(通用版)高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)第11講 碳、硅及無機(jī)非金屬材料（精講）（解析版）

第四章非金屬及其化合物第11講碳、硅及無機(jī)非金屬材料（精講）【考情分析】本講內(nèi)容在高考中碳、硅及其化合物的知識(shí)單獨(dú)考查的題目較少。常與晶體結(jié)構(gòu)、元素周期律、化學(xué)方程式及化工流程相結(jié)合，重在考查考生創(chuàng)新思維以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。題型以選擇題、推斷題為主，難度適中?！竞诵乃仞B(yǎng)分析】1.變化觀念與平衡思想：根據(jù)碳、硅的結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)在一定條件下碳、硅及其化合物可能發(fā)生的化學(xué)變化。2.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：關(guān)注與碳、硅有關(guān)的熱點(diǎn)問題（如光導(dǎo)纖維、硅電池、半導(dǎo)體材料），形成可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)；知道碳、硅及其化合物對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【知識(shí)梳理】智能點(diǎn)一碳及其重要化合物1．碳單質(zhì)(1)常見碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)常見的碳單質(zhì)有金剛石、石墨、無定形碳、足球烯、碳納米管等，它們互為同素異形體。(2)化學(xué)性質(zhì)a．與O2的反應(yīng)(用化學(xué)方程式表示)：①O2不足：2C＋O2eq\o(=,\s\up11(點(diǎn)燃),\s\do4())2CO；②O2充足：C＋O2eq\o(=,\s\up11(點(diǎn)燃),\s\do4())CO2。b．與氧化物反應(yīng)(用化學(xué)方程式表示)：①與CuO反應(yīng)：2CuO＋C2Cu＋CO2↑；②與Fe2O3反應(yīng)：Fe2O3＋3C2Fe＋3CO↑；③與CO2反應(yīng)：CO2＋C2CO；④與水蒸氣反應(yīng)：C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤氣)；⑤與SiO2反應(yīng)：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制粗硅)；SiO2＋3CSiC＋2CO↑(制金剛砂)c．與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)①與濃硫酸反應(yīng)：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。②與濃硝酸反應(yīng)：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(3)碳單質(zhì)的用途：①金剛石結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬，作玻璃刻刀、機(jī)器鉆頭、裝飾品等；②石墨的細(xì)鱗片狀結(jié)構(gòu)質(zhì)軟、導(dǎo)電性、滑膩性、耐高溫鉛筆芯、電極、潤(rùn)滑劑、坩堝；③木炭和活性炭的疏松多孔的結(jié)構(gòu)吸附性吸附食品色素、除臭、防毒面具、冰箱除味劑等；④作燃料，用于家庭取暖、做飯等；⑤作還原劑：冶煉金屬，如冶煉金屬銅、鐵等。2．CO和CO2(1)物理性質(zhì)色態(tài)味密度(比空氣)水溶性毒性CO無色、無味、氣體小難溶有CO2大能溶無(2)化學(xué)性質(zhì)①CO具有較強(qiáng)的還原性，可以與O2、金屬氧化物等發(fā)生反應(yīng)。如與Fe2O3反應(yīng)：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2。②CO2是典型的酸性氧化物，也具有氧化性。a.酸性氧化物①與水反應(yīng)：CO2＋H2OH2CO3②與堿反應(yīng)：CO2少量：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O；CO2足量：CO2＋NaOH=NaHCO3③與堿性氧化物反應(yīng)：CO2＋CaO=CaCO3④與Ca(ClO)2鹽溶液反應(yīng)：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO（CO2少量）；Ca(ClO)2＋2CO2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2HClO（CO2過量）；b.氧化性①與C反應(yīng)：CO2＋C2CO；②與Mg反應(yīng)：2Mg＋CO22MgO＋C【特別提醒】溶液中通入CO2氣體產(chǎn)生沉淀的問題：向BaCl2或CaCl2溶液中通入CO2氣體，由于鹽酸的酸性比碳酸的強(qiáng)，不會(huì)產(chǎn)生BaCO3或CaCO3沉淀。3．碳酸和碳酸鹽(1)碳酸二元弱酸、不穩(wěn)定，常用CO2＋H2O代替H2CO3，但酸性比苯酚、次氯酸強(qiáng)。