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1.C、Si單質的存在形態、物理性質及用途
(1)自然界中的碳元素既有游離態，又有化合態，而硅元素因有親氧性，所以僅有化合態。碳單質主要有金剛石、石墨、C60等同素異形體，硅單質主要有晶體硅和無定形硅兩大類。
(2)單質的結構、物理性質與用途比較
碳 硅
結構 金剛石：空間網狀結構，石墨：層狀結構 晶體硅：與金剛石類似的空間網狀結構
物理 性質 金剛石熔點高、硬度大 石墨熔點高、質軟，有滑膩感 晶體硅為灰黑色固體，有金屬光澤、硬度大、熔點高
用途 金剛石用作切割刀具，石墨用作電極、鉛筆芯 晶體硅用作半導體材料、硅芯片和硅太陽能電池
2.碳、硅單質的化學性質——還原性
碳、硅的最外層都是4個電子，位于元素周期表的第ⅣA族，不容易失也不容易得電子，通常化學性質穩定，但在一定條件下也能與許多物質發生化學反應，一般表現為還原性(如圖)。
(1)碳的還原性
碳有重要的用途，除了在氧氣中燃燒利用其熱能外，還能用于金屬冶煉(如銅)、制取粗硅、生產水煤氣等，完成上圖轉化關系中①～④的化學方程式。
①CO2＋C2CO；
②SiO2＋2CSi＋2CO↑；
③C＋H2O(g)CO＋H2；
④2CuO＋C2Cu＋CO2↑。
碳的還原性還表現為可將強氧化性的濃硫酸、濃硝酸分別還原為SO2和NO2，本身被氧化為CO2。
(2)硅的化學性質不活潑，在常溫下只能與氟氣(F2)、氫氟酸(HF)、強堿反應，不能與氫氣、氧氣、氯氣、硫酸、硝酸反應，加熱時能與氧氣、氯氣反應。
完成上圖轉化關系中⑥～⑧的化學方程式。
⑥Si＋2Cl2SiCl4；
⑦Si＋2F2===SiF4；
⑧Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
3.二氧化硅和二氧化碳的比較
物質 二氧化硅 二氧化碳
結構 立體網狀結構，不存在單個分子 存在單個CO2分子
主要物理性質 硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，不溶于水 熔、沸點低，常溫下為氣體，微溶于水
化 學 性 質 與水反應 不反應 CO2＋H2O??H2CO3
與酸反應 只與氫氟酸反應： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 不反應
與堿(NaOH) 反應 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞) CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O； CO2過量：CO2＋NaOH===NaHCO3
與鹽反應 如與Na2CO3反應：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ 如與Na2SiO3反應：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3
與堿性氧化物反應 如與CaO反應：SiO2＋CaOCaSiO3 如與Na2O反應：Na2O＋CO2===Na2CO3
用途 光導纖維、光學儀器、電子部件 制飲料、制碳酸鹽
1.熟記硅及其化合物的特殊性質
(1)硅單質的特殊性
①Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑；
②非金屬單質一般不跟非氧化性酸反應，但Si能與HF反應：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
③非金屬單質大多為非導體，但Si為半導體。
(2)含硅化合物的特殊性
①SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3；
②酸性氧化物一般不與酸反應，但SiO2能跟HF反應：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O；
③無機酸一般易溶于水，但H2SiO3難溶于水；
④因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能發生下列反應：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高溫下SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑也能發生。
2.在設計制備純硅的實驗題中，常遇到的知識點有：
(1)高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅：
SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑
(2)粗硅與干燥HCl氣體反應制得SiHCl3：
Si＋3HClSiHCl3＋H2
(3)粗硅與干燥Cl2反應制得SiCl4：
Si(粗)＋2Cl2SiCl4
(4)SiHCl3與過量H2在高溫下反應制得純硅：
SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl
(5)SiCl4與過量H2在高溫下反應制得純硅：
SiCl4＋2H2Si(純)＋4HCl
(6)SiO2＋2Mg2MgO＋Si
(7)SiHCl3、SiCl4能與水發生反應：
SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑　SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl
(8)SiH4在空氣中易自燃：
SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O
(9)工業生產單質硅過程中應注意的問題
①用焦炭還原SiO2，產物是CO而不是CO2。
②粗硅中含碳等雜質，與Cl2反應生成的SiCl4中也含CCl4等雜質，經過分餾提純SiCl4后，再用H2還原，得到高純度硅。
3.有關硅的易錯易混點
(1)玻璃中含有二氧化硅，因此氫氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氫氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。
(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶。
(3)用石英砂和焦炭制備粗硅的反應必須要隔絕空氣在電爐中進行，得到的氧化產物是CO而不是CO2。
(4)硅與堿溶液反應時，硅為還原劑，H2O為氧化劑。
Si＋2NaOH＋4H2O===Na2SiO3＋2H2↑＋3H2O。
(5)SiO2雖然即能與NaOH溶液反應，又能與氫氟酸反應，但不屬于兩性氧化物，屬于酸性氧化物。
(6)酸性氧化物一般和水反應生成相應的酸，SiO2雖然是H2SiO3的酸酐，但它不與水反應，不能直接與水作用制備H2SiO3。
(7)不能依據反應2C＋SiO2Si＋2CO↑來說明C的還原性比Si強，也不能依據反應SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑來說明SiO2水化物的酸性比H2CO3強。
4.碳、硅單質的特殊性
①一般情況下，非金屬元素的單質熔、沸點低，硬度小，但晶體硅、金剛石熔、沸點高、硬度大，其中金剛石為自然界中硬度最大的物質。
②非金屬單質大多為絕緣體，但硅為半導體，石墨為電的良導體。
③Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。
④非金屬單質與堿反應一般無氫氣放出，但硅與強堿溶液作用卻放出氫氣：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
⑤非金屬單質一般不與非氧化性酸反應，但硅能與HF反應：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
⑥一般情況下，金屬(Na、K)能置換出水中的氫，但C在高溫下也能置換出H2O中的氫：C＋H2O(g)H2＋CO。
5.硅及其氧化物的特性
