2024高考化學一輪復習第四章非金屬及其化合物第一節(jié)碳硅及其重要化合物學案新人教版

PAGE19-第一節(jié)碳、硅及其重要化合物最新考綱：1.駕馭碳元素、硅元素的單質的主要性質及應用。2.駕馭碳元素、硅元素的重要化合物的主要性質及應用。3.了解碳元素、硅元素的單質及重要化合物的制備方法。4.了解碳元素、硅元素的單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。核心素養(yǎng)：1.宏觀辨識與微觀探析；能從不同層次相識碳、硅及其化合物的多樣性，并對物質進行分類。能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。2.科學精神與社會責任：了解二氧化碳對環(huán)境的影響，具有可持續(xù)性發(fā)展意識，綠色低碳的生活方式；贊許碳、硅單質及其化合物對社會發(fā)展的重大貢獻。學問點一碳及其化合物1．碳單質(1)存在形式有金剛石、石墨、無定形碳、足球烯，它們互為同素異形體。(2)主要化學性質——還原性可燃性2C＋O2(不足)eq\o(=,\s\up15(點燃))2CO、C＋O2(足量)eq\o(=,\s\up15(點燃))CO2與氧化物反應CuO：2CuO＋Ceq\o(=,\s\up15(△))2Cu＋CO2↑(冶煉金屬)SiO2：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(高溫))Si＋2CO↑(制取粗硅)H2O：C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高溫))CO＋H2(制取水煤氣)(續(xù)表)可燃性2C＋O2(不足)eq\o(=,\s\up15(點燃))2CO、C＋O2(足量)eq\o(=,\s\up15(點燃))CO2與強氧化性酸反應濃H2SO4：C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up15(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O濃HNO3：C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up15(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O2.一氧化碳(CO)(1)物理性質無色氣體，有毒，難溶于水。(2)化學性質——還原性①燃燒：2CO＋O2eq\o(=,\s\up15(點燃))2CO2，淡藍色火焰；②還原CuO：CuO＋COeq\o(=,\s\up15(△))Cu＋CO2(冶煉金屬)。3．二氧化碳(CO2)(1)物理性質：CO2是一種無色的、無味的氣體，能溶于水，固態(tài)CO2俗稱干冰。(2)化學性質：與H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反應的方程式表示為CO2＋H2OH2CO3、Na2O＋CO2=Na2CO3、CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O、2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up15(點燃))2MgO＋C。(3)CO2在自然界中的循環(huán)①CO2的主要來源：大量含碳燃料的燃燒。②自然界消耗CO2的主要反應：a．溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；b．光合作用將CO2轉化為O2；c．巖石的風化：CaCO3＋H2O＋CO2=Ca(HCO3)2。4．碳酸(H2CO3)弱酸性、不穩(wěn)定性。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中與CO2共存，因此常把CO2＋H2O當碳酸用。5．碳酸的酸式鹽和正鹽的比較(1)在水中的溶解性含K＋、Na＋、NHeq\o\al(＋,4)的正鹽易溶于水，其余一般不溶于水；酸式鹽均能溶于水。一般來說，在相同溫度下，難溶性正鹽溶解度小于其酸式鹽溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正鹽溶解度大于其酸式鹽溶解度，如溶解度Na2CO3>NaHCO3。(2)水溶液酸堿性強弱物質的量濃度相同時，正鹽溶液的pH大于其酸式鹽溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。(3)熱穩(wěn)定性一般來說，熱穩(wěn)定性依次為正鹽>酸式鹽>碳酸，如穩(wěn)定性Na2CO3>NaHCO3>H2CO3。可溶性正鹽>難溶性正鹽，如CaCO3高溫分解，而K2CO3不易分解。(4)與酸的反應①CaCO3與鹽酸反應的離子方程式：CaCO3＋2H＋=H2O＋CO2↑＋Ca2＋。②Ca(HCO3)2與鹽酸反應的離子方程式：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑。