1、（1）硅单质广泛存在于自然界中，天然存在的单质硅叫硅石。（）（2）SiO2既可以和氢氟酸反应，又可以和NaOH溶液反应，是两性氧化物。（3）碳和硅的氧化物都能与NaOH溶液反应。（4）光导纤维具有很强的导电能力，所以大量用于制造通信光缆。（5）单质硅是半导体材料，常用于制造光导纤维。题组一 碳、硅及其氧化物的性质和应用1碳及其化合物与科学、技术、社会、环境密切相关。下列有关说法中正确的是（）A12C、13C、14C、C60、石墨烯、金刚石都是碳的同素异形体，用途广泛B用二氧化碳合成可降解的聚碳酸酯塑料，可以实现“碳”的循环利用C石墨烯和碳纤维都是新型有机高分子材料D碳纳米管是一种有机合成纤维，
2、其比表面积大，可用作新型储氢材料答案B解析12C、13C、14C是碳元素的三种核素，不是同素异形体，A错误；用CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料，可以实现“碳”的循环利用，B正确；石墨烯、碳纤维、碳纳米管都是碳的单质，是无机非金属材料，不是有机材料，C、D错误。2有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列有关硅的说法中，不正确的是（）A高纯度的硅广泛用于制作计算机中的芯片B硅可由二氧化硅还原制得C低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅答案D解析硅是重要的半导体材料，可用于生产制
3、造计算机中的芯片，A正确；2CSiO2Si2CO，B正确；常温下，Si的性质稳定，但可以与F2、HF、强碱溶液反应，C正确；自然界中不存在单质硅，D错误。题组二 硅的制备3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（）A2CSiO2Si2COBSiO22NaOH=Na2SiO3H2OCSi2Cl2SiCl4DSiCl42H2Si4HCl解析工业制取纯硅的工艺流程为SiO2粗硅纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。4高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法
4、制备：SiO2Si（粗） SiHCl3Si（纯）下列说法正确的是（）A步骤的化学方程式为SiO2CSiCO2B步骤中每生成或反应1 mol Si，转移4 mol电子C二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应DSiHCl3（沸点为33.0 ）中含有少量的SiCl4（沸点为67.6 ），通过蒸馏（或分馏）可提纯SiHCl3解析A项，步骤的化学方程式为SiO22CSi2CO；B项，步骤中每生成或反应1 mol Si，转移2 mol 电子；C项，硅能与氢氟酸反应生成SiF4和氢气；D项，SiHCl3和SiCl4的沸点相差较大，可通过蒸馏（或分馏）提纯SiHCl3。考点2硅酸、硅酸盐和无机非金属材料
5、1硅酸（1）弱酸性：H2SiO3难溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与强碱（如NaOH）反应，反应的化学方程式为2NaOHH2SiO3=Na2SiO32H2O。（2）不稳定性：H2SiO3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为H2SiO3SiO2H2O。（3）硅酸的制备及硅胶制备原理：可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与其他酸（如盐酸）反应的化学方程式为Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。硅胶：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后即得硅胶，常用作干燥剂和催化剂的载体。2硅酸盐（1）概念：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。（2）硅酸盐组成的
6、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K2OAl2O36SiO2。（3）硅酸钠（Na2SiO3）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。它能与酸反应，如与盐酸反应：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3；与CO2水溶液反应：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3。用途：黏合剂（矿物胶），耐火阻燃材料。3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。（2）新型无机非金属材料，指的是一类新型的具有特殊结构和特殊功能的非
7、硅酸盐材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。（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。（1）Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，与玻璃的成分不相同；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。（2）硅酸盐改写成氧化物形式的方法氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同氧化物间以“”隔开。当计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成K2O3
