课练12 无机非金属材料
练
1．[2024·湖北黄冈三模]ChatGPT是史上月活用户增长最快的消费者应用。下列说法中不正确的是( )
A．硅晶片是生产芯片的基础材料
B．芯片制造中的“光刻技术”是利用光敏树脂在曝光条件下成像，该过程涉及化学变化
C．硅在自然界中主要以单质形式存在
D．硅是应用最广泛的半导体材料
2．[2024·湖北武汉一模]蕲春管窑镇被湖北省命名为“陶瓷之乡”，其管窑手工制陶技艺是湖北省第一批非物质文化遗产。下列说法中错误的是( )
A．陶瓷的主要原料是黏土和石灰石
B．陶瓷烧制过程中发生了化学变化
C．新型超导陶瓷可应用于磁悬浮技术
D．高温结构陶瓷可应用于火箭发动机
3．新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示：
下列有关说法正确的是( )
A．石墨烯是一种新型化合物
B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物
C．二者和石墨都是碳的同素异形体
D．氧化石墨烯具有一定的亲水性
4．在20世纪90年代末，科学家发现碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，大大丰富了碳元素单质的家族。下列有关碳元素单质的说法错误的是( )
A．金刚石和石墨的熔点肯定比C60高
B．熔点：C60＜C70＜C90
C．球碳分子、管状碳分子和洋葱状碳分子都不能与O2发生反应
D．金刚石以非分子形式的粒子存在，属于共价晶体；C60、C70、管状碳分子和洋葱状碳分子以分子形式的粒子存在，属于分子晶体；这些碳单质互为同素异形体
5．下列说法不正确的是( )
A．SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃
B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶
C.氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4
D．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能
6．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
7．下列叙述正确的是( )
A．因为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似
C．二氧化硅既能溶于氢氧化钠溶液又能溶于氢氟酸，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
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8．[2022·广东卷]广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是( )
文物
选项 A.南宋鎏金饰品 B.蒜头纹银盒
文物
选项 C.广彩瓷咖啡杯 D.铜镀金钟座
9. [2022·河北卷]定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是( )
A．传统陶瓷是典型的绝缘材料
B．陶瓷主要成分为SiO2和MgO
C．陶瓷烧制的过程为物理变化
D．白瓷的白色是因铁含量较高
10．[2023·湖北卷]工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂粗硅SiHCl3高纯硅
下列说法错误的是( )
A．制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑
B．1 mol Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023
C．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气
D．生成SiHCl3的反应为熵减过程
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11．[2024·广东茂名一模]历史悠久的青花瓷是中华传统文化的重要组成部分，其具有丰富的社会民俗文化和精神内涵。青花瓷是一种高温釉下彩瓷。所用颜料叫青料，采用钴土矿提炼而成，下列相关说法正确的是( )
A．青花瓷属于硅酸盐材料 B．硅酸盐都不溶于水
C．青料是一种有机色素 D．青花瓷高温下容易分解
12．[2024·江西宜春名校联考]《流浪地球2》向观众展示了太空电梯、行星发动机、超级计算机550W等超前的科技幻想，探讨了数字生命、人工智能等科技伦理问题。它们与化学有着密切联系，下列说法不正确的是( )
A．我国“硅—石墨烯—锗高速晶体管”技术获重大突破，C、Si、Ge都是主族元素
B．我国提出网络强国战略，光纤线路总长超过三千万公里，光纤的主要成分是SiO2
C．新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料
D．富勒烯、石墨烯都是含碳化合物
13．[2024·河南部分名校质量检测]硅是构成无机非金属材料的一种主要元素。下列有关硅的化合物叙述错误的是 ( )
A．HF能与SiO2反应，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
B．SO2通入Na2SiO3溶液产生胶状沉淀，证明酸性：H2SO3>H2SiO3
C．硅胶多孔，吸水能力强，常用作袋装食品的干燥剂和抗氧化剂
D．光导纤维、碳纳米管、氮化硅结构陶瓷等都是无机非金属材料
14．[2024·辛集模拟]能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( )
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，其气体通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
