2018-2019学年高中三维设计一轮复习化学版讲义：第四章 非金属及其化合物 含答案

第四章非金属及其化合物

第一板块教材复习课（C、Si、卤族、O、S、N）

1.1碳、硅及无机非金属材料

知识点一”碳、硅单质的性质及应用

1.碳、硅的比较

碳硅

在元素周期表中的位置第二周期WA族第三周期WA族

元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态只有化合态

金刚石：空间网状结构晶体硅：与金刚石类似的空间

结构

石墨：层状结构网状结构

金刚石熔点高、硬度大；石墨

晶体硅为灰黑色固体，有金属

物理性质熔点高、质软，有滑腻感，能

光泽、硬度大、熔点高

导电

金刚石用作切割刀具，有墨用晶体硅用作半导体材料、硅芯

用途

作电极、铅笔芯片和硅太阳能电池

2.碳、硅的化学性质

碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。

6（足量）八点燃八

-------------C+02-----COz

反应0z（不足）点燃

—2C4-O2-----2CO

Fe2Oa高温

3c+2Fe?O3-----3cOzf+4Fe

与氧化

碳―2c+SiO?箜Si+2cof

物反应

高温

C+ECMg）^~^O+Hz（制取水燃气）

浓H2SO、C+2H2SON浓）ACO?t+

28（%t+2HzO

浓■HNO3.C+4HNO3（浓）&COz4+

4NQ/+2乂。

与非金属&Si+2F,

单质反应

Si+2C12-----SiCl4

Si+2NaOH+H2()------N&SiQ+2H2f

3.硅的工业制法

(1)制取粗硅

工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅：SiO2+2C^=Si+

2COto

(2)粗硅提纯

①Si+2CL/刍SiCL。

②SiC14+2H2=^=Si+4HCl。

(3)注意问题

①用焦炭还原SiO2,产物是CO而不是CO2o

②粗硅中含碳等杂质，与C12反应生成的SiC14中也含CC14等杂质，经过分储提纯SiC14

后，再用H2还原，得到高纯度硅。

［对点练习］

1.4G网络让手机“飞”起来了。手机芯片的核心是硅板，其成分是(

A.SiO2

C.H2SiO3D.Na2SiO3

解析：选B手机芯片的核心是硅板，其成分是Si单质，故选项B正确。

2.下列关于硅的说法不正确的是()

A.硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体

B.硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料

C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应

D.当加热到一定温度时，硅能与氧气、氯气等非金属单质反应

解析：选C硅是非金属元素，但硅单质是灰黑色有金属光泽的固体，A项正确；硅

的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料，B项正确；硅在常温下能与氢氧

酸、强碱溶液等反应，C项错误；当加热到一定温度时，硅能与氧气反应生成二氧化硅，

能与氯气反应生成四氯化硅，D项正确。

3.从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下:

①SiO2+2Cj2Si(粗)+2COf

②Si（粗）+2CL=^=SiC14

③SiC"2出上上Si（纯）+4HC1

关于上述反应的叙述不正确的是（）

A.①、③是置换反应，②是化合反应

B.高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅

C.任一反应中，每消耗或生成28g硅，均转移4moi电子

D.高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅

解析：选D在氧化还原反应中，还原剂的还原性比还原产物的还原性强，B正确；根

据元素化合价的变化，每消耗或生成28g（1mol）硅，均转移4moi电子，C正确；题中

的三个反应是在三个不同反应器中发生，D错误。

4.近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是（）

1^3

纳米碳管：具有优良的场发射

石墨烯：从石墨中分离出来，石墨快:平面网状结构的全碳

性能，制作阴极显像管、储氢

是最薄、最坚硬的纳米材料分子，具有优良的化学稳定性

材料

A.石墨烯具有良好的导电性

B.上述三种物质与金刚石互为同素异形体

C.石墨快孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜

D.上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同

解析：选DA项，石墨烯是一种新发现的材料，它的物理性质是拉力好、导电性和

导热性好、硬度大、熔点高等；B项，同种元素的不同单质互称同素异形体；C项，碳原子

半径大于氢原子，则石墨烘孔径大于H2分子的直径，可以容纳H2分子；D项，碳与浓硫

酸反应产物均为二氧化碳和二氧化硫。

知识点二碳、硅的氧化物

*

1.一氧化碳

（1）物理性质：无色气体，不溶于水。

⑵化学性质

①燃烧：2CO+O2=^=2CO2«

②还原CuO：CO+CuO=^=Cu+CO2.

