2018届一轮复习苏教版含硅矿物与信息材料学案

2018届一轮复习苏教版含硅矿物与信息材料学案

专题三 从矿物到基础物质 第十单元　含硅矿物与信息材料 考试说明 ‎ ‎1．了解碳、硅元素的单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。‎ ‎2．了解碳、硅元素的单质及其重要化合物及对环境质量的影响。‎ ‎3．了解常见无机非金属材料的性质和用途。‎ ‎【考点互动探究】‎ ‎　考点一　碳、硅单质　‎ 知识梳理 ‎1．单质的结构、存在形态、物理性质和用途 ‎2.碳和硅的化学性质 ‎3.硅的工业制法 对点自测 ‎1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)金刚石和石墨物理性质有较大差别的原因是碳原子的排列不同(　　)‎ ‎(2)Si和SiO2都可用于制造光导纤维(　　)‎ ‎(3)碳燃烧可生成CO或CO2，但硅与氧气反应只能生成SiO2(　　)‎ ‎(4)非金属性C＞Si，则稳定性CH4＞SiH4(　　)‎ ‎(5)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料(　　)‎ ‎(6)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体(　　)‎ ‎2．将碳、硅的单质和其物理性质或用途用短线连接起来。‎ 　　　　 题组训练 题组一　碳、硅的性质与用途 ‎1．下列对于碳和硅的叙述中，正确的是(　　)‎ A．其氧化物都能与NaOH溶液反应 B．其单质在加热时都能跟O2反应 C．其氧化物都能溶于水生成相应的酸 D．碳和硅两种元素共有两种单质 ‎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 规律小结　碳、硅单质的特殊性 ‎1．一般情况下，非金属元素单质的熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石的熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。‎ ‎2．一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。‎ ‎3．Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。‎ ‎4．非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。‎ ‎5．非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。‎ ‎6．一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，而C在高温下也能置换出H2O中的氢：C＋H2O(g)H2＋CO。‎ 题组二　硅的制备 ‎1．下列说法不正确的是(　　)‎ A．【2016·海南卷】石英砂可用于生产单晶硅 B．【2016·江苏卷】以下转化均能实现：SiO2SiCl4Si C．【2015·江苏卷】下列转化均能一步实现：粗硅SiCl4Si D．高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅 ‎2．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：‎ ‎①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅。‎ ‎②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2。‎ ‎③SiHCl3与过量H2在 1100 ℃ 反应制得纯硅。‎ 已知：SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为____________________________________。‎ ‎(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点 33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点 57.6 ℃)和HCl(沸点 －84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为________法。‎ ‎(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图3101(热源及夹持装置略去)：‎ 图3101‎ ‎①装置B中的试剂是________，装置C中的烧瓶需要加热，其目的是________________________________________________________________________。‎ ‎②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是______________________，装置D中发生反应的化学方程式为___________________________________________________。‎ ‎③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________________________________________________________________________。‎ ‎④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是___________________________________________________________(填写字母代号)。‎ a．碘水　b．氯水　c．NaOH溶液　d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液 ‎　考点二　碳、硅的氧化物　‎ 知识梳理 ‎1．一氧化碳 ‎(1)物理性质：________色气体，________毒，________溶于水。‎ ‎(2)化学性质 ‎①燃烧：2CO＋O22CO2，________火焰；‎ ‎②还原CuO：__________________________________________________(冶炼金属)。