高考总复习 化学 （人教版）第四章 第1讲

一第■四星非金属及其化合物

第1耕碳、硅及其重要化合物

【2020•备考】

最新考纲：1.掌握碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。2.掌握碳元素、硅元

素的重要化合物的主要性质及应用。3.了解碳元素、硅元素的单质及重要化合物

的制备方法。4.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。

核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识碳、硅及其化合物的多样

性，并对物质进行分类。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.

科学精神与社会责任：了解二氧化碳对环境的影响，具有可持续性发展意识，绿

色低碳的生活方式；赞赏碳、硅单质及其化合物对社会发展的重大贡献。

考点一碳、硅单质及氧化物

(频数：难度：★☆☆)

名师课堂要点梳理夯基固本

>>名师课堂导语本考点在高考中考查力度不大，复习时关注碳同素异形体的不

同用途，二氧化碳对环境的影响；硅、二氧化硅的性质用途是考查重点，特别是

硅、二氧化硅的特性，要特别关注。

一、对比掌握：碳、硅单质的性质与用途

1.碳、硅单质的存在形式

碳硅

因有亲氧性，所以仅有化合

存在形式既有游离态，又有化合态

态

单质金刚石、石墨、C60等同素异形体晶佳硅和无定形硅两大类

2.碳、硅单质的结构、物理性质与用途

(1)碳、硅单质的结构

金刚石：空间网状结构;

石墨：层状结构;

晶体硅：与金刚石类似的宝回网状结构。

（2）碳、硅的物理性质和用途（用短线连接起来）:

[Q金刚石a项软、能手也可制也极]

[②石鬓b.作吸附剂、脱色剂

c.熔点高、硬度大制饰品

和切削工具

d.熔点高半导体材料和制

I活性炭光电池的材料

e.具有特殊结构可能成为

5晶体碎新型傕化剂或催化剂载体

I名师课堂实录I

（1）碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。

（2）同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应c

3.碳、硅单质的化学性质——还原性

（1）碳的化学性质

（）2（足量）点燃「八

与（）2------------------------►C十（）2=C（）2

（）.,（不足）两

反应

-.............>2C+（）22CO

①

旦国。3C+FW()3更逞3COt+2Fu

与氧化S1()2>2C+Si。％—Si+2COf

物反应

H,()高温

--------->C+H0(g)CO+H

②22

△

浓硫酸rC+2H.,S()|(浓)

与强氧化C()2t+2S()2t+2H2()

性酸反应△

浓硝酸.C+4H\(%(浓)

C()t+4N()f+2HO

③222

⑵硅的化学性质

常温下,与F?、氢氟酸、

不能被浓硫"NaOH溶液反应

酸、浓硝酸等一同一

强氧化剂氧化加热或高温/与O?XI,等反应

①与氢氟酸反应：Si+4HF=SiF4f+2七t。

②与NaOH溶液反应：

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2t

△

③与O2反应：Si+O2^=SiO2。

4.硅的工业制法

|子料|——►石英砂和焦炭

制备|-----SiO?+2C班迪Si+2co1

Si+25酗"SiCL

--------——

□SiJ+2H2=^Lsi+4HCl

I名师课堂实录I

工业上常用焦炭在电炉中还原SiO2得到粗硅，但反应需隔绝空气（或02）,生成的

是CO而不是CO2。

二、碳、硅的氧化物

LCO的性质

⑴物理性质：无色无味的气体，难溶于水。能使人中毒的原因是其与人体中血红

蛋亘相结合，因缺氧而中毒.

(2)化学性质

①可燃性：2co+O2^=2CO2。

②还原性：C0还原Fe2O3的反应为Fe2O3+3CO0=2Fe+3co2。

2.二氧化碳与二氧化硅的比较

(1)物理性质

①熔、沸点：C02的熔、沸点比SiCh的熔、沸点低。

②溶解性：C02能溶于水，Si(h不溶于水。

(2)化学性质

物质二氧化碳二氧化硅

与水反应CO2+H2OT-----H2CO3不反应

氢氟酸用于刻蚀玻璃：SiO2

与酸反应不反应

+4HF=SiF4t+2H2O

CO2+2NaOH=Na2cO3+SiO2+2NaOH=Na2SiO3+

与碱反应(如NaOH)H2O或C02+H20(盛碱液的试剂瓶不能用

NaOH=NaHCO?玻璃塞)

与盐反应(如CCh+Na2cO3+SiO2+NaiCOa^^NazSiO?

