专题11 碳、硅、无机非金属材料-【学考一次过】2025年高中化学学业水平考试复习系列资料（考点梳理+真题回顾+模拟预测）

本讲义包含：考点梳理→真题回顾→模拟预测 专题11 碳、硅、无机非金属材料 一．碳及其重要化合物 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 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)； 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 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。 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↑ ③加热和高温时，能与O2等反应。 与O2反应：Si＋O2SiO2 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） 粗硅的提纯：Si＋3HClSiHCl3＋H2、SiHCl3＋H2Si＋3HCl （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） ②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) 【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。 （3）硅酸：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。 硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。 （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＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3（硅酸的酸性比碳酸弱） ③用途：制硅酸，黏合剂(矿物胶)，防腐剂，耐火阻燃材料。 三．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 —— 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．（2024高一下·黑龙江佳木斯·学业考试）合金的应用促进了人类社会的发展，制作下列物体的材料用到合金的是 A B C D 人面鱼纹彩陶盆 窗户上的玻璃 三峡大坝使用的水泥 地铁列车的车体 A．A B．B C．C D．D 2．（2021高二·西藏·学业考试）SiO2是光导纤维的主要成分。SiO2中Si的化合价是 A．+1 B．+2 C．+3 D．+4 3．（2021高一·广东肇庆·学业考试）现代通信以光作为信息的载体，让光在光导纤维中传播，大大提高了通信效率。制造光导纤维的基本原料是 A．硅 B．铜 C．二氧化硅 D．纤维素 4．（2023高一上·陕西·学业考试）我国目前面临着高端芯片制造的“卡脖子”问题。芯片的主要成分是高纯 A．Si B．SiO2 C．Na2SiO3 D．C60 5．（2024高一下·湖南·学业考试）下列物质中，不属于新型无机非金属材料的是 A．水泥 B．氮化硅 C．光导纤维 D．富勒烯 6．（2024高二下·湖南娄底·学业考试）下列有关物质用途的说法中，不正确的是 A．二氧化硅是制造光导纤维的材料 B．氨气是生产硝酸的主要原料 C．可用作焊接金属的保护气 D．单质硅是制造玻璃的主要原料 7．（2023高一·云南·学业考试）2023年《自然》刊载了我国科研人员研发的一种薄如纸、可弯曲折叠的太阳能电池的研究成果。下列物质用于制作太阳能电池的是 A．二氧化硅 B．碳化硅 C．硅酸钠 D．硅单质 8．（2024高一下·黑龙江佳木斯·学业考试）下列说法错误的是 A．硅是用于制造光导纤维的材料 B．过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源 C．人们已开始研究并试用二氧化氯（）、臭氧（）等新的自来水消毒剂 D．硅胶常用作实验室和袋装食品的干燥剂 9．（2024高二上·福建·学业考试）材料在生产、生活中应用广泛。下列属于有机高分子材料的是 A．陶瓷 B．塑料 C．水泥 D．钢铁 10．（2024高一下·浙江绍兴·学业考试）下列说法不正确的是 A．钢是用量最大，用途最广的合金 B．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维 C．碳酸钠、碳酸氢钠溶液均显碱性，可用作食用碱或工业碱 D．二氧化硫具有漂白性，可用作食品添加剂 11．（2024高二·江苏南通·学业考试）下列化学式与指定物质的主要成分相对应的是 A．Al(OH)3     明矾 B．SiO2       水晶 C．NaHCO3     苏打 D．CH3CH2OH 乙酸 12．（2024高一下·湖南·学业考试）下列物质中，可用于制造太阳能电池的是 A．Si B． C． D． 13．（2022高一下·吉林·学业考试）现有生活中5种常用物质，根据用途将对应物质的序号填写在相应的横线上： ①氢氧化铝片    ②晶体硅    ③次氯酸钠    ④碘酸钾    ⑤氯化钠 (1)可用于制含氯漂白剂的是 。 (2)可用于治疗胃酸过多的是 。 (3)用来制计算机芯片的是 。 (4)可用作食品调味剂的是 。 (5)加碘食盐中的营养强化剂是 。 