(5)與堿的反應①Na2CO3與Ca(OH)2反應的離子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓。②NaHCO3與足量Ca(OH)2反應的離子方程式：HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋＋OH－=CaCO3↓＋H2O。Ca(OH)2與足量NaHCO3反應的離子方程式：Ca2＋＋2OH－＋2HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋COeq\o\al(2－,3)＋2H2O。推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．碳酸鋇可用于胃腸X-射線造影檢查(×)2．溶解度：Na2CO3<NaHCO3(×)3．飽和Na2CO3溶液與CaSO4固體反應的離子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋CaSO4CaCO3＋SOeq\o\al(2－,4)(√)4．燃料燃燒產物CO2是溫室氣體之一(√)5．將某溶液與稀鹽酸反應產生的氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，說明該溶液中肯定含有COeq\o\al(2－,3)(×)6．向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液變渾濁，接著通入CO2至過量，渾濁消逝(×)7．向Ca(ClO)2溶液中通入CO2氣體，溶液變渾濁，接著通入CO2至過量，渾濁消逝(√)8．向CaCl2溶液中通入CO2，無明顯現象，若先通入NH3再通入CO2，溶液會變渾濁(√)9．向飽和Na2CO3溶液中通入過量的CO2氣體，有晶體析出(√)10．向NaAlO2溶液中通入CO2氣體，一起先有白色沉淀生成，CO2過量，沉淀溶解(×)1．碳晶體結構中化學鍵1mol金剛石含2molC—C鍵，1mol石墨中含1.5molC—C鍵。2．CO2不屬于污染氣體，但與溫室效應有關。3．CO2與鹽的復分解反應，符合強酸制弱酸原理。酸性HCl(H2SO4、HNO3)>CH3COOH>H2CO3>>HCOeq\o\al(－,3)1．(2024·武漢模擬)碳循環(huán)(如圖)對人類生存、發(fā)展有著重要的意義。下列說法錯誤的是(D)A．碳是構成有機物的主要元素B．光合作用是將太陽能轉化為化學能的過程C．化石燃料的大量燃燒是產生溫室效應的緣由之一D．石油的年產量是一個國家石油化工發(fā)展水平的標記2．(2024·南通二調)我國《可再生能源法》提倡碳資源的高效轉化及循環(huán)利用(如圖所示)。下列做法與上述理念相違反的是(B)A．大力發(fā)展煤的氣化及液化技術B．加快石油等化石燃料的開采和運用C．以CO2為原料生產可降解塑料D．將秸稈進行加工轉化為乙醇燃料解析：煤的氣化和液化是通過化學改變將煤轉化為氣體和液體燃料的先進干凈煤技術，可以削減污染物的排放，A項正確；石油等化石燃料為不行再生能源，加快化石燃料的開采和運用，會破壞環(huán)境，加重環(huán)境污染，B項錯誤；可降解塑料不會造成“白色污染”，C項正確；將秸稈轉化為乙醇燃料，可以削減PM2.5的產生，D項正確。3．(2024·山東萊蕪月考)下列關于碳及其氧化物的說法不正確的是(D)A．過度排放CO2會導致“溫室效應”，應提倡“低碳生活”B．一氧化碳易與血液中的血紅蛋白結合C．金剛石和石墨都是碳單質，但原子排列方式不同，物理性質也不同D．CO、CO2、葡萄糖都屬于有機物解析：CO、CO2不屬于有機物。4．標準狀況下，將3.36LCO2氣體通入200mL1.00mol·L－1NaOH溶液中，充分反應后溶液中c(COeq\o\al(2－,3))與c(HCOeq\o\al(－,3))的比值為(不考慮COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)的水解)(B)A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶3解析：設Na2CO3為xmol，NaHCO3為ymol，則x＋y＝eq\f(3.36L,22.4L·mol－1)＝0.15mol,2x＋y＝0.2L×1.00mol·L－1＝0.2mol，則x＝0.05mol，y＝0.1mol，則COeq\o\al(2－,3)∶HCOeq\o\al(－,3)＝1∶2。5．探討CO2在海洋中的轉移和歸宿，是當今海洋科學探討的前沿領域。(1)溶于海水的CO2主要以4種無機碳形式存在，其中HCOeq\o\al(－,3)占95%。寫出CO2溶于水產生HCOeq\o\al(－,3)的方程式：CO2＋H2OH2CO3、H2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)。(2)在海洋碳循環(huán)中，通過下圖所示的途徑固碳。①寫出鈣化作用的離子方程式：2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。