2013化学复习知识点深度剖析教案： 专题四 第一节 无机金属材料的主角——硅（人教版）
文档属性
| 名称 | 2013化学复习知识点深度剖析教案： 专题四 第一节 无机金属材料的主角——硅（人教版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 668.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-12-01 10:22:53 | ||
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文档简介
2013化学复习知识点深度剖析教案： 专题四 第一节 无机金属材料的主角——硅（人教版）
概述
元素化合物知识是中学化学的重要组成部分。《化学科考试说明》中元素化合物知识点共有100多个，非金属元素则是其中的重要板块，有关非金属元素知识的信息题、实验题、框图推断题在近几年高考中既是热点，又是难点，从近几年新课标高考卷来看，命题重点主要体现在以下几个方面：
（1）突出基础：高考选择非金属元素及其化合物最基本的知识命题，以化学性质为主体，兼顾物理性质、用途等；（2）强调联系：同一选择题可能考查多种主族非金属元素，也可以考查同一主族四块不同内容，考查知识不深，但联系宽泛。另一种联系方式是将元素化合物知识与基本概念和理论联系起来命题；（3）注重创新：高考不回避考查热点，但不断创新角度，选择近几年没有考查的视角命题。（4）考查主干： 选择元素及其化合物命题以主干知识为核心，一般不涉及教材之外的内容。（5）关注化工： 在II卷中，主要以无机化工流程图、综合实验探究等题型考查元素化合物知识，在STSE背景下考查元素及化合物知识。
知识梳理
1．碳和硅及其化合物间的相互转化关系
2．氯及其化合物
3．氮及其化合物的相互转化
4．硫及其化合物的相互转化
第一节 无机金属材料的主角——硅
考纲解读
考纲内容
要求
名师解读
碳及其化合物
Ⅰ
①硅的制备和二氧化硅、硅酸盐在最新信息中的展示；②以CO的还原性为命题点，综合考查化学实验设计和氧化还原反应；③以碳及其他元素形成的化合物为命题点，设计框图，综合考查推理能力、分
析、综合等诸种思维能力。
硅及其化合物
Ⅱ
基础巩固
一、硅单质
1．元素的存在形态、单质的物理性质及其用途
（1）结构：与金刚石相似，为_________结构。
（2）物理性质：熔点和沸点_______，导电性介于_______和_______之间。
（3）用途：制造________（信息材料）、制造________等。
2．化学性质：在常温下，除与F2、HF和强碱溶液反应以外，硅不易和其他物质反应。有关化学反应方程式为：________________________；___________________________；________________________________。
3．制取：________________________；________________________；_____________
________________________。
【思考交流1】硅的性质有哪些特殊性？
提示：（1）硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅。
SiO2+2C==Si+2CO↑
（2）非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还有H2生成
（与酸反应产生氢气是活泼金属的性质）。Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
（3）非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然。
Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑
二、二氧化硅
1．存在：广泛存在于自然界中（_______、_______、_______的主要成分均是二氧化硅）。
2．物理性质：纯SiO2是___色透明的晶体，硬度______，熔沸点_______。
3．化学性质：
（1）酸性氧化物：与NaOH反应____________________________。
（2）和氢氟酸反应：____________________________。
（3）在高温下，可与Na2CO3、CaCO3等碳酸盐反应。
4．用途：_______用于建筑，石英用于制造______________，纯SiO2用于制造光学器材和_____________。
【思考交流2】有人认为SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？
提示：不同意。因为SiO2只能与HF反应，而与其他酸不反应，且与HF反应时并没有同时生成盐和水。
三、硅酸和硅酸盐
1．硅酸
（1）物理性质：____溶于水。
（2）化学性质：
①弱酸性——比碳酸的酸性弱
与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________________；
向Na2SiO3溶液中通入少量CO2反应的化学方程式为______________________________。
②不稳定性
受热分解，化学方程式为__________________________。
（3）用途：硅胶可用做_________，也可用做_________的载体等。
2．硅酸盐
（1）硅酸盐
由__________________等元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
（2）硅酸钠
硅酸钠的水溶液俗称_________，是无色黏稠状液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。
（3）硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式来表示硅酸盐的组成：如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为______________，石棉（CaMg3Si4O12）可表示为______________________。
四、无机非金属材料
（1）三大硅酸盐材料—使用量最大的无机非金属材料
水泥
玻璃
陶瓷
生产原料
______________
______________
______________
主要设备
水泥回转窑
玻璃窑
陶瓷窑
（2）特殊功能的含硅物质
①碳化硅：化学式为________，俗称________，与金刚石结构相似，硬度很大。
②硅钢：具有很高的导磁性，用做变压器的铁芯。
③硅橡胶：既耐高温又耐低温的橡胶。
④分子筛：具有均匀微孔结构的铝硅酸盐，主要用做________和________。
实验探究
拓展实验：高纯硅的制取实验
【原理】高纯硅在科技进步、信息革命、新能源研究等方面起到了至关重要的作用。在各类考试中，有关高纯硅的制取问题，一直是命题的热点。
【准备】分液漏斗、烧杯、广口瓶、SiHCl3、稀硫酸、锌、浓硫酸、水、石英管。
【操作】 ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2；
③SiHCl3与过量的H2在1000℃～1100℃的条件下反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O发生强烈反应，在空气中易自燃。
练一练：
