无机化学基础
——非金属元素及其化合物
（碳、硅和硼）
【核心训练】
1．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．自然降雨
C．化石燃料的燃烧 D．碳酸盐的沉积
解析：选 C 化石燃料燃烧产生大量 CO2，会引起大气中 CO2 含
量上升。
2．我国在 CO2 催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2 转化
过程示意图如下：
下列说法不正确的是( )
A．反应①的产物中含有水
B．反应②中只有碳碳键形成
C．汽油主要是 C5～C11 的烃类混合物
D．图中 a 的名称是 2甲基丁烷
解析：选 B 反应①是 CO2 与 H2 反应生成了 CO，根据元素守恒可
推断有 H2O 生成，A 项正确；反应②是 CO 与 H2 反应生成(CH2)n，(CH2)n
中还含有碳氢键，B 项错误；由示意图可知，汽油的主要成分是 C5～
C11 的烃类混合物，C 项正确；根据 a 的球棍模型，可得其结构简式为 CH3CH(CH3)CH2CH3，系统名称为 2甲基丁烷，D 项正确。
3．从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：
①SiO2＋2C =====高温
Si(粗)＋2CO↑
②Si(粗)＋2Cl2 =====
△
SiCl4
③SiCl4＋2H2 =====高温
Si(纯)＋4HCl
关于上述反应的叙述不正确的是( )
A．①③是置换反应，②是化合反应
B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅
C．任一反应中，每消耗或生成 28 g 硅，均转移 4 mol 电子
D．高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就
能得到高纯硅
解析：选 D 在氧化还原反应中，还原剂的还原性比还原产物的
强，B 正确；根据元素化合价的变化，每消耗或生成 28 g (1 mol)硅，
均转移 4 mol 电子，C 正确；题中的三个反应是在三个不同反应器中
发生，D 错误。
4．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发生改变
D．反应器中发生的复分解反应为 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
解析：选 A 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，SiO2 中硅元素的化合价是
＋4 价，Na2SiO3 中硅元素的化合价是＋4 价，所以该流程中硅元素的
化合价没有发生改变，错误；D 项，由复分解反应的概念可知，SiO2
＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 不属于复分解反应，错误。
5．大气中 CO2 含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致
大气中 CO2 含量增加的是( )
A．燃烧煤炭供热 B．利用风力发电
C．增加植被面积 D．节约用水用电
解析：选 A 燃烧煤炭供热会产生 CO2，A 正确；利用风力发电
不会产生 CO2，B 错误；增加植被面积，会增加植物的光合作用，减
少大气中 CO2 的含量，C 错误；节水节电不会增加 CO2 的排放，D 错误。
6．《本草衍义》中有如下叙述：“嘉州峨眉山有燕萨石，形六棱
而锐首，色莹白明澈。”这里“燕萨石”的主要成分可能是( )
A．CaO B．SiO2
C．石墨 D．NaCl
解析：选 B 由题意知“燕萨石”为无色透明的晶体，NaCl 和 CaO
的形状不符合，石墨是黑色，颜色不符合，只有 SiO2 晶体符合。
7.(2019·海淀一模)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．铝合金是密度较小的金属材料
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 石墨烯是无机非金属材料，A 错误；铝合金是密度
较小的金属材料，B 正确；石墨烯可制作－20 ℃能发热 4 h 的服饰，
能耐低温，C 正确；新型材料种类多、用途广，D 正确。
8．下列关于 SiO2 和 CO2 的说法中正确的是( )
A．CO2、SiO2 都能与碱及碱性氧化物反应
B．CO2 和 SiO2 与水反应分别生成相应的酸
C．SiO2 可用来制作干燥剂，因 SiO2 可与水反应
D．CO2 和 SiO2 都是由相应的分子构成的
解析：选 A CO2、SiO2 都是酸性氧化物，都能与碱及碱性氧化
物反应，故 A 正确；SiO2 不溶于水，也不能和水反应生成硅酸，B 不
正确；硅胶可用作干燥剂，但 SiO2 不与水反应，C 不正确；CO2 是由
分子构成的，SiO2 是由 Si、O 原子直接构成的，D 不正确。
9．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 光导纤维 二氧化硅
B 半导体材料 硅
C
普通水泥、普通
玻璃
硅酸盐D 沙子、石英 硅
解析：选 D 光导纤维的主要成分为二氧化硅，A 正确；半导体
