化学一轮精品复习学案：无机非金属材料的主角硅

1、第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅【高考新动向】考点梳理1.了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.了解常见无机非金属材料的性质和用途【考纲全景透析】一、C、Si单质性质及其用途的比较。1.物理性质碳硅存在形态既有游离态，又有化合态；主要单质有：金刚石、石墨、C60等同素异形体在地壳中的含量仅次于氧，全部以化合态存在；主要单质有：晶体硅和无定性硅两大类单质的物理性质金刚石熔点很高，硬度很大；石墨熔点很高（比金刚石高）硬度较小，能导电，有滑腻感。晶体硅，灰黑色，有金属光泽；与金刚石相似，熔点很高，硬度很大；是良好的半

2、导体材料。用途金刚石用作切割工具；石墨用作电极、铅笔芯。含硅4的硅钢具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯；含硅15的硅钢具有很好的耐酸性能，作为耐酸材料；制光电池等2.化学性质(1)碳单质的化学性质还原性与O2反应：O2不足：2C+O2点燃 2CO；O2充足：C+O2 点燃 CO2与其他物质反应：a.与CuO反应：2CuO+C 2Cu+CO2 (可用于某些金属的冶炼)；b.与CO2反应：CO2+C 高温 2CO；c.与水蒸气反应：C+H2O(g)高温 CO+H2 (用于生产水煤气)；d.与浓硫酸反应：C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O。(2)硅的化学性质还原性 与氢氟酸反应：S

3、i+4HF=SiF4+2H2；与NaOH溶液反应：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2;与O2反应：Si+O2 SiO2。二、CO2和SiO2的比较物 质二氧化硅二氧化碳晶体类型原子晶体分子晶体物理性质硬度大、熔沸点高、常温下为固体、不溶于水熔沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应CO2 + H2O H2CO3与酸反应SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O不反应与碱反应高温SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O高温盛碱液的试剂瓶用橡皮塞CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O或CO2 + NaOH = 2NaHCO3与盐反应SiO

4、2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2高温SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClOCO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2 + CaO CaSiO3 CO2 + Na2O Na2CO3与碳反应CO2+C高温 2CO；主要用途化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料光导纤维。 3、硅酸及硅酸盐（1）硅酸物理性质：与一般的无机含氧酸不同，硅酸难溶于水。化学性质：a.弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸弱，与NaOH

5、溶液反应的化学方程式为：H2SiO3+2NaOH= Na2SiO3+2H2O。b.不稳定性：受热易分解，化学方程式为：H2SiO3 H2O+ SiO2。制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3+2HCl= H2SiO3+2NaCl用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。2、硅酸盐硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。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Na2O

6、·SiO2。长石（KAlSi3O8）可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。（注意：硅酸盐写法与氧化物写法中各元素的化合价保持不变，原子个数比相等；表示顺序一般为：活泼金属的氧化物·较活泼金属的氧化物·二氧化硅·水。三、常见无极非金属材料及其主要用途1.传统的无极非金属材料硅酸盐材料是传统的无机非金属材料：玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品，比较如下硅酸盐产品水 泥玻 璃陶瓷原 料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土反应原理发生复杂的物理化学变化（不作要求）高温高温SiO2 + Na2CO3 Na2Si

7、O3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑主要成分3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2反应条件高温高温高温(2)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.特殊功能的含硅物质(1)碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。(2)含硅元素4%的硅钢具有导磁性。(3)硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。【热点难点全析】1. 硅及其化合物的特殊性质1.硅(1)硅的非金属性弱于碳，但碳在自然界中既有游离态又有化合态，而硅却只有化合态。(2)硅的还原性强

8、于碳，但碳能还原SiO2：SiO2+2C 2CO+Si 。(3)非金属单质跟碱溶液作用一般无H2产生，但Si能跟碱溶液作用放出H2：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2。(4)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应。(5)非金属单质一般为非导体，但硅为半导体。2.二氧化硅(1)非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔点却很高。(2)酸性氧化物一般不跟酸反应，但SiO2能跟氢氟酸反应。3.硅酸(1)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。(2)H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3，但在高温下Na2CO

