人教版-必修二-第五章化工生产中的重要非金属元素-第三节无机非金属材料优质课比赛一等奖

《碳、硅及无机非金属材料》导学案考点一碳及其重要化合物自主复习[知识梳理]一、碳单质1.存在形式：金刚石、石墨、无定形碳、足球烯等，它们互为同素异形体。2.主要化学性质——还原性（1）燃烧：C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2。eq\a\vs4\al(\x(\a\al（（2）与氧化,物反应))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(CuO：C＋2CuO\o(=,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑（冶炼金属）,SiO2：2C＋SiO2\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑（工业上制取粗硅）,H2O：C＋H2O（g）\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2（制取水煤气）)))eq\a\vs4\al(（3）与强氧,化性酸,反应)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(浓H2SO4：C＋2H2SO4（浓）\o（=,\s\up7（△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O,浓HNO3：C＋4HNO3（浓）\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O))二、碳的氧化物——CO和CO21.一氧化碳的性质及应用（1）物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，能使人中毒的原因是一氧化碳与人体内血红蛋白相结合，人体因缺氧而中毒。（2）化学性质及应用（写出有关化学方程式）①可燃性：2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2，可做燃料。②还原性：CO还原Fe2O3的反应为3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2，可用于冶炼金属。2.二氧化碳的性质（1）物理性质：无色、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。（2）化学性质：与H2O、Na2O、Ca（OH）2（足量、澄清）、Mg反应的化学方程式分别为CO2＋H2OH2CO3，Na2O＋CO2=Na2CO3，CO2＋Ca（OH）2=CaCO3↓＋H2O，2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋C。在自然界中的循环（1）CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。（2）自然界消耗CO2的主要反应①溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3。②光合作用将CO2转化为O2和有机物：6H2O＋6CO2eq\o(→,\s\up7(光))C6H12O6＋6O2。③岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2=Ca（HCO3）2。三、碳酸（H2CO3）碳酸是弱酸、不稳定，只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。四、碳酸的酸式盐和正盐的比较1.在水中的溶解性（1）含K＋、Na＋、NHeq\o\al(＋,4)的碳酸的正盐易溶于水，其余一般难溶于水；碳酸的酸式盐均能溶于水。（2）一般来说，在相同温度下，碳酸的难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度：Ca（HCO3）2>CaCO3；碳酸的可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度：Na2CO3>NaHCO3。2.热稳定性一般来说，热稳定性顺序为碳酸的正盐>碳酸的酸式盐>碳酸，如稳定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3；碳酸的可溶性正盐>碳酸的难溶性正盐，如CaCO3高温下易分解，而K2CO3不易分解。3.水溶液的酸碱性相同温度下，物质的量浓度相同时，碳酸的正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液的pH，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。五、草酸（H2C2O4）、草酸盐的性质1.草酸（H2C2O4）的性质H2C2O4是二元弱酸；有较强的还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O；H2C2O4不稳定，固体受热易分解：H2C2O4eq\o(=,\s\up7(△))H2O＋CO↑＋CO2↑。2.草酸盐的性质（1）（NH4）2C2O4易溶于水，微溶于乙醇，加热易分解，由氨水与草酸溶液作用而成。（2）CaC2O4难溶于水和醋酸，能溶于盐酸和硝酸；灼烧时转变成氧化钙。（3）草酸镁、草酸亚铁等微溶于水，可由对应的可溶性金属盐与草酸铵在水溶液中反应而得，加热分解可得到对应金属氧化物。[自主检测]判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）（2019·高考全国卷Ⅲ，7C）活性炭具有除异味和杀菌作用。（）（2）（2019·高考全国卷Ⅱ，11B）澄清的石灰水久置后出现白色固体：Ca（OH）2＋CO2=CaCO3↓＋H2O。（）（3）（2018·高考全国卷Ⅲ，10B）用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度，选择酚酞为指示剂。（）（4）（2018·高考全国卷Ⅰ，7D改编）含Li＋的滤液eq\o(→,\s\up7(碳酸钠))含Li沉淀，可用硫酸钠代替碳酸钠。（）（5）[2017·高考全国卷Ⅱ，26（4）改编]草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。（）（6）（2017·高考天津卷）将固体加热至恒重可除去NaHCO3固体中的Na2CO3。（）（7）12C、13C、14C是碳的三种同素异形体。（）（8）金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质。（）（9）石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应。（）（10）向Ca（ClO）2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失。