(2)碳酸的正鹽和酸式鹽的比較正鹽(COeq\o\al(2－,3))酸式鹽(HCOeq\o\al(－,3))溶解性只有鉀、鈉、銨鹽可溶一般都可溶熱穩(wěn)定性正鹽＞酸式鹽溶液pH同濃度：正鹽＞酸式鹽相互轉(zhuǎn)化COeq\o\al(2－,3)HCOeq\o\al(－,3)4、碳元素在自然界中的循環(huán)①CO2的主要來源：大量含碳燃料的燃燒。②自然界消耗CO2的主要反應(yīng)：a．溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；b．光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為O2；c．巖石的風(fēng)化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。智能點(diǎn)二硅及其化合物1．硅(1)硅的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)(2)化學(xué)性質(zhì)a．常溫①與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑；②與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑；③與F2反應(yīng)的化學(xué)方程式:Si＋2F2=SiF4b．高溫①與O2反應(yīng)：Si＋O2SiO2。②與Cl2反應(yīng)：Si＋Cl2SiCl4(3)硅的工業(yè)制法①原料：石英砂和焦炭②制備：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up11(高溫),\s\do4())Si(粗)＋2CO↑③提純：Si(粗)＋2Cl2SiCl4；SiCl4＋2H2Si(純)＋4HCl【特別提醒】①用焦炭還原SiO2，產(chǎn)物是CO而不是CO2。②粗硅中含碳等雜質(zhì)，與Cl2反應(yīng)生成的SiCl4中含有CCl4等雜質(zhì)，經(jīng)過分餾提純SiCl4后，再用H2還原，得到高純度硅。(4)用途：半導(dǎo)體材料、太陽能電池、計(jì)算機(jī)芯片和耐酸設(shè)備等。2．二氧化硅(1)存在：硅石、石英、水晶、瑪瑙、沙子等(2)二氧化硅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在SiO2晶體中，每個(gè)Si周圍結(jié)合4個(gè)O，Si在中心，O在4個(gè)頂角；許多這樣的四面體又通過頂角的O相連接，每個(gè)O為兩個(gè)四面體所共有，即每個(gè)O與2個(gè)Si相結(jié)合。實(shí)際上，SiO2晶體是由Si和O按1∶2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。由結(jié)構(gòu)可知，二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。(3)物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水(4)化學(xué)性質(zhì)：a.酸性氧化物①與堿反應(yīng):SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；②與CaO堿性氧化物反應(yīng)：SiO2＋CaOCaSiO3③與鹽反應(yīng)：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑（工業(yè)制玻璃）b.氧化性：①與碳反應(yīng)：SiO2+2CSi+2CO↑(制粗硅)；SiO2＋3CSiC＋2CO↑(制金剛砂)；②與Mg反應(yīng)：4Mg＋SiO22Mg2Si＋2MgO；Mg2Si＋2H2O=SiH4↑＋2Mg(OH)2(制硅化氫)；c.特性：與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(5)用途①水晶可用于電子工業(yè)的部件、光學(xué)儀器、工藝品②SiO2是制光導(dǎo)纖維的重要原料③較純的石英用于制造石英玻璃④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料【特別提醒】（1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故實(shí)驗(yàn)室盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。（2）未進(jìn)行磨砂處理的玻璃，在常溫下是不易被強(qiáng)堿腐蝕的。（3）因?yàn)闅浞岣g玻璃，與玻璃中的SiO2反應(yīng)，所以氫氟酸不能用玻璃瓶保存，而應(yīng)保存在塑料瓶或鉛皿中。（4）SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不與水反應(yīng)，不能用SiO2直接與水作用制備H2SiO3。3．硅酸（1）物理性質(zhì)：硅酸是一種白色膠狀物質(zhì)，不溶于水，能形成膠體。新制備的硅酸為透明、膠凍狀，硅酸經(jīng)干燥脫水形成硅酸干凝膠——“硅膠”。（2）化學(xué)性質(zhì)：a.弱酸性：硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性還弱，在與堿反應(yīng)時(shí)只能與強(qiáng)堿反應(yīng)。