人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第三节 无机非金属材料练习

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第三节 无机非金属材料练习，共10页。试卷主要包含了下列物质中不含硅酸盐的是，制玻璃和水泥的共同的原料是，下列关于硅酸盐的说法正确的是，硅及其化合物的应用范围很广等内容，欢迎下载使用。
1．下列物质中不含硅酸盐的是( )
A.陶瓷 B．玻璃
C.水泥 D．生石灰
2．制玻璃和水泥的共同的原料是( )
A.二氧化硅 B．碳酸钠
C.碳酸钙 D．硅酸钠
3．习主席在2020年新年贺词中强调“5G商用加速推出，凝结着新时代奋斗者的心血和汗水，彰显了不同凡响的中国风采、中国力量”，制造芯片用到高纯硅，用SiHCl3与过量H2在1 100～1 200 ℃反应制备高纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)。
已知：SiHCl3遇水强烈水解，在空气中易自燃。下列说法错误的是( )
A.装置B中的试剂是浓硫酸
B.实验时先打开装置C中分液漏斗的旋塞
C.装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
D.装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下，普通玻璃管会软化
4．由二氧化硅制高纯硅的流程如下，下列判断中错误的是( )
A.SiHCl3摩尔质量为135.5 g
B.H2和HCl均可循环利用
C.SiO2是一种坚硬难熔的固体
D.①②③均属于氧化还原反应
5．我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对硅及其化合物的有关叙述正确的是( )
A.二氧化硅既能与烧碱溶液反应又能与氢氟酸反应，所以二氧化硅是两性氧化物
B.晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
C.晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格极高
D.晶体硅和金刚石的硬度都很大
6．我国已跨入“互联网＋”时代，而“互联网＋”的建设离不开无机非金属材料硅。下列物品中用到硅单质的是( )
A.计算机芯片 B．陶瓷餐具
C.石英钟表 D．光导纤维
7．宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是( )
A.窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化
B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料
C.高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物
D.陶瓷属于硅酸盐制品，耐酸碱腐蚀，但是不能用来盛装氢氟酸
8．下列关于硅酸盐的说法正确的是( )
A.硅酸盐都难溶于水
B.Na2SiO3是一种最简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂
C.硅酸盐的结构中都只含有1个硅原子和4个氧原子
D.硅酸盐工业使用的每一种原料都含有Si
9．硅谷是世界上最知名的电子工业集中地，以硅芯片的设计与制造著称于世。下列有关硅的说法正确的是( )
A.硅既不易失去电子又不易得到电子，所以既不能作氧化剂，又不能作还原剂
B.硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量居第一位
C.硅的化学性质不活泼，在自然界中以游离态的形式存在
D.在电子工业中，硅是最重要的半导体材料
10．硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是( )
A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
C.反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂
D.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
11．有一粗硅，含杂质铁，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是( )
A.物质的量之比为1∶1
B.质量之比为4∶1
C.物质的量之比为1∶2
D.质量之比为2∶1
12．下列物质：①水 ②氢氟酸 ③烧碱溶液 ④浓硫酸 ⑤氧化钙 ⑥浓硝酸 ⑦碳酸钠固体。其中，在一定条件下能与SiO2反应的是( )
A.②③⑤⑦ B．①③⑤⑥
C.①④⑥ D．全部
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列关于SiO2的叙述正确的是( )
①SiO2能与水反应生成硅酸
②SiO2对应的水化物是可溶性弱酸
③硅原子和碳原子的最外层电子数相同，SiO2和CO2的分子结构也相同
④SiO2既能与氢氧化钠溶液反应又能与氢氟酸反应，故SiO2是两性氧化物
⑤SiO2中硅元素为＋4价，故SiO2具有氧化性
⑥在SiO2中，每个硅原子结合2个氧原子
A.①③⑤ B．①②④⑥
C.③ D．⑤
2．硅是组成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )
A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4
B.碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承
C.光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为Si
D.氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)和二氧化锆(ZrO2)都可用作制高温结构陶瓷的材料
