2027高考化学复习 碳、硅和无机非金属材料（附答案）

第8讲碳、硅和无机非金属材料

课时要求1.掌握碳、硅及其化合物结构、性质及应用2知道无机非金属材料的组成、分类及在生

产中的应用。

考点一碳、硅及其化合物

0知识梳理

(一)碳及其氧化物

1.碳族元素

⑴碳、硅、错、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屁冠。

⑵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C《o

晶体类型共价晶体混合型晶体分子晶体

物理性质熔点高，硬度大,不导电熔点高，硬度如能导电熔点低，不导电

钻石制作，切害IJ工具，钻广泛应用于超导、

主要用途做电极、润滑剂、铅笔芯

探机的钻头等医学领域

3.C0?在自然界中的循环

(1)CO2的主要来源:大量含碳燃料的燃烧。

⑵自然界消耗CO?的主要反应：

①溶于江水、海水中:CO2+H2O0H2c。3；

②光合作用将C02转化为。2；

③岩石的风化jCaCO计H'O十CO7==Ca(HCOa)2。

m小题对点过

⑴碳和碳的氧化物是生活中的常见物质，下列有关说法正确的是o冈

①利用二氧化碳制造全降解塑料，可以减缓二氧化碳对环境的影响

②金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异

③木炭、一氧化碳在一定条件下都能还原氧化铜

④大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用

@co2是导致温室效应的主要气体

©co和CO2组成元素相同，但他们的化学性质不相同

⑦在高温条件下,碳能使CO2转变成CO

（2）写出除去下列气体中混有的杂质（括号内为杂质）可采取的方法。

®CO（CO2）:________________________________________

____________________________________________（合理即可，下同）。冈

@CO2（CO）:________________________________________

__________________________________。冈

@CO2（SO2或HC1）:________________________________________

_________________________________________O冈

答案⑴①②③④⑤⑥⑦

⑵①通过盛有NaOH溶液的洗气瓶

②通过装有灼热CuO的硬质玻璃管

③通过盛有饱和NaHCCh溶液的洗气瓶

（二）硅及其化合物

1.硅单质

存在自然界中以硅酸盐和氧化物的形式存在

-Si+4HF=SiFJ+2H2f

化学

性质

Si+2NaOH+H2O=Na：SiO：,+2叼

①良好的半导体材料；②太阳能电池；

用途

③计算机芯片

2.二氧化硅

⑴存在:普通的沙（细小的石英晶体）;水晶（纯石英，无色透明晶体）。

⑵物理性质:难溶于水，熔点高、硬度大。

⑶化学性质

与碱一SiO24-2NaOH=Na2SiO34-H2O

酸性与碱性八高温cdc

化氧化物Sl02Ca°^=casl03

学

与盐一SiO2+Na2CO:l=Na2SiO:,+CO2t

性

质

SiO2+2C=Si+2COf

溶于

，西的SiO2+4HF=SiF,t+2H2O

⑷用途:光导纤维、光学仪器、电子部件。

m小题对点过

⑴下列说法中错误的是o冈

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:CHFSiH,

③SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH),不溶于任何酸

④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

⑤SiCb能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃

⑥向NazSiCh溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶

⑦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

高温

⑧工业上制取粗硅的反应是SiO2+C—Si+CO2T

⑨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

⑵工业上可用以下流程制取高纯硅，完成各步反应的化学方程式:

①焦炭

石英砂高温

反应①:O冈

反应②:。冈

反应③:O冈

答案⑴①③⑦⑧⑨

高温，

(2)SiO2+2CSi(粗)+2COT

△

Si(ft)+2C12-SiCl4

高温

SiCl4+2H2-Si(^)+4HC1

0知能通关

1.(2024•河北邯郸一模)下列有关碳及其化合物的说法正确的是()