Na2co3)H2O=2NaHCO3+C02t

与CaO反应：SiO2+

与NazO反应：CO2+

与碱性氧化物反应

Na20=Na2cO3CaO奠遑CaSiCh

与碳反应C+CO2=^^2CO2C+SiCh鱼遑Si+2cot

(3)主要用途

CO2：化工原料、灭火剂、光合作用。干冰用作制冷剂，人工降雨。

SiO2：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。

I名师课堂实录I

(1)CO2与水反应生成碳酸，但SiO2不溶于水，不能用SiCh与水反应制备硅酸。

(2)SiO2既能与HF反应，又能与NaOH溶液反应，但SiO2不是两性氧化物。

(3)在实脸空用启普发生器制取CO2,引导分析启普发生器的工作原理。

【课堂拓展】

晨记：硅及其化合物的特殊性质

物质一般规律硅及其化合物的特性

硅还原性强于碳2C+SiO2^^Si+2COt

非金属单质与强碱溶液反应一般不产生

硅可与强碱溶液反应产生H2

SiHz

非金属单质一般不与非氧化性酸反应

Si+4HF=SiF4t+2H2t

非金属单质一般为绝缘体硅为半导体

酸性氧化物一般与水反应生成相应酸SiCh不溶于水，也不与水反应

酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应

SiO2+4HF=SiF4t+2H2O

以下反应不能说明酸性的强

“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一

SiOi弱：NazCO?+SiOz-......

般规律，H2co3酸性强于H2SQ3,故可

Na2SiO3-FCO2f

发生反应Na2SiO3+CO2+H2O=

CaCO3+SiCh^^CaSiCh

Na2cO3+H2SQ1

+C02t

无机酸一般易溶于水硅酸难溶于水

H2SiO3

［速查速测］

1.(易混点排查)正确的打“J”，错误的打“X”

⑴气、气、14c是碳的三种同素异形体(X)

(2)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨(X)

(3)大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用(J)

(4)向Ca(C10)2溶液中通入C02气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊

消失(J)

(5)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料(X)

2.(教材知识原创改编)指出下列反应中SiCh所表现的化学性质或作用，在A〜E

选项中选择正确答案填入横线上。

(l)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。

⑵SiCh+Na2co3^^Na2SiCh+CO2t。

(3)SiCh+2C基选Si+2cot。

(4)SiCh+3C基圜SiC+2cot<>

(5)SiO2+4HF=SiF4f+2H2O。

A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀

B.具有氧化性

C.酸性氧化物的通性

D.将挥发性的酸酊从其盐中置换出来

E.氧化还原反应中既不作氧化剂，也不作还原剂

答案(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A

3.(规范简答)从元素周期表的位置看，碳和硅均为IVA族元素，自然界中有碳的多

种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？

答案没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因

而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在

题组诊断拉点专练通法话道

[A组基础知识巩固]

1.(2019•山东寿光现代中学月考)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是

()

①硅是构成一些岩石和矿物质的基本元素

②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品

③高纯度的硅单质是良好的半导体材料

④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料

⑤水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂

⑥二氧化硅可用作光纤以及电脑芯片

A.①②③④B.②©⑤⑥

C.①®@⑤D.®©④⑤

解析水晶的主要成分是二氧化硅，故②错误；二氧化硅可月作光纤，单质硅可

用作电脑芯片，故⑥错误.木题选C.

答案C

2.（2018•四川达州检测）下列说法中正确的是（）

A.单质正氧化物旦幺酸或碱NaQMhCl盐，硅单质可以按上述关系进行转化

B.若a、b、c分别为Si、SiOz、H2SiO3,则可以通过一步反应实现如图所示的转

a

化关系

C.二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH溶液中

D.青花瓷胎体的原料为高岭土闻2Si2O5（OH）4],若以氧化物形式可表示为

AI2O3SO2H2O

解析Si与02反应生成SiO2,Si02不与H20反应，“氧化物且&酸或碱”不

能实现，A项错误；b-c,c-a均不能通过一步反应实现，B项错误；二氧化碳

和二氧化硅都属于酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应生成盐和水，C项正确；

硅酸盐可以用盐的形式或二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成，

Al2Si2O5（OH）4可表示为Al2O32SiO2-2H2O,D项错误。

答案C

3.（2019・杭州质检）用4种溶液进行实验，下表中“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通入足量CO2,溶液变浑浊饱和Na2c03