物質 一般規律 特性
Si 硅的還原性比碳強 SiO2+2CSi+2CO↑
Si 非金屬單質與強堿反應一般不生成氫氣 Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
非金屬單質一般不與非氧化性酸反應 Si+4HFSiF4↑+2H2↑
一般非金屬單質為絕緣體 硅為半導體
SiO2 酸性氧化物一般與水反應生成相應的酸 SiO2不溶于水,不與水反應
酸性氧化物一般不與酸發生反應 SiO2+4HFSiF4↑+2H2O
“較強酸制較弱酸”是復分解反應的一般規律,碳酸酸性強于硅酸,如Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
考向1　碳、硅單質的性質及應用
【典例1】（2024·廣東·高三校考階段練習）有一粗硅，含鐵和硅兩種成分，取等質量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中放出等量的氫氣，則該粗硅中鐵和硅的關系正確的是(提示：)
①物質的量之比為 ②物質的量之比為 ③質量之比為 ④質量之比為
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】C
【解析】等質量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液中，充分反應后都放出等量的氫氣，則反應Fe+2HCl═FeCl2+H2↑、Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑中生成的氫氣相同，若都生成2molH2，則n（Fe）=2mol，n（Si）=1mol，故粗鋁中鐵和硅的物質的量比為2mol：1mol=2：1，鐵和硅的質量之比為2mol×56g/mol：1mol×28g/mol=4：1，故選C。
【變式練1】（2024·全國·高三專題練習）下列關于硅的說法不正確的是
A．硅是非金屬元素，它的單質是灰黑色有金屬光澤的固體
B．硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料
C．用二氧化硅制取單質硅的反應中硅元素被氧化
D．加熱到一定溫度時，硅能與氫氣、氧氣等非金屬單質發生反應
【答案】C
【解析】A．硅是非金屬元素，它的單質是灰黑色有金屬光澤的固體，A正確；
B．硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料，B正確；
C．用二氧化硅制取單質硅的反應中硅元素被還原，C錯誤；
D．加熱到一定溫度時，硅能與氫氣、氧氣等非金屬單質發生反應，D正確。
故選C。
【變式練2】（2024·浙江·高三統考階段練習）下列說法不正確的是
A．將粗硅用HCl轉化為SiHCl3，再經H2還原得到高純硅
B．NaClO比HClO穩定得多，NaClO溶液可長期存放而不分解
C．碳化硅(SiC)具有類似金剛石的結構，硬度很大，可作耐磨材料
D．硝酸生產尾氣中的NOx可用Na2CO3溶液或NH3處理
【答案】B
【解析】A．煉制高純度硅時，先將粗硅與HCl反應生成SiHCl3，SiHCl3再與氫氣反應生成單質硅，A正確；
B．NaClO溶液長期放置會與空氣中二氧化碳反應生成次氯酸，次氯酸光照條件下分解生成HCl和O2，B錯誤；
C．碳化硅與金剛石結構類似，硬度大可用作耐磨材料，C正確；
D．硝酸生產尾氣中的NOx可與碳酸鈉或者NH3反應，故可用碳酸鈉或者NH3吸收NOx，D正確；
故答案選B。
考向2　碳、硅氧化物的性質及應用
【典例2】（2024·浙江·高三校聯考開學考試）關于反應，下列說法正確的是
A．既不是氧化劑，也不是還原劑
B．生成33.6L CO，轉移3電子
C．是氧化產物
D．6g C中含有的共價鍵數目為一定為
【答案】A
【解析】A．在反應中，中的Si、O元素化合價都未改變，則SiO2既不是氧化劑，也不是還原劑，A正確；
B．CO的狀態是不是標況未知，無法確定物質的量，B錯誤；
C．的Si元素化合價未變，N元素化合價降低，被還原，是還原產物，C錯誤；
D．C的同素異形體有多種，每種共價鍵的數目不相同，6g C的C無法確定是哪種同素異形體，共價鍵數目無法確定，D錯誤；
故答案為：A。
【變式練3】（2024·浙江·校聯考模擬預測）翡翠手鐲(如圖)的主要成分是硬玉，硬玉化學式為，下列推測不合理的是

A．硬玉與氫氧化鈉溶液反應生成、和
B．翡翠硬度大，熔點高，受到猛烈撞擊不容易斷裂或粉碎
C．碳酸鈉與氧化鋁、二氧化硅在高溫熔融的條件下能制取硬玉
D．翡翠中含，高溫分解翡翠，產物溶于氫碘酸加萃取，有機層呈紫紅色
【答案】B
【解析】A．硬玉化學式為，可以表示為，與氫氧化鈉溶液反應生成、和，故A正確；
B．翡翠硬度大，熔點高，但質脆，受到猛烈撞擊容易斷裂或粉碎，故B錯誤；
C．碳酸鈉與氧化鋁、二氧化硅在高溫熔融的條件下能制取硬玉，方程式為：Na2CO3+Al2O3+4SiO22+CO2，故C正確；
D．翡翠中含，高溫分解翡翠的產物中含有Fe2O3，Fe2O3溶于氫碘酸生成Fe3+，Fe3+和I-反應生成I2，加萃取，有機層呈紫紅色，故D正確；
故選B。
【變式練4】（2024·廣東·統考）建設美麗鄉村，守護中華家園，衣食住行皆化學。下列說法正確的是
A．千家萬戶通光纖，光纖的主要材質為 B．鄉村公路鋪瀝青，瀝青屬于天然無機材料
C．美容扮靚迎佳節，化妝品中的甘油難溶于水 D．均衡膳食助健康，主食中的淀粉可水解為葡萄糖
【答案】D
【解析】A．光纖的主要材質為二氧化硅，A錯誤；
B．瀝青屬于有機材料，B錯誤；
C．甘油溶于水，C錯誤；
D．淀粉水解的最終產物為葡萄糖，D正確；
故選D。
1．（2024·江西·高考真題）景德鎮青花瓷素有“國瓷”的美譽。是以黏土為原料，用含鈷、鐵的顏料著色，上釉后一次性高溫燒制而成的青藍色彩瓷。下列關于青花瓷說法正確的是
A．青藍色是由于生成了單質鈷 B．表面的釉屬于有機高分子膜
C．主要成分為鋁硅酸鹽 D．鐵元素的存在形式只有Fe2O3
【答案】C
【解析】A．青花瓷上的藍色花紋是由于使用了含有氧化鈷的“青料”繪制而成，與單質鈷無直接關系，A錯誤；
B．釉是一種覆蓋在陶瓷表面的物質，通常由無機物質組成，如硅酸鹽、氧化物等，B錯誤；
C．青花瓷是一種釉面瓷，其材質屬于無機非金屬材料，主要成分為鋁硅酸鹽，C正確；
D．青花瓷呈現青藍色，不能確定鐵元素的具體存在形式，Fe2O3呈紅色，D錯誤；
故選C。
2．（2022·河北·高考真題）下列說法錯誤的是
A．CaF2與濃H2SO4糊狀混合物可用于刻蝕玻璃
B．NaOH是強堿，因此鈉鹽的水溶液不會呈酸性
C．溶洞的形成主要源于溶解CO2的水對巖石的溶蝕作用
D．KMnO4與H2C2O4的反應中，Mn2+既是還原產物又是催化劑
【答案】B
【解析】A．氫氟酸能與二氧化硅反應生成氟化硅和水，氟化鈣與濃硫酸反應生成硫酸鈣和氟化氫，則糊狀混合物中的氫氟酸能與玻璃中的二氧化硅反應，可用于刻蝕玻璃，故A正確；
B．硫酸氫鈉是強酸的鈉鹽，在溶液中能電離出氫離子使溶液呈酸性，故B錯誤；
C．溶洞的形成主要源于溶解于水的二氧化碳與巖石中的碳酸鈣反應生成可溶于水的碳酸氫鈣，故C正確；
D．酸性高錳酸鉀溶液與草酸溶液反應生成硫酸鉀、硫酸錳、二氧化碳和水，反應中錳元素的化合價降低被還原，硫酸錳是反應的催化劑，反應生成的硫酸錳能做反應的催化劑加快反應速率，則錳離子既是反應的還原產物又是反應的催化劑，故D正確；
故選B。
3．（2022·浙江·統考高考真題）尖晶石礦的主要成分為(含雜質)。已知：。該反應難以發生，但采用“加炭氯化法”可以制備和，同時還可得到副產物(沸點為，在升華)：。下列說法不正確的是
A．制備時要保持無水環境
B．輸送氣態產物的管道溫度要保持在以上
C．氯化時加炭，既增大了反應的趨勢，又為氯化提供了能量
D．為避免產生大量，反應過程中需保持炭過量
【答案】D
【解析】A．由于高溫條件下，C與H2O將反應生成CO和H2，且AlCl3、MgCl2在高溫下均易水解，生成的HCl揮發后促進AlCl3、MgCl2水解，導致所得產物不純，故制備時要保持無水環境，A正確；
B．由題干信息可知，在升華，故輸送氣態產物的管道溫度要保持在以上，B正確；
C．由題干信息可知，不加炭的氯化反應很難進行，則氯化時加炭，既增大了反應的趨勢，同時C被氧化為CO放出熱量，則又為氯化提供了能量，C正確；
