碳、硅及其重要的化合物知識點01單質碳的結構和性質知識點03二氧化碳的結構、性質和制備知識點05二氧化硅的結構和性質知識點02一氧化碳的結構、性質和制備知識點04單質硅的結構和性質知識點06硅酸和硅酸鹽的性質和應用知識點01單質碳的結構和性質一、單質碳的結構和性質1．碳元素的存在形態（1）游離態：金剛石、石墨（2）化合態：二氧化碳、碳酸鈉、淀粉、纖維素2．碳元素的作用（1）形成化合物種類最多的元素（2）構成生物體的基本元素（3）構成地殼中巖石和化石燃料的主要元素3．碳的三種同素異形體名稱金剛石石墨碳六十結構圖示晶體類型共價晶體混合型晶體分子晶體雜化方式sp3sp2sp2共價鍵數41.590個鍵30個鍵最小碳環六元環六元環五元環4．幾種常見的碳單質的用途（1）木炭：制黑火藥（2）活性炭：防毒面具（3）石墨：制作電極（4）焦炭：冶煉金屬（5）金剛石：切割玻璃（6）炭黑：制造油墨5．化合價：最高正價為+4，最低負價為－46．碳的還原性（1）可燃性：CCOCO2（2）與氧化物的反應①Ceq\o(→,\s\up7(H2O、CO2、SiO2),\s\do5(高溫))CO②Ceq\o(→,\s\up7(CuO、Fe2O3等),\s\do5(高溫))CO2或CO（碳過量）（3）與氧化性酸的反應①濃硝酸：C+4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O②濃硫酸：C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O易錯點：碳的同素異形體的易錯點（1）木炭、焦炭、活性炭、炭黑中含有少量的雜質，不是碳單質，不屬于碳的同素異形體。（2）同素異形體之間的轉化為化學變化，但是元素的化合價沒有變化，不屬于氧化還原反應。（3）石墨中含有大鍵，碳碳鍵的鍵長比金剛石中的短，鍵能大，熔點比金剛石的高。（4）雖然C60中的碳碳鍵的鍵長比金剛石中的短，但是金剛石的熔點比C60的高，因為C60屬于分子晶體，而金剛石屬于共價晶體。【典例01】美國科學家制成了用C60作車輪的“納米汽車”（如圖所示），每輛“納米汽車”是由一個有機分子和4個C60分子構成，直徑約6到9納米。“納米汽車”可以用來運輸單個的有機分子。下列說法不正確的是（）。A．C60屬于新型無機非金屬材料B．C60可以在一定條件下轉化為金剛石，且發生物理變化C．C60與碳納米管互為同素異形體D．用激光筆照射該“納米汽車”分散在蒸餾水中形成的分散系，光線通過時出現明亮的光路【解析】選B。常見的無機非金屬材料如氮化硅、晶體硅、二氧化硅、C60等，其中C60為新型無機非金屬材料，故A正確；有新物質生成是化學變化，C60和金剛石屬于不同物質，所以C60在一定條件下轉化為金剛石是化學變化，故B錯誤；C60與碳納米管均是碳元素形成的不同種單質，互為同素異形體，故C正確；膠體具有丁達爾效應，該分散系為膠體，所以具有丁達爾效應，故D正確。【典例02】（2023·廣西防城港一模）中科大陳乾旺教授等人發明合成金剛石的新方法，其化學原理為：①8Na+6CO2C（金剛石）+C（石墨）+4Na2CO3該方法比1955年人工首次制得金剛石的舊方法容易得多，其化學原理是：②C（石墨）C（金剛石）以下表述中正確的是（）。A．新法①利用的是化學變化，舊法②利用的是物理變化B．在反應①中，利用了金屬鈉的還原性C．在反應①中每生成12g金剛石需要消耗23g金屬鈉D．在反應①和②中，金剛石都是還原產物【解析】選B。化學變化中有新物質生成，方法①和②都發生了化學變化，故A錯誤；反應①中，Na元素的化合價由0升高為+1價，則Na為該反應中的還原劑，體現其還原性，故B正確；由反應可知，12g金剛石為1mol，消耗8molNa，Na的質量為8mol×23g/mol＝184g，故C錯誤；因反應②中沒有元素的化合價變化，則不屬于氧化還原反應，故D錯誤。