大单元二　第五章　第21讲　碳、硅　无机非金属材料

第21讲碳、硅无机非金属材料

[复习目标]1.了解碳、硅及其化合物的组成和成键特点。2.了解碳、硅两种元素单质及其重要化合物的性

质及应用，能用化学方程式表示其主要化学性质。3.了解无机非金属材料的组成、分类及其应用价值。

考点一碳及其化合物

1.碳族元素

(1)碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA族元素，又称碳族元素，其价层电子排布式为ns2np2。

(2)碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。

2.金刚石、石墨、C60的物理性质

金刚石石墨C60

晶体类型共价晶体混合型晶体分子晶体

熔点高，硬度小，

物理性质熔点高，硬度大，不导电熔点低，不导电

能导电

钻石制作，切割工具，钻探做电极、润滑剂、广泛应用于超导、医学

主要用途

机的钻头等铅笔芯领域

3.CO2在自然界中的循环

(1)CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。

(2)自然界消耗CO2的主要反应：

①溶于江水、海水中：CO2+H2OH2CO3；

②光合作用将CO2转化为O2；⥫⥬

③岩石的风化：CaCO3+H2O+CO2===Ca(HCO3)2。

4.碳酸及碳酸盐

(1)碳酸：二元弱酸、不稳定，易分解，酸性比苯酚、次氯酸强。

2

(2)碳酸及碳酸根离子结构：H2CO3中，碳原子的杂化方式为sp。H2CO3属于分子晶体。C中，碳原

2−

子的杂化方式为sp2，C的空间结构为平面三角形。O3

2−

(3)碳酸的正盐和酸式盐O的3比较

正盐(C)酸式盐(HC)

2−−

溶解性只有钾、钠、O铵3盐可溶一般都可溶O3

热稳定性正盐>酸式盐

溶液pH同浓度：正盐>酸式盐

相互转化

CHC

2−−

O3O3

1.金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质()

2.水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼()

3.二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，说明二氧化碳具有酸性()

4.低碳环保中的“碳”是指二氧化碳()

5.石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应()

6.向CaCl2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失()

7.向氨化的饱和食盐水中通入足量的CO2气体，会析出晶体()

答案1.√2.√3.×4.√5.×6.×7.√

1.我国倡导低碳生活，减少二氧化碳的排放，“碳捕捉技术”可实现二氧化碳的分离、储存和利用。

实际生产中，常利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其工艺流程如图所示(部分条件及物质未标出)，下列

说法正确的是()

A.CO2是引起酸雨的主要物质之一

B.整个过程中，只有CO2可循环利用

C.能源消耗低是该技术的一大优点

D.该生产过程中，没有涉及氧化还原反应

答案D

解析酸雨是氮氧化物、二氧化硫的排放引起的，与二氧化碳无关，故A错误；由图可知，CaO、氢氧化

钠等均可以循环利用，故B错误；高温反应炉需要消耗大量的能量，能量消耗较高，故C错误；由流程图

可知，该过程中主要涉及CO2和NaOH的反应，CaO和水的反应，氢氧化钙和碳酸钠的反应及碳酸钙的分

解等，均没有涉及氧化还原反应，故D正确。

2.氧化石墨烯是一种淡柠檬黄色、不稳定的新型化合物，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合

物的说法正确的是()

A.氧化石墨烯的导电性优于石墨烯

B.氧化石墨烯的抗氧化能力比石墨烯弱

C.氧化石墨烯中C—C的键能比C—O大

D.氧化石墨烯中所有C原子均为sp3杂化

答案B

解析石墨烯变为氧化石墨烯，大π键遭到破坏，故导电性减弱，A项错误；氧化石墨烯中含有碳碳双键和

羟基，易被氧化，故抗氧化能力比石墨烯弱，B项正确；氧化石墨烯中C—C和C—O均为共价键，C—C

的键长比C—O长，故C—C的键能比C—O小，C项错误；氧化石墨烯中，C原子的杂化方式为sp2和sp3，

D项错误。

考点二硅及其化合物

硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。

1.硅和二氧化硅物理性质

硅单质二氧化硅

共价晶体：带有金属光泽的灰黑色固体，共价晶体：熔点高，硬度大，

物理性质

熔点高，硬度大，有脆性难溶于水

半导体材料、太阳能电池、计算机芯片和

用途光导纤维、光学仪器等

耐酸设备等

2.硅酸钠

(1)硅酸盐大多数不溶于水，但硅酸钠是白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，

显碱性。

(2)硅酸钠能与酸性比硅酸强的酸反应，写出水溶液中相应的化学方程式。

与盐酸反应：Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓。

与少量CO2反应：Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓。

(3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。

3.硅及其化合物的转化关系

完成图中序号对应的化学方程式：

①Si+4HF===SiF4↑+2H2↑；

②SiO2+2CSi+2CO↑；

③SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O；

④SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑、SiO2+CaOCaSiO3；

⑤SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O(可用于刻蚀玻璃)。

1.晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料()