9、3+SiO2Na2SiO3+CO2能发生是因为生成的CO2容易挥发。【典例1】某氧化物不溶于水，溶于熔化的NaOH中，生成易溶于水的化合物，向稀盐酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀产生，则原氧化物是()AAl2O3 BMgOCSiO2 DFe2O3答案C解析能与NaOH反应的氧化物有Al2O3、SiO2，生成物分别为NaAlO2和Na2SiO3，但由于题目中是向稀盐酸中加所生成化合物的水溶液，即盐酸过量，NaAlO2与过量盐酸反应生成AlCl3，无沉淀，Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3白色沉淀，故选C。二、CO2与碱的反应及CO、HCO 的检验1.CO2与NaOH反应成分的判

10、断(1)反应原理NaOHNa2CO3NaHCO3(2)反应后溶质成分的判断方法溶质的成分X11NaHCO311<X<21Na2CO3、NaHCO3X21Na2CO3X>21NaOH、Na2CO3（3）CO2与常见溶液的反应和现象Ca(OH)2 或Ba(OH)2溶液CO2不足时，生成白色沉淀；CO2过量时，生成的白色沉淀消失，溶液变澄清。Na2SiO3溶液CO2不足：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3；CO2过量：Na2SiO3+2H2O+2CO2=2NaHCO3+H2SiO3。两种情况均生成白色胶状沉淀。饱和Na2CO3溶液Na2CO3+CO2+H2O

11、=2NaHCO3，有白色固体析出。2. CO、HCO的检验(1)CO的检验向待检验溶液中滴加一定量的Ca2或Ba2的可溶性盐溶液，有白色沉淀生成，再加入适量的酸，白色沉淀溶解且生成无色，无味的气体，则待检溶液中有CO。(2)HCO的检验向待检验溶液中滴加足量的Ca2或Ba2的可溶性盐溶液，无明显现象，再向溶液中加入足量的酸。若溶液中有无色、无味的气体生成，则待检溶液中有HCO。【典例2】下列说法正确的是()A将CO2通入CaCl2溶液或饱和Na2CO3溶液均有白色沉淀生成B某溶液中加入Ba(OH)2溶液中有白色沉淀，说明可能有CO不可能含有HCOC在标准状况下将2.24 L CO2通入100

12、mL 1.0 mol/L的NaOH溶液中充分反应，其反应的离子方程式为：CO22OH=COH2ODNaHCO3溶液和Na2CO3溶液可以用CaCl2溶液鉴别答案D解析A项CO2与CaCl2不反应，无现象，与饱和Na2CO3溶液反应生成溶解度更小的NaHCO3，从而析出沉淀；B项溶液中可能含CO，也可能含有HCO、SO、HSO，B错；C项中n(CO2)n(NaOH)11，反应应该为CO2OH=HCO，C错；D项，CaCl2与NaHCO3不反应，与Na2CO3反应生成CaCO3白色沉淀，D项正确。【高考零距离】1、（2012·江苏高考·13）下列根据实验操作和现象所得出的结论正

13、确的是选项实验操作实验现象结 论A向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液均有固体析出蛋白质均发生变性B向溶液中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀溶液X中一定含有SO42C向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体出现白色沉淀H2SiO3的酸性比H2CO3强D向浓度均为0.1 mol·L1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液出现黄色沉淀Ksp(AgCl)Ksp(AgI)【参考答案】D【分析】本题属于常规实验与基本实验考查范畴。A.向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液，虽然实验现象均有固体析出，但一是盐析，一

14、是变性；一是可逆变化，一是不可逆变化。B.向溶液中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液，出现白色沉淀就得出溶液X中一定含有SO42是不合理的，若溶液中有SO32也出现白色沉淀。C.向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，结论应为H2CO3的酸性比H2SiO3强。D.向浓度均为0.1 mol·L1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，出现黄色沉淀，说明沉淀向着溶解度更小的方向转化，结论应该是Ksp(AgCl)Ksp(AgI)。【备考提示】常见物质的制备、分离提纯、除杂和离子检验等都是学生必备的基本实验技能，我们要在教学中不断强化，反复训练，形成