D．反應過程中若保持炭過量，則可能發生反應：SiO2+2CSi+2CO或者SiO2+3CSiC+2CO，導致獲得的固體產物MgCl2中含有Si、SiC等雜質，D錯誤；
故答案為：D。
4．（2022·浙江·統考高考真題）下列說法不正確的是
A．晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間，常用于制造光導纖維
B．高壓鈉燈發出的黃光透霧能力強、射程遠，可用于道路照明
C．氧化鋁熔點高，常用于制造耐高溫材料
D．用石灰石-石膏法對燃煤煙氣進行脫硫，同時可得到石膏
【答案】A
【解析】A．晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料，可用于制造晶體管、集成電路等，而二氧化硅常用于制造光導纖維，A錯誤；
B．鈉的焰色反應為黃色，可用作透霧能力強的高壓鈉燈，B正確；
C．耐高溫材料應具有高熔點的性質，氧化鋁熔點高，可用作耐高溫材料，C正確；
D．石灰石的主要成分為碳酸鈣，石灰石-石膏法脫硫過程中發生反應：CaCO3CaO+CO2↑，SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2=2CaSO4，得到了石膏，D正確；
答案選A。
5．（2022·山東·高考真題）某同學按圖示裝置進行實驗，欲使瓶中少量固體粉末最終消失并得到澄清溶液。下列物質組合不符合要求的是

氣體 液體 固體粉末
A 飽和溶液
B 溶液
C 溶液
D
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．通入CO2氣體依次發生反應CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2，由于在相同溫度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，最終瓶中仍有白色晶體析出，不會得到澄清溶液，A項選；
B．通入Cl2，發生反應Cl2+2FeCl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2，最終Fe消失得到澄清溶液，B項不選；
C．通入HCl，在酸性條件下會表現強氧化性，發生離子反應：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O，最終Cu消失得到澄清溶液，C項不選；
D．AgCl在水中存在溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，通入NH3后，Ag+與NH3結合成[Ag(NH3)2]+，使溶解平衡正向移動，最終AgCl消失得到澄清溶液，D項不選；
答案選A。
6．（2023·湖北·統考高考真題）工業制備高純硅的主要過程如下：
石英砂粗硅高純硅
下列說法錯誤的是
A．制備粗硅的反應方程式為
B．1molSi含Si-Si鍵的數目約為
C．原料氣HCl和應充分去除水和氧氣
D．生成的反應為熵減過程
【答案】B
【解析】A. 和在高溫下發生反應生成和，因此，制備粗硅的反應方程式為，A說法正確；
B. 在晶體硅中，每個Si與其周圍的4個Si形成共價鍵并形成立體空間網狀結構，因此，平均每個Si形成2個共價鍵， 1mol Si含Si-Si鍵的數目約為，B說法錯誤；
C. HCl易與水形成鹽酸，在一定的條件下氧氣可以將HCl氧化；在高溫下遇到氧氣能發生反應生成水，且其易燃易爆，其與在高溫下反應生成硅和HCl，因此，原料氣HCl和應充分去除水和氧氣 ，C說法正確；
D. ，該反應是氣體分子數減少的反應，因此，生成的反應為熵減過程，D說法正確；
綜上所述，本題選B。
7．（2022·廣東·高考真題）陳述Ⅰ和Ⅱ均正確但不具有因果關系的是
選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ
A 用焦炭和石英砂制取粗硅 可制作光導纖維
B 利用海水制取溴和鎂單質 可被氧化，可被還原
C 石油裂解氣能使溴的溶液褪色 石油裂解可得到乙烯等不飽和烴
D 水解可生成膠體 可用作凈水劑
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．焦炭具有還原性，工業上常利用焦炭與石英砂（SiO2）在高溫條件下制備粗硅，這與SiO2是否做光導纖維無因果關系，故A符合題意；
B．海水中存在溴離子，可向其中通入氯氣等氧化劑將其氧化為溴單質，再經過萃取蒸餾物理操作分離提純溴單質，另外，通過富集海水中的鎂離子，經過沉淀、溶解等操作得到無水氯化鎂，隨后電解熔融氯化鎂可制備得到鎂單質，陳述I和陳述II均正確，且具有因果關系，B不符合題意；
C．石油在催化劑加熱條件下進行裂解可得到乙烯等不飽和烴，從而使溴的CCl4溶液褪色，陳述I和陳述II均正確，且具有因果關系，C不符合題意；
D．FeCl3溶液中鐵離子可發生水解，生成具有吸附性的氫氧化鐵膠體，從而可用作凈水劑，陳述I和陳述II均正確，且具有因果關系，D不符合題意；
綜上所述，答案為A。
1.硅酸和硅酸鈉
(1)硅酸
硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能使紫色石蕊溶液變紅色。
①硅酸不穩定，受熱易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。
②硅酸能與堿溶液反應，如與NaOH溶液反應的化學方程式為H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
③硅酸在水中易聚合形成膠體。硅膠吸附水分能力強，常用作干燥劑。
(2)硅酸鈉(Na2SiO3)
①白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。
②它能與酸性比硅酸強的酸反應，分別寫出以下化學方程式：
與鹽酸反應：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
與CO2水溶液反應：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。
③用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。
2.無機非金屬材料
(1)傳統無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。
①常見硅酸鹽材料比較
水泥 玻璃 陶瓷
生產原料 石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英 黏土
主要設備 水泥回轉窯 玻璃窯 陶瓷窯
②玻璃生產中的兩個重要反應：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。
(2)新型無機非金屬材料，如高溫結構陶瓷、光導纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。
材料類別 主要特性 示例 用途
高溫結構 陶瓷 能承受高 溫，強度高 氮化硅 陶瓷 汽輪機葉片、軸承、永久性模具等
半導體 陶瓷 具有電學 特性 二氧化錫 陶瓷 集成電路中的半導體
光學材料 具有光 學特性 光導纖維 光纜通信、醫療、照明等
生物陶瓷 具有生 物功能 氧化鋁 陶瓷 人造骨骼、人造關節、接骨螺釘
3．特殊功能的含硅材料
(1)SiC(俗稱金剛砂)具有類似于金剛石的結構，硬度大，可用作砂紙、砂輪的磨料。
(2)含硅4%硅鋼具有很高的導磁性，可用作變壓器的鐵芯。
(3)硅橡膠具有耐高溫、耐低溫的性質。
硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法
(1)氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物間以“·”隔開。
(2)各元素的化合價保持不變，且滿足化合價代數和為零，各元素原子個數比符合原來的組成。
(3)當計量數配置出現分數時應化為整數。如正長石：KAlSi3O8不能寫成K2O·Al2O3·3SiO2，應寫成K2O·Al2O3·6SiO2。
