考点25 碳、硅及其化合物、无机非金属材料-备战2025年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义（新教材新高考）

备战2025年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义 考点25 碳、硅及其化合物、无机非金属材料 知识精讲 一．碳及其重要化合物 二．硅及其化合物 三．无机非金属材料 四．无机非金属材料 课后精练 选择题： 20 题 非选择题： 5 题 建议时长： 60 分钟 实际时长： 分钟 一．碳及其重要化合物 碳族元素：碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA族元素，又称碳族元素，其价电子排布式为ns2np2。 碳原子的最外电子层有4个电子，原子结构示意图为 ，其原子既不易失去电子，也不易得到电子，主要形成四价的化合物。 碳是构成有机物的主要元素，在自然界中碳元素既有游离态，又有化合态。 1．碳单质 （1）存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。 金刚石 石墨 C60 空间结构 碳原子的排列方式 正四面体空间网状结构 层状结构，每层为正六边形的平面网状结构。 “足球”形分子，由12个正五边形和20个正六边形排列而成。 物理性质 熔点高，硬度大，不导电 熔点高，硬度小、电的良导体 不导电 用途 制造切割刀具 制造电极、铅笔芯 新型高效的催化剂，气体的贮存。 （2）主要化学性质——还原性 可燃性 2C＋O2(不足)2CO、C＋O2(足量)CO2 与氧化物反应 CO2：C＋CO22CO CuO：2CuO＋C2Cu＋CO2↑(冶炼金属)； SiO2：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制取粗硅)； H2O：C＋H2O(g)CO＋H2(制取水煤气) 与强氧化性酸反应 浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O； 浓HNO3：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 2．碳的氧化物(CO、CO2)的比较 CO CO2 物理性质 无色无味气体、密度比空气小、难溶于水 无色无味气体、密度比空气大、 可溶于水(溶解度小) 毒性 有毒(易结合血红蛋白) 无毒(温室效应) 化学性质 还原性 可燃性（蓝色火焰）、还原氧化铁 无(灭火) 氧化性 — ①与炽热炭反应： C＋CO22CO ②Mg在CO2中燃烧： 2Mg＋CO22MgO＋C 与水反应 — CO2＋H2OH2CO3 与碱反应(澄清石灰水) — Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O (检验CO2) 用途 用作燃料、冶炼金属 灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等 【拓展】检验CO2中是否存在CO的装置及作用 A——除去混合气体中的CO2 B——检验混合气体中CO2是否除尽 C——干燥气体 D——CO还原CuO：CO＋CuOCu＋CO2 E——安全瓶，防倒吸 F——验证CO的氧化产物CO2 G——除去尾气中的CO，防止污染环境 确定混合气体中含有CO的实验现象是：D中的物质由黑色变成光亮的红色，B中无明显现象，F中的澄清石灰水变浑浊。 3．碳酸(H2CO3) 弱酸、不稳定，碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。 4．碳酸的正盐和酸式盐的比较 正盐(CO) 酸式盐(HCO) 溶解性 只有钾、钠、铵盐可溶 一般都可溶 溶解度 一般而言，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2>CaCO3； 可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度Na2CO3>NaHCO3 热稳定性 正盐>酸式盐>碳酸 溶液pH 同温度、同浓度：正盐>酸式盐 相互转化 COHCO 碳酸的酸式盐加适量强碱或固体加热就生成碳酸的正盐；向碳酸的正盐的水溶液通入CO2可转化成酸式盐。 二．硅及其化合物 硅在地壳中的含量仅次于氧，硅元素在自然界中仅以化合态的形式存在，主要以硅酸盐(如地壳中的大多数矿物)和氧化物(如水晶、玛瑙)的形式存在。硅的原子结构示意图为，最外层有4个电子，反应中既不容易得到电子，也不容易失去电子。 （1）单质硅 ①晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔、沸点很高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 ②常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF(氢氟酸)、强碱(如NaOH)溶液反应。 与氟气反应：Si＋2F2===SiF4 与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ 与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 【注意】硅与NaOH溶液的反应本质：还原剂是硅，氧化剂是水，该反应可理解为分两步进行。首先，硅与水反应生成H2SiO3和H2（Si＋3H2O===H2SiO3＋2H2↑）；然后，H2SiO3与NaOH反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 ③加热和高温时，能与O2、Cl2、C等反应。 与O2反应：Si＋O2SiO2 与Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4 与C反应：Si＋CSiC ④硅的工业制法： 制备粗硅：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑（要隔绝空气，在电炉中进行，且生成的是CO而不是CO2） 当碳过量时，继续反应生成SiC：3C＋SiO2(少量)SiC＋2CO↑(SiC的结构和性能与金刚石相似，属于共价晶体)。 粗硅的提纯：Si＋3HClSiHCl3＋H2、SiHCl3＋H2Si＋3HCl 粗硅中含碳等杂质，与氯气反应生成的SiCl4中也含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度的硅。 （2）SiO2的性质 SiO2广泛存在于自然界中，SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，不溶于水，熔点高，硬度大。水晶、玛瑙、沙子、石英的主要成分就是二氧化硅。纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维，制造各种玻璃制品、石英坩埚、饰物和工艺品（石英和玛瑙）。 ①晶体类型：共价晶体。 SiO2晶体的基本结构单元是硅氧四面体，每个Si原子周围结合4个O原子，每个O原子与2个Si原子相结合，许多以Si为中心，O在4个顶点的四面体通过顶点的O相连接而组成立体网状结构的晶体。 二氧化硅晶体中硅原子和氧原于的个数比为1:2，1mol SiO2晶体中约含4NA个Si—O共价键。 ②酸性氧化物：是硅酸的酸酐，难溶于于水。 与NaOH溶液反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O（盛装Na2SiO3、NaOH、Na2CO3等碱性溶液的玻璃试剂瓶应用橡皮塞或软木塞，而不能用磨口玻璃塞） 与碱性氧化物反应：SiO2＋CaOCaSiO3 ③高温下，Na2CO3与SiO2反应制玻璃： Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、 CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 ④与氢氟酸反应(特殊)：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (用氢氟酸刻蚀玻璃、不能用玻璃瓶保存氢氟酸而应用塑料瓶) （3）硅酸 ①硅酸不溶于水（白色胶状沉淀），其酸性比碳酸弱，硅酸不能使紫色石蕊试液变红色。 ②硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。 ③硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 ④硅酸在水中易聚合形成胶体，硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂，也可以用作催化剂的载体。 ⑤硅酸实验室制法：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓（不能直接与水作用制备H2SiO3） 【补充】熟悉几种常见饰品的主要成分：水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3。 （4）硅酸钠(Na2SiO3) ①白色、可溶于水的粉末状固体，俗名泡花碱，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。 ②它能与酸性较硅酸强的酸反应： Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓ Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3（硅酸的酸性比碳酸弱） Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(过量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3 ③用途：制硅酸，黏合剂(矿物胶)，防腐剂，耐火阻燃材料。 （5）硅酸盐的组成 由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。硅酸盐性质稳定，熔点较高，多数难溶于水。 硅酸盐的结构：在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，Si在中心，O在四面体的4个顶角，许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，其结构示意图为。 硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成，例如： 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，但化学式前面的系数不能为分数。 各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。 硅酸钠Na2SiO3表示：Na2O·SiO2 正长石KAlSi3O8表示：K2O·Al2O3·6SiO2 镁橄榄石Mg2SiO4表示：2MgO·SiO2 钾云母(KH2Al3Si3O12)表示：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O 高岭石Al2Si2O5(OH)4表示：Al2O3·2SiO2·2H2O （6）CO2和SiO2的比较 物质 比较项目 二氧化硅(SiO2) 二氧化碳(CO2) 结构 立体网状结构，不存在单个分子 存在单个CO2分子 物理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水 熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水 与水反应 不反应 CO2＋H2OH2CO3 与酸反应 只与氢氟酸反应： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 不反应 与碱反应 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (盛碱液的试剂瓶用橡胶塞) CO2(少量)＋2NaOH===Na2CO3＋H2O CO2(过量)＋NaOH===NaHCO3 与盐反应 与Na2CO3反应： SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ 与Na2SiO3反应： Na2SiO3＋H2O＋CO2(少量)===H2SiO3↓＋Na2CO3 Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(过量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3 与碱性氧化物反应 与CaO反应：SiO2＋CaOCaSiO3 与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3 氧化性 2C＋SiO2Si＋2CO↑ CO2＋C2CO 用途 光导纤维、光学仪器、电子部件 制饮料、制碳酸盐 （7）H2CO3与H2SiO3性质的比较 物质 比较项目 H2CO3 H2SiO3 酸性 均为弱酸，且酸性：H2CO3＞H2SiO3 水溶性 能溶于水 难溶于水 稳定性 不稳定，常温下易分解生成CO2和H2O 受热易分解生成SiO2和H2O 制备 CO2＋H2OH2CO3 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体) 转化关系 Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3(胶体) Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(过量)===H2SiO3(胶体)＋2NaHCO3 四．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。 硅酸盐产品 水泥 玻璃 陶瓷 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 主要原料 石灰石和粘土 纯碱、石灰石、石英(过量) 黏土 反应原理 复杂的物理化学变化 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ 复杂的物理化学变化 主要成分 3CaO·SiO2、2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 —— 特性 水硬性(跟水掺和搅拌后容易凝固变硬) 非晶体，无固定熔点，在一定范围内软化可制成各种形状。 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘 （2）新型无机非金属材料 ①以硅为主体的硅芯片、硅太阳能电池。 ②以二氧化硅为主体的光导纤维。 ③新型陶瓷：新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 高温结构陶瓷(碳化硅、氮化硅)；压电陶瓷(钛酸盐和锆酸盐)；透明陶瓷(氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙)；超导陶瓷等。 材料类型 主要特性 示例 用途 高温结构陶瓷 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 碳化硅、氮化硅与某些金属氧化物等烧结而成 火箭发动机的尾管及燃烧室、汽车发动机、高温电极材料等 压电陶瓷 实现机械能与电能的相互转化 钛酸盐、锆酸盐 滤波器、扬声器、声纳探伤器、点火器等 透明陶瓷 优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙 高压钠灯、激光器、高温探测窗等 超导陶瓷 在某一临界温度下电阻为零 可用于电力、交通、医疗等领域 ④碳纳米材料：一类新型的无机非金属材料，包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 结构特点 应用 富勒烯 由碳原子构成的一系列笼形分子的总称 代表物C60开启了碳纳米材料研究和应用的新时代 碳纳米管 由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径 用于生产复合材料、电池和传感器 石墨烯 只有一个碳原子直径厚度的单层石墨 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面 （3）常见的无机非金属材料、金属材料与复合材料 无机非金属材料 金属材料 复合材料 传统无机非金属材料和新型无机非金属材料(高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷、光导纤维、富勒烯、碳纳米管、石墨烯) 黑色金属材料(钢铁)；有色金属材料(金、银、铜及其合金) 生产生活中的复合材料(玻璃钢：玻璃纤维增强树脂基复合材料、碳纤维：碳纤维增强树脂基复合材料)；航空航天中的复合材料(飞机、火箭：纤维增强金属基复合材料；航天飞机：纤维增强陶瓷基复合材料) 1．下列说法中对应化学式正确的是 A．自然界含量最高的固态二元氧化物： B．芒硝： C．王水中溶质的主要成分：和 D．金刚砂： 2．在指定条件下，下列工业制备流程中涉及的物质转化关系不正确的是 A．生产硝酸： B．海水提镁： C．制取粗硅： D．冶炼生铁： 3．下边是碳元素的价类二维图，有关说法不正确的是 A．a是最简单的有机化合物 B．b在高温下被氧化成e C．d与血红蛋白结合的能力比强 D．将氨气和e通入饱和食盐水中可得到m 4．磁州窑遗址是全国重点文物保护单位，位于邯郸市磁县观台镇和峰峰矿区彭城镇一带，这里古代属磁州，被称为磁州窑。下列说法正确的是 A．传统无机非金属材料“超导陶瓷”可应用于磁悬浮技术 B．烧制红陶需要在氧化气氛中进行，使瓷土中铁元素转化为 C．瓷坩埚耐热性能好，常用于所有高温实验和固体物质的熔化 D．烧制陶瓷的高岭土，主要成分是，属于硅酸盐 5．“挖掘文物价值，讲好中国故事”。下列有关文物的叙述正确的是 A．“良渚古城遗址”出土的良渚陶器制作原料是石灰石、纯碱和二氧化硅 B．“贾湖骨笛”制作材料是鹤类尺骨，它的成分属于有机高分子材料 C．台北故宫的“东坡肉形石”是一块天然玛瑙石，其矿物主要化学成分为 D．“马家窑”出土的铜刀表面的绿色物质，其主要成分是 6．2024年3月初，中国新一代载人登月飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，下列有关说法正确的是 A．发射“梦舟”航天飞船的火箭发动机喷管套筒使用的T800碳纤维属于有机高分子材料 B．“揽月”柔性太阳能板使用了国产新型高纯度二氧化硅，其性质稳定，是优良的光电材料 C．新一代载人登月火箭应用液氧煤油发动机，煤油是烃及其含氧衍生物的混合物 D．“梦舟”上用于电气管路隔热层的纳米二氧化硅不是胶体 7．化学在促进科技进步和方便人类生活等方面均有无可替代的作用。下列说法错误的是 A．我国科学家已实现了“空气变馒头”的技术突破，这有利于“碳中和”的实现 B．精确度为每72亿年仅偏差的“星载铷钟”含铷（）元素，是强碱 C．突破“卡脖子”问题的麒麟9000s芯片中使用的氮化镓是一种优良的导体材料 D．免洗洗手液的使用有利于预防疾病的传染，其成分中的过氧乙酸有强氧化性 8．