（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_______________________。
（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示（热源及夹持装置略去）：
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不能采用普通玻璃管的原因是__________________________，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，操作的关键是检验实验装置的气密性，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（填写字母代号）是（ ）
a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液
重点突破
一、直击考点
考点一 硅及其重要化合物知识网络
在高考中单纯涉及本章部分内容的试题并不多，大多是以综合考查非金属元素知识方式进行的。近年来出现设计纳米技术、新材料的信息题，又由于本考点知识与日常生活、生产联系较广，因此在高考复习中必须引起高度重视，但这类试题难度都不是很大，只要掌握其新型无机非金属材料的特点一般都能解决。
【例1】在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质。据此填空：
（1）写出各物质的化学式
A_________ B_________ C________ D__________ E_________ F________
（2）B与a溶液反应的离子方程式是________________________________________；
（3）A与a溶液反应的离子方程式是________________________________________。
考点二 用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成 这种题型的特点常联系自然界的一些岩石、矿物，以填空题的形式出现，有时会结合社会生活，难度较大。
【例2】矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所指的风化作用是指矿物与水、CO2同时作用的过程。
例如钾长石（KAlSi3O8）风化生成高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，此后反应的离子方程式为：
2KAlSi3O8+2H2CO3+9H2O==2K++2HCO3－+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4。
（1）将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式
①KAlSi3O8______________ ②Al2Si2O5(OH)4________________
（2）上述反应能够发生的原因是_________________________________________。
考点三 比较水泥和玻璃的生产方法
这种题型的特点是以社会热点为背景，起点高落点低，只要结合所学知识分析，就能解题。解决这部分试题的关键在于要从生活中认识化学，将书本的知识与实际相联系。
硅酸盐产品
水泥
玻璃
主要设备
水泥回转窑
玻璃熔炉
原料
石灰石和粘土
纯碱、石灰石、石英（过量）
反应原理
发生复杂的物理—化学变化（不作要求）
Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
主要成分
2CaO·SiO2·3CaO·SiO2
3CaO·Al2O3
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
反应条件
高温
高温
石英玻璃、普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃的化学组成和性质异同点：石英玻璃是由二氧化硅组成的玻璃，其硬度较大，膨胀系数低，耐热性、化学稳定性和电绝缘性都好。把普通玻璃加热到接近软化的温度后急速均匀冷却，得到钢化玻璃。所以普通玻璃和钢化玻璃的化学组成相同，都是钠钙的硅酸盐，但钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大，热稳定性也较高。有色玻璃的化学组成与普通玻璃相比，增加了某些金属氧化物。
【例3】下列表述正确的是（ ）
①人造刚玉的熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分为二氧化硅
②化学家采用玛瑙研砵磨擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐
③提前建成的三峡大坝使用了大量的水泥，水泥是硅酸盐材料
④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
⑤太阳能电池可用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤
考点四 硅及其化合物的“反常”现象归纳
这种题型主要在物质推断中出现，硅及其化合物的“反常”现象往往是我们进行物质推断的题眼，所以对于这些“反常”现象需要记忆，这样便于我们迅速完成解题。
1．非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。
2．硅化学性质不活泼，但自然界中却没有游离态的硅，它以二氧化硅、硅酸盐等形式存在。
3．硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅：Si＋2C Si＋2CO↑。
4．非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然：Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑。
5．非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还有氢气生成：
Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑。
6．虽然二氧化硅是硅酸的酸酐，但不用二氧化硅与水反应制备硅酸，一般用可溶性硅酸盐跟酸作用来制备：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3↓＋2NaCl。
7．酸性氧化物一般不与酸反应（除氧化还原反应外），而二氧化硅却能与氢氟酸反应：
SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O
8．无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。
9．较强的酸能把较弱的酸从其盐溶液中制取出来，这是复分解反应的一般规律，如Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓，而反应Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑也能进行。
10．硅酸盐的水溶液俗称水玻璃，但它和玻璃的化学成分并不相同。硅酸钠也叫泡花碱，但它是盐而不是碱。
11．非金属氧化物一般是分子晶体，而二氧化硅却是原子晶体。
