2020版高考一轮复习化学江苏专版学案：专题三第十讲碳、硅及其化合物

专题三 非金属及其化合物
第十讲
碳、硅及其化合物
[江苏考纲要求]
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1．了解碳、硅及其重要化合物的主要性质和重要应用。
2．认识物质间转化等方面的实际应用。
3．认识碳、硅及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。
碳、硅单质的性质及用途　　


[教材基础—自热身]
1．单质结构、物理性质和用途

碳
硅
元素的存在形式
游离态和化合态
化合态
单质的结构
金刚石：空间网状结构；石墨：层状结构；
C60(足球烯)：由多个五边形和六边形构成的分子
晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构
物理性质
金刚石：熔点高、硬度大；石墨：硬度小、电的良导体
晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性
用途
金刚石用于制造切割刀具，石墨用于制造电极、铅笔芯
晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池

2.化学性质
碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性：


[知能深化—扫盲点]
提能点(一)　硅单质的特殊性
(1)Si的还原性强于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。
(2)非金属单质与碱液反应一般无H2放出，但Si与碱液反应却放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
(4)非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。
[对点练]
1．下列关于硅的说法不正确的是(　　)
A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
解析：选C　硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，C错误。
提能点(二)　硅的工业制法
(1)制取粗硅
工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑。
(2)粗硅提纯
①Si＋2Cl2SiCl4，
②SiCl4＋2H2Si＋4HCl。
(3)注意问题
①用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。
②粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中也含CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。
[对点练]
2．(2019·南京一中月考)从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：
①SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑
②Si(粗)＋2Cl2SiCl4
③SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl
关于上述反应的叙述不正确的是(　　)
A．①③是置换反应，②是化合反应
B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅
C．任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子
D．高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅
解析：选D　在氧化还原反应中，还原剂的还原性比还原产物的强，B正确；根据元素化合价的变化，每消耗或生成28 g (1 mol)硅，均转移4 mol电子，C正确；题中的三个反应是在三个不同反应器中发生，D错误。
[题点全练—过高考]
题点一　C、Si的性质
1．下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是(　　)
A．两者结合形成的化合物是共价化合物
B．在自然界中都能以游离态存在
C．氢化物的热稳定性比较：CH4 D．最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸
解析：选A　B项，Si在自然界中没有游离态，错误；C项，稳定性：CH4>SiH4，错误；D项，SiO2不能与水反应，错误。
2．常温下，下列不发生反应的物质是(　　)
①硅与NaOH溶液　②硅与盐酸　③硅与氢氟酸
④二氧化硅与碳酸钠　⑤二氧化硅与NaOH溶液
A．①②　　　B．③④　　　C．②⑤　　　D．②④
解析：选D　①中发生反应Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；Si不与除氢氟酸外的其他酸反应，②不反应，③反应；④中SiO2与Na2CO3反应需要高温，常温下不反应；⑤中发生反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。
题点二　Si的制取
3．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过程中若混有O2，可能引起的后果是_________________________。
(2)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息：
Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反应；
Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4；
Ⅲ.SiH4在空气中自燃。
他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解Ⅰ实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。
①Ⅰ实验发生反应的化学方程式是______________________________________。
②用稀H2SO4溶解Ⅰ实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是_____________________________________________________。
解析：在SiHCl3中，把硅考虑为＋4价，则氢为－1价，氯为－1价，SiHCl3水解时，－1价氢还原水中＋1价的氢，生成氢气。
答案：(1)①SiHCl3＋H2Si＋3HCl
②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl　高温下，H2遇O2发生爆炸
(2)①2Mg＋SiO22MgO＋Si、2Mg＋SiMg2Si
②Mg2Si与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，即发生反应Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O
碳、硅的氧化物　


[教材基础—自热身]
1．结构
SiO2是空间网状立体结构，不存在单个分子；CO2中存在单个CO2分子。
2．物理性质
(1)熔、沸点：SiO2的熔、沸点比CO2的熔、沸点高。
(2)溶解性：CO2可溶于水，SiO2不溶于水。
3．化学性质


