《第三節(jié) 無機(jī)非金屬材料》知識梳理與同步練習(xí)

《第三節(jié)無機(jī)非金屬材料》知識梳理人類使用的材料除了金屬材料，還有無機(jī)非金屬材料等。從組成上看，許多無機(jī)非金屬材料含有硅、氧等元素，具有耐高溫、抗腐蝕、硬度高等特點(diǎn)，以及特殊的光學(xué)、電學(xué)等性能。一．硅酸鹽材料傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料多為硅酸鹽材料，如玻璃、水泥、陶瓷等。1.硅酸鹽的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)硅氧四面體硅酸鹽材料大多具有硬度高、熔點(diǎn)高、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕等特點(diǎn)2.陶瓷產(chǎn)品主要原料制備過程生產(chǎn)應(yīng)用陶瓷黏土

原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等3.玻璃和水泥產(chǎn)品主要原料主要設(shè)備主要成分用途普通玻璃純堿、石灰石、石英砂玻璃窯Na2SiO3、CaSiO3、SiO2建筑材料、光學(xué)儀器、各種器皿、高強(qiáng)度復(fù)合材料等水泥石灰石、黏土水泥回轉(zhuǎn)窯硅酸鹽和沙子、碎石、水等混合可以得到混凝土,大量用于建筑和水利工程二．新型無機(jī)非金屬材料1.硅和二氧化硅（1）硅元素的存在硅在地殼中的含量為26.3%，僅次于氧，在地殼中含量居第二位。硅是一種親氧元素，其在自然界中總是與氧相互化合，自然界中以化合態(tài)態(tài)形式存在。二氧化硅是硅最重要的化合物。硅原子和碳原子最外層電子數(shù)為4個，它們既難失去電子，也難得到電子，其中碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素，硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素。（2）硅的工業(yè)制法及提純eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(①焦炭),\s\do5(高溫))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up7(②氯氣),\s\do5(加熱))eq\x(SiCl4)eq\o(→,\s\up7(③氫氣),\s\do5(高溫))eq\x(高純硅)涉及的化學(xué)方程式：①SiO2+2CSi+2CO↑②Si+3HClSiHCl3+H2③SiHCl3+H2Si+3HCl硅的用途：①良好的半導(dǎo)體材料；②太陽能電池；③計算機(jī)芯片。（3）二氧化硅（SiO2）SiO2是硅最重要的化合物，地球上存在的天然二氧化硅稱為硅石，約占地殼質(zhì)量的12%，天然SiO2存在形態(tài)有結(jié)晶形和無定型形兩大類。石英、水晶、瑪瑙、沙子的主要成分是SiO2。二氧化硅中每個Si周圍結(jié)合4個O，Si在中心，O在4個頂角；許多個這樣的四面體又通過頂角的O相連，每個O與2個Si相結(jié)合，二氧化硅晶體中Si和O按1:2的比例組成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，二氧化硅的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了它的熔點(diǎn)高，硬度大，不導(dǎo)電，不溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。【拓展】SiO2的化學(xué)性質(zhì)：①不與水、一般的酸反應(yīng)②具有酸性氧化物的通性分別寫出SiO2與CaO、NaOH、溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3；SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；與Na2CO3反應(yīng)：固體高溫條件下SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑③特性：與氫氟酸反應(yīng)，化學(xué)方程式為：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。二氧化硅的用途：①沙子是基本的建筑材料。②純凈的SiO2是現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品的基本原料，可以制作光導(dǎo)纖維。③實(shí)驗(yàn)室中使用的石英坩堝。④水晶和瑪瑙制作飾物和工藝品?！舅伎肌繉?shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞而為什么不用玻璃塞？（提示：玻璃中含有SiO2）氫氧化鈉與二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉，使瓶口黏結(jié)無法打開2.新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面具有很多新的特性和功能，如碳化硅(化學(xué)式SiC)俗稱金剛砂，碳原子和硅原子通過共價鍵連接,具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，硬度很大、優(yōu)異的高溫抗氧化性能，用作砂紙和砂輪的磨料、耐高溫結(jié)構(gòu)材料和耐高溫半導(dǎo)體材料。其它新型陶瓷材料類別主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷能承受高溫，強(qiáng)度高氮化硅陶瓷汽輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等壓電陶瓷具有電學(xué)特性鈦酸鋇陶瓷聲吶系統(tǒng)、氣象探測等透明陶瓷具有光學(xué)特性氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷高壓鈉燈、激光器和高溫探測窗等超導(dǎo)陶瓷具有超導(dǎo)性超導(dǎo)陶瓷電力、交通、醫(yī)療等3.碳納米材料(1)富勒烯:由碳原子構(gòu)成的一系列籠形分子的總稱,其代表物為C60。(2)碳納米管:由石墨片層卷成的管狀物,具有納米尺度的直徑。碳納米管的比表面積大,有相當(dāng)高的強(qiáng)度和優(yōu)良的電學(xué)性能,可用于生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等。(3)石墨烯:只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨,其電阻率低、熱導(dǎo)率高，具有很高的強(qiáng)度，應(yīng)用于光電器件、超級電容器、電池和復(fù)合材料。4.特殊功能的含硅材料：①含4%硅的硅鋼具有導(dǎo)磁性，主要用作變壓器的鐵芯；②人工合成的硅橡膠是最好的既耐高溫又耐低溫的橡膠，用于火箭、飛機(jī)、導(dǎo)彈的零件和絕緣材料；③人工制造的分子篩，主要用作吸附劑和催化劑?！兜谌?jié)無機(jī)非金屬材料》同步練習(xí)1．地殼中含量最多的非金屬元素是()A．氧 B．碳 C．硅 D．鋁2．在SiO2晶體內(nèi)部，每個Si與4個O分別形成4個單鍵，則與每個O形成單鍵的Si的數(shù)目是A．1 B．2 C．3 D．43．“九秋風(fēng)露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽(yù)越窯秘色青瓷的詩句，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(guān)說法中正確的是()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C．硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)較高D．