知識點02一氧化碳的結構、性質和制備二、一氧化碳的結構和性質1．結構（1）結構式：，電子式：（2）化學鍵①按共用電子對來源：共價鍵和配位鍵②按電子云重疊程度：2個鍵1個鍵2．毒性：與血紅蛋白（Hb）通過配位鍵結合，使其失去攜氧功能，同NO（1）提供孤電子對的原子：C（2）配合物穩定性：Hb·CO＞Hb·O2，Hb·CO＞Hb·NO3．還原性（高溫還原劑）（1）可燃性：COCO2①藍色火焰：CO燃燒②淡藍色火焰：氫氣、甲烷、酒精燃燒、硫在空氣中燃燒③藍紫色火焰：硫在純氧中燃燒④紫色火焰：鉀元素的焰色試驗⑤黃色火焰：鈉元素的焰色試驗⑥蒼白色火焰：氫氣在氯氣中燃燒（2）還原氧化物：COeq\o(→,\s\up7(CuO、Fe2O3、H2O),\s\do5(高溫))CO24．工業制法：C+H2O（g）CO+H2，吸熱反應二、實驗室制一氧化碳1．反應原理及裝置（1）裝置類型：“固體+固體氣體（產生大量液體）”型①反應：H2C2O4·2H2O（s）CO2↑+CO↑+3H2O②信息：H2C2O4·2H2O在101.5℃熔化，150℃左右分解不能選用可以選用（2）裝置類型：“固（液）體+液體氣體”型①反應：H2C2O4（s）CO2↑+CO↑+H2O②反應：HCOOH（l）CO↑+H2O③濃硫酸的作用：催化劑和脫水劑2．氣體凈化裝置（假設含CO2和H2O雜質）（1）先用NaOH溶液除CO2（2）再用濃硫酸或P2O5或硅膠或無水CaCl2或堿石灰除水蒸氣（3）最好用堿石灰將二者全部除去4．氣體收集裝置：只能用排水法5．檢驗方法（1）圖示（2）方法：先將氣體通過灼熱的CuO，變紅，再將產生的氣體通入澄清石灰水，變渾濁6．尾氣處理（1）點燃法（2）袋裝法（3）強氧化劑法（信息型）①銀氨溶液：CO+2Ag（NH3）OH（NH4）CO3+2Ag↓+2NH3②PdCl2溶液：PdCl2+CO+H2OPd↓+CO2+2HCl③熱的高錳酸鉀溶液：5CO+2KMnO4+3H2SO45CO2+K2SO4+2MnSO4+3H2O7．確定CO、CO2混合氣體中含有CO的實驗（1）各裝置的作用①A裝置：除去混合氣體中的CO2氣體。②B裝置：檢驗混合氣體中的CO2是否除盡。③C裝置：檢驗氣體有無還原性或初步檢驗是否有CO④D裝置：檢驗有無CO2生成，進一步確認是否有CO⑤E裝置：除去尾氣中的CO2氣體。⑥F裝置：除去尾氣中的CO氣體、防止污染空氣。（2）確定有CO的現象：B中無明顯現象，C中的物質由黑色變成紅色，D中的澄清石灰水變渾濁易錯點1：一氧化碳的易錯知識點（1）CO和互為等電子體，二者結構相似，（2）CO不溶于水，與水、堿都不反應，不屬于酸性氧化物。（3）CO在高溫下具有強還原性，常溫下很不活潑。易錯點2：CO還原CuO的實驗的操作順序（1）開始時①先點燃酒精燈B（尾氣處理）②再通入CO排盡裝置內的空氣，防止不純的CO在點燃時發生爆炸③最后點燃酒精燈A，進行CO還原CuO的實驗（2）結束時①先熄滅酒精燈A，停止反應②再停止通入CO，防止水倒吸入熱的硬質玻璃管中使其炸裂③最后熄滅酒精燈B【典例03】（2023·蕪湖高三上學期期末）已知一氧化碳分子的電子式為：，下列敘述正確的是（）。A．CO分子內含有一個共價叁鍵B．分子內的化學鍵是非極性共價鍵C．C、O原子間有3對電子，所以碳為+3價D．其結構式為（→表示電子提供方向）【解析】選A。由于一氧化碳分子的電子式可知，CO中共用了3對電子，即含有叁鍵，A選項正確；碳氧叁鍵是由不同種元素形成的共價鍵，屬于極性共價鍵，B選項錯誤；雖然C、O原子間有3對電子，由于碳只提供了2個電子共用，故碳顯+2價（或在CO中氧顯－2價，則碳顯+2價）。一氧化碳分子中的碳氧三鍵，由1對共用電子對是由氧原子單獨提供的，為配位鍵，“→”有關由O原子指向C原子，D選項錯誤。