二氧化硅
二氧化碳
与水反应
不反应
CO2＋H2OH2CO3
与酸反应
只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
不反应
与碱(NaOH)溶液反应
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)
CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3
与盐反应
如与Na2CO3反应：
SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
如与Ca(ClO)2反应：
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
与碱性氧化物反应
如与CaO反应：
SiO2＋CaOCaSiO3
如与Na2O反应：
CO2＋Na2O===Na2CO3
主要用途
作光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品
制饮料、碳酸盐，干冰用作制冷剂，人工降雨

[知能深化—扫盲点]
提能点(一)　CO2与碱反应产物的定量判断
CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与CO2气体的通入量有关，当CO2通入少量时生成碳酸盐，当CO2通入过量时生成碳酸氢盐；当CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成，因此推断时一定要注意CO2与碱之间量的关系。
以CO2与NaOH溶液反应为例：
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
CO2＋NaOH===NaHCO3
当n(OH－)∶n(CO2)的值不同时产物如下：

[对点练]
1．标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 mol·L－1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑CO、HCO的水解)(　　)
A．1∶1　　　　B．1∶2　　　　C．2∶1　　　　D．1∶3
解析：选B　n(CO2)＝＝0.150 mol，n(NaOH)＝0.200 L×1.00 mol·L－1＝0.200 mol，＝＝，即1<<2，产物为Na2CO3、NaHCO3，设其物质的量分别为x、y，则，解得，所以＝。

提能点(二)　SiO2的特殊性
(1)SiO2是空间网状立体结构，不存在单个分子，这与CO2、SO2、SO3等酸性氧化物的单分子结构不同。
(2)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。
(3)酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2能与HF反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
(4)反应：Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑，不能说明酸性的强弱。
[对点练]
2．下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是(　　)
A．都是共价化合物
B．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨
C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸
D．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应
解析：选C　SiO2和CO2都只含有共价键，均为共价化合物，A项正确；干冰升华吸热，可用于人工降雨，B项正确；SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误；SiO2与强碱溶液反应能生成硅酸盐，CO2与强碱溶液反应能生成碳酸盐或碳酸氢盐，D项正确。
[题点全练—过高考]
题点一　碳的氧化物的性质
1．如何解决好碳排放问题是关系到人类可持续发展的重大课题之一。目前，采用较多的方法是对二氧化碳进行捕集封存和富集再利用。下列与二氧化碳有关的叙述正确的是(　　)
A．CO2是形成酸雨的主要物质
B．CO2导致温室效应，是一种大气污染物
C．CO2(g)＋C(s)2CO(g)　ΔH>0，高温有利于该反应自发进行
D．实验室常用大理石与稀盐酸或稀硫酸反应制取二氧化碳
解析：选C　硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质，A项叙述错误；CO2不属于大气污染物，B项叙述错误；CO2(g)＋C(s)2CO(g)为熵增的吸热反应，当ΔG＝ΔH－TΔS<0时，反应能自发进行，故高温有利于该反应自发进行，C项叙述正确；实验室不能用稀硫酸与大理石反应制取二氧化碳，因为生成的硫酸钙微溶，附着在大理石的表面阻止反应的进行，D项叙述错误。
2．为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如图所示的实验装置。
根据装置回答问题：