14．（2024高一下·湖南·学业考试）经过一系列反应可以得到纯硅，转化关系如下。回答下列问题： (1)能与 （填“溶液”或“稀盐酸”）反应。 (2)通过干燥的有色布条，有色布条 （填“褪色”或“不褪色”）。 (3)与的反应中，作 （填“氧化剂”或“还原剂”）。 15．（2024高一下·湖南郴州·学业考试）化学与人类生活、生产密切相关。请根据题意填空： (1)84消毒液是生活中常用的消毒剂，其有效成分是 (填“NaCl”或“NaClO”)； (2)工业制硝酸中的一个重要反应为：。一定条件下，将3 mol H2和2 mol N2充入体积为1L的密闭容器中，5min后得到NH3的物质的量为1mol，则用NH3的浓度变化表示该反应的平均速率为 ； (3)工艺师刻蚀石英制作艺术品所用试剂是 (填“盐酸”或“氢氟酸”)。 16．（2023高二·江苏扬州·学业考试）CO2是一种温室气体。一种吸收空气中的CO2并催化加氢合成CH3OH的流程如下： (1)“吸收”步骤反应的化学方程式是 。 (2)“吸收”“热分解”两步的目的是 。 (3)乙酸甲酯(C3H6O2)是合成某些香料的原料，可由甲醇与乙酸在浓硫酸、加热条件下反应得到。生成乙酸甲酯的化学反应方程式是 。 17．（2024高一下·湖南·学业考试）化学与人类生活、生产密切相关。请根据题意填空： (1)实验室中常用浓硫酸做干燥剂，利用其 (填“吸水性”或“氧化性”)。 (2)二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨，酸雨的pH< (填“7”或“5.6”) (3)已知氢氟酸是HF的水溶液，可与反应生成和。则氢氟酸可保存在 (填“玻璃瓶”或“塑料瓶”)中。 18．（2024高一下·陕西·学业考试）用SiHCl3在加热条件下与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置已略去): 已知:SiHCl3沸点为33 ℃,能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。 请回答: (1)装置C中盛放水的仪器的名称为 。 (2)依次连接的合理顺序为 (填字母)。 (3)石英管中所发生反应的化学方程式为 。 (4)操作时应先打开装置 (填“C”或“D”)中分液漏斗的旋塞,理由是 。 1．（2022高一·广东·学业考试）近年来，我国在材料的开发和应用方面取得了举世瞩目的成就。下列属于金属材料的 A．高速列车外壳使用的硬铝 B．卫星芯片使用的高纯硅 C．“中国天眼”使用的碳化硅 D．C919使用的碳纤维复合材料 A．A B．B C．C D．D 2．（2023高二·内蒙古·学业考试）下列关于硅的叙述中正确的是 A．硅是光导纤维的主要成分 B．硅是良好的半导体材料 C．硅在自然界中主要以单质形式存在 D．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应 3．（23-24高一下·天津·期中）下列不属于无机非金属材料的是 A．陶瓷 B．高纯硅 C．碳纳米管 D．聚氯乙烯 4．（2023高二·四川·学业考试）既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的氧化物是 A． B． C． D．MgO 5．（2023高一下·天津·学业考试）下列关于硅及其化合物的叙述中，错误的是（   ） A．二氧化硅可用于生产玻璃 B．硅在自然界中主要以单质形式存在 C．硅是应用最广泛的半导体材料 D．高纯度的硅可用于制造计算机芯片 6．（2022高一·甘肃·学业考试）单晶硅是现代信息技术的基础材料。工业上制备硅的反应原理为，下列说法不正确的是 A．该反应为置换反应 B．是氧化剂 C．1molC参加反应转移4mol电子 D．单晶硅是良好的半导体材料 7．（2024高一上·黑龙江·学业考试）下列可应用于磁悬浮技术的新型无机非金属材料是 A．水泥 B．超导陶瓷 C．橡胶 D．玻璃 8．（2023高二下·上海·学业考试）“祝融号”火星车车轮由新型铝基碳化硅复合材料制成。下列关于该复合材料可能具有的性质中，错误的是 A．密度小 B．熔点低 C．硬度大 D．抗氧化 9．（2022高三上·黑龙江哈尔滨·学业考试）化学与生产、生活、科技密切相关，下列说法不正确的是 A．北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”使用的聚乙烯属于有机高分子材料 B．含的补铁剂与维生素C配合使用，补铁效果更好 C．抗击疫情期间，“84”消毒液与酒精混合使用，消毒效果更好 D．“墨子号”卫星的成功发射实现了光纤量子通信，光纤的主要成分为二氧化硅 10．（2023高二下·云南·学业考试）下列物质的用途叙述不正确的是 A．液氨常用作制冷剂 B．二氧化硅可用于生产光导纤维 C．高纯度的硅可用于制造计算机芯片 D．味精(谷氨酸钠)是一种常用的着色剂 11．（2023高一·辽宁鞍山·学业考试）硫是一种重要的非金属，位于元素周期表中第三周期第ⅥA族。根据硫及其化合物的性质回答问题。能实现下列物质间直接转化的元素是 单质氧化物酸或碱 A．硅 B．铁 C．铜 D．硫 12．（2021高一下·浙江·学业考试）高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。工业上制备高纯硅的流程如图： 下列说法不正确的是 A．步骤①、②和③中的反应均为氧化还原反应 B．流程中的H2和HCl可循环利用 C．步骤③中的H2可用焦炭代替 D．