2022届高考一轮复习化学(人教版)-第二章-非金属及其化合物.docx

其次章　非金属及其化合物

第一节
碳、硅及无机非金属材料
1.了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响。

………………………………[循着图示·想一想]…………………………

………………………………[特色特性·记一记]…………………………
1．特殊的存在形式：C——金刚石、石墨、C60
2．特殊的用途：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
3．特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示
如Na2SiO3→Na2O·SiO2
4．特殊的性质：
(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↑

考点一 应用广泛的非金属单质——碳、硅

[教材学问层面]

1．碳、硅元素的原子结构与存在

碳
硅
原子结构示意图

在元素周期表中的位置
其次周期ⅣA族
第三周期ⅣA族
单质的结构
金刚石：空间网状结构
石墨：层状结构
晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构
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

2．碳、硅单质的性质
(1)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：

(提示：①—c，②—a，③—e，④—b，⑤—d)
(2)碳、硅的化学性质：
①碳单质的化学性质——还原性。

a．与O2的反应(用化学方程式表示)：
O2不足：2C＋O2点燃,2CO；O2充分：C＋O2点燃,CO2。
b．与其他物质的反应(用化学方程式表示)：
与CuO反应：2CuO＋C高温,2Cu＋CO2↑(可用于金属的冶炼)；
与CO2反应：CO2＋C高温,2CO；
与水蒸气反应：C＋H2O(g)高温,CO＋H2(制水煤气)；
与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)△,CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
②硅的化学性质——还原性。

a．与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
b．与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；
c．与O2反应：Si＋O2△,SiO2。
[高考考查层面]
命题点1　硅单质的特性

非金属的一般规律
硅的特性
硅还原性强于碳
2C＋SiO2Si＋2CO↑
非金属与强碱溶液反应一般不产生H2
硅可与强碱溶液反应产生H2：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
非金属一般不与非氧化性酸反应
Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
一般非金属单质为绝缘体
硅为半导体，常用于电子部件

[典题示例]
推断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2021·广东高考)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅。(　　)
(2)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。(　　)
(3)(2011·山东高考)单质硅常用作半导体材料和光导纤维。(　　)
(4)(2011·山东高考)硅在自然界中只以化合态的形式存在。(　　)
(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
命题点2　硅的工业制法

1．制取粗硅
工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。
SiO2＋2CSi＋2CO↑。
2．粗硅提纯
(1)Si＋2Cl2SiCl4，
SiCl4＋2H2Si＋4HCl。
(2)Si＋3HClSiHCl3＋H2，
SiHCl3＋H2Si＋3HCl。
3.留意问题
(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。
[典题示例]
1．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(　　)
A．2C＋SiO2Si＋2CO↑
B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
C．Si＋2Cl2SiCl4
D．SiCl4＋2H2Si＋4HCl
解析：选B　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。
2．制备硅半导体材料必需先得到高纯硅。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制备高纯硅的化学方程式为____________________________
________________________________________________________________________。
(2)整个制备过程必需严格把握无水无氧。SiHCl3遇水猛烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式为______________________________________；
H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是__________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)H2还原SiHCl3得到Si和HCl。
(2)SiHCl3遇水猛烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，依据原子守恒，推断另一物质是H2。因H2还原SiHCl3的反应条件是高温(1 357 K)，若混入O2，则H2与O2混合加热可能发生爆炸，同时，O2也可能氧化SiHCl3。
答案：(1)SiHCl3＋H2Si＋3HCl　(2)SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑　氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3

[考点达标层面]
1．硅作为一种新型能源被广泛开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是(　　)
A．硅燃烧产物对环境产生的污染，简洁得到有效把握
B．从Si(s)＋O2(g)SiO2(s)　ΔH＝－858.6 kJ·mol－1可知，硅燃烧放出的热量多
C．自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅
D．硅便于运输、贮存，从平安角度考虑，硅是最佳的燃料之一
解析：选C　自然界中的硅是以化合态的形式存在，故不能从自然界中直接获得单质硅。
2．在①浓硝酸　②水　③浓硫酸　④氢氟酸　⑤氢氧化钠溶液中，能与单质硅起化学反应的是(　　)
A．①②　　　　　　　　　 B．②④
C．④⑤ D．③④
解析：选C　Si与水、浓H2SO4、浓HNO3均不发生反应，但Si能与氢氟酸、NaOH溶液反应放出H2。