下列实验现象和结论都正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将SO2通入酸性高锰酸钾溶液 高锰酸钾溶液紫色褪色 SO2具有漂白性 B 向某溶液中滴加KSCN溶液 溶液显红色 原溶液中有Fe3+ C 将稀盐酸滴入碳酸钠溶液中产生的气体直接通入硅酸钠溶液 有白色沉淀生成 证明非金属性 Cl > C > Si D 滴加稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无NH A．A B．B C．C D．D 9．神舟十六号载人飞船展示了中国航天事业的强大实力和技术水平。下列叙述错误的是 A．空间站的砷化镓太阳能电池是将化学能转化为电能 B．飞船使用的隔热层属于新型无机非金属材料 C．空间站存储器所用的材料石墨烯与互为同素异形体 D．飞船核心器件之一的石英晶体属于共价晶体 10．氮化硅可用作耐高温、耐腐蚀材料。由石英砂和原料气(含和少量)制备(粗硅中含的单质及化合物，高温氮化时杂质未参加反应)的一种工艺流程如图所示。 下列叙述正确的是 A．“还原”时焦炭主要被氧化为 B．“高温氮化”时作还原剂 C． “操作X”可将原料气通过灼热的铜粉 D． “酸洗”时，“稀酸Y”选用稀硫酸 11．元素化合物知识在生产、生活中有广泛应用。下列说法正确的是 A．工业上利用碳还原二氧化硅制备粗硅，说明碳的非金属性比硅强 B．热的碳酸钠溶液可用于除油污，说明碳酸钠属于碱 C．常温下，铁遇到浓硝酸钝化，但可与稀硝酸反应，说明稀硝酸氧化性更强 D．二氧化硫能使品红溶液褪色，说明二氧化硫具有漂白性 12．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述不正确的是 A．X2YW3可用于制备木材防火剂 B．离子半径关系：r(Z)>r(W)>r(X) C．W的简单氢化物稳定性比Y的简单氢化物稳定性高 D．化合物M中W不都满足8电子稳定结构 13．氧化铍是一种核反应器燃料基体和减速剂，还可用作有机反应催化剂，其化学性质与相似。以绿柱石(主要成分为，还有少量含铁化合物)为原料制备氧化铍的工业流程如下。下列说法错误的是 A．“滤渣1”的主要成分为 B．“转化”时做氧化剂 C．“调pH”的目的是除去和 D．“试剂M”可以选用氨水或NaOH溶液 14．巴黎奥运赛场上中国制造的体育器材，成为不容忽视的“中国力量”。下列说法错误的是 A．乒乓球台表面用高分子特殊处理，让球台的摩擦、弹跳效果更佳，高分子是一种有机化合物 B．首次推出的可实时采集运动员运动信息的智能芯片技术，其材料离不开硅单质 C．摔跤运动垫面层应用了纳米防污抗菌涂层技术，这种涂层颗粒是纳米级别的，属于胶体 D．自行车采用T1100碳纤维材料打造，车架仅有1150克，这是一种复合材料 15．下列物质(或物质的饱和溶液)之间通过一步反应能实现如图所示转化关系，且与表中条件也匹配的是 选项 X Y Z 箭头上为反应条件或试剂 A Fe FeCl2 FeCl3 ①通入少量Cl2 B Na2CO3 NaCl NaHCO3 ③先通NH3、再通CO2 C Na NaOH NaCl ②电解饱和食盐水 D Si Na2SiO3 H2SiO3 ②加热 A．A B．B C．C D．D 16．高纯度单晶硅可以按下列方法进行制备：，下列说法错误的是 A．中有的键 B．反应②和反应③过程若均反应完全，则转移的电子数目相同 C．二氧化硅既能与氢氟酸反应又能与氢氧化钠反应，是两性氧化物 D．硅酸盐中，四面体如下图(a)，图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，Si与O的原子数之比为1：3 17．下列装置能达到预期目的的是 A．制备 B．熔融纯碱 C．除去中的 D．制备并收集 18．宏观辩识与微观探析是化学学科核心素养之一，下列化学变化对应的离子方程式正确的是 A．少量通入到NaClO溶液中： B．向含氯化铁的氯化镁溶液中加入氧化镁： C．用氢氟酸生产磨砂玻璃的反应： D．向溶液加入适量溶液至恰好完全沉淀： 19．工业上制备高纯硅，一般需要先制得98％左右的粗硅，再以粗硅为原料制备高纯硅，工艺流程如下；工业上还以粗硅为原料采用熔融盐电解法制取甲硅烷()，电解装置如图所示： 下列有关说法正确的是 A．制备粗硅的化学方程式： B．制备高纯硅的工艺中可循环使用的物质只有HCl C．阴极发生的电极反应： D．、Si、都属于共价晶体 20．陶瓷是以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成。唐三彩是我国古代陶瓷中的艺术瑰宝，利用X射线衍射实验测得某“唐三彩陶瓷残片”和“现代陶瓷碎片”的釉料中部分成分及含量数据如下表所示。下列说法错误的是 唐三彩陶瓷残片 28.05 0.34 10.81 0.08 46.56 现代陶瓷碎片 29.74 0.40 4.22 0.05 51.42 A．现代陶瓷是一种耐高温、耐腐蚀的金属材料 B．唐三彩烧制过程中发生了复杂的物理和化学变化 C．X射线衍射实验可用于鉴定陶瓷类文物的真伪 D．唐三彩的绚丽色彩与釉料的组成及各组分的含量有关 21．沸石分子筛可用于气体、重金属离子的吸附或去除。工业上以粉煤灰（主要含和，还含有少量和有机物）为原料制取某种沸石分子筛的过程如下： 已知：粉煤灰中的硅、铝化合物煅烧时不发生反应，且难溶于酸。 (1)将粉煤灰在空气中煅烧的目的是 。 (2)“酸浸”的操作是向“煅烧”后的固体混合物中加入足量的盐酸，充分搅拌后过滤．检验“酸浸”操作是否达到目的的方法是 。 (3)“碱熔”时，将“酸浸”后所得滤渣与固体在高温下混合熔融，可生成易溶于水的和．“水热合成”时，加入水和一定量的和溶液，在条件下反应一段时间，可以得到晶体．写出“水热合成”时反应的化学方程式： 。 (4)沸石分子筛的结构为相邻的硅氧四面体和铝氧四面体相互连接形成的笼状结构，沸石分子筛的结构示意图及部分平面结构分别如图-1、图-2所示。沸石分子筛中存在一定大小的空隙，其中的可与其他阳离子发生交换． ①沸石分子筛可以用于去除废水中和，原理是 ； ②沸石分子筛对去除率随溶液的关系如图-3所示。越大，去除率越高的原因是 。 22．二氯二氢硅(SiH2Cl2)常作于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒,与水接触易水解，沸点8.2℃。在铜催化作用下，HCl 与硅在250-260℃反应可以制得SiH2Cl2. (1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A 装置制取HCl，利用了浓硫酸的 性。 (2)D 装置中生成 二氯二氢硅的化学方程式为 。 (3)按照气体从左到右方向，制取SiH2Cl2的装置连接次序为a→ → →f→g→ → → → (填仪器接口的字母,其中装置C 用到2 次).其中装置B 的作用是 ；前面装置C 中装的药品为 ，后面装置C的作用为 。 (4)新的制取SiH2Cl2方法是: 往硅粉中先通入Cl2在300-350℃反应生成SiCl4，然后再与HCl 在250-260℃反应，可以大大提高产率。如果通入气体次序相反，产率会降低，其原因是 (用化学方程式表示). 23．铬酸铅俗称铬黄，是一种难溶于水的黄色固体，也是一种重要的黄色颜料，常用作橡胶、油墨、水彩、色纸等的着色剂。工业上用草酸泥渣(主要含草酸铅、硫酸铅)和铬矿渣(主要成分为Cr2O3，含有少量的SiO2、Fe2O3、Al2O3)为原料制备铬酸铅，实现资源的回收再利用，其流程如下： 回答下列问题： (1)将铬矿渣“粉碎”的目的是 。 (2)“滤渣Ⅱ”的主要成分是 (填化学式)。 (3)“氧化焙烧”时，Cr2O3被氧化的反应的化学方程式为 。 (4)“一系列操作”包括 、粉碎。 (5)为了使产品更纯，需将“含Na2Cr2O7、Na2SO4的溶液”分离提纯，依据如图所示的溶解度信息，“含Na2Cr2O7、Na2SO4的溶液”分离提纯的操作是 。分离提纯后得到的固体的化学式为 。 (6)“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为氧化铅(PbO)，流程中加入碳酸钠的量为理论值的1.5倍，已知草酸泥渣中硫酸铅的含量为20.2%，则加入碳酸钠与草酸泥渣的质量之比为 。 24．某兴趣小组设计实验探究催化空气氧化CO的效率。回答下列问题： 步骤Ⅰ制备CO 在通风橱中用下图装置制备CO(加热及夹持装置省略)，反应方程式： (1)装置A中盛放浓硫酸的仪器的名称是 。 (2)从B、C、D中选择合适的装置收集CO，正确的接口连接顺序为 。 a→_____→_____→_____→_____→h(每空填一个接口标号)。 步骤Ⅱ检验CO 将CO通入新制银氨溶液中，有黑色沉淀生成并有刺激性气体产生。 (3)该反应的化学方程式为 。 步骤Ⅲ探究催化空气氧化CO的效率 将一定量CO与空气混合，得到CO体积分数为1％的气体样品。使用下图装置(部分加热及夹持装置省略)，调节管式炉温度至120℃，按一定流速通入气体样品。 已知：是白色固体，易吸水潮解； (4)通入(已折算为标况)的气体样品后，继续向装置内通入一段时间氮气，最终测得U形管内生成了。 ①能证明CO被空气氧化的现象是 ； ②CO被催化氧化的百分率为 ； ③若未通入氮气，②的结果将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (5)探究气体与催化剂接触时间长短对催化氧化效率的影响时，采用 方法可以缩短接触时长。 (6)步骤Ⅲ装置存在的不足之处是 。 25．吹沙填海是在填海点的周围用吹沙的方式堆沙造地。海水流出目标圈外，沙留在圈内，渐渐地圈内的海面就被不断吹进的沙填成了陆地，再用强夯机压实松土。高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业的基础材料。制备高纯硅的主要工艺流程如图所示： 已知：SiHCl3极易水解，反应过程中会产生氢气。 回答下列问题： (1)二氧化硅和硅酸盐是构成地壳中大部分岩石、沙子和土壤的主要微粒，SiO2的晶体类型为 ，其属于 (填“酸性”或“碱性”)氧化物。