（通用版）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 第一節(jié) 碳、硅及無機(jī)非金屬材料學(xué)案（含解析）

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1、（通用版）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 第一節(jié) 碳、硅及無機(jī)非金屬材料學(xué)案（含解析） 第一節(jié) 碳、硅及無機(jī)非金屬材料 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 2．了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響。 (2)結(jié)構(gòu) 金剛石：正四面體形空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；石墨：平面正六邊形層狀結(jié)構(gòu)。 (3)物理性質(zhì)：金剛石熔點高、硬度大；石墨熔點高、質(zhì)軟，有滑膩感，電的良導(dǎo)體。 (4)主要化學(xué)性質(zhì)——還原性 ①與O2反應(yīng) O2足量：C＋O2CO2；O2不足：2C＋O22CO。 ②與氧化物反應(yīng) CuO：

2、2CuO＋C2Cu＋CO2↑(冶煉金屬)； SiO2：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制取粗硅)； H2O：C＋H2O(g)CO＋H2(制取水煤氣)。 ③與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng) 濃H2SO4：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O； 濃HNO3：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 (5)用途：金剛石用于制造切割刀具；石墨用于制造電極、鉛筆芯。 2．一氧化碳(CO) (1)物理性質(zhì)：無色氣體，有毒，難溶于水。 (2)化學(xué)性質(zhì)——還原性 ①燃燒：2CO＋O22CO2，淡藍(lán)色火焰； ②還原CuO：CuO＋COCu＋CO2(冶煉金屬)。 3．二氧化碳(C

3、O2) (1)一種無色、無味的氣體，能溶于水，固態(tài)CO2俗稱干冰。 (2)與H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為CO2＋H2OH2CO3、Na2O＋CO2===Na2CO3、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O、2Mg＋CO22MgO＋C。 (3)CO2在自然界中的循環(huán) CO2的主要來源 大量含碳燃料的燃燒 自然界消耗 CO2的主要反應(yīng) ①溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3； ②光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為O2； ③巖石的風(fēng)化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2 4.碳酸(H2CO3) 弱酸性、

4、不穩(wěn)定性。碳酸(H2CO3)只能存在于水中。H2CO3在水中與CO2共存，因此常把CO2＋H2O當(dāng)碳酸用。 5．碳酸的酸式鹽和正鹽的比較 (1)在水中的溶解性 ①含K＋、Na＋、NH的正鹽易溶于水，其余一般不溶于水；酸式鹽均能溶于水。 ②一般來說，在相同溫度下，難溶性正鹽溶解度小于其酸式鹽溶解度，如溶解度：Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正鹽溶解度大于其酸式鹽溶解度，如溶解度：Na2CO3>NaHCO3。 (2)熱穩(wěn)定性 一般來說，熱穩(wěn)定性順序為正鹽>酸式鹽>碳酸，如穩(wěn)定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3；可溶性正鹽>難溶性正鹽，如CaCO3高溫分解，而K2CO3不易

5、分解。 (3)水溶液酸堿性強(qiáng)弱 物質(zhì)的量濃度相同時，正鹽溶液的pH大于其酸式鹽溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。 [題點練通] 碳及其化合物的性質(zhì) 1.(2019·合肥瑤海區(qū)模擬)碳和碳的化合物間的部分轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．由碳酸轉(zhuǎn)化成 X 一定要在加熱條件下進(jìn)行 B．由碳轉(zhuǎn)化為 X 一定發(fā)生的是化合反應(yīng) C．物質(zhì) X 一定是二氧化碳 D．若使一氧化碳轉(zhuǎn)化成 X，只能通過一氧化碳在空氣(或氧氣)中燃燒獲得 解析：選C　由轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知，X是二氧化碳，碳酸在常溫下就容易分解生成二氧化碳，故A錯誤，C正確；在高溫的條件下，碳能與

