专题16 碳、硅及无机非金属材料（解析版） 十年（2011-2020）高考真题化学分项详解（全国通用）

1．（2019·全国高考真题）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．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 【答案】A 【解析】陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制 品。陶瓷的传统概念是指所有以黏土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。A．氧化铁为棕红色固 体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，错误；B．秦兵马俑是陶制品，陶制品是由粘土或含有粘土的混合 物经混炼、成形、煅烧而制成的，正确；C．陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物，陶瓷的主 要成分是硅酸盐，与水泥、玻璃等同属硅酸盐产品，正确；D．陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐的化 学性质不活泼，具有不与酸或碱反应、抗氧化的特点，正确。故选 A。 2．（2018·江苏高考真题）下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 A．NaHCO3 受热易分解，可用于制胃酸中和剂 B．SiO2 熔点高硬度大，可用于制光导纤维 C．Al2O3 是两性氧化物，可用作耐高温材料 D．CaO 能与水反应，可用作食品干燥剂 【答案】D 【解析】A．NaHCO3 能与 HCl 反应，NaHCO3 用于制胃酸中和剂，NaHCO3 用于制胃酸中和剂与 NaHCO3 受热易分解没有对应关系；B．SiO2 传导光的能力非常强，用于制光导纤维，SiO2 用于制光导纤维与 SiO2 熔点高硬度大没有对应关系；C．Al2O3 的熔点很高，用作耐高温材料，Al2O3 用作耐高温材料与 Al2O3 专题 16 碳、硅及无机非金属材 料是两性氧化物没有对应关系；D．CaO 能与水反应，用于食品干燥剂，CaO 用于食品干燥剂与 CaO 与 水反应有对应关系；答案选 D。 3．（2020·浙江高考真题） 是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是( ) A．可发生反应： B．具有吸水性，需要密封保存 C．能与 ，反应生成新盐 D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为 【答案】D 【解析】将 Ca3SiO5 改写为氧化物形式后的化学式为：3CaO·SiO2，性质也可与 Na2SiO3 相比较，据此解答。 A．Ca3SiO5 与 NH4Cl 反应的方程式为：Ca3SiO5+4NH4Cl CaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O，A 正确； B．CaO 能与水反应，所以需要密封保存，B 正确；C．亚硫酸的酸性比硅酸强，当二氧化硫通入到 Ca3SiO5 溶液时，发生反应：3SO2+H2O+ Ca3SiO5=3 CaSO3+H2SiO3，C 正确；D．盐酸的酸性比硅酸强，当盐酸 与 Ca3SiO5 反应时，发生反应：6HCl+ Ca3SiO5=3CaCl2+H2SiO3+2H2O，D 不正确；故选 D。 4．（2007·广东高考真题）下列说法正确的是 （ ） A．硅材料广泛应用于光纤通讯 B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品 C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 【答案】A 【解析】A．二氧化硅属于硅材料，可广泛应用于光纤通讯，正确；B．工艺师利用 HF 刻蚀石英制作艺术 品，错误；C．水晶项链的成分是 SiO2，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品，错误；D．项粗硅制备单晶硅先 利用氧化反应即用 Cl2 氧化粗硅，再利用还原反应即用 H2 还原 SiCl4，错误；答案选 A。 5．（2013·江苏高考真题）下列有关物质性质的应用正确的是（ ） A．液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂 B．二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸 C．生石灰能与水反应，可用来干燥氯气 D．氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝 【答案】A 【解析】A．液氨汽化时要吸收大量的热，，从而可以使环境的温度降低，因此可用作制冷剂，正确；B．二 3 5Ca SiO Δ 3 5 4 3 2 3 2Ca SiO 4NH Cl CaSiO 2CaCl 4NH 2H O+ + + ↑ + 2SO 2SiO Δ氧化硅不与强酸反应，但是可以与氢氟酸发生反应，而石英器皿中的含义大量的二氧化硅，因此不可 用石英器皿盛放氢氟酸，错误；C．生石灰能与水反应，也可以与 Cl2 发生反应，因此不可用来干燥氯 气，错误；D．氯化铝是一种电解质，但是由于该物质是分子晶体，无离子，因此不能用于电解制铝， 错误。答案选 A。 6．（2019·浙江高考真题）下列说法不正确的是 A．液氯可以储存在钢瓶中 B．