(4)硅酸鹽大多難溶于水，常見的可溶性硅酸鹽是硅酸鈉，Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，與玻璃成分不同，水玻璃又稱泡花堿，但它卻是鹽溶液，而不是堿溶液。
(5)氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結構，切不可認為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。
氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結構,切不可認為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。
①玻璃中含有二氧化硅,因此氫氟酸可用于雕刻玻璃,盛放氫氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。
②NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放,但不能用玻璃塞而應使用橡膠塞。
考向1　硅酸、硅酸鹽的組成和性質
【典例1】（2024·河南·高三校聯考開學考試）利用下列裝置進行實驗，能達到實驗目的的是
A．比較碳元素和硅元素的非金屬性強弱 B．提純高錳酸鉀 C．測定中和反應反應熱 D．制備溴苯并驗證有HBr產生
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】A．鹽酸具有揮發性，產生的中混有HCl，HCl能與硅酸鈉反應，干擾與硅酸鈉的反應，故A錯誤；
B．高錳酸鉀受熱分解，單質碘受熱易升華，加熱不能達到提純的目的，故B錯誤；
C．中和熱的測定要盡量減少熱量的損失，測定中和熱裝置正確，故C正確；
D．揮發的溴與硝酸銀溶液反應，也可生成AgBr沉淀，影響驗證有HBr產生，故D錯誤；
故本題選C。
【變式練1】（2024·吉林·高三校考階段練習）Liepatoff規則：膠核總是選擇性地吸附與其本身組成相似的離子形成膠粒。硅膠在生產、生活中有廣泛應用。硅膠溶液組成如下：
下列敘述正確的是
A．1mol 和足量鹽酸反應得到硅膠粒子數
B．與硅膠溶液膠核組成相似
C．膠粒中表面離子數目一定大于束縛反離子
D．硅膠溶液的膠團中
【答案】B
【解析】A．1mol 可生成1mol 分子，許多分子聚集一起形成膠粒，形成膠粒數小于，A錯誤；
B．根據圖示可知，膠核優先吸附，根據Liepatoff規則可得與硅膠溶液膠核組成相似，B正確；
C．膠粒中帶負電荷數大于帶正電荷數，表面離子數不一定大于束縛反離子數，C錯誤；
D．膠團不帶電荷，，D錯誤；
故選B。
【變式練2】（2024·河北·高三階段練習）下列物質(或物質的飽和溶液)之間通過一步反應能實現如圖所示轉化關系，且與表中條件也匹配的是
選項 X Y Z 箭頭上為反應條件或試劑
A Fe FeCl2 FeCl3 ①通入少量Cl2
B Na2CO3 NaCl NaHCO3 ③先通NH3、再通CO2
C Na NaOH NaCl ②電解飽和食鹽水
D Si Na2SiO3 H2SiO3 ②加熱
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】A．Cl2的氧化性強，Fe與Cl2反應產生FeCl3，不是FeCl2，不能通過一步反應實現物質之間的轉化，A不符合題意；
B．Na2CO3與HCl反應產生NaCl，向NaCl溶液中通入NH3、CO2反應產生NaHCO3，NaHCO3受熱分解產生Na2CO3；NaHCO3與HCl反應產生NaCl，因此能通過一步反應實現物質之間的轉化，B符合題意；
C．電解飽和NaCl溶液反應產生NaOH，而不能反應產生Na，應該電解熔融NaCl制取金屬鈉，不能通過一步反應實現物質之間的轉化，C錯誤；
D．H2SiO3受熱分解產生SiO2，不能反應產生Si單質，不能通過一步反應實現物質之間的轉化，D錯誤；
故合理選項是B。
考向2　常見無機非金屬材料及其主要用途
【典例2】（2024·全國·高三專題練習）SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質。下列說法正確的是
A．圖中所有反應都不屬于氧化還原反應
B．硅酸鹽的化學性質穩定，常用于制作光導纖維
C．可用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣
D．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，其熔點是固定的
【答案】C
【分析】SiO2與C在高溫下反應產生Si、CO；Si與Cl2在高溫下反應產生SiCl4，得到的粗硅中的雜質與Cl2反應產生相應的氯化物，它們的沸點不同，采用分餾方法分離得到純凈SiCl4，然后用H2還原得到Si單質；SiO2是酸性氧化物，能夠與堿性氧化物CaO在高溫下反應產生CaSiO3；SiO2與鹽CaCO3、Na2CO3在高溫下反應產生CaSiO3、Na2SiO3及CO2，CaSiO3、Na2SiO3都是硅酸鹽產品。
【解析】A．SiO2與C在高溫下反應產生Si、CO，反應過程中元素化合價發生變化，故反應屬于氧化還原反應；Si與Cl2在高溫下反應產生SiCl4，及SiCl4與H2反應產生Si、HCl的反應中元素化合價發生了變化，因此這些反應也都是氧化還原反應，A錯誤；
B．SiO2能夠使光線發生全反射，故可以作光導纖維，因此SiO2是光導纖維的主要成分，B錯誤；
C．SiO2是酸性氧化物，與HCl不能反應，也不溶于水，以固體形式存在，而其中的雜質CaCO3能夠與HCl發生反應產生可溶性CaCl2及H2O、CO2，從而使雜質與被提純的SiO2得到分離，C正確；
D．玻璃中含有多種成分，屬于混合物，沒有固定的熔點，D錯誤；
故合理選項是是C。
【變式練3】（2024·全國·高三專題練習）龍泉窯是中國歷史上的一個名窯，是中國制瓷史上延續歷史最長的一個瓷窯系，龍泉窯以燒制青瓷而聞名，下列有關說法錯誤的是
A．高溫燒結過程包含復雜的化學變化 B．瓷器具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優點
C．制作瓷器所用的黏土原料是人工合成的 D．瓷器屬于硅酸鹽產品，含有多種金屬元素
【答案】C
【解析】A．高溫燒結過程是許多物理化學變化的綜合過程，A正確；
B．陶瓷成分是硅酸鹽，經高溫燒結具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優點，B正確；
C．黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，一般的黏土都由硅酸鹽礦物在地球表面風化后形成，不是人工合成的，C錯誤；
D．陶瓷主要原料是黏土，屬硅酸鹽產品，含有多種金屬元素，D正確；
故選C。
【變式練4】（2024·北京·高三階段練習）北京冬奧會將在奧運會歷史上首次實現全部場館100%使用清潔能源供電。電能主要來自風力發電與太陽能發電。如圖是太陽能電池板的主要結構。上述材料中，屬于無機硅酸鹽材料的是

A．鋁合金框架 B．鋼化玻璃 C．晶體硅 D．聚醋酸乙烯酯
【答案】B
【解析】A．鋁合金框架是合金，不是無機硅酸鹽材料，故A不符合題意；
B．鋼化玻璃是無機非金屬材料，故B符合題意；
C．晶體硅是單質，不是硅酸鹽，故C不符合題意；
D．聚醋酸乙烯酯是有機高分子化合物，不是無機硅酸鹽材料，故D不符合題意。
綜上所述，答案為B。
1．（2024·廣東·高考真題）嘀嗒嘀嗒，時間都去哪兒了！計時器的發展史銘刻著化學的貢獻。下列說法不正確的是
A．制作日晷圓盤的石材，屬于無機非金屬材料
B．機械表中由鉬鈷鎳鉻等元素組成的發條，其材質屬于合金
C．基于石英晶體振蕩特性計時的石英表，其中石英的成分為
D．目前“北京時間”授時以銫原子鐘為基準，的質子數為55
【答案】C
【解析】A．制作日晷圓盤的石材主要為大理石，屬于無機非金屬材料，A正確；
B．由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經一定方法所合成的具有金屬特性的混合物稱為合金，機械表中由鉬鈷鎳鉻等元素組成的發條，其材質屬于合金，B正確；
