高考考点突破05 非金属及其化合物（硅、氯）考点三 硅酸盐及无机非金属材料 含解析.docVIP

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【要点解读】

1．硅酸

硅酸难溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。

（1）硅酸不稳定，受热易分解，其化学方程式为：H2SiO3eq\o(=====,\s\up7(△))SiO2＋H2O。

（2）硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。

（3）硅酸在水中易聚合形成胶体，硅胶有很强的吸水能力，常用作干燥剂。

2．硅酸盐

（1）概念：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它能与较强的酸反应，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===H2SiO3↓＋Na2CO3。

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

①三种硅酸盐工业生产的比较：

水泥

玻璃

陶瓷

生产原料

石灰石、黏土

纯碱、石灰石和石英

黏土

主要设备

水泥回转窑

玻璃窑

陶瓷窑

主要成分

3CaO·SiO2

2CaO·SiO2

3CaO·Al2O3

Na2SiO3

CaSiO3SiO2

硅酸盐

生产条件

高温

②主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是重要建筑材料，也广泛应用于生活中。

（2）新型无机非金属材料

①高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。

②生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。

③压电陶瓷：具有压电效应。

【重难点指数】★★

【重难点考向一】硅酸盐及无机非金属材料的性质

【典型例题1】下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是()

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＋SiO2eq\o(=====,\s\up7(高温),\s\do5())Na2SiO3＋CO2↑，两反应是相互矛盾的，不可能都能发生

C．普通玻璃、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

【答案】D

【解析】A项，硅酸钠本身是一种黏合剂，易造成磨口玻璃塞与瓶口黏结；B项，两反应条件不同，反应①是在溶液中进行，强酸可以制弱酸，而高温条件下，CO2是气体，逸出反应体系，能促使反应发生；C项，石英玻璃的成分为SiO2，SiO2是氧化物不是盐；D项正确。

【名师点睛】

（1）不要混淆二氧化硅和硅的用途

用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。

（2）熟悉几种常见饰品的主要成分

水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3。

（3）了解用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的方法

①书写顺序：较活泼的金属氧化物·较不活泼的金属氧化物·SiO2·水。

②各元素的化合价保持不变，各元素原子个数比符合原来的组成。

【重难点考向二】无机非金属材料的制备及应用

【典型例题2】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：

①高温下用炭还原二氧化硅制得粗硅；

②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCleq\o(=====,\s\up7(300℃),\s\do5())SiHCl3＋H2；

③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃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①步制备粗硅的化学方程式为__________________________________________________。

（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_____________________________________。

（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去):

①装置B中的试剂是________________。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是________________。

②反应一段时间后，装置D