材料可以是硅晶体，B 正确；水泥成分为硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸
三钙，普通玻璃的主要成分为二氧化硅、硅酸钙和硅酸钠，普通水泥、
普通玻璃的主要成分为硅酸盐，C 正确；沙子、石英的主要成分为二
氧化硅，不是硅，D 错误。
10．(2019·合肥质检)硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。
下列说法正确的是( )
A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐产品
B．水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂
C．某硅酸盐的化学式为 KAlSi3O8，可用 K2O·Al2O3·6SiO2 表示
D．高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳
能电池
解析：选 C 水晶的主要成分为 SiO2，不属于硅酸盐产品，A 错
误；水玻璃是 Na2SiO3 的水溶液，属于混合物，B 错误；用于制造光
导纤维的是二氧化硅，用于制造太阳能电池的是高纯硅，D 错误。
11．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 Na2SiO3 ― ― →
盐酸
H2SiO3 ； H2SiO3 △ ,SiO2 ，
SiO2NaOH,Na2SiO3，SiO2 不与 H2O 反应，故不能一步转化为 H2SiO3。
8．化学家 Seidel 指出 Si 与 NaOH 溶液的反应，首先是 Si 与 OH
－反应，生成 SiO4－4 ，然后 SiO 4－4 迅速水解生成 H4SiO4，下列有关说
法正确的是( )
A．原硅酸钠(Na4SiO4)能迅速水解，且水解后溶液呈碱性，故Na4SiO4 为弱电解质
B．石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品
C．2HCl＋Na 2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl 说明 Cl 的非金属性大于
Si
D．半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指将二氧化硅制成晶
体硅
解析：选 D 原硅酸钠(Na4SiO4)是强碱弱酸盐，能全部电离，是
强电解质，A 错误；石英的主要成分是 SiO2，不是硅酸盐，所以石英
玻璃不属于硅酸盐产品，B 错误；2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl
说明酸性 HCl 大于 H2SiO3，HCl 不是 Cl 的最高价含氧酸，C 错误；沙
子的主要成分为 SiO2，以沙子为原料经过还原反应可得到晶体 Si，
继而制成各种半导体电器，被人们使用，所以半导体工业所说的“从
沙滩到家庭”是指将二氧化硅制成晶体硅，D 正确。
12．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( )
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，常用于制作光导纤维
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、石灰石和石英制成的，其熔点很高
解析：选 C 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 而不是硅酸盐，B 错误；玻璃没有固定的熔点，D 错误。
13．“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的
CO2 分离出来并利用。如可利用 NaOH 溶液来“捕捉”CO2，其基本过
程如图所示(部分条件及物质未标出)。
下列有关该方法的叙述中不正确的是( )
A．能耗大是该方法的一大缺点
B．整个过程中，有 2 种物质可以循环利用
C．“反应分离”环节中，分离的基本操作是蒸发结晶、过滤
D．“反应分离”环节中，发生了复分解反应
解析：选 C 碳酸钙的分解在高温条件下进行，消耗能量，A 正
确；根据流程图知，循环利用的应该有 CaO 和 NaOH 两种物质，B 正
确；“反应分离”过程中分离物质的操作应该是过滤，目的是通过过
滤得到碳酸钙沉淀，C 错误；反应分离中，碳酸钠和氧化钙、水反应
生成碳酸钙和氢氧化钠，所以发生了复分解反应，D 正确。
14．光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段，合成光导纤
维及氮化硅(一种无机涂层)的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)反应Ⅰ的化学方程式为________________________，氧化剂
为________(填化学式)。
(2)经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下：组分名
称
SiCl
4
SiHCl
3
SiH2Cl
2
HCl BCl3 PCl3
质量分
数
0.54
5
0.405
0.046
2
0.000
3
0.001
93
0.001
57
