高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第5章非金屬及其化合物第25講硅無機(jī)非金屬材料學(xué)案

第25講硅無機(jī)非金屬材料1．掌握硅及其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用。2．了解無機(jī)非金屬材料的性質(zhì)和用途?？键c(diǎn)一硅和二氧化硅1．硅單質(zhì)2．二氧化硅[答案自填]eq\o(□,\s\up1(1))硅酸鹽eq\o(□,\s\up1(2))氧化物eq\o(□,\s\up1(3))2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(1800～2000℃))Si(粗)＋2CO↑eq\o(□,\s\up1(4))高eq\o(□,\s\up1(5))大eq\o(□,\s\up1(6))Na2SiO3＋H2Oeq\o(□,\s\up1(7))CaSiO3eq\o(□,\s\up1(8))Na2SiO3＋CO2↑eq\o(□,\s\up1(9))SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O[易錯(cuò)秒判](1)晶體硅的熔點(diǎn)高、硬度大，故可用于制作半導(dǎo)體材料()(2)Si和SiO2都可用于制造光導(dǎo)纖維()(3)NaOH溶液、Na2CO3溶液均不能用玻璃瓶盛放()(4)工業(yè)上用焦炭和二氧化硅制取粗硅時(shí)生成粗硅和CO2()(5)SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，因此可用氫氟酸刻蝕玻璃()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√1．下列關(guān)于硅的說法不正確的是()A．硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體B．硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)D．加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氧氣、氯氣等非金屬單質(zhì)反應(yīng)解析：選C。A.硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體，故A正確；B.硅元素在元素周期表中處于金屬元素和非金屬元素的過渡位置，硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料，故B正確；C.硅在常溫下能和HF溶液、強(qiáng)堿溶液等反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D.加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅，能與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅，故D正確。2．下列有關(guān)硅及其重要化合物的說法正確的是()A．在粗硅的制取中發(fā)生反應(yīng)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO↑＋Si，硅被還原，故碳的還原性強(qiáng)于硅的還原性B．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在帶磨口玻璃塞的試劑瓶中C．用SiO2制取硅酸時(shí)，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2↑＋Na2SiO3可知，硅酸的酸性強(qiáng)于碳酸的酸性解析：選C。A.Si的還原性比C的強(qiáng)，反應(yīng)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO↑＋Si在高溫下進(jìn)行，且產(chǎn)物中有氣體生成，氣體從反應(yīng)體系中逸出，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.不能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶盛放Na2SiO3溶液，因?yàn)镹a2SiO3溶液本身是一種黏合劑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.SiO2與水不反應(yīng)，所以制取硅酸時(shí)應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性硅酸鈉，然后硅酸鈉與CO2或鹽酸反應(yīng)：Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓或Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓，C項(xiàng)正確；D.H2CO3的酸性比H2SiO3的強(qiáng)，反應(yīng)Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2↑＋Na2SiO3能在高溫下進(jìn)行，主要是因?yàn)楫a(chǎn)物中有氣體生成，氣體從反應(yīng)體系中逸出，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．晶體硅是一種重要的非金屬原料，由粗硅制備純硅的主要步驟如下：①粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up7(300℃))SiHCl3＋H2；②經(jīng)過純化的SiHCl3與過量H2在1100℃下反應(yīng)制得純硅?