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第三节 无机非金属材料
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边的高考专家!】无机非金属材料
[学业达标]
1．我国已跨入“互联网＋”时代，而“互联网”的建设离不开无机非金属材料硅。下列物品中用到硅单质的是( )
A．陶瓷餐具
B．石英钟表
C．计算机芯片
D．光导纤维
2．下列关于无机非金属材料的说法不正确的是( )
A．传统无机非金属材料是指：玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，具有极大强度
C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
3．下列关于玻璃的叙述正确的是( )
A．玻璃是硅酸盐产品，有固定的熔点
B．玻璃是由几种成分熔化在一起而形成的晶体
C．玻璃的成分及各成分的比例固定不变
D．普通玻璃生产中所涉及的两个主要反应均有CO2生成
4．下列说法正确的是
( )
A．石英玻璃、玛瑙、水泥和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
B．红宝石、珍珠、水晶、钻石等装饰品的主要成分都是硅酸盐
C．氢氟酸能够雕刻玻璃
D．硅酸具有酸的通性，能使石蕊溶液变红
5．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述中，正确的是( )
A．右图是常见于汽车中的小摆件“苹果花”，它的动力是以Si为原料制作的太阳能电池
B．晶体硅主要用途是制造光导纤维
C．硅是地壳中含量最多的元素
D．硅的化学性质很稳定，因此硅在自然界中以游离态形式存在
6．有关硅元素的下列叙述中正确的是( )
A．硅、碳与氢氟酸都不反应
B．硅是构成矿物岩石的主要原料，其化合态硅几乎全部是硅石和硅酸盐
C．硅与碳性质都很稳定，都能以游离态存在于自然界
D．晶体硅、石墨都可作半导体材料
7．我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是( )
A．晶体硅和金刚石的物理性质相似
B．晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格昂贵
D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电
8．下列物质中，导电性介于导体和绝缘体之间的是( )
①晶体硅 ②金属铝 ③石墨 ④晶体锗 ⑤金刚石
A．只有①
B．只有⑤
C．②和③
D．①和④
9．下列溶液中①碳酸钠溶液 ②氢氟酸 ③氢氧化钠溶液 ④氯化钠溶液，可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是( )
A．①③
B．②④
C．②③
D．①④
10．制备硅单质时，主要化学反应如下：
①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)Si(粗硅)＋2CO↑
②Si(粗硅)＋2Cl2SiCl4
③SiCl4＋2H2Si(纯硅)＋4HCl，下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是( )
A．①③为置换反应
B．①②③均为氧化还原反应
C．②为化合反应
D．三个反应的反应物中硅元素均被还原
[等级突破]
11．下列有关硅及其化合物的说法正确的是( )
A．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸
B．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在具有磨口玻璃塞的试剂瓶中
C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2
D．由Na2CO3＋SiO2CO2↑＋Na2SiO3可知，硅酸的酸性强于碳酸
12．由二氧化硅制高纯硅的流程如下，下列说法中错误的是( )
A．SiHCl3的摩尔质量为135.5
g
B．H2和HCl均可循环利用
C．SiO2是一种坚硬难熔的固体
D．①②③均属于氧化还原反应
13．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )
A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4
B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承
C．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2
D．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1?2
14．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)计算机芯片和太阳能电池的主要成分是________，光导纤维的主要成分是________。(填化学式)
(2)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)玉石的主要成分基本都属于硅酸盐，翡翠的主要成分为NaAlSi2O6，用氧化物形式表示为________________________________________________________________________。
(4)高纯度单晶硅可以按下列方法制备：
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
写出步骤①的化学方程式：________________________________________________________________________。
步骤②的产物经过冷凝后得到的SiHCl3(沸点33.0
℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6
℃)，提纯SiHCl3主要操作的名称是________。
步骤③需要在无水无氧环境下进行，若在有氧环境下，除了有不安全因素外，还可能使产品中混有杂质________。
15．A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同。
阴离子