考点二 性质迥异的氧化物——二氧化硅和二氧化碳

[教材学问层面]

二氧化硅与二氧化碳的比较
(1)物理性质：
①熔、沸点：SiO2的熔、沸点比CO2的熔、沸点高。
②溶解性：CO2可溶于水，SiO2不溶于水。
(2)化学性质：

物质
二氧化硅
二氧化碳
化学性质
与水反应
不反应
CO2＋H2OH2CO3
与酸反应
只与氢氟酸反应：
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
不反应
与碱(NaOH)溶液反应
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)
CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3
与盐反应
如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
如与Ca(ClO)2反应：Ca(ClO2)＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
与碱性氧化物反应
如与CaO反应：SiO2＋CaOCaSiO3
如与Na2O反应：CO2＋Na2O===Na2CO3

(3)主要用途：
CO2：制饮料、碳酸盐，干冰用作制冷剂。
SiO2：作光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品。

[高考考查层面]
命题点　含硅化合物的特性

物质
一般规律
含硅化合物的特性
SiO2
酸性氧化物一般与水反应生成相应酸
SiO2不溶于水，不与水反应
酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，H2CO3酸性强于H2SiO3
Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓
以下反应不能说明酸性的强弱
Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
H2SiO3
无机酸一般易溶于水
硅酸难溶于水
硅酸盐
大多数硅酸盐难溶于水
常见的可溶性硅酸盐为Na2SiO3，水溶液俗称水玻璃

[典题示例]
1．指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内。
①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(　　)
②SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑(　　)
③SiO2＋2CSi＋2CO↑(　　)
④SiO2＋3CSiC＋2CO↑(　　)
⑤SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(　　)
A．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀
B．氧化性
C．酸性氧化物的通性
D．将挥发性的酸酐从其盐中置换出来
E．未参与氧化还原反应
答案：①C　②D　③B　④E　⑤A
2．下列说法正确的是(　　)
A．在粗硅的制取中发生2C＋SiO22CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性强于硅的还原性
B．盛放NaOH溶液时，使用带玻璃塞的磨口瓶
C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2
D．由Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑可知，硅酸的酸性强于碳酸
解析：选C　选项A、D的反应在高温下均生成了气体，使平衡正移，致使反应能顺当进行，但不能说明C、Si的还原性强弱，也不能说明H2SiO3与H2CO3酸性的强弱，故错误；NaOH能与玻璃成分中的SiO2反应生成Na2SiO3而使瓶塞粘在一起。由SiO2制取H2SiO3的过程为：
SiO2Na2SiO3H2SiO3。
[考点达标层面]
1．(2021·西安质检)下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是(　　)
A．都是共价化合物
B．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨
C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸
D．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应
解析：选C　SiO2和CO2中都只含有共价键，均为共价化合物，A项正确；干冰升华吸热，可用于人工降雨，B项正确；SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误；SiO2与强碱溶液反应生成硅酸盐，CO2与强碱溶液反应生成碳酸盐或碳酸氢盐，D项正确。
2．如何用所供应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(假如不需要外加试剂，则对应答案栏可不填写)。
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：①水洗；②加热；③高温灼烧；④过滤；⑤结晶。

粉末状混合物
选择的试剂
选用的操作
(1)
CaCO3(SiO2)

(2)
SiO2(NaHCO3)

(3)
SiO2(Fe2O3)

(4)
SiO2(H2SiO3)

解析：(1)利用SiO2与NaOH溶液反应生成可溶性的Na2SiO3，而CaCO3与NaOH溶液不反应。
(2)利用NaHCO3溶于水而SiO2不溶，加水后过滤可除去SiO2中的NaHCO3。
(3)Fe2O3能溶于盐酸而SiO2不溶，用盐酸溶解后过滤可得SiO2。
(4)H2SiO3加强热能分解为SiO2。
答案：
(1)

B
④
(2)

D
④
(3)

A
④
(4)

③

考点三 硅酸、硅酸盐、无机非金属材料

[教材学问层面]