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：(1)粗硅與HCl氣體反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到SiHCl3(沸點(diǎn)為31.8℃)，只含有少量SiCl4(沸點(diǎn)為57.6℃)和HCl(沸點(diǎn)為－84.7℃)，提純SiHCl3的方法為____________。(2)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置已略去)：①在加熱D裝置前應(yīng)先打開A裝置中分液漏斗的活塞，目的是_____________________________________________________。②C裝置中燒瓶需要加熱，采用的方法是________。答案：(1)蒸餾(2)①用生成的H2排盡裝置內(nèi)的空氣，以防爆炸②水浴加熱考點(diǎn)二無機(jī)非金屬材料1．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料包括水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。項(xiàng)目水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料eq\o(□,\s\up1(1))__________eq\o(□,\s\up1(2))____________eq\o(□,\s\up1(3))____主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯2.新型無機(jī)非金屬材料——新型陶瓷材料類型主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷耐高溫、抗氧化、耐磨蝕碳化硅、氮化硅或某些金屬氧化物等在高溫下燒結(jié)而成火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、高溫電極材料等壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)化鈦酸鹽、鋯酸鹽濾波器、揚(yáng)聲器、超聲波探傷器、點(diǎn)火器等透明陶瓷優(yōu)異的光學(xué)性能，耐高溫，絕緣性好氧化鋁、氧化釔、氮化鋁、氟化鈣高壓鈉燈、激光器、高溫探測窗等超導(dǎo)陶瓷在某一臨界溫度下電阻為零，具有超導(dǎo)性—可用于電力、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域[答案自填]eq\o(□,\s\up1(1))石灰石、黏土eq\o(□,\s\up1(2))純堿、石灰石、石英砂eq\o(□,\s\up1(3))黏土[易錯(cuò)秒判](1)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、瑪瑙都屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品()(2)傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料多為硅酸鹽材料()(3)石英砂和黏土的主要成分均為硅酸鹽()(4)“超輕海綿”使用的石墨烯是新型無機(jī)非金屬材料()(5)壓電陶瓷能實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)化()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√1．(2024·云浮模擬)《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無砂粘土而為之”“凡坯既成，干燥之后，則堆積窯中燃薪舉火”“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說法錯(cuò)誤的是()A．“粘土”是制磚瓦和水泥的主要原料B．“燃薪舉火”使“粘土”發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化C．沙子的主要成分為硅酸鹽D．泥坯燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦答案：C2．世博會中國館——“東方之冠”由鋼筋、混凝土、7000多塊鋁板和1200多塊玻璃等建成。(1)鋁板易被燒堿腐蝕，玻璃易被氫氟酸腐蝕，原因分別為__________________________________________________、_______________________________________。(用化學(xué)方程式表示)(2)生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是______________。制備普通玻璃主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________________________(任寫一個(gè))。(3)石英玻璃化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、膨脹系數(shù)小，是一種特殊玻璃，石英玻璃的主要成分是________(填化學(xué)式)。(4)要將NaOH高溫熔化，下列坩堝中可選用的是______(填字母)。A．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩堝 D.鐵坩堝解析：(1)鋁板易被燒堿腐蝕，玻璃易被氫氟酸腐蝕，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑、SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(2)生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是石灰石。制備普通玻璃主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑、SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑。(4)普通玻璃坩堝中的二氧化硅能夠與熔融的氫氧化鈉反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；石英玻璃坩堝中的二氧化硅能夠與熔融的氫氧化鈉反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；氧化鋁坩堝中的氧化鋁能夠與熔融的氫氧化鈉反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；鐵與熔融的氫氧化鈉不反應(yīng)，故D正確。答案：(1)2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(2)石灰石SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑(或SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑)(3)SiO2(4)D3．氮化硅可用作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷復(fù)合材料，在航空航天、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如下：其中—NH2中各元素的化合價(jià)與NH3相同。請回答下列問題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學(xué)方程式表示其原因：______________________________________。(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是________(填序號)。(3)在反應(yīng)⑤中，3molSi(NH2)4在高溫下分解可得到1mol氮化硅粉末和8molA氣體，則氮化硅的化學(xué)式為________。(4)在高溫下將SiCl4置于B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________________________________。答案：(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(2)①②(3)Si3N4(4)3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4＋12HCl,1．(2023·新高考山東卷)下列之物具有典型的齊魯文化特色，據(jù)其主要化學(xué)成分不能與其他三種歸為一類的是()A．泰山墨玉 B．龍山黑陶C．齊國刀幣 D．淄博琉璃解析：選C。墨玉、黑陶、琉璃的主要成分屬于無機(jī)非金屬材料，齊國刀幣的主要成分為青銅，屬于金屬材料。2．(2022·新高考廣東卷)廣東一直是我國對外交流的重要窗口，館藏文物是其歷史見證。下列文物主要由硅酸鹽制成的是()文物選項(xiàng)A.南宋鎏金飾品B.蒜頭紋銀盒文物選項(xiàng)C.廣彩瓷咖啡杯D.銅鍍金鐘座解析：選C。鎏金飾品屬于金屬材料，A項(xiàng)不符合題意；蒜頭紋銀盒的主要成分是銀，屬于金屬材料，B項(xiàng)不符合題意；瓷質(zhì)咖啡杯的主要成分是陶瓷，屬于硅酸鹽材料，C項(xiàng)符合題意；銅鍍金鐘座的主要成分是銅和金，屬于金屬材料，D項(xiàng)不符合題意。3．(2022·新高考河北卷)定窯是宋代五大名窯之一，其生產(chǎn)的白瓷聞名于世。下列說法正確的是()A．傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料B．陶瓷主要成分為SiO2和MgOC．陶瓷燒制的過程為物理變化D．白瓷的白色是因鐵含量較高答案：A4．(2023·新高考山東卷)三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高純硅的重要原料，常溫下為無色液體，沸點(diǎn)為31.8℃，熔點(diǎn)為－126.5℃，易水解。實(shí)驗(yàn)室根據(jù)反應(yīng)Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(△))SiHCl3＋H2，利用如下裝置制備SiHCl3粗品(加熱及夾持裝置略)?；卮鹣铝袉栴}：(1)制備SiHCl3時(shí)進(jìn)行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)將盛有硅粉的瓷舟置于管式爐中；(ⅲ)通入HCl，一段時(shí)間后接通冷凝裝置，加熱開始反應(yīng)。操作(ⅰ)為______________________________；判斷制備反應(yīng)結(jié)束的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________________。圖示裝置存在的兩處缺陷是____________________________________________________。(2)已知電負(fù)性：Cl>H>Si，SiHCl3在濃NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________。(3)采用如下方法測定溶有少量HCl的SiHCl3純度。m1g樣品經(jīng)水解、干燥等預(yù)處理過程得硅酸水合物后，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：①______________________________________________；②______________(填操作名稱)；③稱量等操作，測得所得固體氧化物的質(zhì)量為m2g。從下列儀器中選出①②中需使用的儀器，依次為________(填標(biāo)號)。測得樣品純度為__________________(用含m1、m2的代數(shù)式表示)。解析：(1)利用Si和HCl(氣體)的反應(yīng)制備SiHCl3，實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置氣密性，故操作(ⅰ)為檢查裝置氣密性。