化学上常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，例如青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x]可表示为 。 (2)在硅酸盐中，SiO四面体(图甲为其俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成链状、环状等多种结构。如图乙所示为一种无限长单链结构的多硅酸根的一部分，其中Si原子的杂化方式为 ，该多硅酸根的最简式为 。 (3)工业上用纯净石英砂与C在高温下发生反应制造的粗硅中往往含有SiC，若粗硅中Si和SiC的物质的量之比为2∶1，则①的化学方程式为 。 (4)流程③提纯SiHCl3的操作名称为 。以上①~⑤的流程中，包含置换反应的是 (填序号)。整个操作流程都需隔绝空气，原因是 、 (答出两条即可)。 (5)神舟十四号飞船成功发射标志着我国航天事业再上新台阶。氮化硼陶瓷基复合材料电推进系统及以SiC单晶制作器件，在航空航天特殊环境下具有广泛的应用前景。科学家用金属钠、四氯化碳和四氯化硅制得了SiC纳米棒，反应的化学方程式为 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 备战2025年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义 考点25 碳、硅及其化合物、无机非金属材料 知识精讲 一．碳及其重要化合物 二．硅及其化合物 三．无机非金属材料 四．无机非金属材料 课后精练 选择题： 20 题 非选择题： 5 题 建议时长： 60 分钟 实际时长： 分钟 一．碳及其重要化合物 碳族元素：碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA族元素，又称碳族元素，其价电子排布式为ns2np2。 碳原子的最外电子层有4个电子，原子结构示意图为 ，其原子既不易失去电子，也不易得到电子，主要形成四价的化合物。 碳是构成有机物的主要元素，在自然界中碳元素既有游离态，又有化合态。 1．碳单质 （1）存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。 金刚石 石墨 C60 空间结构 碳原子的排列方式 正四面体空间网状结构 层状结构，每层为正六边形的平面网状结构。 “足球”形分子，由12个正五边形和20个正六边形排列而成。 物理性质 熔点高，硬度大，不导电 熔点高，硬度小、电的良导体 不导电 用途 制造切割刀具 制造电极、铅笔芯 新型高效的催化剂，气体的贮存。 （2）主要化学性质——还原性 可燃性 2C＋O2(不足)2CO、C＋O2(足量)CO2 与氧化物反应 CO2：C＋CO22CO CuO：2CuO＋C2Cu＋CO2↑(冶炼金属)； SiO2：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制取粗硅)； H2O：C＋H2O(g)CO＋H2(制取水煤气) 与强氧化性酸反应 浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O； 浓HNO3：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 2．碳的氧化物(CO、CO2)的比较 CO CO2 物理性质 无色无味气体、密度比空气小、难溶于水 无色无味气体、密度比空气大、 可溶于水(溶解度小) 毒性 有毒(易结合血红蛋白) 无毒(温室效应) 化学性质 还原性 可燃性（蓝色火焰）、还原氧化铁 无(灭火) 氧化性 — ①与炽热炭反应： C＋CO22CO ②Mg在CO2中燃烧： 2Mg＋CO22MgO＋C 与水反应 — CO2＋H2OH2CO3 与碱反应(澄清石灰水) — Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O (检验CO2) 用途 用作燃料、冶炼金属 灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等 【拓展】检验CO2中是否存在CO的装置及作用 A——除去混合气体中的CO2 B——检验混合气体中CO2是否除尽 C——干燥气体 D——CO还原CuO：CO＋CuOCu＋CO2 E——安全瓶，防倒吸 F——验证CO的氧化产物CO2 G——除去尾气中的CO，防止污染环境 确定混合气体中含有CO的实验现象是：D中的物质由黑色变成光亮的红色，B中无明显现象，F中的澄清石灰水变浑浊。 3．碳酸(H2CO3) 弱酸、不稳定，碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。 4．碳酸的正盐和酸式盐的比较 正盐(CO) 酸式盐(HCO) 溶解性 只有钾、钠、铵盐可溶 一般都可溶 溶解度 一般而言，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2>CaCO3； 可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度Na2CO3>NaHCO3 热稳定性 正盐>酸式盐>碳酸 溶液pH 同温度、同浓度：正盐>酸式盐 相互转化 COHCO 碳酸的酸式盐加适量强碱或固体加热就生成碳酸的正盐；向碳酸的正盐的水溶液通入CO2可转化成酸式盐。 二．硅及其化合物 硅在地壳中的含量仅次于氧，硅元素在自然界中仅以化合态的形式存在，主要以硅酸盐(如地壳中的大多数矿物)和氧化物(如水晶、玛瑙)的形式存在。硅的原子结构示意图为，最外层有4个电子，反应中既不容易得到电子，也不容易失去电子。 （1）单质硅 ①晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔、沸点很高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 ②常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF(氢氟酸)、强碱(如NaOH)溶液反应。 与氟气反应：Si＋2F2===SiF4 与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ 与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 【注意】硅与NaOH溶液的反应本质：还原剂是硅，氧化剂是水，该反应可理解为分两步进行。首先，硅与水反应生成H2SiO3和H2（Si＋3H2O===H2SiO3＋2H2↑）；然后，H2SiO3与NaOH反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 ③加热和高温时，能与O2、Cl2、C等反应。 与O2反应：Si＋O2SiO2 与Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4 与C反应：Si＋CSiC ④硅的工业制法： 制备粗硅：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑（要隔绝空气，在电炉中进行，且生成的是CO而不是CO2） 当碳过量时，继续反应生成SiC：3C＋SiO2(少量)SiC＋2CO↑(SiC的结构和性能与金刚石相似，属于共价晶体)。 粗硅的提纯：Si＋3HClSiHCl3＋H2、SiHCl3＋H2Si＋3HCl 粗硅中含碳等杂质，与氯气反应生成的SiCl4中也含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度的硅。 （2）SiO2的性质 SiO2广泛存在于自然界中，SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，不溶于水，熔点高，硬度大。水晶、玛瑙、沙子、石英的主要成分就是二氧化硅。纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维，制造各种玻璃制品、石英坩埚、饰物和工艺品（石英和玛瑙）。 ①晶体类型：共价晶体。 SiO2晶体的基本结构单元是硅氧四面体，每个Si原子周围结合4个O原子，每个O原子与2个Si原子相结合，许多以Si为中心，O在4个顶点的四面体通过顶点的O相连接而组成立体网状结构的晶体。 二氧化硅晶体中硅原子和氧原于的个数比为1:2，1mol SiO2晶体中约含4NA个Si—O共价键。 ②酸性氧化物：是硅酸的酸酐，难溶于于水。 与NaOH溶液反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O（盛装Na2SiO3、NaOH、Na2CO3等碱性溶液的玻璃试剂瓶应用橡皮塞或软木塞，而不能用磨口玻璃塞） 与碱性氧化物反应：SiO2＋CaOCaSiO3 ③高温下，Na2CO3与SiO2反应制玻璃： Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、 CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 ④与氢氟酸反应(特殊)：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (用氢氟酸刻蚀玻璃、不能用玻璃瓶保存氢氟酸而应用塑料瓶) （3）硅酸 ①硅酸不溶于水（白色胶状沉淀），其酸性比碳酸弱，硅酸不能使紫色石蕊试液变红色。 ②硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。 ③硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 ④硅酸在水中易聚合形成胶体，硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂，也可以用作催化剂的载体。 ⑤硅酸实验室制法：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓（不能直接与水作用制备H2SiO3） 【补充】熟悉几种常见饰品的主要成分：水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3。 （4）硅酸钠(Na2SiO3) ①白色、可溶于水的粉末状固体，俗名泡花碱，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。 ②它能与酸性较硅酸强的酸反应： Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓ Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3（硅酸的酸性比碳酸弱） Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(过量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3 ③用途：制硅酸，黏合剂(矿物胶)，防腐剂，耐火阻燃材料。 （5）硅酸盐的组成 由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。硅酸盐性质稳定，熔点较高，多数难溶于水。 硅酸盐的结构：在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，Si在中心，O在四面体的4个顶角，许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，其结构示意图为。 硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成，例如： 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，但化学式前面的系数不能为分数。 各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。 硅酸钠Na2SiO3表示：Na2O·SiO2 正长石KAlSi3O8表示：K2O·Al2O3·6SiO2 镁橄榄石Mg2SiO4表示：2MgO·SiO2 钾云母(KH2Al3Si3O12)表示：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O 高岭石Al2Si2O5(OH)4表示：Al2O3·2SiO2·2H2O （6）CO2和SiO2的比较 物质 比较项目 二氧化硅(SiO2) 二氧化碳(CO2) 结构 立体网状结构，不存在单个分子 存在单个CO2分子 物理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水 熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水 与水反应 不反应 CO2＋H2OH2CO3 与酸反应 只与氢氟酸反应： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 不反应 与碱反应 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (盛碱液的试剂瓶用橡胶塞) CO2(少量)＋2NaOH===Na2CO3＋H2O CO2(过量)＋NaOH===NaHCO3 与盐反应 与Na2CO3反应： SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ 与Na2SiO3反应： Na2SiO3＋H2O＋CO2(少量)===H2SiO3↓＋Na2CO3 Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(过量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3 与碱性氧化物反应 与CaO反应：SiO2＋CaOCaSiO3 与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3 氧化性 2C＋SiO2Si＋2CO↑ CO2＋C2CO 用途 光导纤维、光学仪器、电子部件 制饮料、制碳酸盐 （7）H2CO3与H2SiO3性质的比较 物质 比较项目 H2CO3 H2SiO3 酸性 均为弱酸，且酸性：H2CO3＞H2SiO3 水溶性 能溶于水 难溶于水 稳定性 不稳定，常温下易分解生成CO2和H2O 受热易分解生成SiO2和H2O 制备 CO2＋H2OH2CO3 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体) 转化关系 Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3(胶体) Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(过量)===H2SiO3(胶体)＋2NaHCO3 四．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。 硅酸盐产品 水泥 玻璃 陶瓷 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 主要原料 石灰石和粘土 纯碱、石灰石、石英(过量) 黏土 反应原理 复杂的物理化学变化 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ 复杂的物理化学变化 主要成分 3CaO·SiO2、2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 —— 特性 水硬性(跟水掺和搅拌后容易凝固变硬) 非晶体，无固定熔点，在一定范围内软化可制成各种形状。 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘 （2）新型无机非金属材料 ①以硅为主体的硅芯片、硅太阳能电池。 ②以二氧化硅为主体的光导纤维。 ③新型陶瓷：新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 高温结构陶瓷(碳化硅、氮化硅)；压电陶瓷(钛酸盐和锆酸盐)；透明陶瓷(氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙)；超导陶瓷等。 材料类型 主要特性 示例 用途 高温结构陶瓷 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 碳化硅、氮化硅与某些金属氧化物等烧结而成 火箭发动机的尾管及燃烧室、汽车发动机、高温电极材料等 压电陶瓷 实现机械能与电能的相互转化 钛酸盐、锆酸盐 滤波器、扬声器、声纳探伤器、点火器等 透明陶瓷 优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙 高压钠灯、激光器、高温探测窗等 超导陶瓷 在某一临界温度下电阻为零 可用于电力、交通、医疗等领域 ④碳纳米材料：一类新型的无机非金属材料，包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 结构特点 应用 富勒烯 由碳原子构成的一系列笼形分子的总称 代表物C60开启了碳纳米材料研究和应用的新时代 碳纳米管 由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径 用于生产复合材料、电池和传感器 石墨烯 只有一个碳原子直径厚度的单层石墨 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面 （3）常见的无机非金属材料、金属材料与复合材料 无机非金属材料 金属材料 复合材料 传统无机非金属材料和新型无机非金属材料(高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷、光导纤维、富勒烯、碳纳米管、石墨烯) 黑色金属材料(钢铁)；有色金属材料(金、银、铜及其合金) 生产生活中的复合材料(玻璃钢：玻璃纤维增强树脂基复合材料、碳纤维：碳纤维增强树脂基复合材料)；航空航天中的复合材料(飞机、火箭：纤维增强金属基复合材料；航天飞机：纤维增强陶瓷基复合材料) 1．下列说法中对应化学式正确的是 A．自然界含量最高的固态二元氧化物： B．芒硝： C．王水中溶质的主要成分：和 D．金刚砂： 【答案】D 【详解】A．自然界含量最高的固态二元氧化物：，故A错误； B．芒硝：，故B错误； C．王水中溶质的主要成分：浓硝酸和浓盐酸，故C错误； D．金刚砂的化学成分为，故D正确； 故选：D。 2．在指定条件下，下列工业制备流程中涉及的物质转化关系不正确的是 A．生产硝酸： B．海水提镁： C．制取粗硅： D．冶炼生铁： 【答案】B 【详解】A．NO2和O2混合后通入H2O中可以得到硝酸，物质转化关系正确，A正确； B．单质镁是需要电解熔融的氯化镁得到的，电解氯化镁溶液，阳极产生氯气，阴极得到氢氧化镁，B错误； C．工业制高纯硅的第一步是由SiO2和C在高温下发生反应得Si(粗硅)和CO，转化关系正确，C正确； D．高温下用CO还原氧化铁得到铁单质，可以冶炼生铁，物质转化关系正确，D正确； 故选B。 3．下边是碳元素的价类二维图，有关说法不正确的是 A．a是最简单的有机化合物 B．b在高温下被氧化成e C．d与血红蛋白结合的能力比强 D．将氨气和e通入饱和食盐水中可得到m 【答案】B 【详解】A．化合价为-4价的碳元素氢化物为CH4，是最简单的有机化合物，A正确； B．b是单质C，e是CO2，C在高温下被SiO2氧化成CO，不是CO2，B错误； C．d为CO，CO与血红蛋白结合的能力比O2强，C正确； D．