3．碳纳米管是由碳原子组成的六角形蜂巢状平面薄膜卷曲而成，具有许多异常的力学、电学和化学性能。下列关于碳纳米管的说法不正确的是( )
A.碳纳米管属于一种有机合成纤维
B.碳纳米管与金刚石互为同素异形体
C.常温下，碳纳米管具有较好的稳定性
D.碳纳米管比表面积大，可用作新型储氢材料
4．下列有关硅及其化合物的说法正确的是( )
A.在粗硅的制取中发生反应2C＋SiO2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性大于硅的
B.硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中
C.用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后通入CO2
D.由Na2CO3＋SiO2 eq \(=====,\s\up7(高温)) CO2↑＋Na2SiO3可知，硅酸的酸性大于碳酸的
5．下列关于SiO2和CO2的叙述正确的是( )
A.两者都是酸性氧化物，故均不与酸反应
B.两者都可以与NaOH溶液反应
C.两者熔、沸点均较低
D.两者都能与水反应生成对应的酸且碳酸的酸性强于硅酸
6．二氧化硅又称硅石，是制备硅及其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.因为在高温条件下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以H2SiO3的酸性比H2CO3强
C.SiO2在高温条件下能与过量的碳反应生成SiC，体现了二氧化硅的氧化性
D.除Si的制取过程中涉及的反应外，图中所示其他反应都是非氧化还原反应
7．下列关于碳和硅的叙述正确的是( )
A.氧化物都能与NaOH溶液反应
B.单质在加热时都能与O2反应
C.酸性氧化物都能溶于水生成相应的酸
D.常温下，碳单质和硅单质的化学性质都很活泼
8．下列说法错误的是( )
A.将少量SO2通入Na2SiO3溶液，产生胶状沉淀，说明酸性：H2SO3>H2SiO3
B.如图所示实验可证明酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3
C.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸，反应发生的离子方程式：SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋2H＋===H2SiO3↓
D.SO2、SiO2、CO均为酸性氧化物
9．下列说法中正确的是( )
A.单质 eq \(――→,\s\up7(O2)) 氧化物 eq \(――→,\s\up7(H2O)) 酸或碱 eq \(――→,\s\up7(NaOH或HCl)) 盐，硅单质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.青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，若以氧化物形式可表示为Al2O3·SiO2·H2O
二、非选择题
10．已知A、B、C、D、E、F、G、H可以发生如图所示转化，反应中部分生成物已略去。其中，A、G为非金属单质，且常温下呈固态，形成G单质的元素在地壳中含量居第二位，B、C、H在通常情况下为气体，化合物C是一种能形成酸雨的大气污染物。
请回答下列问题：
(1)写出E的两种用途：____________________、____________________。
(2)反应②的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)反应③的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)反应④的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)写出一个由A生成H的置换反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
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.“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
2．下列表述正确的是( )
①Al(OH)3和Na2CO3均可以用于治疗胃酸过多
②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐
③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
④水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A.①②③ B．①③⑤
C.③④⑤ D．③⑤
3．化学与生产、生活、科技息息相关，下列叙述错误的是( )
A.华为首款5G手机搭载了智能7nm制程SC“麒麟980”手机芯片，芯片的主要成分是二氧化硅
B.国产飞机C919用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
C.富勒烯、碳纳米管均属于无机非金属材料
D.碳化硅陶瓷可用于制造砂纸和砂轮的磨料
4．晶体硅是一种重要的非金属材料，有科学家认为硅是“21世纪的能源”“未来的石油”。
(1)工业上生产纯硅的工艺流程如下：
eq \x(石英砂) eq \(――→,\s\up7(焦炭)) eq \x(粗硅) eq \(――→,\s\up7(氯气)) eq \x(四氯化硅) eq \(――→,\s\up7(氢气)) eq \x(纯硅)
石英砂的主要成分是SiO2，在制备粗硅时，焦炭的作用是________(填“氧化剂”或“还原剂”)；在该反应中，若消耗了3.0 g SiO2，则转移电子的总数为____________。