通入CO2,溶液变浑浊；继续通CO2至过量，浑浊消

BNazSiCh溶液

失

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

通入CO2,溶液变浑浊；继续通CO2至过量，浑浊消

DCa（OH）2溶液

失；再加入足量NaOH溶液，又变浑浊

解析A项，CCh+Na2cO3+H2O=2NaHCO3I,由于NaHCO.3的溶解度比

Na2co3小，生成的NaHCOa的质量多而析出；B项，CO2+NazSiCh+

H2O=Na2co3+H2S23I,H2SQ3与C02不反应，浑浊不会消失；C项，COz

+Ca(C10)2+H20=CaC03I+2HC10,所以溶液变浑浊，加入的品红被HC10

氧化褪色；D项，首先，CO24-Ca(OH)2=CaCO3I+H2O,继续通CO2至过量,

产生可溶于水的Ca(HCO3)2,再加入足量的NaOH,则发生反应：2NaOH+

Ca(HCO3)2=CaCO3I+Na2co3+2H2O,溶液又变浑浊。

答案B

4.为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如下

图所示的实验装置：根据装置回答问题：

(1)A装置的作用是0

⑵实验后怎样处理尾气,发生反应的化学方程式为

(3)若实验时观察到,则证明原气体中一定含有一氧化碳。

解析(1)除去混合气体的C02时，可先将混合气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶

中，故A装置的作用是吸收CO2,以排除对后面实验的干扰。

(2)C0有毒，故将CO点燃生成C02才能排放到空气中。

(3)C0还原CuO的实验现象是黑色粉末变成红色，故利用这一现象来证明原气体

中一定含有COo

答案(1)吸收CO2

点燃

(2)点燃2co+02二^2CO2

(3)B中无明显现象，装置C中黑色粉末变成光亮的红色，D中澄清石灰水变浑浊

【归纳反思】

确认混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法

CuO

/

E

各装置的作用是:

A——除去混合气体中的C02气体

B——检验混合气体中CCh是否除尽

C——CO还原CuO:CO4-CuO=^=Cu+CO2

D——验证CO的氧化产物C02

E-----除去尾气中的CCh气体

F——除去尾气中的CO气体、防止污染环境

确定混合气体中含有CO气体的实脸现象是：

C中的物质由黑色变成红色，B中无明显现象，D中的澄清石灰水变浑浊。

IB组考试能力过关］

5.下列有关硅及其化合物的叙述错误的是（）

A.SCH通入NMSQ溶液产生胶状沉淀，证明酸性H2sCh>H2SiC）3（2017•北京理综,

10D）

B.SiCh硬度大，故可用于制造光导纤维（2017•江苏，3C）

C.HF能与SiCh反应，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记（2016•全国卷HI,7D）

D.石英砂可用于生产单晶硅（2016•海南，4C）

解析A项，依据强酸制弱酸原理判断；B项，前后无因果关系。

答案B

6.（2018•江苏化学，1）CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中

CO2含量上升的是（）

A.光合作用B.自然降雨

C.化石燃料的燃烧D.碳酸盐的沉积

解析光合作用过程中植物吸收CO2使CO2含量下降，A项不符合题意；自然降

雨的过程会消耗CO2,使CCh含量下降，B项不符合题意；化石燃料燃烧时会产

生CO2,使COi含量上升，C项符合题意；碳酸盐能够与CO2反应生成可溶性的

碳酸氢盐，消耗C6,使CCh含量下降，D项不符合题意。

答案c

7.（安徽理综）下列有关说法正确的是（）

A.在酒精灯加热条件下，Na2co3、NaHCCh固体都能发生分解

B.Fe（OH）3胶体无色、透明，能产生丁达尔现象

C.H2、S02、C02三种气体都可用浓H2s04干燥

D.SiO2既能和氢氧化钠溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物

解析A项，Na2co3固体在酒精灯加热条件下，不分解，错误；B项，Fe(0H)3

胶体呈红褐色，错误；C项，H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥，正确；

D项，由于SiCh与氢氟酸反应不能生成盐，所以Si02是酸性氧化物而不是碱性

氧化物，错误。

答案C

考点二硅酸盐无机非金属材料

(频数：难度：★☆☆)

