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高考化学（人教）大一轮学考复习考点突破课件：第四章 非金属及其化合物 第14讲
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这是一份高考化学（人教）大一轮学考复习考点突破课件：第四章 非金属及其化合物 第14讲，PPT课件主要包含了课时作业，晶体硅，无定形硅，空间网状，半导体，SO2，NO2，CO2，氢氟酸HF，立体网状等内容，欢迎下载使用。
考纲要求1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法， 掌握其主要性质及应用。2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
考点一 碳、硅单质及氧化物
考点二 硅酸盐及无机非金属材料
微专题15 CO2与盐或碱溶液反应产物的判断
考能提升 探究高考 明确考向
1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有 态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有 和 两大类。
(2)单质的结构、物理性质与用途比较
2.碳、硅单质的化学性质——还原性碳、硅的最外层都是 个电子，位于元素周期表的第 族，不容易失也不容易得电子，通常化学性质稳定，但在一定条件下也能与许多物质发生化学反应，一般表现为还原性(如图)。
(1)碳的还原性碳有重要的用途，除了在氧气中燃烧利用其热能外，还能用于金属冶炼(如铜)、制取粗硅、生产水煤气等，完成下图转化关系中①～④的化学方程式。① ；② ；③ ；④ 。碳的还原性还表现为可将强氧化性的浓硫酸、浓硝酸分别还原为 和 ，本身被氧化为 。
(2)硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气(F2)、___________、_____反应，不能与氢气、氧气、氯气、 、 反应，加热时能与氧气、氯气反应。完成右图转化关系中⑥～⑧的化学方程式。⑥ ；⑦ ；⑧ 。
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
Si＋2F2===SiF4
3.二氧化硅和二氧化碳的比较
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
SiO2＋2NaOH===
Na2SiO3＋H2O
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋
CO2＋NaOH===NaHCO3
SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑
Na2SiO3＋H2O＋
CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3
CO2===Na2CO3
1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体( )解析 12C、13C、14C互称同位素，碳元素的三种常见的同素异形体为金刚石、石墨和C60。(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( )解析 Si可用于制造半导体，SiO2用于制造光导纤维。
(5)非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4( )(6)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸( )解析 SiO2可溶于氢氟酸：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
2.从元素周期表的位置看，碳和硅均为ⅣA族元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？
没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。
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(HCl)：_________________________________。
通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶
通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管
通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
4.写出除去下列固体粉末中混有杂质(括号内为杂质)可采取的方法，写出有关反应的方程式。(1)CaCO3(SiO2)__________________________________________________________________________________________。
可根据SiO2可溶于NaOH溶液除去。
在固体混合物中加入足量氢氧化钠溶液，充分反应后，过滤、洗涤。SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(2)SiO2(CaCO3)__________________________________________________________________________________________。
可根据CaCO3可溶于盐酸除去。
在固体混合物中加入足量稀盐酸，充分反应后，过滤、洗涤。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
(3)SiO2(NH4Cl)______________________________________________________________________________________________________________________。
可根据NH4Cl的热稳定性，或NH4Cl易溶于水的性质除去。
方法一：在固体中加入适量水溶解、过滤。方法二：将固体混合物在坩埚中充分灼烧，除去NH4Cl。NH4Cl NH3↑＋HCl↑
题组一 碳及氧化物的性质及应用1.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
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.石墨炔孔径略大于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
A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，则石墨炔孔径大于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。
2.(2016·石家庄质检)下列关于碳和碳的化合物的说法不正确的是A.过多CO2排放会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活”B.一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合C.金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质差别很大D.石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应
A项，二氧化碳是一种温室气体；B项，一氧化碳有毒，容易与血红蛋白结合；C项，金刚石是空间立体网状结构，硬度大熔点高，石墨是层状结构，每一层是平面网状结构，质软，可导电，物理性质差别较大；D项，二者的转化属于化学反应，但反应中没有元素化合价的改变，不属于氧化还原反应。
题组二 硅和二氧化硅的特性3.(2016·广州模拟)硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C.反应Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和 H2O为氧化剂D.硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应
由粗硅制备单晶硅的过程一般为 ＋HCl，都是氧化还原反应，B项错误；Si与烧碱溶液反应时，H2O是氧化剂，C项错误；硅不能与盐酸反应，D项错误。
4.(2016·樟树一模)由下列实验事实得出的结论正确的是A.由SiO2不能与水反应生成H2SiO3，可知SiO2不是H2SiO3的酸酐B.由SiO2＋2C Si＋2CO↑，可知碳的非金属性大于硅C.CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3＞H2SiO3D.SiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知SiO2为两性氧化物
二氧化硅难溶于水，硅酸分解生成二氧化硅，二氧化硅是硅酸的酸酐，故A错误；该反应中C的还原性大于Si的还原性，无法比较C、Si的非金属性，非金属性应根据氢化物稳定性、最高价含氧酸的酸性、单质氧化性等比较，故B错误；碳酸酸性大于硅酸，可以强酸制备弱酸，CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3＞H2SiO3，故C正确；两性氧化物是指和酸、碱反应生成盐和水的氧化物，二氧化硅和氢氟酸反应是因其特殊性，不能和其他酸发生反应，二氧化硅和碱溶液反应生成盐和水，是酸性氧化物，故D错误。
5.二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SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ②SiO2＋2C Si＋2CO↑ ③SiO2＋4HF=== SiF4↑＋2H2O ④Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑ ⑤SiO2＋3C SiC＋2CO↑a.反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b.反应②中SiO2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酐制取易挥发性的酸酐的道理e.反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应A.ace B.bde C.cde D.ab
通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断也正确。
熟记硅及其化合物的特殊性质(1)硅单质的特殊性①Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C Si＋2CO↑；②非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与HF反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；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①SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3；②酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2能跟HF反应：SiO2＋4HF=== SiF4↑＋2H2O；③无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水；④因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能发生下列反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O === H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高温下SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑也能发生。