(1)A装置的作用是____________。
(2)实验后怎样处理尾气________，发生反应的化学方程式为_______________________________。
(3)若实验时观察到__________________________________________________，
则证明原气体中一定含有一氧化碳。
解析：(1)除去混合气体的CO2时，可先将混合气体通入盛有浓NaOH溶液的洗气瓶中，故A装置的作用是吸收CO2，以排除对下面实验的干扰。(2)CO有毒，故将CO点燃生成CO2才能排放到空气中。(3)CO还原CuO的实验现象是黑色粉末变成红色，故利用这一现象来证明原气体中一定含有CO。
答案：(1)吸收CO2
(2)点燃　2CO＋O22CO2
(3)B中无明显现象，装置C中黑色粉末变成光亮的红色，D中澄清石灰水变浑浊
题点二　二氧化硅的性质
3．(2019·无锡市高三复习练习)下列说法正确的是(　　)
A．SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物
B．不能用SiO2与水反应的方法来制取硅酸，能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化
C．合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
D．HF与SiO2反应，可用于氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
解析：选D　A项，SiO2与HF反应不能生成盐，不属于两性氧化物，错误；B项，瓷坩埚中含SiO2，不能用来加热碱性物质，错误；C项，光导纤维不是新型无机非金属材料，错误。
4．(2019·江苏省天一中学检测)二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是(　　)
①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
②SiO2＋2CSi＋2CO↑
③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
④Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
⑤SiO2＋3CSiC＋2CO↑
a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃
b．反应②中SiO2表现出氧化性
c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性
d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理
e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应
A．ace　　　　B．bde　　　　C．cde　　　　D．ab
硅酸、硅酸盐和无机非金属材料　
解析：选B　通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其中SiO2被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的SiO2制取易挥发的CO2，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此SiO2没有参加氧化还原反应，e判断也正确。

[教材基础—自热身]
1．硅酸

2．硅酸盐
(1)硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。
(2)硅酸盐组成的表示方法
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。
(3)硅酸钠
①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②与酸性较硅酸强的酸反应
a．与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
b．与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。
③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。

3．无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
①常见硅酸盐材料比较

水泥
玻璃
陶瓷
生产原料
石灰石、黏土
纯碱、石灰石、石英
黏土
主要设备
水泥回转窑
玻璃熔炉
陶瓷窑
②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。
(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。
[题点全练—过高考]
题点一　硅酸盐、无机非金属材料
1．下列关于硅酸盐、无机材料的说法正确的是(　　)
A．玻璃是一种晶体，有较高的熔点
B．水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱
C．碳纳米管、氮化硅结构陶瓷等都是新型无机非金属材料
D．普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品
解析：选C　A项，玻璃是混合物，没有固定的熔点，错误；B项，Na2SiO3又叫泡花碱，其水溶液叫做水玻璃，属于盐，错误；D项，玛瑙不属于硅酸盐产品，错误。
2．氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料，属于新型功能性硅酸盐产品，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 ℃时反应获得。
(1)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅及氯化氢，反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)沸石是一种含结晶水的，具有多孔结构的铝硅酸盐，化学式为Na2[Al2Si3O10(H2O)2]，若以氧化物形式可表示为________________________。
(4)盛装氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的原因是：________________________(用离子方程式表示)。
解析：(1)根据氮化硅的组成元素，并依据二氧化硅和氢氟酸的反应可知，反应后生成物应该是SiF4和氨气，反应的化学方程式是Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑。
(2)根据反应物和生成物可知，反应的化学方程式是3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl。
(3)钠的金属性最强排在前面，因此根据该硅酸盐的化学式改写成氧化物形成可表示为Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O。
(4)由于氢氧化钠溶液能和二氧化硅反应生成黏性很强的硅酸钠溶液，从而使玻璃塞和瓶口黏合在一起而不易打开，反应的离子方程式是2OH－＋SiO2===SiO＋H2O。
答案：(1)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑
(2)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl
(3)Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O
(4)2OH－＋SiO2===SiO＋H2O
[规律方法]　硅酸盐改写成氧化物形式的方法
(1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
(2)氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，不同氧化物间以“·”隔开。
(3)当计量数配置出现分数时应化为整数。如长石(KAlSi3O8)不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。
题点二　硅及其化合物的转化
3．(2019·常州高中月考)下列变化中，不能一步实现的是(　　)
A．Na2SiO3―→H2SiO3　　　　 B．H2SiO3―→SiO2
C．SiO2―→H2SiO3 D．SiO2―→Na2SiO3
解析：选C　Na2SiO3H2SiO3；H2SiO3SiO2；SiO2Na2SiO3；SiO2不与H2O反应，故不能一步转化为H2SiO3。
4．如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是(　　)