15、能力。【解题指南】解答本题时应注意盐析和变性的区别、硫酸根的检验方法、强酸制弱酸和沉淀溶解平衡的有关原理，并应用相关原理来分析具体问题。【解析】选D。选项具体分析结论A蛋白质中加入轻金属盐发生盐析，加入重金属盐发生变性错误B若溶液中含有SO23（不含SO24），加入稀硝酸SO23被氧化为SO24，也会产生硫酸钡白色沉淀错误C硅酸钠溶液中通二氧化碳产生的白色沉淀为硅酸，根据强酸制弱酸，说明碳酸的酸性比硅酸强错误DCl 、I物质的量浓度相同，氯化银、碘化银为同类型化合物，出现的黄色沉淀为碘化银，说明碘化银溶度积小正确2、（2012·海南高考·1）化学与环境密切相关，下列有关说法

16、正确的是 ACO2属于大气污染物 B酸雨是pH小于7的雨水 CCO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 D大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧【解析】CO2不属于大气污染物，酸雨pH<5.6。【答案】D3、（2012·上海高考·22）PbO2是褐色固体，受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2；现将1 mol PbO2加热分解得到O2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2，O2和Cl2的物质的量之比为3：2，则剩余固体的组成及物质的量比是 A1：1混合的Pb3O4、PbO B1：2混合的PbO2、Pb3O4C1：4：1混合的P

17、bO2、Pb3O4、PbO D1：1：4混合的PbO2、Pb3O4、PbO AD【解析】本题通过元素化合物转化考查考生计算、分析推理能力。PbO2受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物（Pb为+4、+2价），铅的氧化物的混合物再与盐酸作用时，+4价Pb还原为+2价，Cl-被氧化为Cl2，此时得到溶液为PbCl2溶液，利用“电荷守恒”知1molPbO2在上述转化过程中共转移2mole-。设该过程得到O2的物质的量为3xmol，则Cl2的物质的量为2xmol，利用电荷守恒可得：3x×4+2x×22，解得x0.125，故知1mol PbO2在受热分解过程中产生0.375molO2，

18、利用原子守恒可知受热后的剩余固体中n(Pb):n(O)4:5，结合选项可知只有A、D项满足n(Pb):n(O)4:5，故答案为：AD。4、（2012·天津高考·2）下列单质或化合物性质的描述正确的是（ ）ANaHSO4水溶液显中性 BSiO2与酸、碱均不反应CNO2溶于水时发生氧化还原反应 DFe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3 【解题指南】解答本题时应注意物质的特殊性质，如硫酸氢钠属于盐但溶液呈酸性，二氧化硅和一般物质不反应但和二氧化碳反应，铁和氯气反应生成氯化铁。【解析】选C。选项具体分析结论A硫酸氢钠溶于水电离出钠离子，氢离子和硫酸根离子，使溶液呈酸性。错

19、误B二氧化硅能和氢氧化钠反应。错误C二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，化合价由+4价变为+2价和+5价，是氧化还原反应。正确D铁和氯气反应只生成氯化铁。错误5.（2011·北京高考·11）下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是A.取a克混合物充分加热，减重b克B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D.取a克混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体。【答案】选C。【解析】解答本题时应注意NaHCO3 、Na2

20、CO3的不同性质所引发的不同反应及定量计算的方法。选项具体分析结论A将混合物加热时发生反应2NaHCO3 Na2CO3 + CO2+ H2O，由对应关系2NaHCO3 Na2CO3 + CO2+ H2O m84×2 62m（NaHCO3） b故m（NaHCO3）=b，m（Na2CO3）=abw（Na2CO3）=1正确B取a g混合物与足量盐酸发生反应：Na2CO3+2HClCO2+ H2O + NaCl106 58.5m（Na2CO3） m1（NaCl）NaHCO3 + HCl NaCl + H2O+CO284 58.5m（NaHCO3） m2（NaCl）可列方程组如下：m（Na2C

21、O3）+ m（NaHCO3）=a m1（NaCl）+ m2（NaCl）=b可求得m（Na2CO3），进而求得质量分数正确C取a g混合物加入足量稀硫酸时，发生反应Na2CO3+H2SO4CO2+ H2O +Na2SO42NaHCO3+H2SO42CO2+ 2H2O +Na2SO4因逸出的气体中既包括CO2气体，还有水蒸气，且无法确定二者关系，故依据增重b g无法进行计算。错误D取a g混合物加入足量Ba(OH)2溶液时，发生反应Ba(OH)2 + Na2CO3= Ba CO3 + 2 NaOH 106 197 m（Na2CO3） m1（BaCO3）Ba(OH)2 +2NaH