题组三 硅的制取方法6.从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：①SiO2＋2C Si(粗)＋2CO↑ ②Si(粗)＋2Cl2 SiCl4 ③SiCl4＋2H2 Si(纯)＋4HCl关于上述反应的叙述不正确的是A.①③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28 g硅，均转移4 ml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
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28 g(1 ml)硅，均转移4 ml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。
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制备高纯硅的化学反应方程式：_____________________________。
在SiHCl3中，把硅考虑为＋4价，则氢为－1价，氯为－1价，SiHCl3水解时，－1价氢还原水中＋1价的氢，生成氢气。
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，写出配平的化学反应方程式：________________________________________；H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是_________________________。
SiHCl3＋3H2O
===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl
高温下，H2遇O2发生爆炸
(2)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：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①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_________________________________________________。
2Mg＋SiO2 2MgO＋Si、
2Mg＋Si Mg2Si
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_____________________________________________________________________________________________________________。
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
在设计制备纯硅的实验题中，常遇到的知识点有：(1)高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅：SiO2＋2C Si(粗)＋2CO↑(2)粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl SiHCl3＋H2(3)粗硅与干燥Cl2反应制得SiCl4：Si(粗)＋2Cl2 SiCl4
(4)SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3＋H2 Si(纯)＋3HCl(5)SiCl4与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiCl4＋2H2 Si(纯)＋4HCl(6)SiO2＋2Mg 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
1.硅酸和硅酸钠(1)硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸 (填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。①硅酸不稳定，受热易分解： 。②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为_________ 。③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。
H2SiO3 SiO2＋H2O
2NaOH===Na2SiO3＋2H2O
(2)硅酸钠(Na2SiO3)①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称 ，有黏性，水溶液显碱性。②它能与酸性比硅酸强的酸反应，分别写出以下化学方程式：与盐酸反应： 。与CO2水溶液反应： 。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3
Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
2.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。①常见硅酸盐材料比较
②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2 ；CaCO3＋SiO2 。(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
CaSiO3＋CO2↑
1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)玻璃是一种晶体，有较高的熔点( )解析 普通玻璃是非晶体。(2)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱( )(3)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料( )(4)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( )(5)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( )(6)普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品( )
2.玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2↑。由上述两个反应能说明H2SiO3的酸性比碳酸强吗？为什么？
不能；此反应中生成的CO2气体脱离反应体系有利于反应向右进行，与其氧化物对应酸的强弱无关；强酸制弱酸的规律一般适用于在溶液中发生的反应。
3.实验室中要熔化烧碱固体，现有三种坩埚：石英坩埚、陶瓷坩埚、铁坩埚。你认为选哪一种？简述选择的依据。
选择铁坩埚。依据：铁不与烧碱反应，而石英坩埚、陶瓷坩埚中都含有SiO2，能与NaOH反应使得坩埚受损。
题组一 无机非金属材料的组成性质及应用1.下列关于硅材料的说法不正确的是A.钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同B.制普通玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英砂C.陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料D.水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂
钢化玻璃是普通玻璃经一定物理方法处理后得到的，A项正确；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，是混合物，D项不正确。
2.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Si3N4B.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SiO2D.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
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，一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键，错误。
3.化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH－反应，生成 ，然后 迅速水解生成H4SiO4。下列有关说法正确的是A.原硅酸钠(Na4SiO4)能迅速水解，且水解后呈碱性，故Na4SiO4为弱电解质B.石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C.2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl说明Cl的非金属性强于SiD.半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅
原硅酸钠(Na4SiO4)是强电解质，A项错误；石英玻璃的主要成分是SiO2，不属于硅酸盐产品，B项错误；HCl不是Cl的最高价氧化物对应的水化物，无法通过盐酸与硅酸钠的反应比较Cl、Si的非金属性强弱，C项错误。
题组二 复杂硅酸盐的成分及性质4.和田玉在我国至少有7 000年的历史，也称为软玉，是我国玉文化的主体。和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐，某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有关叙述正确的是A.其化学式改写为氧化物的形式为2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2OB.它能够抵抗任何酸碱的腐蚀C.其中铁元素的化合价为＋3D.其中铁元素的化合价为＋2
假设和田玉中铁元素的化合价为＋x，根据化合物中各元素的化合价代数和为零，可得：(＋2)×2＋(＋2)×3＋(＋x)×2＋(＋4)×8＋(－2)×22＋(－1)×2＝0，即x＝2，所以其化学式改写为氧化物的形式为2CaO·3MgO·2FeO·8SiO2·H2O；硅酸盐一般耐酸碱的腐蚀，但不是所有的酸碱都不能腐蚀它，如氢氟酸可以和其中的硅元素反应生成SiF4气体，浓硝酸可以将其中所含的Fe2＋氧化成Fe3＋。
5.(2016·新疆伊犁质检)寿山石主要成分为叶蜡石，叶蜡石组成为Al2O3·4SiO2·H2O，下列观点不正确的是A.寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触B.寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物C.潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质D.久置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质
根据寿山石的主要成分，可知其能与酸或碱发生反应，A正确；寿山石中含有不同形态的Al2O3，造成其色彩丰富，B正确；其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反应，在潮湿的空气中不会溶解变质，C项错误；久置于干燥空气中，会失去其中的结晶水变质，D正确。
6.硅与铝同周期。SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成黏性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式为______________________________。长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石的化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为___________。
根据不同类长石其氧原子的物质的量分数相同，结合化合价代数和是0可写出钙长石的化学式。
===Na2SiO3＋H2O