A．SiO2属于两性氧化物
B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞
C．硅胶吸水后可重复再生
D．图中所示的转化都是氧化还原反应
解析：选C　SiO2是酸性氧化物，A错误；Na2CO3溶液呈碱性，盛放Na2CO3水溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，B错误；题图中有的转化不是氧化还原反应，例如SiO2与NaOH溶液的反应，D错误。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[课堂真题集训—明考向]
1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2018·江苏高考)SiO2熔点高硬度大，故可用于制光导纤维(　　)
(2)(2016·江苏高考)下列转化在一定条件下能够实现：SiO2SiCl4Si(　　)
(3)(2016·江苏高考)向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO3＋2H＋ ===H2SiO3↓＋2Na＋(　　)
(4)(2015·江苏高考)元素碳的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体(　　)
(5)(2016·全国卷Ⅲ)因为HF与SiO2反应，故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记(　　)
(6)(2016·上海高考)用NaOH溶液不能分离氧化铁中混有的二氧化硅(　　)
(7)(2015·安徽高考)SiO2既能和氢氧化钠溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×
2．(2015·江苏高考)以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。

(1)匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO)随时间变化见下图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式为__________________________________；能提高其转化速率的措施有________(填字母)。
A．搅拌浆料　　　　　　　　 B．加热浆料至100 ℃
C．增大氨水浓度 D．减小CO2通入速率

(2)当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为________和________(填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是_______________________。
(3)在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c( Ca2＋)增大的原因是____________________________________________。
解析：(1)向磷石膏粉、氨水浆料中通入CO2，CO2与NH3·H2O 发生反应：CO2＋2NH3·H2O===2NH＋CO＋H2O，CO浓度增大，促进了CaSO4沉淀的转化：CaSO4＋CO===CaCO3＋SO，总反应的离子方程式为CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3＋2NH＋SO＋H2O。
A项，搅拌浆料，可增大反应物的接触面积，加快化学反应速率；B项，加热浆料，由于NH3的挥发，导致NH3·H2O浓度降低，不利于CO的生成，降低了CaSO4的转化速率；C项，增大氨水浓度，有利于提高CO的浓度，从而提高CaSO4的转化速率；D项，减小CO2通入速率，不利于CO的生成，从而降低CaSO4的转化速率。
(2)由图像可知，pH＝6.5时，溶液中的c(Ca2＋)已经很小，此时通入的CO2与溶液中浓度较低的氨水反应生成NH4HCO3，故溶液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO和HCO。过滤得到的CaCO3沉淀上会附着SO、NH、HCO等杂质离子。检验洗涤是否完全时，可取少量最后一次从过滤器中流出的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，检验是否存在SO即可。若不产生白色沉淀，表明沉淀已洗涤完全。
(3)NH4Cl溶液中存在水解平衡：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，温度升高，上述水解平衡右移，c(H＋)增大，导致部分CaCO3溶解。
答案：(1)CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3＋2NH＋SO＋H2O或CaSO4＋CO===CaCO3＋SO　AC
(2)SO　HCO　取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全
(3)浸取液温度上升，溶液中c(H＋)增大，促进固体中Ca2＋浸出
3．(2015·海南高考)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__________、__________。
解析：Z为半导体单质，则Z是Si元素，其氧化物为二氧化硅，可与氢氟酸反应，根据反应的流程图可知，二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si，Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物，则Y的分子式是SiH4，加热分解可得到Si单质。
答案：(1)氢氟酸　SiO2＋4Mg2MgO＋Mg2Si
(2)Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑　
(3)非极性键　极性键