【典例04】已知：酸式乙二酸鈉與濃硫酸共熱時反應為：HOOC－COONa+H2SO4（濃）NaHSO4+CO2↑+CO↑+H2O。利用該反應所產生的氣體（X）用下列有關儀器裝置進行以下實驗。據此，下列說法不正確的是（）。A．對Ⅰ裝置，活塞K2關閉，打開活塞K1，在導管D處能得到純凈而干燥的CO氣體B．當A選項反應完成后，再關閉活塞K1打開活塞K2，在導管D處得到純凈而干燥的CO2氣體C．利用裝置Ⅰ中D處所得的純凈CO氣體，通過實驗裝置Ⅱ能夠說明CO具有還原性D．實驗裝置Ⅲ與實驗裝置Ⅱ相比較，能減少CO的污染，能順利完成氧化鐵還原實驗【解析】選D。對裝置Ⅰ，關閉活塞K2，打開活塞K1，氣體經過氫氧化鈉溶液除去CO2，再經濃硫酸干燥，即能得到純凈而干燥的CO，故A正確；CO2與氫氧化鈉溶液生成的碳酸鈉溶液中加入稀硫酸生成CO2，故B正確；純凈的CO通過實驗裝置Ⅱ，若紅色粉末變為黑色或澄清石灰水變渾濁，都能夠說明CO具有還原性，故C正確；實驗裝置Ⅲ是一個閉合循環系統，在循環系統中，氣體的壓強處處相等，氣體不能順利進入硬質玻璃管，而造成實驗無法進行，故D錯誤。知識點03二氧化碳的結構、性質和制備一、二氧化碳的結構和性質1．分子結構（1）結構式：O＝C＝O，電子式（2）共價鍵：2個鍵2個鍵，大鍵表示式Π（3）分子類型：非極性分子（4）晶胞結構①晶胞名稱面心立方，配位數12②中心原子的雜化方式sp2．物理性質（1）溶解性：可溶于水（1∶1），不溶于飽和NaHCO3溶液（2）固體CO2俗稱干冰，可用于人工降雨3．酸性氧化物（1）與堿溶液反應①NaOH溶液Na2CO3NaHCO3②CO2NaHCO3Na2CO3③Ca(OH)2CaCO3Ca（HCO3）2（2）與堿性氧化物反應①CaOCaCO3；②Na2ONa2CO34．氧化性（1）Mg：CO2+2Mg2MgO+C（2）C：C+CO22CO，吸熱反應5．工業制法：CaCO3CaO+CO2↑，吸熱反應二、實驗室制二氧化碳1．制備原理（1）碳酸鈣和稀鹽酸：CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O（2）不用大理石和稀硫酸的原因：在CaCO3表面生成微溶的CaSO4沉淀，阻止反應繼續進行2．發生裝置：“塊狀固體+液體→氣體”型4．氣體凈化裝置（1）試劑：先用飽和NaHCO3溶液除去HCl，再用濃硫酸、P2O5、硅膠、無水CaCl2除去水蒸氣（2）裝置：洗氣瓶，導氣管口長進短出5．氣體收集裝置（1）排空氣法：向上排空氣法①帶橡膠塞的集氣瓶正放：導氣管口長進短出②帶橡膠塞的集氣瓶倒放：導氣管口短進長出（2）排液體法：排飽和NaHCO3溶液法，導氣管口短進長出6．檢驗方法：先將氣體通入品紅溶液，不褪色；再通入澄清石灰水，變渾濁易錯點：CO2與常見鹽溶液的反應（1）CO2與弱酸鹽溶液（如Na2SiO3、Ca（ClO）2、NaAlO2）的反應：同時滿足“強酸制弱酸，強堿制弱堿”原理，少量CO2生成碳酸鹽，過量CO2生成碳酸氫鹽。（2）CO2通入CaCl2或BaCl2溶液不會產生白色沉淀，因為碳酸的酸性弱于鹽酸。（3）CO2與飽和Na2CO3溶液反應的現象是有白色晶體析出，生成的NaHCO3不能拆成離子形式。（4）與CO2量無關的弱酸鹽①CO2與ONa溶液反應只生成NaHCO3，因為酸性H2CO3＞OH＞HCO3－。②CO2與NaClO溶液反應只能生成NaHCO3，因為酸性H2CO3＞HClO＞HCO3－。【典例05】（河南省新未來2023屆高三上學期9月聯考）向下列物質的飽和溶液中持續通入CO2氣體，最終不會得到沉淀或析出晶體的是（）。A．Ca（OH）2B．NH3和NaClC．Na2SiO3D．NaAlO2【解析】選A。