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽4．《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無沙黏土而為之”，“凡坯既成，干燥之后，則堆積窖中燃薪舉火”，“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說法錯誤的是()A．沙子和黏土的主要成分為硅酸鹽B．“燃薪舉火”使黏土發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化C．燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦D．黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料5．下列有關(guān)硅及其化合物的敘述中,正確的是()A.硅是光導(dǎo)纖維的主要成分B.硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素C.SiO2是酸性氧化物,不與任何酸發(fā)生反應(yīng)D.可以通過SiO2與水反應(yīng)一步制得硅酸6．2020年12月17日，我國“嫦娥五號”返回器攜帶月球樣品安全著陸，探月工程圓滿成功?！版隙稹蔽逄柼綔y器采用太陽能電池板提供能量，制造太陽能電池板的核心材料是A．二氧化硅 B．硅 C．鈦合金 D．鋁合金7．下列關(guān)于碳和硅的比較，正確的是()A．碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài)B．碳和硅的最高化合價都是+4價C．硅元素在地殼中的含量占第二位，碳占第一位D．硅與碳一樣均含有兩種常見價態(tài)的氧化物——和8．能證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)的依據(jù)是()A．是氣體，是固體B．高溫下能發(fā)生反應(yīng)：C．能溶于水生成碳酸，而卻不溶于水D．將通入溶液中有膠狀沉淀生成9．我國具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補(bǔ)了我國計算機(jī)制造史上的一項空白。下列對硅及其化合物的有關(guān)敘述正確的是()A．二氧化硅既能與燒堿溶液反應(yīng)又能與氫氟酸反應(yīng)，所以二氧化硅是兩性氧化物B．晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它的提煉工藝復(fù)雜，價格極高D．晶體硅和金剛石的硬度都很大10．下列物質(zhì)中，屬于酸性氧化物且跟水不能形成酸的是()A．CO2 B．SiO2 C．SO2 D．Fe2O311．下列說法正確的是()A．SiO2熔點(diǎn)高硬度大，因此可用于制光導(dǎo)纖維B．向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸：C．，該物質(zhì)間轉(zhuǎn)化能實(shí)現(xiàn)D．高純硅可用于制作光感電池12．據(jù)《參考消息》報道，有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“未來的石油”。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，下列說法你認(rèn)為不妥的是()A．硅便于運(yùn)輸、貯存，從安全的角度考慮，硅是較安全的燃料B．自然界中存在大量的單質(zhì)硅C．硅燃燒放出的熱量多，且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境污染程度低，容易有效控制D．自然界中Si易開采13．為了探究HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，某學(xué)生設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，希望通過一次實(shí)驗(yàn)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，下列說法不正確的是()A．錐形瓶中可以盛放Na2CO3B．裝置B中的目的是除去揮發(fā)的HClC．裝置C的目的是尾氣處理D．該裝置可以得出HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性強(qiáng)弱順序14．SiO2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(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)B．硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常用于制作光導(dǎo)纖維C．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，其熔點(diǎn)很高D．可用鹽酸除去石英砂（主要成分為SiO2）中少量的碳酸鈣15．硅是組成無機(jī)非金屬材料的一種主要元素，下列有關(guān)硅的化合物的敘述錯誤的是A．氮化硅陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料，其化學(xué)式為B．碳化硅()的硬度大，熔點(diǎn)高，可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承C．光導(dǎo)纖維是一種新型無機(jī)非金屬材料，其主要成分為D．氮化硅()、氧化鋁()、碳化硅()和二氧化鋯()都可用作制高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的材料16．高純度單晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱半導(dǎo)體材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機(jī)的一場“革命"。這種材料可以按所給路線制備：SiO2粗硅SiHCl3Si(純)(1)寫出步驟①的化學(xué)方程式：_______。(2)步驟②經(jīng)過冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)為33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)為57.6℃)和HCl(沸點(diǎn)為℃)，提純SiHCl3的主要化學(xué)操作的名稱是_______；SiHCl3和SiCl4一樣遇水可發(fā)生劇烈水解，已知SiHCl3水解會生成兩種氣態(tài)產(chǎn)物，請寫出其水解的化學(xué)方程式：_______。(3)請寫出二氧化硅與氫氯酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______。17．硅是重要的半導(dǎo)體材料。近日，我國宣布突破了碳基半導(dǎo)體材料制備的瓶頸，有望替代目前的硅材料，支持高端芯片的國產(chǎn)化。(1)Si在元素周期表中的位置是___。(2)制作芯片需要高純度的硅，高純硅中Si原子之間的相互作用是___(填“離子鍵”或“共價鍵”)。(3)非金屬性Si弱于P，用原子結(jié)構(gòu)解釋原因：___，得電子能力Si小于P。(4)下列關(guān)于C和Si及其化合物的推斷中，正確的是___(填序號)。①C的最高正化合價與Si的最高正化合價相同②SiO2具有還原性③最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：H2CO3>H2SiO318．下圖是地殼中含量較大的九種元素分布圖,圖中X、Y、Z分別表示不同元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)X的名稱為________，硅元素在自然界以______