不是导致温室效应的主要气体

A.CO2

B.CO和CO2组成元素相同，所以他们的化学性质相同

C.金刚石、石墨是碳的单质，而C60是碳的化合物

D.在高温条件下，碳能使CO?转变成CO

答案D

解析ACO2是导致温室效应的主要气体,A错误;B.CO和CO2组成元素相同，但它们分子组成不同,

化学性质不相同,B错误;C.单质是指只含有一种元素的纯净物，故金刚石、石墨是碳的单质,C60也是

商送

碳的单质,C错误;D.在高温条件下，碳能使CO2转变成CO,CO2+C—2CO,D正确。

2.下列有关硅及其化合物的说法正确的是()

高温

A.在粗硅的制取中发生反应:2C+SiO2-2C0f+Si,Si被还原，所以C的还原性大于Si

B.NazSiCh属于盐，不属于碱，所以NazSiCh溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中

C.用SiCh制取硅酸,应先使Si。?与NaOH溶液反应，然后通入CO2

高温

D.由Na2CO3+SiO2CCM+NazSiCh可知,比SiC^的酸性大于H2CO3

答案C

解析Si与C同主族,Si的还原性比C的强旭在高温下能发生反应:2C+SQ二2coT+Si,A项错误;

不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放NazSiCh溶液，因为NazSiCh溶液本身是一种黏合剂,B项错

误;Si。？是酸性氧化物，但不能与水反应,所以制取硅酸可用可溶性硅酸盐与CO?或盐酸反

应:NaaSiCh+CCh+HzO=Na2cOrHtSiOJ、Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO.U>C项正确;Na2c0?与

Si02在高温下的反应与对应的酸的酸性强弱无关，该反应说明硅酸盐在高温下比碳酸盐更稳定,D项

错误。

3.工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图:

高纯硅

⑴请写出反应n、in的化学方程式：II________________________________________

_________________________________________、冈

in。冈

⑵在流化床反应的产物中,SiHCb大约占85%,所含有的其他物质的沸点数据如下表:

物质

SiSiCl4SiHCl3SiH2cb

沸点/℃235557.631.88.2

物质

SiH3clHC1SiH4

沸点/℃-30.4-84.9-111.9

①提纯SiHCh的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和。冈

②沉降是为了除去;在空气中冷凝所得液体主要含有o冈

(3)SiHCl3极易水解，生成原硅酸(H4SiO4)和两种气体，其反应方程式

为。冈

⑷整个制备流程都需隔绝空气原因是________________________________________

_________________________________________(答出两条即可)。冈

△高温

答案(l)Si+3HCI=SiHCl3+H2SiHCl3+H2=Si+3HC1

⑵分阙(或多次蒸偏)SiSiCkSiHCb

⑶SiHCb+4H2O=H4SQ4+H2T+3HC1T

(4)防止氢气爆炸;防止硅被氧化;防止三氯硅烷水解

考点二无机非金属材料

0知识梳理

1.传统无机非金属材料一常见硅酸盐材料

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

高温高温

玻璃生产中的两个重要反应:Na2cC)3+SiO2Na2SiO1+CO2t；CaCQ.+SiQ?CaSiQ1-CQ2to

fl小题对点过

⑴下列说法中正确的是o冈

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

⑵生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是，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(填化学式)。冈

