高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)過(guò)關(guān)練考點(diǎn)18碳、硅及其化合物(含解析)

考點(diǎn)18碳、硅及其化合物一、碳族元素原子結(jié)構(gòu)：相同點(diǎn)——最外層有4個(gè)電子；不同點(diǎn)——電子層數(shù)、原子半徑。1．相似點(diǎn)：（1）主要化合價(jià)：+2、+4、?4。 （2）氣態(tài)氫化物通式：RH4。（3）氧化物的常見(jiàn)形式：RO、RO2。 （4）最高價(jià)氧化物的水化物的通式：H2RO3或H4RO4。2．遞變規(guī)律：（1）原子半徑逐漸增大。 （2）單質(zhì)的密度逐漸增大。（3）單質(zhì)的熔沸點(diǎn)逐漸降低。 （4）元素非金屬性逐漸減弱。（5）元素金屬性逐漸增強(qiáng)。 （6）氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱。（7）最高價(jià)氧化物的水化物的酸性逐漸減弱，堿性逐漸增強(qiáng)。（8）C、Si、Ge、Sn的+4價(jià)化合物穩(wěn)定，而Pb的+2價(jià)化合物穩(wěn)定。二、碳、硅單質(zhì)的性質(zhì)、用途及制法1．碳、硅在自然界中的存在碳、硅均為第ⅣA族元素，非金屬性較強(qiáng)的是碳。碳在自然界中以游離態(tài)和化合態(tài)存在；硅元素在自然界中只以化合態(tài)存在，因其有親氧性。2．碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及用途（2）硅eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(與非金屬單質(zhì)反應(yīng)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2：Si＋O2\o(=,\s\up12(△))SiO2,F2：Si＋2F2\o(=,\s\up12(△))SiF4,Cl2：Si＋2Cl2\o(=,\s\up12(高溫))SiCl4)),與強(qiáng)堿反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑,與氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑))3．硅的工業(yè)制法（1）四氯化硅還原法①工藝流程石英砂粗硅SiCl4高純硅②反應(yīng)原理Si(粗)+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2Si(純)+4HCl（2）三氯甲硅烷還原法制備高純度硅(常用方法)①工藝流程②反應(yīng)原理SiO2+2CSi+2CO↑，Si+3HClSiHCl3+H2，SiHCl3+H2Si+3HCl。三、碳、硅的氧化物1．一氧化碳（1）物理性質(zhì)：無(wú)色無(wú)味的有毒氣體，難溶于水。（2）化學(xué)性質(zhì)：①可燃性：2CO+O22CO2②還原性：CO還原Fe2O3的反應(yīng)為：3CO+Fe2O32Fe+3CO22．二氧化碳和二氧化硅的比較物質(zhì)二氧化硅二氧化碳結(jié)構(gòu)四面體結(jié)構(gòu)，不存在單個(gè)分子直線形結(jié)構(gòu)，存在單個(gè)CO2分子晶體類型原子晶體分子晶體化學(xué)式SiO2分子式：CO2主要物理性質(zhì)硬度大、熔、沸點(diǎn)高，常溫下為固體，不溶于水熔、沸點(diǎn)低，常溫下為氣體，微溶于水化學(xué)性質(zhì)①與水反應(yīng)不反應(yīng)CO2+H2OH2CO3②與酸反應(yīng)只與HF反應(yīng)：SiO2+4HFSKIPIF1<0SiF4↑+2H2O不反應(yīng)③與堿（NaOH）反應(yīng)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞)CO2+2NaOHNa2CO3+H2O或CO2+NaOHNaHCO3④與鹽的反應(yīng)如與Na2CO3反應(yīng)：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑如與Ca(ClO)2反應(yīng)：Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO⑤與堿性氧化物反應(yīng)如與CaO反應(yīng)：SiO2+CaOCaSiO3如與Na2O反應(yīng)：CO2+Na2ONa2CO3用途光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件滅火、人工降雨、制飲料、制碳酸鹽注意：玻璃中含有SiO2，SiO2能夠與堿液緩慢反應(yīng)，帶玻璃塞的玻璃試劑瓶一般都是磨砂口的，接觸非常嚴(yán)密，接觸堿液時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)生成具有黏合性很強(qiáng)的Na2SiO3水溶液，從而使瓶塞與瓶頸黏在一起，不易分開(kāi)。四、碳、硅元素的酸及其鹽（一）碳酸及其鹽1．碳酸是一種二元弱酸，酸性：CH3COOH>H2CO3>。2．熱分解：碳酸>酸式鹽>正鹽（鹽中金屬陽(yáng)離子相同時(shí)）。3．鹽在水中的溶解性：鉀、鈉、銨鹽和酸式鹽均可溶于水，鉀、鈉、銨鹽和酸式鹽的溶解度小于其正鹽；Mg2+、Ca2+、Ba2+等高價(jià)陽(yáng)離子的酸式鹽溶解度大于其正鹽的溶解度（正鹽均難溶于水）。4．