6、氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，故B錯誤；一氧化碳還可以通過還原氧化鐵或還原氧化銅等方法轉(zhuǎn)化成二氧化碳，故D錯誤。 2．將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是(　　) 解析：選D　依次發(fā)生的反應(yīng)為Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O，K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。 3．確定混合氣體(CO、CO2)中含有CO氣體的實驗設(shè)計方法如圖所示。 請回答下列問題： (1)填寫下

7、列指定裝置的作用。 A：_______________________。B：__________________________________________。 E：_______________________。F：____________________________________________。 (2)寫出C中的化學(xué)方程式：_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (

8、3)確定混合氣體中含有CO氣體的實驗現(xiàn)象：____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)寫出除去下列氣體中混有的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))可采取的方法。 ①CO(CO2)： ___________________________________________________________。 ②CO2(CO)： __________________________________________________

9、_________。 答案：(1)A：除去混合氣體中的CO2氣體　B：檢驗混合氣體中CO2是否除盡　E：除去尾氣中的CO2氣體　F：除去尾氣中的CO氣體，防止污染環(huán)境 (2)CO＋CuOCu＋CO2 (3)B中無明顯現(xiàn)象，C中的物質(zhì)由黑色變成紅色，D中的澄清石灰水變渾濁 (4)①通過盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶，再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶?、谕ㄟ^盛放灼熱CuO的硬質(zhì)玻璃管 CO2通入稀的堿溶液中反應(yīng)產(chǎn)物的判斷(以KOH為例) 可能發(fā)生的反應(yīng)：CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O?、? CO2＋KOH===KHCO3?、? 當(dāng)≥時，只發(fā)生反應(yīng)①，產(chǎn)物為K2CO3、H2O；

10、當(dāng)≤時，只發(fā)生反應(yīng)②，產(chǎn)物為KHCO3； 當(dāng)<<時，反應(yīng)①、②都發(fā)生，產(chǎn)物為KHCO3、K2CO3、H2O。　　　　 草酸(鹽)的實驗探究 4.(2018·全國卷Ⅱ節(jié)選)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍(lán)圖。某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物，按如圖所示裝置進(jìn)行實驗。 (1)通入氮?dú)獾哪康氖莀_______________________________________________。 (2)實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t色，由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有________、________。

11、(3)為防止倒吸，停止實驗時應(yīng)進(jìn)行的操作是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3，檢驗Fe2O3存在的方法是________________________________________________________________________ _______________________________________________

12、_________________________。 解析：(1)空氣中含有O2，為防止Fe2＋被O2氧化，應(yīng)先通入N2，隔絕空氣，且使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置。(2)B中澄清石灰水變渾濁，證明分解過程中產(chǎn)生CO2；F中澄清石灰水變渾濁，E中固體變?yōu)榧t色，說明E中發(fā)生反應(yīng)：CuO＋COCu＋CO2，所以分解產(chǎn)物中一定含有CO。(3)實驗結(jié)束時，為了防止倒吸，應(yīng)先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮?dú)狻?4)檢驗Fe2O3的方法是取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3。 答案：(1)隔絕空氣、使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置

13、 (2)CO2　CO (3)先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮?dú)? (4)取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3 5.(2015·全國卷Ⅰ)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，熔點為101 ℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170 ℃以上分解。 回答下列問題： (1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_____________________

14、___________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有______________。裝置B的主要作用是______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，為進(jìn)行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和如圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實驗。 ①乙組同學(xué)的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、 ____________。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是___________

15、______________________。 ②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是___________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)設(shè)計實驗證明： ①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)____________________________________________________ __________________________________________________________________

16、______。 ②草酸為二元酸____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)結(jié)合草酸晶體(H2C2O4·2H2O)的組成可知，澄清石灰水應(yīng)是用來檢驗其分解產(chǎn)物CO2的存在。因草酸晶體易升華，且草酸鈣難溶于水，若草酸進(jìn)入C裝置，會干擾CO2的檢驗，故裝置B中冰水的主要作用是冷凝揮發(fā)出來的草酸。(2)①要驗證草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，只能通過檢驗CO與CuO反應(yīng)的產(chǎn)物CO2

