2025年高中化學新教材同步必修第二冊 第5章　第3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.了解傳統(tǒng)無機非金屬材料的原料、成分、性能及其在生產(chǎn)中的應用。2.了解硅、二

氧化硅的結構、性質(zhì)及其在生產(chǎn)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(chǎn)中的應

用。

一、硅酸鹽材料

1.無機非金屬材料

從組成上看，許多無機非金屬材料含有硅、氧等元素，具有耐高溫、抗腐蝕、硬度高等特點，以及特

殊的光學、電學等性能。

2.常見的硅酸鹽材料

項目陶瓷普通玻璃普通水泥

純堿(Na2CO3)、石灰石主要原料：石灰石、黏土

原料黏土

(CaCO3)、石英砂(SiO2)輔料：適量的石膏

設備陶瓷窯玻璃窯水泥回轉(zhuǎn)窯

硅酸鈉(Na2SiO3)、硅酸鈣

主要成分含水的鋁硅酸鹽—

(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)

耐高溫、硬度大、耐腐蝕、性透光性好、硬度大、無固遇水逐漸變硬(水硬性)，硬化

性能

質(zhì)穩(wěn)定定熔點后性質(zhì)穩(wěn)定

用于生產(chǎn)建筑材料、光學

用于生產(chǎn)建筑材料、絕緣材料、

用途儀器和各種器皿，還可制大量用于建筑和水利工程

日用器皿、衛(wèi)生潔具等

造玻璃纖維等

思考1普通玻璃以純堿、石灰石和石英砂為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融，發(fā)生復雜的物

理和化學變化而制得。寫出其中發(fā)生反應的化學方程式。

提示Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3、CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。

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。

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(tǒng)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(chǎn)中都發(fā)生復雜的物理和化學變化()

(4)陶瓷、玻璃、水泥的生產(chǎn)都需要在高溫下進行()

答案(1)√(2)√(3)√(4)√

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Si+2H===H2SiO3↓。

2?

(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Si+2OC3O2+2H2O===H2SiO3↓+2HC。

2??

3.(2023·日照高一月考)“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是O贊3譽越窯秘色瓷的詩句，描繪我國O古3

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(zhì)穩(wěn)定、耐高溫

D.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽

答案C

解析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(zhì)穩(wěn)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(zhì)

(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(wěn)定，受熱易分解：H2SiO3H2O+SiO2。

二、新型無機非金屬材料

1.硅和二氧化硅

(1)硅

硅元素位于元素周期表第三周期、第ⅣA族，處于金屬與非金屬的過渡位置。其單質(zhì)的導電性介于導

體與絕緣體之間，是應用最廣泛的半導體材料。

(2)粗硅的制備

工業(yè)上用焦炭還原石英砂可以制得含少量雜質(zhì)的粗硅，化學方程式：SiO2+2CSi+2CO↑。

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(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：

其中涉及的主要反應的化學方程式是什么？

提示①SiO2+2CSi+2CO↑；②Si+3HClSiHCl3+H2；③SiHCl3+H2Si+3HCl。

思考2閱讀情景素材，回答下列問題：

素材1SiO2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(fā)生反應生成SiF4氣體和水，可以用氫氟酸溶蝕玻璃生產(chǎn)

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(fā)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。SiO2Na2SiO3H2SiO3?；瘜W方程式為

SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O，Na2SiO3+H2O+CO2===Na2CO3+H2SiO3↓。

SiO2的性質(zhì)

(3)硅和二氧化硅的用途

①高純硅用于制造芯片和硅太陽能電池。

②二氧化硅用于生產(chǎn)光導纖維。

2.新型陶瓷

(1)組成：不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系。

(2)特性和功能：在光學、熱學、電學、磁學等方面具有很多新的特性和功能。

(3)碳化硅(SiC)俗稱金剛砂，具有類似金剛石的結構，可用作磨料，還具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能，可