8、SiO2，应写成K2O（1）玻璃是一种晶体，有较高的熔点。（2）SiSiO2H2SiO3均能一步转化。（3）水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱。（4）玛瑙手镯、水晶镜片、玻璃所用材料均为硅酸盐。（5）2MgOSiO2中的酸根阴离子为SiO。题组一 无机非金属材料1下列我国古代优秀艺术作品中，所用材料不属于无机非金属材料的是（）答案A解析青铜器属于金属材料，陶瓷是无机非金属材料。2硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述正确的是（）ASiO2熔点高，硬度大，不与任何无机酸反应B碳化硅（SiC）的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承，也可以用作砂纸、砂轮的磨料C光导
9、纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2，是一种高质量传导光的纤维，耐酸碱腐蚀D二氧化硅分子中硅原子与氧原子个数之比为12解析二氧化硅能与氢氟酸反应，A错误；光导纤维的成分是SiO2，是酸性氧化物，可与强碱溶液反应，C错误；二氧化硅中不存在分子，D错误。题组二 硅酸盐的结构和性质3将足量CO2气体通入水玻璃（Na2SiO3溶液）中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是（）ANa2SiO3 BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2 DSiO2解析将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2Na2SiO32H2O=H2SiO32NaHCO3；加热蒸干高
10、温灼烧时发生反应：H2SiO3H2OSiO2；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A。4青石棉是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一。青石棉的化学式为Na2Fe5Si8O22（OH）2。青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有NO。下列说法中正确的是（）A青石棉是一种易燃品且易溶于水B青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为Na2OFeO2Fe2O38SiO2H2OC1 mol Na2Fe5Si8O22（OH）2与足量的硝酸作用，至少需消耗6 L 3 molL1 HNO3溶液D1 mo
11、l Na2Fe5Si8O22（OH）2与足量氢氟酸作用，至少需消耗5.5 L 2 molL1 HF溶液答案C解析根据青石棉的组成可知，该物质属于硅酸盐，不是一种易燃品且难溶于水，A错误；根据氧原子守恒可知应该是Na2O3FeOFe2O3H2O，B错误；根据组成可知和硝酸作用生成2 mol 硝酸钠、5 mol硝酸铁和1 mol NO，因此需要硝酸的物质的量是18 mol，C正确；和氢氟酸反应生成SiF4、NaF，物质的量分别是8 mol和2 mol，所以需要HF的物质的量是34 mol，D错误。1高考集萃判断正误，正确的画“”，错误的画“（1）2017天津高考硅太阳能电池工作时，光能转化为电能。
12、（）（2）2017江苏高考SiO2硬度大，可用于制造光导纤维。（3）2017江苏高考利用：CaCO3CaOCaSiO3可实现物质间的转化。（4）2016四川高考硅胶作袋装食品的干燥剂，没有发生化学变化。（5）2016江苏高考向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸离子方程式：Na2SiO32H=H2SiO32Na。（6）2016全国卷HF与SiO2反应，所以可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记。（7）2016江苏高考下述变化可以实现：SiO2HCl（aq）,SiCl4Si。（8）2016海南高考石英砂可用于生产单晶硅。答案（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）解析（4）硅胶吸收H2O（g）是物理吸
13、附，所以正确；（5）Na2SiO3应“拆”成“2NaSiO”；（7）SiO2不与HCl反应。22016江苏高考大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是（）A燃烧煤炭供热 B利用风力发电C增加植被面积 D节约用水用电解析煤炭燃烧会放出CO2，A正确；风力发电、节约用水用电均与CO2无关，增加植被面积，会减少CO2的排放。32017全国卷（节选）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：回答下列问题：（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还
