1、高三第1轮总复习 化学 第四章 非金属及其化合物第1节 碳、硅及其重要化合物明考纲1.了解碳、硅的原子结构、认识硅在自然界的存在形式。2.了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。3.了解硅酸盐产品及其在生产生活中的用途。析考情高考对本节内容的考查点有三个：一是以新材料、新技术为背景考查 C、Si 及其重要化合物的性质及应用，二是以推断题考查 C、Si 及其化合物之间的转化关系，三是以硅、硅酸的制备为载体，考查实验探究能力。特别注意，Si、SiO2 在现代科技中的用途经常以选择题形式出现，已成为高考考查热点。知识层面主干层级突破考点一 碳、硅单质的性质及用途一|知识梳理1.碳单质的存在、性质和用途2
2、.硅单质的存在、性质和制备(1)结构及物理性质(2)化学性质硅的化学性质不活泼，常温下不能被浓硫酸、浓硝酸等强氧化剂氧化，只能与 F2、氢氟酸、强碱溶液反应；在加热条件下，能与 O2、Cl2 等少数非金属单质化合。写出下列相关反应的化学方程式：(3)工业制备反应原理：制粗硅 粗硅的提纯SiO22C=高温 Si2COSi2Cl2=高温 SiCl4、SiCl42H2=高温 Si4HCl易错警示 (1)用石英砂和焦炭制备粗硅的反应必须要隔绝空气在电炉中进行，得到的氧化产物是 CO而不是 CO2。(2)硅与碱溶液反应时，硅为还原剂，H2O 为氧化剂。1.从元素周期表的位置看，碳和硅均为A 族元素，自然
3、界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？提示：没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。2.判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)碳和硅两种元素共有两种单质。()(2)12C、13C、14C 是碳的三种同素异形体。()(3)硅单质广泛存在于自然界中，天然存在的单质硅叫硅石。()(4)常温下，硅很稳定，不能跟酸、碱溶液反应。()(5)硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。()(6)C60 属于原子晶体，熔点高，硬度大。()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)二|题组训练 1.2015江西抚州三校联考
4、下列说法正确的是()A.单质O2 氧化物H2O酸或碱NaOH或HCl盐，碳或硅单质可以按上述关系进行转化B.若 a、b、c 分别为 Si、SiO2、H2SiO3，则可以通过一步反应实现转化：bcaC.太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属元素与非金属元素的交界位置D.单质硅常用于制造光导纤维答案：C解析：SiO2 不能与 H2O 反应生成 H2SiO3，故 A、B 错；制造光导纤维的原料是 SiO2，故 D 错。2晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气体；粗硅与干燥的 HCl 气体反应制得 SiHCl3(Si3HCl=
5、250300 铜粉SiHCl3H2)；SiHCl3 与过量的 H2 在 11001200 的温度下反应制得纯硅，已知 SiHCl3 能与水剧烈反应，在空气中易自燃。请回答：(1)第一步制取粗硅的化学方程式为_。(2)粗硅与 HCl 气体反应完全后，经冷凝得到的 SiHCl3(沸点 33.0)中含有少量 SiCl4(沸点 57.6)和HCl(沸点84.7)，提纯 SiHCl3 采用的方法为_。(3)实验室用 SiHCl3 与过量的 H2 反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去)：装置 B 中的试剂是_，装置 C 中的烧杯需要加热，目的是_。反应一段时间后，装置 D 中观察到的现象是_，装置
6、 D 不能采用普通玻璃管的原因是_，装置 D 中发生反应的化学方程式是_。为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_。答案：(1)SiO22C=高温 Si2CO(2)分馏(或蒸馏)(3)浓硫酸使滴入烧瓶中的 SiHCl3 汽化 有固体物质生成在题给反应温度下(11001200 )，普通的玻璃会软化 SiHCl3H2=11001200 Si3HCl排尽装置中的空气解析：(3)因 SiHCl3 与水强烈反应，故 A 中产生的 H2 必须干燥，因此 B 中的试剂为浓 H2SO4，且 C烧瓶需加热，其目的是使 SiHCl3 汽化，加快其与 H2 的反应速率。石英管