【例4】指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内
①SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O （ ）
②Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + CO2↑ （ ）
③SiO2 + 2C Si + 2CO↑ （ ）
④SiO2 + 3C SiC + 2CO↑ （ ）
⑤SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O （ ）
A．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀 B．弱氧化性
C．酸性氧化物的通性 D．将挥发性酸酐从其盐中置换出来
E．未参加氧化还原反应
二、走出误区：
误区一 误认为在可溶性的碳酸盐溶液和酸式碳酸盐溶液中逐滴加入强酸溶液实验现象相同
在可溶性的碳酸盐溶液和酸式碳酸盐溶液中直接加入大量的强酸溶液，实验现象均是有大量的无色无味的气体生成，而在上述溶液中逐滴加入强酸溶液的实验现象就不同了，前者先生成酸式盐，当正盐全部转变成酸式盐后再加强酸则有气体放出；后者则直接放出无色无味的气体，这两个实验现象的差异很容易被忽略，也是命题者常设的陷阱。由于硅酸的酸性很弱，则没有碳酸盐的这一性质，在可溶性的硅酸盐溶液中加强酸则立即有沉淀生成。
【例1】只用一种试剂就能将Na2SiO3、Na2CO3、MgCl2、Ba(HCO3(2四种无色溶液区别开来，这种试剂是（ ）
A( 氢氧化钠溶液 B( 澄清石灰水
C( 2 mol / L 盐酸 D( 2 mol / L 硫酸
错解：D
原因：A项中将氢氧化钠溶液加入到上述四种溶液中，均无白色沉淀，故A项不正确；B项中澄清石灰水分别加入到四种溶液中均有白色沉淀，故B项不正确；C项中将2 mol / L 盐酸分别加入到上述四种溶液中，有白色沉淀的是Na2SiO3溶液，Na2CO3中加入盐酸有无色无味的气体放出，将盐酸加入到MgCl2溶液中无明显现象，在Ba(HCO3(2溶液中加入盐酸溶液有无色无味的气体放出，故C项不正确；D项中2 mol / L 硫酸若加入到Na2SiO3溶液中有难溶于水的硅酸白色沉淀，硫酸加入到Na2CO3溶液中有无色无味的气体放出，MgCl2溶液中加入稀硫酸无明显现象，在Ba(HCO3(2溶液中加入稀硫酸既有白色沉淀又有无色无味的气体产生实验现象各不同，故D项正确。
正解：CD
原因：上述分析中A、B、D项均分析正确的，但C项的分析错了，因为在Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始发生的反应是CO32―+H＋═HCO3―，没有无色无味的CO2气体放出，但继续加入稀盐酸，则有无色无味的气体产生。上述四种溶液中的实验现象均不同所以应选C项和D项。
误区二 误认为化学方程式和离子方程式的书写与试剂的“过量”和“少量”无关
某种试剂的“过量”和“少量”的化学方程式和离子方程式的书写问题，也是同学在书写化学方程式中易错和易混淆的问题，也是化学方程式和离子方程式正、误判断中出现概率较高的题，分析该类题的书写方法和规律，对你能正确判断该类离子方程式的书写正误将有大的帮助。
【例2】按下列要求书写下列反应的化学和离子方程式
（1）向一定量的Na2SiO3溶液中通入过量的CO2气体；
（2）向一定量的小苏打溶液中逐滴加入澄清的石灰水至过量；
（3）向一定量的澄清的石灰水中逐滴加入小苏打溶液至过量。
错解：
（1）化学方程式：Na2SiO3 + CO2 + H2O ═ H2SiO3↓ + Na2CO3
离子方程式：SiO32―+ CO2 + H2O ═ H2SiO3↓+CO32―
（2）化学方程式：2NaHCO3+Ca(OH)2 ═ Na2CO3+CaCO3↓+2H2O
离子方程式：2HCO3―+Ca2＋+2OH― ═ CaCO3↓+CO32―+2H2O
（3）化学方程式：NaHCO3+Ca(OH)2 ═ NaOH+CaCO3↓+H2O
离子方程式：HCO3―+Ca2＋+OH― ═ CaCO3↓+H2
化学方程式：NaHCO3+Ca(OH)2 ═ NaOH+CaCO3↓+H2O，离子方程式：HCO3―+Ca2＋+OH—═ CaCO3↓+H2O，当澄清的石灰水反应完后，继续滴加NaHCO3溶液的方程式：NaHCO3 + NaOH ═ Na2CO3 + H2O，离子方程式：HCO3― + OH― ═ CO32― + H2O。总结“过量”和“少量”时书写方程式的方法简称：“少定”和“多变”。具体的含义是；“少定”——若某反应物是少量时，“定”该少量物为1个分子完全反应，或1mol完全反应；“多变”——是指某过量反应物可多可少，即是将1分子（或1mol）少量反应物完全反应所需的过量反应物的分子个数或物质的量。
误区三 单质硅和氢氧化钠溶液的反应：Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑，误认为氢氧化钠是氧化剂
【例3】下列离子方程式或表示方法正确的是 （ ）
A．单质硅和强碱溶液反应 Si + 2OH― + H2O == SiO32―+ 2H2↑
B．四氧化三铁和足量的盐酸反应的离子方程式 Fe3O4+8H+ ==3Fe2＋+4H2O
C．碳酸氢钙与过量氢氧化钠溶液反应 Ca2++CO32-=CaCO3↓
D．把稀硫酸滴人硅酸钠溶液中 2H++H2O+SiO32-=H4SiO4↓
巩固复习
1．根据水泥和玻璃的生产，总结出硅酸盐工业的一般特点是（ ）
①生成物是硅酸盐 ②反应条件是高温 ③含有硅的物质作原料 ④反应原理是一系列
复杂的物理化学变化
A．①③ B．①②③ C．①③④ D．①②③④
答案：D解析：该题主要考查学生归纳知识的能力，知识的总结和归纳能力也是重要的能力之一。
2．关于地壳中含量占第一位与第二位的元素之间形成的化合物，下列说法正确的是（ ）
A．可溶于水，显酸性 B．它的化学性质不活泼
C．是酸性氧化物，不溶于任何酸 D．它的熔沸点较低，物理性质类似于CO2
答案：B解析：地壳中含量第一位、第二位的分别是O、Si，它们形成的化合物是SiO2，SiO2不溶于水，不和水反应，熔沸点较高，硬度较大，物理性质和CO2的差异很大，故A项、D
项均不正确。C项中SiO2虽是酸性氧化物，和很多酸不反应，但能和氢氟酸反应：SiO2 +
4HF = SiF4↑+ 2H2O，故C项不正确。B项中由于硅的亲氧性大，我们可以得出SiO2的化学性质稳定，故B项正确。
3．能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是（ ）
A．CO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸
B．在高温条件下，SiO2和Na2CO3能发生反应：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑
C．SiO2熔点比CO2高
D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶
4．碳化硅(SiC)的一种具有类似金刚石的结构的晶体，其中碳原子和硅原子的位置是交错的，在下列三种晶体①金刚石②晶体硅③碳化硅中，熔点从高到低的顺序是( )
A．①③② B．②③① C．③①② D．②①③
答案：A解析：由题意可知SiC属于原子晶体，原子晶体的熔沸点高低与形成原子晶体的原子半径相关，原子半径越小，原子间的作用力越强，原子晶体的熔沸点越高，故熔沸点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