1．硅酸
(1)弱酸性：H2SiO3难溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与强碱(如NaOH)反应，反应的化学方程式为
H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
(2)不稳定性：H2SiO3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为H2SiO3△,SiO2＋H2O。
(3)硅酸的制备及硅胶：
①制备原理：可溶性硅酸盐(如Na2SiO3)与其他酸(如盐酸)反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。
②硅胶：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后即得硅胶，常用作干燥剂和催化剂的载体。
2．硅酸盐
(1)硅酸盐：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)硅酸盐组成的表示方法：
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(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。
(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：
a．与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
b．与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2===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：
如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料如下表。

水泥
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
玻璃熔窑
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。
[高考考查层面]
1．(2021·上海高考)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塞简洁形成瓶体与瓶塞粘连，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。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为________________________。
解析：玻璃的成分中含有SiO2，能与NaOH溶液反应生成粘性很强的Na2SiO3而发生粘连，反应方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。由于钙长石和钠长石中氧原子的物质的量分数相同，钠长石中钠与铝的原子个数比为1∶1，扩2倍后可知钙长石中钙和铝的原子个数比为1∶2。钠长石中氧原子的物质的量分数为，则钙长石用氧化物的形式表示为CaO·Al2O3·nSiO2，因此：1＋3＋2n＝8，n＝2，钙长石的化学式为CaO·Al2O3·2SiO2，即为CaAl2Si2O8。
答案：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　CaAl2Si2O8
2．(2021·洛阳模拟)胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。
(1)三硅酸镁的氧化物形式为________。
(2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其缘由是________。
a．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体
b．Al2O3、MgO和SiO2都是金属氧化物
c．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点
解析：(1)Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物的形式为2MgO·3SiO2·nH2O。
(2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔点，故可作为耐火材料。
答案：(1)2MgO·3SiO2·nH2O
(2)c
[方法技巧]
硅酸盐改写成氧化物形式的方法
(1)氧化物的书写挨次：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)当计量数配置毁灭分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。
[考点达标层面]
1．推断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2022·海南高考)玻璃容器可长期盛放各种酸。(　　)
(2)(2022·重庆高考)氢氟酸刻蚀玻璃的过程不涉及化学变化。(　　)
(3)(2022·全国卷)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料。(　　)
(4)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂。(　　)
(5)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料。(　　)
(6)水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×
2．下列有关硅及其化合物的说法中正确的是(　　)
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＋H2SiO3↓，反应②Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，两反应是相互冲突的，不行能都能发生
C．一般玻璃、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Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示为3BeO·Al2O3·6SiO2
解析：选D　硅酸钠溶液呈碱性，故Na2SiO3不能保存在磨口玻璃试剂瓶中，A错误；B项中反应②是在高温下进行的反应，其缘由是CO2为气体，可使平衡正移，促使反应能够进行，B错误；石英玻璃不属于硅酸盐材料，C错误。

以“高纯硅的制备”为载体串联硅元素单质及其化合物学问

高考载体[2022·天津高考T7(4)]
　　晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅的过程如下：
Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)

[学问串联设计]
(1)工业上用焦炭与石英砂在高温下反应制取粗硅，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
上述反应中的氧化剂是________，还原剂是________。
(2)用焦炭和石英砂制取粗硅为什么要隔绝空气进行？
________________________________________________________________________。

(3)粗硅与Cl2加热到460 ℃时发生反应，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________。

(4)在1 100 ℃时，SiCl4被H2还原的化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。

(5)如何通过试验除去SiO2中混有少量的CaCO3杂质？____________________。

(6)石英既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，它是两性氧化物吗？试分别写出它与NaOH溶液、氢氟酸发生反应的化学方程式。___________________________________。

(7)中学化学中能与NaOH溶液反应生成H2的单质有哪些？试分别写出反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________。
(8)陶瓷、水泥、玻璃是常用的硅酸盐材料，其中，生产一般玻璃的主要原料是什么？________________________________________________________________________。

答案：(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑　SiO2　C
(2)焦炭能与空气中的氧气发生反应
(3)Si＋2Cl2SiCl4
(4)2H2＋SiCl4Si＋4HCl
(5)加入盐酸后过滤
(6)不是　SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(7)Al和Si　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
(8)石英砂、纯碱和石灰石