在可溶性碳酸鹽溶液中慢慢滴加H+，并不斷振蕩，反應(yīng)是分步進(jìn)行的，先生成SKIPIF1<0，再生成CO2；因此利用兩者滴加順序不同，出現(xiàn)現(xiàn)象不同，可將它們互相鑒別出來(lái)。但難溶于水的碳酸鹽與H+的反應(yīng)，因其反應(yīng)只是發(fā)生在固體表面，故不能分步進(jìn)行。（二）硅酸和硅酸鹽1．硅酸（1）物理性質(zhì)：硅酸難溶于水。（2）化學(xué)性質(zhì)①弱酸性：其酸性比碳酸弱，不能使紫色石蕊試液變紅。與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O②不穩(wěn)定性：受熱易分解，化學(xué)方程式為H2SiO3SiO2+H2O（3）制備：通過(guò)可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得，如Na2SiO3溶液與鹽酸反應(yīng)：Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl（4）用途：硅膠可用作干燥劑、催化劑的載體等。2．硅酸與碳酸的比較物質(zhì)硅酸碳酸化學(xué)式H2SiO3H2CO3酸酐SiO2CO2制法Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaClCO2+H2OH2CO3顏色與狀態(tài)白色、粉末狀無(wú)色液態(tài)，只存在于水溶液中水溶性不溶于水只存在于水溶液中酸性比較弱強(qiáng)3．硅酸鹽（1）概念：由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。（2）表示方法：硅酸鹽礦物的成分復(fù)雜，多用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示它們的組成，如硅酸Na2SiO3可表示為Na2O·SiO2，長(zhǎng)石KAlSi3O8可表示為：K2O·Al2O3·6SiO2。4．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。（2）化學(xué)性質(zhì)：①水解顯堿性。②與酸性較硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為：與鹽酸反應(yīng)：Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl與CO2的水溶液反應(yīng)：Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓（3）用途：黏合劑（礦物膠），防腐劑，耐火阻燃材料。五、無(wú)機(jī)非金屬材料1．物質(zhì)的分類SKIPIF1<02．傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料玻璃水泥陶瓷主要原料純堿、石灰石、石英石灰石、黏土黏土設(shè)備玻璃熔爐水泥回轉(zhuǎn)窯陶瓷窯生產(chǎn)過(guò)程中的主要變化SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑復(fù)雜的物理、化學(xué)變化復(fù)雜的物理、化學(xué)變化主要成分Na2SiO3，CaSiO3，SiO23CaO·SiO2、2CaO·SiO2、CaO·Al2O33．新型無(wú)機(jī)非金屬材料：（1）高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性、較強(qiáng)的抗化學(xué)浸蝕性和電絕緣性等。（2）生物陶瓷：對(duì)機(jī)體無(wú)排異反應(yīng)，不會(huì)引起代謝作用異常。（3）壓電陶瓷：具有壓電效應(yīng)?？枷蛞惶?、硅的性質(zhì)和用途典例1下列關(guān)于碳、硅的敘述正確的是A．碳、硅都是ⅣA族元素，它們?cè)谧匀唤缰卸家曰蠎B(tài)形式存在B．二氧化碳、二氧化硅的物理性質(zhì)相似C．二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽D．高純度的二氧化硅用于制造半導(dǎo)體材料【解析】自然界中含有單質(zhì)碳(如金剛石、石墨)，A錯(cuò)誤；二氧化碳、二氧化硅的物理性質(zhì)(如熔、沸點(diǎn))差別很大，B錯(cuò)誤；高純度的晶體硅用于制造半導(dǎo)體材料，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾1．化學(xué)家Seidel指出Si與NaOH溶液的反應(yīng)，首先是Si與OH－反應(yīng)生成SiOeq\o\al(4－,4)，然后SiOeq\o\al(4－,4)迅速水解生成H4SiO4。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．原硅酸鈉(Na4SiO4)能迅速水解，且水解后呈堿性，故Na4SiO4為弱電解質(zhì)B．石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均屬于硅酸鹽產(chǎn)品C．2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl說(shuō)明Cl的非金屬性強(qiáng)于SiD．半導(dǎo)體工業(yè)所說(shuō)的“從沙灘到用戶”是指將二氧化硅制成晶體硅考向二CO2、SiO2的性質(zhì)典例1下列關(guān)于SiO2和CO2的說(shuō)法中正確的是A．CO2、SiO2分別是碳酸和硅酸的酸酐B．SiO2既能與KOH反應(yīng)，又能與濃鹽酸反應(yīng)，而CO2不能C．