如：H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O。b.不穩(wěn)定性：硅酸的熱穩(wěn)定性很差，受熱分解為SiO2和H2O：H2SiO3eq\o(=====,\s\up7(△))SiO2＋H2O。（3）制備：由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得的。Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl，Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3（證明酸性：H2CO3＞H2SiO3）。（4）用途：硅膠可作催化劑的載體和袋裝食品、瓶裝藥品的干燥劑。4．硅酸鹽(1)硅酸鈉①物理性質(zhì)：白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。②化學(xué)性質(zhì)——與酸性較硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng)：a．與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。b．與CO2水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。③用途：黏合劑(礦物膠)、防腐劑和耐火阻燃材料?！咎貏e提醒】①Na2SiO3的水溶液是一種黏合劑，是制備硅膠和木材防火劑等的原料；Na2SiO3易與空氣中的CO2、H2O反應(yīng)，要密封保存。②可溶性碳酸鹽、硅酸鹽的水溶液呈堿性，保存該溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，應(yīng)用橡膠塞。(2)硅酸鹽的氧化物表示法：氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物間以“·”隔開。如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2O·SiO2，長(zhǎng)石(KAlSi3O8)可表示為K2O·Al2O3·6SiO2。【特別提醒】（1）氧化物之間以“·”隔開；（2）計(jì)量數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)。硅酸鹽改寫為氧化物形式時(shí)，各元素的化合價(jià)保持不變，且滿足化合價(jià)代數(shù)和為零，各元素原子個(gè)數(shù)比符合原來的組成。當(dāng)系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)一般應(yīng)化為整數(shù)。如上例中KAlSi3O8，將eq\f(1,2)K2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2，要寫成K2O·Al2O3·6SiO2。智能點(diǎn)三無機(jī)非金屬材料1.傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。水泥玻璃陶瓷主要原料黏土、石灰石、石膏石灰石、石英砂、純堿黏土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯變化復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過程主要反應(yīng)：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up14(高溫),\s\do14())Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up14(高溫),\s\do14())CaSiO3＋CO2↑復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過程組成硅酸三鈣(3CaO·SiO2)硅酸二鈣(2CaO·SiO2)鋁酸三鈣3CaO·Al2O3)硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅硅酸鹽用途重要的建筑材料制化學(xué)實(shí)驗(yàn)用的玻璃儀器、窗玻璃等在工農(nóng)業(yè)、科技、生活、實(shí)驗(yàn)室中使用廣泛2.新型無機(jī)非金屬材料，如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。材料類別主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷能承受高溫，強(qiáng)度高氮化硅陶瓷汽輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等半導(dǎo)體陶瓷具有電學(xué)特性二氧化錫陶瓷集成電路中的半導(dǎo)體光學(xué)材料具有光學(xué)特性光導(dǎo)纖維光纜通訊、醫(yī)療、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化鋁陶瓷人造骨骼、人造關(guān)節(jié)、接骨螺釘智能點(diǎn)四碳、硅及其化合物性質(zhì)“反?！