5．新型无机材料碳化钛（TiC）、碳化硼（B4C）、氮化硅（Si3N4）等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温的条件下进行，在合成时最好在（ ）
A．氧气气氛中 B．二氧化碳气氛中
C．氩气气氛中 D．以上均可
答案：C解析：氧气化学性质活泼，在高温的条件下，能与非氧化物陶瓷反应，A不正确；在高温的条件下，CO2能与单质碳及碳化物反应，生成CO，B不正确；氩气化学性质较稳定，在高温的条件下不与非氧化物陶瓷反应，所以C正确。
6．下列盐溶液中，通入过量CO2，最后溶液中还有白色沉淀的是（ ）
A．BaCl2 B．Ca(ClO)2 C．Ca(OH)2 D．Na2SiO3
答案：D解析：A，碳酸的酸性比盐酸弱，不能反应；B、C，首先生成碳酸钙沉淀，但CO2过量又会生成可溶性的碳酸氢钙；D，生成的硅酸或原硅酸不溶于水，也不溶于过量的二氧化碳水溶液。
7．下列关于碳族元素的说法中，错误的是（ ）
A．迄今为止，生成化合物种类最多的元素是碳
B．气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱
C．最外层都有4个电子，稳定的氧化物均为RO2（其中R表示碳族元素）
D．从上到下，非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显
答案： C解析：碳族元素中C、Si、Ge、Sn的+4价化合物比较稳定，而Pb的+2价化合物比较稳定，+4价铅的化合物具有较强的氧化性。
8．将石墨置于熔融的钾或气态的钾中，石墨会吸收钾而形成钾石墨，其结构可以是C8K、C24K、C36K和C48K。在钾石墨中，钾元素处于石墨层中间，因此石墨层之间被胀大，层间的距离增加。下列对钾石墨的叙述中，不正确的是（ ）
A．钾石墨中可能存在K+
B．钾石墨导电性比石墨强
C．钾石墨与水相遇，可能发生化学反应
D．C8K、C24K、C36K和C48K属于同素异形体
答案： D解析：由信息可知，这些物质不是简单的金属碳化物，相当于金属钾嵌入石墨层中间，钾晶体属于金属晶体，含有钾离子，钾与水能发生反应，钾的导电性比石墨强，所以A、B、C正确；D，由同种元素形成的不同单质才是同素异形体。
提高训练
9．下列化学用语或类别，不正确的是（ ）
A． SiC属原子晶体 B．甲基的电子式
C． C60分子模形图 D．碳的原子结构示意图
答案：B．解析 ：甲基的电子式应为。
10．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )
材料
主要化学成分
A
刚玉、金刚石
三氧化二铝
B
大理石、石灰石
碳酸钙
C
普通水泥、普通玻璃
硅酸盐
D
沙子、石英
二氧化硅
11．现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是( )
①SiO2→Na2SiO3；②CuSO4→CuCl2；③SiO2→H2SiO3；④CuO→Cu(OH)2；⑤Na2O2→Na2SO4
A．①② B．③④ C．②③④ D．②③④⑤
答案：B解析：①可由SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O制得；②可由CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2制得；难溶性酸、碱不能由其氧化物与水反应制得，③中H2SiO3为难溶性酸，④中的Cu(OH)2为难溶性碱；⑤可由反应Na2O2 ＋ SO2===Na2SO4制得。
12．下列离子方程式正确的是（ ）
A．碳酸氢钙溶液中加盐酸：HCO3－+H+==CO2↑+H2O
B．碳酸氢钙溶液中加足量的氢氧化钠溶液：Ca2++OH－+HCO3－==CaCO3↓+H2O
C．稀硫酸和氢氧化钡溶液：Ba2++SO42－==BaSO4↓
D．水玻璃中通入过量二氧化碳：SiO32－+CO2+2H2O==CO32－+H4SiO4↓
13．若甲、丙为短周期主族元素组成的单质，乙、丁都是由两种元素组成的化合物，它们之间有如图所示的转化关系，则满足条件的甲和丙可以为（ ）
A．钠和氧气 B．氯气和氧气 C．碳和硅 D．氯气和溴
答案：C解析：钠不能置换出氧，A不正确；氯气和水反应生成HCl和HClO，B不正确；碳在高温下还原二氧化硅得到硅和一氧化碳，C正确；溴不是短周期元素，D不正确。
14．烧杯中放入固体物质X和液态物质Y，X不能溶解，当通入气体Z时发现X逐渐溶解，直到完全溶解，则X、Y、Z分别是（ ）
A．二氧化硅、氯化亚铁溶液、氯气 B．大理石、水、三氧化硫气体
C．氧化铝、水、氨气 D．碳酸钡、碳酸氢钠溶液、二氧化氮气体
15．对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是( )
A．SiO2和CO2中，Si和O，C和O之间都是共价键
B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8
C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应
D．该族元素的主要化合价是＋4和＋2
16．(2011湖南长沙)酸根RO所含电子数比硝酸根NO的电子数多8，则下列说法正确的是( )
A．R和N为同族元素 B．RO中R的化合价与NO中的N的化合价相等
C．RO既能被氧化又能被还原 D．R原子的电子层数比N的电子层数多1
答案：D解析：R的电子数比N多7，则R为Si元素，位于第三周期，第ⅣA族。
17．据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取了一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量的这种材料掺入混凝土中，即可轻易制备出超高强度和超高耐久性的高性能混凝土。下列说法中正确的是( )
A．二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物
B．将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸
C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出了二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强
D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
18．(2011湖北天门)开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是( )
A．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 B．C60属于原子晶体，用于制造纳米材料
C．纤维素乙酸酯属于天然高分子材料 D．单晶硅常用于制造光导纤维
答案：A解析：B项，C60属于分子晶体；C项，纤维素乙酸酯是人工合成的高分子材料； D项，二氧化硅常用于制造光导纤维。
19．V、W、X、Y、Z是由周期表中1～20号部分元素组成的5种化合物，其中V、W、X、Z均为两种元素组成。上述5中化合物涉及的所有元素的原子序数之和等于35。它们之间的反应关系如下图：
（1）5种化合物分别是V 、W 、X 、Y 、Z ；（填化学式）
（2）由上述5中化合物中的某2种化合物反应可生成一种新化合物，它包含了5种化合物中的所有元素，生成该化合物的化学方程式是 ；