‎ ‎2．二氧化碳和二氧化硅的比较 对点自测 ‎1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)将足量CO2通入含K＋、SiO、Cl－、NO的溶液中，离子将不能大量共存(　　)‎ ‎(2)常温下，SiO2既能与KOH溶液反应又能与稀盐酸反应(　　)‎ ‎(3)SiO2分子是由一个硅原子和两个氧原子构成(　　)‎ ‎(4)Si→SiO2→H2SiO3均能一步转化(　　)‎ ‎(5)不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化(　　)‎ ‎(6)SiO2有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维(　　)‎ ‎2．用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选编号填入下表相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可不填写)。‎ 可供选择的试剂：A.盐酸　B．氢氧化钠溶液　C．氧气 D．水　E．二氧化碳 可选用的操作：①高温灼烧；②过滤；③结晶。‎ 粉末状混合物 选择的试剂 选用的操作 ‎(1)‎ CaCO3(SiO2)‎ ‎(2)‎ SiO2(NaHCO3)‎ ‎(3)‎ SiO2(Fe2O3)‎ ‎(4)‎ SiO2(H2SiO3)‎ 题组训练 题组一　二氧化硅和二氧化碳性质及应用 ‎1．下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是(　　)‎ A．都是共价化合物 B．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨 C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸 D．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应 ‎2．下列除杂方法正确的是(　　)‎ A．SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去 B．CO2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HCl杂质，可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶 D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤 易错警示　二氧化硅性质的特殊性 题组二　CO2与盐或碱溶液反应的规律 ‎1．用四种溶液进行实验，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CO2，溶液变浑浊 饱和Na2CO3溶液 B 通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失 Na2SiO3溶液 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 D 通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊 澄清石灰水 ‎2.将CO2气体缓缓地通入到含KOH、Ba(OH)2和KAlO2的混合溶液中直至过量，生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图3102所示。下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是(　　)‎ 图3102‎ A．O～A段反应的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O B．A～B段反应的离子方程式是2OH－＋CO2===CO＋H2O C．A～B段与C～D段所发生的反应相同 D．D～E段沉淀的减少是由于碳酸钡固体的溶解所致 方法技巧　　‎ ‎(1)CO2与碱或碱性盐溶液反应时，当有少量CO2参与反应时一般生成碳酸盐，足量CO2参与反应时生成碳酸氢盐。但将二氧化碳气体通入苯酚钠溶液或NaClO溶液中时，无论二氧化碳的量多少只能生成碳酸氢盐。‎ ‎(2)多组分物质与一种物质反应时反应顺序的判断 当有多种组分的混合物与一种物质反应时，判断反应顺序的方法：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误。如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假设CO2先与KOH反应，则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继续反应生成BaCO3，故假设错误，应该是CO2先与Ba(OH)2反应。‎ ‎　考点三　硅酸和硅酸盐　无机非金属材料　‎ 知识梳理 ‎1．硅酸 硅酸________溶于水，其酸性比碳酸________，硅酸________(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。‎ ‎(1)硅酸不稳定，受热易分解：__________________________________________。‎ ‎(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅胶，有很强的吸水能力，常用作________。‎ ‎2．硅酸盐 ‎(1)硅酸盐：是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。‎ ‎(2)硅酸盐改写成氧化物形式的方法 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，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。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，云母(KAl3Si3O11·H2O)可表示为______________________。