毙〗Y(jié)(1)一般情況下，非金屬元素單質(zhì)熔、沸點(diǎn)低，硬度小，但晶體硅、金剛石熔、沸點(diǎn)高，硬度大，其中金剛石為自然界中硬度最大的物質(zhì)。(2)一般情況下，非金屬單質(zhì)為絕緣體，但硅為半導(dǎo)體，石墨為電的良導(dǎo)體。(3)Si的還原性強(qiáng)于C，但C在高溫下能還原出Si：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(高溫))Si＋2CO↑。(4)非金屬單質(zhì)與堿反應(yīng)一般既作氧化劑又作還原劑，且無氫氣放出，但硅與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)只作還原劑，且放出氫氣：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。(5)非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng)，但硅能跟氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。(6)一般情況下，堿性氧化物＋酸→鹽＋水，二氧化硅是酸性氧化物，卻能與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(SiF4不屬于鹽，故SiO2不是兩性氧化物)。(7)一般情況下，無機(jī)酸能溶于水，但硅酸卻難溶于水。(8)一般情況下，較強(qiáng)酸＋較弱酸的鹽→較弱酸＋較強(qiáng)酸的鹽(溶液中的反應(yīng))。因碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸，所以水玻璃在空氣中易變質(zhì)：Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3(膠體)。但在高溫下，可發(fā)生反應(yīng)Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up15(高溫))Na2SiO3＋CO2↑(CO2離開反應(yīng)體系促進(jìn)反應(yīng)的正向進(jìn)行)。(9)一般情況下，金屬(Na、K)能置換出水中的氫，但C在高溫下也能置換出H2O中的氫：C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高溫))H2＋CO。(10)一般情況下，酸性氧化物與水反應(yīng)生成相應(yīng)的含氧酸，但二氧化硅不溶于水，也不與水反應(yīng)。智能點(diǎn)五CO2與堿、鹽溶液的反應(yīng)規(guī)律1、與堿溶液的反應(yīng)(1)反應(yīng)原理NaOHeq\o(→,\s\up15(少量CO2))Na2CO3eq\o(→,\s\up15(CO2))NaHCO3(2)反應(yīng)后溶質(zhì)成分的判斷x＝eq\f(nNaOH,nCO2)溶質(zhì)成分x≤1∶1NaHCO31∶1<x<2∶1Na2CO3、NaHCO3x＝2∶1Na2CO3x>2∶1NaOH、Na2CO3也可用數(shù)軸來表示：①CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3②CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H4SiO4↓＋Na2CO3或CO2＋Na2SiO3＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3當(dāng)CO2過量時(shí)，發(fā)生反應(yīng)如下：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3③CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO2、與鹽溶液的反應(yīng)(1)CO2與鹽溶液的常見反應(yīng)碳酸是一種弱酸，其酸性比鹽酸、醋酸要弱，因此，鹽酸、醋酸能與碳酸鹽反應(yīng)；其酸性又比硅酸、次氯酸、苯酚、偏鋁酸等強(qiáng)，因此，將CO2氣體通入Na2SiO3、NaClO、、NaAlO2等鹽溶液中，均能發(fā)生反應(yīng)而生成相應(yīng)的弱酸和碳酸(氫)鹽，這就是“強(qiáng)酸制弱酸”原理的應(yīng)用。如：①CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3②CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H4SiO4↓＋Na2CO3或CO2＋Na2SiO3＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3當(dāng)CO2過量時(shí)，發(fā)生反應(yīng)如下：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3③CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO當(dāng)CO2過量時(shí)，發(fā)生反應(yīng)如下：2CO2＋Ca(ClO)2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2HClO④CO2＋＋H2O→＋NaHCO3⑤CO2＋NaAlO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3(CO2過量時(shí))CO2＋2NaAlO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋Na2CO3(CO2少量時(shí))(2)注意事項(xiàng)①“強(qiáng)酸制弱酸”是一個(gè)重要的化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，但不可認(rèn)為弱酸就不能“制取”強(qiáng)酸。