CO2是酸性氧化物，SiO2是兩性氧化物D．CO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子構(gòu)成的【解析】CO2、SiO2都不能與濃鹽酸反應(yīng)，SiO2不是兩性氧化物，且不是由分子構(gòu)成的?！敬鸢浮緼2．二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)行判斷，其中正確的是①SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O②SiO2+2CSi+2CO↑③SiO2+4HFSiF4↑+2H2O④Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑⑤SiO2+3CSiC+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)了酸性氧化物的通性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．bde C．cde D．a(chǎn)b二氧化硅的特殊性（1）非金屬氧化物一般由分子構(gòu)成，而SiO2是由Si和O按個(gè)數(shù)比1∶2直接構(gòu)成。Si、SiC、Si3N4、BN等也是直接由原子構(gòu)成。（2）SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3。（3）酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。（4）不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光導(dǎo)纖維的是SiO2，用于制作半導(dǎo)體材料、計(jì)算機(jī)芯片的是晶體硅。（5）水晶、石英、瑪瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；鉆石是金剛石；紅、藍(lán)寶石的主要成分是Al2O3?？枷蛉鼵O2與鹽或堿溶液反應(yīng)的規(guī)律1、CO2與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)物的定量判斷方法與堿的反應(yīng)反應(yīng)原理CO2+2NaOH(足量)Na2CO3+H2OCO2+NaOH(少量)NaHCO3反應(yīng)后溶質(zhì)成分的判斷，x=n(NaOH)∶n(CO2)x≤1∶1NaHCO31∶1<x<2∶1Na2CO3、NaHCO3x=2∶1Na2CO3x>2∶1NaOH、Na2CO3也可用數(shù)軸表示：①CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3↓②CO2(少量)+2NaAlO2+3H2O2Al(OH)3↓+Na2CO3CO2(足量)+NaAlO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3③CO2(少量)+Ca(ClO)2+H2OCaCO3↓+2HClO④CO2(少量)+Na2SiO3+H2OH2SiO3↓+Na2CO3典例1濃度相同的NaOH溶液各100mL倒入A、B、C三個(gè)燒杯中，分別向三份溶液中通入不等量的CO2，充分反應(yīng)后，再向三份所得溶液中逐滴加入0.2mol·L－1的鹽酸，產(chǎn)生CO2的體積與所加鹽酸體積之間的關(guān)系如圖所示。下列判斷不正確的是A．原NaOH溶液的濃度為0.2mol·L－1B．B燒杯中通入的CO2體積為448mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C．通入CO2后，A燒杯中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3D．通入CO2后，C燒杯中溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝2∶1【解析】CO2通入NaOH溶液，可能發(fā)生反應(yīng)2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O或NaOH＋CO2=NaHCO3，由圖示可知，滴加鹽酸時(shí)均不直接產(chǎn)生CO2氣體，且最終完全反應(yīng)消耗的鹽酸均為100mL生成NaCl，由原子守恒得n(Na＋)＝n(Cl－)，即n(NaOH)＝n(HCl)，故c(NaOH)＝SKIPIF1<0＝SKIPIF1<0＝0.2mol·L－1，A正確；B燒杯中從開(kāi)始加入鹽酸到開(kāi)始產(chǎn)生氣體與從開(kāi)始產(chǎn)生氣體到氣體完全放出需鹽酸相同，即通入CO2后生成的溶液為Na2CO3溶液，據(jù)2NaOH～CO2可知n(CO2)＝SKIPIF1<0＝0.01mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(CO2)＝224mL，B錯(cuò)誤；A燒杯中未產(chǎn)生氣體消耗的鹽酸小于氣體完全生成消耗的鹽酸，故溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3，C正確；C燒杯中通入CO2未產(chǎn)生氣體消耗的鹽酸大于氣體完全放出消耗的鹽酸，故溶液溶質(zhì)為Na2CO3和NaOH，n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)＝(100－75)×10－3×0.2mol＝5×10－3mol，故n(NaOH)＝(50－0)×10－3×0.2mol＝1×10－2mol，即n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝2∶1，D正確?！