制備反應(yīng)結(jié)束時(shí)，Si完全反應(yīng)，SiHCl3(常溫下為無色液體)不再增加，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是管式爐中固體消失、燒瓶中無液體滴下。裝置中冷凝管的作用是冷凝SiHCl3，球形冷凝管中會有較多SiHCl3殘留，應(yīng)該選擇直形冷凝管；SiHCl3易水解，D中水蒸氣容易進(jìn)入C中，C和D之間應(yīng)增加吸收水蒸氣的裝置；NaOH溶液能吸收HCl，但不能吸收H2，應(yīng)在D后面增加處理H2的裝置。(2)已知電負(fù)性：Cl>H>Si，故SiHCl3中Cl、H為－1價(jià)，Si為＋4價(jià)，SiHCl3在濃NaOH溶液中反應(yīng)生成Na2SiO3、H2、NaCl，配平化學(xué)方程式為SiHCl3＋5NaOH=Na2SiO3＋H2↑＋3NaCl＋2H2O。(3)由后續(xù)操作可知，SiHCl3水解得到的硅酸水合物要先在坩堝中灼燒(得到SiO2)，然后在干燥器中冷卻干燥SiO2，使用的儀器分別為A、C。根據(jù)原子守恒可得關(guān)系式SiHCl3～SiO2，m1g樣品中SiHCl3的質(zhì)量為m2g×eq\f(135.5,60)，故樣品純度為m2g×eq\f(135.5,60)÷m1g×100%＝eq\f(135.5m2,60m1)×100%。答案：(1)檢查裝置氣密性管式爐中固體消失、燒瓶中無液體滴下使用球形冷凝管冷凝SiHCl3；C和D之間缺少吸水裝置；沒有處理H2的裝置(任寫兩條)(2)SiHCl3＋5NaOH=Na2SiO3＋H2↑＋3NaCl＋2H2O(3)灼燒冷卻干燥A、Ceq\f(135.5m2,60m1)×100%課時(shí)跟蹤練[基礎(chǔ)鞏固]1．(2024·廣州執(zhí)信中學(xué)開學(xué)考試)文物是承載中華文化的血脈。下列文物的主要材質(zhì)屬于無機(jī)非金屬材料的是()選項(xiàng)ABCD文物名稱明初白釉貼花帶蓋瓶北宋木雕羅漢像西漢絲質(zhì)素紗禪衣西漢文帝行璽金印答案：A2．硅是構(gòu)成無機(jī)非金屬材料的一種主要元素。下列有關(guān)硅及其化合物的敘述錯(cuò)誤的是()A.高純硅可以制成計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備等的芯片B.硅可以用來生產(chǎn)新型無機(jī)非金屬材料——光導(dǎo)纖維C.二氧化硅為Si—O共價(jià)鍵形成的三維骨架結(jié)構(gòu)，每個(gè)硅原子結(jié)合4個(gè)氧原子D.氮化硅陶瓷是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，其化學(xué)式為Si3N4解析：選B。A.高純硅具有良好的半導(dǎo)體性能，可以制成計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備等的芯片，故A正確；B.光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，屬于新型無機(jī)非金屬材料，故B錯(cuò)誤；C.二氧化硅為共價(jià)晶體，是由Si—O共價(jià)鍵形成的三維骨架結(jié)構(gòu)，其晶體中每個(gè)硅原子結(jié)合4個(gè)氧原子，每個(gè)氧原子結(jié)合2個(gè)硅原子，故C正確；D.氮化硅陶瓷是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，其中各元素的原子最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，Si原子最外層電子數(shù)為4，N原子最外層電子數(shù)為5，要形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，二者原子個(gè)數(shù)比為3∶4，即化學(xué)式為Si3N4，故D正確。3．(2024·江門高三調(diào)研)琉璃被譽(yù)為中國五大名器之首、佛家七寶之一。下列說法錯(cuò)誤的是()A.琉璃若呈淡綠色，其中可能含有Fe元素B.琉璃燒制材料中含有色水晶，水晶的主要成分是SiC.部分琉璃工藝由玻璃藝術(shù)演化而來，普通玻璃屬于硅酸鹽制品D.琉璃中含許多具有還原性的有色物質(zhì)，制備過程中應(yīng)避免接觸氯氣解析：選B。A.琉璃若呈淡綠色，可能含有亞鐵離子，A正確；B.水晶的主要成分是SiO2，B錯(cuò)誤；C.普通玻璃屬于硅酸鹽制品，C正確；D.氯氣具有氧化性，琉璃中含有的還原性物質(zhì)會與其反應(yīng)，應(yīng)避免接觸，D正確。4．下列材料的特性及用途的說法不正確的是()A.光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力很強(qiáng)，是非常好的通信材料B.氧化鋁陶瓷具有兩性，不可以用于制作耐高溫設(shè)備C.氮化硅陶瓷耐高溫且不易傳熱，可用于制造軸承D.人造剛玉硬度高，可用于制造剛玉球磨機(jī)解析：選B。A.光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力很強(qiáng)，可以傳輸光，是非常好的通信材料，A正確；B.氧化鋁陶瓷的熔點(diǎn)很高，可以用于制作耐高溫設(shè)備，B錯(cuò)誤；C.氮化硅陶瓷耐高溫、耐磨蝕且不易傳熱，可用于制造軸承，C正確；D.人造剛玉的主要成分是氧化鋁，硬度高，可用于制造剛玉球磨機(jī)，D正確。5．下列對石墨烯的推測不正確的是()A.石墨烯性質(zhì)穩(wěn)定，不能在氧氣中燃燒B.石墨烯與石墨都具有導(dǎo)電性C.石墨烯與金剛石互為同素異形體D.石墨烯與石墨都具有較高的熔點(diǎn)解析：選A。石墨烯是只由碳元素形成的單質(zhì)，能在氧氣中燃燒，A錯(cuò)誤。6．氮化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、光導(dǎo)纖維、碳化硅和石墨烯等都屬于新型無機(jī)非金屬材料。