在某些條件下，當(dāng)弱酸的酸根陰離子被沉淀或被氧化后，H＋就被“釋放”出來，從而生成了強(qiáng)酸。如將H2S通入CuSO4溶液中或向氫硫酸中滴加氯水，均由氫硫酸這種弱酸生成了強(qiáng)酸：H2S＋CuSO4=CuS↓＋H2SO4(S2－與Cu2＋結(jié)合成難溶的CuS)，H2S＋Cl2=S↓＋2HCl(S2－被氧化)。②CO2與溶液反應(yīng)的產(chǎn)物與CO2的用量無關(guān)，都生成NaHCO3，因?yàn)樗嵝訦2CO3>>HCOeq\o\al(－,3)。③CO2與NaClO溶液反應(yīng)的產(chǎn)物與CO2的量無關(guān)，也只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3，因?yàn)樗嵝訦2CO3>HClO>HCOeq\o\al(－,3)。④CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均不反應(yīng)，無沉淀產(chǎn)生?！镜淅饰觥扛哳l考點(diǎn)1考查碳及及其化合物性質(zhì)和應(yīng)用例1、下列有關(guān)碳及其化合物的說法正確的是（）A．CO2是導(dǎo)致酸雨的主要?dú)怏wB．CO和CO2組成元素相同，所以他們的化學(xué)性質(zhì)相同C．金剛石、石墨是碳的單質(zhì)，而C60是碳的化合物D．在高溫條件下，碳能使CO2轉(zhuǎn)變成CO【解析】A．正常雨水的pH=5.6，就是溶有CO2的緣故，故CO2不是導(dǎo)致酸雨的主要?dú)怏w，SO2和氮的氧化物才是導(dǎo)致酸雨的主要?dú)怏w，A錯(cuò)誤；B．CO和CO2組成元素相同，但它們分子組成不同，故他們的化學(xué)性質(zhì)不相同，例如CO具有可燃性，CO2卻不支持燃燒等，B錯(cuò)誤；C．單質(zhì)是指只含有一種元素的純凈物，故金剛石、石墨是碳的單質(zhì)，C60也是碳的單質(zhì)，C錯(cuò)誤；D．在高溫條件下，碳能使CO2轉(zhuǎn)變成CO，CO2+C2CO，D正確；故答案為：D?！敬鸢浮緿【變式訓(xùn)練1】（碳循環(huán)）（2021·福建高三三模）海洋碳循環(huán)是全球碳循環(huán)的重要組成部分，是影響全球氣候變化的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)。下圖為海洋中碳循環(huán)的簡(jiǎn)單原理圖。下列說法錯(cuò)誤的是A．海洋碳循環(huán)過程中能將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．鈣化釋放CO2的離子方程式：2HCOSKIPIF1<0+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2OC．影響海洋碳循環(huán)的因素主要有海水的酸堿性、水溫、藻類生物的分布等D．光合作用，每生成0.1mol(CH2O)x轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA(NA表示阿伏伽德羅常數(shù))【解析】如圖CO2在弱堿性條件下轉(zhuǎn)化成Na2CO3、NaHCO3，遇氯化鈣發(fā)生2HCOSKIPIF1<0+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O，生成CaCO3沉淀鈣化同時(shí)釋放CO2，再經(jīng)光合作用，形成有機(jī)物參與海洋碳循環(huán)。A．CO2經(jīng)光合作用形成有機(jī)物參與海洋碳循環(huán)，過程中能將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A正確；B．鈣化生成CaCO3沉淀同時(shí)，釋放CO2的離子方程式：2HCOSKIPIF1<0+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O，故B正確；C．溫度高或酸性條件下，二氧化碳在水中溶解度小，影響海洋碳循環(huán)的因素主要有海水的酸堿性、水溫、藻類生物的分布等，故C正確；D．光合作用，碳由+4價(jià)降為0價(jià)，每生成0.1mol(CH2O)x轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.4xNA(NA表示阿伏伽德羅常數(shù))，故D錯(cuò)誤；故選D?！敬鸢浮緿【變式訓(xùn)練2】(碳的氧化物的性質(zhì)及應(yīng)用)(2020·湘贛皖十五校第一次聯(lián)考模擬題)通過資源化利用的方式將CO2轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品(如圖所示)，是一種較為理想的減排方式，下列說法中正確的是()A．