15．[2024·福州八校联考]H2SO4—SiO2法生产多晶硅的流程如下。下列说法错误的是( )
A．合成1反应中H2作氧化剂
B．合成2的反应为SiF4＋NaAlH4===SiH4＋NaAlF4
C.上述流程说明SiO2可溶于H2SO4
D．净化、热解中生成的多晶硅为还原产物
一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是( )
2．[2024·辽宁沈阳二模]化学材料与科技密切相关。下列说法正确的是( )
A．中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型陶瓷材料
B.国产大型客机C919机身使用的碳纤维属于有机高分子材料
C．“嫦娥五号”探测器使用的砷化镓太阳能电池板属于金属材料
D．我国自主研发的JD－1紫外光固化树脂属于新型无机非金属材料
3．“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，描绘了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．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英
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
4．[2024·河北玉田模拟预测]原始瓷是中国乃至世界出现最早且初步具有瓷器特征的一种器物。考古工作者对某原始瓷文物分析发现，其中含有石英颗粒，还有一定量的莫来石(2Al2O3·xSiO2，1≤x≤1.5)等。下列说法正确的是( )
A．石英的主要成分SiO2由大量的硅氧四面体基本单元构成
B．瓷器质地均匀，硬度高，是纯净物
C．莫来石的主要成分为氧化物
D．瓷器烧制前后颜色不同的现象称为“窑变”，“窑变”属于物理变化
5．寿山石主要成分为叶蜡石，叶蜡石组成为Al2O3·4SiO2·H2O，下列观点不正确的是( )
A．寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触
B．寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物
C．潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质
D．久置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质
6.
[2021·浙江1月]铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图)，其骨架的基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体，化学组成可表示为Ma[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M代表金属离子)。下列推测不正确的是 ( )
A．常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛
B．若a＝，则M为二价阳离子
C．调节(硅铝比)的值，可以改变分子筛骨架的热稳定性
D．分子筛中的笼状空穴和通道，可用于筛分分子
7．下列说法中正确的是( )
A．单质氧化物酸或碱盐，碳、硅单质均可以按上述关系进行转化
B．若a、b、c分别为Si、SiO2、H2SiO3，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系
C．二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH溶液中
D．向Na2SiO3溶液、NaAlO2溶液、Ca(OH)2溶液中分别通入过量CO2，溶液均有白色沉淀
8．科学家最近用金属钠还原CCl4和SiCl4制得一种一维SiC纳米棒，相关反应的化学方程式为8Na＋CCl4＋SiCl4SiC＋8NaCl。下列说法不正确的是( )
A．SiC和SiO2中Si元素的化合价相同
B．上述反应中SiC既是氧化产物又是还原产物
C．SiO2制备单质Si、单质Si制备SiCl4均涉及氧化还原反应
D．一维SiC纳米棒比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力
9．实验室可用SiC与Cl2反应(SiC＋2Cl2SiCl4＋C)制取少量SiCl4(沸点为57.6 ℃，易水解)。下列实验装置不能达到实验目的的是( )
10．[2024·石家庄月考]二氧化硅是制备硅及含硅化合物的重要原料。部分转化过程如图所示，下列说法正确的是 ( )
A．SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物
B．因为在高温条件下SiO2与Na2CO3反应放出CO2气体，所以H2SiO3的酸性比H2CO3的强
C.SiO2在高温条件下能与过量的碳反应生成SiC，体现了SiO2的氧化性
D．除Si的制取过程中涉及的反应外，题图中所示其他反应都是非氧化还原反应
二、非选择题：本题共4小题。
11．胃舒平的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，其原因是________(填字母)。
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
12．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________(填字母)。
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________(填字母)。
A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