由步骤②和③中的反应可知，通过调控反应温度能改变反应进行的方向 13．（2021高二·内蒙古·学业考试）中国的量子通信、5G技术在世界上处于领先地位。下列说法不正确的是 A．“北斗”全球导航卫星计算机的芯片材料是高纯度二氧化硅 B．光导纤维被广泛应用于光缆通讯，其成分是二氧化硅 C．高温结构陶瓷是制作导弹、火箭的理想材料 D．玻璃、水泥、陶瓷属于硅酸盐产品 14．（2021高二·内蒙古·学业考试）下列实验方案不能达到目的的是 A．用闻气味的方法鉴别二氧化碳和一氧化碳 B．用试纸鉴别氯化钠溶液和稀盐酸 C．用氢氧化钠溶液除去氧化铁中的少量二氧化硅 D．用激光笔照射的方法鉴别溶液和胶体 15．（2022高二上·江苏·学业考试）下列有关硅及其化合物的说法错误的是 A．二氧化硅常用于制作计算机芯片 B．工业上常用焦炭还原石英砂制得粗硅 C．硅位于元素周期表第三周期第ⅣA族 D．碳纳米材料属于新型无机非金属材料 16．（2022高三·辽宁大连·学业考试）化学与生活、科技等方面密切相关，下列有关说法错误的是 A．制备防弹装甲的主要材料芳纶，属于合成纤维 B．华为自主研发的“麒麟”芯片，主要成分为二氧化硅 C．食品中添加适量的二氧化硫，可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用 D．神舟十四号飞船返回舱外面的材料是耐高温的陶瓷，属于无机非金属材料 17．（2023高二·四川·学业考试）材料的研发与应用使城市轨道交通快速发展。图1是铁轨上运行的地铁列车图2是地铁车厢内部场景。用字母标号回答下列问题： (1)地铁钢轨属于 。 A．合金    B．橡胶    C．塑料 (2)地铁车窗常用钢化玻璃。生产玻璃需用到的原料是 。 A．纯碱()    B．胆矾()    C．醋酸() (3)地铁列车内使用了阻燃橡胶地板。阻燃橡胶属于 。 A．金属材料    B．无机非金属材料    C．有机高分子材料 (4)地铁信息传输使用了光导纤维。光导纤维的主要成分是 。 A．铜    B．石墨    C．二氧化硅 (5)地铁隧道建设需用大量水泥。生产水泥的主要原料为黏土和 。 A．石灰石    B．粗盐    C．烧碱 18．（2023高一上·湖南岳阳·学业考试）非金属元素及其化合物在生产生活中有着重要地位。请根据题意填空： (1)能用来杀菌消毒，见光易分解的弱酸是 (填“HClO”或“HCl”)； (2)实验室常用浓硫酸作干燥剂。浓硫酸能用来干燥 (填“”或“”)； (3)芯片的设计、制造能力关乎国家发展大计。构成芯片的基本材料是 (填“”或“Si”)。 19．（23-24高一下·广东·阶段练习）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高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气体； ②粗硅与干燥的HCl气体反应制得（）； ③与过量的在1100℃的温度下反应制得纯硅，已知能与水剧烈反应，在空气中易自燃。 (1)第一步制取粗硅反应的化学方程式为 。 (2)实验室用与过量的反应制取纯硅装置如图所示（加热和夹持装置略去）： ①装置B中的试剂是 ，装置C中的烧杯需要加热，目的是 。 ②装置D中发生反应的化学方程式是 。 20．（2022高一上·湖南·学业考试）非金属元素在生产生活中扮演着重要角色。请根据题意填空； (1)氨是一种极易溶于水的气体，其水溶液能使酚酞溶液变 (填“红”或“蓝”)； (2)SO2有一定的还原性，在葡萄酒的酿制过程中，添加适量的SO2，除可杀菌外，还可防止葡萄酒中的一些成分被 (填“氧化”或“还原”)，起到保质作用； (3)玻璃中的成分SiO2能与NaOH溶液反应：，实验室中盛放NaOH溶液应选用带 (填“玻璃塞”或“橡胶塞”)的试剂瓶。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 本讲义包含：考点梳理→真题回顾→模拟预测 专题11 碳、硅、无机非金属材料 一．碳及其重要化合物 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 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)； 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 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。 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↑ ③加热和高温时，能与O2等反应。 与O2反应：Si＋O2SiO2 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） 粗硅的提纯：Si＋3HClSiHCl3＋H2、SiHCl3＋H2Si＋3HCl （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） ②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) 【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。 （3）硅酸：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。 硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。 （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＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3（硅酸的酸性比碳酸弱） ③用途：制硅酸，黏合剂(矿物胶)，防腐剂，耐火阻燃材料。 三．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 —— 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．（2024高一下·黑龙江佳木斯·学业考试）合金的应用促进了人类社会的发展，制作下列物体的材料用到合金的是 A B C D 人面鱼纹彩陶盆 窗户上的玻璃 三峡大坝使用的水泥 地铁列车的车体 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】彩陶盆、玻璃、水泥的主要成分为硅酸盐，地铁列车的车体的主要成分为铝合金，故选D。 2．（2021高二·西藏·学业考试）SiO2是光导纤维的主要成分。SiO2中Si的化合价是 A．+1 B．+2 C．+3 D．+4 【答案】D 【详解】SiO2是光导纤维的主要成分，SiO2中O为-2价，根据化合物中元素的化合价代数和为0，Si的化合价是+2×2=+4，故先D。 3．（2021高一·广东肇庆·学业考试）现代通信以光作为信息的载体，让光在光导纤维中传播，大大提高了通信效率。制造光导纤维的基本原料是 A．硅 B．铜 C．二氧化硅 D．纤维素 【答案】C 【详解】A．硅可以导电，可用作半导体材料，A不选； B．铜是金属单质，可用于金属材料，B不选； C．二氧化硅可以传递光信号，是制造光导纤维的基本原料，C选； D．纤维素是高分子化合物，不能制造光导纤维，D不选； 答案选C。 4．（2023高一上·陕西·学业考试）我国目前面临着高端芯片制造的“卡脖子”问题。芯片的主要成分是高纯 A．Si B．SiO2 C．Na2SiO3 D．C60 【答案】A 【详解】芯片的主要成分是高纯硅，故A正确； 故选A。 5．（2024高一下·湖南·学业考试）下列物质中，不属于新型无机非金属材料的是 A．水泥 B．氮化硅 C．光导纤维 D．富勒烯 【答案】A 【详解】水泥属于传统无机非金属材料；而氮化硅、光导纤维、富勒烯属于新型无机非金属材料。 故选A。 6．（2024高二下·湖南娄底·学业考试）下列有关物质用途的说法中，不正确的是 A．二氧化硅是制造光导纤维的材料 B．氨气是生产硝酸的主要原料 C．可用作焊接金属的保护气 D．单质硅是制造玻璃的主要原料 【答案】D 【详解】A．二氧化硅透明、折射率合适，能发生全反射，是制造光导纤维的材料，故A正确； B．氨气能发生催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮与氧气生成二氧化氮，二氧化氮再与水反应生成硝酸，是生产硝酸的主要原料，故B正确； C．N2化学性质稳定，可用作焊接金属的保护气，故C正确； D．制造玻璃的主要材料是二氧化硅、碳酸钠和碳酸钙，故D错误； 故选D。 7．（2023高一·云南·学业考试）2023年《自然》刊载了我国科研人员研发的一种薄如纸、可弯曲折叠的太阳能电池的研究成果。下列物质用于制作太阳能电池的是 A．二氧化硅 B．碳化硅 C．硅酸钠 D．硅单质 【答案】D 【详解】A．二氧化硅可用于生产光导纤维，A不符合题意； B．碳化硅可用于生产砂轮、砂纸等，B不符合题意； C．硅酸钠可用于生产水泥、黏合剂等，C不符合题意； D．硅单质可用于生产半导体材料、太阳能电池等，D符合题意； 故选D。 8．（2024高一下·黑龙江佳木斯·学业考试）下列说法错误的是 A．硅是用于制造光导纤维的材料 B．过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源 C．人们已开始研究并试用二氧化氯（）、臭氧（）等新的自来水消毒剂 D．硅胶常用作实验室和袋装食品的干燥剂 【答案】A 【详解】A．二氧化硅是用于制造光导纤维的材料，故A错误； B．过氧化钠能与人体呼出的二氧化碳和水蒸气反应生成氧气，所以过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，故B正确； C．二氧化氯和臭氧具有强氧化性，能起到杀菌消毒的作用，是性能优良的自来水消毒剂，故C正确； D．硅胶能吸附水中的水蒸气，所以硅胶常用作实验室和袋装食品的干燥剂，故D正确； 故选A。 9．（2024高二上·福建·学业考试）材料在生产、生活中应用广泛。下列属于有机高分子材料的是 A．陶瓷 B．塑料 C．水泥 D．钢铁 【答案】B 【详解】A．陶瓷属于传统无机非金属材料，A错误； B．塑料属于有机合成材料，有机合成材料属于有机高分子材料，B正确； C．水泥属于传统无机非金属材料，C错误； D．钢铁是合金，属于金属材料，D错误； 故合理选项是B。 10．（2024高一下·浙江绍兴·学业考试）下列说法不正确的是 A．钢是用量最大，用途最广的合金 B．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维 C．碳酸钠、碳酸氢钠溶液均显碱性，可用作食用碱或工业碱 D．二氧化硫具有漂白性，可用作食品添加剂 【答案】B 【详解】A．钢是铁和碳的合金，是目前用量最大、用途最广的合金，故A正确； B．