C．基于石英晶體振蕩特性計時的石英表，其中石英的成分為SiO2，C錯誤；
D．目前“北京時間”授時以銫原子鐘為基準，的質量數為135，質子數為55，D正確；
故選C。
2．（2024·遼寧·統考）北京冬奧會備受世界矚目。下列說法錯誤的是
A．冰壺主材料花崗巖屬于無機非金屬材料
B．火炬“飛揚”使用的碳纖維屬于有機高分子材料
C．冬奧會“同心”金屬獎牌屬于合金材料
D．短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯屬于有機高分子材料
【答案】B
【解析】A．花崗巖的主要成分是石英、云母、長石等礦物，屬于無機非金屬材料，A正確；
B．碳纖維指的是含碳量在90%以上的高強度高模量纖維，屬于無機非金屬材料，B錯誤；
C．金屬獎牌屬于合金材料，C正確；
D．聚乙烯屬于有機高分子材料，D正確；
故答案選B。
3．（2022·河北·高考真題）定窯是宋代五大名窯之一，其生產的白瓷聞名于世。下列說法正確的是
A．傳統陶瓷是典型的絕緣材料 B．陶瓷主要成分為和
C．陶瓷燒制的過程為物理變化 D．白瓷的白色是因鐵含量較高
【答案】A
【解析】A．陶瓷是良好的絕緣體，傳統陶瓷是典型的絕緣材料，常用于高壓變壓器的開關外包裝和器件，A正確；
B．陶瓷的主要成分為硅酸鹽，而不是SiO2和MgO，C錯誤；
C．陶瓷燒制過程發生復雜的化學反應，由新物質生成，屬于化學變化，C錯誤；
D．由于Fe2+、Fe3+和鐵的氧化物均有顏色，故陶瓷中含鐵量越多，陶瓷的顏色越深，白瓷的白色是因為鐵含量較低甚至幾乎不含，D錯誤；
故答案為：A。
4．（2021·重慶·統考高考真題）“垃圾分類記心上，魅力山城新時尚”，下列可回收物中， 主要成分為無機非金屬材料的是
A．普通玻璃 B．不銹鋼鍋
C．礦泉水瓶 D．棉麻織物
【答案】A
【解析】A．普通玻璃的主要成分為硅酸鹽，屬于無機非金屬材料，A正確；
B．不銹鋼屬于金屬材料，B錯誤；
C．水瓶屬于塑料，是有機高分子材料，C錯誤；
D．棉麻屬于有機高分子材料，D錯誤；
故選A。
5．（2021·福建·統考高考真題）建盞是久負盛名的陶瓷茶器，承載著福建歷史悠久的茶文化。關于建盞，下列說法錯誤的是
A．高溫燒結過程包含復雜的化學變化 B．具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優點
C．制作所用的黏土原料是人工合成的 D．屬硅酸鹽產品，含有多種金屬元素
【答案】C
【解析】A．高溫燒結過程是許多物理化學變化的綜合過程，A正確；
B．陶瓷成分是硅酸鹽，經高溫燒結具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優點，B正確；
C．黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，一般的黏土都由硅酸鹽礦物在地球表面風化后形成，不是人工合成的，C錯誤；
D．陶瓷主要原料是黏土，屬硅酸鹽產品，含有多種金屬元素，D正確；
故選C。
6．（2021·浙江·高考真題）下列說法不正確的是
A．硅酸鈉是一種難溶于水的硅酸鹽 B．鎂在空氣中燃燒可生成氧化鎂和氮化鎂
C．鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣 D．常溫下，鋁遇濃硝酸或濃硫酸時會發生鈍化
【答案】A
【解析】A．硅酸鈉是溶于水的硅酸鹽，故A錯誤；
B．鎂在空氣中燃燒時，與氧氣和二氧化碳反應生成氧化鎂，與氮氣反應生成氮化鎂，故B正確；
C．鈉具有強還原性，能與冷水反應生成氫氧化鈉和氫氣，故C正確；
D．濃硫酸和濃硝酸具有強氧化性，鋁在濃硫酸和濃硫酸中會發生鈍化，阻礙反應的繼續進行，故D正確；
故選A。
7．（2021·廣東·高考真題）今年五一假期，人文考古游持續成為熱點。很多珍貴文物都記載著中華文明的燦爛成就，具有深邃的文化寓意和極高的學術價值。下列國寶級文物主要由合金材料制成的是
選項 A B C D
文物
名稱 鑄客大銅鼎 河姆渡出土陶灶 獸首瑪瑙杯 角形玉杯
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．鑄客大銅鼎屬于銅的合金，A符合題意；
B．河姆渡出土陶灶屬于陶器，主要成分為硅酸鹽，不屬于合金，B不符合題意；
C．獸首瑪瑙杯主要成分為二氧化硅，不屬于合金，C不符合題意；
D．角形玉杯主要成分為硅酸鹽，不屬于合金，D不符合題意；
故選A。
8．（2021·浙江·統考高考真題）鋁硅酸鹽型分子篩中有許多籠狀空穴和通道(如圖)，其骨架的基本結構單元是硅氧四面體和鋁氧四面體，化學組成可表示為Ma[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M代表金屬離子)。
下列推測不正確的是
A．常采用水玻璃、偏鋁酸鈉在強酸溶液中反應后結晶制得分子篩
B．若a=x/2，則M為二價陽離子
C．調節y/x(硅鋁比)的值，可以改變分子篩骨架的熱穩定性
D．分子篩中的籠狀空穴和通道，可用于篩分分子
【答案】A
【解析】A．偏鋁酸鈉在強酸性溶液中不能穩定存在容易形成Al3+，不可以利用偏鋁酸鈉在強酸性溶液中制備分子篩，A錯誤；
B．設M的化合價為m，則根據正負化合價代數和為0計算，m×+x×(-1)=0，解得m=+2，B正確；
C．調節硅鋁比可以改變分子篩的空間結構，從而改變分子篩的穩定性，C正確；
D．調節硅鋁比可以調節分子篩的孔徑，根據分子篩孔徑的大小可以篩分不同大小的分子，D正確；
故答案選A。
9．（2024·海南省校考一模）文物是傳承文化的重要載體，央視紀錄片《如果國寶會說話》中介紹了很多文物。

千里江山圖 元青花四愛圖梅瓶 編鐘(古代樂器) 西漢皇后之璽
下列對上述文物的說法正確的是
A．制作千里江山圖可選用FeO作為紅色顏料
B．制作元青花四愛圖梅瓶的原料主要成分為硅酸鹽
C．制作編鐘的原料為青銅，主要成分為銅鋅
D．制作西漢皇后之璽的玉石為天然有機高分子材料
【答案】B
【解析】A．FeO為黑色固體，Fe2O3為紅棕色固體，可作為紅色顏料，A項錯誤；
B．元青花四愛圖梅瓶是我國元代青花瓷器藝術的杰出代表，為陶瓷器物，屬于硅酸鹽制品，B項正確；
C．青銅指的是銅錫合金，黃銅的主要成分為銅鋅合金，C項錯誤；
D．玉石分軟玉和硬玉，主要化學成分都有二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈉等物質，為無機物，不屬于有機高分子材料，D項錯誤；
故選B。
10．（2024·北京海淀·三模）硅酸鹽是地殼巖石的主要成分，在硅酸鹽中，四面體(如圖甲為俯視投影圖)通過共用頂角氧原子可形成六元環(圖乙)、無限單鏈狀(圖丙)、無限雙鏈狀(圖丁)等多種結構。石棉是由鈣、鎂離子以離子數的比例與單鏈狀硅酸根離子形成的一種硅酸鹽。

下列說法不正確的是
A．大多數硅酸鹽材料硬度高與硅氧四面體結構有關
B．六元環的硅酸鹽陰離子化學式
C．石棉的化學式為
D．雙鏈狀硅酸鹽中硅氧原子數之比為
【答案】D
【解析】A．硅氧四面體結構是指由一個硅原子和四個氧原子組成的四面體結構。這種結構因其內部化學鍵的結構和特性而具有穩定性。硅氧四面體結構中的硅原子與四個氧原子形成了共價鍵，共享電子對使每個原子都充滿了電子。這種共價鍵結構使得硅氧四面體結構比單純的硅或氧分子更加穩定，所以硅氧四面體結構決定了大多數硅酸鹽材料硬度高，故A正確；
B．六元環的硅酸鹽陰離子中Si元素顯+4價，O元素顯-2價，所以六元環的硅酸鹽陰離子化學式為，故B正確；
C．石棉中鈣、鎂離子之比為1∶3，其中Mg元素、Ca元素顯+2價，Si元素顯+4，O元素顯-2價，所以，該石棉的化學式可表示為，故C正確；
D．由圖丁可知，雙鏈硅酸鹽中有兩種硅氧四面體，且數目之比為1∶1，一種與單鏈硅酸鹽中硅氧原子個數比相同，其中硅原子個數為1，氧原子個數為，個數比為1∶3；另一種，硅原子個數為1，O原子個數為，個數比為1∶2.5，所以雙鏈狀硅酸鹽中硅氧原子數之比為2∶5.5，故D錯誤；
故選D。
2/ 讓教學更有效 精品試卷 | 化學
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1.C、Si單質的存在形態、物理性質及用途