敬鸢浮緽3．將過(guò)量的CO2分別通入：①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③Ca(OH)2溶液；④飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是A．①②③④ B．②④ C．③④ D．②③④考向四無(wú)機(jī)非金屬材料及硅酸鹽的表示方法典例1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(shuō)法不正確的是A．青石棉是一種硅酸鹽材料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青石棉能使稀硝酸中的1molHNO3被還原【解析】硅酸鹽指的是硅、氧與其他化學(xué)元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結(jié)合而成的化合物的總稱，故青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品；青石棉是一種純凈物，不可能含有一定量的石英晶體；1molNa2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O跟硝酸反應(yīng)時(shí)，失去3mol電子，故能使稀硝酸中的1molHNO3被還原。【答案】B4．中國(guó)的瓷器馳名世界，傳統(tǒng)陶瓷是以黏土[主要成分為Al2Si2O5(OH)4]等天然硅酸鹽為主要原料燒成的制品。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是A．黏土也是制備玻璃的原料之一B．黏土的主要成分可以表示為Al2O3·2SiO2·2H2OC．陶瓷材料是人類應(yīng)用最早的硅酸鹽材料D．傳統(tǒng)陶瓷材料的成分與新型陶瓷材料的成分不同1．宋代五大名窯分別為鈞窯、汝窯、官窯、定窯、哥窯。其中鈞窯以“入窯一色，出窯萬(wàn)彩”的神奇窯變著稱。下列關(guān)于陶瓷的說(shuō)法不正確的是A．窯變是高溫下釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致的顏色變化B．氧化鋁陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料C．高品質(zhì)的瓷器晶瑩剔透，屬于純凈物D．陶瓷屬于硅酸鹽材料，耐酸腐蝕，但是不能用來(lái)盛裝氫氟酸2．下列說(shuō)法正確的是A．向含K＋、Na＋、Br－、SiOeq\o\al(2－,3)的溶液中通入CO2后仍能大量共存B．合成纖維和光導(dǎo)纖維都是新型無(wú)機(jī)非金屬材料C．NaHCO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可通入少量CO2后過(guò)濾D．SiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可加入足量稀鹽酸，然后過(guò)濾除去3．將過(guò)量的CO2分別通入：①CaCl2溶液，②Na2SiO3溶液，③Ca(OH)2溶液，④飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是A．①②③④ B．②④ C．③④ D．②③④4．為測(cè)定某草酸晶體(H2C2O4·2H2O)樣品的純度，現(xiàn)稱取一定質(zhì)量的該樣品，配制成100mL溶液，取25.00mL該溶液于錐形瓶中，加適量稀硫酸，用0.100mol·L－1的KMnO4溶液滴定(雜質(zhì)不參與反應(yīng))。為省去計(jì)算過(guò)程，當(dāng)稱取的樣品的質(zhì)量為某數(shù)值時(shí)，滴定所用KMnO4溶液的毫升數(shù)恰好等于樣品中草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的100倍。則應(yīng)稱取樣品的質(zhì)量為A．2.25gB．3.15gC．9.00gD．12.6g5．用四種溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是選項(xiàng)操作及現(xiàn)象溶液A通入CO2，溶液變渾濁飽和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過(guò)量，渾濁消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過(guò)量，渾濁消失，再加入足量NaOH溶液，又變渾濁澄清石灰水6．SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．高爐煉鐵時(shí)，加入石灰石將鐵礦石中的脈石(主要成分為SiO2)轉(zhuǎn)化為易熔的爐渣B．純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料C．用鹽酸可除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D．圖中所含反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)7．向某碳酸鈉溶液中逐滴加1mol·L－1的鹽酸，測(cè)得溶液中Cl－、HCOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量隨加入鹽酸體積的關(guān)系如圖所示，其中n2∶n1＝3∶2，則下列說(shuō)法中正確的是A．