e是CO2，将氨气和CO2通入饱和食盐水反应生成NH4Cl和NaHCO3，则可得到碳元素化合价为+4价的盐m：NaHCO3，D正确； 故选B。 4．磁州窑遗址是全国重点文物保护单位，位于邯郸市磁县观台镇和峰峰矿区彭城镇一带，这里古代属磁州，被称为磁州窑。下列说法正确的是 A．传统无机非金属材料“超导陶瓷”可应用于磁悬浮技术 B．烧制红陶需要在氧化气氛中进行，使瓷土中铁元素转化为 C．瓷坩埚耐热性能好，常用于所有高温实验和固体物质的熔化 D．烧制陶瓷的高岭土，主要成分是，属于硅酸盐 【答案】D 【详解】A．“超导陶瓷”可应用于磁悬浮技术，属于新型无机非金属材料，A项错误； B．是黑色的，不能得到红陶，B项错误； C．瓷坩埚不能用于碱性固体物质的熔化，C项错误； D．烧制陶瓷的高岭土，主要成分是，属于硅酸盐，D项正确； 本题选D。 5．“挖掘文物价值，讲好中国故事”。下列有关文物的叙述正确的是 A．“良渚古城遗址”出土的良渚陶器制作原料是石灰石、纯碱和二氧化硅 B．“贾湖骨笛”制作材料是鹤类尺骨，它的成分属于有机高分子材料 C．台北故宫的“东坡肉形石”是一块天然玛瑙石，其矿物主要化学成分为 D．“马家窑”出土的铜刀表面的绿色物质，其主要成分是 【答案】C 【详解】A．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，所以良渚陶器的主要原料是黏土，故A错误； B．羟基磷酸钙不含碳元素，不是有机物，故B错误； C．玛瑙是一种宝石，其主要成分是，故C正确； D．铜刀表面的绿色物质是铜锈，主要成分是Cu2(OH)2CO3，故D错误； 故选C。 6．2024年3月初，中国新一代载人登月飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，下列有关说法正确的是 A．发射“梦舟”航天飞船的火箭发动机喷管套筒使用的T800碳纤维属于有机高分子材料 B．“揽月”柔性太阳能板使用了国产新型高纯度二氧化硅，其性质稳定，是优良的光电材料 C．新一代载人登月火箭应用液氧煤油发动机，煤油是烃及其含氧衍生物的混合物 D．“梦舟”上用于电气管路隔热层的纳米二氧化硅不是胶体 【答案】D 【详解】A．碳纤维属于新型无机非金属材料，不属于有机高分子材料，A错误； B．太阳能板使用的是晶体硅，不是二氧化硅，B错误； C．煤油是烃类混合物，不包括含氧衍生物，C错误； D．胶体是分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系，纳米二氧化硅是纯净物，不是分散系，因此纳米二氧化硅不属于胶体，D正确； 故选D。 7．化学在促进科技进步和方便人类生活等方面均有无可替代的作用。下列说法错误的是 A．我国科学家已实现了“空气变馒头”的技术突破，这有利于“碳中和”的实现 B．精确度为每72亿年仅偏差的“星载铷钟”含铷（）元素，是强碱 C．突破“卡脖子”问题的麒麟9000s芯片中使用的氮化镓是一种优良的导体材料 D．免洗洗手液的使用有利于预防疾病的传染，其成分中的过氧乙酸有强氧化性 【答案】C 【详解】A．“空气变馒头”的核心是将空气中的转化为淀粉，大大减少的排放，A项正确； B．铷是第五周期第IA族元素，从上到下，金属性增强，碱性增强，故是强碱，B项正确； C．芯片的基本材料为半导体，所以氮化镓是半导体材料，不是导体，C项错误； D．过氧乙酸中含有过氧键，因此具有强氧化性，D项正确； 答案选C。 8．下列实验现象和结论都正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将SO2通入酸性高锰酸钾溶液 高锰酸钾溶液紫色褪色 SO2具有漂白性 B 向某溶液中滴加KSCN溶液 溶液显红色 原溶液中有Fe3+ C 将稀盐酸滴入碳酸钠溶液中产生的气体直接通入硅酸钠溶液 有白色沉淀生成 证明非金属性 Cl > C > Si D 滴加稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无NH A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．SO2通入酸性高锰酸钾溶液因发生氧化还原反应而使其褪色，体现SO2的还原性，SO2的漂白原理为化合型漂白，A项错误； B．Fe3+遇到SCN-反应形成血红色溶液，实验室常用此方法检验Fe3+，B项正确； C．盐酸挥发出的HCl随气体进入硅酸钠溶液也能产生硅酸沉淀，无法证明C、Si的非金属性强弱关系，且盐酸不是Cl的最高价氧化酸，也无法比较Cl和C的非金属性强弱，C项错误； D．NH3极易溶于水，所以检验NH需要加浓NaOH溶液并加热使之逸出，D项错误； 答案选B。 9．神舟十六号载人飞船展示了中国航天事业的强大实力和技术水平。下列叙述错误的是 A．空间站的砷化镓太阳能电池是将化学能转化为电能 B．飞船使用的隔热层属于新型无机非金属材料 C．空间站存储器所用的材料石墨烯与互为同素异形体 D．飞船核心器件之一的石英晶体属于共价晶体 【答案】A 【详解】A．砷化镓太阳能电池能将太阳能转化成电能，故A错误； B．属于高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料，故B正确； C．石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，是由60个碳原子组成的空心球状分子，石墨烯、是碳元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，故C正确； D．石英晶体即晶体属于共价晶体，故D正确； 故选A。 10．氮化硅可用作耐高温、耐腐蚀材料。由石英砂和原料气(含和少量)制备(粗硅中含的单质及化合物，高温氮化时杂质未参加反应)的一种工艺流程如图所示。 下列叙述正确的是 A．“还原”时焦炭主要被氧化为 B．“高温氮化”时作还原剂 C． “操作X”可将原料气通过灼热的铜粉 D． “酸洗”时，“稀酸Y”选用稀硫酸 【答案】C 【分析】用石英砂（粗硅中含少量的单质及化合物）和原料气（含和少量）制备的操作流程，石英砂为，与焦炭在高温下发生反应，粗硅与氮气反应生成，再用稀酸Y进行酸洗，除去铁、铜，得到纯净的产物，据此回答。 【详解】A．由分析知，“还原”时焦炭主要被氧化为，A错误； B．“高温氮化”时的化合价降低，作氧化剂，B错误； C．原料气中含有和少量的，氧气能与反应生成CuO，不与反应，操作X可将原料气通过灼热的铜粉得到纯净氮气，C正确； D．粗硅中含有少量，即中含有少量，与稀硝酸反应，得到可溶于水的和，稀硝酸可以除去中，由于不溶于稀硫酸，故不能用稀硫酸，D错误； 故选C。 11．元素化合物知识在生产、生活中有广泛应用。下列说法正确的是 A．工业上利用碳还原二氧化硅制备粗硅，说明碳的非金属性比硅强 B．热的碳酸钠溶液可用于除油污，说明碳酸钠属于碱 C．常温下，铁遇到浓硝酸钝化，但可与稀硝酸反应，说明稀硝酸氧化性更强 D．二氧化硫能使品红溶液褪色，说明二氧化硫具有漂白性 【答案】D 【详解】A．元素的非金属性对应得电子能力，碳还原二氧化硅表现出的还原性对应失电子能力，二者不同，A错误； B．碳酸钠是碳酸盐不属于碱，B错误； C．铁遇到浓硝酸钝化是发生氧化还原反应生成了致密的氧化膜，不能证明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强，C错误； D．二氧化硫能使品红溶液褪色，说明二氧化硫具有漂白性，D正确。 答案选D。 12．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述不正确的是 A．X2YW3可用于制备木材防火剂 B．离子半径关系：r(Z)>r(W)>r(X) C．W的简单氢化物稳定性比Y的简单氢化物稳定性高 D．化合物M中W不都满足8电子稳定结构 【答案】D 【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则X为Na；由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构可知，Y形成四个共价键，说明Y为Si，W形成2个共价键，W为O，W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，Z的最外层电子数为7，Z为Cl，据此解答 【详解】A．硅酸钠既不燃烧也不支持燃烧，所以Na2SiO3可用于制备木材防火剂，A正确； B．W为O，X为Na、Z为Cl，其简单离子分别为O2-、Na+、Cl-，则离子半径关系：r(Cl-)>r(O2-)>r(Na+)，B正确； C．W为O、Y为Si，非金属性：O>Si，则O的简单氢化物稳定性比Si的简单氢化物稳定性高，C正确； D．该结构中O或形成两个共价键，或得到1个电子又形成一个单键，都满足8电子稳定结构，D错误； 故选D。 13．氧化铍是一种核反应器燃料基体和减速剂，还可用作有机反应催化剂，其化学性质与相似。以绿柱石(主要成分为，还有少量含铁化合物)为原料制备氧化铍的工业流程如下。下列说法错误的是 A．“滤渣1”的主要成分为 B．“转化”时做氧化剂 C．“调pH”的目的是除去和 D．“试剂M”可以选用氨水或NaOH溶液 【答案】D 【分析】酸浸时，得到（可能有）、、，成为滤渣1，做氧化剂，把氧化为，加入碳酸钙调pH的目的是除去和，得到氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，加入氨水得到氢氧化铍，除杂煅烧得到氧化铍。 【详解】A．根据分析知，“滤渣1”的主要成分为，A正确； B．做氧化剂，把氧化为，B正确； C．加入碳酸钙调pH的目的是除去和，得到氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，C正确； D．氧化铍化学性质与相似，过量的NaOH溶液与氧化铍反应，降低了产率，D错误； 故选D。 14．巴黎奥运赛场上中国制造的体育器材，成为不容忽视的“中国力量”。下列说法错误的是 A．