CO2經(jīng)催化分解為C、CO、O2的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．除去Na2CO3固體中少量NaHCO3可用熱分解的方法C．過氧化尿素和SO2都能使品紅溶液褪色，其原理相同D．由CO2和H2合成甲醇，原子利用率達(dá)100%【解析】該反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；碳酸氫鈉受熱易分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，因此除去Na2CO3固體中少量NaHCO3可用熱分解的方法，B正確；過氧化尿素使品紅溶液褪色是利用它的強(qiáng)氧化性，而二氧化硫使品紅溶液褪色是利用它與品紅化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，原理不相同，C錯(cuò)誤；由碳氧原子個(gè)數(shù)比可知，二氧化碳與氫氣合成甲醇的原子利用率不是100%，D錯(cuò)誤。【答案】B高頻考點(diǎn)2考查硅及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用例2.下列表述正確的是()①人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級(jí)耐火材料，主要成分是二氧化硅②化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽,③提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料,④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護(hù)眼睛,⑤太陽能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能A.①②③B.②④C.③④⑤D.③⑤【解析】本題主要考查學(xué)生對(duì)身邊常見的化學(xué)制品的了解情況。側(cè)重考查學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解釋和解決身邊化學(xué)問題的能力。人造剛玉主要成分為Al2O3，①錯(cuò)；瑪瑙的主要成分是SiO2；③水泥主要成分是硅酸鹽，正確；④變色眼鏡鏡片應(yīng)是在普通硼酸鹽玻璃中加入光敏物質(zhì)AgBr等，并加入極少光敏化劑如CuO等制成，故④錯(cuò)。綜上所述，本題答案選D?！敬鸢浮緿【拓展延伸】變色眼鏡的玻璃片中含有少量溴化銀和微量的氧化銅(作催化劑)，當(dāng)玻璃受到陽光照射時(shí)，發(fā)生2AgBr2Ag＋Br2反應(yīng)，而使玻璃由無色變成灰黑色，把玻璃放到暗處，又因發(fā)生2Ag＋Br22AgBr反應(yīng)，而使玻璃由灰黑色變成無色。在制造普通玻璃時(shí)常加入少量Cu2O可使玻璃顯紅色?！咀兪接?xùn)練1】（二氧化硅的性質(zhì)和用途）二氧化硅廣泛存在于自然界中，在日常生活、生產(chǎn)、科研及新型材料等方面有著重要的用途。a～e是對(duì)①～⑤反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用進(jìn)行的判斷，其中正確的是()①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2Ceq\o(=====,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O④Na2CO3＋SiO2eq\o(=====,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑⑤SiO2＋3Ceq\o(=====,\s\up17(高溫))SiC＋2CO↑a．反應(yīng)①中SiO2作為玻璃的成分被消耗，用于刻蝕玻璃b．反應(yīng)②中SiO2表現(xiàn)出氧化性c．反應(yīng)③中SiO2表現(xiàn)出酸性氧化物的通性d．反應(yīng)④符合用難揮發(fā)性的酸酐制取易揮發(fā)性的酸酐的道理e．反應(yīng)⑤中SiO2未參加氧化還原反應(yīng)A．a(chǎn)ce B．bdeC．cde D．a(chǎn)b【解析】通常用氫氟酸來刻蝕玻璃，與之對(duì)應(yīng)的是反應(yīng)③，反應(yīng)①中SiO2表現(xiàn)出酸性氧化物的通性，a、c判斷錯(cuò)誤；反應(yīng)②是一個(gè)置換反應(yīng)，其中二氧化硅被還原，表現(xiàn)出氧化性，b判斷正確；反應(yīng)④是一個(gè)復(fù)分解反應(yīng)，用難揮發(fā)的二氧化硅制取易揮發(fā)的二氧化碳，d判斷正確；反應(yīng)⑤中碳的化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)椋?和＋2價(jià)，硅的化合價(jià)和氧的化合價(jià)都沒有改變，因此二氧化硅沒有參加氧化還原反應(yīng)，e判斷正確?！