14、需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_，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_。答案（1）将样品中可能存在的Fe2氧化为Fe3H2O2（2）SiO2（或H2SiO3）SiO24HF=SiF42H2O（或H2SiO34HF=SiF43H2O）解析（1）由题意知，水泥样品中含有铁、铝和镁等金属的氧化物，后面操作有加入氨水调节pH45，目的是除去Al元素和Fe元素，而在此pH范围内，Fe元素只有转化为Fe3才能完全生成沉淀，因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2氧化为Fe3；还可以使用双氧水等其他氧化剂代替硝酸。（2）水泥样品中的Si
15、O2、CaO及铁、铝、镁等金属的氧化物，只有SiO2（或反应生成的H2SiO3）不溶于盐酸，所以沉淀A的主要成分是SiO2（或H2SiO3）。SiO2（或H2SiO3）不与强酸反应，但可溶于氢氟酸中，反应的化学方程式为SiO24HF=SiF42H2O（或H2SiO3 4HF=SiF43H2O）。42015海南高考单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备。其中X为Z的氧化物；Y为氢化物，分子结构与甲烷相似。回答下列问题。（1）能与X发生化学反应的酸是_；由X制备Mg2Z的化学方程式为_。（2）由Mg2Z生成Y的化学方程式为_，Y分子的电子式为_。答案（1）氢氟酸SiO24Mg
16、Mg2Si2MgO（2）Mg2Si4HCl=SiH42MgCl2解析（1）根据题中信息可确定Z为Si，其氧化物X的化学式为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸；由SiO2制备Mg2Si的化学方程式为SiO24Mg2MgOMg2Si。（2）Y为SiH4，结合图示可写出Mg2Si与盐酸的反应为Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4；C、Si为同主族元素，根据CH4的电子式可写出SiH4的电子式。时间：45分钟满分：100分一、选择题（每题6分，共72分）1下列叙述中不正确的是（）A单质硅是重要的半导体材料B二氧化硅是制造光导纤维的材料C硅酸钠可以作木材防火剂D自然界里存在大量的单质硅和二氧化
17、硅解析硅在自然界中以化合态形式存在，多以硅酸盐或二氧化硅的形式存在于岩石、矿物中，D错误。2下列说法正确的是（）ASiO2和CO2都是酸性氧化物B为防止月饼等富脂食品氧化变质，可在包装袋中放入硅胶CNaHCO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可通入少量CO2后过滤DSiO2中含Al2O3杂质，可加入足量NaOH溶液然后过滤除去解析SiO2、CO2分别为H2SiO3、H2CO3对应的酸性氧化物，A正确；硅胶具有吸水性，可以防止食品受潮，而不能防止食品氧化，B错误；除去NaHCO3溶液中的Na2SiO3杂质，应通入足量CO2，发生反应：Na2SiO32CO22H2O=2NaHCO3H2SiO3，C错
18、误；SiO2、Al2O3均能与NaOH溶液反应，应加入稀盐酸后过滤，D错误。合肥高三质检硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。A陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐产品B水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂C某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8，可用K2O6SiO2表示D高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池解析水晶的主要成分是SiO2不是硅酸盐，A错误；水玻璃是Na2SiO3溶液，属于混合物，B错误；高纯度的SiO2用于制光导纤维，高纯度的Si用于制太阳能电池，D错误。42017银川模拟下列说法中不正确的是（）A因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应的酸BCO
19、2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀CSiO2熔点高、硬度大D氢氟酸能够雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸解析H2SiO3对应的酸性氧化物是SiO2，但SiO2不能直接与水反应生成H2SiO3。52017湖南株洲质检化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法中不正确的是（）A煤炭经气化、液化和干馏等过程，可以转化为清洁能源B利用二氧化碳来制造全降解塑料，可以缓解温室效应C高纯硅可用于制造太阳能电池、计算机芯片和光导纤维D在医疗上，可用碳酸氢钠治疗胃酸过多症解析煤炭经气化、液化和干馏等过程，可以转化为清洁能源，减少污染物的排放，故A正确；利用二氧化碳制造全降解塑料，减少了二氧化碳的排放，可以缓解温室效应