（）（11）向CaCl2溶液中通入CO2，无明显现象，若先通入NH3再通入CO2，溶液会变浑浊。（）（12）向饱和NaCl的氨水溶液中通入过量CO2气体，有晶体析出。（）答案：（1）×（2）√（3）×（4）×（5）√（6）×（7）×（8）×（9）×（10）√（11）√（12）√考点演练演练一碳及其化合物的性质及对环境的影响1.化学与社会、科学、技术、环境密切相关。下列说法不正确的是（）­碳是一种新型三维碳结构晶体，与C60互为同素异形体B.推广利用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料符合低碳经济理念C.将金属钛、铝混合后在空气中熔化可制得强度较大的钛铝合金材料D.为汽车安装尾气催化转化装置，可将尾气中的部分CO和NO转化为无毒气体解析：选C。B项，利用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料，实现“碳”的循环利用，减少二氧化碳的排放，故B正确；C项，在空气中加热熔化，金属易与氧气发生反应，所以不能直接在空气中制备钛铝合金，故C错误。2.用四种溶液进行实验，下表中溶液与操作及现象对应关系错误的是（）选项溶液操作及现象A饱和Na2CO3溶液通入CO2，溶液变浑浊BNa2SiO3溶液通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失CCa（ClO）2溶液通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去D澄清石灰水通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊解析：选B。A项，由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，在饱和Na2CO3溶液中发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓，因而会析出NaHCO3晶体；B项，发生反应：CO2＋Na2SiO3＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，发生反应：CO2＋Ca（ClO）2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO，溶液变浑浊，再加入品红溶液，品红被HClO氧化而褪色；D项，首先发生反应：CO2＋Ca（OH）2=CaCO3↓＋H2O，继续通入CO2至过量，生成可溶于水的Ca（HCO3）2，再加入足量的NaOH溶液，发生反应：2NaOH＋Ca（HCO3）2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊。3.碳和碳的氧化物是生活中的常见物质，回答下列问题：（1）下列有关说法正确的是________（填字母）。a.利用二氧化碳制造全降解塑料，可以减缓二氧化碳对环境的影响b.金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异c.木炭、一氧化碳在一定条件下都能还原氧化铜d.大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用（2）吸烟对人体有害，燃着的香烟产生的烟气中含有一种能与血液中的血红蛋白结合的有毒气体，它是________（填化学式）。（3）影视舞台上经常看到云雾缭绕，使人如入仙境的景象，产生这一景象可用的物质是________（填物质名称）。（4）为减少二氧化碳对环境的影响，可将二氧化碳与氢气在300℃、200kPa、催化剂的条件下，反应生成一种清洁燃料甲醇（CH3OH）和水，其反应的化学方程式为________________________。答案：（1）abcd（2）CO（3）干冰（4）CO2＋3H2eq\o(=,\s\up7(300℃、200kPa),\s\do5(催化剂))CH3OH＋H2O演练二CO2通入碱溶液中反应产物的定量分析4.标准状况下，将气体通入·L－1NaOH溶液中，充分反应后溶液中c（COeq\o\al(2－,3)）与c（HCOeq\o\al(－,3)）的比值为（不考虑COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)的水解）（）∶1∶2∶1 ∶3解析：选B。n（CO2）＝eq\f,·mol－1)＝，n（NaOH）＝×·L－1＝，由于1<eq\f(n（NaOH）,n（CO2）)<2，故二者完全反应生成含Na2CO3和NaHCO3的混合溶液。设n（Na2CO3）＝x，n（NaHCO3）＝y，则有eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x＋y＝（根据碳元素守恒）,2x＋y＝（根据钠元素守恒）))解得x＝，y＝，则充分反应后溶液中c（COeq\o\al(2－,3)）∶c（HCOeq\o\al(－,3)）＝∶＝1∶2。5.（2020·合肥期末）常温下，向Ba（OH）2和NaOH混合溶液中缓慢通入CO2至过量（溶液温度变化忽略不计），生成沉淀物质的量与通入CO2体积的关系如图所示。下列说法不正确的是（）点时溶质为NaHCO3的值为90、V2、V3时，溶液中c（Ba2＋）·c（COeq\o\al(2－,3)）相等D.原混合溶液中n[Ba（OH）2]∶n（NaOH）＝1∶2解析：选D。ab段发生的反应为2OH－＋CO2=COeq\o\al(2－,3)＋H2O、COeq\o\al(2－,3)＋H2O＋CO2=2HCOeq\o\al(－,3)，所以b点溶液中溶质为NaHCO3，故A正确；发生反应Ba2＋＋2OH－＋CO2=BaCO3↓＋H2O时消耗30mL的二氧化碳，发生反应NaOH＋CO2=NaHCO3时消耗30mL的二氧化碳，发生反应BaCO3＋CO2＋H2O=Ba2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)时消耗30mL的二氧化碳，所以V4的值为90，故B正确；Ksp（BaCO3）＝c（Ba2＋）·c（COeq\o\al(2－,3)），温度不变，溶度积不变，故C正确；D项，原混合溶液中Ba（OH）2和NaOH的物质的量之比为1∶1，故D错误。练后反思CO2与碱反应产物的定量判断CO2通入NaOH、Ca（OH）2等强碱溶液的反应产物与CO2气体的通入量有关，当通入少量CO2时生成碳酸盐，当通入过量CO2时生成碳酸氢盐，当通入CO2的量介于两者之间时，既有碳酸盐又有碳酸氢盐生成，因此推断时一定要注意CO2与碱之间量的关系。以CO2与NaOH溶液反应为例，将CO2通入NaOH溶液中，可能发生的反应为①CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O；②CO2＋NaOH=NaHCO3。当n（OH－）∶n（CO2）的值不同时产物如下：考点二硅及其重要化合物无机非金属材料自主复习[知识梳理]一、硅单质（Si）1.