(填"游離態(tài)"或“化合態(tài)”)形式存在。(2)Y的氧化物屬于______氧化物，

硅的氧化物屬于______氧化物(填“酸性”、“兩性”或“堿性"

)。(3)常用ZCl3溶液作為刻制印刷電路時的“腐蝕液"

，該反應(yīng)的離子方程式為__________，區(qū)別ZCl3溶液和Z(OH)3膠體的方法是__________。(4)由粗硅制備硅烷(SiH4)的基本流程如下圖所示(反應(yīng)條件均省略)：已知：反應(yīng)I、II的化學(xué)方程式分別為Si+3HC1=SiHCl3+A，SiHCl3+B=Si+3HC1(

均已配平)。①A的化學(xué)式為_______。②反應(yīng)I、II、III中，有_______個屬于氧化還原反應(yīng)。③反應(yīng)IV中生成的SiH4和NH3兩種氣體的物質(zhì)的量之比為_______?！兜谌?jié)無機(jī)非金屬材料》同步練習(xí)答案解析1．地殼中含量最多的非金屬元素是()A．氧 B．碳 C．硅 D．鋁【答案】A【詳解】地殼中含量最多的前五種元素：氧、硅、鋁、鐵、鈣，漢字中帶钅字旁(汞和金除外)的屬于金屬元素，所以地殼中含量最多的非屬元素是氧，故答案選A。2．在SiO2晶體內(nèi)部，每個Si與4個O分別形成4個單鍵，則與每個O形成單鍵的Si的數(shù)目是A．1 B．2 C．3 D．4【答案】B【詳解】在SiO2晶體內(nèi)部，每個Si與4個O形成4個單鍵，每個O與2個Si原子形成2個Si-O單鍵，因此在晶體內(nèi)部Si、O原子個數(shù)比是1：2，化學(xué)式寫為SiO2，因此合理選項是B。3．“九秋風(fēng)露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽(yù)越窯秘色青瓷的詩句，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(guān)說法中正確的是()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C．硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)較高D．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽【答案】C【詳解】A．陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品，故A錯誤；B．純堿、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，故B錯誤；C．硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)高，故C正確；D．沙子的主要成分是SiO2,黏土的主要成分是硅酸鹽，故D錯誤；故答案：

