅的化學性質(zhì)不活潑，但常溫下可與F2、HF和強堿反應；晶體硅是一種良好的半導體材料，被廣泛使用；晶體硅雖然具有金屬光澤，但它屬于非金屬單質(zhì)。8.(2019·長春市十一中期末)下列關(guān)于硅及其化合物的說法中，正確的是()A.硅可用于制造光導纖維B.水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品C.可用反應Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3(膠體)制取硅酸D.SiO2既能與HF反應又能與強堿反應，所以SiO2是兩性氧化物答案C解析SiO2可用于制光導纖維，而硅用于半導體材料，故A錯誤；水晶主要成分為SiO2，不屬于硅酸鹽，故B錯誤；SiO2能與HF反應生成四氟化硅和水，不是鹽和水，且二氧化硅只能與一種酸反應，不是兩性氧化物，屬于酸性氧化物，故D錯誤。9.下列說法正確的是()A.光導纖維的主要成分為二氧化硅B.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸C.二氧化硅的俗名叫水玻璃，不溶于水D.硅在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)答案A解析二氧化硅是酸性氧化物，可溶于氫氟酸；硅酸鈉的水溶液俗名叫水玻璃，易溶于水；硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在。10.氮化硅陶瓷因其熔點高，對于金屬及氧化物熔體具有相當?shù)母邷胤€(wěn)定性，越來越多地被應用于熱工的各個領域，如陶瓷燒成棚板、輥棒，以及高溫軸承、渦輪葉片等。(1)下列關(guān)于氮化硅陶瓷的說法正確的是________(填字母)。A.硅粉合成氮化硅的反應屬于氧化還原反應B.氮化硅陶瓷屬于硅酸鹽C.氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料D.太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的主體材料為氮化硅(2)在燒結(jié)氮化硅陶瓷的過程中，二氧化硅、碳、氮氣以物質(zhì)的量之比3∶6∶2反應生成兩種化合物。①該反應的化學方程式為_______________________________________________________。②該反應中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為___________________________________________。答案(1)AC(2)①3SiO2＋2N2＋6Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4＋6CO②7∶9解析(1)Si與N2反應前后，N、Si元素的化合價發(fā)生變化，故屬于氧化還原反應，A正確；氮化硅屬于新型高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，不屬于硅酸鹽，B錯誤；根據(jù)氮化硅的性能，可用于制造磨刀材料，C正確；太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的主體材料為硅，D錯誤。6Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4＋6CO。②根據(jù)反g·mol－1)＝7∶9。B組綜合強化練1.(2019·合肥一中高一檢測)根據(jù)不同部位工作條件的不同，航天飛機使用了多種防熱材料。例如，機身和機翼下表面使用高溫陶瓷瓦。下列對新型陶瓷材料的有關(guān)敘述中，錯誤的是()A.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機非金屬材料，可以作為高級耐火材料B.氧化鋁陶瓷屬于新型無機非金屬材料，它是生物陶瓷C.氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料，它用于制造陶瓷發(fā)動機的受熱面D.新型無機非金屬材料克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的缺點，但是強度比較差答案D解析高溫結(jié)構(gòu)陶瓷包括Si3N4陶瓷、SiC陶瓷等，屬于新型無機非金屬材料，可以作為高級耐火材料，A正確；氧化鋁陶瓷屬于新型無機非金屬材料，是一種生物陶瓷，B正確；氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料，是高溫結(jié)構(gòu)材料，可用于制造陶瓷發(fā)動機的受熱面，C正確；新型無機非金屬材料不但克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的缺點，而且同時還具有較高的強度和耐磨性，能抵抗冷熱沖擊，且有電學性能等若干優(yōu)點，D錯誤。2.(2018·福州高一段考)制備硅單質(zhì)時，主要化學反應如下：①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗硅)＋2CO↑，②Si(粗硅)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))SiCl4，③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純硅)＋4HCl，下列對上述三個反應的敘述中，不正確的是()A.①③為置換反應B.①②③均為氧化還原反應C.②為化合反應D.三個反應的反應物中硅元素均被還原答案D解析在反應②中Si元素化合價升高，被氧化。3.氮化鋁(AlN)是一種新型陶瓷材料?？赏ㄟ^如下反應制備：Al2O3＋N2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2AlN＋3CO關(guān)于該反應的說法正確的是()A.該反應是復分解反應B.Al2O3是氧化劑C.N2發(fā)生還原反應D.每反應1molN2轉(zhuǎn)移3mol電子答案C解析在該氧化還原反應中，只有氮元素的化合價降低，氮氣為氧化劑，發(fā)生還原反應；氮元素化合價由0價變化為－3價，則每反應1molN2轉(zhuǎn)移6mol電子。4.二氧化硅是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)。下列說法正確的是()A.圖中所有反應都不屬于氧化還原反應B.硅酸鹽的化學性質(zhì)穩(wěn)定，常用于制造光導纖維C.可用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D.普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點很高答案C解析圖中二氧化硅與碳、硅與氯氣、四氯化硅與氫氣的反應屬于氧化還原反應；石英砂(主要成分為SiO2)與鹽酸不反應，碳酸鈣能與鹽酸反應，用鹽酸可溶解除去石英砂中的碳酸鈣；光導纖維的主要成分是二氧化硅，而不是硅酸鹽；玻璃是混合物，沒有固定的熔點。5.下列溶液中①碳酸鈉溶液；②氫氟酸；③氫氧化鈉溶液；④氯化鈉溶液，可以盛放在玻璃試劑瓶中但不能用磨口玻璃塞的是()A.①③B.②④C.②③D.①④答案A解析①③項中溶液呈堿性，不能與光滑的玻璃反應，但能與磨口玻璃塞裸露的SiO2反應，生成的硅酸鈉溶液是一種礦物膠，具有良好的黏結(jié)性，易使瓶塞與瓶口粘在一起而難以開啟。氫氟酸能腐蝕玻璃，不能用玻璃試劑瓶存放。6.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②加水煮沸③過濾④加稀鹽酸⑤加稀硫酸，正確的操作順序是()A.①③B.④③C.⑤③D.②③答案B解析加稀鹽酸與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。7.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(zhì)量的90%以上。請回答下列問題：(1)下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是________(填字母)。A.陶瓷B.玻璃C.水泥D.生石灰(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(zhì)名稱)來雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3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(4)工業(yè)上常用2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑制備硅單質(zhì)，該反應中有元素化合價升高的物質(zhì)是________________(填化學式，下同)，氧化劑是________。答案(1)D(2)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氫氟酸(3)阻燃劑D(4)CSiO2解析(1)陶瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽，生石灰是氧化鈣，不屬于硅酸鹽。(2)二氧化硅與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水，化學方程式為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；氫氟酸能夠與二氧化硅反應生成四氟化硅和水，可用來雕刻玻璃。(3)硅酸鈉不能燃燒，可以用作阻燃劑；普通玻璃坩堝、石英玻璃坩堝都含有二氧化硅，能夠與純堿發(fā)生反應，氧化鋁與純堿也能夠發(fā)生反應，所以高溫熔融純堿時應選用鐵坩堝。(4)該反應中SiO2作氧化劑，C作還原劑。8.(2019·天津一中下學期開學考試)某實