名师课堂要点杭理夯基固本

»名师课堂导语本考点主要考查：⑴硅酸和硅酸盐的性质；(2)无机非金属材料

的用途。

1.硅酸

①还)一邂溶于水

(诡钙_丁酸性比碳酸弱:

Na.SiOa+COi+HiO=Nae+H-Ql

—H2SiO,£=SiO?+Hq

可溶性硅酸盐与盐酸等反应制得：

Na2SiOi+2HCI=WSiOj+ZNaCI

硅胶可用作催化剂的载体和袋装食品、瓶装

J用巳仁药品等的干燥剂

2.硅酸盐

(1)概念：是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成

分。

⑵组成的表示方法

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NazOSiCh,长石(KAS3O8)可表示为K2OAbCh-6SQ。

⑶硅酸钠

①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃,有黏性，水溶液显碱性。

②与酸性较硅酸强的酸反应：

溶液中通入C02反应的化学方程式：Na2SiO3+H2O+C6=Na2CO3+H2SiO3I。

③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料0

I名师课堂实录I

(1)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。

(2)硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为水玻璃。硅

胶(〃zSiO2-HH2O)是一种很好的无毒干燥剂。

3.常见无机非金属材料

(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料c

①常见硅酸盐材料比较

水泥玻璃陶瓷

生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石和石英黏土

主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑

生产条件局温

②玻璃生产中的两个重要反应：

Na2cCh+SiCh^^NazSiCh+CChf;

CaCCh+SiCh^^CaSiCh+CCht。

(2)新型无机非金属材料

①高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具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“

②生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。

③压电陶瓷：具有压电效应。

I名师课堂实录I

(1)玻璃中含有二氧化硅，因此氢氯酸可用于雕刻玻璃，盛放氯氟酸不用玻璃瓶而

用塑料瓶。

(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用玻璃塞而使用橡胶塞。

［速查速测］

1.(易混点排查)正确的打错误的打“X”

⑴玻璃是一种晶体，有较高的熔点(X)

⑵水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱(X)

(3)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料(J)

(4)光导纤维、碳纳米管、氮化硅结构陶瓷等都是新型无机非金属材料(J)

(5)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。(X)

2.(教材改编题)世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中

国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了」下列有关玻璃的说法不正确的

是()

A.制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土

B.玻璃在加热熔化时没有固定的熔点

C.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅

D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅

酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起

答案A

3.(思维探究题)胃舒平的主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8-〃H2O)

等化合物。

⑴三硅酸镁的氧化物形式为o

⑵AI2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是：

答案(l)2MgO-3SiO2/?H2O

(2)AbO3、MgO和SiCh均具有很高的熔点，故可制耐火材料

题组修断I

[A组基础知识巩固]

1.下列关于硅材料的说法不正确的是()

A.钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同

B.制普通玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英砂

C.陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料

D.水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂

解析钢化玻璃是普通玻璃经一定物理方法处理后得到的，A项正确；水玻璃是

NazSiCh水溶液，是混合物，D项不正确。

答案D

2.青石棉是一种致癌物质，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材料

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：Na2O-3FeO-Fe2O3-8SiO2-H2O

D.lmol青石棉能使1molHNO3被还原

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；1molNa2O-3FeO-Fe2O3-8SiO2-H2O跟硝酸反应

时，失去3moi电子，故能使1molHN03被还原。

答案B

3.下列说法正确的是（）

A.向含K+、Na+、B「、SiO下的溶液中通入CO2后仍能大量共存

B.合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料

C.NaHCOs溶液中含有Na2SiO3杂质，可通入少量CO2后过滤

D.SiCh中含AL03杂质，可加入足量稀盐酸溶液，然后过滤除去

解析CCh+H2O+SiO3=H2SiO3I+C03,A错误；合成纤维属于有机高分

子材料，B错误；除去NaHCCh溶液中的Na2SiO3杂质，应通入足量CO2,发生

反应：Na2SiO3+2CO2+2H2O=2NaHCO3+HzSiOaI,C错误；Si（h不与稀盐酸

反应，D正确。

答案D

【方法技巧】

复杂硅酸盐的表示方法

（1）氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物f较活泼金属氧化物一二氧化硅f水。

（2）氧化物前化学计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数

守恒原则配置化学计量数，且不同氧化物间以“•”隔开。

⑶当化学计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成］

K201Ah03-3Si02,应写成K2OAhO3-6SiO2o

［B组考试能力过关］

4.(2017•北京理综)古丝绸之路贸易中的下列商品，主要成分属于无机物的是

()