天然气的主要成分是甲烷的水合物 C．天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅 D．硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等 【答案】B 【解析】A．液氯就是液态的氯气，与钢瓶不反应，可以储存在钢瓶中，正确；B．天然气的主要成分是甲 烷，可燃冰的主要成分是甲烷的水合物，错误；C．石英、水晶、硅石、沙子的主要成分均为二氧化硅， 正确；D．硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在，火山口处有硫单质，正确。故答案选 B。 7．（2010·江苏高考真题）下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是 A．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料 B．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂 C．盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性 D．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯 【答案】D 【解析】A．从高纯度的 SiO2 熔融体中，拉出直径约 100μm 的细丝，就得到光纤，SiO2 是生产光纤制品的 基本原料，正确；B．水玻璃是 Na2SiO3 的水溶液，水玻璃具有黏性，水玻璃可用于生产黏合剂和防火 剂，正确；C．向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液（如饱和 Na2SO4 等）后，可以使蛋白质凝聚 而从溶液中析出，这种作用叫做盐析，盐析析出的蛋白质仍可以溶解在水中，不影响原来蛋白质的性 质，因此盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性，正确；D．石油裂解可获得乙烯、丙烯和丁二烯，错误； 答案选 D。 8．（2009·广东高考真题）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 （ ） ①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】C 【解析】①硅元素是地壳中大量存在的元素，是许多种岩石和矿物的基本构成元素之一，故①正确；②水 晶主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故②错误；③光导纤维的主要成分是二氧化硅，故③错误；④ 陶瓷的主要成分是硅酸盐且陶瓷应用极早，故④正确。综上所述，本题正确答案为 C。 9．（2018·海南高考真题）化学与生产生活密切相关，下列说法错误的是 A．Na2O2 可与 CO2 反应放出氧气，可用于制作呼吸面具 B．SiO2 具有导电性，可用于制作光导纤维和光电池 C．聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀，可用作化工反应器的内壁涂层 D．氯水具有较强的氧化性，可用于漂白纸张．织物等 【答案】B 【解析】A．Na2O2 可与 CO2 反应放出氧气，可用于制作呼吸面具，A 不符合题意；B．SiO2 不导电，可用 于制作光导纤维，但光电池的主要成分是硅 B，符合题意；C．聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀，可用作化工反 应器的内壁涂层，C 不符合题意；D．氯水具有较强的氧化性，可用于漂白纸张．织物等，D 不符合题 意；故答案为 B。 10．（2011·江苏高考真题）下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是 A．常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可用铝制容器贮运浓硫酸 B．二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器 C．二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒 D．铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀 【答案】A 【解析】A、因浓硫酸具有强氧化性，能够与大多数金属反应，但遇到金属铝、铁要发生钝化，因此常温下 可用铝、铁制容器贮运浓硫酸，正确；B、二氧化硅能与氢氟酸反应：SiO2 +4HF═SiF4↑+2H2O，错误； C、二氧化氯可用于自来水的杀菌消毒是因为其具有强氧化性，而不是还原性，错误；D、要减缓船体 的腐蚀，应连接比铁更活泼的金属，如锌等，这是牺牲阳极的阴极保护法，错误；答案为 A。 11．（2009·重庆高考真题）材料与化学密切相关，表中对应系错误的是 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 【答案】A 【解析】A．刚玉是三氧化二铝，金刚石是由碳元素组成的单质，而不是三氧化二铝，错误；B．大理石、 石灰石的主要成分是碳酸钙，正确；C．普通水泥、普通玻璃的主要成分为硅酸盐，正确；D．沙子、 石英的主要成分是二氧化硅，正确；答案选 A。 12．（2015·全国高考真题）食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。下列说法错误的是 A．硅胶可用作食品干燥剂 B．