晶体硅是良好的半导体材料，常用于制造芯片、太阳能硅板，二氧化硅具有良好的电光性，可用于制造光导纤维，故B错误； C．碳酸钠和碳酸氢钠的溶液存在碳酸根和碳酸氢根水解均显碱性，故可用作食用碱或工业用碱，故C正确； D．二氧化硫具有漂白性，可作漂白剂，二氧化硫可以做添加剂，可适当添加在红酒中保鲜，故D正确； 故选：B。 11．（2024高二·江苏南通·学业考试）下列化学式与指定物质的主要成分相对应的是 A．Al(OH)3     明矾 B．SiO2       水晶 C．NaHCO3     苏打 D．CH3CH2OH 乙酸 【答案】B 【详解】A．明矾是KAl(SO4)2·12H2O的俗称，A错误； B．水晶的主要成分为二氧化硅，B正确； C．苏打为Na2CO3，NaHCO3俗称小苏打，C错误； D．CH3CH2OH名称为乙醇不是乙酸，D错误； 故答案选B。 12．（2024高一下·湖南·学业考试）下列物质中，可用于制造太阳能电池的是 A．Si B． C． D． 【答案】A 【详解】A．Si常用作半导体材料，可以制作芯片和太阳能电池板，故A正确； B．不能用作半导体材料，是制作光导纤维的主要材料，故B错误； C．具有高硬度、抗腐蚀等优良性状，是一种新型无机非金属材料，常作建筑陶瓷，故C错误； D．不能用作半导体材料，常用于陶瓷和玻璃工业，故D错误； 答案选A。 13．（2022高一下·吉林·学业考试）现有生活中5种常用物质，根据用途将对应物质的序号填写在相应的横线上： ①氢氧化铝片    ②晶体硅    ③次氯酸钠    ④碘酸钾    ⑤氯化钠 (1)可用于制含氯漂白剂的是 。 (2)可用于治疗胃酸过多的是 。 (3)用来制计算机芯片的是 。 (4)可用作食品调味剂的是 。 (5)加碘食盐中的营养强化剂是 。 【答案】(1)③ (2)① (3)② (4)⑤ (5)④ 【详解】（1）次氯酸钠可用于制含氯漂白剂； （2）氢氧化铝能与胃酸反应，故氢氧化铝片可用于治疗胃酸过多； （3）晶体硅为半导体，故晶体硅可用来制计算机芯片； （4）氯化钠有咸味，故可用作食品调味剂； （5）碘酸钾是加碘食盐中的营养强化剂。 14．（2024高一下·湖南·学业考试）经过一系列反应可以得到纯硅，转化关系如下。回答下列问题： (1)能与 （填“溶液”或“稀盐酸”）反应。 (2)通过干燥的有色布条，有色布条 （填“褪色”或“不褪色”）。 (3)与的反应中，作 （填“氧化剂”或“还原剂”）。 【答案】(1)溶液 (2)不褪色 (3)还原剂 【详解】（1）能与溶液或HF反应，和氢氟酸反应是二氧化硅的特性，不和稀盐酸反应，答案：溶液； （2）本身不具有漂白性，和水反应，生成次氯酸具有漂白性，所以Cl2通过干燥的有色布条，不褪色，答案：不褪色； （3）与的反应中，生成单质硅，SiCl4作氧化剂，作还原剂失去电子，答案：还原剂。 15．（2024高一下·湖南郴州·学业考试）化学与人类生活、生产密切相关。请根据题意填空： (1)84消毒液是生活中常用的消毒剂，其有效成分是 (填“NaCl”或“NaClO”)； (2)工业制硝酸中的一个重要反应为：。一定条件下，将3 mol H2和2 mol N2充入体积为1L的密闭容器中，5min后得到NH3的物质的量为1mol，则用NH3的浓度变化表示该反应的平均速率为 ； (3)工艺师刻蚀石英制作艺术品所用试剂是 (填“盐酸”或“氢氟酸”)。 【答案】(1)NaClO (2)0.2 (3)氢氟酸 【详解】（1）NaClO 具有强氧化性，能杀菌消毒，84消毒液有效成分是NaClO； （2）0~5min内NH3的物质的量减小为3-1=2mol，用NH3的浓度变化表示该反应的平均速率为0.2； （3）石英为二氧化硅，能与氢氟酸反应，则刻蚀石英的试剂是氢氟酸。 16．（2023高二·江苏扬州·学业考试）CO2是一种温室气体。一种吸收空气中的CO2并催化加氢合成CH3OH的流程如下： (1)“吸收”步骤反应的化学方程式是 。 (2)“吸收”“热分解”两步的目的是 。 (3)乙酸甲酯(C3H6O2)是合成某些香料的原料，可由甲醇与乙酸在浓硫酸、加热条件下反应得到。生成乙酸甲酯的化学反应方程式是 。 【答案】 (1)K2CO3 + CO2 + H2O = 2KHCO3 (2)捕集空气中的CO2，实现CO2的富集 (3)CH3COOH + CH3OHCH3COOCH3 + H2O 【详解】（1）“吸收”步骤中用饱和K2CO3溶液吸收空气中CO2，反应的化学方程式为CO2+K2CO3+H2O=2KHCO3； （2）“吸收”步骤将CO2转化成KHCO3，“热分解”步骤KHCO3又受热分解成CO2，其目的是捕集空气中的CO2，实现CO2的富集； （3）甲醇与乙酸在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成乙酸甲酯和水，反应的化学方程式为CH3COOH+CH3OHCH3COOCH3+H2O。 17．（2024高一下·湖南·学业考试）化学与人类生活、生产密切相关。请根据题意填空： (1)实验室中常用浓硫酸做干燥剂，利用其 (填“吸水性”或“氧化性”)。 (2)二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨，酸雨的pH< (填“7”或“5.6”) (3)已知氢氟酸是HF的水溶液，可与反应生成和。则氢氟酸可保存在 (填“玻璃瓶”或“塑料瓶”)中。 【答案】(1)吸水性 (2)5.6 (3)塑料瓶 【详解】（1）实验室中常用浓硫酸做干燥剂，利用其吸水性，故答案为：吸水性。 （2）二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于水会形成酸雨，常温下，pH小于5.6的雨水称之为酸雨，故答案为：5.6。 （3）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅不溶于一般的酸，但能溶于HF中，所以氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，应该在塑料瓶中，故答案为：塑料瓶。 18．（2024高一下·陕西·学业考试）用SiHCl3在加热条件下与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置已略去): 已知:SiHCl3沸点为33 ℃,能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。 请回答: (1)装置C中盛放水的仪器的名称为 。 (2)依次连接的合理顺序为 (填字母)。 (3)石英管中所发生反应的化学方程式为 。 (4)操作时应先打开装置 (填“C”或“D”)中分液漏斗的旋塞,理由是 。 【答案】 (1)烧杯 (2)DBCAE (3)SiHCl3+H2Si+3HCl (4)D 因为SiHCl3容易在空气中自燃,实验中还要注意先通一段时间H2排尽装置中的空气 【详解】（1）装置C中盛放水的仪器的名称为烧杯； （2）由实验目的可知，先制备氢气，干燥后通入用热水浴加热的SiHCl3中，在石英管中反应生成硅和氯化氢，最后进行尾气处理，依次连接的合理顺序为DBCAE； （3）SiHCl3和H2在石英管中反应生成Si和HCl，反应方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl； （4）操作时应先打开装置D中分液漏斗的旋塞，产生氢气，理由是SiHCl3在空气中易自燃，为防止安全事故的发生，所以先通一段时间H2，将装置中的空气排尽。 1．（2022高一·广东·学业考试）近年来，我国在材料的开发和应用方面取得了举世瞩目的成就。下列属于金属材料的 A．高速列车外壳使用的硬铝 B．卫星芯片使用的高纯硅 C．“中国天眼”使用的碳化硅 D．C919使用的碳纤维复合材料 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．硬铝为铝合金，属于金属材料，故A正确； B．高纯硅为非金属材料，故B错误； C．碳化硅为非金属材料，故C错误； D．碳纤维是碳元素组成的单质，属于非金属材料，故D错误； 故选：A。 2．（2023高二·内蒙古·学业考试）下列关于硅的叙述中正确的是 A．硅是光导纤维的主要成分 B．硅是良好的半导体材料 C．硅在自然界中主要以单质形式存在 D．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应 【答案】B 【详解】A．二氧化硅是光导纤维的主要成分，A错误； B．由硅的性质可知，硅是良好的半导体材料，B正确； C．硅是亲氧元素，硅在自然界中主要以化合物存在，C错误； D．硅的化学性质不活泼，常温可以与HF发生反应，D错误； 故选B。 3．（23-24高一下·天津·期中）下列不属于无机非金属材料的是 A．陶瓷 B．高纯硅 C．碳纳米管 D．聚氯乙烯 【答案】D 【详解】A．陶瓷成分是硅酸盐，属于传统的无机非金属材料，A不符合题意； B．高纯硅属于新型无机非金属材料，B不符合题意； C．碳纳米管是新型无机非金属材料，C不符合题意； D．聚氯乙烯可用于塑料，属于有机高分子材料，D符合题意； 故选D。 4．（2023高二·四川·学业考试）既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的氧化物是 A． B． C． D．MgO 【答案】A 【详解】A．既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，故A正确； B．不能与盐酸反应，能与NaOH溶液反应，故B错误； C．能与盐酸反应，不能与NaOH溶液反应，故C错误； D．MgO能与盐酸反应，不能与NaOH溶液反应，故D错误； 故选：A。 5．（2023高一下·天津·学业考试）下列关于硅及其化合物的叙述中，错误的是（   ） A．二氧化硅可用于生产玻璃 B．硅在自然界中主要以单质形式存在 C．硅是应用最广泛的半导体材料 D．高纯度的硅可用于制造计算机芯片 【答案】B 【详解】A．生产玻璃的原料是二氧化硅、碳酸钠、碳酸钙，所以二氧化硅可用于生产玻璃，故A正确； B．Si是亲氧元素，则Si在自然界中以氧化物或硅酸盐的形式存在，自然界中没有硅单质，故B错误； C．硅的导电性介于导体与绝缘体之间，硅是优良的半导体材料，高纯度的硅可以用于制造计算机芯片，故C正确； D．高纯度的硅为良好的半导体材料，可用于制造计算机芯片，故D正确。 答案选B。 6．（2022高一·甘肃·学业考试）单晶硅是现代信息技术的基础材料。工业上制备硅的反应原理为，下列说法不正确的是 A．该反应为置换反应 B．是氧化剂 C．1molC参加反应转移4mol电子 D．单晶硅是良好的半导体材料 【答案】C 【详解】A．该反应符合置换反应的定义，A正确； B．二氧化硅中Si化合价降低，二氧化硅是氧化剂，B正确； C．碳元素的化合价从0价变为+2价，故1molC参加反应转移2mol电子，C错误； D．硅在周期表中位于金属元素和非金属元素的交界地带，是良好的半导体材料，D正确； 故选C。 7．（2024高一上·黑龙江·学业考试）下列可应用于磁悬浮技术的新型无机非金属材料是 A．水泥 B．