Cl－、SiO、OH－、NO
阳离子
H＋、Ag＋、Na＋、K＋
已知：A溶液呈强酸性，且A溶液与B、C溶液混合均产生白色沉淀，B的焰色反应呈黄色。
回答下列问题：
(1)写出A、B、C、D的化学式：A____________，B__________，C__________，D__________。
(2)写出A溶液与B溶液反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(3)请选出适合存放A、C、D溶液的试剂瓶的序号：
课时作业6 无机非金属材料
1．答案：C
2．解析：新型无机非金属材料不但克服了传统无机非金属材料易碎、强度不够等缺点，并且具有特殊结构、特殊功能；新型无机非金属材料的主要成分并不一定是硅酸盐，如氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等。
答案：D
3．解析：玻璃不是晶体，没有固定的熔点，A、B项错误；玻璃的种类较多，不同玻璃的成分及各成分的比例不同，C项错误；玻璃生产中所涉及的两个主要反应为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，均有CO2生成，D项正确。
答案：D
4．解析：石英玻璃、玛瑙的成分是SiO2，不属于盐，A不正确；红宝石的主要成分为三氧化二铝、珍珠的主要成分为CaCO3、水晶的主要成分为SiO2、钻石为碳单质，均不属于硅酸盐，B不正确；氢氟酸能与玻璃的成分之一SiO2发生反应：4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O，C正确；硅酸具有酸的通性，例如能与碱反应，但其难溶于水，不能使石蕊溶液变色，D不正确。
答案：C
5．解析：晶体硅是良好的半导体材料，主要用途是制作太阳能电池、集成电路，A正确、B错误；氧是地壳中含量最多的元素，C错误；硅是亲氧元素，在自然界中以化合态形式存在，D错误。
答案：A
6．答案：B
7．解析：晶体硅的结构与金刚石相似，是具有正四面体形的空间立体网状结构，所以物理性质与金刚石相似，熔、沸点高，硬度大；硅的化学性质不活泼，但常温下可与F2、HF和强碱反应；晶体硅是一种良好的半导体材料，被广泛使用；晶体硅是一种非金属单质，虽然它具有金属光泽。
答案：A
8．解析：Si、Ge均能导电，可作半导体材料；Al是电的良导体；石墨也能导电，但不能作半导体材料；金刚石不导电。
答案：D
9．解析：①、③项中溶液呈碱性，不能与光滑的玻璃反应，但能与磨口玻璃裸露的SiO2反应，生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的黏结性，易使瓶塞与瓶壁粘在一起而难以开启。氢氟酸能腐蚀玻璃，不能用玻璃试剂瓶盛放。
答案：A
10．解析：在反应②中Si元素化合价升高，被氧化。
答案：D
11．解析：陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸盐，其含有的SiO2能与氢氟酸反应，A项错误；硅酸钠是一种黏合剂，能将玻璃塞和瓶体粘在一起，不便于打开，B项错误；D项中的反应能发生是因为生成的CO2气体不断逸出，不能说明硅酸的酸性强于碳酸。
答案：C
12．解析：SiHCl3的摩尔质量为135.5
g/mol，A错误；由生产高纯硅的流程示意图可知，H2和HCl既是反应物，又是生成物，所以均可循环利用，B正确；SiO2的硬度大，熔点高，C正确；反应①为SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑，反应②为Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2，反应③为SiHCl3＋H2Si＋3HCl，三个方程式中元素的化合价均发生变化，均属于氧化还原反应，D正确。
答案：A
13．解析：A项，在氮化硅中N元素为－3价，Si元素为＋4价，则化学式为Si3N4，正确；D项，在SiO2晶体中，硅原子和硅氧单键个数之比为1?4，错误。
答案：D
14．解析：(1)Si是半导体，可用于制造计算机芯片和太阳能电池，光导纤维的主要成分是SiO2。(2)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，是因为氢氟酸能和SiO2反应，反应的化学方程式为4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O。(3)翡翠的主要成分为NaAlSi2O6，将其表示为氧化物形式为Na2O·Al2O3·4SiO2。(4)步骤①的化学方程式为2C＋SiO2Si(粗)＋2CO↑；步骤②的产物经过冷凝后得到的SiHCl3(沸点33.0
℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6
℃)，根据两者沸点不同，可采用蒸馏的方法分离；步骤③需要在无水无氧环境下进行，若在有氧环境下，除了有不安全因素外，产品中的Si会和O2在高温的条件下反应生成SiO2。
答案：(1)Si SiO2
(2)4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O
(3)Na2O·Al2O3·4SiO2
(4)2C＋SiO2Si(粗)＋2CO↑ 蒸馏 SiO2
15．解析：因都为易溶于水的化合物，故Ag＋一定与NO组成AgNO3，H＋不会与OH－或SiO组合，故应与Cl－组成盐酸，则A为盐酸，因A与B、C混合均产生白色沉淀且B的焰色反应为黄色，则B为Na2SiO3，C为AgNO3，剩余的一种物质D为KOH。
答案：(1)HCl Na2SiO3 AgNO3 KOH
(2)SiO＋2H＋===H2SiO3↓
(3)① ③ ②
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-第三节 无机非金属材料
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用的材料除了________材料，还有无机非金属材料等。从组成上看，许多无机非金属材料含有________等元素，具有______________________等特点，以及特殊的____________等性能。随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生，成为________________________等高技术领域必需的材料。
核心微网络
素养新目标
1.了解传统和新型无机非金属材料。