2.二氧化硅与二氧化碳

⑴结构

SiO2是空间网状立体结构,不存在单个分子；CO2中存在单个CO2分子。

⑵物理性质

①熔、沸点：SiO2的熔、沸点比CO2的熔、沸点高。

②溶解性：C02可溶于水，SiO2不溶于水。

⑶化学性质

二氧化硅二氧化碳

与水反应不反应CO2+H2OH2c

只与氢氟酸反应：

与酸反应SiO2+4HF=不反应

SiF&t+2%O

CO2少量：CO1+

与碱SiO2+2NaOH=Na2SiO3+

2NaOH=Na2CO+HO

(NaOH)%()(盛碱液的试剂瓶用攫座32

82足量：co+

溶液反应塞)2

NaOH=NaHCO3

如与Na2c03反应：如与Ca(ClO”反应：

与盐反应SiO+NaCO=^=Na2SiO3

223Ca(ClO)2+CO2+

+CO2tH2O=CaCO31+2HC1O

如与CaO反应：

如与Na2O反应:

与碱性氧化物反应

高温

SiO2+CaO=^=CaSiO3CO2+Na2O=Na2CO3

作光导纤维，制光学仪器、电制饮料、碳酸盐，干冰用作制

主要用途

子部件，水晶可制作饰品冷剂

［微点拨］

二氧化碳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，既有正盐又有酸式盐生成。

以CO2与NaOH溶液反应为例：

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;

CO2+NaOH=NaHCO3o

当zi(OH')："(CO2)的值不同时产物如下：

CO2过量1：12：1NaOH过量n(c°25

［对点练习］

1.下列关于碳和硅的叙述中，正确的是()

A.其氧化物都能与NaOH溶液反应

B.其单质在加热时都能跟th反应

C.其氧化物都能溶于水生成相应的酸

D.碳和硅两种元素共有两种单质

解析：选BA项，CO不能与NaOH溶液反应，错误；C项，CO、SiCh不溶于水也

不与水反应，错误；D项，碳元素有金刚石、石墨、CM等多种单质，错误。

2.如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是()

A.SiCh属于两性氧化物

B.盛放NazCCh溶液的试剂瓶能用玻璃塞

C.硅胶吸水后可重复再生

D.图中所示转化反应都是氧化还原反应

解析：选CA项，SiCh是酸性氧化物，错误；B项，碱性物质均不能用带玻璃塞的

试剂瓶盛放，因其与玻璃中的SiCh反应生成的硅酸盐把瓶体和瓶塞粘在一起，错误；D项，

SiCh与NaOH、Na2cO3的反应，NazSiCh与HC1、CO2水溶液的反应等不是氧化还原反应，

错误。

3.写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：

(1)CO(CO2)：»

(2)CO2(CO)：。

(3)CO2(O2)：»

(4)CO2(SO2):.

(5)CO2(HC1)：o

答案：(1)通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶(2)通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管(3)

通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管(4)通过盛有饱和NaHCCh溶液或酸性KMnO,溶液的洗

气瓶(5)通过盛有饱和NaHCCh溶液的洗气瓶

知识点三硅酸、硅酸盐和无机非金属材料

1.硅酸

(1)溶解性：难溶于水。

(2)化学性质

①弱酸性：

酸性比碳酸还弱。与NaOH溶液反应的离子方程式为H2SiO3+2OH==SiOr+2H2O»