‎ ‎(3)硅酸钠：‎ ‎①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称________，有黏性，水溶液显碱性。‎ ‎②它能与酸性比硅酸强的酸反应，写出相应的化学方程式。‎ 与盐酸反应：____________________________________________________；‎ 与CO2水溶液反应：______________________________________________。‎ ‎③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：水泥、普通玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料如下表。‎ 水泥 普通玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 ‎________、________、石英 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃熔窑 陶瓷窑 ‎(2)玻璃的生产 ‎①反应原理 CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑、‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②主要成分：SiO2、CaSiO3、Na2SiO3。‎ ‎(3)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。‎ 对点自测 ‎1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)NaAlSi3O8写成氧化物的形式是Na2O·Al2O3·6SiO2 (　　)‎ ‎(2)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料(　　)‎ ‎(3)合成纤维与光导纤维都是新型无机非金属材料(　　)‎ ‎(4)Mg2＋、H＋、SiO、SO在水溶液中能大量共存(　　)‎ ‎(5)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂(　　)‎ ‎(6)硅橡胶和陶瓷都是新型无机非金属材料(　　)‎ ‎(7)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(　　)‎ ‎2．填写下列材料主要化学成分的化学式。‎ ‎(1)刚玉：____________；‎ ‎(2)大理石、石灰石：____________；‎ ‎(3)普通玻璃：____________；‎ ‎(4)石英、水晶：____________。‎ 题组训练 题组一　硅酸、硅酸盐的性质及用途 ‎1．下列说法正确的是________(填序号)。‎ ‎(1) 【2016·全国卷Ⅲ】HF与SiO2反应，氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 ‎(2) 【2016·四川卷】硅胶作袋装食品的干燥剂 ‎(3) 【2016·江苏卷】向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋‎ ‎(4) 【2015·海南卷】可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液 ‎(5) 【2015·山东卷】向Na2SiO3溶液中通入过量SO2：SiO＋SO2＋H2O===H2SiO3↓＋SO ‎(6) 【2014·海南卷】玻璃容器可长期盛放各种酸 ‎2．【2016·山东济南模拟】下列有关硅及其化合物的说法中正确的是(　　)‎ A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠溶液可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中 B．反应①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，反应②Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，两反应是相互矛盾的，不可能都发生 C．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料 D．祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示为3BeO·Al2O3·6SiO2‎ 易错警示　硅及其化合物用途的易错点 ‎(1)用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2，用于制作光导纤维的是SiO2而不是硅，计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。‎ ‎(2)水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2，而不是硅酸盐。‎ ‎(3)传统无机非金属材料(陶瓷、水泥、普通玻璃)的主要成分是硅酸盐。‎ 题组二　硅酸盐的表示方法 ‎1．【2016·湖北荆州模拟】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Na2O·FeO·2Fe2O3·8SiO2·H2O C．1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用，至少需消耗 6 L 3 mol·L－1 HNO3溶液 D．1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用，至少需消耗 5.5 L 2 mol·L－1 HF溶液 ‎2．月球的矿产资源极为丰富，仅月球表面 5 cm ‎ 厚的沙土就含有铁单质上亿吨，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8)等，下列说法或分析错误的是(　　)‎ A．CaMgSi2O6、KAlSi3O8是化学式，表示矿物的组成元素及其原子个数比 B．月球上有大量游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上弱 C．