⑶复杂硅酸盐通常用氧化物形式表示，则Na[AlSi3CM用氧化物形式表示为o耳

答案⑴②③⑤

⑵石灰石SiO2

(3)Na2OAl2O3-6SiO2

2.新型无机非金属材料

⑴高温结构陶瓷，如SiC、BN、Si3N4sAI2O3等。

⑵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。

⑶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。

m小题对点过

下列叙述的材料中属于新型无机非金属材料的是o冈

①氮化硅陶瓷②“神舟十七号”航天员使用的碳纤维材料③石墨烯智能发热材料④钛合金⑤

聚酰胺纤维⑥中国天眼FAST用到的高性能碳化硅⑦天宫二号所用太阳能电池材料神化绿⑧

修筑三峡大坝使用的水泥

答案①②③⑥⑦

0知能通关

1.陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错

误的是（）

A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁

B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成

C.陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐

D.陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点

答案A

解析“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红色,A项错误;秦兵马俑是

陶制品，由黏土经高温烧结而成,B项正确;陶瓷以黏土为原料，经高温烧制而成，属于人造材料,主要成

分是硅酸盐,C项正确;陶瓷主要成分是硅酸盐，硅酸盐中硅元素化合价处于最高价,化学性质稳定，具

有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点,D项正确。

2.信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列有关资讯错误的是（）

A.在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能将成为主要能源

B.中、美、日等国己掌握的陶瓷发动机技术，能较大程度地降低能耗，节约能源

C.光导纤维在信息产业中应用广泛,制造光导纤维的主要材料是单质硅

D.结为陶瓷碳化硼（B4c3）常用于制造切削工具，它是一种新型无机非金属材料

答案C

解析光缆在信息产业中有广泛应用，制造光导纤维的主要材料是二氧化硅,C错误。

3.白炭黑（可用Si。?•〃比0表示其组成）可广泛应用于日用化工、橡胶制品、电子工业等许多领域。

以硅酸钠和二氧化碳为原料制备白炭黑的工艺流程如下：

下列说法错误的是（）

A.硅酸钠水溶液必须用带玻璃塞的试剂瓶盛装

B.沉淀反应的离子方程式为SiO1~+H20+C02===H2SiO3i+C01~

C.蒸发“滤液”所得晶体中含有离子键和极性共价键

D.用稀酸洗涤沉淀的目的是除去沉淀表面的C02-

答案A

解析硅酸钠水溶液rr黏性，能黏合玻璃塞与试剂瓶口，因此不能用带玻璃塞的试剂瓶盛装,A项错

误；二氧化碳通入硅酸钠溶液中生成硅酸和碳酸钠,B项正确；蒸发“滤液”所得晶体为

Na2c2c。3中含有离子键和极性共价键,比。中含有极性共价键,C项正确;COg可与FT反

应:COr+2H.===CO2T+H2。,因此用稀酸洗涤沉淀可除去沉淀表面的CO歹,D项正确。

4.（2024•河南濮阳第三次联考）氮化硅常用于制造耐高温管、切削工具。某小组以石英沙为原料制备

氮化硅的微型流程如图1所示：

下列叙述正确的是（）

A.反应①的氧化产物为CO2

B.粗硅中可能含有金刚砂

C.反应③中的N%可通过加热NH4C1制备

D.反应③的尾气可用图2所示装置吸收

答案B

解析A项，反应①中焦炭是还原剂，被氧化,生成氧化产物CO,A错误;B项，金刚砂是SiC,焦炭与二氧

化硅在高温下发生副反应生成SiC和CO,B正确;C项，加热NH4cl分解生成NH3和HQ,两者在温度

降低时又重新化合成NH4cL制取NH3不能通过加热NH4C1制备,C错误;D项，反应③的尾气用图2

所示装置吸收容易产生倒吸现象,D错误。

本讲感悟

疑点:________________________________________

盲点:________________________________________

'体验真题感悟高考

1.（2024・江西卷）景德镇青花瓷素有，国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钻、铁的颜料着色，上釉后一

次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是（）

A.青蓝色是由于生成了单质钻

B.表面的釉属于有机高分子膜

C.主要成分为铝硅酸盐

D.铁元素的存在形式只有Fe2O3

答案C

解析青蓝色是由于生成了钻离子,A项错误;表面的釉为无机物,B项错误;陶瓷的主要成分为铝硅酸

盐,C项正确;Fe2O3为红棕色，铁元素的存在形式不是FC2O3,D项错误。

2.（2024・黑吉辽卷）文物见证历史，化学创造文明。东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他