Oa段反應(yīng)的離子方程式與ab段反應(yīng)的離子方程式相同B．該碳酸鈉溶液中含有1molNa2CO3C．b點(diǎn)的數(shù)值為0.6D．b點(diǎn)時(shí)生成CO2的物質(zhì)的量為0.3mol8．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖裝置對(duì)焦炭還原二氧化硅的氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。已知：PdCl2溶液可用于檢驗(yàn)CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+PdCl2+H2OCO2+2HCl+Pd↓(產(chǎn)生黑色金屬鈀粉末，使溶液變渾濁)。（1）實(shí)驗(yàn)前要通入足夠長(zhǎng)時(shí)間的N2，其原因是______________________。

（2）裝置B的作用是__________________________________________。

（3）裝置C、D中所盛試劑分別為_(kāi)_________、____________，若裝置C、D中溶液均變渾濁，且經(jīng)檢測(cè)兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________。

（4）該裝置的缺點(diǎn)是_________________________________________。（5）資料表明，上述反應(yīng)在焦炭過(guò)量時(shí)會(huì)生成副產(chǎn)物SiC。取18gSiO2和8.4g焦炭充分反應(yīng)后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體13.44L，假定氣體產(chǎn)物只有CO，固體產(chǎn)物只有Si和SiC，則Si和SiC的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_____________。（6）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)：__。9．硅是帶來(lái)人類文明的重要元素之一，在傳統(tǒng)材料發(fā)展到信息材料的過(guò)程中創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。（1）新型陶瓷Si3N4的熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采用化學(xué)氣相沉積法，在H2的作用下，使SiCl4與N2反應(yīng)生成Si3N4沉積在石墨表面，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。（2）一種用工業(yè)硅(含少量鐵、銅的單質(zhì)及化合物)和氮?dú)?含少量氧氣)合成氮化硅的工藝主要流程如下：已知硅的熔點(diǎn)是1420℃，高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。①N2凈化時(shí)，銅屑的作用是_____________________；硅膠的作用是________________________。②在氮化爐中反應(yīng)為3Si(s)+2N2(g)Si3N4(s)ΔH=-727.5kJ·mol-1，開(kāi)始時(shí)須嚴(yán)格控制氮?dú)獾牧魉僖钥刂茰囟鹊脑蚴莀__________________。③X可能是________(選填“鹽酸”“硝酸”“硫酸”或“氫氟酸”)。

（3）工業(yè)上可以通過(guò)如圖所示的流程制取純硅：①整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。②假設(shè)每一輪次制備1mol純硅，且生產(chǎn)過(guò)程中硅元素沒(méi)有損失，反應(yīng)Ⅰ中HCl的利用率為90%，反應(yīng)Ⅱ中H2的利用率為93.75%。則在第二輪次的生產(chǎn)中，補(bǔ)充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比是______________。

1．[2019浙江4月選考]下列說(shuō)法不正確的是A．液氯可以儲(chǔ)存在鋼瓶中B．天然氣的主要成分是甲烷的水合物C．天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅D．硫元素在自然界的存在形式有硫單質(zhì)、硫化物和硫酸鹽等2．[2018江蘇]下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是A．NaHCO3受熱易分解，可用于制胃酸中和劑B．SiO2熔點(diǎn)高硬度大，可用于制光導(dǎo)纖維C．Al2O3是兩性氧化物，可用作耐高溫材料D．CaO能與水反應(yīng)，可用作食品干燥劑3．[2017江蘇]下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是A．Na2O2吸收CO2產(chǎn)生O2，可用作呼吸面具供氧劑B．ClO2具有還原性，可用于自來(lái)水的殺菌消毒C．SiO2硬度大，可用于制造光導(dǎo)纖維D．NH3易溶于水，可用作制冷劑4．[2016·江蘇]在給定的條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是A．