(4)工业上常用2C＋SiO2Si＋2CO↑制备粗硅，该反应物中所含元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。
13．青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x]，可掺进瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8)，在1 300 ℃左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。
(1)下列说法正确的是________(填选项字母)。
A．高岭土分子中x＝2
B．钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液
C．烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化
D．青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品
(2)在“南澳一号”考古直播过程中，需用高纯度SiO2制造的光纤。下图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。
①洗涤石英砂的目的是___________________________________________________。
②在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是___________________________
________________________________________________________________________。
③工业上常用纯净石英砂与C在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。下列说法正确的是________(填选项字母)。
A.SiC性质稳定，能用于制造抗高温水泥
B．制造粗硅时的反应为
2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑
C．在以上流程中，将盐酸改为NaOH溶液，也可达到目的
D．纯净的SiO2只能用于制造光导纤维
14．一种工业用硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物)，已知硅的熔点是1 420 ℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的主要工艺流程如下：
(1)净化N2和H2时，铜屑的作用是________，硅胶的作用是__________。
(2)在氮化炉中发生反应3SiO2(s)＋2N2(g)===Si3N4(s)＋3O2(g) ΔH＝－727.5 kJ·mol－1，开始时，严格控制氮气的流速以控制温度的原因是____________________________；体系中要通入适量的氢气是为了________________________。
(3)X可能是________(填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。
课练12 无机非金属材料
狂刷小题 夯基础
1．答案：C
解析：硅晶片是优良的半导体材料，是生产芯片的基础材料，故A正确；光敏树脂在曝光条件下成像时有新物质生成，属于化学变化，故B正确；硅元素是亲氧元素，在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，不存在硅单质，故C错误；硅是优良的半导体材料，可用于制造和生产芯片，故D正确。
2．答案：A
解析：生产陶瓷的主要原料是黏土，A错误；陶瓷烧制过程中发生了复杂的物理及化学变化，B正确；新型超导陶瓷具有超导性，可应用于磁悬浮技术，C正确；高温结构陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能，可用于火箭发动机，D正确。
3．答案： D
解析：石墨烯是碳的单质，A错误；氧化石墨烯含有氢元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素异形体，B、C错误；由于氧化石墨烯结构中含有羟基和羧基等亲水基团，所以它具有一定的亲水性，D正确。
4．答案：C
解析：金刚石属于共价晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，因此金刚石和石墨的熔点肯定比C60高，故A正确；分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高，因此熔点：C60＜C70＜C90，故B正确；球碳分子、管状碳分子和洋葱状碳分子都能在O2中燃烧生成CO2，C错误；金刚石属于共价晶体；C60、C70、管状碳分子和洋葱状碳分子属于分子晶体，这些碳单质互为同素异形体，D正确。故选C。
5．答案：D
解析：A项，SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃，正确；B项，向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶，正确；C项，氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4，正确；D项，硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，不是石英，错误。
6．答案：D
解析：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－。
7．答案：D
解析：碳酸的酸性比硅酸强，A不正确；CO2属于分子晶体，SiO2属于共价晶体，B不正确；SiO2与氢氟酸反应生成SiF4和H2O，SiF4不属于盐，SiO2属于酸性氧化物，C不正确；SiO2不与水反应，D正确。