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→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 ，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。
1.CO2与盐溶液反应产物或现象的判断一般从强酸制弱酸的角度去分析。由于碳酸比硅酸、次氯酸、苯酚、Al(OH)3(偏铝酸)的酸性强，能用CO2制取上述弱酸，常涉及的变化如下：
CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓(或CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3)
CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClOCO2＋ ONa＋H2O―→ OH＋NaHCO3CO2(过量)＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3CO2(少量)＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO32.CO2与碱反应产物的判断(1)CO2与单一组分反应(如CO2通入NaOH溶液)产物的分析①反应原理
②反应后溶质成分的判断
(2)CO2与多组分[如CO2通入NaOH、Ca(OH)2的混合溶液]，反应的顺序是①Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O②2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O③Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3④CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2
题组一 CO2与盐溶液反应产物或现象1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)向C6H5ONa溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊( )解析 生成苯酚浊液。(2)向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失( )解析 H2SiO3不溶于CO2。
(3)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( )解析 开始生成CaCO3沉淀，CO2过量时，CaCO3又与CO2、H2O反应生成Ca(HCO3)2。(4)向CaCl2溶液中通入CO2，无明显现象，若先通入NH3再通CO2，溶液会变浑浊( )解析 CO2在CaCl2溶液中的溶解度小，产生的 很小，Qc＜Ksp，因而不会产生沉淀，CO2在氨水碱性溶液中溶解度大，产生 浓度大，因而能产生CaCO3沉淀。
(5)向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2气体，有晶体析出( )解析 NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小。(6)向NaAlO2溶液中通入CO2气体，一开始有白色沉淀生成，CO2过量，沉淀溶解( )解析 Al(OH)3不能溶于H2CO3。(7)向饱和NaCl的氨溶液中通入过量CO2气体，有晶体析出( )解析 会析出NaHCO3晶体。
题组二 CO2与碱反应产物2.将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的是
CO2与KOH和Ca(OH)2都会反应，但存在着竞争，如果先与KOH反应，则反应后生成的K2CO3立即会与Ca(OH)2反应生成CaCO3，因此，可以看成CO2先与Ca(OH)2反应，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步还要判断CO2是先跟KOH反应还是先与生成的CaCO3反应，同样可以采用假设法判断，即如果先与CaCO3反应，则生成的Ca(HCO3)2又会与KOH反应，因此是先与KOH反应，此过程生成沉淀的物质的量不变，当KOH反应完全，再与CaCO3反应，直至沉淀完全溶解，故选D。
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.1∶3
4.向300 mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液得到白色固体，请回答下列问题：(1)由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的量及组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。
可能发生的反应有：CO2不足时，CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O①CO2过量时，CO2＋KOH===KHCO3②画数轴： 根据数轴、列表得出结果。
(2)若通入CO2气体2.24 L(标准状况)，得到11.9 g白色固体，请通过计算确定：此白色固体是由哪些物质组成的？其质量分别为多少？KOH的物质的量浓度为多少？
白色固体为K2CO3和KHCO3的混合物 质量分别为K2CO3 6.9 g和KHCO3 5 g c(KOH)＝0.5 ml·L－1
解得a＝b＝0.05，所以，白色固体中m(K2CO3)＝0.05 ml×138 g·ml－1＝6.9 g；
1.高考选项正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)硅胶可用作食品干燥剂( )(2015·全国卷Ⅱ，7A)(2)Si和SiO2都用于制造光导纤维( )(2014·海南，10D)(3)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物( )(2015·安徽理综，9D)
(4)SiO2既能与KOH溶液反应又能与浓盐酸反应( )(2014·福建理综，9②改编)解析 SiO2是酸性氧化物，不能与盐酸反应。(5) 各步转化能够在给定条件下实现( )(2016·江苏，9A)解析 SiO2不能与盐酸反应。
2.[2015·北京理综，27(1)(2)(3)]研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中 占95%。写出CO2溶于水产生 的方程式：_________________________________________。
CO2＋H2O H2CO3、H2CO3H＋
CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H＋和 。
(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。①写出钙化作用的离子方程式：__________________________________。
2 ＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
根据钙化作用的反应物是 和Ca2＋，生成物是CaCO3和CO2，故不难写出反应的离子方程式为2 ＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：______＋________ (CH2O)x＋x18O2＋xH2O
根据元素守恒及示踪原子的标记知，方程式中的空白处为xCO2和2xH218O。
(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可采用如下方法：①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。
该装置为洗气装置，要注意装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用试剂稀硫酸，因HCl易挥发出来影响后续的滴定而不能用盐酸。
②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用x ml·L－1 HCl溶液滴定，消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度＝___ ml·L－1。
3.[2014·天津理综，7(4)]晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：
写出SiCl4的电子式：______________；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_______________________________________________________。
SiCl4(g)＋2H2(g) Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋0.025a kJ·ml－1
1.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是
玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分是SiO2，硅单质可用来制造太阳能电池板。
2.有些科学家提出硅是“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。下列有关硅的说法中，不正确的是A.高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片B.硅可由二氧化硅还原制得C.低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D.自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅
硅在自然界中全部以化合态形式存在。
3.下列说法中，不正确的是A.SiO2是酸性氧化物，但不与水反应B.泡花碱属于盐类C.明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒D.玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料
Na2SiO3俗称泡花碱，B项正确；明矾只能净水不能消毒，C项错误。
4.(2016·广州模拟)下列叙述中正确的是A.因为Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B.碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C.二氧化硅既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，但二氧化硅不能和水反应生成 硅酸
A项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体放出，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B错误；SiO2与氢氟酸的反应不属于酸性氧化物与一般酸的反应，在此反应中SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C错误。
5.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。下列有关该方法的叙述中正确的是①能耗大是该方法的一大缺点②整个过程中，只有一种物质可以循环利用③“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤④该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品A.①② B.②③ C.③④ D.①④
该方法中高温反应炉分离出CO2，需要消耗较多能量，①对；整个过程中NaOH和CaO均可循环利用，②错；从捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通过过滤的方法即可分离，③错；捕捉到的CO2可与H2反应制备甲醇：CO2＋3H2 CH3OH＋H2O，④对。