1．化学与人类生产、生活、社会可持续进展亲热相关，下列说法错误的是(　　)
A．“天宫一号”中使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料
B．为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质，常在包装袋中放入硅胶
C．用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，实现“碳”的循环利用
D．小苏打可用于某些食品加工行业中
解析：选B　硅胶是用于吸水防潮的而不是防氧化。
2．下列各项叙述中正确的是(　　)
A．硅是光导纤维的主要成分
B．生产一般玻璃的主要原料有石灰石、石英和黏土
C．玛瑙、水晶饰品在保养时不能与强碱溶液接触
D．SiO2与某些酸碱均能反应，故它是两性氧化物
解析：选C　光导纤维的主要成分是SiO2，A错误；生产一般玻璃的主要原料有纯碱、石灰石和石英，B错误；玛瑙、水晶的主要成分是SiO2，能与强碱反应，C正确；酸中只有氢氟酸能与SiO2反应且生成物不是盐与水，SiO2不是两性氧化物，D错误。
3．(2021·太原调研)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
B．CO、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
D．SiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3
解析：选A　高纯硅的其中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。
4．(2021·济南联考)下列离子方程式的书写正确的是(　　)
A．水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO＋H2SiO3
B．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO
C．硅与氢氟酸的反应：Si＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2↑
D．二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
解析：选D　Na2SiO3是强电解质，应拆成Na＋、SiO，且应生成HCO，A错；B项正确写法是CO2＋OH－===HCO；C项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－。
5．从与NaOH溶液反应所得产物(纯洁物)类型差异性角度上看，下列四种物质有一种明显不同于其他三种物质，该物质是(　　)
A．SiO2　　　　　　　　　　 B．CO2
C．Si D．Al2O3
解析：选C　硅与NaOH溶液反应生成的是氢气与盐(单质与化合物)，另外三种物质与NaOH溶液反应生成的是盐与水(均是化合物)。
6．(2021·宿州模拟)下列叙述中正确的是(　　)
A．由于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物理性质相像
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：选D　A项的反应之所以能够发生，是由于生成的产物中有气体生成，平衡正向移动，促使反应能够顺当进行，故不能通过此反应推断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。
7．下列除杂方法正确的是(　　)
A．SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去
B．CO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热
C．CO2中含有HCl杂质，可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶
D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤
解析：选B　A项，SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应；C项，应通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶；D项，引入NaHCO3。
8．下列变化中，不能一步实现的是(　　)
A．Na2SiO3―→H2SiO3 B．H2SiO3―→SiO2
C．SiO2―→H2SiO3 D．SiO2―→Na2SiO3
解析：选C　Na2SiO3H2SiO3；H2SiO3SiO2，SiO2Na2SiO3，SiO2不与H2O反应，故不能一步转化为H2SiO3。
9．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(　　)
A．Na2SiO3 B．Na2SiO3与Na2CO3
C．SiO2与Na2CO3 D．SiO2、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：H2SiO3SiO2＋H2O，SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑。
10．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．SiO2属于两性氧化物
B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞
C．硅胶吸水后可重复再生
D．图中所示的转化都是氧化还原反应
解析：选C　SiO2是酸性氧化物；Na2CO3溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞；题图中有的转化不是氧化还原反应，例如SiO2与NaOH溶液的反应。
11．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)下列物质不属于硅酸盐的是________。
A．陶瓷 B．玻璃
C．水泥 D．生石灰
(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为________________________________，工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。
(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作________。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________。
A．一般玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
(4)工业上常利用反应2C＋SiO2Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中所含元素化合价上升的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。
解析：(1)生石灰是CaO，为碱性氧化物且不含Si元素，不属于硅酸盐。(2)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。SiO2和Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(一般玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。(4)题给反应中C(碳)被氧化，SiO2中＋4价的硅被还原，因此SiO2作氧化剂。
答案：(1)D　(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　氢氟酸　(3)防火剂　D　(4)C　SiO2
12．(2021·山西六校联考)以磷矿石、石英、氯化氢等为原料生产白炭黑(SiO2·nH2O)、磷及甲醇，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。