7、中产生的物质应为硅，故 D 中有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为 11001200，此温度下普通的玻璃容易软化。因高温下H2 与 O2 反应容易爆炸，故还应排尽装置中的空气。总结提升碳、硅单质的特殊性(1)一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。(2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。(3)Si 的还原性大于 C，但 C 在高温下能还原出 Si：SiO22C=高温 Si2CO。(4)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟 HF 作用：Si4HF=SiF42H2。(5)常见与强
8、碱反应生成 H2 的固体单质有 Al 和 Si，能够置换出 H2O 中氢的非金属单质为碳，这些特征反应常作为推断题的突破口。(6)金刚石为原子晶体，1 mol 金刚石含有 2 mol 碳碳单键；晶体硅为原子晶体，1 mol 晶体硅含有 2 mol SiSi 键；二氧化硅晶体为原子晶体，1 mol SiO2 中含有 4 mol SiO 键；石墨为混合晶体，1 mol 石墨中含1.5 mol CC 键，每个六元环中平均含 2 个碳原子；C60 是分子晶体。考点二 碳和硅的氧化物一|知识梳理1.一氧化碳CO 是无色无味的有毒气体，溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的。(1)燃烧的化学方程式为：。(2)
9、还原 CuO 的化学方程式为：。不还原剂2COO2=高温 2CO2COCuO=CuCO22.二氧化碳和二氧化硅易错警示 (1)不能依据反应 2CSiO2=高温 Si2CO来说明 C 的还原性比 Si 强，也不能依据反应SiO2Na2CO3=高温 Na2SiO3CO2来说明 SiO2 水化物的酸性比 H2CO3 强。(2)氢氟酸能腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，因为 SiO2 与碱溶液反应生成具有黏性的 Na2SiO3。判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)CO2 溶于水生成碳酸，SiO2 也能溶于水并生成硅酸。()(2)SiO2
10、是酸性氧化物，不与任何酸反应。()(3)SiO2 既能与碱反应，又能与酸(氢氟酸)反应，属于两性氧化物。()(4)CO 和 CO2 是碳的两种氧化物，二者均是温室气体。()(5)CO2 不支持燃烧是相对的。()提示：(1)(2)(3)(4)(5)二|递进题组题组一二氧化硅的结构与性质1.2014陕西西大附中检测下面关于 SiO2 晶体网状结构的叙述正确的是()A.存在四面体结构单元，O 处于中心，Si 处于 4 个顶角B.最小的环上，有 3 个 Si 原子和 3 个 O 原子C.最小的环上，Si 和 O 原子数之比为 1：2D.最小的环上，有 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子解析：本题考
11、查 SiO2 晶体结构。二氧化硅是原子晶体，结构为空间网状，存在硅氧四面体结构，硅处于中心，氧处于 4 个顶角，所以 A 错误；在 SiO2 晶体中，每 6 个 Si 和 6 个 O 形成一个 12 元环(最小环)，所以D 正确，B、C 错误。答案：D2指出下列反应中 SiO2 所表现的化学性质或作用，在 AE 选项中选择正确答案填入括号内。SiO22NaOH=Na2SiO3H2O()SiO2Na2CO3=高温 Na2SiO3CO2()SiO22C=高温 Si2CO()SiO23C=高温 SiC2CO()SiO24HF=SiF42H2O()A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B.氧化性C.酸
12、性氧化物的通性D.将挥发性的酸酐从其盐中置换出来E.未参加氧化还原反应答案：C D B E A解析：在中体现 SiO2 的酸性氧化物的性质；中是与盐反应生成酸酐；在中 SiO2 中元素化合价降低，显示氧化性；在中 SiO2 元素化合价不变；在中玻璃中 SiO2 被 HF 腐蚀。总结提升含硅化合物的特殊性(1)SiO2 是 H2SiO3 的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备 H2SiO3；(2)酸性氧化物一般不与酸作用，但 SiO2 能跟 HF 作用：SiO24HF=SiF42H2O；(3)不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光导纤维的是 SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。
13、(4)水晶、石英、玛瑙的主要成分是 SiO2；珍珠的主要成分是 CaCO3；钻石是金刚石；红、蓝宝石的主要成分是 Al2O3。题组二二氧化碳的性质3.用四种溶液进行实验，表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入 CO2，溶液不变浑浊BaCl2 溶液B通入 CO2，溶液变浑浊，继续通 CO2 至过量，浑浊消失Na2SiO3 溶液C通入 CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入 CO2，溶液变浑浊，继续通 CO2 至过量，浑浊消失，再加入足量的 NaOH 溶液，又变浑浊Ca(OH)2 溶液答案：B解析：A 项，CO2 与 BaCl2 溶