過量的CO2與Ca（OH）2反應：2CO2+Ca（OH）2Ca（HCO3）2，最終不會得到沉淀，A符合題意；通入CO2與NH3和NaCl反應生成氯化銨和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉的溶解度較小，則最終析出碳酸氫鈉晶體，B不符合題意；碳酸的酸性比硅酸的強，過量的CO2與Na2SiO3溶液反應：Na2SiO3+2CO2+2H2OH2SiO3↓+2NaHCO3，產生硅酸沉淀，C不符合題意；碳酸的酸性比氫氧化鋁的強，過量的CO2與NaAlO2溶液反應：NaAlO2+2H2O+CO2Al（OH）3↓+NaHCO3，產生氫氧化鋁沉淀，D不符合題意。【典例06】】向含2molNaOH、1molBa（OH）2、2molNaAlO2的混合液中慢慢通入CO2至過量，下列有關說法正確的是（）。A．整個過程中共發生四個離子反應B．根據現象可判斷酸性強弱為：H2CO3＞HAlO2＞HCO3－C．通入3molCO2和通入5molCO2都只產生3mol沉淀D．整個過程中生成沉淀的物質的量與通入CO2的體積的圖像如圖所示【解析】選C。CO2通入到NaOH、Ba（OH）2、NaAlO2的混合溶液，反應的先后順序為：Ba（OH）2、NaOH、NaAlO2，則混合溶液中慢慢通入CO2，發生的反應有：CO2+Ba（OH）2＝BaCO3↓+H2O、2NaOH+CO2＝Na2CO3+H3O、2NaAlO2+3H2O+CO2＝2Al（OH）3↓+Na2CO3；CO2過量，還發生Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3、BaCO3+CO2+H2O＝Ba（HCO3）2，由以上分析可知，整個過程中共發生五個離子反應，故A錯誤；由2NaAlO2+3H2O+CO2＝2Al（OH）3↓+Na2CO3可知，酸性：H2CO3＞HAlO2，反應沒有生成NaHCO3，說明酸性HAlO2＜HCO3－，故B錯誤；由方程式可知，2molNaOH、1molBa（OH）2、2molNaAlO2與3molCO2恰好反應產生3mol沉淀，再通2molCO2，只發生Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3所以沉淀的質量不變，故C正確；已知發生的反應有：CO2+Ba（OH）2＝BaCO3↓+H2O、2NaOH+CO2＝Na2CO3+H3O、2NaAlO2+3H2O+CO2＝2Al（OH）3↓+Na2CO3；CO2過量，還發生Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3、BaCO3+CO2+H2O＝Ba（HCO3）2，通過量的CO2不能氫氧化鋁溶解，所以最后沉淀不為零，故D錯誤。知識點04單質硅的結構和性質1．硅的存在（1）形態：在自然界中只有化合態（2）形式：二氧化硅和硅酸鹽2．晶體硅的結構（1）構成微粒硅原子，作用力：共價鍵（2）立體構型①基本構型：正四面體，雜化方式sp3②鍵角：109.5°③最小的環：六元環④Si-Si鍵數/mol：23．物理性質（1）色、態：晶體硅是灰黑色、有金屬光澤的固體（2）導電性：良好的半導體材料4．化合價：最高正價為+4，最低負價為－45．穩定性：Sieq\o(→,\s\up7(H2、O2、Cl2、硫酸、硝酸),\s\do5(常溫))不反應6．還原性（1）常溫下與F2、HF、NaOH溶液反應①F2：Si+2F2SiF4②HF：Si+4HFSiF4↑+2H2↑③NaOH：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑（2）高溫下與O2、Cl2、C等化合①Si+O2SiO2②Si+2Cl2SiCl4③Si+CSiC（3）Si與NaOH溶液反應的原理①置換反應：Si+3H2OH2SiO3+2H2↑②中和反應：H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O③還原劑是Si，氧化劑是H2O7．