用作耐高溫結構材料、耐高溫半導體材料等。

(4)常見的類型：高溫結構陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、超導陶瓷。

3.碳納米材料

碳納米材料主要包括富勒烯、碳納米管、石墨烯等，廣泛應用于能源、信息、醫(yī)藥等領域。

新型材料結構性能用途

由碳原子構成的一系列籠形分子的總

富勒烯—制碳納米材料

稱，如C60

由石墨片層卷成的管狀物，具有納米尺比表面積大，有相當高的生產(chǎn)復合材料、電池和傳

碳納米管

度的直徑強度和優(yōu)良的電學性能感器等

電阻率低、熱導率高，具光電器件、超級電容器、

石墨烯只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨

有很高的強度電池、復合材料等

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(chǎn)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(xiàn)白色沉淀，證明碳的非金屬性強于硅()

答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√

2.(2024·廣州高一期中)硅及其化合物是重要的新型無機非金屬材料。下列說法不正確的是()

A.高溫下用焦炭還原SiO2制備粗硅

B.SiO2與水反應生成硅酸

C.SiO2是制取傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品玻璃的原料之一

D.“水玻璃”可以由SiO2與NaOH溶液反應制得

答案B

解析SiO2不與水反應，可以通過硅酸鈉與鹽酸反應制備硅酸，故選B。

3.(2024·黑龍江大慶高一期中)從科技前沿到人類的日常生活，化學無處不在。下列說法正確的是()

A.國產(chǎn)大型飛機C919用到的氮化硅高溫結構陶瓷屬于新型無機非金屬材料

B.量子通信材料螺旋碳納米管與石墨烯互為同位素

C.清華大學獲芯片領域重要突破，相關成果在《科學》雜志發(fā)表，芯片的主要成分是二氧化硅

D.常溫下Si的化學性質(zhì)穩(wěn)定，在自然界中硅主要以單質(zhì)形式存在

答案A

解析螺旋碳納米管和石墨烯都是碳元素形成的單質(zhì)，兩者互為同素異形體，B錯誤；芯片的主要成分為

單質(zhì)硅，C錯誤；常溫下Si的化學性質(zhì)穩(wěn)定，但是在自然界中硅主要以化合態(tài)的形式存在，D錯誤。

1.(2024·哈爾濱高一期中)下列物質(zhì)的主要成分不是二氧化硅的是()

A.水晶B.光導纖維

C.石英D.純堿

答案D

解析純堿的主要成分是碳酸鈉，故選D。

2.(2024·安徽蚌埠高一段考)“中國芯”的發(fā)展離不開高純單晶硅。由石英砂(主要成分為SiO2)制取高純

硅涉及的主要反應用流程圖表示如下：

下列說法錯誤的是()

A.反應①②③均為置換反應

B.SiO2能溶于燒堿溶液和氫氟酸，故為兩性氧化物

C.X為CO

D.流程中HCl和H2可以循環(huán)利用

答案B

解析石英砂與焦炭在高溫下發(fā)生置換反應，生成CO和粗硅；粗硅與HCl在300℃時發(fā)生置換反應生成

SiHCl3和H2；SiHCl3與H2在高溫下發(fā)生置換反應，可制得高純硅和HCl，反應①②③均為置換反應，A、

C正確；SiO2是酸性氧化物，B錯誤；流程中HCl和H2都是既在反應中使用，又在反應中生成，所以二者

都可以循環(huán)利用，D正確。

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②NaHSO4③KNO3④石灰水⑤CuSO4⑥NaOH⑦Na2SiO3

A.④⑧⑦B.①④⑥⑦

C.①③⑤D.①④⑥

答案B

解析氫氟酸與二氧化硅反應生成四氟化硅和水，所以存放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；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，所以存放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.(2024·烏魯木齊高一段考)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)可用于制作計算機芯片和太陽能電池的是(填化學式)，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。

(3)工藝師常用(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃，該反應的化學方程式為。

(4)工業(yè)上常用2C+SiO2Si+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)SiSiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O(3)氫氟酸SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O(4)CSiO2

課時對點練[分值：100分]

(選擇題1~11題，每小題6分，共66分)

題組一硅酸鹽材料

1.(2024·山東聊城高一段考)世界瓷都——泉州德化盛產(chǎn)陶瓷，下列說法不正確的是()