14、液不反应；B 项，CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3，H2SiO3与CO2 不反应，浑浊不会消失；C 项，CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，品红溶液被 HClO 氧化褪色；D 项，通入 CO2 少量时发生反应：CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，继续通 CO2，生成可溶于水的 Ca(HCO3)2，再加入足量的 NaOH 溶液，则：2NaOHCa(HCO3)2=CaCO3Na2CO32H2O，溶液又变浑浊。4二氧化碳又名碳酸气，具有较高的民用和工业价值，在多种领域有着广泛的应用。目前，二氧化碳在棚菜气肥、蔬菜(肉类)保鲜、生产可降
15、解塑料等方面也展现出良好的发展前景。二氧化碳是一种无色无味的气体，无毒、不导电并且没有可燃性。但是金属镁在点燃的条件下可以在二氧化碳气体中燃烧，其中还原产物是碳。.氧化产物是_；请写出化学反应方程式，并用单线桥法表示该反应的电子转移总数_。.CO2 气体与碱溶液反应时，用量不同其生成的产物不同。少量 CO2 通入过量的 KOH 溶液中，请写出离子反应方程式_；取两份等物质的量浓度等体积的 Ca(OH)2 溶液，一份通入过量 CO2，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2 体积(V)的关系如图 1 所示。图 1写出沉淀变化由 a 到 b 的离子方程式_。.另一份先加入少量的 KOH 固体溶解，再将
16、过量 CO2 通入 KOH 和 Ca(OH)2 的混合溶液中，请绘图 2表示出生成沉淀的物质的量(n)和通入 CO2 体积(V)的关系；并写出该图与中不同曲线处对应的离子反应方程式_。图 2答案：.MgO 2MgC4eO2=点燃 2MgOC.CO22OH=CO23 H2O CaCO3CO2H2O=Ca22HCO3.CO23 CO2H2O=2HCO3解析：本题考查元素及其化合物知识。.Mg 在二氧化碳中点燃生成氧化镁和碳，其反应方程式为=点燃 2MgOC，其中 MgO 为氧化产物。.少量 CO2 与 KOH 溶液反应生成 K2CO3和水，其离子方程式为 CO22OH=CO23 H2O；过量 CO
17、2 与 Ca(OH)2溶液先生成沉淀，然后又转化为 Ca(HCO3)2，沉淀溶解，故 a 到 b 的离子方程式为 CaCO3CO2H2O=Ca22HCO3。.把过量的 CO2 通入 KOH 和Ca(OH)2 的混合溶液中，CO2 先与 OH反应生成 CO23，遇到 Ca2生成 CaCO3 沉淀，再通入 CO2 时，CO2继续和 OH反应，直到 CO2 过量时，CO23 和 CaCO3 全部转化为 HCO3，最后沉淀溶解。总结提升碳酸的“强酸性”碳酸虽然是一种弱酸，但其酸性比硅酸、次氯酸、偏铝酸等物质的酸性强，将 CO2 气体通入 Na2SiO3、NaClO、NaAlO2 盐溶液中，均能发生反应
18、而生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐，这是“强酸制弱酸”原理的应用。如：CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3；CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO；CO2(少量)2NaAlO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3；CO2(过量)NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3。题组三CO2 与碱、盐溶液反应产物的定量判断5.将足量的 CO2 不断通入 KOH、Ba(OH)2、KAlO2 的混合溶液中，生成沉淀与通入 CO2 的量的关系可表示为()答案：C解析：反应依次为 CO2 Ba(OH)2=BaCO3 H2O、CO2 2KOH=K2CO3 H2O、CO2 2KAl
19、O2 3H2O=K2CO3 2Al(OH)3、CO2 K2CO3 H2O=2KHCO3、CO2 BaCO3H2O=Ba(HCO3)2。用离子方程式判断，若先和 AlO2 反应生成 Al(OH)3，则生成的 Al(OH)3 与溶液中的 OH还是会反应生成 AlO2，相当于先和 OH反应；若先和 KOH 反应，生成 K2CO3，则 CO23 会与 Ba2生成BaCO3 沉淀，还是相当于先和 Ba(OH)2 反应；若先与 BaCO3 反应，溶解沉淀，溶液中还有 K2CO3，还是会与 Ba2沉淀为 BaCO3，所以先和 K2CO3 反应生成 KHCO3 后，再与 BaCO3 反应，沉淀溶解；所以，随C