工業制法（1）流程一：SiO2粗硅SiCl4高純硅①SiO2+2CSi+2CO↑②Si+2Cl2SiCl4③SiCl4+2H2Si+4HCl（2）流程二：SiO2粗硅SiHCl3高純硅①Si+3HClSiHCl3+H2②SiHCl3+H2Si+3HCl8．晶體硅的用途（1）制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導體器件（2）制造太陽能電池等易錯點：硅單質的特殊性（1）硅化學性質不活潑，但自然界中卻沒有游離態的硅。（2）非金屬單質一般為非導體，但Si為半導體。（3）Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2+2CSi+2CO↑。（4）非金屬單質跟強堿溶液作用一般無H2放出，但Si卻能反應放出H2：Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑。（5）非金屬單質一般不與非氧化性酸反應，但硅卻能與氫氟酸反應：Si+4HF＝SiF4↑+2H2↑。【典例07】化學家Seidel指出Si與NaOH溶液的反應，首先是Si與OH－反應，生成SiO44－，然后SiO44－迅速水解生成H4SiO4，下列有關說法正確的是（）。A．原硅酸鈉（Na4SiO4）能迅速水解，且水解后呈堿性，故Na4SiO4為弱電解質B．石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均屬于硅酸鹽產品C．2HCl+Na2SiO3H2SiO3↓+2NaCl說明Cl的非金屬性大于SiD．半導體工業所說的“從沙灘到家庭”是指：將二氧化硅制成晶體硅【解析】選D。原硅酸鈉（Na4SiO4）是強堿弱酸鹽，屬于強電解質，A錯誤；石英的主要成分是SiO2，不是硅酸鹽，所以石英玻璃不屬于硅酸鹽產品，B錯誤；2HCl+Na2SiO3＝H2SiO3↓+2NaCl說明酸性HCl大于H2SiO3，由于鹽酸為無氧酸，不能證明氯的非金屬性大于硅，C錯誤；沙子的主要成分SiO2，以沙子為原料經過還原得到晶體Si，制成各種半導體電器，被人們使用，所以半導體工業所說的“從沙灘到家庭”是指：將二氧化硅制成晶體硅，D正確。【典例08】（2023·江西九江一模）實驗室用H2還原SiHCl3（沸點：31.85℃）制備純硅的裝置如圖所示（夾持裝置和尾氣處理裝置略去），下列說法正確的是（）。A．裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是濃H2SO4、冰水B．實驗時，應先加熱管式爐，再打開盛裝稀硫酸的分液漏斗C．為鑒定制得的硅中是否含微量鐵單質，用到的試劑可以為：鹽酸、雙氧水、硫氰化鉀溶液D．該實驗中制備氫氣的裝置也可用于氫氧化鈉稀溶液與氯化銨固體反應制備氨氣【解析】選C。本題制備晶體硅，H2+SiHCl3Si+3HCl，此反應應在Ⅳ裝置中進行，A、裝置I的目的是制備氫氣，氫氣中含有水蒸氣，對后續實驗產生干擾，必須除去，因此裝置Ⅱ的目的是除去氫氣中的水蒸氣，即Ⅱ中盛放濃硫酸，Ⅲ的提供SiHCl3氣體，因此在水浴中加熱，故A錯誤；應先通入氫氣，目的是排除裝置中的空氣，防止發生危險，故B錯誤；硅不與鹽酸反應，鐵與鹽酸反應生成Fe2+，Fe2+被H2O2氧化成Fe3+，與KSCN溶液變紅，可以鑒定是否含有鐵單質，故C正確；用NaOH溶液制備氨氣，需要加熱或NaOH溶液為濃溶液，I裝置中沒有加熱裝置，且NaOH溶液為稀溶液，因此此裝置不能制備氨氣，故D錯誤。知識點05二氧化硅的結構和性質1．物理性質：熔點高、硬度大，不溶于水2．