解析瓷器主要成分属于硅酸盐，属于无机物；丝绸主要成分为蛋白质，属于有

机物；茶叶中的主要成分有咖啡因、糖类等，属于有机物；中草药成分较为复杂,

主要成分为有机物。

答案A

5.(2017•课标全国H)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,

并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过

程如图所示:

一

水

泥氯化馁

样盐酸、P器典画画

品

硝酸KMnO,

一q

法滴定

回答下列问题:

⑴在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化镂为助溶剂，还需加入几滴硝酸。

加入硝酸的0的是____________________________________________________

还可使用代替硝酸。

(2)沉淀A的主要成分是,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的

化学方程式为_______________________________________________________

(3)加氨水过程中加热的目的是____________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

沉淀B的主要成分为、(填化学式)。

解析(l)Fe3+容易在pH较小时转换为沉淀，所以需要将Fe2+氧化为Fe3+。双氧

水可以将Fe2+氧化为Fe3+且不会引入杂质.(2)二氧化硅不与强酸反应，但与HF

反应，所以沉淀A是二氧化硅。SiO2+4HF=SiF4t+2H2OO(3)加热可以促进

Fe3+.AP+水解生成Fe(OH)3、A1(OH)3沉淀。pH为4〜5时Ca?+、Mg?+不沉淀，

3+

FesAU+沉淀，所以沉淀B为Fe(OH)3、A1(OH)3<>

答案(1)将Fe2+氧化为Fe3+双氧水

(2)SiO2SiO2+4HF=SiF4f+2H2O

(3)防止胶体生成，易沉淀分离Fe(0H)3A1(OH)3

出层课时作业I即时巩固

[A级全员必做题]

1.(2018•山西晋中适应性调研，7)下列用品中属于新型无机非金属制品的是()

A.压电陶瓷B.棉花

C.水泥D.丝绸

解析压电陶瓷属于新型无机非金属制品，A项正确；棉花的主要成分是纤维素，

纤维素属于有机物，B项错误；水泥是传统的无机非金属制品，C项错误；丝绸

的主要成分是蛋白质，属于有机物，D项错误。

答案A

2.(2019・南通二调)我国《可再生能源法》倡导碳资源的高效转化及循环利用(如图

所示)。下列做法与上述理念相违背的是()