从辉石的组成来看，它可被看作含有CaSiO3和MgSiO3两种盐 D．斜长石的氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2‎ 题组三　碳、硅及其化合物之间的转化 ‎1．下列各组物质中，不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是(　　)‎ ‎　　物质 选项　　‎ 甲 乙 丙 A AlCl3‎ NH3·H2O NaAlO2‎ B NaOH ‎(NH4)2SO3‎ H2SO4‎ C SiO2‎ NaOH HF D CO2‎ Ca(OH)2(aq)‎ Na2CO3(aq)‎ ‎2. 【2016·安徽淮北模拟】SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质(如图3103所示)。下列说法错误的是(　　)‎ 图3103‎ A．高炉炼铁时，加入石灰石将铁矿石中的脉石(主要成分为SiO2)转化为易熔的炉渣 B．纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料 C．用盐酸可除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙 D．图中所含反应都不属于氧化还原反应 ‎【考例考法直击】‎ ‎1．【2016·江苏卷】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 ‎2．【2015·江苏卷】在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是(　　)‎ A．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体 B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)‎ C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性 D．该反应中化学能全部转化为热能 ‎3．【2014·新课标全国卷Ⅱ】下列过程没有发生化学反应的是(　　)‎ A．用活性炭去除冰箱中的异味 B．用热碱水清除炊具上残留的油污 C．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果 D．用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装 ‎4．【2014·新课标全国卷Ⅱ】铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：‎ ‎(1)铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第________‎ 周期、第________族；PbO2的酸性比CO2的酸性________(填“强”或“弱”)。‎ ‎(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为____________________________。‎ ‎(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为____________________________；PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为____________________，阴极上观察到的现象是________________________________________________________________________；‎ 若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为______________________________，这样做的主要缺点是____________________。‎ ‎5．【2014·天津卷节选】晶体硅(熔点1410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：‎ Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)‎ 写出SiCl4的电子式：________________；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_________________。‎ 参考答案 第十单元　含硅矿物与信息材料 ‎【考点互动探究】‎ 考点一 知识梳理 ‎1．游离态　空间网状　高　大　小　高　石墨　半导体 ‎2．CO　CO2　SiO2　SiF4　2CuO＋C高温===2Cu＋CO2↑‎ CO2＋C高温===2CO　C＋H2O(g)高温===CO＋H2‎ C＋2H2SO4(浓)△===CO2↑＋2SO2↑＋2H2O Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑‎ ‎3．二氧化硅　焦炭　SiO2＋2C高温===Si＋2CO↑‎ 对点自测 ‎1．(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×‎ ‎[解析] (2)Si不可用于制造光导纤维。(5)硅可用于制作半导体材料的原因是其导电性介于导体和绝缘体之间。(6)同素异形体研究对象是单质。‎ ‎2．①—c，②—a，③—e，④—b，⑤—d 题组训练 题组一 ‎1．B　[解析] CO不溶于水不能生成相应的酸，也不能与NaOH溶液反应；SiO2不溶于水不能生成相应的酸；碳有金刚石、石墨、C60 等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等，所以两种元素共有多种单质。‎ ‎2．D　[解析] 硅在自然界中全部以化合态形式存在。‎ 题组二 ‎1．B　[解析] 石英砂的主要成分是二氧化硅，可以用焦炭在高温下还原得到粗硅，再生产单晶硅，A项正确；SiO2不与盐酸反应，B项错误；粗Si与Cl2在高温下反应生成 SiCl4，SiCl4用H2还原生成纯Si和HCl，C项正确；工业上用反应2C＋SiO2Si(粗硅)＋2CO↑制取粗硅，D项正确。‎ ‎2．