SiO2SiCl4SiB．FeS2SO2H2SO4C．N2NH3NH4Cl(aq)D．MgCO3MgCl2(aq)Mg變式拓展變式拓展1．【答案】D【解析】原硅酸鈉(Na4SiO4)是強(qiáng)電解質(zhì)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；石英玻璃的主要成分是SiO2，不屬于硅酸鹽產(chǎn)品，B項(xiàng)錯(cuò)誤；HCl不是Cl的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物，無(wú)法通過(guò)鹽酸與硅酸鈉的反應(yīng)比較Cl、Si的非金屬性強(qiáng)弱，C項(xiàng)錯(cuò)誤。2．【答案】B【解析】通常用氫氟酸來(lái)刻蝕玻璃，與之對(duì)應(yīng)的反應(yīng)是③，a、c判斷錯(cuò)誤；反應(yīng)②是一個(gè)置換反應(yīng)，SiO2表現(xiàn)出氧化性，b正確；反應(yīng)④是一個(gè)復(fù)分解反應(yīng)，符合用難揮發(fā)的二氧化硅制取易揮發(fā)的二氧化碳，d正確；反應(yīng)⑤中硅的化合價(jià)和氧的化合價(jià)都沒(méi)有改變，e正確。3．【答案】B【解析】CO2溶于水：CO2+H2OH2CO3，H2CO3的酸性比鹽酸弱，而比硅酸強(qiáng)。根據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律，CO2通入CaCl2溶液中無(wú)明顯現(xiàn)象(一般弱酸不能制強(qiáng)酸)；過(guò)量的CO2通入Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至過(guò)量：Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O、CaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2，最終生成Ca(HCO3)2而無(wú)沉淀產(chǎn)生；過(guò)量的CO2通入飽和Na2CO3溶液中：Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3↓，生成的NaHCO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小，從而有晶體析出。4．【答案】A【解析】制備玻璃的主要原料是石英、石灰石與純堿，不包括黏土，A項(xiàng)錯(cuò)誤?？键c(diǎn)沖關(guān)考點(diǎn)沖關(guān)1．【答案】C【解析】不同的金屬氧化物顏色可能不同，在高溫下，釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致顏色變化，故A正確；新型無(wú)機(jī)非金屬材料主要有先進(jìn)陶瓷、非晶體材料、人工晶體、無(wú)機(jī)涂層、無(wú)機(jī)纖維等，氧化鋁陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，故B正確；瓷器主要是由黏土燒結(jié)而成，瓷器中含有多種硅酸鹽和二氧化硅，是混合物，故C錯(cuò)誤；HF能與二氧化硅反應(yīng)，陶瓷的成分是硅酸鹽和二氧化硅，所以陶瓷不能用來(lái)盛裝氫氟酸，故D正確。2．【答案】D【解析】A項(xiàng)，SiOeq\o\al(2－,3)與CO2、H2O反應(yīng)生成H2SiO3；B項(xiàng)，合成纖維為有機(jī)高分子材料；C項(xiàng)，通入少量CO2生成Na2CO3，引入新雜質(zhì)；D項(xiàng)，Al2O3溶于鹽酸，而SiO2不溶于鹽酸。3．【答案】B【解析】CO2溶于水：CO2＋H2OH2CO3，H2CO3的酸性比鹽酸弱，而比硅酸強(qiáng)。根據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律，CO2通入CaCl2溶液中無(wú)明顯現(xiàn)象；過(guò)量的CO2通入濃Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至過(guò)量，Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，最終生成Ca(HCO3)2而無(wú)沉淀；過(guò)量CO2通入飽和Na2CO3溶液中：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而結(jié)晶析出，故選B。4．【答案】D【解析】設(shè)樣品的質(zhì)量為x，草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w，滴定所用KMnO4溶液的毫升數(shù)為y。2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O25y×10－3×0.1eq\f(x×w,126)×eq\f(25,100)則5y×10－4＝2×eq\f(xw,126×4)，滴定所用KMnO4溶液的毫升數(shù)恰好等于樣品中草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的100倍，y＝100w，可知x＝12.6g，故選D。5．