（3）V的电子式是 。
答案：（1）CaC2、CaO、CO2、Ca(OH)2、C2H2
（2）Ca(OH)2+CO2=Ca(HCO3)2
（3）
①固体A的化学式是 ；
②固体F的物质的量是 ；
③通过计算，给出用氧化物的形式表示某种膨化蛭石组成的化学式：
。
概述
元素化合物知识是中学化学的重要组成部分。《化学科考试说明》中元素化合物知识点共有100多个，非金属元素则是其中的重要板块，有关非金属元素知识的信息题、实验题、框图推断题在近几年高考中既是热点，又是难点，从近几年新课标高考卷来看，命题重点主要体现在以下几个方面：
（1）突出基础：高考选择非金属元素及其化合物最基本的知识命题，以化学性质为主体，兼顾物理性质、用途等；（2）强调联系：同一选择题可能考查多种主族非金属元素，也可以考查同一主族四块不同内容，考查知识不深，但联系宽泛。另一种联系方式是将元素化合物知识与基本概念和理论联系起来命题；（3）注重创新：高考不回避考查热点，但不断创新角度，选择近几年没有考查的视角命题。（4）考查主干： 选择元素及其化合物命题以主干知识为核心，一般不涉及教材之外的内容。（5）关注化工： 在II卷中，主要以无机化工流程图、综合实验探究等题型考查元素化合物知识，在STSE背景下考查元素及化合物知识。
知识梳理
1．碳和硅及其化合物间的相互转化关系
2．氯及其化合物
3．氮及其化合物的相互转化
4．硫及其化合物的相互转化
第一节 无机金属材料的主角——硅
考纲解读
考纲内容
要求
名师解读
碳及其化合物
Ⅰ
①硅的制备和二氧化硅、硅酸盐在最新信息中的展示；②以CO的还原性为命题点，综合考查化学实验设计和氧化还原反应；③以碳及其他元素形成的化合物为命题点，设计框图，综合考查推理能力、分
析、综合等诸种思维能力。
硅及其化合物
Ⅱ
基础巩固
一、硅单质
1．元素的存在形态、单质的物理性质及其用途
（1）结构：与金刚石相似，为_________结构。
（2）物理性质：熔点和沸点_______，导电性介于_______和_______之间。
（3）用途：制造________（信息材料）、制造________等。
2．化学性质：在常温下，除与F2、HF和强碱溶液反应以外，硅不易和其他物质反应。有关化学反应方程式为：________________________；___________________________；________________________________。
3．制取：________________________；________________________；_____________
________________________。
【思考交流1】硅的性质有哪些特殊性？
提示：（1）硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅。
SiO2+2C==Si+2CO↑
（2）非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还有H2生成
（与酸反应产生氢气是活泼金属的性质）。Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
（3）非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然。
Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑
二、二氧化硅
1．存在：广泛存在于自然界中（_______、_______、_______的主要成分均是二氧化硅）。
2．物理性质：纯SiO2是___色透明的晶体，硬度______，熔沸点_______。
3．化学性质：
（1）酸性氧化物：与NaOH反应____________________________。
（2）和氢氟酸反应：____________________________。
（3）在高温下，可与Na2CO3、CaCO3等碳酸盐反应。
4．用途：_______用于建筑，石英用于制造______________，纯SiO2用于制造光学器材和_____________。
【思考交流2】有人认为SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？
提示：不同意。因为SiO2只能与HF反应，而与其他酸不反应，且与HF反应时并没有同时生成盐和水。
三、硅酸和硅酸盐
1．硅酸
（1）物理性质：____溶于水。
（2）化学性质：
①弱酸性——比碳酸的酸性弱
与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________________；
向Na2SiO3溶液中通入少量CO2反应的化学方程式为______________________________。
②不稳定性
受热分解，化学方程式为__________________________。
（3）用途：硅胶可用做_________，也可用做_________的载体等。
2．硅酸盐
（1）硅酸盐
由__________________等元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
（2）硅酸钠
硅酸钠的水溶液俗称_________，是无色黏稠状液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。
（3）硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式来表示硅酸盐的组成：如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为______________，石棉（CaMg3Si4O12）可表示为______________________。
四、无机非金属材料
（1）三大硅酸盐材料—使用量最大的无机非金属材料
水泥
玻璃
陶瓷
生产原料
______________
______________
______________
主要设备
水泥回转窑
玻璃窑
陶瓷窑
（2）特殊功能的含硅物质
①碳化硅：化学式为________，俗称________，与金刚石结构相似，硬度很大。
②硅钢：具有很高的导磁性，用做变压器的铁芯。
③硅橡胶：既耐高温又耐低温的橡胶。
④分子筛：具有均匀微孔结构的铝硅酸盐，主要用做________和________。
实验探究
拓展实验：高纯硅的制取实验
【原理】高纯硅在科技进步、信息革命、新能源研究等方面起到了至关重要的作用。在各类考试中，有关高纯硅的制取问题，一直是命题的热点。
【准备】分液漏斗、烧杯、广口瓶、SiHCl3、稀硫酸、锌、浓硫酸、水、石英管。
【操作】 ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2；
③SiHCl3与过量的H2在1000℃～1100℃的条件下反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O发生强烈反应，在空气中易自燃。
练一练：
（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_______________________。
（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示（热源及夹持装置略去）：
