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1、版江苏新高考选考化学苏教版一轮复习教师用书专题3 3 第三单元 含硅矿物与信息材料第三单元含硅矿物与信息材料学习任务1碳、硅及其氧化物的性质一、碳、硅的存在形态、物理性质和用途碳 硅 存在形态 游离态和化合态 化合态物理性质 金刚石：熔点高、硬度大石墨：硬度小、电的良导体 灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性用途金刚石用于制造切割刀具；石墨用于制造电极、铅笔芯半导体材料和合金材料二、碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。1碳2硅三、二氧化硅和二氧化碳的比较物质二氧化硅二氧化碳结构空间立体网状结构，不存在单个分子存在单个分子主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为

2、固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应CO2H2O H2CO3与酸反应只与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O不反应与碱反应(如NaOH)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2过量：CO2NaOH=NaHCO3与盐反应如与Na2CO3反应：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2如与Na2SiO3反应：Na2SiO3H2OCO2(不足)=H2SiO3Na2CO3或Na2SiO32H2O2CO2(足量)=H2SiO32NaHCO3与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2CaO

3、CaSiO3如与Na2O反应：Na2OCO2= Na2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)(2018高考江苏卷)SiO2熔点高硬度大，故可用于制光导纤维。()(2)用活性炭去除冰箱中的异味，该过程中没有发生化学反应。()(3)加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应。()(4)CO2不支持燃烧是相对的。()(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应。()(6)不能用SiO2与水反应的方法来制取硅酸，不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化。()解析：(2)是活性炭的吸附作用，属于物理变化，正确；(4)活泼金属(如镁)可

4、以在CO2中燃烧，正确；(5)硅常温下可以和强碱溶液、HF反应，错误；(6)一定条件下，SiO2与NaOH、Na2CO3能发生反应，正确。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2将碳、硅的单质和其物理性质或用途用短线连接起来。 答案：caebd提升一碳、硅单质的性质1(2020梧州高三月考)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()石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料石墨炔：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性纳米碳管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料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石墨炔孔径略大

5、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D。A项，石墨烯是一种新发现的材料，它具有导电性和导热性好、硬度大、熔点高等性质；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、二氧化硫和水。2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O2反应C碳和硅都可以和浓H2SO4反应D碳和硅两种元素共有两种单质解析：选B。CO不溶于水，也不能与NaOH溶液反应；碳可以与浓H2SO4在加热条件下反应，而硅

6、与浓H2SO4不反应；碳有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等，所以两种元素有多种单质。提升二碳、硅氧化物的性质3标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 molL1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO) 的比值为(不考虑CO、HCO的水解)()A11 B12C21 D13解析：选B。n(CO2)0.15 mol，n(NaOH)0.2 L1.00 molL10.20 mol，由于12，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，解得x0.05 mol，y0.10 m

7、ol。4如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。可供选择的试剂：A.盐酸；B.氢氧化钠溶液；C.氧气；D.水；E.二氧化碳。可选用的操作：水洗；加热；高温灼烧；过滤；结晶。序号粉末状混合物选择的试剂选用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(NH4Cl)解析：可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应，不跟酸(氢氟酸除外)反应；它受热不分解等性质来除杂。而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；

8、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。除杂过程中所发生反应的化学方程式如下：(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O；(3)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O；(4)CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O；(5)NH4ClNH3HCl。答案：(1)B(2)D(3)A(4)A(5)(不需要加试剂)碳、硅及其化合物的“十个特殊性”(1)一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但硅、金刚石的熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。(2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。(3)Si的还原性大于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2

9、2CSi2CO。(4)非金属单质与碱反应一般既做氧化剂又做还原剂，且无氢气放出，但硅与碱溶液反应只做还原剂，且放出氢气：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟HF作用：Si4HF=SiF42H2。(6)SiO2是酸性氧化物却能和非氧化性酸反应：SiO24HF=SiF42H2O。(7)无机酸一般能溶于水，但H2SiO3却难溶于水。(8)H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3，但高温下Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2也能发生。(9)硅酸钠水溶液俗称“泡花碱”或水玻璃，却是盐溶液。(10

10、)一般情况下，金属(Na、K、Fe)能置换出水中的氢，但在高温下非金属C也能置换出水中的氢：CH2O(g)H2CO。 学习任务2硅酸硅酸盐无机非金属材料一、硅酸1硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。2硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2H2O。3硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O。4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。二、硅酸盐1概念：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表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组

11、成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成Na2OSiO2，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成K2O3Al2O36SiO22H2O。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)它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为与盐酸反应：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3；与少量CO2水溶液反应：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3。(3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。三、无机非金属材料1无机非金属材料分类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

12、璃窑陶瓷窑3.玻璃生产中的两个重要反应Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2；CaCO3SiO2CaSiO3CO2。1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)玻璃是一种晶体，有较高的熔点。()(2)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱。()(3)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。()(4)普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品。()(5)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2将下列硅酸盐改写成氧化物的形式。(1)NaAlSi3O8_；(2)Mg2Si3O8nH2O_。答案：(1)Na2OAl2O36

13、SiO2(2)2MgO3SiO2nH2O3(双选)世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关玻璃的说法不正确的是()A制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土B玻璃在加热熔化时有固定的熔点 C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起解析：选AB。制普通玻璃的原料主要有石灰石、纯碱和石英砂，A项不正确；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B项不正确。(1)用氧化物的形式表示硅酸盐，只是物质组成的表示形式不同，其成分、性质是不变的。氧化