8．答案：C
9．答案：A
解析：传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高压变压器的开关外包装和器件，A正确；陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiO2和MgO，B错误；陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，有新物质生成，属于化学变化，C错误；由于Fe2＋、Fe3＋和铁的氧化物均有颜色，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，D错误。
10．答案：B
解析：SiO2和C在高温下发生反应生成Si和CO，因此，制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，A说法正确；在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键， 1 mol Si含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023，B说法错误；H2在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，其与SiHCl3在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 ，C说法正确；Si（s）＋3HCl（g）SiHCl3（g）＋H2（g），该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成SiHCl3的反应为熵减过程，D说法正确。
11．答案：A
解析：陶瓷属于传统硅酸盐产品，选项A正确；硅酸钠可溶于水，选项B错误；高温下，有机色素不能存在，选项C错误；青花瓷为高温烧制而成，耐高温，选项D错误。
12．答案：D
解析：C、Si、Ge都是主族元素，故A正确；光纤的主要成分是SiO2，故B正确；新型陶瓷碳化硅（SiC）可作耐高温结构材料，故C正确；富勒烯和石墨烯都是碳元素的单质，故D错误。
13．答案：C
解析：HF能与玻璃中的SiO2反应生成SiF4和H2O，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记，A项正确；SO2能与Na2SiO3溶液反应生成H2SiO3沉淀，可证明H2SO3的酸性强于H2SiO3，B项正确；硅胶多孔，吸水能力强，常用作袋装食品的干燥剂，但没有还原性，不能作抗氧化剂，C项错误；光导纤维、碳纳米管、氮化硅结构陶瓷的主要成分都是无机物，属于无机非金属材料，D项正确。
14．答案：B
解析：酸性强弱与水溶性没有关系，则无法据此比较酸性强弱，故A错误；CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀，反应方程式是Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，反应原理是强酸制弱酸，说明碳酸比硅酸酸性强，故B正确；比较强酸制取弱酸是在溶液中进行的反应，而在高温下固体之间的反应不能比较酸性强弱，故C错误；HCl通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，其气体通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，根据强酸制弱酸，只能说明盐酸的酸性比碳酸强，可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，可能为盐酸与硅酸盐的反应，无法确定碳酸与硅酸酸性的强弱，故D错误。
15．答案：C
解析：合成1中发生Na＋Al＋2H2===NaAlH4，合成2中发生NaAlH4＋SiF4===SiH4＋NaAlF4，合成3制备四氟化硅，净化、热解SiH4步骤中四氢化硅分解为晶体硅和氢气。合成1中发生Na＋Al＋2H2===NaAlH4，H由0价转化成－1价，化合价降低，氢气作氧化剂，故A说法正确；根据上述分析，合成2中发生NaAlH4＋SiF4===SiH4＋NaAlF4，故B说法正确；合成3中NaAlF4与硫酸反应生成HF，HF与二氧化硅反应生成SiF4，因此题中不能说明二氧化硅溶于硫酸，故C说法错误；四氢化硅分解为晶体硅和氢气，根据电负性分析，氢的电负性强于硅，硅元素显＋4价，化合价降低，因此晶体硅为还原产物，故D说法正确。
综合测评 提能力
1．答案：C
解析：玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分是SiO2，硅单质可用来制造太阳能电池板。
2．答案：A
解析：碳化硅属于新型陶瓷材料，A正确；碳纤维是无机材料，不属于有机高分子材料，B错误；砷化镓太阳能电池板属于无机非金属材料，C错误；紫外光固化树脂属于有机合成材料，不属于无机非金属材料，D错误。
3．答案：C
解析：陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；制普通硅酸盐水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。
4．答案：A
解析：石英的主要成分二氧化硅晶体由大量的硅氧四面体基本单元构成，选项A正确；瓷器为多种硅酸盐的混合物，不是纯净物，选项B错误；莫来石的主要成分为铝硅酸盐，选项C错误；“窑变”过程中发生复杂的化学变化和物理变化，选项D错误。
5．答案：C
解析：根据寿山石的主要成分可知，其能与酸或碱发生反应，A正确；寿山石中含有不同形态的金属氧化物，造成其色彩丰富，B正确；其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反应，在潮湿的空气中不会溶解变质，C错误；寿山石久置于干燥空气中，会失去其中的结晶水变质，D正确。
6．答案：A