6.(2016·湖北孝感高中月考)锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)与碳、硅两元素同位于第ⅣA族，其原子序数按锗、锡、铅的顺序依次增大，则下列推断一定不正确的是A.铅可形成PbO、PbO2两种氧化物B.锗与盐酸不反应，锡、铅能与盐酸反应C.锗、锡、铅的＋4价氢氧化物的碱性：Ge(OH)4＜Sn(OH)4＜Pb(OH)4D.锗、锡、铅的金属性依次减弱
Pb在ⅣA族，有＋2、＋4两种化合价因而可形成PbO、PbO2两种氧化物，A正确；锡、铅均排在金属活动性顺序中氢的前面，因而可与盐酸反应，B正确；同一主族从上到下金属性依次增强，因而Ge(OH)4、Sn(OH)4、Pb(OH)4的碱性依次增强，C正确，D错误。
7.下列说法正确的是A.高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反应B.CO2和钠在一定条件下反应可以得到金刚石和碳酸钠，反应中氧化剂 和还原剂物质的量之比是3∶4C.现代海战通过喷放液体SiCl4(极易水解)和液氨可产生烟幕，其主要成 分是NH4ClD.从燃煤烟道灰中(含GeO2)提取半导体材料单质锗(Ge)，不涉及氧化还 原反应
玻璃的主要成分SiO2在高温下也与C反应，A错误；C由＋4价到0价，化合价变化为4，Na由0价到＋1价，化合价变化为1，根据化合价升降值相等原则，CO2与Na物质的量之比为1∶4，B错误；SiCl4水解生成HCl和硅酸，HCl与氨气反应生成NH4Cl，C正确；由化合态到游离态，一定发生氧化还原反应，D错误。
8.(2017·邢台质检)将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2
将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3；加热蒸干，高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2O＋SiO2；2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O；Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，所以最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。
9.用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是
由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3＋CO2＋H2O=== 2NaHCO3↓，因而会析出NaHCO3晶体，A项正确；B项，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色；D项，首先CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，继续通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，则：2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊。
10.SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列说法错误的是A.上图所含反应都不属于氧化还原反应B.纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料C.用盐酸可除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D.高炉炼铁时用石灰石将铁矿石中的脉石转化为易熔的炉渣
A项，由SiO2制取单晶Si的一系列反应都属于氧化还原反应，错误；B项，SiO2可作光导纤维，单晶硅可作半导体材料，正确；C项，盐酸与SiO2不反应，与CaCO3反应，正确；D项，高炉炼铁中，存在反应：CaCO3 CaO＋CO2↑，SiO2＋CaO CaSiO3，CaSiO3作为炉渣被除去，正确。
11.(2016·大连一中模拟)将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与所通入CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应过程中的叙述不正确的是A.Oa段反应的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓ ＋H2OB.ab段与cd段所发生的反应相同C.de段沉淀减少是由于BaCO3固体的消失D.bc段反应的离子方程式是2 ＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋
CO2优先与Ba(OH)2反应(图像中Oa段)，然后与KOH反应(图像中ab段)，接着与KAlO2反应(图像中bc段)，再与K2CO3反应(图像中cd段)，最后与BaCO3反应(图像中de段)。
12.水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是A.原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B.操作A与操作B完全相同C.该流程中硅元素的化合价发生改变D.反应器中发生的复分解反应为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
A项，稻壳灰来源广泛价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，二氧化硅中，硅元素的化合价是＋4价，硅酸钠中，硅元素的化合价是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D项，由复分解反应的概念可知，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O不属于复分解反应，错误。
13.(2016·昌平区二模)综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是______(填字母)。A.可在碱性氧化物中寻找B.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找C.可在具有强氧化性的物质中寻找
A项，Li2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO2，可在碱性氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故A正确；B项，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，钠、镁为ⅠA、ⅡA族元素，所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故B正确；C项，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原反应无关，故C错误。
(2)Li4SiO4可用于吸收、释放CO2，原理是在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700 ℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，写出CO2与Li4SiO4反应的化学方程式：_______________________________；该反应为____(填“吸”或“放”)热反应，原因是__________________________________________________________________。
CO2＋Li4SiO4 Li2CO3＋Li2SiO3
升高温度，平衡逆向进行，
说明逆反应为吸热反应，所以正反应为放热反应
在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3，根据质量守恒可知产物还有Li2SiO3，所以化学方程式：CO2＋Li4SiO4 Li2CO3＋Li2SiO3；由于升高温度平衡左移，故正反应为放热反应。
(3)CO和铁粉在一定条件下可以合成五羰基合铁[Fe(CO)5]，该物质可用作无铅汽油的防爆剂，是一种浅黄色液体，熔点－20.5 ℃，沸点103 ℃，易溶于苯等有机溶剂，不溶于水，密度1.46～1.52 g·cm－3，有毒，光照时生成Fe2(CO)9，60 ℃发生自燃，五羰基合铁的制备原理如下：
①下列说法正确的是_____(填字母)。A.利用上述反应原理可制备高纯铁B.制备Fe(CO)5应在隔绝空气的条件下进行
D.Fe(CO)5应密封、阴凉、避光并加少量蒸馏水液封贮存
利用五羰基合铁的生成和分解，可制得适用于做磁铁心和催化剂的高纯细铁粉，故A正确；五羰基合铁容易发生自燃，隔绝空气可以使五羰基合铁与氧气隔离，避免发生自燃，故B正确；铁为固体，不列入平衡常数表达式，反应Fe(s)＋5CO(g)Fe(CO)5(g)的平衡常数表达式为 ，故C错误；五羰基合铁不溶于水，密度1.46～1.52 g·cm－3，有毒，光照时生成Fe2(CO)9，所以应密封、阴凉、避光并加少量蒸馏水液封贮存，故D正确；
②五羰基合铁能与氢氧化钠溶液反应生成Na2Fe(CO)4和另两种常见无机物，该反应的化学方程式为__________________________________________。
Fe(CO)5＋4NaOH===Na2Fe(CO)4＋Na2CO3＋2H2O
依据化学反应过程中原子个数守恒可知五羰基合铁能与氢氧化钠溶液反应生成Na2Fe(CO)4、碳酸钠和水。
(4)如图所示，利用缺铁氧化物(如Fe0.9O)可实现CO2的综合利用、构建低碳环保社会①过程Ⅰ反应中二氧化碳做______(填“氧化”或“还原”)剂，每生成3 ml的Fe3O4可转化CO2的体积为_______(标准状况)。②请说明该转化的优点________________________________________________。
将CO2转化为C和O2；
利用了太阳能；Fe3O4可循环使用
根据图示可知，Fe0.9O可以将CO2转化为Fe3O4和C，过程Ⅰ反应的化学方程式为 可知生成3 ml的Fe3O4消耗1 ml CO2，而Fe3O4又在太阳能高温作用下分解为Fe0.9O和氧气，可实现铁的氧化物的循环利用。
14.(2016·渭南二模)晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：Ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；Ⅱ.粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl SiHCl3＋H2；Ⅲ.SiHCl3与过量H2在1 100 ℃反应制得纯硅，已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：(1)第Ⅰ步制备粗硅的化学反应方程式为________________________。
SiO2＋2C Si＋2CO↑
高温下，SiO2和C反应生成Si和CO，反应的化学方程式为SiO2＋2C Si＋2CO↑。
(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_____。
沸点不同的液体可以采用蒸馏的方法分离，这几种物质沸点不同，所以可以采用蒸馏的方法分离。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)：
为防止SiHCl3与H2O强烈反应，需要干燥剂干燥氢气，浓硫酸具有吸水性且不和氢气反应，所以可以作干燥剂；升高温度能使SiHCl3气化，从而使SiHCl3和氢气在D中反应；
①装置B中的试剂是________，装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_________________________。
使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是_______________，装置D中发生反应的化学方程式为_________________________。
D中发生反应SiHCl3＋H2 Si＋3HCl，Si为固态，所以看到的现象是有固体物质生成；
SiHCl3＋H2 Si＋3HCl