三项归为一类的是（）

A.金代六曲葵花鎏金银盏

B.北燕鸭形玻璃注

C.汉代白玉耳杯

D.新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐

答案A

解析金代六曲葵花鎏金银盏的主要成分为银，银属于金属，北燕鸭形玻璃注、汉代白玉耳杯及新石

器时代彩绘几何纹双腹陶罐的主要成分都是硅酸盐，故A符合题意。

3.（2020・浙江选考）Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之•，其相关性质的说法不正确的是（）

△

A.可发生反应:CasSiCVMNHKl^~CaSiO34-2CaC12+4NH3t4-2H2O

B.具有吸水性,需要密封保存

C.能与SO?反应生成新盐

D.与足量盐酸作用,所得固体产物主要为SiO2

答案D

解析加热时氟化核分解生成HC1和氨气,HC1与Ca3SiO5反应得到硅酸钙、氯化钙和水,A项正确;

水泥吸水会变硬,需密封保存,B项正确;Ca3SiO5能与二氧化硫反应得到亚硫酸钙,C项正确;CajSiOs

与足量盐酸反应得不到二氧化硅，而是硅酸沉淀,D项错误。

4.(2023•湖北卷)工业制备高纯硅的主要过程如下：

焦炭HCI凡

石英砂1800〜2000工：粗硅300l「SiHCb110°T高纯硅

卜列说法错误的是()

高温

A.制备粗硅的反应方程式为SiO2+2C~Si+2COt

B.lmolSi含Si—Si键的数目约为4x6.02x1023

C.原料气HC1和％应充分去除水和氧气

D.生成SiHCh的反应为煽减过程

答案B

高温

解析ASO2和C在高温下发生反应生成Si和CO,因此制备粗硅的反应方程式为SiO2+2C—

Si+2COf,A说法正确;B.在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结

23

构，因此平均每个Si形成2个共价键』molSi含Si—Si键的数目约为2x6.02xl0zB说法错

误;CSiHCb和水蒸气反应，硅和氧气反应，因此原料气HC1和％应充分去除水和氧气,C说法正

3009c

确;D.Si(s)+3HCl(g)SiHCh(g)+H2(g),该反应是气体分子数减少的反应，因此生成SiHCl3的反应

为熠减过程,D说法正确。

5.(2023・山东卷)三氯甲硅烷(SiHCh)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为31.8℃,熔

△

点为-126.5℃,易水解。实验室根据反应Si+3HCISiHCh+H”利用如下装置制备SiHCb粗品(加

热及夹持装置略)。回答下列问题：

⑴制备SiHCh时进行操作：(i)……;(ii)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中;(m)通入HQ,一段时间后

接通冷凝装置，加热开始反应。操作（i）为

_________________________________________；区

判断制备反应结束的实验现象是________________________________________

_________________________________________。图示装置存在的两处缺陷是冈

_________________________________________o冈

⑵已知电负性Cl>H>Si,SiHCb在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为

__________________________________。区I

答案⑴组装仪器并检查装置气密性当管式炉中固体消失，烧瓶中无液体滴下C、D之间没有吸

水装置，缺少氢气的处理装置

（2）SiHCl3+5NaOH==Na2SiO3+3NaCl+H2T+2H2O

高考热点总结________________________________________

■分层训练提升等级

基础落实

选择题只有1个选项符合题意

1.《天工开物》记载广凡蜒泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”“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.“粘土”是制砖瓦和水泥的主要原料