20、O2 的通入，先生成 BaCO3，再保持不变一段时间，然后又继续生成 Al(OH)3 沉淀，然后又保持不变一段时间，再沉淀逐渐溶解一部分，最后剩下的就是 Al(OH)3。6往 100 mL NaOH 溶液中通入 CO2，充分反应后，在减压和较低温度下，小心将溶液蒸干，得白色固体 M。通入 CO2 的体积 V(CO2)/mL(标准状况，下同)与 M 的质量 W/g 的关系如图。(1)A 点时，白色固体 M 的化学式为_，通入 CO2 的体积为_mL。(2)C 点时，白色固体 M 的化学式为_，通入 CO2 的体积为_mL。(3)推算 B 点时 M 的组成_(用化学式表示)及通入 CO2 气体的体
21、积为_mL。答案：(1)Na2CO3 1120(2)NaHCO3 2240(3)Na2CO3 和 NaHCO3 1792解析：首先 NaOH 转化为 Na2CO3，继续通 CO2 又转化为 NaHCO3，结合图形得出：A 点 M 为 Na2CO3，V(CO2)1120 mL；C 点 M 为 NaHCO3，V(CO2)2240 mL；B 点为 Na2CO3 和 NaHCO3 的混合物，由守恒法求出 V(CO2)1792 mL。总结提升CO2 与碱、盐溶液的反应总结1.与碱溶液的反应(1)反应原理NaOH 少量CO2Na2CO3CO2 NaHCO3(2)反应后溶质成分的判断xnNaOHnCO2溶质
22、成分x11NaHCO311x21NaOH、Na2CO3也可用数轴来表示：2.与盐溶液的反应(1)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3(2)CO2(少量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO(3)CO2Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO33.往某溶液中不断通入 CO2 至过量时，现象是“先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解”的反应(1)往澄清石灰水中不断通入 CO2 气体Ca(OH)2CO2=CaCO3 H2OCaCO3 CO2H2O=Ca(HCO3)2(2)往氢氧化钡溶液中不断通入 CO2 气体Ba(OH)2CO2=BaCO3 H2OBaCO3 CO2H2O=Ba(HCO3)2
23、(3)往漂白粉溶液中不断通入 CO2 气体Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO3 2HClOCaCO3 CO2H2O=Ca(HCO3)24.往某溶液中不断通入 CO2 气体至过量时，现象为“产生白色沉淀或浑浊，沉淀或浑浊不消失”的反应(1)在 NaAlO2 溶液中不断通入 CO2 气体至过量2AlO2 CO2(少量)3H2O=2Al(OH)3CO23AlO2 CO2(过量)2H2O=Al(OH)3HCO3(2)往 Na2SiO3 溶液中不断通入 CO2 气体至过量SiO23 CO2H2O=H2SiO3CO23，SiO23 2CO22H2O=H2SiO32HCO3(3)往饱和 Na2CO3 溶
24、液中通入 CO2 气体2NaCO23 CO2H2O=2NaHCO3 考点三 硅酸、硅酸盐和无机非金属材料一|知识梳理1.硅酸硅酸溶于水，其酸性比碳酸，硅酸(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。(1)硅酸不稳定，受热易分解：。(2)硅酸能与碱溶液反应，如与 NaOH 溶液反应的化学方程式为。(3)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅胶有很强的吸水能力，常用作。难弱不能H2SiO3=SiO2H2OH2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O干燥剂2.硅酸盐(1)概念：的总称，是构成地壳岩石的主要成分。(2)硅酸钠(Na2SiO3)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称，有黏性，水溶液显碱性。它能
25、与较强的酸反应，如与盐酸反应：；与 CO2 水溶液反应：。用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。(3)硅酸盐组成的表示：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为 Na2OSiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为。由硅、氧和金属元素组成的化合物水玻璃Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3K2OAl2O36SiO23.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料三种硅酸盐工业生产的比较：主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是主要建材，也广泛应用于生活中。(2)新型无机非金属材料高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具