乙醉等燃料

及化学品

A.大力发展煤的气化及液化技术

B.加快石油等化石燃料的开采和使用

C.以CO2为原料生产可降解塑料

D.将秸秆进行加工转化为乙醇燃料

解析煤的气化和液化是通过化学变化将煤转化为气体和液体燃料的先进洁净煤

技术，可以减少污染物的排放，A项正确；石油等化石燃料为不可再生能源，加

快化石燃料的开采和使用，会破坏环境，加重环境污染，B项错误；可降解塑料

不会造成“白色污染”，C项正确；将秸秆转化为乙醇燃料，可以减少PM2.5的

产生，D项正确。

答案B

3.（2018•晋豫省际大联考）山西博物院是太原市地标性建筑之一，下列相关说法正

确的是（）

A.展柜使用的钢化玻璃，其主要成分只有SiCh

B.墙体使用的砖瓦、水泥，是硅酸盐材料

C.陈列的元青花瓷的原料有高岭土[AbSi2O5（OH）",也可以表示为AbO3・SiO2-H2O

D.展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜，此绿色物质不溶于盐酸

解析钢化玻璃与普通玻璃的成分相同（只是制造的工艺不同），主要是硅酸钠、

硅酸钙和二氧化硅，A项错误；砖瓦和水泥都是硅酸盐工业的产品，所以B项正

确;高岭土[AbSi2O5（OH）4],应该表示为AhO3-2SiO2-2H2O,C项错误;铜绿是

碱式碳酸铜，该物质可以与盐酸反应生成氯化铜而溶解，D项错误。

答案B

4.下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是（）

A.两者结合形成的化合物是共价化合物

B.在自然界中都能以游离态存在

C.氢化物的热稳定性比较：CH4<SiH4

D.最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸

解析C、Si都是非金属元素，结合形成的化合物是共价化合物，A正确；硅元

素为亲氧元素，不能以游离态存在，故B错；非金属性C>Si,故氢化物的热稳

定性SiKVOHk,故C错；SiCh既不溶于水，也不和水反应，故D错。

答案A

5.下列说法正确的是（）

A.高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂（SiCh）制取硅的反应

B.CO2和钠在一定条件下反应可以得到金刚石和碳酸钠，反应中氧化剂和还原剂

物质的量之比是3：4

C.现代海战通过喷放液体SiCL（极易水解）和液氨可产生烟幕，其主要成分是

NH4cl

D.从燃煤烟道灰中（含GeO»提取半导体材料单质错（Ge）,不涉及氧化还原反应

解析玻璃的主要成分SiCh在高温下也与C反应，A错误；C由+4价到0价，

化合价变化为4,Na由0价到+1价，化合价变化为1,根据化合价升降值相等

原则，CO2与Na物质的量之比为1：4,B错误；SiC14水解生成HC1和硅酸，HC1

与氨气反应生成NH40,C正确；由化合态到游离态，一定发生氧化还原反应，

D错误。

答案C

6.（2019・绵阳质检）下列除杂方法正确的是（）

A.SiO2中含AhO3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去

B.CCh中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热

C.CO2中含有HC1杂质，可以通过盛有Na2c03溶液的洗气瓶

D.Na2cCh溶液中含有NazSiCh杂质，可以通入足量的CCh,然后过滤

解析A项，Si02、AI2O3均与NaOH溶液反应；C项，应通过盛有饱和NaHCCh

溶液的洗气瓶；D项，引入NaHCCh。

答案B

7.（2018•安徽合肥月考）《天工开物》记载：“凡蜒泥造瓦，掘地二尺余，择取无

沙粘土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火”，“浇水转釉（主

要为青色），与造砖同法”。下列说法错误的是（）

A.沙子和黏土主要成分为硅酸盐

B.“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理化学变化

C.烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦

D.黏土是制作砖瓦和陶瓷等的主要原料

解析沙子的主要成分是二氧化硅，A项错误。

答案A

8.化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH一反应，生成SiOF,

然后SiO『迅速水解生成H4Si04o下列有关说法正确的是（）

A.原硅酸钠（Na4SiO4）能迅速水解，且水解后呈碱性，故Na4SiCh为弱电解质

B.石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品

C.2HC1+Na2SiO3=H2SiO3I+2NaCl说明Cl的非金属性强于Si

D.半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅

解析原硅酸钠（NadSiCh）是强电解质，A项错误；石英玻璃的主要成分是SiCh,

不属于硅酸盐产品，B项错误；HC1不是C1的最高价氧化物对应的水化物，无法

通过盐酸与硅酸钠的反应比较Cl、Si的非金属性强弱，C项错误。

答案D

9.（2019•银川模拟）利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：

工化氢氯化氢

II1

I粗硅H容器〔一-------T容•②I-T高纯硅I