存在：硅是一种亲氧元素，在自然界中以化合态存在，在地壳中的含量仅次于氧，硅单质主要有结晶形和无定形两大类。2.物理性质：晶体硅是灰黑色固体，硬度大，有脆性，熔、沸点高，具有金属光泽。3.化学性质：常温下能与F2、HF、NaOH反应；加热时能与H2化合生成不稳定的氢化物SiH4，还能与Cl2、O2化合分别生成SiCl4、SiO2。涉及的化学方程式如下：（1）与非金属单质反应eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(O2：Si＋O2\o（=,\s\up7（△))SiO2,F2：Si＋2F2=SiF4,Cl2：Si＋2Cl2\o(=,\s\up7(△))SiCl4))（2）与氢氟酸反应：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。（3）与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。（4）制法：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si（粗）＋2CO↑。（5）用途：①良好的半导体材料；②太阳能电池；③计算机芯片。二、二氧化硅（SiO2）1.石英晶体是结晶的二氧化硅，存在于沙子、水晶、玛瑙（含杂质的石英）等中。SiO2晶体是由Si原子和O原子按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体。Si、SiC、Si3N4、BN等都是由原子直接构成的。2.结构SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体（如下图甲所示），硅氧四面体通过氧原子相互连接为立体网状结构（如下图乙所示）。每个硅原子与4个氧原子相连，而每个氧原子与2个硅原子相连，故SiO2晶体中Si和O的原子个数比例为1∶2。3.二氧化硅与二氧化碳的性质与用途比较性质与用途二氧化硅二氧化碳物理性质硬度大，熔、沸点高，不溶于水熔、沸点低，可溶于水化学性质与水反应不反应CO2＋H2OH2CO3与酸反应氢氟酸用于刻蚀玻璃的化学方程式：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O不反应与碱反应（如NaOH）SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O（盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞）CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O或CO2＋NaOH=NaHCO3与盐反应（如Na2CO3）化学方程式：SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温))CO2↑＋Na2SiO3CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3与碱性氧化物反应与CaO反应：SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3与Na2O反应：CO2＋Na2O=Na2CO3与碳反应2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO主要用途制光学仪器、石英玻璃；水晶可制作饰品；常用来制造通信材料——光导纤维化工原料、灭火剂；干冰用作制冷剂，人工降雨三、硅酸、硅酸盐1.硅酸（H2SiO3）（1）物理性质硅酸的溶解度很小，新制备的硅酸为透明、胶冻状，干燥硅胶多孔，吸水性和吸附性强。（2）化学性质①弱酸性：酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3＋2H2O。②不稳定，受热易分解：H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))SiO2＋H2O。（3）制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3（胶体）。（4）用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。2.硅酸盐（1）硅酸盐是由硅、氧和金属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：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，其水溶液显碱性，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。能与酸性比硅酸强的酸反应，如Na2SiO3溶液与少量CO2反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3。（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表示硅酸盐的组成，如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为Na2O·SiO2，石棉（CaMg3Si4O12）可表示为CaO·3MgO·4SiO2。四、无机非金属材料1.无机非金属材料分类eq\a\vs4\al(无机非金,属材料)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(传统无机,非金属材料)\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(玻璃,水泥,陶瓷))\a\vs4\al(有抗腐蚀性、耐高温的优,点，但质脆，经不起热冲击),\a\vs4\al(新型无机,非金属材料)\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(高温陶瓷,光导纤维,压电陶瓷,生物陶瓷))\a\vs4\al(能承受高温，强度高，,有电学特性、光学特,性和生物特性)))2.常见硅酸盐材料比较水泥普通玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英砂黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑3.玻璃生产中的两个重要反应Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑。[自主检测]1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）（2019·高考全国卷Ⅱ，9B）常温常压下，硅单质为固态。（）（2）硅在自然界中只以化合态的形式存在。（）（3）晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料。（）（4）Si和SiO2都可用于制造光导纤维。