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不能采用普通玻璃管的原因是__________________________，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，操作的关键是检验实验装置的气密性，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（填写字母代号）是（ ）
a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液
重点突破
一、直击考点
考点一 硅及其重要化合物知识网络
在高考中单纯涉及本章部分内容的试题并不多，大多是以综合考查非金属元素知识方式进行的。近年来出现设计纳米技术、新材料的信息题，又由于本考点知识与日常生活、生产联系较广，因此在高考复习中必须引起高度重视，但这类试题难度都不是很大，只要掌握其新型无机非金属材料的特点一般都能解决。
【例1】在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质。据此填空：
（1）写出各物质的化学式
A_________ B_________ C________ D__________ E_________ F________
（2）B与a溶液反应的离子方程式是________________________________________；
（3）A与a溶液反应的离子方程式是________________________________________。
考点二 用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成 这种题型的特点常联系自然界的一些岩石、矿物，以填空题的形式出现，有时会结合社会生活，难度较大。
【例2】矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所指的风化作用是指矿物与水、CO2同时作用的过程。
例如钾长石（KAlSi3O8）风化生成高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，此后反应的离子方程式为：
2KAlSi3O8+2H2CO3+9H2O==2K++2HCO3－+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4。
（1）将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式
①KAlSi3O8______________ ②Al2Si2O5(OH)4________________
（2）上述反应能够发生的原因是_________________________________________。
考点三 比较水泥和玻璃的生产方法
这种题型的特点是以社会热点为背景，起点高落点低，只要结合所学知识分析，就能解题。解决这部分试题的关键在于要从生活中认识化学，将书本的知识与实际相联系。
硅酸盐产品
水泥
玻璃
主要设备
水泥回转窑
玻璃熔炉
原料
石灰石和粘土
纯碱、石灰石、石英（过量）
反应原理
发生复杂的物理—化学变化（不作要求）
Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
主要成分
2CaO·SiO2·3CaO·SiO2
3CaO·Al2O3
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
反应条件
高温
高温
石英玻璃、普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃的化学组成和性质异同点：石英玻璃是由二氧化硅组成的玻璃，其硬度较大，膨胀系数低，耐热性、化学稳定性和电绝缘性都好。把普通玻璃加热到接近软化的温度后急速均匀冷却，得到钢化玻璃。所以普通玻璃和钢化玻璃的化学组成相同，都是钠钙的硅酸盐，但钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大，热稳定性也较高。有色玻璃的化学组成与普通玻璃相比，增加了某些金属氧化物。
【例3】下列表述正确的是（ ）
①人造刚玉的熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分为二氧化硅
②化学家采用玛瑙研砵磨擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐
③提前建成的三峡大坝使用了大量的水泥，水泥是硅酸盐材料
④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
⑤太阳能电池可用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤
考点四 硅及其化合物的“反常”现象归纳
这种题型主要在物质推断中出现，硅及其化合物的“反常”现象往往是我们进行物质推断的题眼，所以对于这些“反常”现象需要记忆，这样便于我们迅速完成解题。
1．非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。
2．硅化学性质不活泼，但自然界中却没有游离态的硅，它以二氧化硅、硅酸盐等形式存在。
3．硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅：Si＋2C Si＋2CO↑。
4．非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然：Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑。
5．非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还有氢气生成：
Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑。
6．虽然二氧化硅是硅酸的酸酐，但不用二氧化硅与水反应制备硅酸，一般用可溶性硅酸盐跟酸作用来制备：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3↓＋2NaCl。
7．酸性氧化物一般不与酸反应（除氧化还原反应外），而二氧化硅却能与氢氟酸反应：
SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O
8．无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。
9．较强的酸能把较弱的酸从其盐溶液中制取出来，这是复分解反应的一般规律，如Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓，而反应Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑也能进行。
10．硅酸盐的水溶液俗称水玻璃，但它和玻璃的化学成分并不相同。硅酸钠也叫泡花碱，但它是盐而不是碱。
11．非金属氧化物一般是分子晶体，而二氧化硅却是原子晶体。
【例4】指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内
①SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O （ ）
②Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + CO2↑ （ ）
③SiO2 + 2C Si + 2CO↑ （ ）