容器①中进行的反应①为Si（粗）+3HCl（g）==SiHCl3（l）+H2（g）；容器②中进行的

反应②为SiHCb+H2=Si（纯）+3HCl。下列说法正确的是（）

A.该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用

B.最好用分液的方法分离Si和SiHCla

C.反应①和②中HC1均作氧化剂

D.反应①和②均属于可逆反应

解析从反应流程容易看出，HC1可循环使用，A项正确；Si为固体，SiHCb为

液体，用过滤法分离，B项错误；反应①中HC1作氧化剂，反应②中HC1为氧化

产物，C项错误；反应①和②都不是可逆反应，D项错误。

答案A

10.硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。

（1）下列物质不属于硅酸盐的是（填诜项字母）。

A.陶瓷B.玻璃

C.水泥D.生石灰

⑵用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO2可用作。

Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列用烟可

选用的是（填选项字母）0

A.普通玻璃用烟B.石英玻璃用烟

C.氧化铝用烟D.铁坦蜗

（3）工业上常利用反应2C+SiCh垂强Si+2cOf制备硅单质，该反应中所含元素

化合价升高的物质是（填化学式，下同），氧化剂是。

解析（1）生石灰是CaO,为碱性氧化物且不含Si,不属于硅酸盐0（2）Na2SiO3水

溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。SiCh和Na2c03在

高温下反应生成NazSiCh和C02,故含SiCh的材料（普通玻璃、石英玻璃）以及AI2O3

等都能与Na2cCh在高温下反应，故不能用以上材质的母墉熔融纯碱。（3）题给反

应中C（碳）被氧化，SiCh中+4价的硅被还原，因此SiCh作箪化剂。

答案(1)D(2)防火剂D(3)CSiO2

11.（2019•滨州模拟）以Ca3（PO,2、SiO2＞焦炭等为原料生产硅胶（SiO2sH2O）、磷、

磷酸及CFhOH,下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。

—|"P~|~-••••••|Hg|

请回答下列问题:

⑴上述反应中，属于置换反应的是［选填：（I）、（II）、（III）、（IV）、（V）］o

⑵高温下进行的反应（II）的化学方程式为

（3）反应（HI）需在隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是

（4）指出（VI）这一环节在工业生产上的意义

(5)写出P―H3P04有关反应式①；

_____________________________________________________________________0

解析(1)(I)SiCh+2C量逞Si+2cot,(II)Ca3(PO4)2+5C+3SiO2^^3CaSiO3

△

+2P+5C0t,(III)Si+3HC1SiHCh+Hi,(IV)SiHCh+(〃+

J

2)H2O=SiO2«H2O+H21+3HC1t,(V)C0+2H2^^CH3OH,所以(I)、(HI)

属于置换反应。(2)P元素的化合价由+5降低为0,C元素的化合价由0升高为十

2,配平即可得到Ca3（PO4）2+5C+3SiCh：3CaSiO?+2P+5COt。(3)反应(HI)

需在隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是SiHCh会水解，SiHCb+(〃+

2)H2O=SiO2wH2O+H2t+3HC1t,生成氨气，若混入。2,氢气与氧气会发生

反应并放出大量热量，会引起爆炸，故整个制备过程必须无水无氧。(4)(VI)这一

环节在工业生产上的意义是原料可循环利用，节能减排、原料充分利用。

点燃

(5)P-H3P有关反应式①4P+5O22P2O5；②P2O5+3H2CK热)=2H3Po4。

答案(1)(1)、(III)

(2)Ca3(PO4)2+5C+3SiCh皇遢=3CaSiCh+2P+5C0t

(3)SiHCb会水解，同时产生的Hz与02混合会发生爆炸等

(4)原料可循环利用，节能减排、原料充分利用

(5)①4P+5O2左匙2P2。5②P2O5+3H2O(热)=2H3PO4

[B级拔高选做题]

12.(2019•高考名校联考信息优化卷)二氧化硅(SiCh)又称硅石，是制备硅及其化合

物的重要原料，其相关转化关系如图所示，下列说法正确的是()

________

瓯卜迎恒即W平川鬻H©

Na>C0,^[Na,SiOi|—,H,0

高温—1

I—4con—

A.SiCh属于两性氧化物

B.盛放Na2co3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞

C.硅胶吸水后不能重复再生

D.图中所示转化反应都是氧化还原反应

解析SiO2是酸性氧化物，A项错误；硅胶吸水后可以再生，C项错误；SiCh与

HF的反应、Si02与NaOH的反应、Na2SiO3与HC1的反应、SiCh与Na2c。3的反

应等均为非氧化还原反应，D项错误。

答案B

13.(2019•咸阳一模)《美国化学会志》报道了中国科学家以二氧化碳和钠在一定条

件下反应制得金刚石，该反应的化学方程式为：3co2+4Na=2X+C(金冈IJ石)。

设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关此反应的叙述不正确的是()