沸点/℃ 57.6 31.8 8.2 －85 12.5 75.5
图中“操作 X”的名称为______________；PCl 3 的电子式为
______________________。
(3)反应Ⅲ和Ⅳ中尾气的用途为____________；反应Ⅳ的化学方
程式为______________
________________________________________________________。
解析：(1)反应Ⅰ是焦炭还原 SiO 2，反应方程式为 SiO2＋2C
=====高温
Si＋2CO↑；氧化剂是所含元素化合价降低的物质，根据反应
方程式可知，二氧化硅中硅的化合价由＋4 价→0 价，即 SiO2 是氧化
剂。
(2)根据表格数据，除 HCl、BCl3 和 SiH2Cl2 常温下是气体外，其
余为液体，因此采用精馏(或蒸馏)的方法得到 SiCl4，PCl3 是共价化
合物，最外层都满足 8 电子稳定结构，其电子式为 。
(3)反应Ⅲ中得到的物质为 SiO2 和 HCl，尾气是 HCl，反应Ⅳ中
发生的反应是 3SiCl4＋4NH3 =====1 400 ℃
Si3N4＋12HCl，尾气是 HCl，
因此尾气的用途是制备盐酸。
答案：(1)SiO2＋2C =====高温
Si＋2CO↑ SiO2 (2)精馏(或蒸馏) (3)制取盐酸(或其他合理答案)
3SiCl4＋4NH3 =====1 400 ℃
Si3N4＋12HCl
15．石墨在材料领域中有重要应用。某初级石墨中含 SiO2(7.8%)、
Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和 MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合
应用流程如下：
(注：SiCl4 的沸点是 57.6 ℃，金属氯化物的沸点均高于 150 ℃)
(1)已知 1 mol 石墨完全转化为金刚石需要吸收 1.9 kJ 的能量。
请 写 出 石 墨 转 化 为 金 刚 石 的 热 化 学 方 程 式 ：
__________________________________________________________。
(2)向反应器中通入 Cl2 前，需通一段时间的 N2。高温反应后，
石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。80 ℃冷凝的目的是
______________________________________。
由 活 性 炭 得 到 气 体 Ⅱ 的 化 学 方 程 式 为
____________________________________。
(3) 加 入 过 量 NaOH 溶 液 得 到 溶 液 Ⅳ 的 离 子 方 程 式 为
________________________。
(4) 得 到 沉 淀 Ⅴ 的 过 程 中 乙 酸 乙 酯 和 加 热 的 作 用 是
__________________________________________________________
______。
1 kg 初级石墨最多可获得沉淀Ⅴ的质量为__________kg。解析：(1)根据题意，1 mol 石墨完全转化为金刚石需要吸收 1.9
kJ 的能量，反应为吸热反应，ΔH>0，所以热化学方程式为 C(s，石
墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1。
(2)因为初级石墨中含有 Al2O3、Fe2O3 和 MgO 等，通入 Cl2 后生成
金属氯化物，所以 80℃冷凝的目的是将 MgCl2、FeCl3、AlCl3 等金属
氯化物冷凝为固体，从而与 SiCl4 分开，提高产物的纯度；活性炭和
Cl2 及 SiO2 反应生成 CO 气体和 SiCl4，化学方程式为 2C＋SiO2＋2Cl2
=====高温
SiCl4＋2CO。
(3)固体Ⅲ中含有 MgCl2、FeCl3 和 AlCl3，当加入过量的 NaOH 溶
液时，Mg2＋和 Fe3＋分别与 NaOH 溶液反应生成 Mg(OH)2 和 Fe(OH)3 沉
淀，Al3＋与过量 OH－反应生成 AlO－2 ，过滤后得到的溶液Ⅳ中溶质为
NaAlO2，则离子方程式为 Al3＋＋4OH－===AlO－2 ＋2H2O。
(4)因为溶液Ⅳ中含有 AlO－2 ，水解生成 Al(OH)3，溶液显碱性，
乙酸乙酯会消耗 OH－促进 AlO －2 继续水解，另外通过加热也会促进
AlO －2 水解，加快反应的速率；沉淀Ⅴ为 Al(OH)3,1 kg 初级石墨中含
Al2O3 的质量为 51 g，物质的量为 0.5 mol，含有的 Al 为 1 mol，所
以沉淀Ⅴ为 1 mol 的 Al(OH)3，质量为 0.078 kg。
答案：(1)C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－
1
(2)将 MgCl2、FeCl3、AlCl3 等金属氯化物冷凝为固体，从而与
SiCl4 分开 2C＋SiO2＋2Cl2 =====高温
SiCl4＋2CO
(3)Al3＋＋4OH－===AlO－2 ＋2H2O
(4)溶液Ⅳ中 NaAlO2 水解显碱性，乙酸乙酯消耗 NaAlO2 水解生成
的 OH－，促进 NaAlO2 的水解；加热促进水解，加快反应的速率 0.078【核心透析】