(1)自然界中的碳元素既有游離態，又有化合態，而硅元素因有親氧性，所以僅有化合態。碳單質主要有金剛石、石墨、C60等同素異形體，硅單質主要有晶體硅和無定形硅兩大類。
(2)單質的結構、物理性質與用途比較
碳 硅
結構 金剛石：空間網狀結構，石墨：層狀結構 晶體硅：與金剛石類似的空間網狀結構
物理 性質 金剛石熔點高、硬度大 石墨熔點高、質軟，有滑膩感 晶體硅為灰黑色固體，有金屬光澤、硬度大、熔點高
用途 金剛石用作切割刀具，石墨用作電極、鉛筆芯 晶體硅用作半導體材料、硅芯片和硅太陽能電池
2.碳、硅單質的化學性質——還原性
碳、硅的最外層都是4個電子，位于元素周期表的第ⅣA族，不容易失也不容易得電子，通常化學性質穩定，但在一定條件下也能與許多物質發生化學反應，一般表現為還原性(如圖)。
(1)碳的還原性
碳有重要的用途，除了在氧氣中燃燒利用其熱能外，還能用于金屬冶煉(如銅)、制取粗硅、生產水煤氣等，完成上圖轉化關系中①～④的化學方程式。
①CO2＋C2CO；
②SiO2＋2CSi＋2CO↑；
③C＋H2O(g)CO＋H2；
④2CuO＋C2Cu＋CO2↑。
碳的還原性還表現為可將強氧化性的濃硫酸、濃硝酸分別還原為SO2和NO2，本身被氧化為CO2。
(2)硅的化學性質不活潑，在常溫下只能與氟氣(F2)、氫氟酸(HF)、強堿反應，不能與氫氣、氧氣、氯氣、硫酸、硝酸反應，加熱時能與氧氣、氯氣反應。
完成上圖轉化關系中⑥～⑧的化學方程式。
⑥Si＋2Cl2SiCl4；
⑦Si＋2F2===SiF4；
⑧Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
3.二氧化硅和二氧化碳的比較
物質 二氧化硅 二氧化碳
結構 立體網狀結構，不存在單個分子 存在單個CO2分子
主要物理性質 硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，不溶于水 熔、沸點低，常溫下為氣體，微溶于水
化 學 性 質 與水反應 不反應 CO2＋H2O??H2CO3
與酸反應 只與氫氟酸反應： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 不反應
與堿(NaOH) 反應 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞) CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O； CO2過量：CO2＋NaOH===NaHCO3
與鹽反應 如與Na2CO3反應：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ 如與Na2SiO3反應：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3
與堿性氧化物反應 如與CaO反應：SiO2＋CaOCaSiO3 如與Na2O反應：Na2O＋CO2===Na2CO3
用途 光導纖維、光學儀器、電子部件 制飲料、制碳酸鹽
1.熟記硅及其化合物的特殊性質
(1)硅單質的特殊性
①Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑；
②非金屬單質一般不跟非氧化性酸反應，但Si能與HF反應：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
③非金屬單質大多為非導體，但Si為半導體。
(2)含硅化合物的特殊性
①SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3；
②酸性氧化物一般不與酸反應，但SiO2能跟HF反應：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O；
③無機酸一般易溶于水，但H2SiO3難溶于水；
④因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能發生下列反應：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高溫下SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑也能發生。
2.在設計制備純硅的實驗題中，常遇到的知識點有：
(1)高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅：
SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑
(2)粗硅與干燥HCl氣體反應制得SiHCl3：
Si＋3HClSiHCl3＋H2
(3)粗硅與干燥Cl2反應制得SiCl4：
Si(粗)＋2Cl2SiCl4
(4)SiHCl3與過量H2在高溫下反應制得純硅：
SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl
(5)SiCl4與過量H2在高溫下反應制得純硅：
SiCl4＋2H2Si(純)＋4HCl
(6)SiO2＋2Mg2MgO＋Si
(7)SiHCl3、SiCl4能與水發生反應：
SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑　SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl
(8)SiH4在空氣中易自燃：
SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O
(9)工業生產單質硅過程中應注意的問題
①用焦炭還原SiO2，產物是CO而不是CO2。
②粗硅中含碳等雜質，與Cl2反應生成的SiCl4中也含CCl4等雜質，經過分餾提純SiCl4后，再用H2還原，得到高純度硅。
3.有關硅的易錯易混點
(1)玻璃中含有二氧化硅，因此氫氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氫氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。
(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶。
(3)用石英砂和焦炭制備粗硅的反應必須要隔絕空氣在電爐中進行，得到的氧化產物是CO而不是CO2。
(4)硅與堿溶液反應時，硅為還原劑，H2O為氧化劑。
Si＋2NaOH＋4H2O===Na2SiO3＋2H2↑＋3H2O。
(5)SiO2雖然即能與NaOH溶液反應，又能與氫氟酸反應，但不屬于兩性氧化物，屬于酸性氧化物。
(6)酸性氧化物一般和水反應生成相應的酸，SiO2雖然是H2SiO3的酸酐，但它不與水反應，不能直接與水作用制備H2SiO3。
(7)不能依據反應2C＋SiO2Si＋2CO↑來說明C的還原性比Si強，也不能依據反應SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑來說明SiO2水化物的酸性比H2CO3強。
4.碳、硅單質的特殊性
①一般情況下，非金屬元素的單質熔、沸點低，硬度小，但晶體硅、金剛石熔、沸點高、硬度大，其中金剛石為自然界中硬度最大的物質。
②非金屬單質大多為絕緣體，但硅為半導體，石墨為電的良導體。
③Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。
④非金屬單質與堿反應一般無氫氣放出，但硅與強堿溶液作用卻放出氫氣：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
⑤非金屬單質一般不與非氧化性酸反應，但硅能與HF反應：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
⑥一般情況下，金屬(Na、K)能置換出水中的氫，但C在高溫下也能置換出H2O中的氫：C＋H2O(g)H2＋CO。
5.硅及其氧化物的特性
物質 一般規律 特性
Si 硅的還原性比碳強 SiO2+2CSi+2CO↑
Si 非金屬單質與強堿反應一般不生成氫氣 Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