26、有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。压电陶瓷：具有压电效应。(3)特殊功能的含硅物质碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。含硅元素 4%的硅钢具有导磁性。硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。易错警示 (1)无机酸一般易溶于水，而 H2SiO3 却难溶于水。(2)因 H2CO3 的酸性强于 H2SiO3，所以在 Na2SiO3 溶液中通入 CO2 能发生下列反应：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，但在高温下 Na2CO3SiO2=高温 Na2SiO3CO2也能发生。(3)Na2SiO3 的水溶液俗称水玻璃，与玻璃的
27、成分不相同；水玻璃又称为泡花碱，但它却是盐溶液(存放的试剂瓶不能用玻璃塞)，而不是碱溶液。(4)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)硅酸易溶于水，酸性比碳酸弱，化学性质比较稳定，受热不分解。()(2)水玻璃俗称泡花碱，是一种纯净物。()(3)向一定浓度的 Na2SiO3 溶液中通入适量 CO2 出现白色沉淀，通入过量 CO2，白色沉淀消失。()(4)玻璃是一种晶体，有较高的熔点。()(5)生产水泥和玻璃的共同原料是石英。()(6)新型无机非金属材料具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高。()(7
28、)玛瑙手镯、水晶镜片、玻璃所用材料均为硅酸盐。()(8)传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐。()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)二|递进题组题组一硅酸盐的结构和性质1.青花瓷中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为2 价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是()A.可用氧化物形式表示为 BaOCuO2SiO2B.性质稳定，不易脱色C.易溶解于强酸和强碱D.x 等于 6答案：C解析：用氧化物表示，顺
29、序为活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2O，A 项正确；由题目叙述知该物质性质稳定，B 项正确；该物质性质稳定，C 项错误；该化合物中 Ba2 价，Cu2 价，Si4 价，依化合物呈电中性得 x6，D 项正确。2.青石棉(cricidolite)是一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的 46 种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有 NO，下列说法不正确的是()A.青石棉是一种硅酸盐产品B.青石棉中含有一定量的石英晶体C.青石棉的化学组成可表示为 Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OD.1 mol 青石棉能使 1 mol HN
30、O3 被还原答案：B 解析：硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称，故青石棉是一种硅酸盐产品；青石棉是一种纯净物，不可能含有一定量的石英晶体；1 mol Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O 跟足量硝酸反应时，失去 3 mol 电子，而还原产物只有 NO，故能使 1 mol HNO3被还原。题组二无机非金属材料3.2015河南师大附中测试有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是()A高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料B氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料，具有超硬性，它不与任何无机酸反应C光导纤维是一种能高质量传导光的