14、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。(2)氢氟酸能腐蚀玻璃，可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。 1月球的矿产资源极为丰富，仅月面表层5 cm厚的沙土所含铁单质就有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8)和橄榄石(Mg，Fe)2SiO4(逗号表示两种元素各占一部分)等，下列说法或分析不正确的是()A辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B斜长石的氧化物形式可表示为K2OAl2O36SiO2C橄榄石中铁为2价D月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱解析：选D。由辉石、斜长石和橄榄石的组

15、成可知其均属于硅酸盐矿，A正确；斜长石(KAlSi3O8)的氧化物形式可以写成K2OAl2O36SiO2，B正确；橄榄石(Mg，Fe)2SiO4中Mg元素化合价为2价，铁元素也为2价，C正确；月球上铁的活动性和地球上铁的活动性是一样的，月球上有游离态铁是因为月球上没有氧气，D错误。2(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

16、：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。3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

17、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。4氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路线图如下所示：其中 NH2基团中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学

18、反应方程式表示其原因：_。(2)图示的变化中，属于氧化还原反应的是_。(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反应方程式为_。(4)在反应中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为_。(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：_。解析：(1)石英砂不能与碱共同存放的实质是SiO2与碱可以发生反应。(2)反应是石英砂与焦炭发生氧化还原反应，反应是硅单质与Cl2

19、反应，也是氧化还原反应。(3)SiCl4水解可以看作Si结合四个OH生成H4SiO4，原硅酸不稳定失水生成H2SiO3，Cl结合H生成HCl。(4)氮化硅的化学式可通过题目信息，运用质量守恒求得。(5)结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。答案：(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(2)(3)SiCl43H2O=4HClH2SiO3(答案合理即可，若写“H4SiO4”也正确)(4)Si3N4(5)3SiCl42N26H2Si3N412HCl1(2018高考江苏卷)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是()A光合作用 B自然

20、降雨C化石燃料的燃烧 D碳酸盐的沉积解析：选C。光合作用过程中植物吸收CO2，使CO2含量下降，A项不符合题意；自然降雨的过程会消耗CO2，使CO2含量下降，B项不符合题意；化石燃料燃烧时会产生CO2，使CO2含量上升，C项符合题意；碳酸盐能与CO2反应生成可溶性的碳酸氢盐，消耗CO2，使CO2含量下降，D项不符合题意。2(2019高考全国卷)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是()A“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁B闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成C陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐D陶瓷化学性

21、质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点解析：选A。“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红色，A项错误；秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，B项正确；陶瓷以黏土为原料，经高温烧制而成，属于人造材料，主要成分是硅酸盐，C项正确；陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐中硅元素化合价处于最高价，化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，D项正确。3(2019高考北京卷)下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是()A.4.03米大口径碳化硅反射镜B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线D.“玉兔二号”钛合金筛网轮解析：选A。S

22、iC中的C、Si分别为第2周期和第3周期的第A族元素，二者均为非金属元素，形成的SiC为无机非金属材料，A项正确；聚氨酯中含有C、H、N等元素，三种元素不属于同主族元素，且聚氨酯为有机材料，B项错误；碳包覆银纳米线由C、Ag元素组成，是无机非金属材料，但两种元素不是同主族元素，C项错误；钛合金是金属材料，D项错误。一、单项选择题1材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()选项材料主要化学成分A刚玉、金刚石三氧化二铝B大理石、石灰石碳酸钙C普通水泥、普通玻璃硅酸盐D沙子、石英二氧化硅解析：选A。刚玉和金刚石的成分分别是三氧化二铝和碳；大理石和石灰石的主要成分都是碳酸钙；普通玻璃和普通水泥都是常

23、见的硅酸盐材料；沙子和石英的主要成分都是二氧化硅。2天工开物记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是()A沙子和粘土的主要成分为硅酸盐B“燃薪举火”使粘土发生了复杂的物理化学变化C烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦D粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料解析：选A。沙子的主要成分为二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，A项错误。粘土烧制成瓦的过程中发生了复杂的物理化学变化，B项正确。由“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”可知，C项正确。粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，D项正确。3(新题

24、预测)平昌冬奥会“北京8分钟”，主创团队用石墨烯制作了 20 能发热4 h的智能服饰；用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35 m、重量仅为10 kg的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法中，不正确的是()A石墨烯是能导热的金属材料B铝合金是密度较低的金属材料C碳纤维是耐低温的无机非金属材料D新型材料种类多、用途广解析：选A。石墨烯为非金属材料，A错误。4昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为()ACaOMgOSiO2H2OB2CaO5MgO8SiO2H2OC2CaOMgOSiO22H2OD5CaO2MgO8SiO2H2O解

25、析：选B。根据硅酸盐改写成氧化物的要求和元素守恒，昆仑玉的氧化物形式可表示为2CaO5MgO8SiO2H2O。5(2020泰州一模)下列叙述正确的是()A利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能BCO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒C从SiO2制备高纯Si的过程反应中只涉及置换反应DSiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3解析：选A。高纯硅的一个用途就是制成光电池；CO2与血红蛋白不结合；从SiO2制备高纯Si的过程反应中还涉及化合反应；SiO2和H2O不反应。6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()解析：

26、选D。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。7在水玻璃中通入少量的CO2气体，充分反应后加热蒸干，再高温充分灼烧，冷却后所得的固体物质为()

27、ANa2SiO3BNa2SiO3与Na2CO3CSiO2与Na2CO3DSiO2、Na2SiO3及Na2CO3解析：选A。通入少量CO2生成少量Na2CO3和H2SiO3，高温充分灼烧又发生反应：H2SiO3SiO2H2O，SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2。二、不定项选择题8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未发生改变D反应器中发生的反应为氧化还原反应解析：选AC。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也是4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，正确；D项，反应器中发生的反应为SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，此反应没有化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。9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()