②同位素示蹤法證明光合作用釋放出的O2只來自于H2O。用18O標記物質的光合作用的化學方程式如下，將其補充完整：xCO2＋2xHeq\o\al(18,2)Oeq\o(=,\s\up15(光能),\s\do15(葉綠體))(CH2O)x＋x18O2＋xH2O(3)海水中溶解無機碳占海水總碳的95%以上，其精確測量是探討海洋碳循環(huán)的基礎。測量溶解無機碳，可采納如下方法：①氣提、汲取CO2。用N2從酸化后的海水中吹出CO2并用堿液汲取(裝置示意圖如下)。將虛線框中的裝置補充完整并標出所用試劑。答案：②滴定。要汲取液汲取的無機碳轉化為NaHCO3，再用xmol·L－1HCl溶液滴定，消耗ymLHCl溶液。海水中溶解無機碳的濃度＝eq\f(xy,z)mol·L－1。解析：(1)CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3電離出H＋和HCOeq\o\al(－,3)。(2)①依據鈣化作用的反應物是HCOeq\o\al(－,3)和Ca2＋，生成物是CaCO3和CO2，故不難寫出反應的離子方程式為2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。②依據元素守恒及示蹤原子的標記知，方程式中的空白處為xCO2和2xHeq\o\al(18,2)O。(3)①該裝置為洗氣裝置，要留意裝置中長管進、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用試劑為稀硫酸，因HCl易揮發(fā)出來影響后續(xù)的滴定而不能用鹽酸。②依據該滴定過程得關系式：CO2～HCOeq\o\al(－,3)～HCl，n(CO2)＝n(HCl)＝xmol·L－1×y×10－3L＝xy×10－3mol，所以c(CO2)＝eq\f(xy×10－3mol,z×10－3L)＝eq\f(xy,z)mol·L－1。素養(yǎng)一CO、CO2的凈化1．CO、CO2氣體的除雜方法CO中混有CO2通過盛有NaOH溶液的洗氣瓶，然后干燥氣體CO2中混有CO通過盛有灼熱CuO的硬質試管CO2中混有少量SO2或HCl通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶，然后干燥氣體①澄清石灰水只用于檢驗CO2，不能用于除去混合氣體中的CO2，應用NaOH溶液除去；②CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均無沉淀產生2.確認混合氣體(CO、CO2)中含有CO氣體的試驗設計方法各裝置的作用是：A——除去混合氣體中的CO2氣體B——檢驗混合氣體中CO2是否除盡C——除去CO中攜帶的H2OD——CO還原CuO：CO＋CuOeq\o(=,\s\up15(△))Cu＋CO2E——驗證CO的氧化產物CO2F——除去尾氣中的CO2氣體G——除去尾氣中的CO氣體、防止污染環(huán)境確定混合氣體中含有CO氣體的試驗現象是：D中的物質由黑色變成紅色，B中無明顯現象，E中的澄清石灰水變渾濁。1．寫出除去下列氣體中混有的雜質(括號內為雜質)可實行的方法。(1)CO(CO2)：通過盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶。(2)CO2(CO)：通過盛放灼熱CuO的硬質玻璃管。(3)CO2(O2)：通過盛放灼熱銅網的硬質玻璃管。(4)CO2(SO2)：通過盛有飽和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗氣瓶。(5)CO2(HCl)：通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶。2．(2024·重慶七校聯考)一氧化碳在工業(yè)上常用作燃料、精煉金屬的還原劑和化學合成的原料等?；卮鹣铝袉栴}：(1)試驗室常用甲酸與濃硫酸共熱制取CO，其裝置如圖所示。①圖中儀器M為滴液漏斗，試驗時用其代替分液漏斗來滴加甲酸效果更佳，緣由是系統(tǒng)內氣體上下相通，甲酸更易滴入燒瓶中。②制取CO的化學方程式為HCOOHeq\o(→,\s\up15(濃H2SO4),\s\do15(△))CO↑＋H2O。(2)為探究CO的化學性質，某課外小組的同學按如圖所示裝置進行試驗。打開K2，關閉K1和K3。已知Cu2Cl2的氨水溶液可以將CO氧化為草酸銨，同時本身被還原為Cu。①試驗前需進行的操作是檢查裝置的氣密性。②一段時間后b處活鼠中毒死亡(填現象)，打開K1，并在F處點燃CO，試管中氧化銅由黑色漸漸變紅，a處澄清石灰水變渾濁。說明CO具有的化學性質有毒性和還原性。(3)待試管中固體顏色全部變?yōu)榧t色，關閉K1，稍后關閉K2，停止通入CO,再打開K3。c裝置的作用是汲取尾氣CO，此處反應的離子方程式為2CO＋Cu2Cl2＋4NH3＋2H2O=2Cu↓＋2Cl－＋4NHeq\o\al(＋,4)＋C2Oeq\o\al(2－,4)。解析：(1)①滴液漏斗內氣體上下相通，甲酸更簡單滴入燒瓶中。