(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑‎ ‎(2)蒸馏 ‎(3)①浓硫酸　使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 ‎②有固体物质生成　SiHCl3＋H2Si＋3HCl ‎③先通一段时间氢气，排尽装置中的空气　④bd ‎[解析] (1)高温下，SiO2和C反应生成Si和CO，反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑。‎ ‎(2)沸点不同的液体可以采用蒸馏的方法分离。‎ ‎(3)①为防止SiHCl3与H2O强烈反应，需要用干燥剂干燥氢气，浓硫酸具有吸水性且不和氢气反应，所以可以作干燥剂；升高温度能使SiHCl3汽化，从而使SiHCl3和氢气在D中反应。‎ ‎②D中发生反应SiHCl3＋H2Si＋3HCl，Si为固态，所以看到的现象是有固体物质生成。‎ ‎④向溶液中加入强氧化剂，然后加入KSCN溶液检验铁离子，这几种物质中氯水具有强氧化性。‎ 考点二 知识梳理 ‎1．(1)无　有　难 ‎(2)①淡蓝色　②CuO＋COCu＋CO2‎ ‎2．空间立体网状　大　高　固　低　CO2＋H2OH2CO3　SiO2＋4HF===SiF4↑＋‎ ‎2H2O　SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　橡胶 CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O　‎ CO2＋NaOH===NaHCO3‎ SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑‎ Na2SiO3＋H2O＋CO2(少量)===H2SiO3↓＋Na2CO3‎ Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3‎ SiO2＋CaOCaSiO3　Na2O＋CO2=== Na2CO3‎ 对点自测 ‎1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×‎ ‎[解析] (2)二氧化硅不能与盐酸反应。(3)SiO2是原子晶体，不存在SiO2分子。(4)二氧化硅不能与水直接反应生成硅酸。(6)二氧化硅制备光导纤维与导电性无关，且SiO2不导电。‎ ‎2.‎ ‎(1)‎ B ‎②‎ ‎(2)‎ D ‎②‎ ‎(3)‎ A ‎②‎ ‎(4)‎ ‎①‎ ‎[解析] (1)利用SiO2与NaOH溶液反应生成可溶性的Na2SiO3，而CaCO3与NaOH溶液不反应。‎ ‎(2)利用NaHCO3溶于水而SiO2不溶，加水后过滤可除去SiO2中的NaHCO3。‎ ‎(3)Fe2O3能溶于盐酸而SiO2不溶，用盐酸溶解后过滤可得SiO2。‎ ‎(4)H2SiO3受热易分解为SiO2。‎ 题组训练 题组一 ‎1．C　[解析] SiO2和CO2中都只含有共价键，均为共价化合物，A项正确；干冰升华吸热，可用于人工降雨，B项正确；SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误；SiO2与强碱溶液反应生成硅酸盐，CO2与强碱溶液反应生成碳酸盐或碳酸氢盐，D项正确。‎ ‎2．B　[解析] A项，SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应；C项，应通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶；D项，Na2CO3也与CO2反应。‎ 题组二 ‎1．B　[解析] 由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，因而会析出NaHCO3晶体，A项正确；B项，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色；D项，首先CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，继续通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，则：2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊。‎ ‎2．C　[解析] 二氧化碳气体通入含有氢氧化钾、氢氧化钡、KAlO2的混合溶液中，CO2先与Ba(OH)2反应，离子方程式为Ba2＋＋CO2＋2OH－===H2O＋BaCO3↓，当 Ba(OH)2 消耗完毕后再与KOH反应，离子方程式为2OH－＋CO2===CO＋H2O；最后与KAlO2反应，离子方程式为2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO。继续通入CO2与溶液中的碳酸根离子反应转化为碳酸氢根离子，最后CO2再与碳酸钡反应生成碳酸氢钡，最终只能剩余氢氧化铝沉淀。则根据以上分析可知，O～A段发生反应为Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O，A项正确；A～B段发生反应2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O，B项正确；C～D段发生反应CO＋CO2＋H2O===2HCO，与A～B段反应不相同，C项错误；D～E段发生反应BaCO3＋CO2＋H ‎2O===Ba(HCO3)2，导致沉淀减少，D项正确。‎ 考点三 知识梳理 ‎1．难　弱　不能 ‎(1)H2SiO3SiO2＋H2O ‎ ‎(2)H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O ‎(3)干燥剂 ‎2．K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O ‎(3)①水玻璃　②Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓‎ Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓‎ ‎3．(1)纯碱　石灰石 ‎(2)①Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑‎ 对点自测 ‎1．