(2)某实验室利用SiHCl3(沸点33.0 ℃)与过量H2在1 000 ℃～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。装置如图所示(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________________________________________。
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________________________________________。
③为检验产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂有________(填字母)。
a.碘水 b．氯水
c.Na2SO3溶液 d．KSCN溶液
第三节 无机非金属材料
必备知识基础练
1．答案：D
解析：陶瓷、玻璃、水泥都属于传统无机非金属材料，主要成分都是硅酸盐；生石灰的主要成分为CaO，不属于硅酸盐，故D符合题意。
2．答案：C
解析：生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，高温下，碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅反应分别生成硅酸钠、硅酸钙；生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥；所以在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是石灰石即碳酸钙。故选C。
3．答案：B
解析：SiHCl3遇水强烈水解，所以H2应干燥，故装置B中的试剂是浓硫酸，A正确；SiHCl3在空气中易自燃，实验前应排尽装置内的空气，所以应先通H2，后打开装置C中分液漏斗的旋塞，B错误；SiHCl3呈液态，需转化为蒸气进入石英管中与H2反应，所以装置C中的烧瓶需要加热，C正确；制高纯硅时，温度在1 100～1 200 ℃，所以D不能采用普通玻璃管，D正确。
4．答案：A
解析：SiHCl3摩尔质量为135.5 g·ml－1，故A错误；由生产高纯硅的流程示意图可知，H2和HCl既是反应物，又是生成物，所以可重复利用的物质是H2和HCl，故B正确；SiO2硬度大、熔点高，故C正确；反应①为SiO2＋2C eq \(=====,\s\up7(高温)) Si＋2CO↑，反应②Si(粗)＋3HCl eq \(=====,\s\up7(△)) SiHCl3＋H2，反应③SiHCl3＋H2 eq \(=====,\s\up7(高温)) Si(粗)＋3HCl，三个方程式中元素的化合价均发生变化，均属于氧化还原反应，故D正确；答案选A。
5．答案：D
解析：二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，没有盐生成，与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，有盐生成，因此二氧化硅是酸性氧化物，A错误；晶体硅的化学性质不活泼，但常温下能与氢氟酸反应，B错误；晶体硅是一种良好的半导体材料，是由二氧化硅和碳在高温条件下反应得到粗硅，粗硅和HCl在加热条件下反应得到三氯硅烷，三氯硅烷与氢气在高温条件下反应得到硅单质，它的提炼工艺不算复杂，价格不高，C错误；晶体硅和金刚石的硬度都很大，D正确。
6．答案：A
解析：硅单质是半导体材料，可以制计算机芯片，故A正确；陶瓷餐具是硅酸盐产品，主要成分为硅酸盐，故B错误；石英主要成分为二氧化硅，不是单质硅，故C错误；光导纤维成分为二氧化硅，是硅的氧化物，不是单质硅，故D错误。
7．答案：C
解析：不同的金属氧化物可能颜色不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致了颜色变化，故A正确；氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，具有耐高温的特点，故B正确；瓷器主要是由黏土烧结而成，瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，属于混合物，故C错误；陶瓷的主要成分为硅酸盐和二氧化硅，氢氟酸能够与二氧化硅反应，所以不能用陶瓷来盛装氢氟酸，故D正确。
8．答案：B
解析：Na2SiO3可溶于水，故A错误；Na2SiO3是硅酸盐，其水溶液具有粘性，可用作黏合剂，故B正确；硅酸盐结构中，硅氧四面体是基本结构单元，它是一种空间网状结构，并不是说只含有1个硅原子和4个氧原子，故C错误；硅酸盐工业所用原料可能不含Si，如制普通玻璃的原料Na2CO3、CaCO3，故D错误。
9．答案：D
解析：硅原子最外层电子数为4，因此既不易失去电子又不易得到电子，常温下硅化学性质不活泼，但在反应Si＋2F2===SiF4、Si＋O2 eq \(=====,\s\up7(△)) SiO2中Si作还原剂，A项错误；硅在地壳中的含量居第二位，B项错误；硅的化学性质不活泼，但硅属于亲氧元素，所以硅主要以化合态形式存在于自然界中，C项错误；硅属于半导体材料，能够导电，常用于电子工业中，故D正确。
10．答案：A
解析：硅是良好的半导体材料，常用来制造太阳能材料，故A正确；粗硅制备单晶硅反应是，Si＋2Cl2===SiCl4，SiCl4＋2H2 eq \(=====,\s\up7(高温)) Si＋4HCl，过程中涉及氧化还原反应，故B错误；反应Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，H2O为氧化剂，故C错误；盐酸与硅不反应，硅可以与氢氟酸反应，故D错误。
11．答案：B
解析：根据电子得失：可知铁与盐酸反应：Fe～H2，而硅与氢氧化钠反应：Si～2H2，放出等量的H2，设生成氢的量为2 ml，所以粗硅中铁和硅的物质的量之比为2∶1，质量之比为(2×56)∶(1×28)＝4∶1，故选B。
12．答案：A