P2O5 不可用作食品干燥剂 C．六水合氯化钙可用作食品干燥剂 D．加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂 【答案】C 【解析】A．硅胶多孔，吸附水分能力强，且没有毒，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，A 正确；B．P2O5 是酸性氧化物吸水生成磷酸或偏硫酸，酸有腐蚀性，而偏磷酸有毒，因此不可用作食品 干燥剂，B 正确；C．氯化钙检验吸水性，而六水合氯化钙不具有吸水性，不能用作食品干燥剂，C 错 误；D．加工后具有吸水性的植物纤维没有毒，没有腐蚀性，因此可用作食品干燥剂，D 正确；答案选 C。 13．（2017·浙江高考真题）下列说法不正确的是(　　) A．氯化钠可用于配制生理盐水 B．二氧化硅可用于制造玻璃 C．海水中的钠元素以单质存在 D．氧化镁(熔点 2 800 ℃)是优良的耐高温材料 【答案】C 【解析】A．NaCl 易溶于水，食盐水可使细菌中细胞脱水，则氯化钠可用于配制生理盐水，正确；B．二氧 化硅与碳酸钠反应，则高温下二氧化硅可用于制造玻璃，正确；C．海水中存在大量 NaCl，Na 以离子 存在，不能以单质存在，且 Na 与水反应，错误；D．MgO 的熔点高，熔点高的物质可作耐火材料，则 氧化镁（熔点 2800℃）是良好的耐高温材料，正确；故选 C。 14．（2014·江苏高考真题）下列物质性质与应用对应关系正确的是 (　　)A．晶体硅熔点高、硬度大，可用于制作半导体材料 B．氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂 C ．漂白粉在空气中不稳定，可用于漂白纸张 D．氧化铁能与酸反应，可用于制作红色涂料 【答案】B 【解析】A、晶体硅能导电，可用于制作半导体材料，与熔点高硬度大无关系，A 不正确；B、氢氧化铝具 有弱碱性，能与酸反应生成铝盐和水，可用于制胃酸中和剂，B 正确；C、漂白粉具有强氧化性，可用 于漂白纸张，与其稳定性无关系，C 不正确；D、氧化铁是红棕色粉末，可用于制作红色涂料，与是否 能与酸反应无关系，D 不正确，答案选 B。 15．（2017·北京高考真题）古丝绸之路贸易中的下列商品，主要成分属于无机物的是 A．瓷器 B．丝绸 C．茶叶 D．中草药 【答案】A 【解析】A、瓷器是硅酸盐产品，不含碳元素，不是有机物，是无机物，正确；B、丝绸的主要成分是蛋白 质，是有机物，错误；C、茶叶的主要成分是纤维素，是有机物，错误；D、中草药的主要成分是纤维 素，是有机物，错误；故选 A。 16．（2008·广东高考真题）根据陈述的知识，类推得出的结论正确的是（ ） A．镁条在空气中燃烧生成的氧化物是 MgO，则钠在空气中燃烧生成的氧化物是 Na2O B．乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则丙烯也可以使其褪色 C．CO2 与 SiO2 化学式相似，则 CO2 与 SiO2 的物理性质也相似 D．金刚石的硬度大，则 C60 的硬度也大 【答案】B 【解析】A、Na 在空气中燃烧生成的是 Na2O2，错误；B、乙烯和丙烯均含有碳碳双键，都可使酸性高锰酸 钾溶液褪色，正确；C、CO2 为分子晶体而 SiO2 为原子晶体，所以它们的物理性质不同，错误；D、金 刚石是原子晶体，C60 为分子晶体，所以 C60 的硬度小，错误；答案选 B。 17．（2013·上海高考真题）金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用。完成下列填空： （1）铝原子核外电子云有______种不同的伸展方向，有_____种不同运动状态的电子。 （2）镓（Ga）与铝同族。写出镓的氯化物和氨水反应的化学方程式_____。 （3）硅与铝同周期。SiO2 是硅酸盐玻璃（Na2CaSi6O14）的主要成分，Na2CaSi6O14 也可写成 Na2O·CaO·6SiO 2。盛放 NaOH 溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反 应的化学方程式_______________。长石是铝硅盐酸，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________。 （4）用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如：2Al+4BaO 3Ba↑+BaO·Al2O3。常温下 Al 的金属性比 Ba 的金属性______________（选填“强”“弱”）。利用上述方法 可制取 Ba 的主要原因是__________。 a．高温时 Al 的活泼性大于 Ba b．高温有利于 BaO 分解 c．高温时 BaO·Al2O3 比 Al2O3 稳定 d．Ba 的沸点比 Al 的低 【答案】（1）4 13 （2）GaCl3＋3NH3+3H2O=3NH4Cl+Ga(OH)3↓ （3）SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋ H2O CaAl2Si2O8 （4）弱 d 【解析】 （1）铝原子核外电子云有 s、p，分别有 1 种、3 种，共有 4 中不同的伸展方向，其核外有 13 个电子，则有 13 种不同运动状态； （2）类似氯化铝与氨水反应，则镓的氯化物和氨水反应的化学方程式为 GaCl3＋ 3NH3+3H2O=3NH4Cl+Ga(OH)3↓； （3）盛放 NaOH 溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式为 SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；由“长石是铝硅酸盐”，结合钠长石的化学式可知钙长石就是将钠长石的 中钠更换为钙，铝硅酸阴离子不变，以及化合物中化合价代数和等于 0 可得钙长石的化学式为 CaAl2Si2O8； （4）利用元素 Ba、Al 在元素周期表的位置可知金属活泼性：Al＜Ba；但 Al 在高温下可将氧化钡中钡置换 出来，原因是 Ba 的沸点低于铝，高温时 Ba 转化为气体脱离反应体系，使反应正向进行，故答案为： 弱；d。 