非金屬單質一般不與非氧化性酸反應 Si+4HFSiF4↑+2H2↑
一般非金屬單質為絕緣體 硅為半導體
SiO2 酸性氧化物一般與水反應生成相應的酸 SiO2不溶于水,不與水反應
酸性氧化物一般不與酸發生反應 SiO2+4HFSiF4↑+2H2O
“較強酸制較弱酸”是復分解反應的一般規律,碳酸酸性強于硅酸,如Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
考向1　碳、硅單質的性質及應用
【典例1】（2024·廣東·高三校考階段練習）有一粗硅，含鐵和硅兩種成分，取等質量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中放出等量的氫氣，則該粗硅中鐵和硅的關系正確的是(提示：)
①物質的量之比為 ②物質的量之比為 ③質量之比為 ④質量之比為
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【變式練1】（2024·全國·高三專題練習）下列關于硅的說法不正確的是
A．硅是非金屬元素，它的單質是灰黑色有金屬光澤的固體
B．硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料
C．用二氧化硅制取單質硅的反應中硅元素被氧化
D．加熱到一定溫度時，硅能與氫氣、氧氣等非金屬單質發生反應
【變式練2】（2024·浙江·高三統考階段練習）下列說法不正確的是
A．將粗硅用HCl轉化為SiHCl3，再經H2還原得到高純硅
B．NaClO比HClO穩定得多，NaClO溶液可長期存放而不分解
C．碳化硅(SiC)具有類似金剛石的結構，硬度很大，可作耐磨材料
D．硝酸生產尾氣中的NOx可用Na2CO3溶液或NH3處理
考向2　碳、硅氧化物的性質及應用
【典例2】（2024·浙江·高三校聯考開學考試）關于反應，下列說法正確的是
A．既不是氧化劑，也不是還原劑
B．生成33.6L CO，轉移3電子
C．是氧化產物
D．6g C中含有的共價鍵數目為一定為
【變式練3】（2024·浙江·校聯考模擬預測）翡翠手鐲(如圖)的主要成分是硬玉，硬玉化學式為，下列推測不合理的是

A．硬玉與氫氧化鈉溶液反應生成、和
B．翡翠硬度大，熔點高，受到猛烈撞擊不容易斷裂或粉碎
C．碳酸鈉與氧化鋁、二氧化硅在高溫熔融的條件下能制取硬玉
D．翡翠中含，高溫分解翡翠，產物溶于氫碘酸加萃取，有機層呈紫紅色
【變式練4】（2024·廣東·統考）建設美麗鄉村，守護中華家園，衣食住行皆化學。下列說法正確的是
A．千家萬戶通光纖，光纖的主要材質為 B．鄉村公路鋪瀝青，瀝青屬于天然無機材料
C．美容扮靚迎佳節，化妝品中的甘油難溶于水 D．均衡膳食助健康，主食中的淀粉可水解為葡萄糖
1．（2024·江西·高考真題）景德鎮青花瓷素有“國瓷”的美譽。是以黏土為原料，用含鈷、鐵的顏料著色，上釉后一次性高溫燒制而成的青藍色彩瓷。下列關于青花瓷說法正確的是
A．青藍色是由于生成了單質鈷 B．表面的釉屬于有機高分子膜
C．主要成分為鋁硅酸鹽 D．鐵元素的存在形式只有Fe2O3
【答案】C
【解析】A．青花瓷上的藍色花紋是由于使用了含有氧化鈷的“青料”繪制而成，與單質鈷無直接關系，A錯誤；
B．釉是一種覆蓋在陶瓷表面的物質，通常由無機物質組成，如硅酸鹽、氧化物等，B錯誤；
C．青花瓷是一種釉面瓷，其材質屬于無機非金屬材料，主要成分為鋁硅酸鹽，C正確；
D．青花瓷呈現青藍色，不能確定鐵元素的具體存在形式，Fe2O3呈紅色，D錯誤；
故選C。
2．（2022·河北·高考真題）下列說法錯誤的是
A．CaF2與濃H2SO4糊狀混合物可用于刻蝕玻璃
B．NaOH是強堿，因此鈉鹽的水溶液不會呈酸性
C．溶洞的形成主要源于溶解CO2的水對巖石的溶蝕作用
D．KMnO4與H2C2O4的反應中，Mn2+既是還原產物又是催化劑
3．（2022·浙江·統考高考真題）尖晶石礦的主要成分為(含雜質)。已知：。該反應難以發生，但采用“加炭氯化法”可以制備和，同時還可得到副產物(沸點為，在升華)：。下列說法不正確的是
A．制備時要保持無水環境
B．輸送氣態產物的管道溫度要保持在以上
C．氯化時加炭，既增大了反應的趨勢，又為氯化提供了能量
D．為避免產生大量，反應過程中需保持炭過量
4．（2022·浙江·統考高考真題）下列說法不正確的是
A．晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間，常用于制造光導纖維
B．高壓鈉燈發出的黃光透霧能力強、射程遠，可用于道路照明
C．氧化鋁熔點高，常用于制造耐高溫材料
D．用石灰石-石膏法對燃煤煙氣進行脫硫，同時可得到石膏
5．（2022·山東·高考真題）某同學按圖示裝置進行實驗，欲使瓶中少量固體粉末最終消失并得到澄清溶液。下列物質組合不符合要求的是

氣體 液體 固體粉末
A 飽和溶液
B 溶液
C 溶液
D
A．A B．B C．C D．D
6．（2023·湖北·統考高考真題）工業制備高純硅的主要過程如下：
石英砂粗硅高純硅
下列說法錯誤的是
A．制備粗硅的反應方程式為
B．1molSi含Si-Si鍵的數目約為
C．原料氣HCl和應充分去除水和氧氣
D．生成的反應為熵減過程
7．（2022·廣東·高考真題）陳述Ⅰ和Ⅱ均正確但不具有因果關系的是
選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ
A 用焦炭和石英砂制取粗硅 可制作光導纖維
B 利用海水制取溴和鎂單質 可被氧化，可被還原
C 石油裂解氣能使溴的溶液褪色 石油裂解可得到乙烯等不飽和烴
D 水解可生成膠體 可用作凈水劑
A．A B．B C．C D．D
1.硅酸和硅酸鈉
(1)硅酸
硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能使紫色石蕊溶液變紅色。
①硅酸不穩定，受熱易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。
②硅酸能與堿溶液反應，如與NaOH溶液反應的化學方程式為H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
③硅酸在水中易聚合形成膠體。硅膠吸附水分能力強，常用作干燥劑。
(2)硅酸鈉(Na2SiO3)
①白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。
②它能與酸性比硅酸強的酸反應，分別寫出以下化學方程式：
與鹽酸反應：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
與CO2水溶液反應：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。
③用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。
2.無機非金屬材料
(1)傳統無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。
①常見硅酸鹽材料比較
水泥 玻璃 陶瓷
生產原料 石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英 黏土
主要設備 水泥回轉窯 玻璃窯 陶瓷窯
②玻璃生產中的兩個重要反應：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。
(2)新型無機非金屬材料，如高溫結構陶瓷、光導纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。
材料類別 主要特性 示例 用途
高溫結構 陶瓷 能承受高 溫，強度高 氮化硅 陶瓷 汽輪機葉片、軸承、永久性模具等
半導體 陶瓷 具有電學 特性 二氧化錫 陶瓷 集成電路中的半導體
光學材料 具有光 學特性 光導纖維 光纜通信、醫療、照明等
生物陶瓷 具有生 物功能 氧化鋁 陶瓷 人造骨骼、人造關節、接骨螺釘
3．特殊功能的含硅材料
(1)SiC(俗稱金剛砂)具有類似于金剛石的結構，硬度大，可用作砂紙、砂輪的磨料。
(2)含硅4%硅鋼具有很高的導磁性，可用作變壓器的鐵芯。
(3)硅橡膠具有耐高溫、耐低溫的性質。
硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法
(1)氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物間以“·”隔開。
(2)各元素的化合價保持不變，且滿足化合價代數和為零，各元素原子個數比符合原來的組成。
(3)當計量數配置出現分數時應化為整數。如正長石：KAlSi3O8不能寫成K2O·Al2O3·3SiO2，應寫成K2O·Al2O3·6SiO2。
(4)硅酸鹽大多難溶于水，常見的可溶性硅酸鹽是硅酸鈉，Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，與玻璃成分不同，水玻璃又稱泡花堿，但它卻是鹽溶液，而不是堿溶液。
(5)氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結構，切不可認為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。
氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結構,切不可認為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。
①玻璃中含有二氧化硅,因此氫氟酸可用于雕刻玻璃,盛放氫氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。
②NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放,但不能用玻璃塞而應使用橡膠塞。
考向1　硅酸、硅酸鹽的組成和性質
【典例1】（2024·河南·高三校聯考開學考試）利用下列裝置進行實驗，能達到實驗目的的是
A．比較碳元素和硅元素的非金屬性強弱 B．提純高錳酸鉀 C．測定中和反應反應熱 D．制備溴苯并驗證有HBr產生
A．A B．B C．C D．D
【變式練1】（2024·吉林·高三校考階段練習）Liepatoff規則：膠核總是選擇性地吸附與其本身組成相似的離子形成膠粒。硅膠在生產、生活中有廣泛應用。硅膠溶液組成如下：
下列敘述正確的是
A．1mol 和足量鹽酸反應得到硅膠粒子數
B．與硅膠溶液膠核組成相似
C．膠粒中表面離子數目一定大于束縛反離子
D．硅膠溶液的膠團中
【變式練2】（2024·河北·高三階段練習）下列物質(或物質的飽和溶液)之間通過一步反應能實現如圖所示轉化關系，且與表中條件也匹配的是
選項 X Y Z 箭頭上為反應條件或試劑
A Fe FeCl2 FeCl3 ①通入少量Cl2
B Na2CO3 NaCl NaHCO3 ③先通NH3、再通CO2
C Na NaOH NaCl ②電解飽和食鹽水
D Si Na2SiO3 H2SiO3 ②加熱
A．A B．B C．C D．D
考向2　常見無機非金屬材料及其主要用途
【典例2】（2024·全國·高三專題練習）SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質。下列說法正確的是
A．圖中所有反應都不屬于氧化還原反應
B．硅酸鹽的化學性質穩定，常用于制作光導纖維
C．可用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣
D．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，其熔點是固定的
【變式練3】（2024·全國·高三專題練習）龍泉窯是中國歷史上的一個名窯，是中國制瓷史上延續歷史最長的一個瓷窯系，龍泉窯以燒制青瓷而聞名，下列有關說法錯誤的是
A．高溫燒結過程包含復雜的化學變化 B．瓷器具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優點
C．制作瓷器所用的黏土原料是人工合成的 D．瓷器屬于硅酸鹽產品，含有多種金屬元素
【變式練4】（2024·北京·高三階段練習）北京冬奧會將在奧運會歷史上首次實現全部場館100%使用清潔能源供電。電能主要來自風力發電與太陽能發電。如圖是太陽能電池板的主要結構。上述材料中，屬于無機硅酸鹽材料的是

A．鋁合金框架 B．鋼化玻璃 C．晶體硅 D．聚醋酸乙烯酯
【答案】B
1．（2024·廣東·高考真題）嘀嗒嘀嗒，時間都去哪兒了！計時器的發展史銘刻著化學的貢獻。下列說法不正確的是
A．制作日晷圓盤的石材，屬于無機非金屬材料
B．機械表中由鉬鈷鎳鉻等元素組成的發條，其材質屬于合金
C．基于石英晶體振蕩特性計時的石英表，其中石英的成分為
D．目前“北京時間”授時以銫原子鐘為基準，的質子數為55
2．（2024·遼寧·統考）北京冬奧會備受世界矚目。下列說法錯誤的是
A．冰壺主材料花崗巖屬于無機非金屬材料
B．火炬“飛揚”使用的碳纖維屬于有機高分子材料
C．冬奧會“同心”金屬獎牌屬于合金材料
D．短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯屬于有機高分子材料
3．（2022·河北·高考真題）定窯是宋代五大名窯之一，其生產的白瓷聞名于世。下列說法正確的是
A．傳統陶瓷是典型的絕緣材料 B．陶瓷主要成分為和
C．陶瓷燒制的過程為物理變化 D．白瓷的白色是因鐵含量較高
4．（2021·重慶·統考高考真題）“垃圾分類記心上，魅力山城新時尚”，下列可回收物中， 主要成分為無機非金屬材料的是
A．普通玻璃 B．不銹鋼鍋
C．礦泉水瓶 D．棉麻織物
5．（2021·福建·統考高考真題）建盞是久負盛名的陶瓷茶器，承載著福建歷史悠久的茶文化。關于建盞，下列說法錯誤的是
A．高溫燒結過程包含復雜的化學變化 B．具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優點
C．制作所用的黏土原料是人工合成的 D．屬硅酸鹽產品，含有多種金屬元素
6．（2021·浙江·高考真題）下列說法不正確的是
A．硅酸鈉是一種難溶于水的硅酸鹽 B．鎂在空氣中燃燒可生成氧化鎂和氮化鎂
C．鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣 D．常溫下，鋁遇濃硝酸或濃硫酸時會發生鈍化
7．（2021·廣東·高考真題）今年五一假期，人文考古游持續成為熱點。很多珍貴文物都記載著中華文明的燦爛成就，具有深邃的文化寓意和極高的學術價值。下列國寶級文物主要由合金材料制成的是
選項 A B C D
文物
名稱 鑄客大銅鼎 河姆渡出土陶灶 獸首瑪瑙杯 角形玉杯
A．A B．B C．C D．D
8．（2021·浙江·統考高考真題）鋁硅酸鹽型分子篩中有許多籠狀空穴和通道(如圖)，其骨架的基本結構單元是硅氧四面體和鋁氧四面體，化學組成可表示為Ma[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M代表金屬離子)。
下列推測不正確的是
A．常采用水玻璃、偏鋁酸鈉在強酸溶液中反應后結晶制得分子篩
B．若a=x/2，則M為二價陽離子
C．調節y/x(硅鋁比)的值，可以改變分子篩骨架的熱穩定性
D．分子篩中的籠狀空穴和通道，可用于篩分分子
9．（2024·海南省校考一模）文物是傳承文化的重要載體，央視紀錄片《如果國寶會說話》中介紹了很多文物。

千里江山圖 元青花四愛圖梅瓶 編鐘(古代樂器) 西漢皇后之璽
下列對上述文物的說法正確的是
A．制作千里江山圖可選用FeO作為紅色顏料
B．制作元青花四愛圖梅瓶的原料主要成分為硅酸鹽
C．制作編鐘的原料為青銅，主要成分為銅鋅
D．制作西漢皇后之璽的玉石為天然有機高分子材料
10．（2024·北京海淀·三模）硅酸鹽是地殼巖石的主要成分，在硅酸鹽中，四面體(如圖甲為俯視投影圖)通過共用頂角氧原子可形成六元環(圖乙)、無限單鏈狀(圖丙)、無限雙鏈狀(圖丁)等多種結構。石棉是由鈣、鎂離子以離子數的比例與單鏈狀硅酸根離子形成的一種硅酸鹽。

下列說法不正確的是
A．大多數硅酸鹽材料硬度高與硅氧四面體結構有關
B．六元環的硅酸鹽陰離子化學式
C．石棉的化學式為
D．雙鏈狀硅酸鹽中硅氧原子數之比為
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