17、的存在來達(dá)到這一目的。因為草酸晶體的分解產(chǎn)物本身含有CO2，會對CO的檢驗造成干擾，所以在檢驗CO前應(yīng)將分解產(chǎn)物中的CO2除盡，可選用F裝置來除去CO2，D裝置用來檢驗CO2是否除盡。將除去CO2的氣體通過盛有無水氯化鈣的裝置G干燥，然后通過盛有CuO的裝置H，CuO將CO氧化為CO2，再將氣體通過盛有澄清石灰水的D裝置，用來檢驗CO2的存在。因CO有毒，最后可將尾氣通過排水法收集。②若前一個裝置D中澄清石灰水不變渾濁，說明草酸晶體分解的產(chǎn)物CO2已除盡；H中黑色CuO變紅，同時其后的裝置D中澄清石灰水變渾濁，說明草酸晶體分解產(chǎn)物中含有CO。(3)①根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)原理，可選擇NaHCO3

18、中加入草酸溶液的實驗方法來證明草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)。②根據(jù)酸堿中和反應(yīng)原理，可采用中和滴定的方法用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液來滴定一定物質(zhì)的量濃度的草酸溶液，根據(jù)反應(yīng)的草酸與NaOH的物質(zhì)的量的比值為1∶2，證明草酸是二元酸。 答案：(1)有氣泡逸出、澄清石灰水變渾濁　CO2　冷凝(水蒸氣、草酸等)，防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗 (2)①F、D、G、H、D、I　CuO?、贖中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁 (3)①向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生?、谟肗aOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍 6．(2019·寧波模

19、擬)一定條件下，草酸銅晶體(CuC2O4·xH2O)受熱分解的化學(xué)方程式為CuC2O4·xH2OCuO＋CO↑＋CO2↑＋xH2O↑。某化學(xué)興趣小組設(shè)計如圖裝置，探究草酸銅晶體分解的氣體產(chǎn)物。 請回答下列問題： (1)該套實驗裝置的明顯缺陷是_____________________________________________。 (2)實驗過程中觀察到B中白色無水硫酸銅變成藍(lán)色，C、F中澄清石灰水變渾濁，E中_______________________ (填實驗現(xiàn)象)，則可證明草酸銅晶體熱分解的氣體產(chǎn)物是H2O、CO、CO2。 (3)該興趣小組改變熱分解反應(yīng)條件，完全反應(yīng)后發(fā)

20、現(xiàn)C中白色沉淀量明顯較先前實驗多，而E、F中未見明顯現(xiàn)象，請推測A裝置中固體產(chǎn)物成分并設(shè)計一個實驗方案，用化學(xué)方法驗證固體產(chǎn)物__________________________________________________________ ________________________________________________________________________(不考慮操作和藥品的問題)。 解析：實驗中A為熱分解裝置，B用于檢驗水，C用于檢驗并吸收CO2，D為干燥裝置，E中CO與氧化銅在加熱條件下反應(yīng)生成CO2，F(xiàn)用于檢驗CO2的生成，以證明A中生成CO，實驗缺少尾

21、氣處理裝置。(1)CO有毒，可污染環(huán)境，從環(huán)保角度考慮，該套實驗裝置的明顯缺陷是沒有處理尾氣。(2)實驗過程中觀察到B中白色無水硫酸銅變成藍(lán)色，可證明生成水，C、F中澄清石灰水變渾濁，且E中黑色固體變紅色，可說明草酸銅晶體熱分解的氣體產(chǎn)物中有CO、CO2。(3)由于改變了反應(yīng)條件，可能使分解生成的CO直接把CuO還原為Cu單質(zhì)，這樣沒有CO與E中的CuO反應(yīng)，所以E、F中無明顯現(xiàn)象，所以A裝置中固體產(chǎn)物為銅單質(zhì)。 答案：(1)沒有尾氣處理裝置　(2)黑色粉末變紅色 (3)取少量加熱后固體產(chǎn)物，加入稀硫酸，如溶液不呈藍(lán)色，則說明生成固體為銅 [歸納拓展] 草酸、草酸鹽的性質(zhì) (1)草酸

