专题4 第18讲 无机非金属材料 化学与可持续发展(Word练习)-【精讲精练】2026年高考化学一轮复习（苏教版）

1．(2023·江苏连云港统考)我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列说法正确的是(　　) A．火星探测器上天线接收器外壳为钛合金，钛合金属于金属材料 B．太阳能电池板将太阳能转化为电能，电池板芯片的主要成分为SiO2 C．“旅程”足球中含有玻璃纤维，玻璃纤维是一种有机合成材料 D．“天宫”空间站航天员使用的双层蛋白皮革耳机，皮革属于无机物 解析　太阳能电池板将太阳能转化为电能，电池板芯片的主要成分为Si，作为半导体材料，而SiO2是光导纤维，B错误；玻璃纤维是一种无机非金属材料，不属于有机合成材料，C错误；皮革属于PU，属于有机合成材料，属于有机物，D错误；故选A。 答案　A 2．(2023·江苏南京统考)第19届亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念。下列说法不正确的是(　　) A．会场“莲花碗”(如图)采取自然采光方式有利于实现“碳中和” B．火炬“薪火”使用的1 070铝合金具有硬度高、耐高温的特点 C．吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为二氧化硅 D．特许商品“亚运莲花尊”的艺术载体青瓷属于无机非金属材料 解析　会场采取自然采光方式能节约能源，有利于实现“碳中和”，A正确；铝合金具有硬度高、耐高温的特点，B正确；芯片的主要成分为硅，C错误；青瓷属于陶瓷，属于无机非金属材料，D正确。 答案　C 3．(2023·沧州高三期中)中华文化对人类进步和社会发展贡献卓著，文献记载了很多与化学相关的内容。下列对文献记载的解释或说明错误的是(　　) 选项 文献记载 解释或说明 A (火药)乃焰消(KNO3)、硫黄、杉木炭所合 制备火药的原料均属于电解质 B (玛瑙)其莹如水，其坚如玉，故名水玉，与水精(水晶)同名，……有酒色、紫色、白色，莹澈与水精相似 水晶和玛瑙的主要成分均为SiO2 C 金黄色(栌木煎水染，碱水漂) 象牙色(栌木煎水薄染) 栌木提取物可作酸碱指示剂 D 世间丝、麻、裘、褐皆具素质 丝和麻可用灼烧法鉴别 解析　硫黄、杉木炭是单质，不属于电解质，A错误；水晶和玛瑙的主要成分均为SiO2，B正确；栌木煎水染，碱水漂，呈现金黄色，栌木煎水薄染，呈现象牙色，故栌木提取物可作酸碱指示剂，C正确；丝属于蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味，麻属于纤维素，可以用灼烧法鉴别丝和麻，D正确。 答案　A 4．(2023·唐山二模)化学与人类健康生活及环境保护息息相关。下列叙述正确的是(　　) A．食品加工时不可添加任何防腐剂 B．温室气体是形成酸雨的主要物质 C．大量使用含磷洗涤剂会造成水体污染 D．小苏打常用作烘焙面包，它的主要成分是Na2CO3 解析　只要按规定合理添加防腐剂，可以提高食物保存时间，因此食品加工可以添加防腐剂，但要注意在要求范围之内，A错误；酸雨主要是二氧化硫、氮的氧化物引起，与温室气体无关，B错误；小苏打受热容易分解产生CO2气体，面包师是用小苏打发泡剂烘焙面包，其主要成分是NaHCO3，D错误；故选C。 答案　C 5．(2024·扬州模拟)2023年4月20日，SpaceX的巨无霸航天器“星舰”在美国得克萨斯州的星基地进行了试飞。下列关于“星舰”说法不正确的是(　　) A．“星舰”采用不锈钢外壳，不锈钢密度比铝合金大 B．“星舰”舰体外的烧蚀层可采用耐高温材料 C．“星舰”及助推器都实现了重复使用，从而大大降低发射成本 D．“星舰”采用的猛禽发动机以液氧和甲烷为燃料，比使用NO2与偏二甲肼为燃料环保 解析　不锈钢是密度比铝合金大的铁合金，A正确；烧蚀层应采用熔、沸点低易挥发的物质，不能采用耐高温材料，B错误；航天器和助推器的重复使用可以大大降低发射成本，有利于提高航天器的商业化利润，C正确；与发动机以有毒的二氧化氮与偏二甲肼为燃料相比，使用液氧和甲烷为燃料对环境污染相对比较小，更环保，D正确。 答案　B 6．(2023·扬州段考)高邮博物馆馆藏文物丰富，下列文物的材料成分不能与其他三种归为一类的是(　　) A．乳丁纹青铜铙　　　　 B．蚕纹青玉璧 C．唐素三彩陶马 D．高邮军城砖 解析　蚕纹青玉璧、唐素三彩陶马、高邮军城砖的主要成分是硅酸盐，乳丁纹青铜铙是合金，不能与前三种归为一类，故选A。 答案　A 7．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘了我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是(　　) A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英 C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 解析　陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；制普通硅酸盐水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。 答案　C 8．(2023·镇江月考)下列有关材料的结构或性质与用途不具有对应关系的是(　　) A．