解析：SiO2不与水、浓硫酸、浓硝酸反应，与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，与烧碱溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，与氧化钙反应的化学方程式为SiO2＋CaO eq \(=====,\s\up7(高温)) CaSiO3，与碳酸钠固体反应的化学方程式为SiO2＋Na2CO3 eq \(=====,\s\up7(高温)) Na2SiO3＋CO2↑，故在一定条件下能与SiO2反应的是②③⑤⑦，故A符合题意。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：①SiO2不与水反应；②SiO2对应的水化物H2SiO3(弱酸)不溶于水；③SiO2晶体中不存在单个的SiO2分子，二者的分子结构不同；④二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，没有盐生成，与碱反应生成盐和水，所以二氧化硅属于酸性氧化物，不属于两性氧化物；⑤SiO2具有弱氧化性，如高温条件下被碳还原制取粗硅：SiO2＋2C eq \(=====,\s\up7(高温)) Si＋2CO↑；⑥SiO2晶体中不存在单个的SiO2分子，且每个硅原子与4个氧原子结合；结合以上分析可知，不正确的有①②③④⑥，只有⑤正确；故选D。
2．答案：C
解析：氮化硅中各元素的原子最外层达到8电子稳定结构。硅原子最外层电子数为4，氮原子最外层电子数为5，要形成8电子稳定结构，则应有二者个数的比为3∶4，其化学式为Si3N4，故A正确；碳化硅(SiC)熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承，故B正确；光导纤维的主要成分为二氧化硅，是一种新型无机非金属材料，故C错误；四种物质均熔点高，都可用作制高温结构陶瓷的材料，故D正确。
3．答案：A
解析：碳纳米管由碳单质组成，不属于有机合成纤维，A错误；碳纳米管与金刚石都由碳元素组成，但结构与性质不同，互为同素异形体，B正确；碳单质性质稳定，所以常温下，碳纳米管具有较好的稳定性，C正确；碳纳米管是由碳原子组成的六角形蜂巢状平面薄膜卷曲而成，所以比表面积大，可用作新型储氢材料，D正确。
4．答案：C
解析：Si的还原性比C的强，反应2C＋SiO2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2CO↑＋Si在高温下进行，且产物中有气体生成，气体从反应体系中逸出，有利于反应的进行，A项错误；不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放Na2SiO3溶液，因为Na2SiO3溶液本身是一种黏合剂，B项错误；SiO2不能与水直接反应，所以制取硅酸可用可溶性硅酸盐与CO2或盐酸反应：Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓、Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，C项正确；H2CO3的酸性比H2SiO3的强，反应Na2CO3＋SiO2 eq \(=====,\s\up7(高温)) CO2↑＋Na2SiO3能在高温下进行，主要是因为产物中有气体生成，气体从反应体系中逸出，有利于反应的进行，与酸性无关，D项错误。
5．答案：B
解析：SiO2能与氢氟酸反应生成四氯化硅和水，故A错误；SiO2和CO2都是酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应，故B正确；CO2熔、沸点较低，SiO2熔、沸点较高，故C错误；二氧化硅不溶于水，不能与水反应，故D错误。
6．答案：D
解析：SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，但属于酸性氧化物，因为二氧化硅只能与一种酸反应，且生成的四氟化硅不是盐，A错误；高温条件下，二氧化硅和碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳，常温下，二氧化硅和碳酸钠不反应，所以不能说明H2SiO3的酸性强于H2CO3，事实上碳酸的酸性强于硅酸，B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，不能体现二氧化硅的氧化性，C错误；图中氧化还原反应有3个，即Si的制取过程中涉及的反应，其他反应都是非氧化还原反应，D正确。
7．答案：B
解析：碳的氧化物还有CO，而CO不与NaOH溶液反应，故A错误；碳和硅在加热时都能与O2反应，故B正确；SiO2与CO2都是酸性氧化物，但是SiO2不与水反应，实验室制H2SiO3时，SiO2先与强碱溶液反应生成硅酸盐，硅酸盐再与酸反应制得H2SiO3，如SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O、Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，故C错误；C原子与Si原子最外层电子数均为4，既不易失去电子，也不易得到电子，常温下，碳单质和硅单质的化学性质都不活泼，故D错误；故选B。
8．答案：D
解析：胶状沉淀为硅酸，发生的反应为SO2(少量)＋H2O＋SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ===H2SiO3↓＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，原理为强酸制弱酸，因此H2SO3的酸性强于H2SiO3，A正确；盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳气体，挥发出的氯化氢被饱和碳酸氢钠溶液吸收，二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，根据题图所示实验可证明酸性HCl>H2CO3>H2SiO3，B正确；离子方程式为SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋2H＋===H2SiO3↓，C正确；SO2、SiO2为酸性氧化物，CO与酸或碱均不发生反应，属于不成盐氧化物，D错误；故选D。
