第04讲 碳、硅及无机非金属材料（复习讲义）（福建专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第04讲 碳、硅及无机非金属材料 目录 01 考情解码·命题预警 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 碳及其化合物 知识点1 碳单质 知识点2 碳的氧化物 知识点3 碳酸、碳酸盐 知识点4 碳元素在自然界中的循环 知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 思维建模 与CO2相关的图像题解题方法 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 考点二 硅及基化合物 知识点1 单质硅 知识点2 二氧化硅 知识点3 硅酸 知识点4 硅酸盐 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 思维建模 Si及SiO2性质的特殊性归纳 考向2 考查硅的制备 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 考点三 无机非金属材料 知识点1 传统无机非金属材料 知识点2 新型无机非金属材料 考向1 考查传统无机非金属材料 考向2 考查新型无机非金属材料 04 真题溯源·考向感知 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 碳及其化合物 选择题 非选择题 T1（B） T12 T9（C、D） T14 硅及其化合物 选择题 非选择题 T14 T11 T6（A） T11 无机非金属材料 选择题 非选择 T1 考情分析： 一、分析近五年高考试题，高考命题在本讲有以下规律： 1.从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下几个方面： （1）直接考查硅及其化合物、碳及其氧化物的结构、性质。 （2）以传统文化、先进科学技术为素材考查无机非金属材料的组成、性质、应用等。 （3）与环境相结合考查碳循环。 （4）原料中涉及硅元素的工艺流程中，考查硅及其化合物的性质。 2.从命题思路上看，侧重从晶体结构、物质类型、化合价等方面多角度、多层次分析、认知碳、硅两种元素的单质及其重要化合物；以无机非金属材料为载体考查化学对社会发展的重大贡献；通过二氧化碳对环境的影响的考查，树立低碳绿色可持续发展意识。 二、预计2026年高考： 1.以碳、硅单质及其重要化合物的性质、用途设计选择题。 2.以制取一氧化碳设计有关实验题。 3.以工艺流程题形式为背景，原料中涉及硅元素的工艺流程中，考查硅及其化合物的性质。 4.结合离子反应进行考查。 三、根据高考命题的特点和规律，复习时注意以下几个方面： 1.掌握C、Si单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解无机非金属材料对社会发展的影响。注重联系生活实际。 3.有意识运用相关知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论。 复习目标： 1．了解硅、碳及其重要化合物的主要性质及应用。 2．了解无机非金属材料的生产及主要性能。 3．了解化学品的合理使用和注意事项。 考点一 碳及其化合物 知识点1 碳单质 1.碳族元素 (1)碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA族元素，又称碳族元素，其价层电子排布式为ns2np2。 (2)碳元素的存在：在自然界以化合态和游离态形式存在。 2.常见碳单质的结构和物理性质 （1）常见的碳单质有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯C60、碳纳米管等，它们互为同素异形体。 （2）金刚石、石墨、足球烯C60的比较 金刚石 石墨 足球烯C60 晶体类型 共价晶体 混合型晶体 分子晶体 碳原子的杂化方式 sp3杂化 sp2杂化 sp2杂化 物理性质 熔点高，硬度大，不导电 熔点高，硬度小，能导电 熔点低，不导电 主要用途 钻石制作，切割工具，钻探机的钻头等 做电极、润滑剂、铅笔芯 广泛应用于超导、医学领域 3.碳单质化学性质 （1）与O2的反应(用化学方程式表示)： ①O2不足：2C＋O22CO ②O2充足：C＋O2CO2 （2）与氧化物反应(用化学方程式表示)： ①与CuO反应：2CuO＋C2Cu＋CO2↑(冶炼金属) ②与Fe2O3反应：Fe2O3＋3C2Fe＋3CO↑(冶炼金属) ③与CO2反应：CO2＋C2CO； ④与水蒸气反应：C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤气) ⑤与SiO2反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制粗硅) （3）与强氧化性酸反应 ①与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O ②与浓硝酸反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 4.碳单质的用途（了解） （1）金刚石结构坚硬，用作玻璃刻刀、机器钻头、装饰品等； （2）石墨的细鳞片状结构质软、导电性、滑腻性、耐高温,用作铅笔芯、电极、润滑剂、坩埚； （3）木炭和活性炭的疏松多孔的结构吸附性，用作吸附食品色素、除臭、防毒面具、冰箱除味剂等； （4）可燃性，作燃料，用于家庭取暖、做饭等； （5）还原性，作还原剂：冶炼金属，如冶炼金属铜、铁等。 知识点2 碳的氧化物 1.碳的氧化物的物理性质 色态味 密度(比空气) 水溶性 毒性 CO 无色、无 味、气体 小 难溶 有(易结合血红蛋白) CO2 大 能溶 无(但会引起温室效应) 2.碳的氧化物的化学性质 （1）CO具有较强的还原性，可以与O2、金属氧化物等发生反应。 如与Fe2O3反应：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 （2）CO2是典型的酸性氧化物，也具有氧化性。 a.酸性氧化物 ①与水反应：CO2＋H2OH2CO3 ②与碱反应（如NaOH溶液）：CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3 ③与碱性氧化物反应：CO2＋CaO=CaCO3 ④与Ca(ClO)2盐溶液反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO（CO2少量）； Ca(ClO)2＋2CO2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO（CO2过量）； b.氧化性 ①与C反应：CO2＋C2CO； ②与Mg反应：2Mg＋CO22MgO＋C 3.用途 ①CO:作燃料，冶炼金属； ②CO2:灭火，制汽水；植物肥料；化工原料等。 4.