超导陶瓷 C．橡胶 D．玻璃 【答案】B 【详解】A．水泥是传统无机非金属材料，A错误； B．超导陶瓷是新型无机非金属材料，可应用于磁悬浮技术，B正确； C．橡胶是有机高分子材料，C错误； D．玻璃是传统无机非金属材料，D错误； 故选B。 8．（2023高二下·上海·学业考试）“祝融号”火星车车轮由新型铝基碳化硅复合材料制成。下列关于该复合材料可能具有的性质中，错误的是 A．密度小 B．熔点低 C．硬度大 D．抗氧化 【答案】B 【详解】火星车材料要求轻量化、高强韧性、高稳定性、耐冲击，火星车行走于火星表面，温度几千度，所以选择火星车车身材料要具备密度小，硬度大，熔点高，抗氧化的性质，故选项B不符合要求，故选：B。 9．（2022高三上·黑龙江哈尔滨·学业考试）化学与生产、生活、科技密切相关，下列说法不正确的是 A．北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”使用的聚乙烯属于有机高分子材料 B．含的补铁剂与维生素C配合使用，补铁效果更好 C．抗击疫情期间，“84”消毒液与酒精混合使用，消毒效果更好 D．“墨子号”卫星的成功发射实现了光纤量子通信，光纤的主要成分为二氧化硅 【答案】C 【详解】A．聚乙烯属于合成有机高分子材料，A正确； B．维生素C具有还原性，可以防止二价铁被氧化，故含的补铁剂与维生素C配合使用，补铁效果更好，B正确； C．“84”消毒液具有氧化性，酒精分子中含有羟基具有还原性，不能混合使用，C错误； D．光纤的主要成分为纯度较高二氧化硅，D正确； 故选C。 10．（2023高二下·云南·学业考试）下列物质的用途叙述不正确的是 A．液氨常用作制冷剂 B．二氧化硅可用于生产光导纤维 C．高纯度的硅可用于制造计算机芯片 D．味精(谷氨酸钠)是一种常用的着色剂 【答案】D 【详解】A．液氨汽化吸收大量的热，常用作制冷剂，A正确； B．二氧化硅具有良好的光学特性，可用于生产光导纤维，B正确； C．硅为良好的半导体材料，可用于制造计算机芯片，C正确； D．味精(谷氨酸钠)是一种常用的增味剂，D错误； 故选D。 11．（2023高一·辽宁鞍山·学业考试）硫是一种重要的非金属，位于元素周期表中第三周期第ⅥA族。根据硫及其化合物的性质回答问题。能实现下列物质间直接转化的元素是 单质氧化物酸或碱 A．硅 B．铁 C．铜 D．硫 【答案】D 【详解】A．硅和氧气反应生成二氧化硅，二氧化硅和水不反应，故A错误； B．铁和氧气反应生成四氧化三铁，四氧化三铁和水不反应，故B错误； C．铜和氧气反应生成氧化铜，氧化铜和水不反应，故C错误； D．硫和氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫和水反应生成亚硫酸，故D正确； 故选D。 12．（2021高一下·浙江·学业考试）高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。工业上制备高纯硅的流程如图： 下列说法不正确的是 A．步骤①、②和③中的反应均为氧化还原反应 B．流程中的H2和HCl可循环利用 C．步骤③中的H2可用焦炭代替 D．由步骤②和③中的反应可知，通过调控反应温度能改变反应进行的方向 【答案】C 【详解】A．①反应方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，②反应方程式为：2Si+6HCl2SiHCl3+3H2，③反应方程式为：SiHCl3+ H2Si+3HCl，均有化合价的变化，A正确； B．根据流程和节约成本可知，流程中HCl和H2可以循环利用，B正确； C．步骤③中的H2用焦炭代替会产生杂质，C错误； D．②反应方程式为：2Si+6HCl2SiHCl3+3H2，③反应方程式为：SiHCl3+ H2Si+3HCl，D正确； 答案选C。 13．（2021高二·内蒙古·学业考试）中国的量子通信、5G技术在世界上处于领先地位。下列说法不正确的是 A．“北斗”全球导航卫星计算机的芯片材料是高纯度二氧化硅 B．光导纤维被广泛应用于光缆通讯，其成分是二氧化硅 C．高温结构陶瓷是制作导弹、火箭的理想材料 D．玻璃、水泥、陶瓷属于硅酸盐产品 【答案】A 【详解】A．计算机的芯片材料是高纯度硅，而二氧化硅用于生产光纤，A不正确； B．光导纤维能对光进行全反射，用于生产光缆，主要成分是二氧化硅，B正确； C．高温结构陶瓷的耐高温性能好，且抗腐蚀能力强，是制作导弹、火箭的理想材料，C正确； D．玻璃、水泥、陶瓷的主要成分都是硅酸盐，它们属于传统硅酸盐产品，D正确； 故选A。 14．（2021高二·内蒙古·学业考试）下列实验方案不能达到目的的是 A．用闻气味的方法鉴别二氧化碳和一氧化碳 B．用试纸鉴别氯化钠溶液和稀盐酸 C．用氢氧化钠溶液除去氧化铁中的少量二氧化硅 D．用激光笔照射的方法鉴别溶液和胶体 【答案】A 【详解】A．二氧化碳和一氧化碳均为无色无味气体，无法通过闻气味的方法鉴别，A错误； B．氯化钠溶液为中性，稀盐酸显酸性，可以用试纸鉴别，B正确； C．氢氧化钠与二氧化硅反应生成硅酸钠和水，硅酸钠易溶于水，而氧化铁不溶于水，也不与氢氧化钠反应，则用氢氧化钠溶液除去氧化铁中的少量二氧化硅，C正确； D．区分溶液和胶体可通过丁达尔效应，用激光笔照射胶体可看见丁达尔效应，D正确； 答案选A。 15．（2022高二上·江苏·学业考试）下列有关硅及其化合物的说法错误的是 A．二氧化硅常用于制作计算机芯片 B．工业上常用焦炭还原石英砂制得粗硅 C．硅位于元素周期表第三周期第ⅣA族 D．碳纳米材料属于新型无机非金属材料 【答案】A 【详解】A．