(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×‎ ‎[解析] (4)H＋与SiO会结合生成硅酸沉淀而不能大量共存。(6)硅橡胶属于有机物。‎ ‎2．(1)Al2O3　(2)CaCO3　(3)Na2SiO3、CaSiO3、SiO2　(4)SiO2‎ 题组训练 题组一 ‎1．(1)(2)‎ ‎[解析] 玻璃的主要成分是SiO2，HF能与SiO2反应，因此氢氟酸可以刻蚀玻璃，(1)正确；硅胶能吸水，硅胶可作干燥剂，(2)正确；Na2SiO3为可溶性盐，在离子方程式中不能写成化学式，(3)错误；玻璃中的成分SiO2能与NaOH反应2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O ‎，生成的Na2SiO3具有黏合性，会将瓶口和瓶塞粘在一起，无法打开，(4)错误；向Na2SiO3溶液中通入过量的SO2则应生成HSO，(5)错误；氢氟酸能与二氧化硅反应，玻璃容器不能盛装氢氟酸，(6)错误。‎ ‎2．D　[解析] 硅酸钠溶液呈碱性，故Na2SiO3溶液不能保存在磨口玻璃塞试剂瓶中，A项错误；B项中反应②是在高温下进行的反应，CO2为气体，促使反应能够进行，B项错误；石英玻璃不属于硅酸盐材料，C项错误。‎ 题组二 ‎1．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不正确；根据氧原子守恒可知应该是Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，B不正确；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，选项C正确。‎ ‎2．B　[解析] CaMgSi2O6、KAlSi3O8是物质的化学式，只表示矿物的组成元素及其原子个数比，A项正确；铁单质的活动性是固定不变的，与所在的地点、位置无关，B项错误；复盐是含有一种酸根离子、多种金属阳离子的盐，从辉石的组成来看，含有硅酸根离子、镁离子、钙离子，所以它可被看作由CaSiO3和MgSiO3两种盐组成，C项正确；按照物质的组成形式，斜长石的氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2，D项正确。‎ 题组三 ‎1．A　[解析] A项，NH3·H2O与NaAlO2不反应；B项，氢氧化钠和亚硫酸铵反应生成氨气和亚硫酸钠，与硫酸反应生成硫酸钠和水，亚硫酸铵与硫酸反应生成硫酸铵、二氧化硫和水；C项，二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，氢氧化钠和氢氟酸反应生成氟化钠和水；D项，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，氢氧化钙与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。‎ ‎2．D　[解析] CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，CaSiO3的熔点低于SiO2的熔点，A项正确；光导纤维的成分是二氧化硅，半导体、芯片的成分是单质硅，纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料，B项正确；碳酸钙溶于盐酸生成氯化钙和水以及二氧化碳，二氧化硅和盐酸不反应，可以用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙，C项正确；由SiO2到Si(单晶硅)一系列反应都是氧化还原反应，D项错误。‎ ‎【考例考法直击】‎ ‎1．A　[解析] 煤炭燃烧会放出CO2，导致大气中CO2的含量增加，A项正确。‎ ‎2．C　[解析] 碳的同素异形体除金刚石和石墨外，还存在C60等同素异形体，A项错误；Mg的电子层数比Mg2＋多，所以半径r(Mg)>r(Mg2＋)，B项错误；反应方程式为 2Mg＋CO2 2MgO＋C，还原剂为Mg，还原产物为C，根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性知，Mg的还原性强于C，C项正确；燃烧过程中化学能除了转化为热能外还转化为光能等其他能量， D项错误。‎ ‎3．A　[解析] 活性炭除味是利用其具有强吸附性，属于物理变化，A项正确；热碱水除油污是由于油脂在碱性条件下能发生彻底的水解反应，属于化学变化，B项错误；高锰酸钾可吸收氧化催熟水果的乙烯，泡过高锰酸钾溶液的硅藻土可保存水果，属于化学变化，C项错误；硅胶具有吸水性，可防止食品受潮，属于物理变化，铁粉具有还原性，可防止食品氧化，属于化学变化，D项错误。‎ ‎4．(1)六　ⅣA　弱 ‎(2)PbO2＋4HCl(浓)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O ‎(3)PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－‎ Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2↓＋4H＋‎ 石墨上包上铜镀层　Pb2＋＋2e－===Pb↓　不能有效利用Pb2＋‎ ‎[解析] (1)由碳位于第二周期ⅣA族结合信息推出铅的位置；又由同主族元素性质的递变规律判断酸性；(2)PbO2与浓盐酸反应得到黄绿色的氯气，联想实验室制氯气写出化学方程式。(3)依题给信息知，反应物PbO与次氯酸钠反应，生成PbO2，由于Pb化合价升高，故另一生成物为Cl化合价降低得到的Cl－；阳极发生氧化反应，即Pb2＋失去电子被氧化生成PbO2，同时考虑盐溶液水解得到的强酸性环境；阴极发生还原反应，即氧化性强的Cu2＋得到电子生成铜；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的则是Pb2＋得电子变为Pb，这样就不能有效利用Pb2＋。‎ ‎5.　SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)　ΔH＝＋0.025a kJ·mol－1‎ ‎[解析] SiCl4属于共价化合物，其电子式为；由SiCl4制纯硅的化学方程式为SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，生成1.12 kg即40 mol纯硅吸收a kJ热量，则生成1 mol纯硅需吸收0.025a kJ热量。