2．学会硅及其化合物在无机非金属材料中的应用。
学
业
基
础
[预习新知]
一、硅酸盐材料
1．硅酸盐的组成和性质
(1)概念：由______、______和______组成的化合物的总称
(2)性质：固态，大多不溶于水，化学性质很______
(3)表示方法：如Na2SiO3、__________
硅酸盐的结构
在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。
硅氧四面体的结构示意图
2．三种常见的硅酸盐产品——传统无机非金属材料
产品
主要原料
主要设备
主要成分
用途
陶瓷
______(主要成分为含水的______)
——
________
建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
玻璃
______、____________
玻璃窑
______、______、______
建筑材料、光学仪器、各种器皿、高强度复合材料等
水泥
______、______
水泥回转窑
______
建筑材料、水利工程
二、新型无机非金属材料
1．硅
(1)形态及结构
(2)物理性质
色、态
光泽
熔点
硬度
质地
导电性
________
________
____
____
____
________
(3)化学性质
①常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF(氢氟酸)、强碱(如NaOH)溶液反应。
Si＋____F2===____，Si＋____HF===________，
Si＋2NaOH＋H2O===__________。
②加热条件下和某些非金属单质(如O2、Cl2)发生反应。
Si＋O2________。
(4)用途
①半导体材料，如________等。
②新型能源，如________等。
(5)硅的存在
2．二氧化硅
(1)存在
水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分是________。
沙子中含有小粒的石英晶体。
(2)结构
SiO2晶体是____空间网状结构，每个Si结合____个O，
每个O结合____个Si，N(Si)：N(O)＝____
二氧化硅晶体的结构模型图
(3)物理性质
熔点
硬度
溶解性
____
____
____于水
(4)化学性质
(5)用途
①建筑材料、______纤维、______坩埚、饰物和工艺品。
②光导纤维：主要成分：______。
3．新型陶瓷
4．碳钠米材料
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)硅元素在自然界中既有化合态，又有游离态。( )
(2)SiO2是空间正四面体网状结构晶体。( )
(3)SiO2是酸性氧化物，与任何酸都不能发生反应。( )
(4)利用石英坩锅可熔融NaOH固体。( )
(5)氢氟酸不能用玻璃试剂瓶保存。( )
(6)SiO2晶体是由SiO2分子直接组成的。( )
(7)水晶、石英、沙子、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2。( )
(8)光导纤维在强碱性条件下易发生“断路”。( )
(9)硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质。( )
(10)普通玻璃和水泥的生产原料均含石灰石。( )
(11)光电池可以将光能直接转化为电能。( )
2．我国古代在材料方面取得了突出的成就。下列材料主要成分不是硅酸盐的是( )
A．陶俑
B．琉璃瓦
C．汉白玉
D．青花瓷
3．玻璃、陶瓷和水泥是重要的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有的元素是( )
A．氮
B．硫
C．硅
D．氯
4．关于地壳中含量占第一位和第二位的元素之间形成的化合物，有关其说法正确的是( )
A．化学性质不活泼
B．可溶于水且显酸性
C．熔沸点较低，物理性质与CO2相似
D．是酸性氧化物，不溶于任何酸
5．光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一。光导纤维的主要成分是( )
A．Si
B．SiO2
C．Na2SiO3
D．SiCl4
6．下列关于硅、硅酸盐的说法正确的是________(填序号)。
①硅广泛存在于自然界中，天然单质硅叫硅石。
②硅的导电性介于导体与绝缘体之间。
③硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应。
④水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐材料。
⑤高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维。
核
心
素
养
目标一 硅的结构特点、特性与制法
[例1] 下列关于硅的说法中，错误的是( )
A．硅是非金属元素，它的晶体单质是灰黑色有金属光泽的固体
B．单质硅和金刚石结构相似，但比金刚石硬度小，熔点低
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
[提升1] 硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物在现代生活中有广泛应用。回答下列问题：
(1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有________________________________________________________________________。
(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种技术路线，其中一种工艺流程示意图如下：
①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中加热到1
600～1
800
℃，除生成粗硅外，也可以生成碳化硅，则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)还原炉中发生的化学反应为________________________________________________________________________。
解答信息实验题时要特别注意以下两点：
(1)分析题目信息，注意实验操作或具有特殊性质的物质；