22、CO3= Ba CO3 + NaOH + H2O 84×2 197m（NaHCO3） m2（BaCO3）可列方程组如下：m（Na2CO3）+ m（NaHCO3）=a m1（BaCO3）+ m2（BaCO3）=b可求得m（Na2CO3），进而求得质量分数正确6.（2011·福建高考·6）下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是A.CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一C.节能减排符合低碳经济的要求D.合理开发利用可燃冰（固态甲烷水合物）有助于缓解能源紧缺【答案】选A。【解析】了解社会、生活、环保和技术中常见的化学现象

23、是解答本题的关键。常见的温室气体有二氧化碳、甲烷、氮氧化物和氟利昂等，氮气不是造成温室效应的气体。7.（2011·海南高考·9）“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如图所示（部分条件及物质未标出）。下列有关该方法的叙述中正确的是（ ）。A能耗大是该方法的一大缺点B整个过程中，只有一种物质可以循环利用C“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤D该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品【答案】选AD。【解析】可以依据如下反应流程进行分析：碳酸钙高温分解时，需要吸收大

24、量的热，所以该方法的缺点是能耗大，A选项正确；整个过程中，CaO和NaOH两种物质可以循环利用，B选项错误；“反应分离”环节中分离的是NaOH溶液和碳酸钙沉淀的混合物，只需过滤即可，C选项错误；该方法吸收了CO2，并且把重新收集到的CO2进行利用，制备甲醇等化工产品，可减少碳排放，符合“低碳经济”原则。8.（2011·山东高考·10）某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素A.在自然界中只以化合态的形式存在 B.单质 常用作半导体材料和光导纤维C.最高价氧化物不与酸反应 D.气态氢化物比甲烷稳定【答案】选A。【解析】先准确推断出该元素为硅，然后对

25、照它的性质与用途进行判断。通过信息可推知该元素为Si。B项，其单质能用作半导体材料而不能用作光导纤维，B错误；C项，它的最高价氧化物SiO2能与氢氟酸反应，化学方程式为SiO2+4HF=SiF4+2H2O,C错误；D项，由于元素的非金属性CSi，故SiH4的稳定性弱于甲烷，D错误。9.（2010·全国卷1）下列叙述正确的是ALi在氧气中燃烧主要生成B将SO2通入溶液可生成沉淀C将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸D将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu【答案】C【解析】A错误，因为Li在空气中燃烧只能生成Li2O,直接取材于第一册课本第二章第三节； B错误，酸性：HC

26、lH2SO3H2CO3所以通入后无BaSO3沉淀，因为BaSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2；D错误，溶液中该反应难以发生，先是：2NH3+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+(NH4)2SO4,接着Cu(OH)2CuO+H20,溶液中NH3不能还原CuO为Cu,要还原必须是干燥的固态！C正确，强酸制弱酸，酸性：H2CO3HClO,反应为：CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3+2HClO，直接取材于课本第一册第四章第一节；考查无机元素及其化合物，如碱金属，氯及其化合物，碳及其化合物，硫及其化合物，氮及其化合物等A、B、C选项直接取材于高一课本，D取材于高二第一章氮族。再次印

27、证了以本为本的复习策略，本题四个选项就直接取材于课本，属于简单题，不重视基础，就有可能出错！10.（2010·福建卷）下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu(OH)2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO3【答案】C【解析】本题考察考生对常见元素及其化合物知识的掌握情况，可用代入法，即把各选项中的X,Y,Z带入又吐的圆圈中进行判断，C中CO2在一定条件下与单质钠反应可以生成金刚石和碳酸钠。11.（2010·山东卷）下列推断正确的是ASiO2 是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应BNa2O、Na2O2组成元素相同，与

28、 CO2反应产物也相同CCO、NO、 NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在D新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色【答案】A【解析】酸性氧化物能够跟碱反应，生成盐和水的氧化物，故A正确，因为, 与反应生成, 与反应除生成外，还生成，故B错；在空气中会发生反应，故C错；因为新制氯水中含有,故滴入少量的紫色石蕊的现象是先变红，后褪色，故D错。12、（2012·重庆高考·26）（15分）（15分）金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。 (1) 碳与周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物，其中一种化合物H为非极性分子，碳元素在