A.陶瓷化學性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點

B.陶瓷是應用較早的人造材料，主要化學成分是硅酸鹽

C聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫燒結而成

D.高品質(zhì)的瓷器晶瑩剔透，屬于純凈物

答案D

解析瓷器屬于硅酸鹽材料，由多種物質(zhì)構成，屬于混合物，故選D。

2.(2024·哈爾濱高一期中)下面關于硅及其化合物的敘述錯誤的是()

A.普通玻璃是以純堿、石灰石和石英砂為原料在玻璃窯中熔融制成

B.玻璃、陶瓷、水泥、碳化硅都屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品

C.因為玻璃中含有SiO2，所以不能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶盛裝堿性溶液

D.太陽能電池的主要成分是硅，太陽能電池在生活中的應用有利于環(huán)保、節(jié)能

答案B

解析玻璃、陶瓷、水泥屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品，碳化硅屬于新型無機非金屬材料，故選B。

3.下列關于水玻璃的性質(zhì)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(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的水溶液，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。

題組二新型無機非金屬材料

4.(2024·三亞高一檢測)下列關于二氧化硅的說法正確的是()

A.工業(yè)上用二氧化硅制取單質(zhì)硅時，理論上1molC能置換出1molSi

B.二氧化硅具有酸性氧化物的通性

C.二氧化硅能與堿反應，不能與任何酸反應

D.由于硅酸比碳酸的酸性弱，故二氧化硅不能與碳酸鈉反應

答案B

解析由SiO2+2C===Si+2CO↑可知1molC理論上能置換出0.5molSi，A錯誤；SiO2能與氫氟酸反應，C

錯誤；硅酸的酸性比碳酸弱，所以SiO2不能與碳酸鈉溶液反應，但能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應，D

錯誤。

5.(2024·貴州遵義高一段考)貴州三大代表性陶器品類包括平塘牙舟陶、織金砂陶和遵義余慶陶。下列有關

陶瓷的說法錯誤的是()

A.陶瓷燒制過程中發(fā)生了化學變化

B.新型陶瓷和傳統(tǒng)陶瓷一樣都是硅酸鹽材料

C.新型超導陶瓷可應用于磁懸浮技術

D.高溫結構陶瓷可應用于火箭發(fā)動機

答案B

解析新型陶瓷不限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，故選B。

6.碳納米管是由石墨烯卷曲成的單層或多層的直徑為2~20nm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(fā)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(jù)碳納米管的形狀可推測它可以用作催化劑的載體

答案A

解析膠體是分散系，是混合物，而碳納米管是純凈物，不是膠體，A錯誤；石墨烯和碳納米管是碳元素

的兩種不同的單質(zhì)，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。

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+SiO2Na2SiO3+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(zhì)相似

答案C

解析二氧化硅與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，作氧化劑，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，

作氧化劑，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(zhì)不同，D錯

誤。

8.(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()

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(fā)皿中進行

答案D

解析步驟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(fā)皿不能用于灼燒固體，D項錯誤。

9.(2024·南寧高一期中)下列關于硅元素及其化合物的說法正確的是()

①硅酸鹽材料大多具有硬度高、熔點高、難溶于水等特點

②現(xiàn)代建筑物大量使用的沙子和水泥都是硅酸鹽材料

③水晶項鏈和石英玻璃都是硅酸鹽材料

④陶瓷是具有悠久歷史的硅酸鹽材料

⑤光導纖維的主要原料是二氧化硅

⑥高純度的硅單質(zhì)具有非常好的導電能力

A.①④⑤B.①②③⑥

C.①②④⑤D.②③④⑥

答案A

解析②沙子、③水晶和石英的主要成分為二氧化硅，二氧化硅為氧化物，不是硅酸鹽；⑥硅導電性介于

導體與絕緣體之間，是良好的半導體材料。

-3

10.(2024·重慶高一期中)實驗室用H2還原SiHCl3(沸點：31.85℃，密度為1.34g·cm)制備高純硅的裝置如

圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去)，下列說法正確的是()