（）（5）非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4。（）（6）高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅。（）（7）硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。（）（8）SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱（NaOH）溶液，不溶于任何酸溶液。（）（9）玻璃是一种晶体，有较高的熔点。（）（10）水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱。（）（11）光导纤维、碳纳米管、氮化硅结构陶瓷等都是新型无机非金属材料。（）（12）普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品。（）答案：（1）√（2）√（3）×（4）×（5）√（6）√（7）×（8）×（9）×（10）×（11）√（12）×2.[2018·高考全国卷Ⅲ，28（1）]SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成（HSiO）2O等，写出该反应的化学方程式：________________________________。答案：2SiHCl3＋3H2O=（HSiO）2O＋6HCl3.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”等图案让人赏心悦目，但古瓷所用颜料的成分一直是个谜。近年来科学家才得知古瓷中所用的颜料大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡（BaCuSi2Ox，铜元素的化合价为＋2价），其中x等于________，硅酸铜钡可用氧化物的形式表示为___________________________。答案：6BaO·CuO·2SiO2名师点拨（1）不要混淆硅和二氧化硅的用途。用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2，用于制作光导纤维的是SiO2而不是晶体硅。（2）不要混淆常见含硅物质的类别。①计算机芯片的主要成分是晶体硅而不是SiO2。②水晶、沙子、玛瑙等的主要成分是SiO2而不是硅酸盐。③光导纤维的主要成分是SiO2，不属于硅酸盐材料。④传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。（3）氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。（4）硅酸盐写成氧化物形式的方法①氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。②各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。③当计量数配置出现分数时应化为整数，如正长石：KAlSi3O8不能写成eq\f(1,2)K2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。考点演练演练一硅及其化合物的性质1.下列关于硅的说法不正确的是（）A.硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B.硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料C.用二氧化硅制取单质硅的反应中硅元素被氧化D.加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属单质发生反应解析：选C。A项，晶体硅是灰黑色有金属光泽的非金属固体，正确；B项，硅在元素周期表中位于金属和非金属的分界处，所以晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，正确；C项，硅元素由＋4价变为0价，被还原，错误；D项，加热条件下，硅能与一些非金属单质反应，如硅能与氢气、氧气等非金属单质发生反应，正确。2.下列关于二氧化硅的说法正确的是（）A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸B.二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆C.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应D.用二氧化硅制取单质硅时，当生成气体（标准状况）时，得到硅解析：选C。A项，二氧化硅是酸性氧化物，但二氧化硅不溶于水，与水不反应，故A错误；B项，二氧化硅制成的光导纤维，由于其良好的光学特性而被用于制造光缆，故B错误；C项，碳酸的酸性强于硅酸，二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但在高温时，二氧化硅能与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳，故C正确；D项，由化学方程式SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑可知，当生成（标准状况）即气体时，得到即硅，故D错误。3.下列说法不正确的是（）能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶C.氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4D.石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能解析：选D。A项，氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，能腐蚀玻璃，可用于刻蚀玻璃，故A正确；B项，盐酸的酸性强于硅酸，所以向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶，故B正确；C项，根据化合物中各元素的化合价的代数和为0的原则，得氮化硅的化学式为Si3N4，故C正确；D项，晶体硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，故D错误。演练二无机非金属材料的性能及应用4.（2020·康定教学质量检查）“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.制水泥的主要原料为纯碱、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解析：选C。陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、石灰石和石英砂是制普通玻璃的主要原料，而制水泥的主要原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。