9．答案：C
解析：Si与氧气反应生成SiO2，二氧化硅不溶于水，不能生成对应酸，故A错误；二氧化硅不溶于水，不能一步生成H2SiO3，故B错误；二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物，所以都可溶解在NaOH溶液中，故C正确；硅酸盐以氧化物形式，根据活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、SiO2、H2O的顺序可知，[Al2Si2O5(OH)4]可改成Al2O3·2SiO2·2H2O，故D错误。
10．答案：(1)制光导纤维 作建筑材料
(2)SiO2＋2OH－===SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O
(3)C＋2H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(4)SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))
(5)C＋H2O(g) eq \(=====,\s\up7(高温)) CO＋H2
解析：由“形成G单质的元素在地壳中含量居第二位”可知，G为Si，根据非金属单质A与E在高温下反应生成G和气体H，且E能与氢氧化钠溶液反应，推知A为碳单质、E为SiO2，H为CO。则B为CO2、C为SO2、F为Na2SiO3、D为H2SiO3。
(1)E为SiO2，在生活中可用作光导纤维和建筑材料；(2)SiO2可以与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O，反应的离子方程式为SiO2＋2OH－===SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O；(3)浓硫酸具有氧化性，可以与C在加热的条件下反应，反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；(4)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳，硅酸钠与水和二氧化碳反应生成硅酸沉淀，反应的离子方程式为SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ；(5)C和水蒸气反应生成CO和氢气，反应的化学方程式为C＋H2O(g) eq \(=====,\s\up7(高温)) CO＋H2。
学科素养升级练
1．答案：A
解析：陶瓷是以天然黏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。
氧化铁为棕红色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，故A错误；秦兵马俑是陶制品，陶制品是由黏土或含有黏土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的，故B正确；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，故C正确；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，故D正确。
2．答案：D
解析：胃液的主要成分是盐酸，可以服用能与盐酸反应的物质来治疗胃酸过多，同时又不能伤害身体。如氢氧化铝、碳酸氢钠、氢氧化镁、碳酸钙等，Na2CO3的碱性较强，不能用于治疗胃酸过多，故①错误；玛瑙的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故②错误；水泥的成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，是硅酸盐，故③正确；水晶的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐产品，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品，故④错误；太阳能电池的成分是硅单质，太阳能是清洁能源，故⑤正确；答案选D。
3．答案：A
解析：硅是良好的半导体材料，手机芯片的主要成分是硅，不是二氧化硅，A错误；氮化硅陶瓷耐高温、耐磨损、硬度大，是新型无机非金属材料，B正确；富勒烯、碳纳米管均属于非金属单质，属于无机非金属材料，C正确；碳化硅陶瓷具有超硬性能，可用于制造砂纸和砂轮的磨料，D正确。
4．答案：(1)还原剂 1.204×1023或0.2NA
(2)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 ②有固体物质生成 SiHCl3＋H2 eq \(=====,\s\up7(1 000～1 100 ℃)) Si＋3HCl ③bd
解析：(1)根据流程可知，化学方程式为SiO2＋2C eq \(=====,\s\up7(高温)) Si＋2CO，碳的化合价升高，做还原剂，1 ml SiO2参加反应转移的电子数为4 ml，反应中消耗了3.0 g SiO2，n＝ eq \f(m,M) ＝ eq \f(3.0 g,60 g·ml－1) ＝0.05 ml，转移电子为0.2 ml，即1.204×1023或0.2NA；(2)①SiHCl3能与H2O强烈反应，需要用浓硫酸干燥氢气，反应需要的温度比较高，在D中反应，SiHCl3的沸点较低，C中的烧瓶需要加热是为了使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化；②装置D中有硅单质生成，即有固体物质生成。此反应为SiHCl3＋H2 eq \(=====,\s\up7(1 000～1 100 ℃)) Si＋3HCl；③亚铁离子的检验通常用的方法是：先向溶液中加入KSCN，溶液不变红色，再加入氯水溶液变红色，即可确定有亚铁离子，答案为bd。