31、玻璃纤维，耐酸碱腐蚀D光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通信质量高，能防窃听答案：D解析：本题主要考查新型无机非金属材料的性质。难度较小。高温结构陶瓷的硬度很大，硬度比金属材料要大，A 项错误；氮化硅能与氢氟酸反应，B 项错误；光导纤维的成分是 SiO2，可与 HF、NaOH 溶液反应，C 项错误。42014烟台质检氮化硅是一种重要的高温结构陶瓷，为立体网状结构的晶体，属于超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，抗腐蚀能力强，高温时抗氧化。人们常常利用它来制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。(1)下列有关该陶瓷的说法中正确的是_(填字母，下同)。A.氮化硅的分子式为 Si
32、3N4B.该陶瓷虽耐高温，但抗震性差、易断裂C.该陶瓷在高温时，易与氧气反应D.氮化硅陶瓷制成的机械部件一般不需要润滑剂(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，但遇上氢氟酸会发生反应：Si3N4HFH2OH2SiO3NH4F。下列有关说法中正确的是_。A.该反应为氧化还原反应B.该反应配平后的化学计量数依次为 1、4、9、3、4C.氢氟酸是一种超强酸D.Si3N4 为共价化合物，NH4F 为离子化合物(3)氮化硅可由硅的氯化物与氨气在一定条件下反应得到，试写出该反应的化学方程式：_。答案：(1)D(2)BD(3)3SiCl44NH3=一定条件 Si3N412HCl解析：(1)氮化硅为立体网状结构的晶体，
33、不存在单个分子，Si3N4 不是分子式，A 错误；由氮化硅是高温结构陶瓷、抗氧化、有润滑性可知 B、C 错误，D 正确。(2)Si3N4 与 HF 反应，无元素化合价的变化，A 项错误；氢氟酸是一种弱酸，C 项错误。(3)硅的氯化物为 SiCl4，根据题意可知化学方程式为 3SiCl44NH3=一定条件Si3N412HCl。题组三碳、硅及其化合物的综合推断5.2014浙江宁波十校联考化合物 A、B、C、D 各由两种元素组成，甲、乙、丙是三种短周期元素组成的单质。这些常见的化合物与单质之间存在如下图所示关系(已知 C 是一种有机物)，以下结论不正确的是()A.上述转化关系所涉及的化合物中有一种是
34、酸性氧化物B.甲、乙、丙三种单质的晶体一定是分子晶体C.上图所示的五个转化关系中，有三个涉及化合反应D.上图所示的五个转化关系均涉及氧化还原反应答案：B解析：由单质甲能与有机物 C 反应生成 A 与 B，甲可与单质乙反应生成 A，A 继续与乙反应生成 D，可推出甲、乙、丙分别为 O2、碳、H2，A、B、D 分别为 CO2、H2O、CO，进而可判断 A、C、D 选项正确；B选项中乙(碳)可能为原子晶体，错误。6含 A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含 A 元素的一种化合物 C 可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，C 与烧碱反应生成含 A 元素的化合物 D。(1)在元素周期表中，A 位
35、于_族，与 A 同族但相对原子质量比 A 小的元素 B 的原子结构示意图为_，A 与 B 在原子的电子层结构上的相同点是_。(2)易与 C 发生化学反应的酸是_，反应的化学方程式是_。(3)将 C 与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成 D，同时还生成 B 的最高价氧化物 E；将全部的 E与全部的 D 在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含 A 的化合物 F。分别写出生成 D、F 的化学反应方程式：_、_。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是_。A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚C.氧化铝坩埚D.铁坩埚(4)100 g C 与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为 11.
36、2 L,100 g 混合物中石灰石的质量分数是_。答案：(1)A 最外层均有 4 个电子，最内层均有 2 个电子(2)氢氟酸 SiO24HF=SiF42H2O(3)SiO2Na2CO3=高温 Na2SiO3CO2Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3 D(4)50%解析：(1)A 元素的单质可作半导体材料，含 A 元素的化合物 C 是制造光导纤维的原料，可知 A 为硅元素，C 为 SiO2，D 为 Na2SiO3。比硅相对原子质量小的同族元素 B 为碳。(2)C 为 SiO2，能与 SiO2反应的酸只有氢氟酸。(3)SiO2 与 Na2CO3 高温下反应生成 Na2SiO3 和