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及__________________。
Si是亲氧元素，为防止Si被氧化，需要排尽装置中的空气；
考纲要求1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法， 掌握其主要性质及应用。2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
考点一 碳、硅单质及氧化物
考点二 硅酸盐及无机非金属材料
微专题15 CO2与盐或碱溶液反应产物的判断
考能提升 探究高考 明确考向
1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有 态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有 和 两大类。
(2)单质的结构、物理性质与用途比较
2.碳、硅单质的化学性质——还原性碳、硅的最外层都是 个电子，位于元素周期表的第 族，不容易失也不容易得电子，通常化学性质稳定，但在一定条件下也能与许多物质发生化学反应，一般表现为还原性(如图)。
(1)碳的还原性碳有重要的用途，除了在氧气中燃烧利用其热能外，还能用于金属冶炼(如铜)、制取粗硅、生产水煤气等，完成下图转化关系中①～④的化学方程式。① ；② ；③ ；④ 。碳的还原性还表现为可将强氧化性的浓硫酸、浓硝酸分别还原为 和 ，本身被氧化为 。
(2)硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气(F2)、___________、_____反应，不能与氢气、氧气、氯气、 、 反应，加热时能与氧气、氯气反应。完成右图转化关系中⑥～⑧的化学方程式。⑥ ；⑦ ；⑧ 。
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
Si＋2F2===SiF4
3.二氧化硅和二氧化碳的比较
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
SiO2＋2NaOH===
Na2SiO3＋H2O
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋
CO2＋NaOH===NaHCO3
SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑
Na2SiO3＋H2O＋
CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3
CO2===Na2CO3
1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体( )解析 12C、13C、14C互称同位素，碳元素的三种常见的同素异形体为金刚石、石墨和C60。(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( )解析 Si可用于制造半导体，SiO2用于制造光导纤维。
(5)非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4( )(6)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸( )解析 SiO2可溶于氢氟酸：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
2.从元素周期表的位置看，碳和硅均为ⅣA族元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？
没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。
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(HCl)：_________________________________。
通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶
通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管
通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
4.写出除去下列固体粉末中混有杂质(括号内为杂质)可采取的方法，写出有关反应的方程式。(1)CaCO3(SiO2)__________________________________________________________________________________________。
可根据SiO2可溶于NaOH溶液除去。
在固体混合物中加入足量氢氧化钠溶液，充分反应后，过滤、洗涤。SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(2)SiO2(CaCO3)__________________________________________________________________________________________。
可根据CaCO3可溶于盐酸除去。
在固体混合物中加入足量稀盐酸，充分反应后，过滤、洗涤。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
(3)SiO2(NH4Cl)______________________________________________________________________________________________________________________。
可根据NH4Cl的热稳定性，或NH4Cl易溶于水的性质除去。
方法一：在固体中加入适量水溶解、过滤。方法二：将固体混合物在坩埚中充分灼烧，除去NH4Cl。NH4Cl NH3↑＋HCl↑
题组一 碳及氧化物的性质及应用1.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
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.石墨炔孔径略大于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
A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，则石墨炔孔径大于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。
2.(2016·石家庄质检)下列关于碳和碳的化合物的说法不正确的是A.过多CO2排放会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活”B.一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合C.金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质差别很大D.石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应
A项，二氧化碳是一种温室气体；B项，一氧化碳有毒，容易与血红蛋白结合；C项，金刚石是空间立体网状结构，硬度大熔点高，石墨是层状结构，每一层是平面网状结构，质软，可导电，物理性质差别较大；D项，二者的转化属于化学反应，但反应中没有元素化合价的改变，不属于氧化还原反应。
题组二 硅和二氧化硅的特性3.(2016·广州模拟)硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C.反应Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和 H2O为氧化剂D.硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应
由粗硅制备单晶硅的过程一般为 ＋HCl，都是氧化还原反应，B项错误；Si与烧碱溶液反应时，H2O是氧化剂，C项错误；硅不能与盐酸反应，D项错误。
4.(2016·樟树一模)由下列实验事实得出的结论正确的是A.由SiO2不能与水反应生成H2SiO3，可知SiO2不是H2SiO3的酸酐B.由SiO2＋2C Si＋2CO↑，可知碳的非金属性大于硅C.CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3＞H2SiO3D.SiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知SiO2为两性氧化物
二氧化硅难溶于水，硅酸分解生成二氧化硅，二氧化硅是硅酸的酸酐，故A错误；该反应中C的还原性大于Si的还原性，无法比较C、Si的非金属性，非金属性应根据氢化物稳定性、最高价含氧酸的酸性、单质氧化性等比较，故B错误；碳酸酸性大于硅酸，可以强酸制备弱酸，CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3＞H2SiO3，故C正确；两性氧化物是指和酸、碱反应生成盐和水的氧化物，二氧化硅和氢氟酸反应是因其特殊性，不能和其他酸发生反应，二氧化硅和碱溶液反应生成盐和水，是酸性氧化物，故D错误。
5.二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SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ②SiO2＋2C Si＋2CO↑ ③SiO2＋4HF=== SiF4↑＋2H2O ④Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑ ⑤SiO2＋3C SiC＋2CO↑a.反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b.反应②中SiO2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酐制取易挥发性的酸酐的道理e.反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应A.ace B.bde C.cde D.ab
通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断也正确。
熟记硅及其化合物的特殊性质(1)硅单质的特殊性①Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C Si＋2CO↑；②非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与HF反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；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①SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3；②酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2能跟HF反应：SiO2＋4HF=== SiF4↑＋2H2O；③无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水；④因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能发生下列反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O === H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高温下SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑也能发生。
题组三 硅的制取方法6.从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：①SiO2＋2C Si(粗)＋2CO↑ ②Si(粗)＋2Cl2 SiCl4 ③SiCl4＋2H2 Si(纯)＋4HCl关于上述反应的叙述不正确的是A.①③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28 g硅，均转移4 ml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