有关CO、CO2气体的除杂方法 CO中混有CO2 通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，然后干燥气体 CO2中混有CO 通过盛有灼热CuO的硬质玻璃管 CO2中混有O2 通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管 CO2中混有少量SO2 通过盛有饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗气瓶，然后干燥气体 CO2中混有少量HCl 通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，然后干燥气体 得分速记 （1）澄清石灰水只用于检验CO2，不能用于除去混合气体中的CO2，应用NaOH溶液除去； （2）CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生（由于盐酸的酸性比碳酸的强）。 知识点3 碳酸、碳酸盐 1.碳酸：二元弱酸、不稳定，常用CO2＋H2O代替H2CO3，碳酸的酸性比苯酚、次氯酸强。 2.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 热稳定性 正盐＞酸式盐 溶液pH 同浓度：正盐＞酸式盐 相互转化 COHCO 知识点4 碳元素在自然界中的循环 1.CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。 2.自然界消耗CO2的主要反应： （1）溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3； （2）光合作用将CO2转化为O2； （3）岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。 知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律 1.与碱溶液的反应 （1）反应原理: NaOHNa2CO3NaHCO3 CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3 （2）反应后溶质成分的判断（根据上述反应方程式分析） x＝ 溶质成分 x≤1∶1 NaHCO3 1∶1<x<2∶1 Na2CO3、NaHCO3 x＝2∶1 Na2CO3 x>2∶1 NaOH、Na2CO3 2.CO2与盐溶液的反应 碳酸是一种弱酸，其酸性比盐酸、醋酸要弱，因此，盐酸、醋酸能与碳酸盐反应；其酸性又比硅酸、次氯酸、苯酚等强，因此，将CO2气体通入Na2SiO3、NaClO、等盐溶液中，均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐，这就是“强酸制弱酸”原理的应用。如： （1）CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 （2）CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3或CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 当CO2过量时，发生反应如下：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3 （3）CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO 当CO2过量时，发生反应如下：2CO2＋Ca(ClO)2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO （4）CO2＋＋H2O―→＋NaHCO3 得分速记 （1）“强酸制弱酸”是一个重要的化学反应规律，但不可认为弱酸就不能“制取”强酸。在某些条件下，当弱酸的酸根阴离子被沉淀或被氧化后，H＋就被“释放”出来，从而生成了强酸。如将H2S通入CuSO4溶液中或向氢硫酸中滴加氯水，均由氢硫酸这种弱酸生成了强酸：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4(S2－与Cu2＋结合成难溶的CuS)，H2S＋Cl2===S↓＋2HCl(S2－被氧化)。 （2）CO2与溶液反应的产物与CO2的用量无关，都生成NaHCO3，因为酸性H2CO3>>HCO。 （3）CO2与NaClO溶液反应的产物与CO2的量无关，也只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3，因为酸性H2CO3>HClO>HCO,但CO2与Ca(ClO)2溶液反应的产物与CO2的量有关，CO2的量不足时，CO2+Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO；CO2过量时，2CO2+Ca(ClO)2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2HClO；。 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 例1 化学处处呈现美。下列说法不正确的是 A．颜色美：绚丽的焰火与能量转化有关 B．味道美：谷氨酸钠可作食品添加剂 C．结构美：“足球烯”是一种有机物 D．现象美：“仙境”舞台利用干冰易升华的特性 【答案】C 【详解】A． 焰火产生的原理是电子从基态跃迁到激发态，再从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，以光的形式释放能量，故与能量转化有关，A正确； B．谷氨酸钠即味精，可作食品添加剂增鲜，B正确； C． “足球烯”（C60）是碳单质，不是有机物，C错误； D．干冰升华吸热使水蒸气液化成雾，营造“仙境”舞台，D正确； 故答案选C。 【变式训练1——变题型】含有离子液体组成元素的下列物质，不能按图示路径一步转化得到的是 选项 甲 乙 丙 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．Al(OH)3不能一步转化为Al，Al与氧气反应生成，不能一步转化为，A选项错误，符合题意； B．与氧气反应可一步转化为，与水反应可一步转化为，与铜等反应可还原生成，B选项正确，不符合题意； C．与足量氢氧化钠反应可一步转化为，溶液中通入可一步转化为，受热分解可一步转化为，C选项正确，不符合题意； D．被氯气等强氧化剂氧化可一步转化为，浓与Cu加热反应可一步转化为，D 选项正确，不符合题意； 故答案为：A。 【变式训练2——变考法】(24-25高三下·福建省龙岩第一中学·第五次模拟)AlN是一种半导体材料，一种制备方法是。设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A．消耗等物质的量的和，转移电子数目为6 B．12g C（石墨）含非极性键数目为3 C．标准状况下，11.2L 含键数目为 D．0.1mol 溶于足量盐酸，溶液中含数目为0.2 【答案】C 【详解】A．由于不知道等物质的量的和具体物质的量，无法计算转移的电子数目，A不正确； B．12g C（石墨）的物质的量为1mol，根据石墨的结构，每个碳原子形成3根非极性键，每根碳碳键是两个碳原子形成，每个碳原子对非极性键的占有率为，故1mol石墨含非极性键，即非极性键数目为1.5，B不正确； C．1个分子含2个π键，标准状况下，11.2L 的物质的量为0.5mol，含个键，C正确； D．会水解，0.1mol 溶于足量盐酸，溶液中含数目小于0.2，D不正确； 本题选C。 