2019届一轮复习人教版第10讲碳、硅及其重要化合物学案 13页

第四章　非金属及其化合物 第10讲　碳、硅及其重要化合物 考纲要求 学法点拨 ‎1.掌握碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。‎ ‎2．掌握碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。‎ ‎3．了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。‎ ‎4．了解碳、硅的单质及其重要化合物的制备方法。‎ ‎　　本章在高考中很少以独立的一个题目考查，往往融合其他知识一起考查，而本章知识的特点是繁杂，涉及的化学反应多，物质间的转化关系多样。在复习中可依C、Si、Cl、S、N等高考考查的非金属元素为中心，逐步建立完整的知识网络。本讲复习时有以下几点需要注意：一是以新材料、新技术为背景考查C、Si及其重要化合物的性质及应用，二是以推断题考查C、Si及其化合物之间的转化关系，三是以硅、硅酸的制备为载体，考查实验探究能力。特别注意Si、SiO2在现代科技中的用途经常以选择题形式出现，已成为高考考查热点。‎ 考点一　碳、硅及其氧化物的性质与用途 Z ‎ ‎1．碳、硅元素在自然界中的存在形态 ‎(1)碳：既有游离态又有化合态。‎ ‎(2)硅：因有亲氧性，所以只有__化合态__。硅在自然界中的含量占第__二__位。‎ ‎2．碳、硅单质的物理性质和用途(用短线连接)‎ ‎3．碳和硅的化学性质——还原性 ‎(1)碳单质的化学性质。‎ ‎①与O2反应。‎ a．O2不足：__‎2C＋O22CO__。‎ b．O2足量：__C＋O2CO2__。‎ ‎②与其他物质反应。‎ a．与CuO反应：__2CuO＋C2Cu＋CO2↑__。(冶炼金属)‎ b．与CO2反应：__CO2＋C2CO__。‎ c．与水蒸气反应：__C＋H2O(g)CO＋H2__。(制取水煤气)‎ d．与浓硫酸反应：__C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O__。‎ ‎(2)硅单质的化学性质。‎ ‎①与O2反应：__Si＋O2SiO2__。‎ ‎②与Cl2反应：__Si＋2Cl2SiCl4__。‎ ‎③与氢氟酸反应：__Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑__。‎ ‎④与NaOH溶液反应：__Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑__。‎ ‎4．硅的工业制法及提纯：‎ 涉及的化学方程式：‎ ‎①__SiO2＋‎2CSi＋2CO↑__。‎ ‎②__Si＋2Cl2SiCl4__。‎ ‎③__SiCl4＋2H2Si＋4HCl__。‎ ‎5．二氧化碳与二氧化硅的比较：‎ 物质 SiO2‎ CO2‎ 物理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水 熔、沸点低，常温下为气体，能溶于水 化学性质 与水反应 不反应 ‎__CO2＋H2O??H2CO3__‎ 与酸反应 ‎__SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O__‎ 不反应 与碱反应 SiO2＋2NaOH===__Na2SiO3＋H2O__‎ 盛碱液的试剂瓶用橡皮塞 CO2＋2NaOH===__Na2CO3＋H2O__或CO2＋NaOH===__NaHCO3__‎ 与盐 反应 SiO2＋Na2CO3__Na2SiO3＋CO2↑__、SiO2＋CaCO3__CaSiO3＋CO2↑__‎ Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===__CaCO3↓＋2HClO__‎ CO2＋Na2CO3＋H2O===__2NaHCO3__‎ 与碱性 氧化物反应 SiO2＋CaO__CaSiO3__‎ CO2＋Na2O===__Na2CO3__‎ 与碳反应 ‎__SiO2＋‎2CSi＋2CO↑ ‎ ‎__CO2＋C2CO__‎ 用途 制光学仪器、石英玻璃了、常用来制造通讯材料__光导纤维__‎ 化工原料、灭火剂。干冰用作__制冷剂__，人工降雨 特别提醒：‎ ‎(1)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，但不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶。‎ ‎(3)用石英砂和焦炭制备粗硅的反应必须要隔绝空气在电炉中进行，得到的氧化产物是CO而不是CO2。‎ ‎(4)硅与碱溶液反应时，硅为还原剂，H2O为氧化剂。‎ Si＋2NaOH＋4H4e－2O===Na2SiO3＋2H2↑＋3H2O。‎ ‎(5)SiO2虽然能与NaOH溶液，又能与氢氟酸反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物。‎ ‎(6)酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸，SiO2虽然是H2SiO3的酸酐，但它不与水反应，不能直接与水作用制备H2SiO3。‎ ‎(7)不能依据反应‎2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。‎ X ‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 ‎(1)碳单质的化学性质主要表现为还原性，能被氧化剂氧化为＋2价或＋4价的化合物(　√　)‎ ‎(2)硅的性质很稳定，在常温下不与任何物质反应(　×　)‎ ‎(3)C60、金刚石、石墨互为同位素(　×　)‎ ‎(4)根据反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，可知SiO2水化物的酸性比H2CO3强(　×　)‎ ‎(5)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(　×　)‎ ‎(6)Si和SiO2都用于制造光导纤维(　×　)‎ ‎(7)晶体硅熔点高、硬度大，所以可用于制作半导体材料(　×　)‎ ‎(8)二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸(　×　)‎ ‎(9)SiO2可与氢氟酸反应，所以氢氟酸不能保存在玻璃瓶中(　√　)‎ ‎(10)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2出现白色沉淀，证明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强(　×　)‎ 提示：硅酸钠溶液中通入二氧化碳产生的白色沉淀为硅酸，根据强酸制弱酸，说明碳酸的酸性比硅酸强。