2.非金属性：C>Si，则热稳定性：CH4>SiH4()

3.SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸()

4.SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃()

5.石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能()

6.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸强()

7.硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”，是一种建筑行业常用的黏合剂()

8.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶()

答案1.×2.√3.×4.√5.×6.×7.√8.√

一、硅、二氧化硅及硅酸的制取

1.下列判断或说法正确的是()

A.如图探究醋酸、碳酸、硅酸酸性的相对强弱

B.二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸

-1

C.2mL5mol·L的硅酸钠溶液和盐酸反应后制得硅酸胶体，胶粒数为0.01NA(NA为阿伏加德罗常数的

值)

D.实验室制硅酸流程：SiO2Na2SiO3H2SiO3

答案D

解析醋酸是挥发性酸，醋酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳中含有醋酸，因此不能确定是碳酸还是醋酸与

硅酸钠反应，不能达到实验目的，A错误；二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，与水不反应，

B错误；胶体为粒子集合体，即2mL5mol·L-1的硅酸钠溶液和盐酸反应后制得的硅酸胶体的胶粒数小于

0.01NA，C错误；SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶液，向Na2SiO3溶液中通入足量CO2，可得白色沉

淀H2SiO3，D正确。

2.纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是()

A.X可用作木材防火剂

B.步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3+H2SO4===H2SiO3↓+Na2SO4

C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替

D.SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物

答案D

解析碳酸、硫酸的酸性都强于硅酸，能够与硅酸钠溶液反应生成硅酸，B、C正确；SiO2既能和NaOH溶

液反应又能和氢氟酸反应，但与氢氟酸反应的生成物不是盐，所以二氧化硅不是两性氧化物，而是酸性氧

化物，D不正确。

3.实验室用H2还原SiHCl3(沸点：31.85℃)制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，

下列说法正确的是()

A.装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓H2SO4、冰水

B.实验时，应先加热管式炉，再打开活塞K

C.为鉴定制得的硅中是否含微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、双氧水、硫氰化钾溶液

D.该实验中制备氢气的装置也可用于稀氢氧化钠溶液与氯化铵固体反应制备氨

答案C

解析反应H2+SiHCl3Si+3HCl应在装置Ⅳ中进行，装置Ⅰ的目的是制备氢气，氢气中含有水蒸气，对

后续实验产生干扰，必须除去，因此装置Ⅱ的作用是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓硫酸，装置

Ⅲ的作用是提供SiHCl3气体，因此需在水浴中加热，A错误；实验时应先通入氢气，目的是排出装置中的

2+2+3+

空气，防止发生危险，B错误；硅单质不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成Fe，Fe被H2O2氧化成Fe，

Fe3+与KSCN溶液反应，溶液变红色，可以鉴定是否含有铁单质，C正确；用稀NaOH溶液制备氨，需要

加热，装置Ⅰ中没有加热装置，且NH4Cl固体不是块状固体，因此不能用该装置制备氨，D错误。

二、硅胶多硅酸盐的结构

4.硅胶的结构示意图如图所示，可由原硅酸(H4SiO4)脱水缩合制得，添加无水CoCl2呈蓝色，吸水后因

CoCl2转化为配合物[Co(H2O)4Cl2]·2H2O而呈粉红色，下列说法错误的是()

A.原硅酸分子中含有多个—OH，因而可脱水制成硅胶

B.硅胶可干燥HF和Cl2等酸性气体

C.失效的硅胶再生时加热的温度不宜过高

D.当硅胶遇到大量的水分子时，水分子与硅羟基会形成过多氢键从而使硅胶失去吸附力

答案B

解析原硅酸含多个—OH，可通过分子间脱水缩合形成硅胶，A正确；硅胶能与HF反应，故硅胶不能干

燥HF，B错误；由硅胶结构可知，硅胶用作干燥剂，是通过硅羟基和水分子之间形成氢键而达到吸水的目

的，故当硅胶遇到大量的水分子时，水分子与硅羟基会形成过多氢键从而使硅胶失去吸附力，D正确。

5.形式多样的硅酸盐是无机矿物的重要基石。Si是一种四面体形的离子(属于硅酸根离子)，其结构

4−

可用图a表示，硅原子位于该四面体体心，四个氧O4原子各占一个顶点。图b和图c则是复合硅酸根离子

中的两个实例，均为无支链的单环状，分别由数个硅氧四面体a通过共用氧原子的形式构成。

(1)b的化学式为。

(2)若一个单环状离子中Si原子数为n(n≥3)，则其化学式为。

(3)绿柱石是铍、铝的此类硅酸复盐，其化学式中含6个硅原子，该复盐的化学式是。

答案(1)Si3(2)Sin(3)Be3Al2Si6O18(或3BeO·Al2O3·6SiO2)