②該試驗利用濃硫酸的脫水性，用HCOOH制取CO，其化學方程式為HCOOHeq\o(→,\s\up15(濃H2SO4),\s\do15(△))CO↑＋H2O。(2)①有氣體通過的裝置在試驗前都須要檢查裝置的氣密性。②b處的活鼠因CO而中毒死亡；在加熱條件下，CO還原氧化銅得到二氧化碳，試管中黑色的氧化銅變?yōu)榧t色的銅，生成的二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，由以上試驗現象可以說明CO有毒性和還原性。(3)CO有毒，不能干脆排放到空氣中，由題意Cu2Cl2的氨水溶液可以將CO氧化為草酸銨，同時本身被還原為Cu，則c裝置的作用是汲取尾氣CO，結合題給條件寫出離子方程式：Cu2Cl2＋2CO＋4NH3＋2H2O=4NHeq\o\al(＋,4)＋C2Oeq\o\al(2－,4)＋2Cl－＋2Cu↓。素養(yǎng)二CO2與堿、鹽溶液反應規(guī)律1．與堿溶液的反應(1)反應原理NaOHeq\o(→,\s\up15(少量CO2))Na2CO3eq\o(→,\s\up15(CO2))NaHCO3(2)反應后溶質成分的推斷x＝eq\f(nNaOH,nCO2)溶質成分x≤1∶1NaHCO31∶1<x<2∶1Na2CO3、NaHCO3x＝2∶1Na2CO3x>2∶1NaOH、Na2CO3也可用數軸來表示：2．與鹽溶液的反應(1)CO2與鹽溶液的常見反應碳酸是一種弱酸，其酸性比鹽酸、醋酸要弱，因此，鹽酸、醋酸能與碳酸鹽反應；其酸性又比硅酸、次氯酸、苯酚、偏鋁酸等強，因此，將CO2氣體通入Na2SiO3、NaClO、、NaAlO2等鹽溶液中，均能發(fā)生反應而生成相應的弱酸和碳酸(氫)鹽，這就是“強酸制弱酸”原理的應用。如：①CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3②CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H4SiO4↓＋Na2CO3或CO2＋Na2SiO3＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3當CO2過量時，發(fā)生反應如下：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3③CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO當CO2過量時，發(fā)生反應如下：2CO2＋Ca(ClO)2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2HClO⑤CO2＋NaAlO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3(CO2過量時)CO2＋2NaAlO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋Na2CO3(CO2少量時)(2)留意事項①“強酸制弱酸”是一個重要的化學反應規(guī)律，但不行認為弱酸就不能“制取”強酸。在某些條件下，當弱酸的酸根陰離子被沉淀或被氧化后，H＋就被“釋放”出來，從而生成了強酸。如將H2S通入CuSO4溶液中或向氫硫酸中滴加氯水，均由氫硫酸這種弱酸生成了強酸：H2S＋CuSO4=CuS↓＋H2SO4(S2－與Cu2＋結合成難溶的CuS)，H2S＋Cl2=S↓＋2HCl(S2－被氧化)。②CO2與溶液反應的產物與CO2的用量無關，都生成NaHCO3，因為酸性H2CO3>OH>HCOeq\o\al(－,3)。③CO2與NaClO溶液反應的產物與CO2的量無關，也只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3，因為酸性H2CO3>>HCOeq\o\al(－,3)。④CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均不反應，無沉淀產生。1．(2024·吉林模擬)將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質的量(n)和通入CO2體積(V)的關系正確的是(D)解析：CO2與KOH和Ca(OH)2都會反應，但存在著競爭，假如先與KOH反應，則反應后生成的K2CO3馬上會與Ca(OH)2反應生成CaCO3，因此，可以看成CO2先與Ca(OH)2反應，所以通CO2后馬上有CaCO3生成。其次步還要推斷CO2是先跟KOH反應還是先與生成的CaCO3反應，同樣可以采納假設法推斷，即假如先與CaCO3反應，則生成的Ca(HCO3)2又會與KOH反應，因此是先與KOH反應，此過程生成沉淀的物質的量不變，當KOH反應完全，再與CaCO3反應，直至沉淀完全溶解，故選D。2．