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28 g(1 ml)硅，均转移4 ml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。
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制备高纯硅的化学反应方程式：_____________________________。
在SiHCl3中，把硅考虑为＋4价，则氢为－1价，氯为－1价，SiHCl3水解时，－1价氢还原水中＋1价的氢，生成氢气。
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，写出配平的化学反应方程式：________________________________________；H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是_________________________。
SiHCl3＋3H2O
===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl
高温下，H2遇O2发生爆炸
(2)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：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①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_________________________________________________。
2Mg＋SiO2 2MgO＋Si、
2Mg＋Si Mg2Si
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_____________________________________________________________________________________________________________。
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
在设计制备纯硅的实验题中，常遇到的知识点有：(1)高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅：SiO2＋2C Si(粗)＋2CO↑(2)粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl SiHCl3＋H2(3)粗硅与干燥Cl2反应制得SiCl4：Si(粗)＋2Cl2 SiCl4
(4)SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3＋H2 Si(纯)＋3HCl(5)SiCl4与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiCl4＋2H2 Si(纯)＋4HCl(6)SiO2＋2Mg 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
1.硅酸和硅酸钠(1)硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸 (填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。①硅酸不稳定，受热易分解： 。②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为_________ 。③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。
H2SiO3 SiO2＋H2O
2NaOH===Na2SiO3＋2H2O
(2)硅酸钠(Na2SiO3)①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称 ，有黏性，水溶液显碱性。②它能与酸性比硅酸强的酸反应，分别写出以下化学方程式：与盐酸反应： 。与CO2水溶液反应： 。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3
Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
2.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。①常见硅酸盐材料比较
②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2 ；CaCO3＋SiO2 。(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
CaSiO3＋CO2↑
1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)玻璃是一种晶体，有较高的熔点( )解析 普通玻璃是非晶体。(2)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱( )(3)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料( )(4)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( )(5)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( )(6)普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品( )
2.玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2↑。由上述两个反应能说明H2SiO3的酸性比碳酸强吗？为什么？
不能；此反应中生成的CO2气体脱离反应体系有利于反应向右进行，与其氧化物对应酸的强弱无关；强酸制弱酸的规律一般适用于在溶液中发生的反应。
3.实验室中要熔化烧碱固体，现有三种坩埚：石英坩埚、陶瓷坩埚、铁坩埚。你认为选哪一种？简述选择的依据。
选择铁坩埚。依据：铁不与烧碱反应，而石英坩埚、陶瓷坩埚中都含有SiO2，能与NaOH反应使得坩埚受损。
题组一 无机非金属材料的组成性质及应用1.下列关于硅材料的说法不正确的是A.钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同B.制普通玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英砂C.陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料D.水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂
钢化玻璃是普通玻璃经一定物理方法处理后得到的，A项正确；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，是混合物，D项不正确。
2.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Si3N4B.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SiO2D.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
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，一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键，错误。
3.化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH－反应，生成 ，然后 迅速水解生成H4SiO4。下列有关说法正确的是A.原硅酸钠(Na4SiO4)能迅速水解，且水解后呈碱性，故Na4SiO4为弱电解质B.石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C.2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl说明Cl的非金属性强于SiD.半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅
原硅酸钠(Na4SiO4)是强电解质，A项错误；石英玻璃的主要成分是SiO2，不属于硅酸盐产品，B项错误；HCl不是Cl的最高价氧化物对应的水化物，无法通过盐酸与硅酸钠的反应比较Cl、Si的非金属性强弱，C项错误。
题组二 复杂硅酸盐的成分及性质4.和田玉在我国至少有7 000年的历史，也称为软玉，是我国玉文化的主体。和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐，某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有关叙述正确的是A.其化学式改写为氧化物的形式为2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2OB.它能够抵抗任何酸碱的腐蚀C.其中铁元素的化合价为＋3D.其中铁元素的化合价为＋2
假设和田玉中铁元素的化合价为＋x，根据化合物中各元素的化合价代数和为零，可得：(＋2)×2＋(＋2)×3＋(＋x)×2＋(＋4)×8＋(－2)×22＋(－1)×2＝0，即x＝2，所以其化学式改写为氧化物的形式为2CaO·3MgO·2FeO·8SiO2·H2O；硅酸盐一般耐酸碱的腐蚀，但不是所有的酸碱都不能腐蚀它，如氢氟酸可以和其中的硅元素反应生成SiF4气体，浓硝酸可以将其中所含的Fe2＋氧化成Fe3＋。
5.(2016·新疆伊犁质检)寿山石主要成分为叶蜡石，叶蜡石组成为Al2O3·4SiO2·H2O，下列观点不正确的是A.寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触B.寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物C.潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质D.久置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质
根据寿山石的主要成分，可知其能与酸或碱发生反应，A正确；寿山石中含有不同形态的Al2O3，造成其色彩丰富，B正确；其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反应，在潮湿的空气中不会溶解变质，C项错误；久置于干燥空气中，会失去其中的结晶水变质，D正确。
6.硅与铝同周期。SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成黏性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式为______________________________。长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石的化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为___________。
根据不同类长石其氧原子的物质的量分数相同，结合化合价代数和是0可写出钙长石的化学式。
===Na2SiO3＋H2O
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→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 ，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。