‎ ‎2．(1)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，因此硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。__‎ ‎(2)从元素周期表的位置看，硅的还原性比碳强，但碳能与SiO2反应制取Si，试从化学平衡的角度认识该反应发生的原因。‎ ‎__‎2C＋SiO2Si＋2CO↑，CO气体逸出，促使反应正向进行。__‎ 题组一　碳、硅的性质和用途 ‎1．(2018·福建福州模拟)下列有关说法正确的是(　A　)‎ 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溶液的试剂应用玻璃塞 D．二氧化硅是一种良好的半导体材料 ‎[解析]　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，故A正确；石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，故B错误；SiO2能与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O，Na2SiO3具有黏性，所以存放NaOH溶液的试剂瓶应用橡胶塞，故C错误，SiO2不导电，是绝缘体，故D错误。‎ ‎2．半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是(　B　)‎ A．‎2C＋SiO2Si＋2CO↑‎ B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O C．Si＋2Cl2SiCl4‎ D．SiCl4＋2H2Si＋4HCl ‎[解析]　工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2粗硅SiCl4纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。‎ 萃取精华：‎ ‎(1)碳、硅单质的特殊性 ‎①一般情况下，非金属元素的单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高、硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。‎ ‎②非金属单质大多为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。‎ ‎③Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋‎2CSi＋2CO↑。‎ ‎④非金属单质与碱反应一般无氢气放出，但硅与强碱溶液作用却放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。‎ ‎⑤非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能与HF反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。‎ ‎⑥一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O中的氢：C＋H2O(g)H2＋CO。‎ ‎(2)工业生产单质硅过程中应注意的问题 ‎①用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。‎ ‎②粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中也含CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。‎ 题组二　CO2、SiO2的主要性质及应用 ‎3．(2018·山东临沂模拟)据报道，科学家通过对稻壳进行控制性热解，可从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法正确的是(　B　)‎ A．二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅属于酸性氧化物 B．将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸 C．因为高温条件下二氧化硅与碳酸钠反应能放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强 D．水晶是比较纯净的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸盐 ‎[解析]　二氧化硅为酸性氧化物，但其不溶于水，A项错误；硅酸的酸性比碳酸弱，B项正确，C项错误；沙子的主要成分是二氧化硅，D项错误。‎ ‎4．(2018·试题调研)下列叙述中正确的是(　D　)‎ A．因为Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋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 ‎[解析]　A项中反应不是在水溶液中进行，产物中有气体生成，故不能通过此反应判断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A项错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B项错误；SiO2与氢氟酸的反应不属于碱性氧化物与酸生成盐和水的反应，在此反应中SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C项错误。‎ 萃取精华：‎ ‎(1)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而不是硅，制作计算机芯片及太阳能电池材料的是晶体硅而不是SiO2。‎ ‎(2)水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2。‎ ‎(3)传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃属于硅酸盐材料。‎ ‎(4)SiO2是酸性氧化物，虽然也能与氢氟酸反应，但不是两性氧化物，因其反应产物不是盐和水。‎ ‎(5)CO2是温室气体，但CO2不是污染性气体。‎ ‎5．