C。4．《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無沙黏土而為之”，“凡坯既成，干燥之后，則堆積窖中燃薪舉火”，“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說法錯誤的是()A．沙子和黏土的主要成分為硅酸鹽B．“燃薪舉火”使黏土發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化C．燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦D．黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料【答案】A【解析】沙子的主要成分為二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不屬硅酸鹽，A項錯誤；黏土燒制成瓦的過程為復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程，B項正確；青瓦和紅瓦是在冷卻時區(qū)別的，C項正確；由“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無砂粘土而為之”可知，D項正確。5．下列有關(guān)硅及其化合物的敘述中,正確的是()A.硅是光導(dǎo)纖維的主要成分B.硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素C.SiO2是酸性氧化物,不與任何酸發(fā)生反應(yīng)D.可以通過SiO2與水反應(yīng)一步制得硅酸【答案】B【解析】光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅,故A錯誤;硅是親氧元素,巖石與許多礦物的基本元素中含有Si元素,故B正確;SiO2是酸性氧化物,但可與氫氟酸發(fā)生反應(yīng),故C錯誤;二氧化硅不溶于水,不能通過SiO2與水反應(yīng)一步制得硅酸,故D錯誤。6．2020年12月17日，我國“嫦娥五號”返回器攜帶月球樣品安全著陸，探月工程圓滿成功?！版隙稹蔽逄柼綔y器采用太陽能電池板提供能量，制造太陽能電池板的核心材料是A．二氧化硅 B．硅 C．鈦合金 D．鋁合金【答案】B【詳解】四種材料中只有硅是半導(dǎo)體材料，硅常用于制造太陽能電池板，故答案選B。7．下列關(guān)于碳和硅的比較，正確的是()A．碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài)B．碳和硅的最高化合價都是+4價C．硅元素在地殼中的含量占第二位，碳占第一位D．硅與碳一樣均含有兩種常見價態(tài)的氧化物——和【答案】B【詳解】A．硅是一種親氧元素，在自然界中主要以氧化物和硅酸鹽的形式存在，只有化合態(tài)，沒有游離態(tài)，碳元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)，A錯誤；B．碳、硅元素的原子最外層都有4個電子，其最高化合價都是+4價，B正確；C．氧元素在地殼中的含量占第一位，硅元素在地殼中的含量占第二位，C錯誤；D．碳有兩種常見氧化物——和，硅只有一種常見氧化物——，D錯誤；故選Ｂ。8．能證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)的依據(jù)是()A．是氣體，是固體B．高溫下能發(fā)生反應(yīng)：C．能溶于水生成碳酸，而卻不溶于水D．將通入溶液中有膠狀沉淀生成【答案】D【詳解】A．氧化物的狀態(tài)不能決定氧化物水化物的酸性強(qiáng)弱，故A錯誤；B．反應(yīng)原理是高沸點(diǎn)制低沸點(diǎn)氣體，之所以能發(fā)生是因?yàn)樯闪藫]發(fā)性的氣體二氧化碳，故B錯誤；C．氧化物的水溶性不能決定其水化物的酸性強(qiáng)弱，故C錯誤；D．，強(qiáng)酸能制弱酸，所以酸性：碳酸>硅酸，故D正確；故選D。9．我國具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補(bǔ)了我國計算機(jī)制造史上的一項空白。下列對硅及其化合物的有關(guān)敘述正確的是()A．二氧化硅既能與燒堿溶液反應(yīng)又能與氫氟酸反應(yīng)，所以二氧化硅是兩性氧化物B．晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它的提煉工藝復(fù)雜，價格極高D．晶體硅和金剛石的硬度都很大【答案】D【詳解】A．二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水，沒有鹽生成，與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，有鹽生成，因此二氧化硅是酸性氧化物，A錯誤；B．晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但常溫下能與氫氟酸反應(yīng)，B錯誤；C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，是由二氧化硅和碳在高溫條件下反應(yīng)得到粗硅，粗硅和HCl在加熱條件下反應(yīng)得到三氯硅烷，三氯硅烷與氫氣在高溫條件下反應(yīng)得到硅單質(zhì)，它的提煉工藝不算復(fù)雜，價格不高，C錯誤；D．晶體硅和金剛石的硬度都很大，D正確；故選D。10．下列物質(zhì)中，屬于酸性氧化物且跟水不能形成酸的是()A．CO2 B．SiO2 C．SO2 D．Fe2O3【答案】B【詳解】A．二氧化碳是酸性氧化物，且與水反應(yīng)可以生成碳酸，故A不選；B．二氧化硅是酸性氧化物，且不溶于水，與水也不反應(yīng)，故B可選；C．二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸?，溶于水，且與水反應(yīng)生成亞硫酸，故C不選；D．氧化鐵屬于堿性氧化物，不溶于水，與水也不反應(yīng)，故D不選；故選B。11．下列說法正確的是()A．SiO2熔點(diǎn)高硬度大，因此可用于制光導(dǎo)纖維B．向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸：C．，該物質(zhì)間轉(zhuǎn)化能實(shí)現(xiàn)D．高純硅可用于制作光感電池【答案】D【詳解】A．SiO2具有全反射的光學(xué)特性，用于制光導(dǎo)纖維，與其熔點(diǎn)、硬度等性質(zhì)無關(guān)，A錯誤；B．Na2SiO3為可溶性的鈉鹽，在書寫離子方程式時應(yīng)拆成離子形式，B錯誤；C．SiO2與鹽酸不反應(yīng)，C錯誤；D．高純硅是良好的半導(dǎo)體材料，可用于制作光感電池，D正確；答案選D。12．據(jù)《參考消息》報道，有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“未來的石油”。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，下列說法你認(rèn)為不妥的是()A．硅便于運(yùn)輸、貯存，從安全的角度考慮，硅是較安全的燃料B．自然界中存在大量的單質(zhì)硅C．硅燃燒放出的熱量多，且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境污染程度低，容易有效控制D．自然界中Si易開采【答案】B【詳解】A．常溫下硅為固體，性質(zhì)較穩(wěn)定，便于運(yùn)輸、貯存，較為安全，故A正確；B．自然界中硅是親氧元素，以化合態(tài)的形式存在，故B錯誤；C．硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用說明硅燃燒放出的熱量多，硅燃燒生成二氧化硅，二氧化硅是固體，容易有效控制，故C正確；D．Si在自然界中含量豐富，且易開采，故D正確；故答案選B。13．為了探究HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，某學(xué)生設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，希望通過一次實(shí)驗(yàn)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模铝姓f法不正確的是()A．錐形瓶中可以盛放Na2CO3B．裝置B中的目的是除去揮發(fā)的HClC．裝置C的目的是尾氣處理D．該裝置可以得出HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性強(qiáng)弱順序【答案】C【詳解】A．錐形瓶中可以盛放Na2CO3，發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳，A正確；B．裝置B中裝的是飽和碳酸氫鈉溶液，的目的是除去揮發(fā)的HCl，B正確；C．裝置C為硅酸鈉，C中沉淀為硅酸，目的是比較硅酸和碳酸的酸性，C錯誤；D．由強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)，可以得出HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性強(qiáng)弱順序依次減弱，D正確；故選：C。14．SiO2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(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)B．硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常用于制作光導(dǎo)纖維C．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，其熔點(diǎn)很高D．可用鹽酸除去石英砂（主要成分為SiO2）中少量的碳酸鈣【答案】D【詳解】A．化學(xué)反應(yīng)前后有元素化合價變化的一定是氧化還原反應(yīng)，二氧化硅與碳反應(yīng)生成粗硅、粗硅提純得到單晶硅過程中的反應(yīng)，均有元素化合價的變化，屬于氧化還原反應(yīng)，故A錯誤；B．光導(dǎo)纖維的成分是二氧化硅，硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不能用于制作光導(dǎo)纖維，故B錯誤；C．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，玻璃是一種非晶體、屬于混合物，沒有固定的熔點(diǎn)，故C錯誤；D．碳酸鈣溶于鹽酸生成氯化鈣、水以及二氧化碳，二氧化硅和鹽酸不反應(yīng)，可以用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)，故D正確；答案選D。15．硅是組成無機(jī)非金屬材料的一種主要元素，下列有關(guān)硅的化合物的敘述錯誤的是A．氮化硅陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料，其化學(xué)式為B．碳化硅()的硬度大，熔點(diǎn)高，可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承C．光導(dǎo)纖維是一種新型無機(jī)非金屬材料，其主要成分為D．氮化硅()、氧化鋁()、碳化硅()和二氧化鋯()都可用作制高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的材料【答案】C【詳解】A．氮化硅中各元素的原子最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。