37、CO2，故含 SiO2 的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及 Al2O3 等都能与 Na2CO3 在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融 Na2CO3。(4)SiO2CaCO3=高温CaSiO3CO2要生成 11.2 L 标准状况下的 CO2，需 CaCO3 50 g，SiO2 60 g，两者之和大于 100 g，若 SiO2过量，CaCO3 不足，产生 CO2 少于 11.2 L，若 CaCO3 过量，SiO2 不足，过量的 CaCO3 又会发生分解反应CaCO3=高温 CaOCO2，不影响 CO2 的量，故混合物由 50 g CaCO3 与 50 g SiO2 组成。思维建模(1)解答无机推
38、断题的思维模型(2)解答硅及其化合物的推断题，高温反应条件、特征反应、单质与碱反应、盐溶液与过量盐酸反应产生白色沉淀等往往是推断题的“突破口”。能力层面学科素养培优特色专题的归纳整合：硅的性质及相关工业生产知识考情解读分析近几年的高考试题发现涉及本考点的考题主要以硅的化合物知识为载体，考查硅、二氧化硅的性质及硅的制备等相关知识，硅酸盐材料是人类生活必不可少的物质基础。与当今的生产、生活实际密不可分，新课程改革理念及新高考命题思想均要求与社会生产、生活紧密结合，所以相关知识一定会在今后的高考中出现，其题型一般以选择题、填空题为主。专题归纳(1)硅是唯一一种能与 NaOH 溶液反应生成 H2 的非
39、金属单质，在常温下化学性质稳定，高温时活泼性增强，主要表现还原性。(2)SiO2 是酸性氧化物，但不溶于水，不能和水反应生成相应的酸。(3)H2SiO3 是一种不溶于水的弱酸，受热分解生成 SiO2。这些特征常作为推断题的突破口。(4)CO2 为分子型化合物(分子晶体)，分子间的作用力很小，而 SiO2 不存在单个小分子(原子晶体)，是靠强作用力共价键形成的，其硬度、熔沸点都很高。(5)生成普通玻璃的两个反应：SiO2CaCO3=高温 CaSiO3CO2SiO2Na2CO3=高温 Na2SiO3CO2上述反应均是在高温、非水溶液条件下发生的反应，不能说明硅酸的酸性大于碳酸。(6)硅的制取：Si
40、O22C=高温 Si2CO；Si2Cl2=高温 SiCl4；SiCl42H2=高温 Si4HCl。典例 下列有关叙述正确的是()A.2013江苏高考二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸B.2013福建高考石英只能用于生产光导纤维C.课标全国卷单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料D.江苏高考向一定浓度的 Na2SiO3 溶液中通入适量 CO2 气体，出现白色沉淀，说明 H2SiO3 的酸性比H2CO3 的酸性强解析 SiO2 可以与 HF 反应，故 A 错误；SiO2 用途广泛，石英可以制作石英玻璃，可以用于工业制取单质硅等。B 选项错误；制作太阳能电极板的常用材料为单质硅，C 选项正确
41、；由强酸可以制取弱酸可知H2SiO3 的酸性比 H2CO3 弱。答案 C考题集训1.2014漳州高三测试有报道称，2011 年太阳能晶体硅供不应求情况恐持续，其价格可望持稳。下列有关硅及其化合物的说法中正确的是()A.硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中B.反应Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3，反应Na2CO3SiO2=高温 Na2SiO3CO2，两反应是相互矛盾的，不可能都能发生C.SiO2 既能与氢氟酸反应又能与 NaOH 溶液反应，故 SiO2 属于两性氧化物D.祖母绿的主要成分为 Be3Al2Si6O18 用氧化物形式表示为 3BeOAl2
42、O36SiO2解析 A 项，硅酸钠本身是一种粘合剂，易造成磨口玻璃塞与瓶口粘结；B 项，两反应条件不同，反应是溶液中反应，强酸可制弱酸，而高温条件下，CO2 是气体，逸出促使反应发生；C 项，SiO2 只与氢氟酸这一种酸反应且生成的不是盐；D 项正确。答案 D2.2014杭州市高三第一次高考教学质量检测二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料(见下图)。下列说法正确的是()A.SiO2 既能与 HF 反应，又能与 NaOH 反应，属于两性氧化物B.SiO2 和 Si 都是光导纤维材料C.在硅胶中加入 CoCl2 可显示硅胶吸水是否失效D.图中所示转化反应都是非氧化还原反应解析 两性氧化物的定义为与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物，SiO2 与 HF 反应得到的 SiF4 不属于盐类，A 项错误；SiO2 是光导纤维材料，Si 为半导体材料，B 项错误；CoCl2 在吸水和失水状态下显示不同的颜色，C 项正确；制取 Si 的过程中涉及了氧化还原反应，D 项错误。答案 C高考层面高考真题实战限时规范特训感谢观看 THE END