B.“燃薪举火”使“粘土”发生复杂的物理化学变化

C.沙子的主要成分为硅酸盐

D.泥木烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦

答案C

解析A.题中，择取无砂粘土而为之"说明"粘土”是制砖瓦和水泥的主要原料，选项A正确由“燃薪举

火”是提供高温环境，使“粘土”发生复杂的物理化学变化，选项B正确;C.沙子的主要成分为二氧化硅,

选项C错误;D“粘土”中有一定量的Fe元素,泥坏烧制后自然冷却成红瓦（含氧化铁），浇水冷却时C

与水反应得到CO和％,将三价铁还原为二价铁，形成青瓦，选项D正确。

2.（2024・湖北黄冈三模）ChatGPT是史上月活用户增长最快的消费者应用。下列说法中不正确的是

A.硅晶片是生产芯片的基础材料

B.芯片制造中的“光刻技术”是利用光敏树脂在曝光条件下成像,该过程涉及化学变化

C.硅在自然界中主要以单质形式存在

D.硅是应用最广泛的半导体材料

答案C

解析A项,硅晶片是优良的半导体材料，是生产芯片的基础材料，故A正确;B项，光敏树脂在曝光条

件下成像时有新物质生成,属于化学变化，故B正确;C项，硅元素是亲氧元素，在自然界中主要以二氧

化硅和硅酸盐的形式存在,不存在硅单质，故C错误;D项，硅是优良的半导体材料，可用于制造和生产

芯片，故D正确。

3.下列说法不正确的是（）

A.制作太阳能电池板的核心材料是硅

B.青铜是我国使用最早的合金

C.陶瓷、玻璃、水泥均属于硅酸盐制品

D.下列转化都能一步实现:Si—SiOz—HzSiCh—NazSiOj

答案D

解析A.硅是良好的半导体材料，常用于制作太阳能电池板，故A正确B.我国使用最早的合金是铜合

金,即青铜，故B正确;C.陶瓷、玻璃、水泥为传统无机非金属材料，属于硅酸盐制品，故C正确;D.SiC>2

不能直接与水反应生成H2SQ3,故D错误。

4.下列叙述正确的是（）

和都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似

A.CO2SiO2

高温

B.因为CaCO3+SiO2——CaSiO34co21所以硅酸的酸性比碳酸强

C.C02和Si02都能与碳反应，且都作氧化剂

D.SiO2既能和NaOH反应,乂能用HF反应，所以SiO?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错误;CaCCh和SiC>2反应是因为生成的C02为气体，脱离反应体系,不能说

明H2c。3的酸性比H2SQ3弱,B错误;Si。?和HF反应是Si02的特殊性质，生成物不是盐类，不能说明

Si02是两性氧化物,D错误。

5.新材料的新秀一石墨烯和氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结

构模型如图所示：

OH

石墨烯片层氧化石墨烯片

结构示意图层结构示意图

下列有关说法正确的是()

A.石墨烯是一种新型化合物

B.氧化石墨烯即石墨烯的氧化物

C.二者和石墨都是碳的同素异形体

D.氧化石墨烯具有一定的亲水性

答案D

解析石墨烯是碳的单质,A错误;氧化石墨烯含有氢元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素

异形体,B、C错误;由于氧化石墨烯结构中含有羟基和竣基等亲水基团,所以它具有一定的亲水性,D

正确。

6.翡翠手镯的主要成分是硬玉,硬玉化学式为NaAl(Si2CM,下列推测不合理的是()

A.硬玉与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4hNa2SiO3和H20

B.翡翠硬度大、熔点高，受到猛烈撞击不容易断裂或粉碎

C.碳酸钠与氧化铝、二氧化硅在高温熔融的条件下能制取硬玉NaAl(Si2O6)

D.翡翠中含NaFc(Si2O6),高温分解翡翠，产物溶于氢碘酸加CCL萃取，有机层呈紫红色

答案B

解析A.硬玉化学式为NaAl(Sia)与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)/、Na2SiO3和H2O,故A正

确;B.翡翠硬度大，熔点高,但质脆，受到猛烈撞击容易断裂或粉碎，故B错误;C.碳酸钠与氧化铝、二氧

商温

化硅在高温熔融的条件下能制取硬玉NaAl(Si2O6)z方程式为Na2CO3+Al2O3+4SiO2-

2NaAl(Si2O6)+CO2T，故C正确;D.翡翠中含NaFe(Si2O()高温分解翡翠的产物中含有Fe2(D3,Fe2O3溶于

氢碘酸生成Fe3+,Fe3+和「反应生成L,加CC」萃取，有机层呈紫红色，故D正确。

焦炭・1800〜2000*CHC1.300X：

7.(2024•沈阳联考)工业制备高纯硅的主要过程:石英砂--------------"粗硅--------"SiHCI3

H150P

———"高纯硅。下列说法错误的是()