敬鸢浮緽【變式訓(xùn)練2】(硅酸鹽的性質(zhì)和表示方法)(2020·湖南懷化市高三期末)青石棉是一種致癌物質(zhì)，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學(xué)品之一，其化學(xué)式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸處理時(shí)，還原產(chǎn)物只有NO，下列說法不正確的是()A．青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品B．青石棉中含有一定量的石英晶體C．青石棉的化學(xué)組成可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD．1mol青石棉能還原1molHNO3【解析】硅酸鹽指的是Si、O與其他化學(xué)元素結(jié)合而成的化合物的總稱，根據(jù)青石棉的化學(xué)式可知，青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品，故A說法正確；硅酸鹽中不含有SiO2，因此青石棉中不含石英晶體，故B說法錯(cuò)誤；按照硅酸鹽寫成氧化物形式，青石棉的化學(xué)式組成用氧化物的形式可表示為Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，故C說法正確；根據(jù)C選項(xiàng)分析，青石棉中含有＋2價(jià)的鐵，與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒可知，1mol青石棉能還原1molHNO3，故D說法正確?！敬鸢浮緽高頻考點(diǎn)3考查無機(jī)非金屬材料的分類和應(yīng)用例3.下列關(guān)于無機(jī)非金屬材料的說法中不正確的是()A．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料B．新型無機(jī)非金屬材料克服了傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的許多缺點(diǎn)C．高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)D．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽【解析】無機(jī)非金屬材料分為傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料是指我們常說的硅酸鹽材料，包括玻璃、水泥、磚瓦、陶瓷等；新型無機(jī)非金屬材料是指一些新型的具有特殊結(jié)構(gòu)和特殊功能的非硅酸鹽型材料。新型無機(jī)非金屬材料與傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料相比，具有許多優(yōu)良性能，如耐高溫、耐磨損、耐酸堿腐蝕、具有壓電效應(yīng)、具有生物功能等?！敬鸢浮緿【變式訓(xùn)練1】（傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料）陶瓷是火與土的結(jié)晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質(zhì)與化學(xué)有著密切的關(guān)系。下列說法錯(cuò)誤的是A．“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵B．聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成C．陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料，主要化學(xué)成分是硅酸鹽D．陶瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)【答案】A【解析】氧化鐵為棕紅色固體，瓷器的青色不可能來自氧化鐵，故A錯(cuò)誤；秦兵馬俑是陶制品，陶制品是由粘土或含有粘土的混合物經(jīng)混煉、成形、煅燒而制成的，故B正確；陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸鹽礦物，陶瓷的主要成分是硅酸鹽，與水泥、玻璃等同屬硅酸鹽產(chǎn)品，故C正確；陶瓷的主要成分是硅酸鹽，硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)不活潑，具有不與酸或堿反應(yīng)、抗氧化的特點(diǎn)，故D正確?！咀兪接?xùn)練2】（新型無機(jī)非金屬材料）平昌冬奧會(huì)“北京8分鐘”主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)用石墨烯制作了－20℃能發(fā)熱4h的智能服飾；用鋁合金管材和碳纖維制作了高2.35m、重量?jī)H為10kg的熊貓木偶，向世界展現(xiàn)了新時(shí)代的中國形象。下列說法中，不正確的是()A．石墨烯是能導(dǎo)熱的金屬材料B．鋁合金是密度較小的金屬材料C．碳纖維是耐低溫的無機(jī)非金屬材料D．新型材料種類多、用途廣【解析】石墨烯是無機(jī)非金屬材料，A錯(cuò)誤；鋁合金是密度較小的金屬材料，B正確；石墨烯可制作－20℃能發(fā)熱4h的服飾，能耐低溫，C正確；新型材料種類多、用途廣，D正確?！敬鸢浮緼高頻考點(diǎn)4考查CO2通入堿溶液中反應(yīng)產(chǎn)物的判斷及計(jì)算例4.(2020·