29、周期表中的位置是 ，Q是 ，R的电子式为 。（2）一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收中CCl4的实验操作名称为 ，除去粗产品中少量钠的试剂为 .（3）碳还原SiO2制SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO2。先将20.0gSiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L。生成氢气的离子方程式为 ，硅盐酸的物质量浓度为 。（4）下列叙述正确的有 （填序号）。 Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断S

30、i与S的非金属性强弱钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1:2【解题指南】解答本题时应注意以下四点：（1） 钠与水或乙醇反应；（2） 硅与二氧化硅都能与氢氧化钠溶液反应；（3） 分子晶体和原子晶体的微粒间的作用力不同；（4） 元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，反之亦然；【解析】（1）能与碳生成两种气态化合物的元素为氧，两种产物是一氧化碳和二氧化碳，其中二氧化碳是非极性分子，根据元素的原子结构示意图可以确定元素在周期表中的位置。（2）根据信息判断两者反应后的产物为氯化钠和金刚石，均不溶于四氯化碳，因此要将四氯化碳从反应体系中分离，应该用过滤的方法；金刚石

31、的性质较为稳定，而金属钠能与水或者乙醇反应，因此加入水或者是乙醇就能将金刚石中的金属钠除去。（3）产物中能与氢氧化钠反应是硅和二氧化硅，产物都有硅酸钠，而硅和氢氧化钠反应还有氢气生成，由生成氢气的量和固体物质减少的量可以确定原混合物中硅和二氧化硅的量，根据硅元素守恒可以确定稀释后硅酸钠的浓度。（4）选项具体分析结论氯气与水反应，产物中没有单质生成，不属于置换反应。错误水晶是原子晶体，熔化时破坏共价键，干冰是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力。错误三氧化硫与水反应生成硫酸，硫酸与硅酸钠反应生成硫酸钠与硅酸，属于强酸置换弱酸，硫酸和硅酸都属于非金属元素最高价氧化物对应的水化物，其强弱代表了非金属性的

32、强弱。正确钠在空气中燃烧生成过氧化钠，锂在空气中燃烧生成氧化锂两者中都有一个阴离子（O2-和O2-2）和两个阳离子。正确【答案】（1）第二周期第A族，氧（或O） （2）过滤，水（或乙醇） （3）Si+2OH-=SiO32- +2H2,0.17mol·L-1（4）13.（2010上海卷）胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8.nH2O)等化合物。1)三硅酸镁的氧化物形式为 ，某元素与镁元素不同周期但在相邻一族，且性质和镁元素十分相似，该元素原子核外电子排布式为 。2)铝元素的原子核外共有 种不同运动状态的电子、 种不同能级的电子。3)某元素与铝元素同周期且原子半径

33、比镁原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径 (填“大”或“小”)，该元素与铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为： 4) Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是 。aAl2O3、MgO和SiO2都不溶于水bAl2O3、MgO和SiO2都是白色固体 cAl2O3、MgO和SiO2都是氧化物 dAl2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点【答案】1)2MgO.3SiO.nH2O、1s22s1；2)13、5；3)大、Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O；4)ad。【解析】此题考查了硅化合物、元素周期表、原子的核外电子排布、原子的核外电子运动状态、元素周期律等知识。

34、1）根据胃舒平中三硅酸镁的化学式和书写方法，其写作：2MgO.3SiO.nH2O；与镁元素在不同周期但相邻一族的元素，其符合对角线规则，故其是Li，其核外电子排布为：1s22s1；2)中铝元素原子的核外共有13个电子，其每一个电子的运动状态都不相同，故共有13种；有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级；3)与铝元素同周期且原子半径大于镁的元素是钠，其离子半径大于铝的离子半径；两者氢氧化物反应的离子方程式为：Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O；4)分析三种氧化物，可知三者都不溶于水且都具有很高的熔点。技巧点拨：硅酸盐用氧化物的形式来表示组成的书写顺序是：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物非

35、金属氧化物二氧化硅水，并将氧化物的数目用阿拉伯数字在其前面表示。比如斜长石KAlSi3O8：K2O·Al2O3·6SiO2。【考点提升训练】一、选择题1.(2012·武汉模拟)据参考消息报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法中，你认为不妥的是( )A便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B自然界的含硅化合物易开采C硅燃烧放出的热量大，燃烧产物对环境污染程度低且容易有效控制D自然界中存在大量单质硅2.(2012·潍坊模拟)下列说法正确的是( )A.CO、N