④SiO2 + 3C SiC + 2CO↑ （ ）
⑤SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O （ ）
A．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀 B．弱氧化性
C．酸性氧化物的通性 D．将挥发性酸酐从其盐中置换出来
E．未参加氧化还原反应
二、走出误区：
误区一 误认为在可溶性的碳酸盐溶液和酸式碳酸盐溶液中逐滴加入强酸溶液实验现象相同
在可溶性的碳酸盐溶液和酸式碳酸盐溶液中直接加入大量的强酸溶液，实验现象均是有大量的无色无味的气体生成，而在上述溶液中逐滴加入强酸溶液的实验现象就不同了，前者先生成酸式盐，当正盐全部转变成酸式盐后再加强酸则有气体放出；后者则直接放出无色无味的气体，这两个实验现象的差异很容易被忽略，也是命题者常设的陷阱。由于硅酸的酸性很弱，则没有碳酸盐的这一性质，在可溶性的硅酸盐溶液中加强酸则立即有沉淀生成。
【例1】只用一种试剂就能将Na2SiO3、Na2CO3、MgCl2、Ba(HCO3(2四种无色溶液区别开来，这种试剂是（ ）
A( 氢氧化钠溶液 B( 澄清石灰水
C( 2 mol / L 盐酸 D( 2 mol / L 硫酸
错解：D
原因：A项中将氢氧化钠溶液加入到上述四种溶液中，均无白色沉淀，故A项不正确；B项中澄清石灰水分别加入到四种溶液中均有白色沉淀，故B项不正确；C项中将2 mol / L 盐酸分别加入到上述四种溶液中，有白色沉淀的是Na2SiO3溶液，Na2CO3中加入盐酸有无色无味的气体放出，将盐酸加入到MgCl2溶液中无明显现象，在Ba(HCO3(2溶液中加入盐酸溶液有无色无味的气体放出，故C项不正确；D项中2 mol / L 硫酸若加入到Na2SiO3溶液中有难溶于水的硅酸白色沉淀，硫酸加入到Na2CO3溶液中有无色无味的气体放出，MgCl2溶液中加入稀硫酸无明显现象，在Ba(HCO3(2溶液中加入稀硫酸既有白色沉淀又有无色无味的气体产生实验现象各不同，故D项正确。
正解：CD
原因：上述分析中A、B、D项均分析正确的，但C项的分析错了，因为在Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始发生的反应是CO32―+H＋═HCO3―，没有无色无味的CO2气体放出，但继续加入稀盐酸，则有无色无味的气体产生。上述四种溶液中的实验现象均不同所以应选C项和D项。
误区二 误认为化学方程式和离子方程式的书写与试剂的“过量”和“少量”无关
某种试剂的“过量”和“少量”的化学方程式和离子方程式的书写问题，也是同学在书写化学方程式中易错和易混淆的问题，也是化学方程式和离子方程式正、误判断中出现概率较高的题，分析该类题的书写方法和规律，对你能正确判断该类离子方程式的书写正误将有大的帮助。
【例2】按下列要求书写下列反应的化学和离子方程式
（1）向一定量的Na2SiO3溶液中通入过量的CO2气体；
（2）向一定量的小苏打溶液中逐滴加入澄清的石灰水至过量；
（3）向一定量的澄清的石灰水中逐滴加入小苏打溶液至过量。
错解：
（1）化学方程式：Na2SiO3 + CO2 + H2O ═ H2SiO3↓ + Na2CO3
离子方程式：SiO32―+ CO2 + H2O ═ H2SiO3↓+CO32―
（2）化学方程式：2NaHCO3+Ca(OH)2 ═ Na2CO3+CaCO3↓+2H2O
离子方程式：2HCO3―+Ca2＋+2OH― ═ CaCO3↓+CO32―+2H2O
（3）化学方程式：NaHCO3+Ca(OH)2 ═ NaOH+CaCO3↓+H2O
离子方程式：HCO3―+Ca2＋+OH― ═ CaCO3↓+H2
化学方程式：NaHCO3+Ca(OH)2 ═ NaOH+CaCO3↓+H2O，离子方程式：HCO3―+Ca2＋+OH—═ CaCO3↓+H2O，当澄清的石灰水反应完后，继续滴加NaHCO3溶液的方程式：NaHCO3 + NaOH ═ Na2CO3 + H2O，离子方程式：HCO3― + OH― ═ CO32― + H2O。总结“过量”和“少量”时书写方程式的方法简称：“少定”和“多变”。具体的含义是；“少定”——若某反应物是少量时，“定”该少量物为1个分子完全反应，或1mol完全反应；“多变”——是指某过量反应物可多可少，即是将1分子（或1mol）少量反应物完全反应所需的过量反应物的分子个数或物质的量。
误区三 单质硅和氢氧化钠溶液的反应：Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑，误认为氢氧化钠是氧化剂
【例3】下列离子方程式或表示方法正确的是 （ ）
A．单质硅和强碱溶液反应 Si + 2OH― + H2O == SiO32―+ 2H2↑
B．四氧化三铁和足量的盐酸反应的离子方程式 Fe3O4+8H+ ==3Fe2＋+4H2O
C．碳酸氢钙与过量氢氧化钠溶液反应 Ca2++CO32-=CaCO3↓
D．把稀硫酸滴人硅酸钠溶液中 2H++H2O+SiO32-=H4SiO4↓
巩固复习
1．根据水泥和玻璃的生产，总结出硅酸盐工业的一般特点是（ ）
①生成物是硅酸盐 ②反应条件是高温 ③含有硅的物质作原料 ④反应原理是一系列
复杂的物理化学变化
A．①③ B．①②③ C．①③④ D．①②③④
答案：D解析：该题主要考查学生归纳知识的能力，知识的总结和归纳能力也是重要的能力之一。
2．关于地壳中含量占第一位与第二位的元素之间形成的化合物，下列说法正确的是（ ）
A．可溶于水，显酸性 B．它的化学性质不活泼
C．是酸性氧化物，不溶于任何酸 D．它的熔沸点较低，物理性质类似于CO2
答案：B解析：地壳中含量第一位、第二位的分别是O、Si，它们形成的化合物是SiO2，SiO2不溶于水，不和水反应，熔沸点较高，硬度较大，物理性质和CO2的差异很大，故A项、D
项均不正确。C项中SiO2虽是酸性氧化物，和很多酸不反应，但能和氢氟酸反应：SiO2 +
4HF = SiF4↑+ 2H2O，故C项不正确。B项中由于硅的亲氧性大，我们可以得出SiO2的化学性质稳定，故B项正确。
3．能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是（ ）
A．CO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸
B．在高温条件下，SiO2和Na2CO3能发生反应：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑
C．SiO2熔点比CO2高
D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶
4．碳化硅(SiC)的一种具有类似金刚石的结构的晶体，其中碳原子和硅原子的位置是交错的，在下列三种晶体①金刚石②晶体硅③碳化硅中，熔点从高到低的顺序是( )
A．①③② B．②③① C．③①② D．②①③
答案：A解析：由题意可知SiC属于原子晶体，原子晶体的熔沸点高低与形成原子晶体的原子半径相关，原子半径越小，原子间的作用力越强，原子晶体的熔沸点越高，故熔沸点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
5．新型无机材料碳化钛（TiC）、碳化硼（B4C）、氮化硅（Si3N4）等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温的条件下进行，在合成时最好在（ ）
A．氧气气氛中 B．二氧化碳气氛中
C．氩气气氛中 D．以上均可