A.裝置Ⅲ的燒杯中盛裝的是冰水

B.實驗時，應先加熱管式爐，再打開活塞K

C.該實驗中滴加13.55mLSiHCl3，制得高純硅2.814g，則SiHCl3的利用率為75%

D.為鑒定高純硅中是否含微量鐵單質(zhì)，需要用的試劑為鹽酸、硫氰化鉀溶液

答案C

解析裝置Ⅰ制備氫氣，氫氣中含有水蒸氣，會對后續(xù)實驗產(chǎn)生干擾，必須除去，因此裝置Ⅱ的作用是除

去氫氣中的水蒸氣，即裝置Ⅱ中盛放濃硫酸，裝置Ⅲ的作用是提供SiHCl3氣體，應在水浴中加熱，A錯誤；

-3

實驗時應先通入氫氣，目的是排出裝置中的空氣，防止發(fā)生危險，B錯誤；SiHCl3的密度為1.34g·cm，

體積13.55mL，則SiHCl4的質(zhì)量為18.157g，根據(jù)SiHCl3+H2Si+3HCl，實際消耗SiHCl3的質(zhì)量為

-1

×135.5g·mol=13.61775g，則SiHCl3的利用率為×100%=75%，C正確；鐵單質(zhì)與鹽酸反

2.814g13.61775g

?1

應28g生·m成ol亞鐵離子，不能用硫氰化鉀溶液檢驗，D錯誤。18.157g

11.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(zhì)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+2CSi+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(wǎng)

D.“稀酸Y”可選用稀硝酸

答案B

解析“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+2CSi+2CO↑，故A

正確；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(wǎng)，故C正確；粗硅中含少量Fe、Cu的單質(zhì)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。

12.(10分)高純硅用于制作光伏電池，如圖是一種生產(chǎn)高純硅的工藝流程圖：

已知：①流化床反應器的主反應：Si+3HClSiHCl3+H2；②還原爐的主反應：

SiHCl3+H2Si+3HCl；③SiHCl3極易水解。

(1)電弧爐中生成粗硅，反應的化學方程式為。若電弧爐中焦炭過量，還會有

SiC生成，石英砂和焦炭生成SiC的反應中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為。

(2)整個操作流程都需隔絕空氣，原因是(答出兩條即可)。

(3)SiHCl3極易發(fā)生水解反應，其生成物之一是一種可燃性氣體，則SiHCl3水解的化學方程式

為。

(4)上述操作流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是。

答案(1)SiO2+2CSi+2CO↑1∶2

(2)防止SiHCl3發(fā)生水解、防止硅被氧化、防止氫氣與氧氣反應而發(fā)生爆炸(任寫兩條)

(3)SiHCl3+3H2O===H2↑+H2SiO3↓+3HCl

(4)H2、HCl

解析(1)石英砂與焦炭在高溫下反應制備粗硅的化學方程式為SiO2+2CSi+2CO↑；石英砂和焦炭生成

SiC的化學方程式為SiO2+3CSiC+2CO↑，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2。

(2)SiHCl3極易水解，反應產(chǎn)生的氫氣與氧氣反應易發(fā)生爆炸，并且硅也與O2反應，因此整個操作流程都

需隔絕空氣。

(3)根據(jù)題意，SiHCl3極易發(fā)生水解反應生成H2，同時反應產(chǎn)生HCl、H2SiO3，則SiHCl3水解的化學方程

式為SiHCl3+3H2O===H2↑+H2SiO3↓+3HCl。

(4)還原爐中SiHCl3與H2反應生成硅單質(zhì)，化學方程式為SiHCl3+H2===Si+3HCl，根據(jù)流程轉(zhuǎn)化分析可知

上述操作流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是H2、HCl。

13.(10分)如圖是硅及其化合物的“價—類”二維圖，根據(jù)要求完成下列化學(或離子)方程式。

(1)利用焦炭在電爐中還原二氧化硅的化學方程式為。

(2)利用氫氟酸刻蝕玻璃的化學方程式為。

(3)硅酸鈉與強酸反應轉(zhuǎn)化為硅酸的離子方程式為