易错点12 硅元素及其化合物-备战2023年高考化学考试易错题（原卷版）

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易错点 12 硅元素及其化合物

易错题【01】硅及其化合物的性质

(1)自然界中无游离态的硅，通常原子晶体不导电，但硅是很好的半导体材料，是制作光电

池的材料。SiO2不导电，是制作光导纤维的材料。

(2)工业上制备粗硅，是用过量的 C和SiO2在高温下反应，由于 C过量，生成的是 CO 而不

是CO2，该反应必须在隔绝空气的条件下进行。

(3)氢氟酸不能用玻璃容器盛放；NaOH 溶液能用玻璃试剂瓶，但不能用玻璃塞。

(4)酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但 SiO2不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但

SiO2能与 HF 反应。

(5)硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但

却是盐溶液。硅胶(mSiO2·nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。

(6)H2CO3的酸性大于 H2SiO3的，所以有 Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，

但高温下 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因可从两方面解释：①硅酸盐

比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体 SiO2制得低沸点易挥发的 CO2气

体。

(7)水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材

料。

易错题【02】新型无机非金属材料

材料类型主要特性示例用途

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

易错题【03】常考非金属及其化合物的性质与用途的对应关系

重要性质主要用途

① 硅是常用半导体材料用于制造芯片、硅太阳能电池

②SiO2导光性能强、抗干扰性能好用于生产光导纤维

③二氧化硫与 O2反应用作葡萄酒中食品添加剂

④ 液氨汽化时吸收大量的热用作制冷剂

⑤氢氟酸与玻璃中 SiO2反应用氢氟酸刻蚀玻璃工艺

⑥次氯酸盐（如 NaClO 等）

具有强氧化性

用于漂白棉、麻、纸张等

⑦ 硫酸钡难溶于水和盐酸医疗上用作“钡餐”

易错题【03】

（1）硅元素的原子序数为14，基态原子的简化电子排布式为[Ne] 3s23p2，核外电子的空间

运动状态有 7种，不成对电子数有2种；单晶硅为原子晶体，晶体中每个 Si 原子以 sp3杂化，

分别与4个相邻的Si 原子形成4个σ键，Si 原子的配位数为4，晶体中最小的环是6元环，

1个环中平均含有2Si 原子，含Si-Si 键数为3。

（2）二氧化硅是直接由原子构成的原子晶体，晶体中 Si 原子均以sp3杂化，分别与4个O

原子成键，每个 O原子与 2个Si 原子成键，晶体中的最小环为12 元环，其中有 6个Si 原

子和 6个O原子，含有12 个Si-O 键；每个 Si 原子被12 个环共有，每个 O原子被4个环共

有，每个 Si-O 键被 4个环共有，Si 原子数与O原子数之比为 1：2。二氧化硅不溶于水，熔

沸点和硬度高于分子晶体干冰。

典例分析

例1、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．实验室熔融烧碱时，不可选用陶瓷坩埚

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，主要化学成分是二氧化硅

D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点

C【解析】A．陶瓷含有二氧化硅，烧碱为氢氧化钠，能够与陶瓷中的二氧化硅反应，熔融

烧碱不能选用玻璃坩埚，故A正确；

B．陶瓷的传统概念是指所有以黏土等无机非金属矿物为原材料，经过高温烧制而成的产

品，闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，故B正确；

C．陶瓷由黏土经高温烧结而成，主要化学成分是硅酸盐，在新石器时代就已经开始使用，

应用较早，故C错误；

D．硅酸盐材料的化学性质不活泼，具有耐酸碱腐蚀，抗氧化等有点，故D正确。

例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 高温下用碳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+3HCl=SiHCl3+H2

③SiHCl3与过量 H2在1 100 ℃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步制备粗硅的化学反应方程式为_____。l

(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_____。l

(3)用SiHCl3与过量 H2反应制备纯硅的装置如图(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______。l

② 反应一段时间后，装置 D中观察到的现象是____，装置 D中发生反应的化学方程式为__

__。l

③ 为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以

及____。l

④ 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试

剂是____(填写字母代号)。l

a.碘水　b.氯水　c.NaOH 溶液 d.KSCN 溶液　 e.Na2SO3溶液

【答案】(1)SiO2+2C Si+2CO↑(2)蒸馏(3) ①浓硫酸；使滴入烧瓶中的 SiHCl3气化②有

固体物质生成；SiHCl3+H2Si+3HCl③排尽装置中的空气④ bd

【解析】本实验是利用SiHCl3和氢气反应制取纯硅，首先在装置 A利用稀硫酸和锌粒反应

制取氢气，SiHCl3能与 H2O强烈反应、在空气中易自燃，所以需要装置 B中盛放浓硫酸将

生成的氢气进行干燥、并用氢气排尽装置中的空气；水浴加热装置 C，使SiHCl3挥发，和

氢气一同进入石英管中在高温条件下反应制取纯硅。

(1)高温下，SiO2和C反应生成 Si 和CO，反应的化学方程式为SiO2+2C Si+2CO↑；

(2)沸点不同的液体混合物可以采用蒸馏的方法分离，这几种物质沸点不同，所以采用蒸馏

的方法分离；

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