A.石英砂的主要成分为SiCh,可用来制备光导纤维

1800〜2000匕

B.制备粗硅的化学方程式为SiO2+CSi（粗）+C02T

300X：

C.300c时发生反应的化学方程式为Si+3HC1^—SiHCl3+H2

iioov

D.l100℃时发生反应的化学方程式为SiHCb+H?^------Si（纯）+3HCl

答案B

解析石英砂的主要成分为SiO2,SiO2导光性较好,可用来制备光导纤维，故A正确;制备粗硅的化学

1800〜2000t

方程式为SiO2+2C-----------Si（粗）+2COf,故B错误;300℃时Si和HC1反应生成SiHCl3和比，

3oo*c

化学方程式为Si+3HC1-----SiHCb+H2,故C正确;1100℃时SiHCb和比反应生成Si和HC1,化

1iooX：

学方程式为SiHCl3+H2------（纯）+3HCI,故D正确。

8.制造芯片用到高纯硅，用SiHCh（沸点：31.85CSiHCb遇水会剧烈反应）与过量H?在1100~1200℃

反应制备高纯硅的装置如下图所示（夹持装置和尾气处理装置略去），下列说法错误的是（）

A.I装置可用于二氧化锌固体与浓盐酸反应制备氯气

B.装置II中盛装的是浓H2s。4、装置用烧杯盛装的是温度高于32℃的温水

C.实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞,收集尾气验纯，再预热装置IV石英管

高温

D.IV中发生反应的化学方程式:SiHCb+E-Si+3HQ

答案A

解析A项,二氧化锌固体与浓盐酸加热反应生成氯气，而I装置没有泗精灯，因此I装置不可用于二

氧化猛固体与浓盐酸反应制备氯气，故A错误;B项，氢气中含有水蒸气，根据SiHCh遇水会剧烈反应,

则装置II中盛装的是浓H2sO,,其作用是干燥氢气根据SiHCb的沸点：31.85C则装置山烧杯盛装的

是温度高于32°C的温水，将SiHCh变为气体以便进入到W中与氢气反应，故B正确;C项，氢气和氧

气混合气体会发生爆炸，因此实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞,收集尾气验纯，再预热装置IV石