18．（2017·全国高考真题）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 ________________________________________，还可使用___________代替硝酸。 （2）沉淀 A 的主要成分是_________，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 ____________________________________。 （3）加氨水过程中加热的目的是______________________________________。沉淀 B 的主要成分为 _____________、____________（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：MnO4-+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______________。 【答案】（1）将样品中可能存在的 Fe2+氧化为 Fe3+ 双氧水(H2O2) （2）SiO2 (或 H2SiO3) SiO2+4HF SiF4↑+2H2O （3）防止胶体生成，易沉淀分离 Fe(OH)3 Al(OH)3 （4）45.0% 【解析】（1）根据题中信息，水泥中含有一定量的铁、铝、镁等金属氧化物，根据流程需要除去这些杂质， 因为 Fe3+容易在 pH 较小时以氢氧化物的形式沉淀出来，因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的 Fe2＋转化成 Fe3＋； 加入的物质要具有氧化性，同时不能引入新的杂质，因为过氧化氢被称为绿色氧化 剂，所以可以选择双氧水； （2）根据水泥中成分，二氧化硅不溶于一般酸溶液，所以沉淀 A 是二氧化硅； SiO2 溶于氢氟酸，发生的 反应是：SiO2+4HF SiF4↑+2H2O （3）盐类水解是吸热反应，加热可以促进 Fe3+、Al3+水解转换为 Fe(OH)3、 (OH)3；根据流程图，pH4～ 5 时 Ca2+、Mg2+不沉淀，Fe3+、Al3+沉淀，所以沉淀 B 为 Fe(OH)3、 (OH)3。 （4）草酸钙的化学式为 CaC2O4，MnO4－作氧化剂，化合价降低 5 价，H2C2O4 中的 C 化合价由＋3 价→＋4 价，整体升高 2 价，最小公倍数为 10， 因此 MnO4－的系数为 2，H2C2O4 的系数为 5，运用关系式法 5Ca2+～5H2C2O4～2KMnO4 n(KMnO4)=0.0500mol/L×36.00×10－3mL=1.80×10－3mol n(Ca2+)=4.50×10－3mol 水泥中钙的质量分数为 4.50×10－3mol×40.0g/mol/0.400g×100%=45.0%。 Al Al19．（2013·海南高考真题）硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应 用。回答下列问题： （1）1810 年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是 _______。 （2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有_______。 （3）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一 种工艺流程示意图及主要反应如下： 发生的主要反应 电弧炉 SiO2+2C Si+2CO↑ 流化床反应器 Si+3HCl SiHCl3+H2 还原炉 SiHCl3+H2 Si+3HCl ①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为_______；碳化硅又称 _______，其晶体结构与_______相似。 ②在流化床反应的产物中，SiHCl3 大约占 85%，还有 SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl 等，有关物质的沸点数据如下 表，提纯 SiHCl3 的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_______。 物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4 沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9 ③SiHCl3 极易水解，其完全水解的产物为_______。 （4）氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是_______。 