硅橡胶具有无毒、无味、耐高温的性质，用作压力锅的密封圈 B．分子筛(铝硅酸盐)具有微孔结构，用作计算机芯片 C．Ti­Fe合金储氢量大、吸放氢速率快，用于氢燃料汽车 D．高温结构陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐磨蚀的特性，用于发动机 解析　分子筛(铝硅酸盐)具有微孔结构，主要用作吸附剂和催化剂等，硅是计算机芯片的原料，B错误。 答案　B 9．下列说法中正确的是(　　) A．单质氧化物酸或碱盐，碳、硅单质均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．向Na2SiO3溶液、NaAlO2溶液、Ca(OH)2溶液中分别通入过量CO2，溶液均有白色沉淀 解析　A项，SiO2与H2O不反应；B项，SiO2不能直接转化为H2SiO3，H2SiO3也不能转化为Si；D项，Ca(OH)2溶液中通入过量CO2，无沉淀生成。 答案　C 10．(2023·江苏无锡高三期末)氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料。用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物)： 下列叙述正确的是(　　) A．“还原”时反应的方程式为SiO2＋CSi＋CO2 B．“高温氮化”合成反应中N2是还原剂 C．“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉 D．“稀酸Y”选用稀硫酸除去产物中的杂质 解析　焦炭与石英砂发生反应SiO2＋2CSi＋2CO↑，焦炭被氧化成CO，A错误；“高温氮化”合成反应中即3Si＋2N2Si3N4，反应中N的化合价降低，被还原，故N2是氧化剂，B错误；“高温氮化”是Si与氮气反应，原料气中含有N2和少量的O2，氧气能与Si反应生成SiO2，需要除去氧气，操作X可以除去氧气得到纯净氮气，C正确；粗硅中含有少量Fe和Cu，即Si3N4中含有少量Fe和Cu，Fe与稀硫酸反应，得到可溶于水的FeSO4，但Cu与稀硫酸不反应，故应该用稀硝酸除去Si3N4中Fe和Cu，D错误。 答案　C 11．实验室用H2还原SiHCl3(沸点：31.85 ℃)制备纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法正确的是(　　) A．装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓硫酸、冰水 B．实验时，应先加热管式炉，再打开活塞K C．为鉴定制得的硅中是否含有微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、双氧水、KSCN溶液 D．该实验中制备氢气的装置也可用于饱和食盐水与电石反应制备乙炔 解析　本题制备纯硅的反应为H2＋SiHCl3Si＋3HCl，此反应应在装置Ⅳ中进行。装置Ⅰ的目的是制备氢气，氢气中含有水蒸气，对后续实验产生干扰，必须除去，因此装置Ⅱ的目的是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓硫酸；装置Ⅲ的目的是使SiHCl3气化，与氢气充分混合，因此应在热水浴中加热，A项错误；实验时应先打开活塞K，通入氢气，排除装置中的空气，防止加热时遇O2发生爆炸，B项错误；硅不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成Fe2＋，Fe2＋被H2O2氧化成的Fe3＋与KSCN溶液反应，溶液变红，可以鉴定是否含有铁单质，C项正确；饱和食盐水与电石反应制备乙炔，反应迅速放出大量热且生成微溶的氢氧化钙，因此不能用启普发生器进行实验，D项错误。 答案　C 12．工业上制备高纯硅有多种方法，其中的一种工艺流程如下： 已知：流化床反应的产物中，除SiCl4外，还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。下列说法正确的是(　　) A．电弧炉中发生的反应为C＋SiO2CO2↑＋Si B．SiCl4进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯 C．每生成1 mol高纯硅，需要44.8 L Cl2(标准状况) D．该工艺Si的产率高，符合绿色化学要求 解析　电弧炉中发生的反应为SiO2＋2CSi＋2CO↑，A错误；流化床反应的产物中，除SiCl4外，还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等，因此进入还原炉之前需要蒸馏提纯，B正确；流化床反应中有多种含氯副产物，因此生成1 mol高纯硅，需要的氯气体积大于44.8 L，C错误；由已知可知流化床反应的产物中有多种副产物生成，不符合原子经济性原则，D错误。 答案　B 13．(2024·莆田模拟)优化的NaFePO4复合材料作钠离子电池的正极材料时表现出优异的循环稳定性。以黄铁矿(主要成分是FeS2，含少量SiO2等杂质)为原料制备NaFePO4的流程如图所示。 已知：“滤渣2”中不含硫单质。涉及离子的氢氧化物常温下的溶度积常数如表。(当离子的物质的量浓度≤10－5 mol·L－1时，认为沉淀完全，lg 4＝0.6) 离子 Fe2＋ Fe3＋ Ksp 8×10－10 4×10－38 回答下列问题： (1)NaFePO4中Fe元素化合价为___________价；“研磨”的目的是___________。 (2)常温下，“酸浸”时，加入过量50%的硫酸的目的为____________________________ (答一条即可)。 (3)“浸渣1”的主要成分是___________(填化学式)，列举出一种该物质的用途：___________。 (4)“还原”中FeS2与Fe3＋反应的离子方程式为_________________________________；通入空气的条件下，“溶液1”可在“还原”步骤中循环利用，则通入空气的目的是___________。 (5)“一系列操作”包括___________、___________、过滤、洗涤和低温干燥。 解析　(1)NaFePO4中Fe元素化合价为＋2价；“研磨”的目的是增大固体接触面积，提高反应速率。 (2)常温下，“酸浸”时，加入过量50%的硫酸的目的为抑制溶液中Fe3＋的水解，防止生成Fe(OH)3沉淀(或将固体完全溶解等其他合理答案)。 (3)“浸渣1”的主要成分是SiO2，该物质的用途：制作光导纤维(或其他合理答案)。 (4)由氧化还原反应的规律可知，“还原”中FeS2与Fe3＋反应生成硫酸亚铁，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋；“溶液1”可在“还原”步骤中循环利用，则通入空气的目的是将“溶液1”中的Fe2＋转化为Fe3＋(或其他合理答案)。 (5)“还原”步骤后得到FeSO4溶液，经过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤和低温干燥可以得到FeSO4·7H2O固体。 答案　(1)＋2　增大固体接触面积(或提高反应速率，提高原料转化率等合理答案) (2)抑制溶液中Fe3＋的水解，防止生成Fe(OH)3沉淀(或将固体完全溶解等其他合理答案) (3)SiO2　制作光导纤维(或其他合理答案) (4)FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋　将“溶液1”中的Fe2＋转化为Fe3＋(或其他合理答案) (5)蒸发浓缩　降温结晶 14．高纯硅是制作光伏电池的关键材料，如图是一种生产高纯硅的工艺流程示意图： 已知：①流化床反应器内的主反应：Si＋3HClSiHCl3＋H2； ②还原炉内的主反应：SiHCl3＋H2Si＋3HCl； ③SiHCl3极易水解：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl。 回答下列问题： (1)石英砂的主要成分为SiO2，SiO2是一种酸性氧化物，能与烧碱反应生成盐和水，下列物质中也能与烧碱反应生成盐和水的是________(填字母)。 A．Al B．Al2O3 C．CuO D．NaHCO3 SiO2能在一种常见的酸中溶解，生成一种气态含硅物质，这种酸的电子式为________。 (2)电弧炉中生成粗硅，反应的化学方程式为_________________________________。若电弧炉中焦炭过量，还会有SiC生成，石英砂和焦炭生成SiC的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。 (3)整个操作流程都需隔绝空气，原因是________________________________________ ________________________________________________________________________(答出两条即可)。 (4)流化床反应器中除SiHCl3外，还可能发生副反应，生成其他含硅化合物(如SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等)，可以用蒸馏的方法加以分离，该操作方法的理论依据是________________________________________________________________________。 (5)上述操作流程中可以循环利用的物质是________。 解析　(1)铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故A不符合题意；氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，故B符合题意；氧化铜与氢氧化钠溶液不反应，故C不符合题意；碳酸氢钠与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，故D符合题意。SiO2能在一种常见的酸中溶解，生成一种气态含硅物质，这种酸为HF，HF属于共价化合物，其电子式为。 (2)二氧化硅与碳在高温条件下反应生成粗硅和CO：SiO2＋2CSi＋2CO↑，石英砂和焦炭生成SiC的反应为SiO2＋3CSiC＋2CO↑，C元素化合价由0价降低为－4价，由0价升高为＋2价，C既是氧化剂又是还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2。 答案　(1)BD　　(2)SiO2＋2CSi＋2CO↑　1∶2　(3)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(任写两条即可)　(4)各组分沸点相差较大 (5)H2、HCl 学科网（北京）股份有限公司 $$