(2024·杭州質檢)用4種溶液進行試驗，下表中“操作及現象”與“溶液”對應關系錯誤的是(B)選項操作及現象溶液A通入足量CO2，溶液變渾濁飽和Na2CO3B通入CO2，溶液變渾濁；接著通CO2至過量，渾濁消逝Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁；再加入品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液變渾濁；接著通CO2至過量，渾濁消逝；再加入足量NaOH溶液，又變渾濁Ca(OH)2溶液解析：A項，CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3↓，由于NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，生成的NaHCO3的質量多而析出；B項，CO2＋Na2SiO3＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓，H2SiO3與CO2不反應，渾濁不會消逝；C項，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO，所以溶液變渾濁，加入的品紅被HClO氧化褪色；D項，首先，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O，接著通CO2至過量，產生可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，則發(fā)生反應：2NaOH＋Ca(HCO3)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又變渾濁。故選B。學問點二硅及其化合物、無機非金屬材料1．硅(Si)(1)硅的存在硅在自然界中以化合態(tài)存在，在地殼中的含量僅次于氧。(2)物理性質灰黑色，硬度大，熔、沸點高，具有金屬光澤。(3)化學性質常溫下與F2、HF、NaOH反應；加熱時能與H2化合生成不穩(wěn)定的氫化物SiH4，加熱時還能與Cl2、O2化合分別生成SiCl4、SiO2。涉及的化學方程式如下：①與非金屬單質反應eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2：Si＋O2\o(=,\s\up15(△))SiO2,F2：Si＋2F2=SiF4,Cl2：Si＋2Cl2\o(=,\s\up15(△))SiCl4))②與氫氟酸反應：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。③與NaOH溶液反應：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。(4)制備方法①制取粗硅：工業(yè)上，用焦炭在電爐中還原SiO2得到含有少量雜質的粗硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(高溫))Si＋2CO↑。②粗硅提純：Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up15(高溫))SiCl4，SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up15(高溫))Si＋4HCl。提示：①用焦炭還原SiO2，產物是CO而不是CO2。②粗硅中含碳等雜質，與Cl2反應生成的SiCl4中含有CCl4等雜質，經過分餾提純SiCl4后，再用H2還原，得到高純度硅。(5)主要用途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(SiO2)(1)二氧化硅的組成二氧化硅存在于沙子、石英、水晶、瑪瑙(含雜質的石英)等中。SiO2是由Si和O按原子個數比1∶2干脆構成。Si、SiC、Si3N4、BN等也是干脆由原子構成的。(2)二氧化硅的性質及用途物理性質硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，不溶于水化學性質與水反應不反應與酸反應只與氫氟酸反應：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O與堿反應如與NaOH反應：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞)與鹽反應如與Na2CO3反應：SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up15(高溫))Na2SiO3＋CO2↑與堿性氧化物反應如與CaO反應：CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up15(高溫))CaSiO3用途光導纖維、光學儀器、電子部件3.硅酸和硅酸鹽(1)硅酸(H2SiO3)(2)硅酸鹽(如Na2SiO3)①白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。②與酸性較硅酸強的酸反應：a．與鹽酸反應的化學方程式：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。b．