1.CO2与盐溶液反应产物或现象的判断一般从强酸制弱酸的角度去分析。由于碳酸比硅酸、次氯酸、苯酚、Al(OH)3(偏铝酸)的酸性强，能用CO2制取上述弱酸，常涉及的变化如下：
CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓(或CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3)
CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClOCO2＋ ONa＋H2O―→ OH＋NaHCO3CO2(过量)＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3CO2(少量)＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO32.CO2与碱反应产物的判断(1)CO2与单一组分反应(如CO2通入NaOH溶液)产物的分析①反应原理
②反应后溶质成分的判断
(2)CO2与多组分[如CO2通入NaOH、Ca(OH)2的混合溶液]，反应的顺序是①Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O②2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O③Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3④CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2
题组一 CO2与盐溶液反应产物或现象1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)向C6H5ONa溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊( )解析 生成苯酚浊液。(2)向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失( )解析 H2SiO3不溶于CO2。
(3)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( )解析 开始生成CaCO3沉淀，CO2过量时，CaCO3又与CO2、H2O反应生成Ca(HCO3)2。(4)向CaCl2溶液中通入CO2，无明显现象，若先通入NH3再通CO2，溶液会变浑浊( )解析 CO2在CaCl2溶液中的溶解度小，产生的 很小，Qc＜Ksp，因而不会产生沉淀，CO2在氨水碱性溶液中溶解度大，产生 浓度大，因而能产生CaCO3沉淀。
(5)向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2气体，有晶体析出( )解析 NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小。(6)向NaAlO2溶液中通入CO2气体，一开始有白色沉淀生成，CO2过量，沉淀溶解( )解析 Al(OH)3不能溶于H2CO3。(7)向饱和NaCl的氨溶液中通入过量CO2气体，有晶体析出( )解析 会析出NaHCO3晶体。
题组二 CO2与碱反应产物2.将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的是
CO2与KOH和Ca(OH)2都会反应，但存在着竞争，如果先与KOH反应，则反应后生成的K2CO3立即会与Ca(OH)2反应生成CaCO3，因此，可以看成CO2先与Ca(OH)2反应，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步还要判断CO2是先跟KOH反应还是先与生成的CaCO3反应，同样可以采用假设法判断，即如果先与CaCO3反应，则生成的Ca(HCO3)2又会与KOH反应，因此是先与KOH反应，此过程生成沉淀的物质的量不变，当KOH反应完全，再与CaCO3反应，直至沉淀完全溶解，故选D。
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.1∶3
4.向300 mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液得到白色固体，请回答下列问题：(1)由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的量及组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。
可能发生的反应有：CO2不足时，CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O①CO2过量时，CO2＋KOH===KHCO3②画数轴： 根据数轴、列表得出结果。
(2)若通入CO2气体2.24 L(标准状况)，得到11.9 g白色固体，请通过计算确定：此白色固体是由哪些物质组成的？其质量分别为多少？KOH的物质的量浓度为多少？
白色固体为K2CO3和KHCO3的混合物 质量分别为K2CO3 6.9 g和KHCO3 5 g c(KOH)＝0.5 ml·L－1
解得a＝b＝0.05，所以，白色固体中m(K2CO3)＝0.05 ml×138 g·ml－1＝6.9 g；
1.高考选项正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)硅胶可用作食品干燥剂( )(2015·全国卷Ⅱ，7A)(2)Si和SiO2都用于制造光导纤维( )(2014·海南，10D)(3)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物( )(2015·安徽理综，9D)
(4)SiO2既能与KOH溶液反应又能与浓盐酸反应( )(2014·福建理综，9②改编)解析 SiO2是酸性氧化物，不能与盐酸反应。(5) 各步转化能够在给定条件下实现( )(2016·江苏，9A)解析 SiO2不能与盐酸反应。
2.[2015·北京理综，27(1)(2)(3)]研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中 占95%。写出CO2溶于水产生 的方程式：_________________________________________。
CO2＋H2O H2CO3、H2CO3H＋
CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H＋和 。
(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。①写出钙化作用的离子方程式：__________________________________。
2 ＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
根据钙化作用的反应物是 和Ca2＋，生成物是CaCO3和CO2，故不难写出反应的离子方程式为2 ＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：______＋________ (CH2O)x＋x18O2＋xH2O
根据元素守恒及示踪原子的标记知，方程式中的空白处为xCO2和2xH218O。
(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可采用如下方法：①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。
该装置为洗气装置，要注意装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用试剂稀硫酸，因HCl易挥发出来影响后续的滴定而不能用盐酸。
②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用x ml·L－1 HCl溶液滴定，消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度＝___ ml·L－1。
3.[2014·天津理综，7(4)]晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：
写出SiCl4的电子式：______________；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_______________________________________________________。
SiCl4(g)＋2H2(g) Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋0.025a kJ·ml－1
1.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是
玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分是SiO2，硅单质可用来制造太阳能电池板。
2.有些科学家提出硅是“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。下列有关硅的说法中，不正确的是A.高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片B.硅可由二氧化硅还原制得C.低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D.自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅
硅在自然界中全部以化合态形式存在。
3.下列说法中，不正确的是A.SiO2是酸性氧化物，但不与水反应B.泡花碱属于盐类C.明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒D.玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料
Na2SiO3俗称泡花碱，B项正确；明矾只能净水不能消毒，C项错误。
4.(2016·广州模拟)下列叙述中正确的是A.因为Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B.碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C.二氧化硅既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，但二氧化硅不能和水反应生成 硅酸
A项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体放出，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B错误；SiO2与氢氟酸的反应不属于酸性氧化物与一般酸的反应，在此反应中SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C错误。
5.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。下列有关该方法的叙述中正确的是①能耗大是该方法的一大缺点②整个过程中，只有一种物质可以循环利用③“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤④该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品A.①② B.②③ C.③④ D.①④
该方法中高温反应炉分离出CO2，需要消耗较多能量，①对；整个过程中NaOH和CaO均可循环利用，②错；从捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通过过滤的方法即可分离，③错；捕捉到的CO2可与H2反应制备甲醇：CO2＋3H2 CH3OH＋H2O，④对。
6.(2016·湖北孝感高中月考)锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)与碳、硅两元素同位于第ⅣA族，其原子序数按锗、锡、铅的顺序依次增大，则下列推断一定不正确的是A.铅可形成PbO、PbO2两种氧化物B.锗与盐酸不反应，锡、铅能与盐酸反应C.锗、锡、铅的＋4价氢氧化物的碱性：Ge(OH)4＜Sn(OH)4＜Pb(OH)4D.锗、锡、铅的金属性依次减弱