6−2�−

解析(1)b含O有9氧原子的O个3�数为9，含有3个四面体结构，则含有硅原子的个数为3，根据化合物中Si的化

合价为+4、氧元素的化合价为-2可知，b的化学式为Si3。(3)根据Sin可知，含有6个硅原子，该硅

6−2�−

酸盐所带的负电荷为-12，设铍的个数为x，铝的个数为Oy，9则2x+3y=12，O3讨�论可得x=3、y=2，其化学式为

Be3Al2Si6O18或3BeO·Al2O3·6SiO2。

考点三无机非金属材料

1.传统无机非金属材料——常见硅酸盐材料

硅酸盐材料水泥普通玻璃陶瓷

生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英砂黏土

主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑

玻璃生产中的两个重要反应：

Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑；

CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。

2.新型无机非金属材料

(1)新型陶瓷，如SiC、BN、Si3N4、Al2O3等。

(2)碳纳米材料

①类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。

②用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。

(3)特殊功能的含硅材料

①碳化硅为共价晶体，具有类似金刚石的结构，可用作磨料。

②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。

1.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐()

2.碳化硅俗称金刚砂，它可用于高温结构陶瓷的制作()

3.压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化()

4.石墨烯的电阻率低，热导率也低()

5.冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料(2022·辽宁，1A)()

答案1.×2.√3.√4.×5.√

一、传统无机非金属材料

1.下列关于博物院馆藏文物的说法正确的是()

A.春秋龙纹人字形玉佩的主要成分是二氧化硅

B.西汉铜错金银承弓器的主要成分属于无机非金属材料

C.宋海棠花式玛瑙碗的主要成分是碳酸钙

D.明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分是硅酸盐

答案D

解析春秋龙纹人字形玉佩的主要成分为硅酸盐，故A错误；西汉铜错金银承弓器的主要成分为金属材料，

故B错误；宋海棠花式玛瑙碗的主要成分为二氧化硅，故C错误；明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分为硅

酸盐，故D正确。

2.水泥是人类最伟大的发明之一，主要成分为硅酸三钙(3CaO·SiO2)。将其与适量的水反应，形成相互

交联的结构，反应为2(3CaO·SiO2)+6H2O===3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2ΔH<0，但是，需要避免交

联过程热膨胀及产生的水蒸气在建筑结构中造成空隙，我国三峡大坝的建设者在全世界首创了以冰代

水的浇灌方法，有效解决了这一问题，保证了大坝的建筑质量。下列说法错误的是()

A.水泥由黏土和石灰石等研磨、煅烧制得

B.水泥生产过程中加入石膏，可以调节水泥的硬化速率

C.水的作用是提供结晶水以稳定交联结构

D.以冰代水的优点是减少了热膨胀及水蒸气的产生

答案C

解析硅酸三钙与水反应，形成相互交联的结构，故C错误。

二、新型无机非金属材料

3.化学促进我国航空航天事业不断蓬勃发展。下列有关说法正确的是()

A.“北斗系统”芯片的主要成分为二氧化硅

B.隐形涂料中的纳米氧化钨材料属于新型有机材料

C.“天和核心舱”推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型金属材料

D.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为Fe2O3

答案D

解析北斗芯片中的半导体材料为晶体硅，二氧化硅是光导纤维的成分，A错误；纳米氧化钨是无机化合

物，属于无机非金属材料，B错误；硬度大、强度高的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料，C错误。

4.近年来，具有特殊性质的新型无机非金属材料迅速发展，下列有关新型无机非金属材料的叙述不正

确的是()

A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造发动机部件，其化学式为Si3N4

B.航空航天太阳能电池翼所使用的“碳纤维”(由聚丙烯腈经碳化而成)与金刚石互为同位素

C.碳化硅的硬度大、熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承

D.富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，属于新型无机非金属材料

答案B

5.下列关于材料的说法错误的是()