22、的性質(zhì) 草酸的化學(xué)式為H2C2O4，草酸晶體的化學(xué)式為H2C2O4·2H2O。 ①弱酸性：草酸為二元弱酸，酸性比醋酸的酸性強(qiáng)，電離方程式為H2C2O4H＋＋HC2O。 ②還原性：H2C2O4中C元素的化合價為＋3價，具有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。 ③不穩(wěn)定性：草酸晶體受熱易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2C2O4·2H2O CO↑＋CO2↑＋3H2O。 (2)草酸鹽的性質(zhì) ①(NH4)2C2O4溶于水，加熱分解，由氨水和草酸溶液反應(yīng)生成。 ②CaC2O4不

23、溶于水、醋酸，溶于鹽酸、稀硝酸，灼燒時轉(zhuǎn)變成碳酸鈣或氧化鈣。 ③MgC2O4、FeC2O4不溶于水，可由對應(yīng)的可溶性金屬鹽與草酸銨反應(yīng)而得到，加熱分解可得到對應(yīng)金屬氧化物。 考點(二)　硅、二氧化硅與硅酸 【精講精練快沖關(guān)】 [知能學(xué)通] 1．硅(Si) (1)硅的存在：硅在自然界中以化合態(tài)存在，在地殼中的含量僅次于氧。 (2)晶體硅的結(jié)構(gòu)：與金剛石類似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 (3)物理性質(zhì)：灰黑色，硬度大，熔、沸點高，具有金屬光澤。 (4)化學(xué)性質(zhì)：常溫下與F2、HF、NaOH溶液反應(yīng)；加熱時能與H2化合生成不穩(wěn)定的氫化物SiH4，加熱時還能與Cl2、O2化合分別生成SiCl4、S

24、iO2。涉及的化學(xué)方程式如下： ① ②與氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 ③與NaOH溶液反應(yīng)： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (5)硅的工業(yè)制法及提純 涉及的化學(xué)方程式： ①SiO2＋2CSi＋2CO↑；②Si＋2Cl2SiCl4； ③SiCl4＋2H2Si＋4HCl。 (6)用途：①良好的半導(dǎo)體材料；②太陽能電池；③計算機(jī)芯片。 2．二氧化硅(SiO2) (1)二氧化硅存在于沙子、石英、水晶、瑪瑙(含雜質(zhì)的石英)等中。SiO2是由Si原子和O原子按個數(shù)比1∶2直接構(gòu)成。Si、SiC、Si3N4、BN等也是直接由原子構(gòu)

25、成的。 (2)二氧化硅的性質(zhì)及用途 主要物理性質(zhì) 硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，不溶于水 化學(xué)性質(zhì) ①與水反應(yīng) 不反應(yīng) ②與酸反應(yīng) 只與氫氟酸反應(yīng)： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ③與堿反應(yīng) (NaOH) SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞) ④與鹽反應(yīng) 如與Na2CO3反應(yīng)： SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ ⑤與堿性氧 化物反應(yīng) 如與CaO反應(yīng)：SiO2＋CaOCaSiO3 用途 光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件 3.硅酸(H2SiO3) 硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，

26、硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液變紅色。 (1)硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。 (2)硅酸能與堿溶液反應(yīng)。 (3)硅酸在水中易聚合形成膠體。硅膠吸附水分能力強(qiáng)，常用作干燥劑。 [注意]　(1)硅及其氧化物的特性 物質(zhì) 一般規(guī)律 特性 Si 硅的還原性比碳強(qiáng) SiO2＋2CSi＋2CO↑ 非金屬單質(zhì)與強(qiáng)堿反應(yīng)一般不生成氫氣 Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng) Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ 一般非金屬單質(zhì)為絕緣體 硅為半導(dǎo)體 SiO2 酸性氧化物一般與水反應(yīng)生成相