Pb在ⅣA族，有＋2、＋4两种化合价因而可形成PbO、PbO2两种氧化物，A正确；锡、铅均排在金属活动性顺序中氢的前面，因而可与盐酸反应，B正确；同一主族从上到下金属性依次增强，因而Ge(OH)4、Sn(OH)4、Pb(OH)4的碱性依次增强，C正确，D错误。
7.下列说法正确的是A.高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反应B.CO2和钠在一定条件下反应可以得到金刚石和碳酸钠，反应中氧化剂 和还原剂物质的量之比是3∶4C.现代海战通过喷放液体SiCl4(极易水解)和液氨可产生烟幕，其主要成 分是NH4ClD.从燃煤烟道灰中(含GeO2)提取半导体材料单质锗(Ge)，不涉及氧化还 原反应
玻璃的主要成分SiO2在高温下也与C反应，A错误；C由＋4价到0价，化合价变化为4，Na由0价到＋1价，化合价变化为1，根据化合价升降值相等原则，CO2与Na物质的量之比为1∶4，B错误；SiCl4水解生成HCl和硅酸，HCl与氨气反应生成NH4Cl，C正确；由化合态到游离态，一定发生氧化还原反应，D错误。
8.(2017·邢台质检)将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2
将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3；加热蒸干，高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2O＋SiO2；2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O；Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，所以最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。
9.用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是
由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3＋CO2＋H2O=== 2NaHCO3↓，因而会析出NaHCO3晶体，A项正确；B项，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色；D项，首先CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，继续通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，则：2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊。
10.SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列说法错误的是A.上图所含反应都不属于氧化还原反应B.纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料C.用盐酸可除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D.高炉炼铁时用石灰石将铁矿石中的脉石转化为易熔的炉渣
A项，由SiO2制取单晶Si的一系列反应都属于氧化还原反应，错误；B项，SiO2可作光导纤维，单晶硅可作半导体材料，正确；C项，盐酸与SiO2不反应，与CaCO3反应，正确；D项，高炉炼铁中，存在反应：CaCO3 CaO＋CO2↑，SiO2＋CaO CaSiO3，CaSiO3作为炉渣被除去，正确。
11.(2016·大连一中模拟)将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与所通入CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应过程中的叙述不正确的是A.Oa段反应的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓ ＋H2OB.ab段与cd段所发生的反应相同C.de段沉淀减少是由于BaCO3固体的消失D.bc段反应的离子方程式是2 ＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋
CO2优先与Ba(OH)2反应(图像中Oa段)，然后与KOH反应(图像中ab段)，接着与KAlO2反应(图像中bc段)，再与K2CO3反应(图像中cd段)，最后与BaCO3反应(图像中de段)。
12.水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是A.原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B.操作A与操作B完全相同C.该流程中硅元素的化合价发生改变D.反应器中发生的复分解反应为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
A项，稻壳灰来源广泛价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，二氧化硅中，硅元素的化合价是＋4价，硅酸钠中，硅元素的化合价是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D项，由复分解反应的概念可知，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O不属于复分解反应，错误。
13.(2016·昌平区二模)综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是______(填字母)。A.可在碱性氧化物中寻找B.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找C.可在具有强氧化性的物质中寻找
A项，Li2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO2，可在碱性氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故A正确；B项，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，钠、镁为ⅠA、ⅡA族元素，所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故B正确；C项，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原反应无关，故C错误。
(2)Li4SiO4可用于吸收、释放CO2，原理是在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700 ℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，写出CO2与Li4SiO4反应的化学方程式：_______________________________；该反应为____(填“吸”或“放”)热反应，原因是__________________________________________________________________。
CO2＋Li4SiO4 Li2CO3＋Li2SiO3
升高温度，平衡逆向进行，
说明逆反应为吸热反应，所以正反应为放热反应
在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3，根据质量守恒可知产物还有Li2SiO3，所以化学方程式：CO2＋Li4SiO4 Li2CO3＋Li2SiO3；由于升高温度平衡左移，故正反应为放热反应。
(3)CO和铁粉在一定条件下可以合成五羰基合铁[Fe(CO)5]，该物质可用作无铅汽油的防爆剂，是一种浅黄色液体，熔点－20.5 ℃，沸点103 ℃，易溶于苯等有机溶剂，不溶于水，密度1.46～1.52 g·cm－3，有毒，光照时生成Fe2(CO)9，60 ℃发生自燃，五羰基合铁的制备原理如下：
①下列说法正确的是_____(填字母)。A.利用上述反应原理可制备高纯铁B.制备Fe(CO)5应在隔绝空气的条件下进行
D.Fe(CO)5应密封、阴凉、避光并加少量蒸馏水液封贮存
利用五羰基合铁的生成和分解，可制得适用于做磁铁心和催化剂的高纯细铁粉，故A正确；五羰基合铁容易发生自燃，隔绝空气可以使五羰基合铁与氧气隔离，避免发生自燃，故B正确；铁为固体，不列入平衡常数表达式，反应Fe(s)＋5CO(g)Fe(CO)5(g)的平衡常数表达式为 ，故C错误；五羰基合铁不溶于水，密度1.46～1.52 g·cm－3，有毒，光照时生成Fe2(CO)9，所以应密封、阴凉、避光并加少量蒸馏水液封贮存，故D正确；
②五羰基合铁能与氢氧化钠溶液反应生成Na2Fe(CO)4和另两种常见无机物，该反应的化学方程式为__________________________________________。
Fe(CO)5＋4NaOH===Na2Fe(CO)4＋Na2CO3＋2H2O
依据化学反应过程中原子个数守恒可知五羰基合铁能与氢氧化钠溶液反应生成Na2Fe(CO)4、碳酸钠和水。
(4)如图所示，利用缺铁氧化物(如Fe0.9O)可实现CO2的综合利用、构建低碳环保社会①过程Ⅰ反应中二氧化碳做______(填“氧化”或“还原”)剂，每生成3 ml的Fe3O4可转化CO2的体积为_______(标准状况)。②请说明该转化的优点________________________________________________。
将CO2转化为C和O2；
利用了太阳能；Fe3O4可循环使用
根据图示可知，Fe0.9O可以将CO2转化为Fe3O4和C，过程Ⅰ反应的化学方程式为 可知生成3 ml的Fe3O4消耗1 ml CO2，而Fe3O4又在太阳能高温作用下分解为Fe0.9O和氧气，可实现铁的氧化物的循环利用。
14.(2016·渭南二模)晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：Ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；Ⅱ.粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl SiHCl3＋H2；Ⅲ.SiHCl3与过量H2在1 100 ℃反应制得纯硅，已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：(1)第Ⅰ步制备粗硅的化学反应方程式为________________________。
SiO2＋2C Si＋2CO↑
高温下，SiO2和C反应生成Si和CO，反应的化学方程式为SiO2＋2C Si＋2CO↑。
(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_____。
沸点不同的液体可以采用蒸馏的方法分离，这几种物质沸点不同，所以可以采用蒸馏的方法分离。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)：
为防止SiHCl3与H2O强烈反应，需要干燥剂干燥氢气，浓硫酸具有吸水性且不和氢气反应，所以可以作干燥剂；升高温度能使SiHCl3气化，从而使SiHCl3和氢气在D中反应；
①装置B中的试剂是________，装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_________________________。
使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是_______________，装置D中发生反应的化学方程式为_________________________。
D中发生反应SiHCl3＋H2 Si＋3HCl，Si为固态，所以看到的现象是有固体物质生成；
SiHCl3＋H2 Si＋3HCl
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及__________________。
Si是亲氧元素，为防止Si被氧化，需要排尽装置中的空气；
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