A.歼⁃20上采用的GaN涂层属于新型金属材料

B.“天宫二号”空间站太阳能电池帆板的主要材料为晶体硅

C.手机柔性屏使用的原材料聚酰亚胺属于有机高分子材料

D.用于制造世界最大口径反射镜的SiC属于新型无机非金属材料

答案A

解析GaN是由氮元素和镓元素组成的化合物，属于新型无机非金属材料，A错误；晶体硅是良好的半导

体材料，“天宫二号”空间站太阳能电池帆板的主要材料为晶体硅，可将太阳能转化为电能，B正确；聚

酰亚胺是由有机小分子通过聚合反应形成的高分子，属于有机高分子材料，常用于制作手机柔性屏等，C

正确；SiC是由硅元素和碳元素组成的化合物，具有耐高温、硬度大等特点，属于新型无机非金属材料，

D正确。

课时精练

[分值：100分]

(1~8题，每小题7分，9~11题，每小题8分)

1.(2021·湖北，1)“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法错误的是()

A.CO2是V形的极性分子

B.CO2可催化还原为甲酸

C.CO2晶体可用于人工增雨

D.CO2是侯氏制碱法的原料之一

答案A

解析CO2中C采取sp杂化，空间结构为直线形，CO2是非极性分子，A项错误；CO2在电催化下与氢气

反应可以降低碳的化合价，生成一系列化合物，如CH4、CH2==CH2、CH3OH、HCOOH等，B项正确；干

冰气化时吸收大量热量，使水蒸气液化而增雨，C项正确；侯氏制碱法的化学反应原理是

NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，D项正确。

2.(2022·河北，1)定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是()

A.传统陶瓷是典型的绝缘材料

B.陶瓷主要成分为SiO2和MgO

C.陶瓷烧制的过程为物理变化

D.白瓷的白色是因铁含量较高

答案A

解析陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，A正确；陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是

SiO2和MgO，B错误；陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，有新物质生成，属于化学变化，C错误；由于

Fe2+、Fe3+和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越高，陶瓷的颜色越深，白瓷的白色是因为铁含量较低

甚至几乎不含，D错误。

3.下列叙述正确的是()

A.CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似

B.因为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强

C.CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂

D.SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以SiO2属于两性氧化物

答案C

解析CO2的熔、沸点低，可溶于水，SiO2的熔、沸点高，硬度大，不溶于水，两者都是酸性氧化物，和

其物理性质没有因果关系，A错；CaCO3和SiO2反应是因为生成的CO2为气体，脱离反应体系，不能说明

H2CO3的酸性比H2SiO3弱，B错；SiO2和HF反应是SiO2的特殊性质，不能说明SiO2是两性氧化物，D错。

4.下列说法错误的是()

A.普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料生产而制得的

B.超导陶瓷可应用于磁悬浮技术

C.光导纤维的主要成分为硅单质

D.实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，而不用玻璃塞

答案C

解析制作普通玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英砂，故A正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，故C

错误。

5.(2024·义乌五校高三联考)下列有关SiO2的说法正确的是()

A.SiO2能与强碱反应，但不能与水反应

B.工业上用焦炭还原石英砂制得高纯硅

C.SiO2可用来制作手机芯片

D.可以在石英坩埚中熔融碳酸钠

答案A

解析工业上用焦炭还原石英砂制得的是粗硅，故B错误；用作芯片的原料是纯硅，故C错误；加热时碳

酸钠与SiO2反应生成硅酸钠，不能用石英坩埚熔融碳酸钠，故D错误。

6.高纯硅是典型的无机非金属材料，它可以按下列方法制备：

SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)

下列说法不正确的是()

A.步骤③的化学方程式：SiHCl3+H2Si+3HCl

B.步骤①中每生成1molSi，转移4mol电子

C.步骤③中的反应为氧化还原反应

D.SiO2是制造太阳能电池的基本原料

答案D

解析依据方程式SiO2+2CSi+2CO↑可知，反应中硅元素从+4价降为0价，每生成1molSi，转移4

mol电子，故B正确；步骤③氢气与三氯硅烷反应生成硅和氯化氢，氢、硅元素化合价发生变化，属于氧

化还原反应，故C正确；二氧化硅具有良好的光学特性，是制造光导纤维的基本原料，故D错误。

7.(2025·浙江模拟)已知甲硅烷(SiH4)能与高锰酸钾溶液发生反应：

SiH4+2===2MnO2↓++H2O+H2↑。下列说法正确的是()