(2)与已掌握的知识进行对比分析，充分利用信息进行知识迁移。
[核心能力]
1．晶体硅的结构
结构类似于金刚石。
2．硅单质的化学性质
(1)常温下：①与氟气反应：Si＋2F2===SiF4；②与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；③与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
(2)加热条件下：①与O2反应：Si＋O2SiO2；②与Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4；③与C反应：Si＋CSiC
高纯硅的制备
工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅。例如，可以将粗硅转化为三氯硅烷(SiHCl3)，再经氢气还原得到高纯硅。
其中涉及的主要化学反应为：
SiO2＋2CSi＋2CO↑
Si＋3HClSiHCl3＋H2
SiHCl3＋H2Si＋3HCl
目标二 含硅物质的性质应用与转化
[例2] 歌曲《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案生动形象，但古瓷中所用颜料的成分一直是个谜。近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是( )
A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2
B．性质稳定，不易脱色
C．易溶于强酸和强碱
D．x等于6
[提升2] A、B、C、D、E五种含硅元素的物质，相互转化关系如图所示：
(1)推断A～E的化学式：A________，B________，C________，D________，E________。
(2)①写出B―→A的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②A―→C的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
硅及其化合物转化关系题中的突破口
(1)硅、二氧化硅的结构：如硅与金刚石结构相似。
(2)硅、二氧化硅的物理性质：如硬度大，熔、沸点高。
(3)特征性质：
①与强碱溶液反应放出H2的非金属单质是硅。
②不与H2O反应、能与氢氟酸反应(或雕刻玻璃)的酸性氧化物为SiO2。
③难溶于水的无机酸是H2SiO3。
[核心能力]
硅及其化合物的“价—类二维图”
①SiH4＋2O2SiO2↓＋2H2O(拓展反应)
②SiH4Si＋2H2
③Si＋O2SiO2
④SiO2＋2CSi＋2CO↑
⑤Si＋2F2===SiF4(或Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑)
⑥Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
⑦SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
⑧SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
⑨H2SiO3SiO2＋H2O
⑩Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
硅酸钠
(1)物理性质：可溶于水，水溶液俗称“水玻璃”。“水玻璃”具有很强的黏合性，是建筑行业常用的黏合剂。
(2)化学性质：易与酸反应。
与强酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
与CO2反应：CO2不足，Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓；CO2过量，Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===2NaHCO3＋H2SiO3↓。
学考评价
1．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是( )
A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品
B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂
C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
2．科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中正确的是( )
A．地壳中硅的含量稀少
B．自然界中存在大量单质硅
C．高纯度的硅被用于制作计算机芯片
D．光导纤维的主要成分是Si
3．关于硅及其化合物的叙述中，正确的是( )
A．硅是良好的半导体材料，可以与NaOH溶液和氢氟酸反应
B．二氧化硅与石灰石反应：SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO↑
C．用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2＋2CSi＋2CO2↑
D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2
4．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )
选项
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
5.为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：
(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为________。
(2)装置B所盛的试剂是________，其作用是________________________________________。
(3)装置C所盛试剂是________，C中反应的离子方程式是________________________________。
(4)由此得到的结论是酸性________>________>________。
练后感悟
CO2与SiO2的性质区别
CO2
SiO2
类别
均为酸性氧化物
物理性质
常温下是气体，熔、沸点低，能溶于水