②不稳定性：

硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3^=SiO2+H2O«

⑶制备：可用硅酸钠与盐酸反应制得，反应的离子方程式为527+211+==1125231。

(4)用途：硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食

品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。

2.硅酸盐

(1)概念：是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。

(2)组成的表示方法

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(NazSiCh)可表

示为Na2OSiO2>长石(KAlSi3O8)可表示为专为AbOyGSiCh。

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。

(3)硅酸钠

①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃,有黏性，水溶液显碱性。

②与酸性较硅酸强的酸反应：

溶液中通入CO2反应的化学方程式：

Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3I,

③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。

硅酸盐改写成氧化物形式的方法

(1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物一较活泼金属氧化物二氧化硅一水，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。

⑶当计量数配置出现分数时应化为整数。如长石：1<人后1308不能写成5»<2(>5

Al2O3-3SiO2,应写成KzOALChWSiCh。

3.无机非金属材料

⑴传统无机非金属材料

水泥坡埔陶瓷

生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土

主要设备水泥回转窑玻璃熔窑陶瓷窑

生产玻璃的两个反应：

Na2cCh+SiO2=^^Na2SiO3+CO2±;

高B

CaCO3+SiO7==CaSiO3+CO2t。

(2)新型无机非金属材料

如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。

［微点拨］

(D玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑

料瓶。

(2)NaOH等碱性溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用带玻璃塞的试剂瓶。

［对点练习］

1.下列变化中，不能一步实现的是()

A.Na2SiO3—►HzSiOjB.HiSiOj—*SiO2

C.Si02―►HzSiOjD.SiO2―►NazSiOj

解析：选CNa2SiO3-^*H2SiO3;HzSiOj-^-SiOz,SiOz-^^NaiSiOj,Si()2不与

HzO反应，故不能一步转化为HzSiCh。

2.下列有关硅酸盐及无机非金属材料的说法正确的是()

A.硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中

B.反应①Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3l,反应②Na2cCh+SiO?^^

Na2SiO3+CO2f,两反应是相互矛盾的，不可能都能发生

C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料

D.祖母绿的主要成分为Be3AhSi6Oi8，用氧化物形式表示为3BeOA120r6Si02

解析：选DA项，NazSiCh溶液是一种黏合剂，易造成磨口玻璃塞与瓶口黏结；B项，

两反应条件不同，反应①是在溶液中进行，相对强的酸可以制相对弱的酸，而反应②CO2

是气体，逸出反应体系，能促使反应发生；C项，石英玻璃的成分为SiCh,SiO2是氧化物

不是盐。

3.已知A是灰黑色的、有金属光泽的固体单质。根据如图所

示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。

(1)写出B、C两物质的名称：

B，C。

(2)写出D-B的化学方程式:

(3)写出B-C的离子方程式：.

解析：灰黑色有金属光泽的固体单质A能与Ch反应，能与NaOH溶液反应，且A由

氧化物D与碳高温下制得，故A为Si,依据各物质间的转化关系推知B为NazSith,C为

H2SiO3,D为SiO2o

答案：(1)硅酸钠硅酸

(2)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

(3)SiOf+H2O+CO2=COf+H2S1O3I

知识点四硅及其化合物的特殊性质

*

1.硅单质的特殊性

(l)Si的还原性强于C,但C却能在高温下还原出Si：SiO2+2C^=Si+2COt»

(2)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与氢氟酸反应：Si+4HF==Si%t+

2H2t.

(3)非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。

2.含硅化合物的特殊性

(l)SiO2是HzSiCh的酸酊，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2Si()3。

(2)酸性氧化物一般不与酸反应，但Si(h能跟氢氟酸反应:SiCh+4HF=SiF4t+2H2O«

(3)无机酸一般易溶于水，但H2$iO3难溶于水。

(4)因H2cCh的酸性强于H2SiO3,所以在NazSith溶液中通入少量CCh能发生下列反

应：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3I+Na2co3,但在高温下Sifh+Na2co3=^=Na2SiO3

+CO2t也能发生。

［对点练习］

1.常温下，下列不发生反应的物质是()

①硅与NaOH溶液②硅与盐酸③硅与氢氟酸④二氧化硅与碳酸钠⑤二氧化硅

与NaOH溶液

A.①0B.③④

C.(2X5)D.②④

解析：选D①Si与NaOH溶液反应；②Si与盐酸不反应；③Si与氢氟酸反应；④SiCh

与NazCCh在高温下反应，在常温下不反应；⑤SiCh与NaOH溶液反应。②、④符合题意。

2.下列说法中正确的是()