【答案】B【解析】A項(xiàng)，由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，向飽和Na2CO3溶液中通入CO2會(huì)析出NaHCO3晶體，正確；B項(xiàng)，CO2通入Na2SiO3溶液中產(chǎn)生H2SiO3沉淀，CO2過(guò)量后沉淀不消失，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，CO2與Ca(ClO)2溶液反應(yīng)生成CaCO3沉淀和HClO，溶液變渾濁后加入品紅溶液，被HClO氧化褪色，正確；D項(xiàng)，首先CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，繼續(xù)通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，又發(fā)生2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又變渾濁，正確。6．【答案】D【解析】CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑，CaSiO3的熔點(diǎn)低于SiO2的熔點(diǎn)，故A項(xiàng)正確；光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，硅可用于制作半導(dǎo)體、芯片，純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料，故B項(xiàng)正確；碳酸鈣溶于鹽酸生成氯化鈣和水以及二氧化碳，二氧化硅和鹽酸不反應(yīng)，可以用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣，故C項(xiàng)正確；化學(xué)反應(yīng)前后有元素化合價(jià)發(fā)生變化的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)，題圖中二氧化硅與碳反應(yīng)生成硅單質(zhì)和一氧化碳的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．【答案】C【解析】結(jié)合圖像知Oa段反應(yīng)為COeq\o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq\o\al(－,3)，a點(diǎn)后：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由加入aL鹽酸時(shí)生成HCOeq\o\al(－,3)為0.5mol，則n(HCl)＝0.5mol可知，n(Na2CO3)＝0.5mol，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由n2∶n1＝3∶2，可推知n2＝0.6mol，n1＝0.4mol，C項(xiàng)正確；b點(diǎn)產(chǎn)生n(CO2)＝0.1mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．【答案】（1）將裝置中的空氣排盡，避免空氣中的氧氣等對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾（2）作安全瓶，防止倒吸（3）澄清石灰水PdCl2溶液3SiO2+4C2CO2↑+2CO↑+3Si（4）缺少尾氣吸收裝置（5）2∶1（6）向硅酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，溶液變渾濁，證明碳酸酸性大于硅酸【解析】（1）碳與二氧化硅反應(yīng)要在高溫下進(jìn)行，而高溫下碳與空氣中氧氣反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)前要通入足夠長(zhǎng)時(shí)間的N2將裝置中的空氣排盡。（2）根據(jù)裝置圖可知，B裝置作安全瓶，防止倒吸。（3）碳與二氧化硅反應(yīng)可能生成CO也可能生成CO2，所以C裝置用來(lái)檢驗(yàn)CO2，D裝置用來(lái)檢驗(yàn)CO，所盛試劑分別為澄清石灰水、PdCl2溶液;若裝置C、D中溶液均變渾濁，說(shuō)明既有CO2又有CO，由于兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，根據(jù)元素守恒可知化學(xué)方程式為3SiO2+4C2CO2↑+2CO↑+3Si。（4）CO有毒，不能直接排放到空氣中，而該裝置缺少尾氣吸收裝置吸收未反應(yīng)的CO。（5）18gSiO2是0.3mol，8.4gC是0.7mol，充分反應(yīng)后收集到13.44L(0.6mol)氣體，假定氣體產(chǎn)物只有CO，固體產(chǎn)物只有Si和SiC，則有SiO2+2C2CO↑+Si0.3mol0.6mol0.6mol0.3molSi+CSiC1110.1mol0.1mol0.1molSi和SiC的物質(zhì)的量之比為0.2mol∶0.1mol=2∶1。（6）驗(yàn)證碳酸、硅酸的酸性強(qiáng)弱，將CO2氣體通入硅酸鈉溶液，發(fā)生反應(yīng)CO2+H2O+Na2SiO3Na2CO3+H2SiO3↓，溶液變渾濁，說(shuō)明酸性H2CO3>H2SiO3。9．【答案】（1）3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl（2）①除去原料氣中的氧氣除去水蒸氣②這是放熱反應(yīng)，防止局部過(guò)熱，導(dǎo)致硅熔化熔合成團(tuán)，阻礙與N2的充分接觸③硝酸（3）①SiHCl3+3H2OH2SiO3+3HCl+H2↑②5∶1【解析】（1）制備Si3N4的反應(yīng)