英管，故C正确;D项,根据用SiHCh与过量H?在11007200℃反应制备高纯硅，因此IV中发生反应

高温

的化学方程式:SiHC13+H2-，Si-3HCI,故D正确。

9.（2024•湖南常德第一中学月考）硅是地壳中含量第二大的元素,其单质是一种重要的半导体材料。

（l）28Si是硅的一种同位素，该Si原子的中子数为。冈

⑵硅元素在自然界中通常以石英石（SiCh）和硅酸盐的形式存在。已知SiCh是一种酸性氧化物，请写

出其与氢氧化钠溶液反应的离子方程式________________________________________

________________________________________O冈

⑶关于硅及其相关化合物的叙述正确的是（填字母）。冈

A.自然界中存在天然游离的硅单质

B.己知C与Si的最高正价都是正四价，由于CO2+H2O===H2cCh,用类比法得知,SiO2+H2O===H2SiO3

C.Na：AISi3CM用氧化物形式表示为Na2OAl2O,v6SiO2

D.SiO?既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物

答案⑴14

（2）SiO2+2OH-===Si0i-+H2O

⑶C

解析Si。?与C在高温下反应生成Si,Si和HC1在300°C以上反应生成SiHCh,提纯后的SiHCh与

%反应生成高纯硅。⑴Si是14号元素，其原子核内质子数为14,则28si的中子数为28-14=14;（2）已

知Si。?是一种酸性氧化物，则SiCh与NaOH反应生成硅酸钠和水，化学反应为SiO2+20H===Si0i-

+H2OO（3）A项，硅较为活泼，自然界中不存在天然游离的硅单质,错误;B项,二氧化硅和水不反应，错

误;C项，根据各元素化合价及化学式形式可知,Na[AlSi3CM用氧化物形式表示为Na20Ab03・6SiO27

正确;D项,SiO2能和NaOH溶液反应生成盐和水，属于酸性氧化物，二氧化硅能和氢氟酸反应为二氧

化硅的特性,错误。

能力提升

lO.SiCh是一种化工原料,可以制备一系列物质（如图所示）。下列说法错误的是（）

A.高炉炼铁时，加入石灰石将铁矿石中的脉石（主要成分为SiO"转化为易熔的炉渣

B.纯净的一氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料

C.用硫酸可除去石英砂（主要成分为SiCM中少量的碳酸钙

D.图中所含反应有的不属于氧化还原反应

答案C

高温

解析CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2tzCaSiO3的熔点低于SiO2的熔点,A项正确;光导纤维的主要成

分是SiCh,芯片的主要成分是单质硅，纯净的SiCh和单晶硅都是信息产业的重要基础材料,B项正确;

硫酸钙微溶于水,应该用盐酸,C项错误;SiO2与碳在高温下反应生成硅单质的反应是氧化还原反

应,D项正确。

11.（2024•河北邯郸二模）工业上制备高纯硅，一般需要先制得98%左右的粗硅，再以粗硅为原料制备高

纯硅，工艺流程如下;工业上还以粗硅为原料采用熔融盐电解法制取甲硅烷（SiHJ电解装置如图所示:

石英砂|高温粗硅73K以I-.,SiHCh（粗）|一,SiHCb（纯）|1357K，高纯硅|

下列有关说法正确的是（）

高温

A.制备粗硅的化学方程式:SiC）2+C——Si+CO2T

B.制冬高纯硅的工艺中可循环使用的物质只有HC1

C.阴极发生的电极反应:H2+2C-=2H

D.SK%、Si、SiE都属于共价晶体

答案C

解析石英砂加焦炭在高温条件下反应得到粗硅，粗硅与HC1在573K以上加热生成粗SiHCb,精储

高温

得到纯的SiHCh,在1357K与氢气反应生成高纯硅。A项，制备粗硅的化学方程式为SiO2+2C一

Si+2cO1,A错误;B项,制备高纯硅的工艺中可循环使用的物质有％和HCLB错误;C项，阴极氢气得

电子产生发生的电极反应:H2+2e-===2H-,C正确;D项,SiH4属于分子晶体,D错误。

12.近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”一半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验

室制造硅,其流程如图：

过就

盐

镁条

酸在

石C

点

燃

弱国

中F

英

引

发

除杂Si

砂

MgC）溶液

、

锲HC1溶液MgCk溶液

粉

HCI溶液

占燃

制造原理:2Mg+SiO2=2MgO+Si

除杂京理:Mg2Si+4HCl==2Mge12+SiH43MgO+2Ho==MgCb+H2O

下列说法中正确的是（）

A.操作1、操作2均为过滤

B.SiO2.SiE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+Si——Mg2Si

D.当有2mol电子转移时,能生成14gSi

答案C

解析A项，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;B

△

项,Si()2是共价晶体，没有分子，故B错误;C项，由除杂原理可知副反应为2Mg+Si——Mg2Si,故C正

确;D项，当有2moi电子转移时，参加反应的Mg物质的量为1mol,理论上能生成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，

13.硅藻土由无定形的SiCh组成含有少量FezCh、AI2O3及有机物等杂质。通常呈浅黄色或浅灰色,

质软多孔。工业上可按如下流程，用硅藻土制备纳米二氧化硅。

纳米二氧化硅

⑴锻烧硅藻土的目的是o冈

⑵在加热条件下加入烧碱时反应的化学方程式为。

区

⑶加入过量硫酸后生成沉淀的反应方程式为

_____________________________________________O冈

⑷上述流程中，有助于控制二氧化硅粒