A.X的化学式为Na2cCh

B.在该反应中Na发生氧化反应，金刚石为还原产物

C.当有0.4molNa参加反应时，消耗的C02的体积为6.72L

D.当有3moic02参加反应时，转移电子数目为4NA

解析根据元素守恒配平该化学方程式：3co2+4Na=2Na2CCh+C（金刚石），X

为Na2cCh,A项正确；该反应中Na作还原剂，发生氧化反应，C02作氧化剂，

发生还原反应，金刚石为还原产物，B项正确；当0.4molNa参加反应时，标准

状况下消耗的C02的体积为6.72L,C项错误；该反应中转移4e,当有3molCO2

参加反应时，转移的电子数为4NA,D项正确。

答案C

14.（2019•江西南昌一模，26）二氯二氢硅（SiH2c12）常用于外延法工艺中重要的硅

源。易燃、有毒，与水接触易水解，沸点为&2°C。在铜催化作用下，HC1与硅

在250〜260℃反应可以制得SiH2c12。

⑴利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置制取HCL利用了浓硫酸的

性。

⑵D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为

（3）按照气体从左到右的方向，制取SiH2c12的装置（h处用止水夹夹好）连接次序为

a一（广（）一（）一（尸（）一（尸（）（填仪器接口的字母，

其中装置C用到2次）。

（4）按从左到右的顺序，前面装置C中装的药品为,后面装置C的作用为

⑸反应除生成二氯二氢硅之外，还会生成H2和、等。

（6）新的制取SiH2c卜的方法是：往硅粉中先通入Ch,在300〜350c反应生成

SiCk,然后再与HC1在250〜260℃反应，可以大大提高产率。如果通入气体次

序相反，结果会_____________________________________________________

（用化学方程式表示）.

解析（1）浓硫酸有吸水性，使浓盐酸更易挥发出HC1。（2）利用原子守恒法配平。

（3）A装置制取HC1,连接C装置干燥，从f进入D中反应，SiH2c12从g处挥发

出来，在B装置中收集，SiH2c12的密度比空气大，导气管应长进短出，为防止

空气中的水进入B中，则应在B后接干燥管。（4）前面的装置C是用来干燥氯化

氢气体的，应选用P2O5或CaCb,后面装置C的作用为尾气处理和防止空气中的

水进入B中，应选碱石灰。（6）如果通入气体次序相反，SiH2ck会与Ch继续反应，

生成SiCL、SiHCho

答案⑴吸水（2）Si+2HQ25号等,SiH2c12（3）defgbcd

（4）P2O5或CaCh尾气处理和防止空气中的水进入B中（5）SiCLiSiHCh

△△

（6）SiH2cI2+2ChSiCk+2HC1（或SiH2cb+ChSiHCh+HC1）

培优训练14：有机合成与推断

1.盐酸去氧肾上腺素可用于防治脊椎麻醉及治疗低血压。盐酸去氧肾上腺素可由

化合物E制备得到，E的合成路线如下：

CHQCH2cH20cH2。

C7H6O2CH30cH2cH20cH2cl

ANaOH水溶液*

(CH)S=O+1-CH30cH2cH20cH2。

-NaH,DMSO

C

OHOH

CH3OCH9CH9OCH,OCHCH,NHCH3HO(JHCH2NHCH3

v一誓u

DE

回答下列问题：

⑴A的结构简式为,CH30cH2cH20cH2cl中的含氧官能团名称为

（2）C生成D的反应类型为o

（3）设计A-B,D-E两步的目的为o

（4）F是E的同分异构体，且属于氨基化合物，不能与FeCb溶液发生显色反应，

且分子中有5种不同化学环境的氢原子，则F共有种，写出其中一种同

分异构体的结构简式：

_______________________________________________________O

HOCHS

YY

⑸参照上述合成路线，以、CH3I为原料（无机试剂任选）,

设计制备A的合成路线：______________________________________________

解析（1）根据A的分子式，对比B的结构简式可知A中有一个苯环，一个醛基,

HOCHO

另一个O形成一OH,则A的结构简式为。

CH3OCH2CH2OCH2CI中的含氧官能团为叫键。（2）比较C与D的结构简式可知，

化合物C中基团-J。的c—0键断裂，CH3、H+H中N—H键断

裂，发生加成反应生成D。（3）起始原料A、目标产物E中均含有酚羟基，所以这

两步设计的目的是保护A中酚羟基不被氧化。（4）应先从官能团的确定入手，根据

信息知F中含有氨基，不含酚羟基，由于C原子较多，H原子的种类较少，因此

分子结构必然具有较强的对称性，并且C原子个数为奇数，所以必然有一个C