27、應(yīng)的酸 SiO2不溶于水，不與水反應(yīng) 酸性氧化物一般不與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng) SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O “較強(qiáng)酸制較弱酸”是復(fù)分解反應(yīng)的一般規(guī)律，碳酸酸性強(qiáng)于硅酸：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ (2)雖然SiO2既能與酸(HF)反應(yīng)，又能與堿(NaOH)反應(yīng)，但SiO2不是兩性氧化物。 [題點練通] 1．判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。 (1)(2018·江蘇高考)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系：SiO2熔點高硬度大，可用于制光導(dǎo)纖維(　　) (2)(2018

28、·天津高考)漢代燒制出“明如鏡、聲如磬”的瓷器，其主要原料為黏土(　　) (3)(2016·全國卷Ⅲ)因為HF與SiO2反應(yīng)，故用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記(　　) (4)(2016·江蘇高考)下列轉(zhuǎn)化在一定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)：SiO2SiCl4Si(　　) (5)(2016·海南高考)石英砂可用于生產(chǎn)單晶硅(　　) (6)(2016·上海高考)用NaOH溶液不能分離氧化鐵中混有的二氧化硅(　　) (7)硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，硅在自然界中以游離態(tài)存在(　　) (8)干冰和二氧化硅都是共價化合物，都存在單個分子(　　) (9)硅可以制作光導(dǎo)纖維、太陽能電池(　　) (10)SiO2是酸

29、性氧化物，可溶于強(qiáng)堿(NaOH)，不溶于任何酸(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)× (7)×　(8)×　(9)×　(10)× 2．常溫下，下列不發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是(　　) ①硅與NaOH溶液?、诠枧c鹽酸?、酃枧c氫氟酸 ④二氧化硅與碳酸鈉?、荻趸枧cNaOH溶液 A．①②　　　　　　　　　　 B．③④ C．②⑤ D．②④ 解析：選D?、僦邪l(fā)生反應(yīng)Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；Si不與除氫氟酸外的其他酸反應(yīng)，②不反應(yīng)，③中發(fā)生反應(yīng)：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；④中SiO2與Na2CO3反應(yīng)需要高溫，常溫

30、下不反應(yīng)；⑤中發(fā)生反應(yīng)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。 3．(2019·哈師大附中模擬)下列說法正確的是(　　) A．SiO2 是硅酸的酸酐，可以與水反應(yīng)生成硅酸 B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠 C．氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，分子式為Si3N4 D．石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能 解析：選B　SiO2 是硅酸的酸酐，但不能與水反應(yīng)生成硅酸，故A錯誤；鹽酸的酸性強(qiáng)于硅酸，所以可以向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠，故B正確；據(jù)化合物中正負(fù)化合價的代數(shù)和為0的原則，得氮化硅的化學(xué)式為Si3N4，氮

31、化硅由原子構(gòu)成，不存在分子，故C錯誤；晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能，但石英的主要成分是SiO2，SiO2不是半導(dǎo)體材料，故D錯誤。 4．(2017·全國卷Ⅱ節(jié)選)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。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示： 回答下列問題： (1)在分解水泥樣品過程中，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

32、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________________、_______________(寫化學(xué)式)。 解析：(1)水泥熟料中的CaO和鐵、鋁、鎂等金屬的氧化物均能溶于鹽酸，加入硝酸能將水泥樣品中可能含有的Fe2＋氧化為Fe3＋，為了不引入新雜質(zhì)，還可用H2O2代替硝酸。(2)根據(jù)圖示流程可知，不溶于鹽酸和硝酸的沉淀A為SiO2(或H2SiO3)，SiO2(或H2SiO3)能

33、溶于弱酸氫氟酸，生成SiF4和H2O。(3)加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH＝4～5的過程中加熱，能防止膠體生成，易沉淀分離，結(jié)合流程圖可知，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3。 答案：(1)將樣品中可能存在的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，易沉淀分離　Al(OH)3　Fe(OH)3 考點(三)　硅酸鹽與無機(jī)非金屬材料 【精講精練快沖關(guān)】 [知能學(xué)通] 1．硅酸鹽 (1)硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼

34、巖石的重要成分。 (2)硅酸鹽組成的表示方法 通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2O·SiO2，長石(KAlSi3O8)可表示為K2O·Al2O3·6SiO2。 (3)硅酸鈉 ①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)，耐火阻燃材料。 2．無機(jī)非金屬

35、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。 ①常見硅酸鹽材料比較 水泥 玻璃 陶瓷 生產(chǎn)原料 石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英 黏土 主要設(shè)備 水泥回轉(zhuǎn)窯 玻璃熔窯 陶瓷窯 ②玻璃生產(chǎn)中的兩個重要反應(yīng)：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 (2)新型無機(jī)非金屬材料，如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷等。 [題點練通] 1．大多數(shù)物質(zhì)的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質(zhì)或用途得來的。下列物質(zhì)的俗名與化學(xué)式或用途不相符的一組是(　　) 選項 俗名 主要成分(化學(xué)式) 用途 A

36、 石英 SiO2 集成電路 B 純堿 Na2CO3 制備玻璃 C 水玻璃 Na2SiO3 制備硅膠 D 鐵紅 Fe2O3 用作油漆和涂料 解析：選A　石英主要用于生產(chǎn)玻璃和光導(dǎo)纖維等，晶體硅才用于制作集成電路。 2.(2019·邢臺模擬)我國在航天、軍事、天文等領(lǐng)城的發(fā)展備受世界矚目，它們與化學(xué)有著密切聯(lián)系。下列說法正確的是(　　) A．“中國天眼”的“眼眶”是鋼鐵結(jié)成的圈梁，屬于新型無機(jī)非金屬材料 B．“殲-20”飛機(jī)上大量使用的碳纖維是一種新型有機(jī)高分子材料 C．“神舟十一號”宇宙飛船返回艙外表面使用的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料 D．“天宮二號

37、”空間實驗室的太陽能電池板的主要材料是二氧化硅 解析：選C　鋼鐵屬于金屬材料，故A錯誤；碳纖維的成分是單質(zhì)碳，是無機(jī)高分子材料，故B錯誤；高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，故C正確；太陽能電池板的主要材料是硅，故D錯誤。 3．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SiO，然后SiO迅速水解生成H4SiO4。下列有關(guān)說法正確的是(　　) 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說明Cl的非金屬

38、性強(qiáng)于Si D．半導(dǎo)體工業(yè)所說的“從沙灘到用戶”是指將二氧化硅制成晶體硅 解析：選D　原硅酸鈉(Na4SiO4)是強(qiáng)電解質(zhì)，A項錯誤；石英玻璃的主要成分是SiO2，不屬于硅酸鹽產(chǎn)品，B項錯誤；HCl不是Cl的最高價氧化物對應(yīng)的水化物，無法通過鹽酸與硅酸鈉的反應(yīng)比較Cl、Si的非金屬性強(qiáng)弱，C項錯誤。 4．(2019·定遠(yuǎn)模擬)綠柱石(綠寶石)礦藏其主要化學(xué)成分為BenAl2Si6O18，可用氧化物形式表示為nBeO·Al2O3·6SiO2，其n值為______； 北京奧運(yùn)金牌“金鑲玉”環(huán)形玉璧由昆侖玉制成，昆侖玉的成分可簡單看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，將其化學(xué)式改寫成氧化物

39、形式為________________________________________________________________________。 解析：根據(jù)O原子守恒得n＋3＋6×2＝18，所以n＝3；根據(jù)硅酸鹽改寫成氧化物的形式為活潑金屬氧化物·較活潑金屬氧化物·二氧化硅·水，同時要遵循原子守恒，Ca2Mg5Si8O22(OH)2可表示為2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。 答案：3　2CaO·5MgO·8SiO2·H2O 硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法 (1)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。 (2)各元素的化合價保持不變，且滿足化合價代數(shù)和為零，各元素原子個數(shù)比符合原來的組成。 (3)當(dāng)計量數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時應(yīng)化為整數(shù)。如正長石：KAlSi3O8不能寫成K2O·Al2O3·3SiO2，應(yīng)寫成K2O·Al2O3·6SiO2?！　　　?