(2018·安徽准北模拟)SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是(　D　)‎ A．高炉炼铁时，加入石灰石将铁矿石中的脉石(主要成分为SiO2)转化为易溶的炉渣 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．图中所含反应都不属于氧化还原反应 ‎[解析]　CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，CaSiO3的熔点低于SiO2的熔点，A项正确；光导纤维的成分是二氧化硅，半导体、芯片的成分是单质硅，纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料，B项正确；碳酸钙溶于盐酸生成氯化钙和水以及二氧化碳，二氧化硅和盐酸不反应，可以用盐酸除去石英砂(主要成分的SiO2)中少量的碳酸钙，C项正确；二氧化硅与碳在高温下反应生成硅单质的反应是氧化还原反应，D项错误。‎ ‎6．(2017·课标Ⅱ，26)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示： 回答下列问题：‎ ‎(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸，加入硝酸的目的是__将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋__，还可使用__H2O2__代替硝酸。‎ ‎(2)沉淀A的主要成分是__SiO2(或H2SiO3)__，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为__SiO2＋4HF??SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF===SiF4↑＋3H2O)__。‎ ‎(3)加氨水过程中加热的目的是__防止胶体生成，易沉淀分离__。沉淀B的主要成分为__Al(OH)3__、__Fe(OH)3__(填化学式)。‎ ‎(4)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：MnO＋H＋＋H‎2C2O4―→Mn2＋＋CO2＋H2O。实验中称取‎0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.0500 mol·L－1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为__45.0%__。‎ ‎[解析]　(1)水泥熟料中的CaO和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能将水泥样品中可能含有的Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新杂质，还可用H2O2代替硝酸。(2)根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀A为SiO2(或H2SiO3)，SiO2(或H2SiO3)能溶于弱酸氢氟酸，生成SiF4和H2O。(3)加入氨水调节溶液的pH＝4～5的过程中加热，能防止胶体生成，易沉淀分离，结合流程图可知，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)根据反应中转移电子数相等可找出关系式2MnO～5H‎2C2O4，结合消耗KMnO4溶液的浓度和体积可求出n(H‎2C2O4)＝＝4.5×10－3mol，则该水泥样品中钙的质量分数为×100%＝45.0%。‎ 萃取精华：‎ ‎(1)粗硅中杂质不是碳单质，而是SiC，因为发生反应C＋SiSiC。‎ ‎(2)制备纯硅时，石英管不能更换为玻璃管，因为高温条件下玻璃会软化。‎ ‎(3)金刚石为原子晶体，1 mol金刚石含有2 mol碳碳单键；晶体硅为原子晶体，1 mol晶体硅含有2 mol Si—Si键；二氧化硅晶体为原子晶体，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键；石墨为混合晶体，1 mol石墨中含1.5 mol C—C键，每个六元环中平均含2个碳原子；C60是分子晶体。‎ 考点二　硅酸、硅酸盐和无机非金属材料 Z ‎ ‎1．硅酸 —__不__溶于水，无色透明的胶状物质。‎ ‎|‎ — ‎|‎ —__H2SiO3SiO2＋H2O__‎ ‎|‎ —可溶性硅酸盐(如Na2SiO3)与盐酸等反应制得：‎ ‎|__Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓__‎ — ‎2．硅酸盐 ‎(1)定义：由__硅、氧和金属__元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。‎ ‎(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，常用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成__Na2O·SiO2__，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成__K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O__。‎ ‎(3)硅酸钠(Na2SiO3)。‎ ‎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与较强的酸反应，如与盐酸反应的化学方程式为__Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓__；与CO2水溶液反应的化学方程式为__Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓__。‎ ‎③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。‎ ‎3．无机非金属材料 ‎(1)传统无机非金属材料 水泥 普通玻璃 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 玻璃窑 陶瓷窑 ‎(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。‎ ‎4．特殊功能的含硅材料 ‎(1)SiC(俗称__金刚砂__)具有类似于金刚石的结构，硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料。