−2−

A.该反M应n是O4在强酸性环境中S进iO行3的

B.该反应的现象之一是溶液变成紫红色

C.SiH4沸点比Si低

D.该反应中Si(HC4H被3)还4原

答案C

解析若是强酸性环境，则硅酸根离子会与H+结合生成硅酸沉淀，Mn被还原成Mn2+，A错误；

−−

被还原成MnO2，溶液紫红色褪去，B错误；SiH4和Si都是非极性O分4子，前者相对分子质量小，M分nO子4

间作用力弱，沸点低，C正确；SiH4中的H元素化合(C价H升3)4高，作还原剂，被氧化，D错误。

8.(2024·浙江模拟预测)氮化硅(Si3N4)是一种高温结构陶瓷材料，它硬度大、熔点高、化学性质稳定。合成

氮化硅的一种工艺流程如图所示，下列说法正确的是()

已知：SiCl4在潮湿的空气中易水解，产生白雾。

A.该流程中可循环使用的物质是NH3

B.第①步反应中产生的气体能使澄清石灰水变浑浊

C.1molSiCl4和Si3N4所含共价键数目均为4NA

D.第③步反应可用氨水代替NH3

答案A

解析石英砂与焦炭发生氧化还原反应生成粗硅，粗硅中的硅单质与Cl2发生氧化还原反应生成SiCl4，

SiCl4和氨气在一定温度下反应生成Si(NH)2，Si(NH)2高温下加热可得氮化硅，结合质量守恒可知，生成的

“气体”为氨气。由分析可知，Si(NH)2高温下加热生成的氨气可以在③中循环利用，A正确；第①步反应

中焦炭和石英砂在高温下反应生成粗硅和CO，CO不能使澄清石灰水变浑浊，B错误；1molSiCl4中含有

4mol硅氯键，而1molSi3N4中含有12mol硅氮键，所含共价键数目不同，C错误；已知在潮湿的空气中

SiCl4易水解，产生白雾，故第③步反应不能用氨水代替氨气，D错误。

9.H2SO4⁃SiO2法生产多晶硅的流程如下。下列说法错误的是()

A.合成1反应中H2作氧化剂

B.合成2的反应为SiF4+NaAlH4===SiH4+NaAlF4

C.上述流程说明SiO2可溶于H2SO4

D.净化、热解中生成的多晶硅为还原产物

答案C

解析合成1中发生反应：Na+Al+2H2===NaAlH4，合成2中发生反应：NaAlH4+SiF4===SiH4+NaAlF4，合

成1中H由0价变为-1价，化合价降低，氢气作氧化剂，故A、B正确；合成3中NaAlF4与硫酸反应生成

HF，HF与二氧化硅反应生成SiF4，因此题中不能说明二氧化硅可溶于硫酸，故C错误；SiH4分解为晶体

硅和氢气，根据电负性分析，氢的电负性强于硅，硅元素显+4价，化合价降低，因此晶体硅为还原产物，

故D正确。

10.水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳

灰(SiO2：65%~70%、C：30%~35%)制取水玻璃的工艺流程：

下列说法正确的是()

A.原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值

B.操作A与操作B完全相同

C.该流程中硅元素的化合价发生改变

D.反应器中发生的反应为氧化还原反应

答案A

解析操作A为过滤、操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，B错误；二氧化硅和硅酸钠中硅元素的化

合价均是+4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，C错误；反应器中发生的反应为

SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O，此反应不属于氧化还原反应，D错误。

11.(2024·慈溪高三模拟)清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某

小组拟在实验室制造硅，其流程如图。

制造原理：2Mg+SiO22MgO+Si；

除杂原理：Mg2Si+4HCl===2MgCl2+SiH4↑，MgO+2HCl===MgCl2+H2O。

下列说法正确的是()

A.操作1、操作2均为过滤

B.SiO2、SiH4均含有共价键，等质量的二者分子数之比为8∶15

C.点燃石英砂和镁粉的混合物发生的副反应为2Mg+SiMg2Si

D.当有2mol电子转移时，能生成14gSi

答案C

解析将溶液和固体分开，采用过滤操作，操作1为过滤，操作2为洗涤和烘干，故A错误；SiO2是共价

晶体，没有分子，故B错误；由除杂原理可知副反应为2Mg+SiMg2Si，故C正确；当有2mol电子转

移时，参加反应的Mg的物质的量为1mol，能生成0.5mol单质硅，但因有副反应发生，最终获得的Si的

质量少于14g，故D错误。

12.(12分)世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋、混凝土、7000多块铝板和1200多块玻璃等建成。

(1)铝板易被烧碱腐蚀，玻璃易被氢氟酸腐蚀，原因分别为