硬度大，熔点高的固体，不溶于水
化学性质
与水反应
CO2＋H2O===H2CO3
不反应
与酸反应
不反应
只与HF反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
与NaOH反应
CO2(少量)＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2(过量)＋NaOH===NaHCO3
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
与CaO反应
CO2＋CaO===CaCO3
SiO2＋CaOCaSiO3
第三节 无机非金属材料
金属 硅、氧 耐高温、抗腐蚀、硬度高 光学、电学 航空、航天、信息和新能源
学
业
基
础
[预习新知]
硅 氧 金属 稳定 Na2O·SiO2 黏土 铝硅酸盐 硅酸盐 纯碱 石灰石 石英砂 Na2SiO3
CaSiO3 SiO2 石灰石 黏土 硅酸盐 晶体硅 无定形硅 灰黑色固体 金属光泽 高 大 脆 良好半导体 2 SiF4 4 SiF4↑＋2H2↑
Na2SiO3＋2H2↑ SiO2 硅芯片 光电池 氧
＋4 氧化物 硅酸盐 石英 SiO2(或二氧化硅) 立体 4 2 1:2 高 大 不溶
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O CaO＋SiO2CaSiO3
2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O 光导 石英 SiO2
[即学即练]
1．答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
(7)√ (8)√ (9)√ (10)√ (11)√
2．答案：C
3．解析：玻璃、陶瓷、水泥属于传统的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有硅元素和氧元素，故选项C正确。
答案：C
4．答案：A
5．解析：光导纤维的主要成分是SiO2。
答案：B
6．解析：①硅在自然界中只有化合态，没有游离态，硅主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，硅石的主要成分是SiO2，①不正确；②正确；③硅在常温下能与F2、HF和强碱溶液反应，③不正确；④水晶的成分是SiO2，④不正确；⑤SiO2用于制光导纤维而不是硅，⑤不正确。
答案：②
核
心
素
养
[例1] 解析：硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅原子与碳原子最外层电子数相同，晶体结构相似，但硅晶体比金刚石的硬度小，熔点低；硅的化学性质不活泼，常温能与氟气、氢氟酸和NaOH溶液等发生反应，加热至一定温度时，硅还能与氯气、氧气等非金属发生反应。
答案：C
[提升1] 解析：(1)生产普通玻璃的主要原料有纯碱、石英砂、石灰石。(2)①二氧化硅与焦炭在高温下发生反应生成粗硅或碳化硅，化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑、SiO2＋3CSiC＋2CO↑。②粗硅与氯化氢在250～300
℃条件下反应生成SiHCl3和氢气。(3)还原炉内，氢气与SiHCl3发生氧化还原反应，生成Si和HCl，化学方程式为SiHCl3＋H2Si＋3HCl。
答案：(1)纯碱、石英砂、石灰石
(2)①SiO2＋2CSi＋2CO↑、SiO2＋3CSiC＋2CO↑
②Si＋3HClSiHCl3＋H2
(3)SiHCl3＋H2Si＋3HCl
[例2] 解析：BaCuSi2Ox中，Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，O为－2价，由化合价规则：(＋2)＋(＋2)＋2×(＋4)＋(－2)×x＝0，得x＝6，则用氧化物形式表示硅酸铜钡为BaO·CuO·2SiO2，A、D项正确；由题干信息可知硅酸铜钡的性质稳定，不易脱色，故B项正确，C项错误。
答案：C
[提升2] 解析：在空气中燃烧生成D，B可能为Si，B和D都能与NaOH溶液反应生成A，则A为Na2SiO3，A和盐酸反应生成C，C为H2SiO3，H2SiO3受热分解又生成SiO2，证明B为Si，E为CaSiO3。
答案：(1)Na2SiO3 Si H2SiO3 SiO2 CaSiO3
(2)①Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
②SiO＋2H＋===H2SiO3↓
学考评价
1．答案：C
2．解析：因为21世纪是计算机广泛普及和应用的时代，而硅(高纯度)又是制作计算机芯片的原料
。
答案：C
3．解析：B项正确的化学方程式为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑；C项正确的化学方程式为SiO2＋2C2CO↑＋Si；D项水泥的主要成分是3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3。
答案：A
4．解析：刚玉的主要成分是三氧化二铝，金刚石的成分是碳。大理石、石灰石的主要成分都是碳酸钙；水泥、玻璃属于硅酸盐；沙子、石英的主要成分都是二氧化硅。
答案：A
5．解析：根据强酸＋弱酸盐―→弱酸＋强酸盐分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A中盛放Na2CO3，根据Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑可以知道酸性HCl强于H2CO3，然后将生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反应为Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，由此判断酸性H2CO3>H2SiO3，但需注意的是A中反应会有HCl气体逸出，故将CO2通入Na2SiO3溶液前需将CO2中的HCl吸收，故可选用饱和NaHCO3溶液。
答案：(1)盐酸 (2)饱和NaHCO3溶液 吸收HCl气体
(3)Na2SiO3溶液 SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO (4)HCl H2CO3 H2SiO3
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