乒乓球台表面用高分子特殊处理，让球台的摩擦、弹跳效果更佳，高分子是一种有机化合物 B．首次推出的可实时采集运动员运动信息的智能芯片技术，其材料离不开硅单质 C．摔跤运动垫面层应用了纳米防污抗菌涂层技术，这种涂层颗粒是纳米级别的，属于胶体 D．自行车采用T1100碳纤维材料打造，车架仅有1150克，这是一种复合材料 【答案】C 【详解】A．乒乓球台表面材质主要是高密度弹性板，属于有机高分子材料，故A正确； B．体Si的导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体采用，芯片的主要成分是单质硅，故B正确； C．纳米颗粒是纯净物，不是分散系，不是胶体，故C错误； D．碳纤维复合材料是一种由有机纤维经过一系列热处理转化而成的无机高性能纤维，其含碳量高于90%，故D正确； 故答案选C。 15．下列物质(或物质的饱和溶液)之间通过一步反应能实现如图所示转化关系，且与表中条件也匹配的是 选项 X Y Z 箭头上为反应条件或试剂 A Fe FeCl2 FeCl3 ①通入少量Cl2 B Na2CO3 NaCl NaHCO3 ③先通NH3、再通CO2 C Na NaOH NaCl ②电解饱和食盐水 D Si Na2SiO3 H2SiO3 ②加热 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．Cl2的氧化性强，Fe与Cl2反应产生FeCl3，不是FeCl2，不能通过一步反应实现物质之间的转化，A不符合题意； B．Na2CO3与HCl反应产生NaCl，向NaCl溶液中通入NH3、CO2反应产生NaHCO3，NaHCO3受热分解产生Na2CO3；NaHCO3与HCl反应产生NaCl，因此能通过一步反应实现物质之间的转化，B符合题意； C．电解饱和NaCl溶液反应产生NaOH，而不能反应产生Na，应该电解熔融NaCl制取金属钠，不能通过一步反应实现物质之间的转化，C错误； D．H2SiO3受热分解产生SiO2，不能反应产生Si单质，不能通过一步反应实现物质之间的转化，D错误； 故合理选项是B。 16．高纯度单晶硅可以按下列方法进行制备：，下列说法错误的是 A．中有的键 B．反应②和反应③过程若均反应完全，则转移的电子数目相同 C．二氧化硅既能与氢氟酸反应又能与氢氧化钠反应，是两性氧化物 D．硅酸盐中，四面体如下图(a)，图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，Si与O的原子数之比为1：3 【答案】C 【详解】A．晶体中，一个硅周围有四个氧原子，一个氧原子周围有两个硅原子，则中有的键，A正确； B．反应②中Si元素的化合价由0价变成+4价，反应③中Si元素的化合价由+4变成0价，变化的化合价相同，且物质的量相等，若反应完全则转移的电子数目相同，B正确； C．与反应生成盐和水，但与反应是其特殊性，不是碱性氧化物的性质，不是两性氧化物，C错误； D．观察图(b)可知，每个四面体通过两个氧原子与其它四面体连接形成链状结构，因而每个四面体中硅原子数是1，氧原子数＝2＋2×＝3，即Si与O的原子个数比为1∶3，D正确； 故选C。 17．下列装置能达到预期目的的是 A．制备 B．熔融纯碱 C．除去中的 D．制备并收集 【答案】C 【详解】A．铜和稀硫酸不反应，A项错误； B．瓷坩埚中的等在加热条件下能与反应，加热熔融的纯碱固体可选用铁坩埚、石墨坩埚、碳化硅坩埚等，B项错误； C．与溶液反应生成，难溶于饱和溶液，C项正确； D．二氧化锰和浓盐酸制取氯气需要加热，D项错误； 故选C。 18．宏观辩识与微观探析是化学学科核心素养之一，下列化学变化对应的离子方程式正确的是 A．少量通入到NaClO溶液中： B．向含氯化铁的氯化镁溶液中加入氧化镁： C．用氢氟酸生产磨砂玻璃的反应： D．向溶液加入适量溶液至恰好完全沉淀： 【答案】B 【详解】A．二氧化硫具有比较强的还原性、次氯酸根具有比较强的氧化性，少量通入到NaClO溶液中，发生氧化还原反应，由于次氯酸根过量，生成的氢离子会和次氯酸根结合生成次氯酸，其离子方程式为，故A错误； B．氯化铁和氯化镁为强酸弱碱盐，其溶液呈酸性，所以向含氯化铁的氯化镁溶液中加入氧化镁，氧化镁和氯化铁溶液反应生成氢氧化铁和氯化镁，其反应的离子方程式为，故B正确； C．磨砂玻璃中的二氧化硅能和氢氟酸反应，生成SiF4和H2O，由于氢氟酸为弱酸，不能拆开写，故C错误； D．向溶液加入适量溶液至恰好完全沉淀，反应的离子方程式为，故D错误； 故答案为：B。 19．工业上制备高纯硅，一般需要先制得98％左右的粗硅，再以粗硅为原料制备高纯硅，工艺流程如下；工业上还以粗硅为原料采用熔融盐电解法制取甲硅烷()，电解装置如图所示： 下列有关说法正确的是 A．制备粗硅的化学方程式： B．制备高纯硅的工艺中可循环使用的物质只有HCl C．阴极发生的电极反应： D．、Si、都属于共价晶体 【答案】C 【分析】石英砂加焦炭在高温条件下反应得到粗硅，粗硅与HCl在573K以上加热生成粗SiHCl3，精馏得到纯的SiHCl3，在1357K与氢气反应生成高纯硅； 【详解】A．制备粗硅的化学方程式为，A项错误； B．制备高纯硅的工艺中可循环使用的物质有和，B项错误； C．阴极氢气得电子产生H-，发生的电极反应：，C项正确； D．属于分子晶体，D项错误。 答案选C。 20．陶瓷是以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成。唐三彩是我国古代陶瓷中的艺术瑰宝，利用X射线衍射实验测得某“唐三彩陶瓷残片”和“现代陶瓷碎片”的釉料中部分成分及含量数据如下表所示。下列说法错误的是 唐三彩陶瓷残片 28.05 0.34 10.81 0.08 46.56 现代陶瓷碎片 29.74 0.40 4.22 0.05 51.42 A．现代陶瓷是一种耐高温、耐腐蚀的金属材料 B．唐三彩烧制过程中发生了复杂的物理和化学变化 C．X射线衍射实验可用于鉴定陶瓷类文物的真伪 D．唐三彩的绚丽色彩与釉料的组成及各组分的含量有关 【答案】A 【详解】A．现代陶瓷是一种耐高温、耐腐蚀的无机非金属材料，A符合题意； B．唐三彩的烧制过程中发生了复杂的物理和化学变化，B不符合题意； C．X射线衍射实验可对晶体结构进行测定，也可通过测定相同组分的含量作为识别真伪的重要参考依据，C不符合题意； D．釉料中不同金属氧化物成分(如、等)的含量不同，在烧制后呈现不同颜色，D不符合题意； 故选A。 21．沸石分子筛可用于气体、重金属离子的吸附或去除。工业上以粉煤灰（主要含和，还含有少量和有机物）为原料制取某种沸石分子筛的过程如下： 已知：粉煤灰中的硅、铝化合物煅烧时不发生反应，且难溶于酸。 (1)将粉煤灰在空气中煅烧的目的是 。 (2)“酸浸”的操作是向“煅烧”后的固体混合物中加入足量的盐酸，充分搅拌后过滤．检验“酸浸”操作是否达到目的的方法是 。 (3)“碱熔”时，将“酸浸”后所得滤渣与固体在高温下混合熔融，可生成易溶于水的和．“水热合成”时，加入水和一定量的和溶液，在条件下反应一段时间，可以得到晶体．写出“水热合成”时反应的化学方程式： 。 (4)沸石分子筛的结构为相邻的硅氧四面体和铝氧四面体相互连接形成的笼状结构，沸石分子筛的结构示意图及部分平面结构分别如图-1、图-2所示。沸石分子筛中存在一定大小的空隙，其中的可与其他阳离子发生交换． ①沸石分子筛可以用于去除废水中和，原理是 ； ②沸石分子筛对去除率随溶液的关系如图-3所示。越大，去除率越高的原因是 。 【答案】 (1)除去粉煤灰中的有机物 (2)取少量过滤后的固体，加入适量盐酸，充分搅拌后滴加几滴溶液，无红色现象则说明“酸浸”操作已达到目的 (3) (4)分子直径小于沸石分子筛中的空隙，沸石分子筛通过吸附去除废水中，废水中的可以与沸石分子筛中发生离子交换而去除 与均可与沸石分子筛中的进行交换，较小时，浓度较高，与交换的变少；随着升高，溶液中的会生成沉淀，去除率增大 【详解】（1）将粉煤灰在空气中煅烧的目的是：除去粉煤灰中的有机物； （2）当固体中没有氧化铁，则代表酸浸完成，通过检验铁离子来实现，方法为：取少量过滤后的固体，加入适量盐酸，充分搅拌后滴加几滴KSCN溶液，无红色现象则说明“酸浸”操作已达到目的； （3）“水热合成”时，NaAlO2与Na2SiO3反应生成Na12Al12Si12O48⋅27H2O晶体，方程式为：； （4）①NH3分子直径小于沸石分子筛中的空隙，沸石分子筛通过吸附去除废水中NH3，废水中的可以与沸石分子筛中Na+发生离子交换而去除，所以沸石分子筛可以用于去除废水中NH3和； ②H+与Cu2+均可与沸石分子筛中的Na+进行交换，pH较小时，H+浓度较高，与Na+交换的Cu2+变少，随着pH升高，溶液中的Cu2+会生成Cu(OH)2沉淀，Cu2+去除率增大。 22．二氯二氢硅(SiH2Cl2)常作于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒,与水接触易水解，沸点8.2℃。在铜催化作用下，HCl 与硅在250-260℃反应可以制得SiH2Cl2. (1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A 装置制取HCl，利用了浓硫酸的 性。 (2)D 装置中生成 二氯二氢硅的化学方程式为 。 (3)按照气体从左到右方向，制取SiH2Cl2的装置连接次序为a→ → →f→g→ → → → (填仪器接口的字母,其中装置C 用到2 次).其中装置B 的作用是 ；前面装置C 中装的药品为 ，后面装置C的作用为 。 (4)新的制取SiH2Cl2方法是: 往硅粉中先通入Cl2在300-350℃反应生成SiCl4，然后再与HCl 在250-260℃反应，可以大大提高产率。如果通入气体次序相反，产率会降低，其原因是 (用化学方程式表示). 