A.SiCh能与强碱溶液反应，不能与任何酸反应

B.向NazSiCh溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，说明H2cCh的酸性比H2SiO3

强

C.除去SiCh中混有的少量ALCh,可加入足量NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗

涤、干燥

D.在一定条件下，SiCh和CO2都能与水反应生成相应的酸

解析：选BSi(h能与HF反应，A项错误；CO?与NazSiCh溶液反应生成H2SiO3,

符合强酸制弱酸的原理，B项正确；NaOH溶液与SiCh、AI2O3均能反应，C项错误；SiO2

难溶于水，不与水发生反应，D项错误。

3.M元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含M元素的一种化合物W可用于制

造高性能的现代通讯材料——光导纤维，W与烧碱反应生成含M元素的化合物X.

(1)在元素周期表中，M位于第族，与M同族但相对原子质量比M小的N元

素的原子结构示意图为,M与N核外电子层结构上的相同点是

_______________________O

(2)易与W发生化学反应的酸是,反应的化学方程式是

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)将W与纯碱混合高温熔融时发生反应生成X,同时还生成N的最高价氧化物Y；将

全部的Y与全部的X在足量的水中混合后，又发生反应生成含M的化合物Z.

①分别写出生成X和Z的化学方程式：______________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

②要将纯碱高温熔化，下列用期中不可选用的是O

A.普通玻璃用烟B.石英玻璃珀烟C.铁用烟

(4)100gW与石灰石的混合物在高温下充分反应后,生成的气体在标准状况下的体积为

11.2L,100g该混合物中石灰石的质量分数是。

解析：(1)M的单质可作半导体材料，含M的化合物W可用于制造光导纤维，可知M

为Si,位于第WA族，与之同族且相对原子质量较小的是碳元素，两者的共同点是最外层

均有4个电子。

(2)W为SiO2,易与氢氯酸反应生成SiF4和H2O«

(3)SiO2与纯碱高温反应生成Na2Si()3(X)和CO2(Y).,

(4)不论CaCCh是否过量，反应生成的CO2只由CaCCh决定，由关系式CaCCh〜CCh

得：/吗、=笆舞,解得MCaCO3）=50g,石灰石的质量分数为融;X100%=50%。

5U・/L1vvg

（+6）24

答案：（1）WA最外层均有4个电子

⑵氢氟酸（或HF）SiO2+4HF=SiF4t+2H2O

高,温

（3）①SiCh+Na2co3=^=Na2SiO3+CO2t；

Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2S1O3I

②AB（4）50%

［课下达标练1________________________________________________________________

1.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）

①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素

②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品

③高纯度的硅单质是良好的半导体材料

④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料

⑤水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂

⑥二氧化硅可用作光纤以及电脑芯片

A.①（D③④B.②③⑤⑥

C.@@④⑤D.②③④⑤

解析：选C水晶的主要成分是二氧化硅，故②错误；二氧化硅可用作光纤，单质硅

可用作电脑芯片，故⑥错误。

2.下列关于硅及其化合物的叙述错误的是（）

A.硅是良好的半导体材料，二氧化硅可用于制造光导纤维

B.二氧化硅能与石灰石反应：

高温

SiO2+CaCO3=^=CaSiO3+CO2t

C.可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：

SiO2+2C=^Si+2COt

D.水泥的主要成分是NazSiCh、CaSiCh和Si（h

解析：选D水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙，普通玻璃的主要成

分是NazSiCh、CaSiCh和SiO2,D错误。

3.（2018•湖南四亦•数学调研）我国科学家制得了SiC>2超分子纳

米管，微观结构如图所示，下列叙述正确的是（）管三|

A.SiO2超分子纳米管不能与NaOH溶液反应

B.SiCh耐腐蚀，不与任何酸反应

C.工业上用SiCh制备粗硅

D.光纤主要成分是SiO2,具有导电性

解析:选CA项，SiO2超分子纳米管的成分是SiO2,能与NaOH溶液反应生成Na2SiO3

和出0,错误；B项，SiCh不与盐酸、硫酸等强酸反应，但可与氢氟酸反应，生成SiF4和

H2O,错误；C项，工业上利用SiO2作原料，在高温下与焦炭反应制取粗硅，正确；D项，

Si02不具有导电性，制造光导纤维是利用了SiO2对传导的光信号的全反射原理，错误。

4.近年来美国研究人员合成了光伏电池新型硅材料一Si24o下列相关说法正确的是

()