36、O、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在B.检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液23滴即可C.在粗硅的制取中，2C+SiO2Si+2CO硅被还原，所以硅的非金属性比碳强D.用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后通CO23.下图的实验装置用来分离CO2和CO气体并干燥。图中a为止水夹，b为分液漏斗的活塞，通过Y型管和止水夹分别接c、d两球胆，现装置内的空气已排尽。为使实验成功，甲、乙、丙分别盛放的溶液是（ ） A.NaHCO3饱和溶液 12 mol·L1盐酸 18.4 mol·L1H2SO4

37、B.Na2CO3饱和溶液 2 mol·L1H2SO4 NaOH饱和溶液 C.NaOH饱和溶液 2 mol·L1H2SO4 18.4 mol·L1H2SO4D.18.4 mol·L1H2SO4 NaOH饱和溶液 18.4 mol·L1H2SO44.半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是( )A.2C+SiO2 Si+2COB.SiO22NaOH = Na2SiO3H2OC.Si2Cl2 SiCl4D.SiCl42H2 Si4HCl5.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分

38、离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)。下列有关该方法的叙述中不正确的是( )A.能耗大是该方法的一大缺点B.整个过程中，可以循环利用的物质是CaO和NaOHC.“反应、分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤D.该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品6.下列离子方程式书写正确的是( )A.往澄清石灰水中通入过量的二氧化碳：Ca2+2OH-+CO2 = CaCO3+H2OB.往碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32-+SiO2 = SiO32-+CO2C.二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2+2OH- = SiO32-+

39、H2D.硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3+2OH- = SiO32-+2H2O7.下列说法正确的是( )A工业制水泥、玻璃、陶瓷都要用到石灰石B刚玉、红宝石、蓝宝石主要成分是氧化铝C石英、硅石、水晶、珍珠、玛瑙主要成分都是SiO2D二氧化硅是酸性氧化物，能抗浓硫酸、浓硝酸的腐蚀，故能抗氢卤酸(HX)的腐蚀8(2012·南通模拟)白云石的化学式是xCaCO3·yMgCO3，可用于制备耐火材料等，优质的白云石粉可作昂贵的二氧化钛填料的替代品。现称取27.6 g白云石，加热到质量不再变化，收集到CO2为6.72 L(已换算成标准状况)。下列有关说法正确的是()A白云石的化学式为C

40、aCO3·MgCO3B残留固体质量为14.4gC取13.8g该白云石与足量盐酸完全反应，最多收集到标准状况下的CO2 2.24LD27.6g白云石与过量盐酸完全反应，可消耗HCl 0.3 mol9(2012·北师附中模拟)下列有关物质组成、性质和用途的说法中，正确的是()A合金的熔点一般比组成合金的各成分金属的高B氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷等属于新型无机非金属材料C水泥、玻璃和水晶都是硅酸盐产品D光导纤维的主要成分是硅，可广泛用于通信和医疗领域10.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体积的关系可表示为11硅及其化合物

41、的应用范围很广。下列说法正确的是()A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂D盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅12.有一粗硅，含杂质铁，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是(提示：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2)()A物质的量之比为11B物质的量之比为12C质量之比为41D质量之比为2113(2012·广安调研)硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是()A硅是人

42、类将太阳能转换为电能的常用材料B粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂D盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅14. (2012·山东师大附中模拟)下列各物质中，不能按 (“”表示一步完成)关系相互转化的是()选项abcAFeFeCl3FeCl2BCl2NaClONaClCSiSiO2Na2SiO3DHNO3NONO215.过量的CO2通入下列溶液中，最终出现浑浊的是()A氯化钙溶液 B石灰水C饱和亚硫酸钠溶液 D水玻璃二、非选择题16.（14分）根据要求完成下列各小题实验目的。（a、b为弹

43、簧夹，加热及固定装置已略去）NaHCO3饱和溶液Na2SiO3溶液ABaCl2溶液H2S溶液铜片浓硫酸abNaOH溶液（1）验证碳、硅非金属性的相对强弱。（已知酸性：亚硫酸>碳酸） 连接仪器、 、加药品后，打开a关闭b，然后滴入浓硫酸，加热。 铜与浓硫酸反应的化学方程式是 。装置A中试剂是 。 能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是 。（2）验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。 在（1）操作后打开b，关闭a。 H2S溶液中有浅黄色浑浊出现，化学方程式是 。 BaCl2溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。滴加的溶液氯水氨水沉淀的化