天然存在：水晶、瑪瑙、石英、沙子、硅石的主要成分3．二氧化硅的結構（1）晶體類型：共價晶體（2）立體結構①基本構型：正四面體，雜化方式sp3②鍵角：109.5°③最小的環：12元環，含6個Si，6個O④Si-O鍵數/mol：44．酸性氧化物（1）與水反應：SiO2不反應（2）與堿發生復分解：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O（3）與堿性氧化物化合：SiO2Na2SiO3，SiO2CaSiO3（4）工業上制玻璃（難揮發性酸性氧化物制揮發性酸性氧化物）①SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑②CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑5．特殊反應（1）反應：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O（2）應用：雕刻玻璃6．弱氧化性（1）C：2C+SiO2Si+2CO↑（2）Mg：2Mg+SiO2Si+2MgO7．用途（1）石英：石英玻璃用來制造耐高溫化學儀器（2）水晶：電子工業的重要部件，制造光學儀器、高級工藝品、眼鏡片等（3）瑪瑙：制精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品等（4）SiO2：制光導纖維（5）沙子：建筑材料易錯點：二氧化硅的易錯知識點（1）SiO2和CO2不是等電子體，因為二者的空間構型不同。（2）酸性氧化物一般都溶于水生成相應的含氧酸，但SiO2不溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3。（3）酸性氧化物一般不與非氧化性酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O。（4）氫氟酸不能用玻璃容器盛放；NaOH溶液能用玻璃試劑瓶盛放，但不能用玻璃塞。（5）SiO2不導電，是制作光導纖維的材料；Si是半導體，是制作芯片及光電池的材料。（6）非金屬氧化物的熔沸點一般比較低，但SiO2的卻很高。（7）SiO2既能和酸反應，又能和堿反應，但它不是兩性氧化物。【典例09】下列說法正確的是（）。A．由SiO2不能與水反應生成硅酸可知，SiO2不是酸性氧化物B．CO2通入Na2SiO3溶液產生白色沉淀，可知酸性H2CO3＞H2SiO3C．由SiO2可制作光導纖維可知，SiO2可導電D．由SiO2可與NaOH溶液反應，也可與氫氟酸反應，可知SiO2為兩性氧化物【解析】選B。酸性氧化物是能跟堿生成鹽和水的氧化物，SiO2能與堿反應生成硅酸鹽和水，所以SiO2是酸性氧化物，酸性氧化物不是根據能否跟水反應確定的，故A錯誤；CO2通入Na2SiO3溶液產生白色沉淀硅酸，根據強酸可以制弱酸，可知酸性H2CO3＞H2SiO3，故B正確；SiO2可制作光導纖維，是因為SiO2的導光性，SiO2不導電，故C錯誤；SiO2可與NaOH等堿溶液反應生成鹽和水，SiO2雖然可與氫氟酸反應，但不生成鹽和水且不能和其他酸反應，SiO2和酸的反應不具有普遍性，所以SiO2不是兩性氧化物，SiO2是酸性氧化物，故D錯誤。【典例10】SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質（如圖所示），下列說法錯誤的是（）。A．高爐煉鐵時，加入石灰石將鐵礦石中的脈石（主要成分為SiO2）轉化為易熔的爐渣B．純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產業的重要基礎材料C．用鹽酸可除去石英砂（主要成分為SiO2）中少量的碳酸鈣D．