碳、硅、硼及其重要化合物
知识点一 碳及其重要化合物
1．碳单质
(1)存在：碳单质的存在形式有金刚石、石墨、木炭、足球烯，
它们互为同素异形体。
(2)结构：金刚石：正四面体空间网状结构；石墨：平面正六边
形层状结构。
(3)物理性质：金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质软 ，
有滑腻感，是电的良导体。
(4)主要化学性质——还原性
可燃性 2C＋O2(不足) =====点燃
2CO、C＋O2(足量) =====点燃
CO2
与氧化
物反应
CuO：2CuO＋C =====
△
2Cu＋CO2↑(冶炼金属)
SiO2：SiO2＋2C =====高温
Si＋2CO↑(制取粗硅)H2O：C＋H2O(g) =====高温
CO＋H2(制取水煤气)
与强氧化
性酸反应
浓 H2SO4：C＋2H2SO4(浓) =====
△
CO2↑＋2SO2↑
＋2H2O
浓 HNO3：C＋4HNO 3(浓) =====
△
CO2↑＋4NO2↑
＋2H2O
2．一氧化碳(CO)
(1)物理性质
无色气体，有毒，难溶于水。
(2)化学性质——还原性
①燃烧：2CO＋O2 =====点燃
2CO2，淡蓝色火焰；
②还原 CuO：CuO＋CO =====
△
Cu＋CO2(冶炼金属)。
3．二氧化碳(CO2)
(1)物理性质：CO2 是一种无色、无味的气体，能溶于水，固态 CO2
俗称干冰。
(2)化学性质：与 H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg 反应的
方 程 式 分 别 为 CO2 ＋ H2O H2CO3 、 Na2O ＋ CO2===Na2CO3 、 CO2 ＋
Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 2Mg＋CO2 =====点燃
2MgO＋C。(3)CO2 在自然界中的循环
①CO2 的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。
②自然界消耗 CO2 的主要反应：
a．溶于江水、海水中：CO2＋H2O H2CO3；
b．光合作用将 CO2 转化为 O2；
c．岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。
(4)CO、CO2 气体的除杂方法
CO 中混有 CO2
通过盛有 NaOH 溶液的洗气瓶，然后干
燥气体
CO2 中混有 CO 通过盛有灼热 CuO 的硬质试管
CO2 中混有少量 SO2 或 HCl
通过盛有饱和 NaHCO3 溶液的洗气瓶，
然后干燥气体
①澄清石灰水只用于检验 CO2，不能用于除去混合气体中的 CO2，应用
NaOH 溶液除去；
②CO2、SO2 通入 CaCl2 或 BaCl2 溶液均无沉淀产生
4．碳酸(H2CO3)
弱酸性、不稳定性。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3 在水中
与 CO2 共存，因此常把 CO2＋H2O 当碳酸用。
5．碳酸的酸式盐和正盐的比较
(1)在水中的溶解性
①含 K＋、Na＋、NH ＋4 的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式
盐均能溶于水。
②一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶
解度，如溶解度 Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐
溶解度，如溶解度 Na2CO3>NaHCO3。(2)水溶液酸碱性强弱
物质的量浓度相同时，正盐溶液的 pH 大于其酸式盐溶液，如
pH：Na2CO3 溶液>NaHCO3 溶液。
(3)热稳定性
一般来说，热稳定性顺序为正盐>酸式盐>碳酸，如稳定性
Na2CO3>NaHCO3>H2CO3。可溶性正盐>难溶性正盐，如 CaCO3 高温分解，
而 K2CO3 不易分解。
(4)与酸的反应
①CaCO3 与盐酸反应的离子方程式：
CaCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Ca2＋。
②Ca(HCO3)2 与盐酸反应的离子方程式：
HCO－3 ＋H＋===H2O＋CO2↑。
(5)与碱的反应
①Na2CO3 与 Ca(OH)2 反应的离子方程式：
CO2－3 ＋Ca2＋===CaCO3↓。
②NaHCO3 与足量 Ca(OH)2 反应的离子方程式：
HCO－3 ＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O。
Ca(OH)2 与足量 NaHCO3 反应的离子方程式：
Ca2＋＋2OH－＋2HCO－3 ===CaCO3↓＋CO2－3 ＋2H2O。
知识点二 硅及其化合物、无机非金属材料
1．硅(Si)
(1)硅的存在
硅在自然界中以化合态存在，在地壳中的含量仅次于氧。
(2)物理性质灰黑色，硬度大，熔、沸点高，具有金属光泽。
(3)化学性质
常温下与 F2、HF、NaOH 反应；加热时能与 H2 化合生成不稳定的
氢化物 SiH4，加热时还能与 Cl2、O2 化合分别生成 SiCl4、SiO2。涉
及的化学方程式如下：
①与非金属单质反应Error!