與CO2水溶液反應的化學方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓。③用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。(3)硅酸鹽組成的表示通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成。如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2O·SiO2，石棉(CaMg3Si4O12)可表示為CaO·3MgO·4SiO2。4．無機非金屬材料(1)傳統(tǒng)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＋SiO2eq\o(=,\s\up15(高溫))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up15(高溫))CaSiO3＋CO2↑。(2)新型無機非金屬材料材料類型主要特性示例用途高溫結構陶瓷能承受高溫，強度高氮化硅陶瓷汽輪機葉片、軸承、永久性模具等半導體陶瓷具有電學特性二氧化錫陶瓷集成電路中的半導體光學材料具有光學特性光導纖維光纜通訊、醫(yī)療、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化鋁陶瓷人造骨骼、人造關節(jié)、接骨螺釘推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在(√)2．晶體硅熔點高、硬度大，故可用于制作半導體材料(×)3．Si和SiO2都可用于制造光導纖維(×)提示：Si可用于制造半導體，SiO2用于制造光導纖維。4．非金屬性：C>Si，則熱穩(wěn)定性：CH4>SiH4(√)5．硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質反應(×)6．SiO2是酸性氧化物，可溶于強堿(NaOH)，不溶于任何酸(×)提示：SiO2可溶于氫氟酸：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。7．玻璃是一種晶體，有較高的熔點(×)提示：玻璃是非晶體，沒有固定的熔點。8．水玻璃是一種特別的玻璃，泡花堿屬于堿(×)提示：水玻璃是Na2SiO3的水溶液。1．氫氟酸能腐蝕玻璃并用于雕刻玻璃，盛放氫氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。盛放堿性溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，因為SiO2與堿溶液反應生成具有黏性的Na2SiO3。2．不能依據反應2C＋SiO2eq\o(=,\s\up15(高溫))Si＋2CO↑來說明C的還原性比Si強，也不能依據反應SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up15(高溫))Na2SiO3＋CO2↑來說明SiO2水化物的酸性比H2CO3強。此類反應能進行的緣由是在高溫條件下，生成物中的氣體從反應體系中逸出，有利于反應向右進行。3．SiO2雖然能與NaOH溶液、HF溶液反應，但不屬于兩性氧化物，屬于酸性氧化物，但與水不能干脆反應。4．不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光導纖維的是SiO2，用于制作半導體材料、計算機芯片的是晶體硅。5．硅酸酸性比碳酸還弱，且是中學階段唯一不溶于水的酸，可用作推斷題題眼。6．硅酸鹽大多難溶于水，常見可溶性硅酸鹽是硅酸鈉，其水溶液稱為泡花堿或水玻璃，但卻是鹽溶液。7．氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結構，切不行認為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。1．(2024·全國卷Ⅰ)陶瓷是火與土的結晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質與化學有著親密的關系。下列說法錯誤的是(A)A．“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵B．著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(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點解析：“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；秦兵馬俑是陶制品，由黏土經高溫燒結而成，B項正確；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；陶瓷主要成分是硅酸鹽，硅酸鹽中硅元素化合價處于最高價，化學性質穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點，D項正確。