【答案】（1）含有硅、碳的铁合金（或硅铁） （2）石英砂、纯碱和石灰石 （3） ①SiO2+3C SiC+2CO↑ 金刚砂 金刚石（或单晶硅） ②精馏（或蒸馏） ③H4SiO4（或 H2SiO3）、H2、 HCl （4）H2、HCl 【解析】 （1）石英砂是 SiO2，在高温下和木炭发生反应：2C＋SiO2 2CO↑＋Si，然后硅和铁形成合金，或者 是硅、铁、过量的碳形成合金； （2）制造普通玻璃的原料：石英砂、石灰石、纯碱，高温下 SiO2＋CaCO3 CaSiO3＋CO2，SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2； （3）①根据信息，在高温下，C 和二氧化硅反应生成硅单质，硅单质再和 C 反应生成碳化硅，故：3C＋SiO2 SiC＋2CO，碳化硅俗名金刚砂，属于原子晶体，碳和硅属于同一主族，晶体结构与金刚石或晶 体硅相似； ②沉降、冷凝后成分是：SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2，都是液体，因此采用蒸馏的方法提纯，水解的反应方程 式：SiHCl3＋H2O=H2SiO3↓＋HCl＋H2↑，故 H2SiO3、H2、HCl； （4）2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根据发生的主要反应，可以提供 H2、HCl。 20．（2008·广东高考真题）硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题： （1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。 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 制备高纯硅的化学反应方程式_________________________________。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3 遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质，写出配平 的化学反应方程式_____________________；H2 还原 SiHCl3 过程中若混入 O2，可能引起的后果是 _____。 （2）下列有关硅材料的说法正确的是_______(填字母)。 A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥 B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承 C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维 D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 【答案】（1）SiHCl3+H2 Si+3HCl SiHCl3+3H2O＝H2SiO3↓+3HCl+H2↑ H2 与 O2 反应爆炸，生成 的水与 SiHCl3 反应，生成的 Si 与 O2 反应生成 SiO2 （2）ABCD 【解析】 （1）①纯 SiHCl3 制备高纯硅利用的还原剂是氢气，反应的化学反应方程式为 SiHCl3+H2 Si+3HCl。 ②SiHCl3 遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质，根据原子守恒可知另一种物质是氢气，反应的化 学反应方程式为 SiHCl3+3H2O＝H2SiO3↓+3HCl+H2↑；H2 还原 SiHCl3 过程中若混入 O2，可能引起的后 果是 H2 与 O2 反应爆炸，生成的水与 SiHCl3 反应，生成的 Si 与 O2 反应生成 SiO2。 （2）A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥，A 正确； B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承，B 正确； C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维，C 正确； D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高，D 正确； E．盐酸与硅不反应，E 错误； 答案选 ABCD。 21．（2015·海南高考真题）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_________；由 X 制备 Mg2Z 的化学方程式为_________。 （2）由 Mg2Z 生成 Y 的化学反应方程式为_________，Y 分子的电子式为_________。 （3）Z、X 中共价键的类型分别是_________。 【答案】（1）氢氟酸 SiO2+Mg O2↑+Mg2Si （2）Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4 （3）非极性键、极性键 【解析】单质 Z 是一种常见的半导体材料，则 Z 为 Si，X 为 Z 的氧化物，则 X 为 SiO2，Y 为氢化物，分子 结构与甲烷相似，则 Y 为 SiH4，加热 SiH4 分解得到 Si 与氢气。 （1）能与 SiO2 发生化学反应的酸是氢氟酸；由 SiO2 制备 Mg2Si 的化学方程式为：SiO2+4Mg 2MgO+Mg2Si。 （2）由 Mg2Z 生成 Y 的化学反应方程式为：Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑，Y 为 SiH4，电子式为 。 （3）Z 为 Si，周期表中位于第三周期 IVA 族，其单质属于原子晶体，化学键类型为非极性共价键；X 为 SiO2，属于原子晶体，含有的化学键属于极性共价键。