计算机的芯片材料是高纯度硅，故A错误； B．工业上用焦炭还原石英砂可以制得含有少量杂质的粗硅，故B正确； C．Si为14号元素，位于第三周期第IVA族，故C正确； D．碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等纳米材料，故D正确； 故选A。 16．（2022高三·辽宁大连·学业考试）化学与生活、科技等方面密切相关，下列有关说法错误的是 A．制备防弹装甲的主要材料芳纶，属于合成纤维 B．华为自主研发的“麒麟”芯片，主要成分为二氧化硅 C．食品中添加适量的二氧化硫，可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用 D．神舟十四号飞船返回舱外面的材料是耐高温的陶瓷，属于无机非金属材料 【答案】B 【详解】A．芳纶是合成的有机高分子物质，A正确； B．“麒麟”芯片所用材料为晶体硅，B错误； C．二氧化硫具有漂白性、还原性，食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白，防腐和抗氧化等作用，C正确； D．陶瓷属于无机非金属材料，D正确； 故选B。 17．（2023高二·四川·学业考试）材料的研发与应用使城市轨道交通快速发展。图1是铁轨上运行的地铁列车图2是地铁车厢内部场景。用字母标号回答下列问题： (1)地铁钢轨属于 。 A．合金    B．橡胶    C．塑料 (2)地铁车窗常用钢化玻璃。生产玻璃需用到的原料是 。 A．纯碱()    B．胆矾()    C．醋酸() (3)地铁列车内使用了阻燃橡胶地板。阻燃橡胶属于 。 A．金属材料    B．无机非金属材料    C．有机高分子材料 (4)地铁信息传输使用了光导纤维。光导纤维的主要成分是 。 A．铜    B．石墨    C．二氧化硅 (5)地铁隧道建设需用大量水泥。生产水泥的主要原料为黏土和 。 A．石灰石    B．粗盐    C．烧碱 【答案】(1)A (2)A (3)C (4)C (5)A 【详解】（1）钢轨主要成分是铁碳合金，故选A。 （2）生产玻璃需用到的原料是石英砂、碳酸钠与碳酸钙，故选A。 （3）阻燃橡胶是橡胶的一种，橡胶属于有机高分子材料，故选C。 （4）光导纤维的主要成分是二氧化硅，故选C。 （5）生产水泥的主要原料为黏土和石灰石，故选A。 18．（2023高一上·湖南岳阳·学业考试）非金属元素及其化合物在生产生活中有着重要地位。请根据题意填空： (1)能用来杀菌消毒，见光易分解的弱酸是 (填“HClO”或“HCl”)； (2)实验室常用浓硫酸作干燥剂。浓硫酸能用来干燥 (填“”或“”)； (3)芯片的设计、制造能力关乎国家发展大计。构成芯片的基本材料是 (填“”或“Si”)。 【答案】(1)HClO (2) (3)Si 【详解】（1）HClO具有强氧化性，能杀菌消毒，且见光易分解为盐酸和氧气，故填HClO。 （2）浓硫酸是酸性干燥剂，不能干燥碱性气体，所以浓硫酸不能干燥氨气，氮气不和浓硫酸反应，可以用浓硫酸干燥，故填N2。 （3）硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可以用于制作芯片，故填Si。 19．（23-24高一下·广东·阶段练习）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高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气体； ②粗硅与干燥的HCl气体反应制得（）； ③与过量的在1100℃的温度下反应制得纯硅，已知能与水剧烈反应，在空气中易自燃。 (1)第一步制取粗硅反应的化学方程式为 。 (2)实验室用与过量的反应制取纯硅装置如图所示（加热和夹持装置略去）： ①装置B中的试剂是 ，装置C中的烧杯需要加热，目的是 。 ②装置D中发生反应的化学方程式是 。 【答案】 (1) (2)浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHC13汽化 【详解】（1）高温下用过量的碳还原二氧化硅生成硅与一氧化碳，反应方程式为：； （2）①装置A制备氢气，由于氢气中含有水蒸气，SiHCl3能与水剧烈反应，需要干燥H2，则装置B中的试剂是浓硫酸，装置C中的烧杯需要加热，目的是使滴入烧瓶中的SiHC13汽化； ②装置D中氢气与SiHC13发生反应生成Si单质和HCl，则装置D中发生反应的化学方程式是：。 20．（2022高一上·湖南·学业考试）非金属元素在生产生活中扮演着重要角色。请根据题意填空； (1)氨是一种极易溶于水的气体，其水溶液能使酚酞溶液变 (填“红”或“蓝”)； (2)SO2有一定的还原性，在葡萄酒的酿制过程中，添加适量的SO2，除可杀菌外，还可防止葡萄酒中的一些成分被 (填“氧化”或“还原”)，起到保质作用； (3)玻璃中的成分SiO2能与NaOH溶液反应：，实验室中盛放NaOH溶液应选用带 (填“玻璃塞”或“橡胶塞”)的试剂瓶。 【答案】(1)红 (2)氧化 (3)橡胶塞 【详解】（1）氨是一种极易溶于水的气体，其水溶液呈碱性，能使酚酞溶液变红； （2）SO2有一定的还原性，可防止葡萄酒中的一些成分被氧化，起到保质作用； （3）玻璃中的成分SiO2能与NaOH溶液反应：，硅酸钠具有粘性，为防止瓶与塞粘在一起，实验室中盛放NaOH溶液应选用带橡胶塞的试剂瓶。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$