5.宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是（）A.窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料C.高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物D.陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸碱腐蚀，但是不能用来盛装氢氟酸解析：选C。不同的金属化合物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化称为窑变，故A正确；新型无机非金属材料主要有新型陶瓷、硅和二氧化硅、碳纳米材料等，氧化铝陶瓷属于新型陶瓷，故B正确；瓷器是以黏土为主要原料经高温烧结而成的，瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，是混合物，故C错误；HF能与二氧化硅反应，陶瓷的主要成分是硅酸盐和二氧化硅，所以陶瓷不能用来盛装氢氟酸，故D正确。演练三高纯硅的制取6.高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。可以按下列方法制备：SiO2eq\o(→,\s\up7(①C),\s\do5(高温))Si（粗）eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③过量H2),\s\do5(1000～1100℃))Si（纯）下列说法不正确的是（）A.步骤①的化学方程式为SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋CO2↑B.步骤①中每生成1molSi，转移4mol电子C.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料（沸点℃）中含有少量的SiCl4（沸点℃），通过蒸馏（或分馏）可提纯SiHCl3解析：选A。A项，二氧化硅在高温下与C反应生成CO气体，即步骤①的化学方程式为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si（粗）＋2CO↑，故A错误；B项，步骤①中Si的化合价降低4价，故每生成1molSi，转移电子数为4mol，故B正确；C项，高纯硅是半导体，是制造集成电路、太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，故C正确；D项，沸点相差30℃以上的两种互溶液体可以采用蒸馏的方法分离，故D正确。7.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式：________________________。②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出并配平该反应的化学方程式：_____________________；H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是____________________。（2）某化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料中查阅到下列信息：Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反应；Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4；Ⅲ.SiH4在空气中自燃。他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。①第Ⅰ步实验发生反应的化学方程式是_____________________________。②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是___________________________________________________________________。解析：（2）①类似于镁和二氧化碳的反应，可生成单质硅和氧化镁；在高温条件下，硅还能继续与活泼金属镁化合。②发现有爆鸣声和火花，说明生成了气体SiH4，且SiH4发生了自燃。答案：（1）①SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1357K))Si＋3HCl②SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl发生爆炸（2）①2Mg＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))2MgO＋Si、2Mg＋Sieq\o(=,\s\up7(高温))Mg2Si②硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，即发生反应Mg2Si＋2H2SO4=2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O归纳总结在设计制备纯硅实验题中常遇到的知识点（1）高温下用木炭还原二氧化硅制得粗硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si（粗）＋2CO↑；（2）粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si（粗）＋3HCleq\o(=,\s\up7(高温))SiHCl3＋H2；（3）粗硅与干燥Cl2反应制得SiCl4：Si（粗）＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4；（4）SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si（纯）＋3HCl；（5）SiCl4与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si（纯）＋4HCl；Ｋ（6）SiO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(高温))2MgO＋Si；（7）SiHCl3、SiCl4能与水发生反应：SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑；SiCl4＋3H2O=H2SiO3↓＋4HCl；（8）SiH4在空气中易自燃：SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O。练真题1.（2019·高考全国卷Ⅰ，7，6分）陶瓷是火与土的结晶，是