【变式训练3——】下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 危化品运输中用铁质槽罐运输浓硫酸 浓硫酸具有脱水性 B 收纳师用活性炭去除冰箱内异味 活性炭具有吸附作用 C 医生用复方氢氧化铝片给病人治疗胃酸过多 能与盐酸反应 D 葡萄酒生产中添加适量 具有抗氧化作用 【答案】A 【解析】A．常温下，铁和浓硫酸发生钝化现象，使铁表面生成一层致密的氧化物薄膜而阻止内层金属进一步反应，用铁质槽罐运输浓硫酸利用的是浓硫酸的强氧化性，不是脱水性，A符合题意；B．活性炭是多孔的，具有吸附作用，用活性炭去除冰箱内异味利用了活性炭的吸附作用，B不符合题意；C．氢氧化铝能与盐酸反应生成氯化铝和水，用氢氧化铝给病人治疗胃酸过多利用了氢氧化铝能与盐酸反应的性质，C不符合题意；D．葡萄酒中添加适量，是因为SO2具有还原性，能防止葡萄酒被氧化，且SO2能杀菌，D不符合题意；故选A。 考向2 考查与CO2相关的图像分析 例2 取一定量的溶液通入后，再继续向该溶液中逐滴加入的盐酸，产生的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，下列说法正确的是 A．原溶液中的物质的量为 B．原溶液通入的在标准状况下的体积为 C．通入后所得溶液的溶质成分为和 D．通入后所得溶液中含有 【答案】D 【分析】从图中可以看出，当加入盐酸的体积为25mL时开始生成气体，则此时发生反应，，则加入的25mL盐酸发生的反应为：，由此可求出通入后的溶液中，、，依据守恒，原溶液中NaOH的物质的量等于加入75mL盐酸后溶液中生成NaCl的物质的量，即为0.0075mol。 【详解】A．根据分析，原溶液中NaOH的物质的量为0.0075mol，A错误； B．原溶液中，、，依据碳原子守恒，可求出通入的物质的量为0.005mol，标准状况下为112mL，B错误； C．由分析可知，通入后所得的溶液中，溶质成分为和，C错误； D．通入后所得溶液中，、，则含有mol ，D正确； 故选D。 【变式训练1——变题型】向和混合溶液中滴加稀盐酸，的生成量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是 A．在0-a范围内，只发生中和反应 B．ab段发生反应的离子方程式为 C． D．原混合溶液中与Na2CO3的物质的量之比为 【答案】C 【分析】向NaOH和混 合溶液中滴加盐酸时，首先和NaOH发生反应：，继续滴加时， 盐酸与首先发生反应：，继续滴加时发生反应：；则ab段发生反应的离子方程式为，反应0.01mol、0.01molHCl，消耗盐酸体积V(HCl)=0.01 mol÷0.1 mol/L=0.1 L，故a=0.4-0.1=0.3；0.3>0.1，则0-a范围内，发生2个反应：、，其中消耗HCl0.01mol、消耗HCl0.03mol-0.01mol=0.02mol； 【详解】A．分析可知，0-a范围内，发生2个反应：、，A错误；   B．ab段发生反应的离子方程式为，B错误； C．分析可知，，C正确； D．原混合溶液中与Na2CO3的物质的量之比为0.02:0.01=2:1，D错误； 故选C。 【变式训练2——变考法】向某溶液中通入气体后得溶液M，因通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积与加入盐酸的体积的关系有下列图示四种情况，且②③④图中分别有，，。 则下列分析与判断不正确的是 A．M中只有一种溶质的有①和③ B．M中有两种溶质的有②和④ C．②图显示M中的溶质为和 D．④图显示M中的溶质为和 【答案】C 【分析】发生反应为：NaOH+HCl=NaCl+H2O，Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，由方程式可知碳酸钠转化为碳酸氢钠消耗盐酸与碳酸氢钠反应消耗盐酸体积相等，结合图像分析解答。 【详解】A．图①中加入盐酸即有CO2生成，说明溶质只有一种，即NaHCO3，图③中OA=AB，说明溶质只有Na2CO3，故A正确； B．图②中OA＜AB，说明溶液M中含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，图④中OA＞AB，说明溶液M中含有NaOH和Na2CO3两种溶质，故B正确； C．图②中OA＜AB，说明溶液M中含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，故C错误； D．图④中OA＞AB，说明溶液M中含有NaOH和Na2CO3两种溶质，故D正确。 故选：C。 【变式训练3——】为测定某氢氧化钠固体是否变质，兴趣小组同学取一定量的样品配制成溶液，加入锥形瓶中，再逐滴加入稀盐酸至过量，并利用传感器测定的含量，如图所示，下列结论中不正确的是 A．氢氧化钠固体已变质 B．0~50s时段有中和反应发生 C．100s时溶液的 D．200s时溶液中的溶质只有一种 【答案】D 【解析】A．氢氧化钠变质实际上是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水；由图可知，二氧化碳的体积分数逐渐增大，说明有二氧化碳气体生成，则氢氧化钠固体已变质，A不符合题意；B．由图可知，0~50s内有一小段二氧化碳的体积分数为0，说明此时发生的是氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水，氢氧化钠属于碱，稀盐酸属于酸，酸与碱的反应是中和反应，B不符合题意；C．由图可知，100s时二氧化碳的体积分数还在增加，说明碳酸钠与稀盐酸的反应正在进行中，则此时溶液中含有氯化钠和碳酸钠，碳酸钠溶液显碱性，因此100s时溶液的，C不符合题意；D．由图可知，200s前二氧化碳的体积分数达到最大且不再变化，说明碳酸钠完全反应，由于加入的稀盐酸是过量的，所以此时溶液中的溶质有氯化钠和HCl，D符合题意；故选D。 思维建模 与CO2相关的图像题解题方法 与CO₂相关的图像题解题需重点分析化学性质，结合图像变化规律得出结论。以下是常见题型分析及解题方法： 1.标定坐标轴 ①横轴：通入CO2体积/时间或加入酸量； ②纵轴：pH/气体体积/导电率。 2.CO2与NaOH反应阶段划分 （1）NaOH过量段 （2）Na2CO3主存段 （3）NaHCO3生成段 3.‌定量计算：根据拐点体积计算溶质比例 4.常见误导项： （1）‌平台期误判‌：如Na₂CO₃与盐酸反应时，若图像出现平台期（气体体积不变），需排除NaOH干扰。 ‌ （2）‌坐标混淆‌：横坐标为温度时，需注意不同温度对CO₂溶解度的影响（如热水中溶解度更低）。 ‌ 总结：需通过图像特征（如斜率、拐点、平台期）结合CO₂的物理状态变化（气/液/固）、化学特性（溶解性、反应性）及实验现象（密度、燃烧等）综合判断。 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 例3 (24-25高三上·福建永春第一中·11月月考)综合利用、CO对构建低碳社会有重要意义。 (1)、、MgO均能吸收。如果寻找吸收的其他物质，下列建议合理的是 (填字母)。 A．可在碱性氧化物中寻找        B．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找 C．可在具有强氧化性的物质中寻找 (2)可用于吸收、释放，原理是在 ，与接触后生成；平衡后加热至，反应逆向进行，放出，再生，写出与反应的化学方程式： 。 (3)如图所示，利用缺铁氧化物(如)可实现的综合利用、构建低碳环保社会。 过程Ⅰ反应中二氧化碳作 (填“氧化”或“还原”)剂，每生成3mol的可转化的体积为 (标准状况)。 (4)我国某科研团队用CoPe和催化剂串联催化二氧化碳制甲烷(反应微观过程如图所示)。 请根据图示写出催化过程②的反应方程式： ；总的来看，1mol二氧化碳完全转化为甲烷过程中转移的电子数为 。 (5)下图为海水吸收并进行碳循环的原理示意图。 请根据图示写出“钙化”中释放的化学方程式： 。 【答案】(1)AB (2)或 (3) 氧化 22.4L (4) (5) 【详解】（1）、、MgO 都属于碱性氧化物，且为ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物，但不具有强氧化性，故AB合理； 故答案为：AB； （2）在 ，与为反应物，生成，则根据质量守恒可知，有或生成；加热至，反应逆向进行，与为生成物；则反应方程式为或； 故答案为：或； （3）从图中可看出，过程Ⅰ中转化为，碳元素的化合价由+4价降低为0价，被还原，则为氧化剂；过程Ⅰ反应方程式为，则每生成3mol的消耗1mol，即转化的体积为22.4L(标准状况）； 故答案为：氧化；22.4L； （4）从反应微观过程可看出，催化过程②、转化为，根据质量守恒，有生成，故反应方程式为；总反应方程式为，转化为，碳元素化合价由+4价降低为-4价，转移电子为，故1mol二氧化碳完全转化为甲烷过程中转移的电子数为； 故答案为：；； （5）根据图示看出，“钙化”过程生成、释放，反应物为与，则根据质量守恒有生成，化学方程式为； 故答案为：。 【变式训练1——变载体】碳是构成地球生命的重要元素。下列说法正确的是 A．自然界中不存在游离态的碳 B．碳的化合物数量众多分布极广 C．向空气中排放二氧化碳会形成酸雨 D．碳酸盐的沉积会增加自然界中CO2含量 【答案】B 【详解】A．金刚石就是碳单质了，也就是游离态的碳，A错误； B．碳形成多种有机物， 碳的化合物数量众多，分布极广，B正确； C．酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水，雨水被大气中存在的酸性气体污染，酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质造成的，我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的，多为硫酸雨，少为硝酸雨，C错误； D．碳酸盐很稳定，不会增加自然界中CO2含量，D错误； 故选B。 【变式训练2——变考法】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。 【变式训练3——】“千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲”是明代诗人于谦的著名诗句，下列有关该诗句中所涉及物质的说法错误的是 A．碳酸钙可作补钙剂 B．氧化钙可作干燥剂 C．氧化钙用于制作发热包 D．碳酸钙是生产陶瓷的原料 【答案】D 【解析】A．碳酸钙可与胃酸反应生成可溶性钙盐，可作补钙剂，A正确；B．氧化钙可以吸收水蒸气生成氢氧化钙，因此能作干燥剂，B正确；C．氧化钙和水反应会产生大量的热，可以对食品进行加热，故可用于制作发热包，C正确；D．陶瓷的原料是黏土，碳酸钙是生产玻璃和水泥的原料，D错误；故答案选D。 考点二 硅及其化合物 知识点1 单质硅 1.硅的存在 自然界中硅元素仅有化合态，在地壳中含量仅次于氧，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。 2.单质硅化学性质 （1）常温 常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质反应。 ①与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ②与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑（硅的特征反应） ③与F2反应的化学方程式:Si＋2F2===SiF4 （2）高温 加热或高温条件下，硅也能和一些非金属单质反应。 ①与O2反应：Si＋O2SiO2。 ②与Cl2反应：Si＋Cl2SiCl4 ③与C反应：Si+ CSiC 3.硅的用途：半导体材料、太阳能电池、计算机芯片等。 4.高纯硅的制备 制备流程、涉及的主要化学反应 (a)SiO2＋2CSi＋2CO↑（注意不是生成二氧化碳） (b)Si＋3HClSiHCl3＋H2 (c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl 得分速记 （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中含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。 知识点2 二氧化硅 1.二氧化硅的存在 存在：硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等 2.二氧化硅的物理性质：纯净的SiO2是无色透明的，其熔、沸点高，硬度大，不溶于水，也不导电。 3.二氧化硅的结构特点 在SiO2晶体中，每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在4个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O相连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O与2个Si相结合。实际上，SiO2晶体是由Si和O按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体。由结构可知，二氧化硅的化学性质很稳定。 4.二氧化硅的化学性质 (1)酸性氧化物：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。 (2)高温下，Na2CO3与SiO2反应制玻璃 SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑。 (3)与氢氟酸反应(特殊性质) SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 5.二氧化硅的主要应用 （1）水晶可用于、光学仪器、工艺品。 （2）SiO2是制光导纤维的重要原料。 （3）较纯的石英用于制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。 得分速记 （1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。 （2）因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。 （3）SiO2虽然能与NaOH溶液、HF溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但与水不能直接反应。 （4）不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。 （5）加热熔融NaOH时，不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，原因是陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。 