20、，故B正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅单质，故C错误；可以用碳酸氢钠中和胃酸，治疗胃酸过多症，故D正确。6如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是（）ASiO2属于两性氧化物B盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞C硅胶吸水后可重复再生D图中所示的转化都是氧化还原反应解析SiO2是酸性氧化物，它能与氢氟酸反应是其特殊性质，A错误；在图示转化关系中只有第一行的变化是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应。7下列离子方程式中书写正确的是（ ）A水玻璃中通入过量的二氧化碳：Na2SiO3CO2H2O=2NaCOH2SiO3B澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca（OH）22CO2
21、=Ca22HCOC二氧化硅与氢氟酸反应：SiO24H4F=SiF42H2OD二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO22OH=SiOH2O解析Na2SiO3是强电解质，应拆成Na、SiO，CO2过量，产物应为HCO，A项正确写法是SiO2CO22H2O=H2SiO32HCO；B项正确写法是CO2OH=HCOC项氢氟酸是弱酸，在离子方程式中不能拆分。8下列说法中不正确的是（）A光导纤维的主要成分是二氧化硅B二氧化硅是硅酸的酸酐，但不可以用它和水直接反应来制取硅酸C硅的化学性质不活泼，但在常温下也可和某些物质反应D盛放硅酸钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的主要原因是硅酸钠溶液水解呈碱性解析盛放硅酸钠溶液的试剂瓶不
22、能用玻璃塞的主要原因是硅酸钠溶液黏性强，容易使瓶塞和瓶口黏合在一起而不易打开，D错误。9金刚砂（SiC）可由SiO2和碳在一定条件下反应制得，反应方程式为SiO23CSiC2CO，下列有关制造金刚砂的说法正确的是 （）A该反应中的氧化剂是SiO2，还原剂为CB该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为12C该反应中每生成1 mol SiC转移电子12 molD该反应中的还原产物是SiC、氧化产物是CO，其物质的量之比为12解析反应产物SiC中Si、C的化合价分别为4、4价，所以SiO2既不是氧化剂，又不是还原剂；碳元素从0价转变成4价（SiC）和2价（CO），CO是氧化产物，SiC是还原产物
23、，两者的物质的量之比为21；每生成1 mol SiC转移电子4 mol。10硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。A可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：BSiO2是非金属氧化物，它不与任何酸反应C在粗硅的制取中发生反应2CSiO22COSi，硅被还原，所以碳的还原性强于硅的还原性D高纯硅可用于制造太阳能电池，高纯二氧化硅可用于制造计算机芯片解析工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅生产硅：Si2CO，A正确；SiO2能与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，B错误；在粗硅的制取中发生反应2CSiO22COSi，由于反应是在高温条件下进行，且生成CO气体从体系中逸出能够进一步促进反应进行，因此尽管是硅被还原，也不能说
24、明碳的还原性强于硅的还原性，C错误；二氧化硅可用于制造光导纤维，高纯硅可用于制造太阳能电池、计算机芯片等，D错误。112017潍坊模拟硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是（）A氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4B碳化硅（SiC）的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承C光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2D硅酸盐均不溶于水解析在氮化硅中，N元素为3价，Si元素为4价，则化学式为Si3N4，A正确；硅酸钠易溶于水，D错误。122017湖南十三校联考将足量的CO2不断通入KOH、Ba（OH）2、KAlO2的混合溶液中，
25、生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为（）解析将足量的CO2不断通入KOH、Ba（OH）2、KAlO2的混合溶液中，发生反应的先后顺序为Ba（OH）2CO2=BaCO3H2O、2KOHCO2=K2CO3H2O、2KAlO2CO23H2O=2Al（OH）3K2CO3、K2CO3CO2H2O=2KHCO3、BaCO3CO2H2O=Ba（HCO3）2，根据物质的溶解性可知，只有D项符合题意。二、非选择题（共28分）13（15分）石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质。设计的提纯与综合利用工艺如下：（注：SiCl4的沸点为57.6 ，金属氯化物的沸点均高于150 ）（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_。（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体中的碳氧化物主要为_。由气体中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_