‎ ‎(2)含硅4%硅钢具有很高的导磁性，可用作__变压器__的铁芯。‎ ‎(3)硅橡胶具有耐高温、耐低温的性质。‎ 特别提醒：‎ ‎(1)Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，与玻璃成分不同，水玻璃又称泡花碱，但它却是盐溶液，而不是碱溶液。‎ ‎(2)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。‎ X ‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 ‎(1)向Na2SiO3溶液中通入过量SO2：SiO＋SO2＋H2O===H2SiO3↓＋SO(　×　)‎ ‎(2)烧结黏土制陶瓷不涉及化学反应(　×　)‎ ‎(3)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料(　√　)‎ ‎(4)向硅酸钠溶液中通入适量CO2，出现白色沉淀，证明碳的非金属性大于硅元素(　√　)‎ ‎(5)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中(　×　)‎ ‎(6)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料(　×　)‎ ‎(7)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(　×　)‎ ‎(8)Na2CaSi6O14可以写成Na2O·CaO·6SiO2(　√　)‎ ‎(9)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(　√　)‎ ‎(10)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐产品(　×　)‎ ‎2．如何由SiO2制备H2SiO3？用化学方程式表示。 ‎__SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O__。‎ ‎__Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl__。‎ 题组一　硅酸及硅酸盐的组成、性质及应用 ‎1．(2018·试题调研)随着我国“嫦娥三号”的成功着陆及“玉兔号”月球车开始工作，可以获取大量月球物质并进行成分分析，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、正长石(KAlSi3O8)和橄榄石[(Mg或Fe)2SiO4]等。下列说法或分析不正确的是(　B　)‎ A．辉石、正长石及橄榄石均属于硅酸盐矿 B．正长石的氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·3SiO2‎ C．橄榄石中铁元素为＋2价 D．月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气 ‎[解析]　根据辉石、正长石和橄榄石的化学式可知三者均属于硅酸盐矿，A正确；根据元素化合价不变的原则，将正长石的化学式改写为氧化物的形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2，B不正确；根据化合价代数和为零，可知橄榄石中铁元素为＋2价，C 正确；铁单质与氧气接触易被氧化，月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气，D正确。‎ ‎2．(2018·福建漳州月考)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，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，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(　C　)‎ A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2‎ B．性质稳定，不易脱色 C．易溶解于强酸和强碱 D．x等于6‎ ‎[解析]　根据化合物中正、负化合价的代数和为0可得：(＋2)＋(＋2)＋(＋4)×2＋(－2)×x＝0，解得x＝6，故D项正确；硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2，故A正确；BaCuSi2O6性质较稳定，不容易脱色，故B项正确。‎ 萃取精华：‎ 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。‎ ‎(2)氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同氧化物间以“·”隔开。‎ ‎(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K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。‎ 题组二　化工生产中碳、硅及其化合物的转化 ‎3．用无机矿物资源生产部分材料，其生产流程示意图如下：‎ 下列有关说法中不正确的是(　B　)‎ A．制取粗硅时可能发生生成SiC的反应 B．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应 C．黄铜矿冶炼铜时，SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料 D．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法 ‎4．(2018·山西太原调研)SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质。下列说法正确的是(　C　)‎ A．图中所有反应都不属于氧化还原反应 B．硅酸盐的化学性质稳定，常用于制造光导纤维 C．可用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙 D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 ‎[解析]　图中SiO2与CaO、CaCO3、Na2CO3的反应不属于氧化还原反应，SiO2与C、Si与Cl2、SiCl4与H2的反应属于氧化还原反应，A错误；光导纤维的主要成分是SiO2，B错误；玻璃没有固定的熔点，D错误。‎ ‎5．(2015·海南化学)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： ‎(1)能与X发生化学反应的酸是__氢氟酸__；由X制备Mg2Z的化学方程式为__SiO2＋4Mg2MgO＋Mg2Si__。