答案：C解析：氧气化学性质活泼，在高温的条件下，能与非氧化物陶瓷反应，A不正确；在高温的条件下，CO2能与单质碳及碳化物反应，生成CO，B不正确；氩气化学性质较稳定，在高温的条件下不与非氧化物陶瓷反应，所以C正确。
6．下列盐溶液中，通入过量CO2，最后溶液中还有白色沉淀的是（ ）
A．BaCl2 B．Ca(ClO)2 C．Ca(OH)2 D．Na2SiO3
答案：D解析：A，碳酸的酸性比盐酸弱，不能反应；B、C，首先生成碳酸钙沉淀，但CO2过量又会生成可溶性的碳酸氢钙；D，生成的硅酸或原硅酸不溶于水，也不溶于过量的二氧化碳水溶液。
7．下列关于碳族元素的说法中，错误的是（ ）
A．迄今为止，生成化合物种类最多的元素是碳
B．气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱
C．最外层都有4个电子，稳定的氧化物均为RO2（其中R表示碳族元素）
D．从上到下，非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显
答案： C解析：碳族元素中C、Si、Ge、Sn的+4价化合物比较稳定，而Pb的+2价化合物比较稳定，+4价铅的化合物具有较强的氧化性。
8．将石墨置于熔融的钾或气态的钾中，石墨会吸收钾而形成钾石墨，其结构可以是C8K、C24K、C36K和C48K。在钾石墨中，钾元素处于石墨层中间，因此石墨层之间被胀大，层间的距离增加。下列对钾石墨的叙述中，不正确的是（ ）
A．钾石墨中可能存在K+
B．钾石墨导电性比石墨强
C．钾石墨与水相遇，可能发生化学反应
D．C8K、C24K、C36K和C48K属于同素异形体
答案： D解析：由信息可知，这些物质不是简单的金属碳化物，相当于金属钾嵌入石墨层中间，钾晶体属于金属晶体，含有钾离子，钾与水能发生反应，钾的导电性比石墨强，所以A、B、C正确；D，由同种元素形成的不同单质才是同素异形体。
提高训练
9．下列化学用语或类别，不正确的是（ ）
A． SiC属原子晶体 B．甲基的电子式
C． C60分子模形图 D．碳的原子结构示意图
答案：B．解析 ：甲基的电子式应为。
10．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )
材料
主要化学成分
A
刚玉、金刚石
三氧化二铝
B
大理石、石灰石
碳酸钙
C
普通水泥、普通玻璃
硅酸盐
D
沙子、石英
二氧化硅
11．现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是( )
①SiO2→Na2SiO3；②CuSO4→CuCl2；③SiO2→H2SiO3；④CuO→Cu(OH)2；⑤Na2O2→Na2SO4
A．①② B．③④ C．②③④ D．②③④⑤
答案：B解析：①可由SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O制得；②可由CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2制得；难溶性酸、碱不能由其氧化物与水反应制得，③中H2SiO3为难溶性酸，④中的Cu(OH)2为难溶性碱；⑤可由反应Na2O2 ＋ SO2===Na2SO4制得。
12．下列离子方程式正确的是（ ）
A．碳酸氢钙溶液中加盐酸：HCO3－+H+==CO2↑+H2O
B．碳酸氢钙溶液中加足量的氢氧化钠溶液：Ca2++OH－+HCO3－==CaCO3↓+H2O
C．稀硫酸和氢氧化钡溶液：Ba2++SO42－==BaSO4↓
D．水玻璃中通入过量二氧化碳：SiO32－+CO2+2H2O==CO32－+H4SiO4↓
13．若甲、丙为短周期主族元素组成的单质，乙、丁都是由两种元素组成的化合物，它们之间有如图所示的转化关系，则满足条件的甲和丙可以为（ ）
A．钠和氧气 B．氯气和氧气 C．碳和硅 D．氯气和溴
答案：C解析：钠不能置换出氧，A不正确；氯气和水反应生成HCl和HClO，B不正确；碳在高温下还原二氧化硅得到硅和一氧化碳，C正确；溴不是短周期元素，D不正确。
14．烧杯中放入固体物质X和液态物质Y，X不能溶解，当通入气体Z时发现X逐渐溶解，直到完全溶解，则X、Y、Z分别是（ ）
A．二氧化硅、氯化亚铁溶液、氯气 B．大理石、水、三氧化硫气体
C．氧化铝、水、氨气 D．碳酸钡、碳酸氢钠溶液、二氧化氮气体
15．对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是( )
A．SiO2和CO2中，Si和O，C和O之间都是共价键
B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8
C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应
D．该族元素的主要化合价是＋4和＋2
16．(2011湖南长沙)酸根RO所含电子数比硝酸根NO的电子数多8，则下列说法正确的是( )
A．R和N为同族元素 B．RO中R的化合价与NO中的N的化合价相等
C．RO既能被氧化又能被还原 D．R原子的电子层数比N的电子层数多1
答案：D解析：R的电子数比N多7，则R为Si元素，位于第三周期，第ⅣA族。
17．据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取了一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量的这种材料掺入混凝土中，即可轻易制备出超高强度和超高耐久性的高性能混凝土。下列说法中正确的是( )
A．二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物
B．将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸
C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出了二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强
D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
18．(2011湖北天门)开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是( )
A．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 B．C60属于原子晶体，用于制造纳米材料
C．纤维素乙酸酯属于天然高分子材料 D．单晶硅常用于制造光导纤维
答案：A解析：B项，C60属于分子晶体；C项，纤维素乙酸酯是人工合成的高分子材料； D项，二氧化硅常用于制造光导纤维。
19．V、W、X、Y、Z是由周期表中1～20号部分元素组成的5种化合物，其中V、W、X、Z均为两种元素组成。上述5中化合物涉及的所有元素的原子序数之和等于35。它们之间的反应关系如下图：
（1）5种化合物分别是V 、W 、X 、Y 、Z ；（填化学式）
（2）由上述5中化合物中的某2种化合物反应可生成一种新化合物，它包含了5种化合物中的所有元素，生成该化合物的化学方程式是 ；
（3）V的电子式是 。
答案：（1）CaC2、CaO、CO2、Ca(OH)2、C2H2
（2）Ca(OH)2+CO2=Ca(HCO3)2
（3）
①固体A的化学式是 ；
②固体F的物质的量是 ；
③通过计算，给出用氧化物的形式表示某种膨化蛭石组成的化学式：
。
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