硅原子最外層電子數(shù)為4，氮原子最外層電子數(shù)為5，要形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則應(yīng)有二者個數(shù)的比為3:4，其化學(xué)式為，故A正確；B．碳化硅()為原子晶體，熔點(diǎn)高，可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承，故B正確；C．光導(dǎo)纖維的主要成分為二氧化硅，是一種新型無機(jī)非金屬材料，故C錯誤；D．氮化硅()和碳化硅()均屬于原子晶體，氧化鋁()和二氧化鋯()均屬于離子晶體，熔點(diǎn)高，都可用作制高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的材料，故D正確；故選C。16．高純度單晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱半導(dǎo)體材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機(jī)的一場“革命"。這種材料可以按所給路線制備：SiO2粗硅SiHCl3Si(純)(1)寫出步驟①的化學(xué)方程式：_______。(2)步驟②經(jīng)過冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)為33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)為57.6℃)和HCl(沸點(diǎn)為℃)，提純SiHCl3的主要化學(xué)操作的名稱是_______；SiHCl3和SiCl4一樣遇水可發(fā)生劇烈水解，已知SiHCl3水解會生成兩種氣態(tài)產(chǎn)物，請寫出其水解的化學(xué)方程式：_______。(3)請寫出二氧化硅與氫氯酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______。【答案】蒸餾或分餾【詳解】(1)工業(yè)上用焦炭在高溫下置換二氧化硅中的硅來制備粗硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；(2)由題意可知，SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)、SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)、HCl(沸點(diǎn)℃)的沸點(diǎn)不同，根據(jù)沸點(diǎn)的不同實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的方法為蒸餾或分餾；SiHCl3水解生成硅酸、氫氣和氯化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；(3)二氧化硅能和氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。17．硅是重要的半導(dǎo)體材料。近日，我國宣布突破了碳基半導(dǎo)體材料制備的瓶頸，有望替代目前的硅材料，支持高端芯片的國產(chǎn)化。(1)Si在元素周期表中的位置是___。(2)制作芯片需要高純度的硅，高純硅中Si原子之間的相互作用是___(填“離子鍵”或“共價鍵”)。(3)非金屬性Si弱于P，用原子結(jié)構(gòu)解釋原因：___，得電子能力Si小于P。(4)下列關(guān)于C和Si及其化合物的推斷中，正確的是___(填序號)。①C的最高正化合價與Si的最高正化合價相同②SiO2具有還原性③最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：H2CO3>H2SiO3【答案】第3周期第ⅣA族共價鍵Si與P電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)Si小于P，原子半徑Si大于P①③【詳解】(1)Si的原子序數(shù)為14，核外電子分3層排布，第3層4個電子，故在元素周期表中的位置是第3周期第ⅣA族。(2)制作芯片需要高純度的硅，硅晶體是由原子通過共價鍵結(jié)合而成的原子晶體，故高純硅中Si原子之間的相互作用是共價鍵。(3)非金屬性Si弱于P，用原子結(jié)構(gòu)解釋原因：Si與P電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)Si小于P，原子半徑Si大于P，則原子核對核外電子的吸引力Si小于P，得電子能力Si小于P，。(4)①主族元素的最高正化合價等于主族序數(shù)，C和Si均處于第ⅣA族，故C的最高正化合價與Si的最高正化合價相同，①說法正確；②SiO2中硅呈+4價，二氧化硅性質(zhì)穩(wěn)定，不具有還原性，②說法錯誤；③非金屬性越強(qiáng)，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，碳的非金屬性大于硅，故酸性：H2CO3>H2SiO3，③說法正確；故正確的是①③。18．下圖是地殼中含量較大的九種元素分布圖,圖中X、Y、Z分別表示不同元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)X的名稱為________，硅元素在自然界以______

(填"游離態(tài)"或“化合態(tài)”)形式存在。(2)Y的氧化物屬于______氧化物，

硅的氧化物屬于______氧化物(填“酸性”、“兩性”或“堿性"

)。(3)常用ZCl3溶液作為刻制印刷電路時的“腐蝕液"

，該反應(yīng)的離子方程式為__________，區(qū)別ZCl3溶液和Z(OH)3膠體的方法是__________。(4)由粗硅制備硅烷(SiH4)的基本流程如下圖所示(反應(yīng)條件均省略)：已知：反應(yīng)I、