‎ ‎(2)由Mg2Z生成Y的化学方程式为__Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑__，Y分子的电子式为__ __。‎ ‎(3)Z、X中共价键的类型分别是__非极性共价键__、__极性共价键__。‎ ‎[解析]　(1)Z为半导体单质，则为Si；X是其氧化物，则X为SiO2，能与SiO2反应的酸只能是氢氟酸；根据反应的流程 图可知，SiO2与Mg在加热条件下反应生成Mg2Si，由元素守恒分析，可知还有MgO生成。(2)Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物，故Y的化学式是SiH4。(3)SiH4加热分解可得到Si单质，硅单质中含有Si—Si非极性共价键，SiO2中含有Si—O极性共价键。‎ 题组三　碳、硅及其化合物的推断 ‎6．(2018·甘肃天水一中检测)含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。 ‎(1)与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为____。‎ ‎(2)C与氢氟酸反应的化学方程式是 ‎__SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O__。‎ ‎(3)将C与纯碱混合高温熔融时反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，生成了含A的化合物F。‎ ‎①生成D和F的化学方程式分别为__SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑__、__Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓__。‎ ‎②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是__D__(填序号)。‎ A．普通玻璃坩埚　　　　 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚　 D．铁坩埚 ‎[解析]　含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，则A元素是Si；含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通信材料——光导纤维，则C是SiO2；C与烧碱反应生成含A元素的化合物D，则D是Na2SiO3。(1)与Si同族但相对原子质量比Si小的元素B是碳元素，其原子结构示意图为。(2)C是SiO2，SiO2与氢氟酸反应的化学方程式是SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(3)①将SiO2与纯碱混合高温熔融时反应生成Na2SiO3，反应方程式是SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；由于酸性：H2CO3>H2SiO3，将反应产生的CO2通入Na2SiO3水溶液中，发生反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。②要将纯碱高温熔化，坩埚应该不能与纯碱发生反应。普通玻璃坩埚中含有SiO2，能够与纯碱在高温下发生反应，不能使用；石英玻璃坩埚的主要成分是SiO2，能够与纯碱在高温下发生反应，不能使用；氧化铝坩埚的主要成分氧化铝是两性氧化物，可以像SiO2那样能够与纯碱在高温下发生反应，不能使用；铁坩埚与纯碱不发生反应，可以使用。‎ ‎7．(2018·云南部分名校统考)A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系，该元素(用R表示)的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气。 请回答下列问题：‎ ‎(1)写出各物质的化学式：A__SiO2__；B__CaSiO3__；‎ C__Na2SiO3__；D__Si__；E__H2SiO3__。‎ ‎(2)写出反应①的化学方程式__SiO2＋‎2CSi＋2CO↑__，‎ 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__1∶2__。‎ ‎(3)写出反应④的离子方程式 ‎__Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑__。‎ ‎(4)写出反应⑤的离子方程式__SiO＋Ca2＋===CaSiO3↓__。‎ ‎(5)H2CO3的酸性强于E的，请用离子方程式予以证明__SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO__。‎ ‎[解析]　解答本题的第一个“突破口”是非金属元素R的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气，说明是硅及其化合物之间的转化。第二个“突破口”是反应条件“高温”，A在高温条件下，能与焦炭、CaCO3发生反应，则A为SiO2。从而推知B为CaSiO3，D为Si，E为H2SiO3。‎ 要点速记：‎ ‎1．注意四个用途 Si——半导体材料、太阳能电池板 SiO2——光导纤维 H2SiO3——硅胶可作干燥剂 Na2SiO3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料 ‎2．牢记四个反应 ‎(1)Si与NaOH溶液的反应：‎ Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑‎ ‎(2)SiO2能溶于氢氟酸：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ‎(3)H2CO3的酸性强于H2SiO3：‎ Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓‎ ‎(4)粗硅的制备：SiO2＋‎2CSi＋2CO↑‎ ‎3．掌握一个特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示 如正长石KAlSi3O8―→K2O·Al2O3·6SiO2。‎ 青石棉Na2Fe5Si8O22(OH2)―→Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O