44、学式 写出其中SO2显示还原性生成沉淀的离子方程式 。17.(12分)(2012·济南模拟)为了证明一氧化碳具有还原性，有人设计了下列实验：(1)装置B中最适宜的试剂是_。(2)装置D中发生反应的化学方程式是_。(3)必须用装置C吸收除去气体中水蒸气的理由是_。(4)若根据F中石灰水变浑浊的现象也能确定CO具有还原性，应在上图中装置_与_之间连接下列装置中的_(填序号)。18(2012·广州模拟)世博会中国馆“东方之冠”由钢筋混凝土、7 000多块红色铝板和1 200多块玻璃等建成。(1)铝_(填“是”或“不是”)红色的，铝板和玻璃均易被烧碱腐蚀，原因为_。(用化学方程式表

45、示)(2)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是_。(3)石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特殊玻璃，石英玻璃的主要成分是_；有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)实际上不是硅酸盐材料，而是一种_(选填“橡胶”、“纤维”或“塑料”)，有机玻璃是由甲基丙烯酸甲酯在一定条件下通过_反应合成的有机高分子材料。(4)要将NaOH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【答案及解析】一、选择题1. 【解析】选D。硅是固体，便于运输、储存；硅常温下性质稳定，是非常安全的；硅在自然界存在广泛，硅化合物易开采，其燃烧产物为SiO2，对环境污染程度低；自然界没有

46、游离态的硅，因此，D是错误的。2. 【解析】选D。A选项中NO易被空气氧化，A错误；B选项中KSCN溶液变红色只能说明红砖中含有+3价的铁，并不能说明铁以氧化铁形式存在，B错误；C选项中通过该反应可判断还原性C>Si,但实际上非金属性：C>Si,C错误；D选项正确。3. 【答案】C4. 【答案】选B。【解析】由SiO2制取Si时要先制得粗硅，反应为：2C+SiO2 Si+2CO，然后再进行提纯，反应依次为Si2Cl2 SiCl4 、SiCl42H2 Si4HCl。5. 【解题指南】解答本题注意以下两点：(1)注意各物质的流向，明确各装置中发生的反应。(2)联系反应条件和实验操作综合

47、分析。【解析】选C。将流程图细化为下图，问题可迎刃而解。碳酸钙需要高温才能分解，故A正确；循环利用的应该有CaO和NaOH 两种物质，故B正确；“反应、分离”环节中，分离的是NaOH溶液和碳酸钙沉淀的混合物，只需过滤即可，用不到蒸发结晶，故C错误；D选项中工业上可用CO2制备甲醇，故D正确。6. 【答案】选D。【解析】A项生成Ca(HCO3)2，B项不反应，C项生成H2O而不会生成H2。7. 【答案】选B。【解析】A项，工业制水泥的原料为石灰石和黏土，制玻璃的原料为纯碱、石灰石和石英，制陶瓷是以黏土为原料，不用石灰石；B项，刚玉的主要成分是氧化铝，红宝石、蓝宝石是含少量不同金属氧化物的优质刚玉

48、；C项，石英、硅石、水晶、玛瑙主要成分都是SiO2，珍珠的主要成分是碳酸钙；D项，二氧化硅是酸性氧化物，能抗盐酸、浓硫酸、浓硝酸的腐蚀，但不能抗氢氟酸的腐蚀。8. 解析：A项，CO2为0.3 mol则每摩尔碳对应固体摩尔质量为27.6g/0.3 mol92g/mol，当CaCO3、MgCO3物质的量之比为11时满足要求，所以白云石化学式为CaCO3·MgCO3；B项，残留固体质量为27.6g0.3 mol×44g/mol14.4g；C项，所取固体质量为27.6g的一半，最多收集到标准状况下CO2为3.36L；D项，由CO2为0.3 mol推出Ca2、Mg2共0.3 mol，对应Cl为0.6 mol，所以27.6 g白云石完全反应需盐酸0.6 mol。答案：AB9. 解析：合金的熔点一般比组成合金的各成分金属的低，A错误；水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸盐，C错误；光导纤维的主