圖中所含反應都不屬于氧化還原反應【解析】選D。高爐煉鐵時用石灰石將鐵礦石中的脈石轉化為易熔的爐渣，故A正確；光導纖維的成分是二氧化硅，做半導體、芯片的是單質硅，純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產業的重要基礎材料，故B正確；碳酸鈣溶于鹽酸生成氯化鈣和水以及二氧化碳，二氧化硅和鹽酸不反應，可以用鹽酸除去石英（主要成分為SiO2）中混有的少量碳酸鈣，故C正確；化學反應前后有元素化合價變化的一定是氧化還原反應，二氧化硅與碳反應生成硅單質的反應是氧化還原反應，故D錯誤。知識點06硅酸、硅酸鹽的性質和應用1．各種硅酸的結構（1）原硅酸（H4SiO4）和硅酸（H2SiO3）原硅酸硅酸（2）多硅酸：原硅酸分子之間失去水生成一系列的酸二硅酸三硅酸n硅酸2．硅酸的性質（1）物理性質：白色難溶于水的固體（2）弱酸性：酸性比碳酸弱①NaOH：H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O②Na2CO3：不反應（3）熱不穩定性：H2SiO3SiO2+H2O（4）硅酸酸性的實驗證明①向NaOH溶液中加入幾滴酚酞試液，溶液呈紅色，加入適量硅酸，充分振蕩，溶液紅色消失，說明硅酸顯酸性。②向硅酸鈉溶液中加入幾滴酚酞試液，溶液呈紅色，說明硅酸顯酸性。③測定硅酸鈉溶液的pH，若pH＞7，說明硅酸顯酸性。3．硅酸的制備：可溶性硅酸鹽（Na2SiO3）和酸反應（1）HCl：Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓（2）少量CO2：Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3（3）過量CO2：Na2SiO3+2CO2+2H2OH2SiO3↓+2NaHCO34．硅酸鈉（1）俗名：硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃，硅酸鈉固體俗稱泡花堿（2）弱酸鹽：水溶液呈強堿性（3）水玻璃的用途①肥皂填料②木材、織物的防腐劑和防火劑③建筑工業上的粘合劑④耐火材料5．硅膠（1）結構：網狀多孔結構的無定形二氧化硅（2）性質：具有強烈地吸水性（3）用途：用做干燥劑、吸附劑和催化劑的載體（4）制備：Na2SiO3H2SiO3SiO2·nH2O（硅膠）6．用氧化物形式表示硅酸鹽的化學式（1）原則①化學式中各元素的化合價不變②化學式中各元素的原子個數比不變（2）書寫順序；活潑金屬氧化物·不活潑金屬氧化物·SiO2·H2O（3）實例①Al2Si2O5（OH）4：Al2O3·2SiO2·2H2O②KAlSi3O8：K2O?Al2O3?6SiO2③BaCuSi2O6：BaO?CuO?2SiO2④Na2Fe5Si8H2O24：Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O易錯點1：硅酸、硅酸鹽的易錯知識點（1）硅酸鹽大多難溶于水，常見可溶性硅酸鹽有硅酸鈉。（2）H2CO3的酸性強于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓，但是在高溫條件下反應Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑也能發生。其原因是：硅酸鹽比碳酸鹽穩定；由高沸點難揮發性固體SiO2制低沸點易揮發的CO2。（3）水泥、玻璃與陶瓷是三大傳統無機非金屬材料；碳化硅、氮化硅等是新型無機非金屬材料。（4）硅酸及其縮水結合而成的各種酸所對應的鹽統稱硅酸鹽。由于硅酸鹽的結構比較復雜，為了簡化硅酸鹽組成，采用氧化物的形式。實際上，硅酸鹽不是以簡單的氧化物的形式存在，而是以各種結構復雜的鹽的形式存在。