A.Si24是一种新型化合物

B.Si24是硅的一种同素异形体

C.Si24易与稀硫酸反应生成氢气

D.硅太阳能电池供电原理与原电池相同

解析：选BSi24是单质，A项错误；Si24是Si元素形成的一种单质，故其是硅的一种

同素异形体，B项正确；Si24不与稀硫酸反应，C项错误；硅太阳能电池可将光能直接转化

为电能，而原电池是将化学能转化为电能，二者供电原理不同，D项错误。

5.下列有关说法正确的是()

A.硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有开发价值的燃料

B.硅在地壳中含量居第二位，在地球上有丰富的硅资源，如石英、水晶、玛瑙的主要

成分都是单质硅

C.存放NaOH溶液的试剂瓶应用玻璃塞

D.二氧化硅是一种良好的半导体材料

解析：选A硅常温下为固体，性质较稳定，便于贮存，较为安全，硅是有开发价值

的燃料，A正确；石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，B错误；二氧化硅能够与氢

氧化钠反应生成硅酸钠和水，硅酸钠具有黏性，所以碱性物质不能用带玻璃塞的试剂瓶盛

放，C错误；二氧化硅不导电，是绝缘体，D错误。

6.二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重

要的用途。a〜e是对①〜⑤反应中SiCh所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是

()