知识点3 硅酸 1.硅酸的物理性质：硅酸是一种白色胶状物质，不溶于水，能形成胶体。新制备的硅酸为透明、胶冻状，硅酸经干燥脱水形成硅酸干凝胶——“硅胶”。 2.硅酸的化学性质： （1）弱酸性：硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性还弱，能与碱反应如：H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O。 （2）不稳定性：硅酸的热稳定性很差，受热分解为SiO2和H2O：H2SiO3SiO2＋H2O。 3.硅酸的制备： 由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。 Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl，Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3（证明酸性：H2CO3＞H2SiO3）。 4.硅酸的用途：硅胶可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的干燥剂。 知识点4 硅酸盐 1.概念：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。 2.硅酸盐的氧化物表示方法： 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，不同氧化物间以“·”隔开。 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(Na2SiO3) （1）物理性质：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）化学性质——与酸性较硅酸强的酸反应： ①与盐酸反应的化学方程式： Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。 ②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)、防腐剂和耐火阻燃材料。 得分速记 （1）Na2SiO3的水溶液是一种黏合剂，是制备硅胶和木材防火剂等的原料；Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O反应，要密封保存。 （2）可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡胶塞。 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 例1 (24-25高三上·福建厦门湖滨中学·期中)元素及其化合物的转化在工业生产中具有极其重要的用途。下列物质间转化能实现的是 A．工业制硫酸： B．工业制取镁：溶液无水 C．工业制纯碱： D．由石英砂制纯硅：石英砂粗硅 【答案】D 【详解】A．硫燃烧只能得到，催化氧化得到，溶于水得到硫酸，A错误； B．水解生成，且HCl具有挥发性，溶液蒸干得到的不是无水，而是，熔融电极可以得到Mg和Cl2，B错误； C．饱和食盐水中先通过量氨气再通过量，得到NaHCO3沉淀，过滤，将NaHCO3晶体受热分解得到Na2CO3固体，C错误； D．石英砂与焦炭在高温下得到粗硅和CO，粗硅和HCl反应得到，再与H2反应得到纯硅，D正确； 故选D。 【变式训练1——变题型】(23-24高三下·福建龙岩·二模)工业上用石英砂(主要成分为)和原料气(含和少量)制备的流程如下(粗硅中含少量杂质Fe、Cu，高温氮化时杂质未参加反应)。下列说法正确的是 A．“还原”步骤中，C元素被还原 B．“操作X”是为了除去中的 C．“高温氮化”时发生了置换反应 D．“酸洗”步骤中，可以加入稀硫酸 【答案】B 【分析】石英砂经过焦炭还原后得到粗硅，原料气中含氮气和氧气，经过操作X除去氧气，高温氮化：粗硅和氮气反应生成氮化硅，杂质铜和铁不反应，酸洗除去铁和铜，经过一系列操作得到氮化硅。 【详解】A．石英砂经过焦炭还原后得到粗硅，焦炭反应后生成CO，C元素被氧化，A错误； B．由分析可知，“操作X”是为了除去中的，B正确； C．高温氮化：粗硅和氮气反应生成氮化硅，为化合反应，C错误； D．“酸洗”步骤中，可以加入稀硝酸，除去铁和铜，铜与稀硫酸不反应，D错误； 故选B。 【变式训练2——变考法】(25-26高三上·福建省部分学校·9月开学考)下列关于元素与物质分类的说法正确的是 A．为正盐，故为一元酸 B．与氢氟酸反应，故为碱性氧化物 C．粒子直径介于1～100nm的氮化镓(GaN)为胶体 D．中含有的金属元素均为过渡金属元素 【答案】A 【详解】A．因为NaH2PO2是正盐，H3PO2只能电离出一个氢离子，故是一元酸，A正确； B．二氧化硅与氢氟酸反应生成的四氟化硅不属于盐，故二氧化硅不属于碱性氧化物、属于酸性氧化物，B错误； C．粒子直径介于1～100nm的氮化镓(GaN)为纯净物，没有分散故不属于分散系，分散质粒子直径介于1~100nm之间的分散系称为胶体，C错误； D．In为ⅢA族主族金属元素，不属于过渡金属，D错误； 故选A。 【变式训练3——】2023年，“墨子巡天望远镜”入选全国重大科技成就，“墨子巡天望远镜”是中科大和中科院紫金山天文台联合研制的大视场光学成像望远镜，由望远镜框架、聚焦镜片、望远镜圆顶台址和图像数据储存分析四部分组成。下列说法不正确的是 A．望远镜框架用到多种金属材料 B．聚焦镜片的成分只含有二氧化硅 C．建设台址所用的水泥属于传统硅酸盐材料 D．数据储存分析所用电脑芯片的主要原料是硅 【答案】B 【解析】A．望远镜框架用到的金属材料包括铝合金、镁铝合金和钛合金等，以确保望远镜的性能和耐用性，故A正确；B．聚焦镜片通常由高纯度光学材料制成，如二氧化硅、硒化锌或锗，这些材料具有良好的透过性和耐热性，能够承受激光束的高能量。因此，聚焦镜片的成分并不只含有二氧化硅，而是根据具体的应用和性能要求选择合适的材料组合，故B错误；C．传统硅酸盐材料，包括玻璃、水泥、陶瓷等，因此水泥属于传统硅酸盐材料，故C正确；D．电脑芯片的主要成分是单质硅，故D正确；故答案选B。 思维建模 Si及SiO2性质的特殊性归纳 (1)一般情况下，非金属元素单质的熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石的熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。 (2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 (3)Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (4)非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 (6)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的熔、沸点很高。 (7)酸性氧化物一般与水反应生成相应的酸，但SiO2不溶于水也不与水反应。 (8)酸性氧化物一般不与酸发生反应，但SiO2能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 考向2 考查硅的制备 例2 半导体设备是现代军事装备和国防安全的基础设施，工业制备高纯硅涉及的主要反应为：①；②；③。