2．(2024·山東壽光現代中學月考)下列關于硅單質及其化合物的說法正確的是(C)①硅是構成一些巖石和礦物質的基本元素②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品③高純度的硅單質是良好的半導體材料④陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料⑤水玻璃可用于生產黏合劑和防火劑⑥二氧化硅可用作光纖以及電腦芯片A．①②③④ B．②③⑤⑥C．①③④⑤ D．②③④⑤解析：水晶的主要成分是二氧化硅，故②錯誤；二氧化硅可用作光纖，單質硅可用作電腦芯片，故⑥錯誤。本題選C。3．(2024·合肥質檢)硅及其化合物是帶來人類文明的重要物質。下列說法正確的是(C)A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽產品B．水玻璃是純凈物，可用于生產黏合劑和防火劑C．某硅酸鹽的化學式為KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示D．高純硅可用于制造光導纖維，高純二氧化硅可用于制造太陽能電池解析：水晶的主要成分為SiO2，不屬于硅酸鹽產品，A錯誤；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，屬于混合物，B錯誤；用于制造光導纖維的是二氧化硅，用于制造太陽能電池的是高純硅，D錯誤。4．(2024·黑龍江大慶鐵人中學月考)青石棉是一種致癌物質，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學品之一，其化學式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀HNO3溶液處理時，還原產物只有NO，下列說法不正確的是(B)A．青石棉是一種硅酸鹽材料B．青石棉溶于足量的硝酸得到澄清溶液C．青石棉的化學組成可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD．1mol青石棉能使1molHNO3被還原解析：硅酸鹽指的是硅、氧與其他化學元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結合而成的化合物的總稱，青石棉是一種硅酸鹽產品，A正確；青石棉中硅元素以硅酸根離子的形式存在，與硝酸反應時生成硅酸，不溶于水，B錯誤；硅酸鹽寫成氧化物形式的先后依次為：活潑金屬氧物、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化學組成用氧化物的形式可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，C正確；青石棉中含有二價鐵，依據氧化還原反應中得失電子數目相等，有關系式：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O～HNO3，所以1mol青石棉能使1mol硝酸被還原，故D正確。5．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)覺和運用曾引起計算機的一場“革命”。可以按下列方法制備：SiO2eq\o(→,\s\up15(①C),\s\do15(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up15(②HCl),\s\do15(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up15(③過量H2),\s\do15(1000～1100℃))Si(純)下列說法不正確的是(A)A．步驟①的化學方程式為：SiO2＋Ceq\o(=,\s\up15(高溫))Si＋CO2↑B．步驟①中每生成1molSi，轉移4mol電子C．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D．SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點67.6℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3解析：A項，二氧化硅高溫下與C反應生成CO氣體，即步驟①的化學方程式為：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(高溫))Si＋2CO↑，故A錯誤；B項，步驟①中Si的化合價降低4，生成1molSi轉移電子為4mol，故B正確；C項，高純硅是半導體，是制造集成電路、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，故C正確；D項，沸點相差30℃以上的兩種液體可以采納蒸餾的方法分別，故D正確。素養(yǎng)硅及其化合物的特別性質物質一般規(guī)律硅及其化合物的特性Si硅還原性強于碳2C＋SiO2eq\o(=,\s\up15(高溫))Si＋2CO↑非金屬單質與強堿溶液