下列說法正確的是()A.碳化硅為分子晶體B.氧化鋁陶瓷坩堝可用于熔融氫氧化鈉固體C.石墨烯中碳原子采用sp2雜化，未雜化的p電子形成大π鍵D.航空母艦上的攔阻索所用的特種鋼纜屬于無機(jī)非金屬材料答案：C7．工業(yè)上以石英砂為原料制取單質(zhì)硅，其工藝流程圖如下：流程一：SiO2eq\o(→,\s\up7(①焦炭),\s\do5(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③過量H2),\s\do5(1000～1100℃))Si(純)流程二：石英砂eq\o(→,\s\up7(④Mg),\s\do5(高溫))eq\x(MgO、Mg2Si)eq\o(→,\s\up7(⑤稀鹽酸))eq\x(SiH4)eq\o(→,\s\up7(⑥CO2氛圍),\s\do5(熱分解))eq\x(單質(zhì)硅)下列有關(guān)反應(yīng)分類說法不正確的是()A.①～④均屬于氧化還原反應(yīng)B.只有①②③屬于置換反應(yīng)C.⑥既屬于氧化還原反應(yīng)又屬于分解反應(yīng)D.⑤中的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)均屬于復(fù)分解反應(yīng)解析：選D。A.①中硅元素化合價(jià)降低，屬于氧化還原反應(yīng)；②中硅元素化合價(jià)升高，屬于氧化還原反應(yīng)；③中硅元素化合價(jià)降低，屬于氧化還原反應(yīng)；④中鎂元素化合價(jià)升高，屬于氧化還原反應(yīng)，A正確。B.①②③均為單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)，B正確。C．⑥為硅烷分解為硅單質(zhì)和氫氣的反應(yīng)，既屬于氧化還原反應(yīng)又屬于分解反應(yīng)，C正確。D.⑤中Mg2Si與HCl反應(yīng)生成SiH4和MgCl2的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，不屬于復(fù)分解反應(yīng)，D錯(cuò)誤。8．科學(xué)家用金屬鈉還原CCl4和SiCl4制得一種一維SiC納米棒，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Na＋CCl4＋SiCl4eq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋8NaCl。下列說法不正確的是()A.SiC和SiO2中Si元素的化合價(jià)相同B.上述反應(yīng)中SiC既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物C.SiO2制備單質(zhì)Si、單質(zhì)Si制備SiCl4均涉及氧化還原反應(yīng)D.一維SiC納米棒的比表面積大，對微小粒子有較強(qiáng)的吸附能力解析：選B。SiC和SiO2中Si元素的化合價(jià)均為＋4價(jià)，A項(xiàng)正確；SiC是還原產(chǎn)物，NaCl是氧化產(chǎn)物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2制備單質(zhì)Si需加入還原劑，單質(zhì)Si制備SiCl4需加入氧化劑，C項(xiàng)正確；一維SiC納米棒的比表面積大，對微小粒子有較強(qiáng)的吸附能力，D項(xiàng)正確。9．(2024·中山大學(xué)附中階段檢測)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測定水泥熟料中鈣含量的過程如下：(1)在分解水泥熟料的過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是__________________，還可使用________________________________________________________________________代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是________，其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________________________________________________。(3)加氨水過程中加熱的目的是________________________。沉淀B的主要成分為________(填化學(xué)式，下同)、________。答案：(1)將水泥樣品中可能存在的Fe2＋氧化為Fe3＋H2O2(2)SiO2(或H2SiO3)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF=SiF4↑＋3H2O)(3)防止膠體生成，易于沉淀分離Al(OH)3Fe(OH)310．硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(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的保護(hù)下，使SiCl4與N2反應(yīng)生成Si3N4沉積在石墨表面，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________。(2)一種工業(yè)用硅(含少量鉀、鈉、鐵、銅的氧化物)，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。一種合成氮化硅的主要工藝流程如下：①凈化N2和H2時(shí)，銅屑的作用是____________________，硅膠的作用是____________。②在氮化爐中發(fā)生反應(yīng)3SiO2(s)＋2N2(g)=Si3N4(s)＋3O2(g)ΔH＝－727.5kJ·mol－1，開始時(shí)，嚴(yán)格控制氮?dú)獾牧魉僖钥刂茰囟鹊脑蚴莀_________________________________________________________；體系中要通入適量氫氣的原因是__________________________________________________________。