设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是 A．2.8g硅晶体中含单键数为0.2NA B．反应②中每生成1molH2转移电子数为2NA C．1molSiHCl3中Si原子的价层电子对数为4NA D．3.0gC18O中含中子数为1.6NA 【答案】B 【详解】A．硅晶体中每个Si原子形成4个Si-Si键，每个键被2个Si 原子共用，2.8g 硅的物质的量为0.1mol，含单键数为 0.2NA，A正确； B．在反应中，Si的化合价由0升高到+4价，转移4个电子，生成一个H2分子，故每生成1molH2转移电子数为4NA，B错误； C．SiHCl3中Si原子的价层电子对数为4（4个σ键，无孤电子对），1mol含4NA，C正确； D．C18O的摩尔质量为 30g/mol，3.0g为0.1mol；中子数=(12-6)+(18-8)=16，故含中子数 1.6NA)，D正确； 故选B。 【变式训练1——变载体】(25-26高三上·福建省部分学校·9月开学考)在给定条件下，下列涉及的物质转化不能实现的是 A．工业制银镜： B．利用铝土矿冶炼铝：铝土矿() C．工业合成硝酸： D．工业制备高纯硅：石英粗硅高纯硅 【答案】A 【详解】A．银镜反应需要还原性糖（如葡萄糖），而蔗糖是非还原性糖，无法还原银氨溶液，A符合题意； B．铝土矿经碱溶、酸化、灼烧后电解，流程符合工业冶炼铝的方法，每一步物质转化均能实现，B不符合题意； C．工业合成硝酸通过NH3催化氧化生成NO，NO和氧气反应生成NO2，NO2溶于水生成HNO3，步骤正确，每一步物质转化均能实现，C不符合题意； D．石英与焦炭高温制得粗硅，粗硅与HCl反应生成SiHCl3，SiHCl3被H2还原为高纯硅，流程正确，每一步物质转化均能实现，D不符合题意； 故答案选A。 【变式训练2——变考法】高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备： 已知：电负性 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．反应②中，每消耗1 mol Si，转移的电子数为 B．反应①中，每生成1 mol Si，得到个 C．1 mol晶体硅中含共价键数为 D．反应③中，每消耗，生成1 mol Si 【答案】A 【解析】A．电负性，可知SiHCl3中Si显+4价，反应②中每消耗1 mol Si转移电子的物质的量为4mol，转移电子数为，故A正确；B．反应①中二氧化硅和焦炭反应生成的是粗Si和CO，故B错误；C．晶体Si中，每个Si原子与周围4个Si原子形成4个共价键，所以1 mol晶体硅中含共价键数为，故C错误；D．未标注标准状况下，的物质的量不一定是1mol，故D错误； 选A。 【变式训练3——】“从沙滩到用户”是指半导体工业中，从沙子中(主要成分是)提取粗硅，加工成高纯硅，最终制成电子产品的过程，具体原理如下。已知电负性：，下列说法正确的是 A．步骤①的反应为，说明碳的非金属性比硅强 B．整个过程中只有可以循环利用 C．步骤③中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D．与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 【答案】D 【分析】石英砂主要成分为SiO2，与C在高温下反应生成粗Si，2C+SiO2Si+2CO↑，粗Si与HCl在300℃反应生成粗SiHCl3，粗SiHCl3中含有少量的SiCl4，根据二者沸点的不同，可以采取蒸馏的方法分离，纯SiHCl3在1100℃的条件下与H2反应生成纯Si，SiHCl3+H2Si+3HCl。 【详解】A．由反应可知，碳作还原剂，表现还原性，不是非金属性，A错误； B．步骤②中反应为，步骤③中反应为，故和HCl均可循环利用，B错误； C．步骤③中反应为，中H元素化合价由价上升至价，转化为HCl，Si元素化由价下降至0价，转化为Si，既作氧化剂又作还原剂，中H元素化合价由0价上升至价，氢气作还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为，C错误； D．的H元素显价，溶于水产生，三个Si—Cl键水解生成HCl和，与NaOH中和生成NaCl和两种盐，反应的离子方程式为，D正确； 故选D。 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 例3 中华文明源远流长，文物记载着历史的灿烂成就。下列文物的主要成分为硅酸盐的是 A．仰韶文化彩陶盆 B．故宫大理石螭首 C．鎏金铜缸 D．水晶杯 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．仰韶文化彩陶盆的主要成分是硅酸盐，A符合题意； B．故宫大理石螭首的主要成分是碳酸钙，B不符合题意； C．鎏金铜缸属于合金材料，C不符合题意； D．水晶杯的主要成分为二氧化硅，D不符合题意； 故选A。 【变式训练1——变载体】下列关于硅酸的叙述，错误的是 A．硅酸是一种很弱的酸 B．硅酸可由二氧化硅与水反应制得 C．硅酸不稳定,加热脱水会生成二氧化硅 D．硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得 【答案】B 【解析】A.硅酸的酸性比碳酸弱，硅酸是一种很弱的酸，A正确；B.二氧化硅不溶于水，不能和水反应生成硅酸，B错误；C.硅酸不稳定，加热分解生成二氧化硅和水，C正确；D.根据强酸制取弱酸的反应原理，盐酸的酸性比硅酸强，可溶性硅酸盐与盐酸反应能制得硅酸，D正确；答案选B。 【变式训练2——变考法】张骞凿通西域，诞生了丝绸之路。丝绸之路交流的下列产品中主要成分属于硅酸盐的是 A．茶叶 B．纸张 C．铁器 D．陶器 【答案】D 【详解】A．茶叶主要成分是有机物（如纤维素、茶多酚），不含硅酸盐，A错误； B．纸张由植物纤维（纤维素）制成，属于有机物，不含硅酸盐，B错误； C．铁器以金属铁为主，可能含有碳等其他元素，但属于金属材料，不含硅酸盐，C错误； D．陶器由黏土烧制而成，黏土的主要成分是铝硅酸盐矿物，属于传统硅酸盐材料，D正确； 故选D。 【变式训练3——】“中国紫”是目前被确认的出现于工业社会以前的最早的人造颜料之一，这种颜色被大量应用于兵马俑的衣物上色，其化学成分为BaCuSi2O6。下列有关中国紫说法错误的是 A．Ba元素的焰色为黄绿色 B．Cu元素的化合价为+2 C．该物质属于硅酸盐材料 D．其结构中一个Si周围连接3个O 【答案】D 【详解】A．钡元素的焰色为黄绿色，铜的焰色为绿色，A正确； B．Ba为+2价，Si为+4价，O为价，化合物中元素的正负化合价代数和为零，Cu为价，B正确； C．该物质含有Si、O和金属元素，属于硅酸盐，故属于硅酸盐材料，C正确； D．在硅酸盐中，Si和O构成硅氧四面体结构，每个Si周围连接4个O，D错误； 故答案为：D。 考点三 无机非金属材料 知识点1 传统无机非金属材料 1.传统硅酸盐材料 水泥 玻璃 陶瓷 原料 石灰石、黏土 石灰石、纯碱、石英砂 黏土 主要 成分 硅酸二钙(2CaO·SiO2)硅酸三钙(3CaO·SiO2)铝酸三钙(3CaO·Al2O3) Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 含水的铝硅酸盐 2.传统硅酸盐材料的制备 (1)陶瓷 陶瓷以黏土为主要原料，经高温烧结而成的。主要成分为含水的铝硅酸盐。 (2)玻璃 普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，它是以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得的，玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维，用于高强度复合材料等。 (3)水泥 普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石，二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理变化和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再研成细粉得到普通水泥。混凝土是水泥、沙子和碎石等与水混合得到的。 得分速记 硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是黏土，水泥和玻璃的共同原料是石灰石。 知识点2 新型无机非金属材料 1.高温结构陶瓷，如SiC、BN、Si3N4、Al2O3等。 2.碳纳米材料 （1）类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。 （2）用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 （3）碳纳米材料的结构特点与应用 结构特点 应用 富勒烯 是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 可以看成是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、电池和传感器等 石墨烯 只有一个碳原子直径厚度的单层石墨 用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料 （4）特殊功能的含硅材料 ①碳化硅共价晶体，具有金刚石结构，可用作磨料。 ②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。 考向1 考查传统无机非金属材料 例1下列关于博物院馆藏文物的说法正确的是 A．春秋龙纹人字形玉佩的主要成分是二氧化硅 B．西汉铜错金银承弓器的主要成分属于无机非金属材料 C．宋海棠花式玛瑙碗的主要成分是碳酸钙 D．明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分是硅酸盐 【答案】D 【详解】A．春秋龙纹人字形玉佩的主要成分为硅酸盐，故A错误； B．西汉铜错金银承弓器的主要成分为金属材料，故B错误； C．宋海棠花式玛瑙碗的主要成分为二氧化硅，故C错误； D．明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分为硅酸盐，故D正确； 故选D。 【变式训练1——变载体】(24-25高三上·福建宁德五校·期中)中国“天宫”空间站运用的“黑科技”很多，下列对所涉及物质的性质描述错误的是 A．被誉为“百变金刚”的太空机械臂主要成分为铝合金，其强度大于纯铝 B．太阳电池翼采用碳纤维框架和玻璃纤维网，二者均为无机非金属材料 C．核心舱配置的离子推进器以氙和氩气作为推进剂，氙和氩属于稀有气体 D．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 【答案】D 【详解】A．合金相比纯金属，硬度高、熔点低，被誉为“百变金刚”的太空机械臂主要成分为铝合金，由于添加了合金化元素，铝合金的强度得到了显著提升，其强度大于纯铝，A正确； B．碳纤维指的是含碳量在90%以上的高强度纤维，玻璃纤维的主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等，二者均为无机非金属材料，B正确； C．氙和氩元素均属于0族元素，氙和氩属于稀有气体，C正确； D．Si是良好的半导体材料，柔性太阳能板使用了国产新型高纯度单质Si，其性质稳定，是优良的光电材料，D错误； 故选D。 【变式训练2——变考法】“传承文化遗产，飞扬华夏风采”，中华文物传承华夏文明，下列文物中主要由金属材料制成的是 A．秦兵马俑 B．人面鱼纹陶盆 C．西周利簋 D．击鼓说唱俑 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．秦兵马俑主要由陶土烧制而成，陶土属于无机非金属材料，A错误； B．人面鱼纹陶盆也是由陶土烧制而成，属于无机非金属材料，B错误； C．西周利簋是青铜器，青铜是铜锡合金，属于金属材料，C正确； D．击鼓说唱俑一般是由陶土制成，属于无机非金属材料，D错误； 故选C。 【变式训练3——】《黑神话·悟空》作为国产第一部3A游戏，以中国经典文学著作《西游记》为蓝本，对山西多处名胜古迹进行实景扫描，游戏中形态各异的佛像，反映了古代匠人高超的技艺水平。雕塑的主要成分为硅酸盐及铁合金等，下列说法错误的是 A．硅酸盐雕塑佛像历经千年依然身形完好，这是由硅酸盐材料中硅氧四面体的特殊结构决定的 B．铁佛寺雕塑主要成分为铁合金，合金的熔点一般比各成分金属低 C．雕塑彩绘颜料都是以天然的矿物质手工加工而成，历经千年仍然色彩艳丽，其中用到的红色矿物颜料成分主要是硫化汞，常温下容易被空气中的氧气氧化 D．玻璃、陶瓷、水泥等硅酸盐材料属于传统无机非金属材料 【答案】C 【详解】A．硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点，这是由于硅氧四面体的特殊结构决定的，故A正确； B．合金的熔点一般比各成分金属低，故B正确； C．雕塑彩绘颜料历经千年仍然色彩艳丽，红色矿物颜料成分主要是硫化汞，说明常温下不易被氧气氧化，故C错误； D．玻璃、陶瓷、水泥主要成分是硅酸盐，属于传统无机非金属材料，故D正确； 选C。 考向2 考查新型无机非金属材料 例2 (24-25高三下·福建省·适应性考试)“新质生产力”的概念中，“新”的核心在于科技创新，下列有关说法正确的是 A．我国研发的核反应堆“华龙一号”以为核燃料，与化学性质不相同 B．巴黎奥运会“中国制造”的足球内胆中植入芯片，制备芯片的原料属于新型无机非金属材料 C．打造中国北斗卫星导航系统：星载铷钟所用元素位于元素周期表中的d区 D．“长征五号”运载火箭使用的是液氧煤油发动机，煤油主要由煤的干馏获得 【答案】B 【详解】A．与互为同位素，质子数、电子数相同，化学性质主要由最外层电子数决定，因此化学性质相同，A错误； B．芯片的主要原料是单晶硅，传统无机非金属材料指硅酸盐材料(如玻璃、水泥)，而单晶硅属于新型无机非金属材料(如半导体材料)，B正确； C．铷位于第五周期第IA族，属于s区元素，而非d区，C错误； D．煤油是石油分馏的产物，而煤的干馏主要生成焦炭、煤焦油等，D错误； 故选B。 【变式训练1——变载体】(24-25高三上·福建龙岩一级校联盟·期中)化学材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。下列有关化学材料的说法正确的是 A．不粘锅的耐热涂层材料通常是聚乙烯 B．中国天眼FAST用到的碳化硅属于新型无机非金属材料 C．中国自主研发的首个微基站射频芯片的主要材料是二氧化硅 D．接入带有烃基基团的支链，可提高吸水材料的吸水能力 【答案】B 【详解】A．聚乙烯材料耐热性差，不能作为不粘锅的耐热涂层材料，一般选用聚四氟乙烯，A错误； B．