(1)上述反应中，属于置换反应的是________(填：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)。
(2)已知SiHCl3的沸点为33.0 ℃，提纯SiHCl3适宜的方法是______________。
(3)高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为________________________；固体废弃物CaSiO3可用于______________________________。
(4)反应Ⅲ需在高温、隔绝氧气和无水条件下进行，其缘由是_________________
________________________________________________________________________。
解析：反应Ⅰ为SiO2＋2CSi＋2CO↑。从图中可以看出，反应Ⅱ的反应物为SiO2、C和Ca3(PO4)2，产物为CO、P和CaSiO3。反应Ⅲ为Si＋3HCl===SiHCl3＋H2。反应Ⅳ的反应物有SiHCl3和H2O，产物有HCl、H2和SiO2·nH2O。反应Ⅴ为CO＋2H2===CH3OH。(1)置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，只有Ⅰ、Ⅲ符合。(2)SiHCl3的沸点低，可用蒸馏法分别出来。(4)反应Ⅲ产生H2，若与O2混合会引起爆炸。从流程图中的反应Ⅳ可知，SiHCl3可以与H2O反应，所以反应Ⅲ必需在无水条件下反应。
答案：(1)Ⅰ、Ⅲ
(2)分馏(蒸馏)
(3)Ca3(PO4)2＋5C＋3SiO23CaSiO3＋2P＋5CO↑　生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等
(4)SiHCl3会水解，同时产生的H2与O2混合会发生爆炸
13．(2022·全国卷Ⅱ)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：
(1)铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第________周期、第________族；PbO2的酸性比CO2的酸性________(填“强”或“弱”)。
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为___________________。
(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为____________。
(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和m∶n值__________。

解析：(1)依据碳在元素周期表中的位置为其次周期第ⅣA族，可以推出Pb的位置为第六周期第ⅣA族，同一主族元素从上到下非金属性依次减弱，PbO2的酸性比CO2的弱。(2)由题意，生成的黄绿色气体应为氯气，氯元素化合价上升，则铅元素化合价降低，所以反应的化学方程式为PbO2＋4HCl(浓)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)由题意，PbO作还原剂，NaClO作氧化剂，反应的离子方程式为PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－。(4)依据PbO2PbOx＋O2↑，有×32＝239×4.0%，x＝2－≈1.4
依据mPbO2·nPbO，＝1.4，＝＝。
答案：(1)六　ⅣA　弱
(2)PbO2＋4HCl(浓)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－
(4)1.4　2∶3

1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

其次节
氯及其化合物

……………………………………[循着图示·想一想] ……………………………………

……………………………………[特色特性·记一记] ……………………………………
1．特殊的颜色：Cl2——黄绿色气体
Br2——红棕色液体
I2——紫黑色固体
2．特殊的成分：新制氯水中含三分子(Cl2、HClO、H2O)、四离子(Cl－、ClO－、H＋、OH－)
3．X－(卤素离子)的检验：

4．必记五反应：
(1)Cl2＋H2OHCl＋HClO
(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===
CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(3)Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO
(4)Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
(5)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

考点一 氧化性强的非金属单质——氯气

[教材学问层面]

1．氯元素的原子结构
氯元素位于元素周期表中第三周期ⅦA族，原子结构示意图为，最外层有7个电子，在化学反应中易获得1个电子而表现为－1价。自然界中氯主要以化合态形式存在。
2．氯气的性质
(1)物理性质：
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
猛烈刺激性气味
有毒
比空气大
易液化

留意：闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量的Cl2飘进鼻孔。
(2)化学性质：

①与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物(书写化学方程式)。
a．与铁反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。
b．与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2。
②与非金属反应：
与H2反应：H2＋Cl22HCl，

③与水反应：溶于水的氯气部分与水反应，离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
④与碱反应：与NaOH溶液反应，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
⑤与还原性无机化合物反应(书写离子方程式)：
a．与碘化钾溶液反应：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－。
b．与SO2水溶液反应：Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO。
c．与FeCl2溶液反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
[高考考查层面]
命题点1　氯水的成分与性质

1．氯水的成分
氯水中存在三个平衡：①Cl2＋H2OHCl＋HClO，②HClOH＋＋ClO－，③H2OH＋＋OH－。依据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。

2．氯水的多重性质
新制氯水的多种成分打算了它具有多重性质，在不同的反应中，新制氯水中起作用的成分不同。

3．液氯、新制氯水、久置氯水的比较

液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯洁物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
粒子种类
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－
H2O、H＋、Cl－、OH－

[典题示例]
1．(2022·江苏高考)在探究新制饱和氯水成分的试验中，下列依据试验现象得出的结论不正确的是(　　)
A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2
B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－
C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋
D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
解析：选