‎ ‎【教师备用习题】‎ ‎1. 【2016·广东广州模拟】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Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂 D．硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应 ‎[解析] A　粗硅提纯涉及的反应Si＋2Cl2SiCl4、SiCl4＋2H2Si＋4HCl都是氧化还原反应，B项错误；硅与氢氧化钠溶液的反应中NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的是水，C项错误；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D 项错误。‎ ‎2．【2016·福建漳州模拟】C、Si、S都是自然界中含量丰富的非金属元素，下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．三种元素在自然界中既有游离态又有化合态 B．三种元素的二氧化物都属于酸性氧化物，都能与碱反应而不能与任何酸反应 C．三种元素的最低价的气态氢化物都具有还原性，易与O2发生反应 D．三种元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱：H2SO4>H2SiO3>H2CO3‎ ‎[解析] C　A项，硅元素性质活泼，具有亲氧性，在自然界中无游离态，错误；B项，SiO2能与HF反应，错误；C项，C、Si、S三种元素气态氢化物分别为CH4、SiH4、H2S，都具有还原性，易与O2发生反应，正确；D项，非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强：H2SO4>H2CO3>H2SiO3，错误。‎ ‎3．【2016·河北邯郸模拟】下列不能说明碳元素的非金属性比硅元素强的是(　　)‎ A．甲烷比甲硅烷稳定 B．硅酸钠溶液的碱性比碳酸钠溶液的碱性强 C．碳酸与硅酸钠溶液反应生成硅酸 D．高温下SiO2和Na2CO3反应 ‎[解析] D　A项，甲烷比甲硅烷稳定，说明与氢原子结合的能力碳比硅强，碳的非金属性比硅强；B项，说明硅酸的酸性比碳酸的酸性弱，硅的非金属性比碳弱；C项，说明碳酸的酸性比硅酸强，碳的非金属性比硅强；D项，SiO2和Na2CO3在高温下反应生成CO2并不能说明碳的非金属性比硅强。‎ ‎4. 【2016·鄂豫晋冀陕五省第二次联考】某实验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。‎ 图4101‎ 已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋2HCl＋Pd(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。‎ ‎(1)实验时要通入足够长时间的N2，其原因是_____________________________________。‎ ‎(2)装置B的作用是__________________________________________________。‎ ‎(3)装置C、D中所盛试剂分别为________、________，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为____________________。‎ ‎(4)该装置的缺点是__________________________________________________。‎ ‎(5)资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取 18 g SiO2和 8.4 g 焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体 13.44 L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为________。‎ ‎(6)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：_____________________________________。‎ ‎[答案] (1)要用氮气将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳对实验产生干扰 ‎(2)作安全瓶，防止倒吸 ‎(3)澄清石灰水　PdCl2溶液 ‎3SiO2＋4C2CO2↑＋2CO↑＋3Si ‎(4)没有尾气处理装置 ‎(5)2∶1‎ ‎(6)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸 ‎[解析] (2)根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸。‎ ‎(3)根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C装置用来检验二氧化碳，D装置用来检验一氧化碳，所以装置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知化学方程式为3SiO2＋4C2CO2↑＋2CO↑＋3Si。‎ ‎(4)一氧化碳有毒，不能排放到空气中，而该装置没有尾气处理装置。‎ ‎(5)取 18 g SiO2，物质的量＝＝0.3 mol，8.4 g 焦炭，物质的量＝＝0.7 mol，充分反应后收集到标准状况下的气体 13.44 L，物质的量＝＝0.6 mol，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，‎ SiO2　＋　2C　　2CO↑　＋　Si ‎0．3 mol 0.6 mol 0.6 mol 0.3 mol Si　＋　　C　　　SiC ‎0．1 mol 0.1 mol 0.1 mol 得到Si和SiC的物质的量之比为 0.2 mol∶0.1 mol＝2∶1。‎