②与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
③与 NaOH 溶液反应：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(4)制备方法
①制取粗硅：工业上，用焦炭在电炉中还原 SiO2 得到含有少量
杂质的粗硅：SiO2＋2C =====高温
Si＋2CO↑。
②粗硅提纯：Si＋2Cl2 =====高温
SiCl4，SiCl4＋2H2 =====高温
Si＋4HCl。
[提醒] 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 中含有 CCl4 等杂
质，经过分馏提纯 SiCl4 后，再用 H2 还原，得到高纯度硅。
(5)主要用途
①良好的半导体材料；②太阳能电池；③计算机芯片。
2．二氧化硅(SiO2)
(1)二氧化硅的组成
二氧化硅存在于沙子、石英、水晶、玛瑙(含杂质的石英)等中。
SiO2 是由 Si 和 O 按原子个数比 1∶2 直接构成。Si、SiC、Si3N4、BN
等也是直接由原子构成的。
(2)二氧化硅的性质及用途物理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水
与水反应 不反应
与酸反应 只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
与碱反应
如与 NaOH 反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱
液的试剂瓶用橡胶塞)
与盐反应
如与 Na2CO3 反应：
SiO2＋Na2CO3 =====高温
Na2SiO3＋CO2↑
化
学
性
质
与碱性氧
化物反应
如与 CaO 反应：CaO＋SiO2 =====高温
CaSiO3
用途 光导纤维、光学仪器、电子部件
[提醒] ①SiO2 是 H2SiO3 的酸酐，但 SiO2 不与水反应，不能用
SiO2 直接与水作用制备 H2SiO3。
②氢氟酸能与 SiO2 反应，故氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中，而应
存放在塑料瓶中。
3．硅酸和硅酸盐
(1)硅酸(H2SiO3)
(2)硅酸盐(如 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)硅酸盐组成的表示
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，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为
CaO·3MgO·4SiO2。
[提醒] ①Na2SiO3 的水溶液是一种黏合剂，是制备硅胶和木材
防火剂等的原料；Na2SiO3 易与空气中的 CO2、H2O 反应，要密封保存。
②可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶
不能用玻璃塞，应用橡胶塞。
4．无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料
①常见硅酸盐材料比较
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 玻璃窑
陶瓷
窑
②玻璃生产中的两个重要反应：
Na2CO3＋SiO2 =====高温
Na2SiO3＋CO2↑；高温
CaCO3＋SiO2 =====高温
CaSiO3＋CO2↑。
(2)新型无机非金属材料
材料类别 主要特性 示例 用途
高温结构
陶瓷
能承受高温，强
度高
氮化硅陶瓷
汽轮机叶片、轴承、
永久性模具等
半导体
陶瓷
具有电学特性
二氧化锡陶
瓷
集成电路中的半导体
光学材料 具有光学特性 光导纤维
光缆通讯、医疗、照
明等
生物陶瓷 具有生物功能 氧化铝陶瓷
人造骨骼、人造关节、
接骨螺钉
知识点三 硼及其化合物的制备与性质
1.硼
硼单质有晶体硼和无定形硼两种，晶体硼相当稳定，无定形硼比
较活泼，能发生如下反应
(1)高温下，与 N2、S、X2 等单质反应，如 2B+N2====2BN
(2)高温下同金属反应生成金属硼化物。
(3)赤热下，与水蒸气反应，2B+6H2O(g)=====2B(OH)3+3H2。
(4)与热的浓硫酸或浓硝酸反应，2B+3H 2SO4(浓)＝2H 3BO3+3S02
↑，
B+3HNO3(浓)＝H3BO3+3NO2↑
2.硼酸(H3BO3)
(1)一元弱酸，H3BO3+H20 H++[B(OH)4]-
(2)H3BO3 受热时会逐渐脱水，首先生成偏硼酸(HBO2)继续升温可进一步脱水生成四硼酸(H2B407)，更高温度时则转变为硼酸的酸酐
(B2O3)。
3.硼氢化钠(NaBH4)
硼氢化钠中的氢元素为-1 价，具有还原性，故其可用作醛类、
类和酰氯类的还原剂。
4.硼砂(Na2B407·10H20)
(1)制备:将偏硼酸钠溶于水形成较浓溶液，然后通入少 CO2 调节
pH，浓缩结晶分离出硼砂:4NaBO2+CO2+10H20===Na2B407·10H20+Na2CO3
(2)将硼砂溶于水，用硫酸溶液调节 PH，可析出溶解度较小的硼
酸晶体：
Na2B407+H2SO4+5H20====4H3BO3↓+Na2SO4
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