①SiCh+2NaOH=Na2SiO3+H2O

②SK)2+2C=^=Si+2cot

③SiCh+4HF=SiF4t+2H2O

高?s

@Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2t

⑤SiCh+3cW=SiC+2cot

a.反应①中SiCh作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃

b.反应②中SiCh表现出氧化性

C.反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性

d.反应④符合用难挥发性的酸酊制取易挥发性的酸酎的道理

e.反应⑤中SiC）2未参加氧化还原反应

A.aceB.bde

C.cdeD.ab

解析：选Bb.反应②中SiCh被C还原表现氧化性，正确；d.SiO2的熔、沸点高，

CCh的熔、沸点低，反应④是难挥发性酸肝制取易挥发性酸肝，正确；e.反应⑤中C发生

自身氧化还原反应，正确。

7.（2018•延边二中月考）下列叙述正确的是（）

A.因为Na2cO3+SiO2=^=Na2SK）3+CO2t,所以硅酸的酸性比碳酸强

B.碳和硅都是WA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似

C.二氧化硅溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物

D.二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不和水反应生成硅酸

解析：选D硅酸的酸性比碳酸弱，该反应能够发生是因为高温条件下二氧化碳不断

从体系中离开，促使反应进行，A项错误；二氧化硅常温下是固体，熔、沸点高，二氧化

碳常温下是气体，熔、沸点低，二者物理性质不同，B项错误；二氧化硅不能与除HF之外

的其他酸反应，故其不是两性氧化物，其为酸性氧化物，C项错误；二氧化硅不溶于水，

不能与水反应生成硅酸，D项正确。

8.将一定体积的CCh通入VLNaOH溶液中，已知NaOH完全反应，若在反应后的

溶液中加入足量石灰水，得到ag沉淀；若在反应后的溶液中加入足量CaCL溶液，得到b

g沉淀，则下列说法正确的是（）

A.参加反应的CO2的体积为0.224aL

B.用上述数据不能确定NaOH溶液的物质的量浓度

C.若a=b,则CO2与NaOH溶液反应的产物盐只有Na2cCh

D.6可能等于“、小于a或大于a

解析：选C因不是在标准状况下，无法计算参加反应的CO2的体积，故A错误；若

a、b相等时，由Na2CO3+CaC12=CaCO3I+2NaCl,NaCl~2NaOH可计算NaOH的物

质的量，溶液的体积已知，则可以计算浓度，故B错误；由Na2cO3+CaC12=CaCO31

+2NaCl,NaHCCh与CaCL不反应，但碳酸钠、碳酸氢钠都与石灰水反应生成碳酸钙沉淀，

若a=b,则CCh与NaOH溶液反应的产物盐只有Na2c故C正确；NaHCCh与CaCh

不反应，则可能等于“、小于明故D错误。

9.高纯度晶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”。它可以按下列方法制备:

SQ箓Si（粗）黑SiHC%黑筌;pSi（纯）

下列说法正确的是（）

A.步骤①的化学方程式为SiO2+Cq=Si+CO2t

B.步骤①②③中生成或消耗1molSi,转移2moi电子

C.二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应

D.SiHCb（沸点33.0C）中含有少量的SiC14（沸点67.6℃）,可通过蒸储提纯SiHCb

解析：选DA项，高温下SiCh与C反应生成Si和CO气体，即步骤①的化学方程式

为SiO2+2C±=Si+2COt,错误；B项，步骤①中生成1molSi,转移4moi电子，步

骤②中生成1molSiHCb,消耗1molSi,转移2moi电子，步骤③中生成1molSi,转移2

mol电子，错误；C项，硅能与氢氟酸反应生成SiF4和氢气，错误；D项，SiHCb和SiCL

的沸点相差较大，可以采用蒸储的方法分离，正确。

10.在下列物质的转化关系中，A是一种固体单质，且常作半导体材料，E是一种白色

沉淀，F是最轻的气体单质。

据此填写：

（DB的化学式是,目前在现代通讯方面B已被用作_________主要原料。

⑵B和a溶液反应的离子方程式是

（3）A和a溶液反应的离子方程式是。

（4）C和过量盐酸反应的离子方程式是o

解析：A是一种固体单质，且常作半导体材料，则A是Si,所以B为SiO2,由图中转

化关系可知E为H2Si€>3,a为NaOH,C为NazSiCh,D为H2O,由于F是最轻的气体单

质，则F为H2,Si与NaOH溶液反应的离子方程式为Si+ZOfT+WO=SiO7+2出t,

SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiOr+H2Oo

答案：（l）SiO2光导纤维

（2）SiO2+2OH=SiOr+H2O

（3）Si+2OH+H2O=SiOr+2H2t

+

（4）SiOr+2H==H2SiO3I

11.单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备，其中X为

Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：

⑴能与X发生化学反应的酸是；由X制备Mg2Z的化学方程式为

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑵由Mg2Z生成Y的化学方程式为

Y分子的电子式为。

(3)Z、X中共价键的类型分别是、o

解析：Z为半导体单质，则Z是Si元素；Si可与氢氟酸反应，其氧化物为二氧化硅，

根据反应的流程图可知，二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si,Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢

化物，则Y的分子式是SiH4(加热分解可得到Si单质。

答案：⑴氢氟酸SiO2+4Mg=^=2MgO+Mg2Si

H

H：Si：H

(2)Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4tH

(3)非极性键极性键

12.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(SiHCb)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：

-ml焦炭而由HCIISiHChl精馆ISiHChlH占分在

■理砌*H以诉目遥|-1(赢点2庖避

①写出由纯SiHCh制备高纯硅的化学反应方程式：

②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCb遇水剧烈反应生成H2Si(h、HC1和另

一种物质，写出配平的化学反应方程式：;