③X可能是________(填“鹽酸”“硝酸”“硫酸”或“氫氟酸”)。解析：(1)根據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒可寫出化學(xué)方程式3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl。(2)①由于氧氣和水蒸氣都能腐蝕氮化硅，所以銅屑的作用是除去氧氣，硅膠的作用是除去水蒸氣。②因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng)，如果溫度過高，局部過熱，會導(dǎo)致硅熔化成團(tuán)，阻礙與N2的接觸；通入氫氣能將體系中的氧氣轉(zhuǎn)化為水蒸氣，而易被除去。③由于工業(yè)用硅中含有銅的氧化物，在反應(yīng)中氧化銅能被還原生成銅，因此要除去銅應(yīng)該選擇硝酸，鹽酸和硫酸不能溶解銅，氫氟酸能腐蝕氮化硅。答案：(1)3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl(2)①除去原料氣中的氧氣除去水蒸氣②該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，防止局部過熱，導(dǎo)致硅熔化成團(tuán)，阻礙與N2的接觸將體系中的氧氣轉(zhuǎn)化為水蒸氣，而易被除去(或?qū)⒄麄€(gè)體系中空氣排盡)③硝酸[素養(yǎng)提升]11．如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程。下列說法正確的是()A.SiO2能與氫氧化鈉及氫氟酸反應(yīng)，屬于兩性氧化物B.向Na2SiO3溶液中通入過量的CO2：SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)C.圖中所有反應(yīng)均為非氧化還原反應(yīng)D.硅膠可用作食品干燥劑答案：D12．水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原料。用稻殼灰(SiO2：65%～70%；C：30%～35%)制取水玻璃的工藝流程如下：下列說法正確的是()A.原材料稻殼灰價(jià)格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值B.操作A與操作B完全相同C.該流程中硅元素的化合價(jià)發(fā)生改變D.反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)解析：選A。A項(xiàng)，稻殼灰來源廣泛，價(jià)格低廉，副產(chǎn)品活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，正確；B項(xiàng)，操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，二氧化硅中硅元素的化合價(jià)是＋4價(jià)，硅酸鈉中硅元素的化合價(jià)也是＋4價(jià)，所以該流程中硅元素的化合價(jià)未發(fā)生改變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，此反應(yīng)沒有元素化合價(jià)的變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤。13．由粗硅制備硅烷(SiH4)的基本流程如下：已知：反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(△))SiHCl3＋X，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為SiHCl3＋Yeq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋3HCl。下列說法不正確的是()A.X和Y為同一種物質(zhì)B.SiH4的穩(wěn)定性比NH3的強(qiáng)C.流程中的4個(gè)反應(yīng)均屬于氧化還原反應(yīng)D.反應(yīng)Ⅳ中SiH4、NH3兩種氣體在常溫常壓下的體積之比為1∶4解析：選B。A項(xiàng)，根據(jù)題給反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的化學(xué)方程式和原子守恒可得，X、Y為同一種物質(zhì)(H2)，A正確；B項(xiàng)，元素非金屬性越強(qiáng)，簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，非金屬性：N>Si，故穩(wěn)定性：NH3>SiH4，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)圖示可知，流程中的4個(gè)反應(yīng)均屬于氧化還原反應(yīng)，C正確；D項(xiàng)，反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)方程式為Mg2Si＋4NH4Cl=SiH4↑＋4NH3↑＋2MgCl2，SiH4、NH3兩種氣體在常溫常壓下的體積之比為1∶4，D正確。14．化合物A由三種短周期元素組成，某興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：已知：氣體甲為純凈物且只含兩種元素，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為672mL；固體甲為常用的耐火材料，溶液乙為建筑行業(yè)中常用的黏合劑。(1)A的組成元素為________(用元素符號表示)，A的化學(xué)式為________。(2)寫出A溶于鹽酸的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________