【答案】 (1)吸水 (2)Si+2HClSiH2Cl2 (3)d e b c d e 收集 SiH2Cl2 无水 CaCl2 除去多余 HCl，以免污染环境，同时吸收空气中的水，以免与 SiH2Cl2 反应 (4)SiH2Cl2+2Cl2SiCl4+2HCl 【详解】（1）浓硫酸有吸水性，使浓盐酸更易挥发出HCl，故答案为吸水； （2）D装置中，在铜催化作用下，HCl与硅在250-260℃制取SiH2Cl2，根据电子守恒和元素守恒可得化学方程式为Si+2HClSiH2Cl2。 （3）A装置制取HCl，连接C装置干燥，为a-d-e，从f进入D中反应，SiH2Cl2从g处挥发，在B装置中收集，SiH2Cl2密度比空气大，导气管应长进短出，为防止空气中的水进入B中，则应在B后接干燥管，所以连接顺序为adefgbcde；装置B 的作用为收集 SiH2Cl2；前面装置C 是干燥氯化氢气体，故应选酸性P2O5或中性CaCl2干燥剂，后面装置C可以除去多余 HCl，以免污染环境，同时吸收空气中的水，以免与 SiH2Cl2 反应； （4）如果通入气体次序相反，会造成SiH2Cl2与Cl2反应，SiH2Cl2+2Cl2SiCl4+2HCl，产率降低。 23．铬酸铅俗称铬黄，是一种难溶于水的黄色固体，也是一种重要的黄色颜料，常用作橡胶、油墨、水彩、色纸等的着色剂。工业上用草酸泥渣(主要含草酸铅、硫酸铅)和铬矿渣(主要成分为Cr2O3，含有少量的SiO2、Fe2O3、Al2O3)为原料制备铬酸铅，实现资源的回收再利用，其流程如下： 回答下列问题： (1)将铬矿渣“粉碎”的目的是 。 (2)“滤渣Ⅱ”的主要成分是 (填化学式)。 (3)“氧化焙烧”时，Cr2O3被氧化的反应的化学方程式为 。 (4)“一系列操作”包括 、粉碎。 (5)为了使产品更纯，需将“含Na2Cr2O7、Na2SO4的溶液”分离提纯，依据如图所示的溶解度信息，“含Na2Cr2O7、Na2SO4的溶液”分离提纯的操作是 。分离提纯后得到的固体的化学式为 。 (6)“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为氧化铅(PbO)，流程中加入碳酸钠的量为理论值的1.5倍，已知草酸泥渣中硫酸铅的含量为20.2%，则加入碳酸钠与草酸泥渣的质量之比为 。 【答案】 (1)加快氧化焙烧的反应速率 (2)H2SiO3、Al(OH)3 (3)(或 (4)过滤、洗涤、干燥 (5)蒸发结晶、趁热过滤 Na2SO4 (6)53∶500 【详解】（1）“粉碎”铬矿渣后，颗粒变小，与溶液的接触面积增大，使反应物接触更充分，则目的是：加快氧化焙烧的反应速率。答案为：加快氧化焙烧的反应速率； （2）利用碳酸的弱酸性除去溶液中的、，从而生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀。答案为：H2SiO3、Al(OH)3； （3）铬矿渣中加入碳酸钠、硝酸钠后“氧化焙烧”时，生成N2、CO2，同时生成Na2Cr2O7或Na2CrO4，则Cr2O3被氧化的反应的化学方程式为(或。答案为：(或； （4）铬酸铅难溶于水，合成后直接过滤、洗涤、干燥、粉碎可得产品。答案为：过滤、洗涤、干燥； （5）依据图示，温度高于45℃时，随温度升高，Na2SO4溶解度减小，而Na2Cr2O7溶解度增大，故只需在高温下蒸发结晶析出Na2SO4，然后趁热过滤，从而达到分离的目的。答案为：蒸发结晶、趁热过滤；Na2SO4； （6）设草酸泥渣的质量为a，依据反应关系式：，则加入碳酸钠与草酸泥渣的质量之比为。答案为：53∶500。 24．某兴趣小组设计实验探究催化空气氧化CO的效率。回答下列问题： 步骤Ⅰ制备CO 在通风橱中用下图装置制备CO(加热及夹持装置省略)，反应方程式： (1)装置A中盛放浓硫酸的仪器的名称是 。 (2)从B、C、D中选择合适的装置收集CO，正确的接口连接顺序为 。 a→_____→_____→_____→_____→h(每空填一个接口标号)。 步骤Ⅱ检验CO 将CO通入新制银氨溶液中，有黑色沉淀生成并有刺激性气体产生。 (3)该反应的化学方程式为 。 步骤Ⅲ探究催化空气氧化CO的效率 将一定量CO与空气混合，得到CO体积分数为1％的气体样品。使用下图装置(部分加热及夹持装置省略)，调节管式炉温度至120℃，按一定流速通入气体样品。 已知：是白色固体，易吸水潮解； (4)通入(已折算为标况)的气体样品后，继续向装置内通入一段时间氮气，最终测得U形管内生成了。 ①能证明CO被空气氧化的现象是 ； ②CO被催化氧化的百分率为 ； ③若未通入氮气，②的结果将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (5)探究气体与催化剂接触时间长短对催化氧化效率的影响时，采用 方法可以缩短接触时长。 (6)步骤Ⅲ装置存在的不足之处是 。 【答案】 (1)圆底烧瓶 (2)d→e→c→b (3) (4)石灰水变浑浊 60％ 偏大 (5)增大气体样品流速 (6)尾气出口未加防潮装置(或其他相似表述) 【详解】（1）装置A中盛放浓硫酸的仪器的名称是圆底烧瓶； （2）根据上述分析，洗气装置中导气管采用“长进短出”的原则、排水收集气体装置中导气管采用“短进长出”的原则，所以顺序为a→d→e→c→b→h； （3）将CO通入新制银氨溶液中，有黑色沉淀生成，生成Ag，同时生成(NH4)2CO3和NH3，根据反应物和生成物书写方程式为； （4）①CO被氧化生成的CO2能使澄清石灰水变浑浊，能证明CO被空气氧化的现象是I中石灰水变浑浊； ②气体样品中CO的体积分数为1%，相同条件下，气体分数等于其物质的量分数，n(气体样品)==0.5mol，所以气体样品中n(CO)=0.5mol×1%=0.005mol，n(I2)= =0.0004mol，根据方程式“5CO+I2O5＝I2+5CO2”得n(CO)=5n(I2)=5×0.0004mol=0.002mol，被氧化的n(CO)=(0.005-0.002)mol=0.003mol，CO被催化氧化的百分率为×100%=×100%=60%； ③若未通入氮气，部分CO存在于装置中，导致K中生成的I2偏小，则剩余的n(CO)偏小，所以被氧化的n(CO)偏大，②的结果将偏大； （5）气体样品流速影响气体与催化剂接触时长，所以探究气体与催化剂接触时长对催化氧化效率的影响时，采用增大气体样品流速的方法可以缩短接触时长； （6）I2O5易吸水潮解，导致K中固体质量增加值偏大，所以步骤Ⅲ装置存在的不足之处是尾气出口未加防潮装置。 25．吹沙填海是在填海点的周围用吹沙的方式堆沙造地。海水流出目标圈外，沙留在圈内，渐渐地圈内的海面就被不断吹进的沙填成了陆地，再用强夯机压实松土。高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业的基础材料。制备高纯硅的主要工艺流程如图所示： 已知：SiHCl3极易水解，反应过程中会产生氢气。 回答下列问题： (1)二氧化硅和硅酸盐是构成地壳中大部分岩石、沙子和土壤的主要微粒，SiO2的晶体类型为 ，其属于 (填“酸性”或“碱性”)氧化物。化学上常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，例如青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x]可表示为 。 (2)在硅酸盐中，SiO四面体(图甲为其俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成链状、环状等多种结构。如图乙所示为一种无限长单链结构的多硅酸根的一部分，其中Si原子的杂化方式为 ，该多硅酸根的最简式为 。 (3)工业上用纯净石英砂与C在高温下发生反应制造的粗硅中往往含有SiC，若粗硅中Si和SiC的物质的量之比为2∶1，则①的化学方程式为 。 (4)流程③提纯SiHCl3的操作名称为 。以上①~⑤的流程中，包含置换反应的是 (填序号)。整个操作流程都需隔绝空气，原因是 、 (答出两条即可)。 (5)神舟十四号飞船成功发射标志着我国航天事业再上新台阶。氮化硼陶瓷基复合材料电推进系统及以SiC单晶制作器件，在航空航天特殊环境下具有广泛的应用前景。科学家用金属钠、四氯化碳和四氯化硅制得了SiC纳米棒，反应的化学方程式为 。 【答案】 (1)共价晶体 酸性 Al2O3•2SiO2•2H2O (2)sp3 SiO (3)3SiO2+7C2Si+SiC+6CO↑ (4)蒸馏 ①②④ 防止SiHCl3发生水解、防止硅被氧化 防止氢气与氧气反应而发生爆炸 (5)8Na+CCl4+SiCl4=SiC+8NaCl 【详解】（1）的结构为共价键结合成的空间网状结构，所以为共价晶体；能和碱反应生成盐和水，为酸性氧化物；化合物Al2Si2O5(OH)x中，Al为+3价，Si为+4价，OH-为-1价，根据化合物中元素正负化合价代数和等于零得，求得，将硅酸盐化学式改写成相应的氧化物的形式，按照活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·的顺序来书写，同时要保证原子总数、化合价不变，按化合价分别写化学式，如有多个原子就在前面加上系数，可得出答案为。 （2）由硅酸盐的结构可知，每个硅原子与4个氧原子相结合形成硅氧四面体结构，则硅原子的杂化方式为杂化；硅氧四面体结构中1个硅原子、2个氧原子为1个四面体所拥有，2个氧原子为2个四面体所拥有，则氧原子的个数为，则硅酸盐中硅氧原子的个数比1∶3，由化合价代数和为0可知，硅酸盐的最简式为。 （3）根据氧化还原反应反应中得失电子守恒及质量守恒可写出化学方程式为3SiO2+7C2Si+SiC+6CO↑。 （4）根据分析，流程③提纯的操作是蒸馏；以上①~⑤的流程中，①②④均属于置换反应；根据上述流程以及相关信息可知极易水解，反应过程中会产生氢气，而空气中含有氧气和水蒸气，因此整个操作流程都需隔绝空气，原因是防止发生水解、防止硅被氧化、防止氢气与氧气反应而发生爆炸。 （5）作还原剂，作氧化剂，反应的化学方程式为8Na+CCl4+SiCl4=SiC+8NaCl。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$