解析：偏铝酸钠在强酸溶液中反应，AlO会转化成Al（OH）3，然后再溶解生成铝离子，不会形成铝氧四面体，即得不到分子筛，A推测错误；分子筛Ma[（AlO2）x·（SiO2）y]·zH2O中，“AlO2”显－1价，“SiO2”、“H2O”都显0价，设M的化合价为m，则根据正、负化合价代数和为0，m×＋x×（－1）＝0，解得m＝＋2，B推测正确；铝硅酸盐型分子筛的热稳定性与其结构类型、结晶度、硅铝比等都有关系，则调节的值，可以改变分子筛骨架的热稳定性，C推测正确；分子筛是一种具有多孔结构的水合铝硅酸盐，其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将直径比孔穴大的分子留在外面，故可用于筛分分子，D推测正确。
7．答案：C
解析：A项，SiO2与H2O不反应；B项，SiO2不能直接转化为H2SiO3，H2SiO3也不能转化为Si；D项，Ca（OH）2溶液中通入过量CO2，无沉淀生成。
8．答案：B
解析：SiC和SiO2中Si元素的化合价均为＋4价，A项正确；SiC是还原产物，NaCl是氧化产物，B项错误；SiO2制备单质Si需加入还原剂，单质Si制备SiCl4需加入氧化剂，C项正确；一维粒子上下表面均能与其他物质接触，比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力，D项正确。
9．答案：B
解析：实验室利用MnO2和浓盐酸在加热条件下制Cl2，可以达到实验目的，A项正确；用浓盐酸与MnO2在加热条件下制备的Cl2中含有H2O、HCl，先用饱和NaCl溶液除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气，且气体应从长导管进，短导管出，B项错误；SiC和Cl2在高温条件下反应可制备CCl4，可以达到实验目的，C项正确；SiCl4的沸点为57.6 ℃，沸点较低，可以通过冷凝的方法收集，由于SiCl4易水解，而且需要吸收过量的Cl2，因此需要接一个装有碱石灰的干燥管，既可以防止空气中的水蒸气进入，也可以吸收多余的Cl2，可以达到实验目的，D项正确。
10．答案：D
解析：SiO2虽然既能与HF反应，又能与NaOH反应，但其与HF反应的产物不是盐和水，不属于两性氧化物，而属于酸性氧化物，A项错误；高温条件下，SiO2和Na2CO3反应生成Na2SiO3和CO2，并没有酸参加反应，也没有酸生成，与H2CO3、H2SiO3的酸性强弱无关，B项错误；SiO2在高温条件下能与过量的碳反应生成SiC，反应中硅元素的化合价不变，不能体现SiO2的氧化性，C项错误；题图中所示氧化还原反应有3个，即Si的制取过程中涉及的3个反应，其他反应都是非氧化还原反应，D项正确。
11．答案：（1）2MgO·3SiO2·nH2O （2）c
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，故可制耐火材料。
12．答案：（1）D
（2）SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 氢氟酸
（3）防火剂 D （4）C SiO2
解析：（1）生石灰（CaO）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，SiO2与HF反应，所以通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。含有SiO2的坩埚可与Na2CO3反应，Al2O3也可与Na2CO3反应。
13．答案：（1）CD
（2）①除去石英砂中的NaCl杂质
②增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，提高生产效率
③B
解析：（1）A项，根据正负化合价代数和等于零的原则，可得6＋8－10－x＝0，解得x＝4。B项，钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液。C项，根据水泥制造过程可推测出烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。D项，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸盐产品的特点，是硅酸盐产品。（2）①石英砂中含有易溶于水的NaCl杂质，洗涤石英砂可使NaCl与SiO2分离。②将纯净的石英砂研磨后能增大物质的表面积，从而增大反应物与盐酸的接触面积，增大反应速率，提高生产效率。③A项，根据SiC中元素的价态可知，SiC具有还原性，在高温下仍能在O2中燃烧生成SiO2和CO2，因此不能用于制造抗高温水泥。B项，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1，根据原子守恒，可将题述信息转化为如下反应：2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑。C项，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，无法实现二者的分离。D项，纯净的SiO2还可用于制造光学玻璃等。
14．答案：（1）除去原料气中的氧气 除去生成的水蒸气
（2）该反应是放热反应，防止局部过热，导致硅熔化成团，阻碍与N2的接触 将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去（或将整个体系中空气排尽）
（3）硝酸
解析：（1）由于氧气和水蒸气都能腐蚀氮化硅，应除去氮气和氢气中含有的水蒸气和氧气，所以铜屑的作用是除去氧气，硅胶的作用是除去水蒸气。（2）因为该反应是放热反应，如果温度过高，局部过热，会导致硅熔化成团，阻碍与N2的接触；通入氢气能将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去。（3）由于工业用硅中含有铜的氧化物，在反应中氧化铜能被还原生成铜，因此要除去铜应该选择硝酸，盐酸和硫酸不能溶解铜，氢氟酸能腐蚀氮化硅。