出还原SiHCb过程中若混有。2,可能引起的后果是

⑵下列有关硅材料的说法正确的是(填字母)。

A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥

B.氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承

C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高

D.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

E.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维

(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化钱溶液，

振荡。写出实验现象并给予解释：___________________________________________________

(4)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息：

a.Mg在高温条件下可与SiCh反应；

b.金属硅化物与稀H2sO4反应生成硫酸盐和SiH4；

c.竽出在空气中自燃。

他们根据信息进行实验，当用足量稀H2s04溶解a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。

①a步实验发生反应的化学方程式是_______________________________________

___________________________________________________________________________O

②用稀H2s04溶解a步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是

解析：(1)在SiHCb中，把硅考虑为+4价，则氢为一1价，氯为一1价，SiHCb水解时，

一1价氢还原水中+1价的氢，生成氢气。(2)碳化硅主要用作耐磨材料(如砂纸)，普通玻璃

没有固定的燃点，硅与盐酸不反应，所以A、C、D三项说法错误。

答案：(1)①SiHCb+H2早上Si+3HC1

②SiHCb+3H2O=H2SiO3I+H2t+3HC1

高温下，Hz遇02发生爆炸(2)BE

(3)生成白色絮状沉淀,有刺激性气味的气体生成;SiO7与NH；发生相互促进水解反应:

SiOf+2NHt+2H2O=2NH3-出0+H2SQI

(4)①2Mg+SiO2=^^2MgO+Si、2Mg+Si=^=Mg2Si

②硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH$可自燃，即发生反应Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4

+SiH4t,SiH4+2O2=SiO2+2H2O

1.2氯及其化合物

知识点一氯及其化合物的性质和应用

1.氯气的物理性质

颜色状态气味密度毒性溶解性

1体积水溶解约2体积

黄绿色气体刺激性气味比空气大有毒

C12

［注意］实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少

量气体飘进鼻孔即可。

2.氯气的化学性质

」与除金、伯外大部分金属

:与H2。反应\

II门反应

既表现氧化性氧化性」百口2：F琴菲爰应反应

又表现还原性-

「百通破淘鸿运反而雨花客而加

1液反应：]KI、FeC12等反应

(1)与金属反应

①与铁反应：2Fe+3cL①=2FeCb。

②与铜反应：Cu+Cl2=^CuCl2«

(2)与非金属反应

与H2反应：H2+C12=^=2HCL

产占燃二时安静地燃烧，发出查亘色火焰，瓶口有白

现象。雾产生。

।一》剧烈反应，发生爆炸，瓶口有白雾产生。

(3)与水反应：溶于水的氯气部分与水反应，离子方程式为CI2+H2OH++cr+

HClOo

(4)与碱(NaOH)反应

Cl2+2NaOH=NaCI+NaCIO+H2O»

(5)与还原性无机化合物反应(书写离子方程式)

①与碘化钾溶液反应：2「+。2=12+2。，

②与SO2水溶液反应：

+-

Cl2+SO2+2H2O=4H+2CF+SOi,

3+

③与FeCl2溶液反应：2Fe2++Cl2=2Fe+2CC.

3.次氯酸

(1)不稳定性：见光易分解，化学方程式为

2HC1O==^=2HC1+O2t»

(2)强氧化性

①能将有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。

②杀菌、消毒。

(3)弱酸性：比碳酸酸性弱，电离方程式为

HC1OH++C1O"»

4.次氯酸盐

(1)漂白液

有效成分：NaCIO,漂白原理用化学方程式表示为

NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO«

(2)漂白粉

①成分：漂白粉的主要成分是Ca(CIO)2、CaCL,其中有效成分是Ca(ClO)2。

②制备原理：化学方程式为2a2+2Ca(OH)2=CaC12+Ca(ClO)2+2H2O。

③漂白原理：化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3I+2HC1O«

5.氯水的成分和多重性质

⑴氯水的成分分析

三分子四离子

H2O、CL、HC1OH+、C「、Cl。-、OH-

(2)新制氯水的多重性质

H氧化性H能够气化Fe2+、B「、'F至

C「生成沉淀卜(加入AgNO3溶液产生白色沉淀

--［HQO：不稳定性卜~［在强光照射下新制氯水中有气泡产生］

p(使有色布条或品红溶液褪色|

-［HQO：漂白性卜

■｛使紫色石蕊溶液先变红后褪石一］

qH+：酸性H加碳酸盐产生气泡

［微点拨］

(1)氯气具有强氧化性，与变价金属反应时均生成高价态的