碳化硅属于新型陶瓷，是新型无机非金属材料，B正确； C．芯片的主要材料是硅，C错误； D．接入带有强亲水基团的支链，可提高吸水材料的吸水能力，接入带有烃基基团的支链，不能提高吸水材料的吸水能力，D错误； 故选B。 【变式训练2——变考法】(24-25高三下·福建泉州四校联考·开学考)我国科技发展迅猛，与化学家们的功劳密不可分。下列说法正确的是 A．天宫空间站使用石墨烯存储器，石墨烯与足球烯互为同素异形体 B．神舟飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子材料 C．长征五号遥八运载火箭使用了煤油液氧推进剂，煤油是纯净物 D．“福建舰”拥有全球最先进的舰载近防御系统，其使用的智能芯片的主要成分是 【答案】A 【详解】A．石墨烯与足球烯为同种元素组成而性质不同的单质，两者互为同素异形体，A正确； B．玻璃纤维主要由二氧化硅(SiO2)和其他氧化物组成，通过熔融和拉丝工艺制成，属于无机非金属材料，不属于天然有机高分子材料，B错误； C．煤油主要成分包括碳原子数在10~16之间的烷烃、环烷烃和芳香烃等，是混合物而非纯净物，C错误； D．智能芯片的主要成分是硅()，而不是二氧化硅()，D错误； 故选A。 【变式训练3——】宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿上10公斤重的航天服,我国宇航员的航天服是由我国科学家研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的,主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。 下列相关叙述错误的是 A．它耐高温、抗氧化 B．它比钢铁轻，但质地较脆 C．它没有固定熔点 D．它是一种新型无机非金属材料 【答案】B 【解析】A．碳化硅陶瓷和碳纤维具有耐高温抗氧化的性能，A正确；B．“连续纤维增韧”航空材料，则说明该材料具有一定的韧性，B错误；C．该材料是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成，属于混合物，没有固定的熔、沸点，C正确；D．该材料由无机物复合而成，为新型无机非金属材料，D正确； 故选B。 1．（2022·福建卷）福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用和改性的基催化剂，可打通从合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是 A．草酸属于无机物 B．与石墨互为同分异构体 C．属于过渡元素 D．催化剂通过降低焓变加快反应速率 【答案】C 【详解】A．草酸属于二元弱酸，即乙二酸，属于有机物，A错误； B．C60与石墨是碳元素的不同单质，互为同素异形体，B错误； C．Cu为ⅠB族，属于过渡元素，C正确； D．催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率，反应焓变不变，D错误； 故选C。 2．（2021·福建卷）室温下，下列各组离子一定能与指定溶液共存的是 A．的溶液：、、、 B．的溶液：、、、 C．的溶液：、、、 D．的溶液：、、、 【答案】D 【详解】A．是强酸弱碱盐，的溶液显酸性，H+与生成硅酸沉淀不能大量共存，A不符合题意； B．的溶液，与生成不能大量共存，B不符合题意； C．的溶液，H+、、共同作用发生氧化还原反应，不能大量共存，C不符合题意； D．的溶液，、、、、、能大量共存，D符合题意； 故选D。 3．（2021·福建卷）催化剂(Ⅱ)的应用，使电池的研究取得了新的进展。电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。 下列说法错误的是 A．电池可使用有机电解液 B．充电时，由正极向负极迁移 C．放电时，正极反应为 D．、、和C都是正极反应的中间产物 【答案】D 【详解】A．Li是活泼金属能与水发生反应，因此不能采用水溶液作为电解质，应使用有机电解液，故A正确； B．充电时原电池的负极与电源负极相连作阴极，原电池的正极与电源正极相连作阳极，阳离子由阳极向阴极移动，则由正极（电池中标注“＋”，实际阳极）向负极（电池中标注“－”，实际阴极）迁移，故B正确； C．由装置可知，该原电池的正极为二氧化碳得电子生成C单质，电极反应式为：，故C正确； D．由正极的反应历程图示可知，C为最终的产物，不是中间产物，故D错误； 故选：D。 4．（2024·福建卷）是制造多晶硅的原料，可由和耦合加氢得到，相关反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． (1)生成的总反应： Ⅳ． (2)体系达到平衡状态且其他条件不变时： ①压缩平衡体系体积，重新达到平衡后物质的量分数增大的组分为 。(填标号) a．    b．    c．    d． ②反应温度升高不利于提高平衡时产物选择性的原因是 。 (3)在压强为的恒压体系中通入和，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。 ①图中n代表的组分为 。(填化学式) ②时，反应Ⅲ的平衡常数 。(列出计算式) ③时，的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为 。(列出计算式) (4)下、其他条件相同时，用和分别催化上述反应，一段时间内的转化率如下表所示。(产物选择性均高于98.5%) 催化剂 的转化率/% 7.3 14.3 22.3 ①使用不同催化剂时，反应Ⅳ的催化剂 催化剂(填“>”“<”或“=”)；反应Ⅳ的活化能：催化剂 催化剂(填“>”“<”或“=”)。 ②使用催化剂，初始投料该段时间内得到，则的选择性 。(列出计算式) 【答案】(1) (2) bc 因，升温反应向逆反应方向进行，的产量反而减小 (3) 或 (4) = > 【详解】（1）根据盖斯定律可知，。 故答案为：-80。 （2）①压缩平衡体系体积，相当于增大压强，重新达到平衡后，对于反应，除压强对反应I无影响，对的反应都是平衡向正反应方向移动，因此和的量增大；因、，升温反应向逆反应方向进行，反应向正反应方向进行，的产量反而减小。 故答案为：bc；因，升温反应向逆反应方向进行，的产量反而减小。 （3）在压强为的恒压体系中通入和，①根据反应可知，温度升高反应和向正反应方向进行，产物含量增加，结合图可知n为HCl，m为；②时按照反应进行：，由图中可知道平衡时，，，则；③，1mol的平衡转化率为f，则转化的为fmol，剩余的为()mol，平衡时的物质与物质的量分数分别为：x、z和y，设平衡时混合物的总物质的量为Mmol，则可以根据剩余的计算出M，mol，再计算出、，根据硅原子守恒，消耗硅的物质的量=平衡物质中硅的总物质的量-起始时的1mol，或者消耗硅的物质的量=平衡物质中和物质的量之和-消耗的fmol，。 故答案为：；；或。 （4）①使用不同催化剂时，反应的催化剂与催化剂相比较，由于反应热只和反应物的始态与生成物的终态有关，与催化剂无关，所以催化剂=催化剂；根据表中数据，在相同单位时间内，作催化剂的转化率为7.3%、作催化剂的转化率为22.3%，由此可以得出作催化剂时活化能更低，效率更高，则反应的活化能：催化剂催化剂；②根据反应：，初始投料该段时间内得到，列式，得出生成所消耗的的物质的量，根据表的转化率可知所消耗的的总物质的量为，最后根据公式。 故答案为：=；>；。 5．（2022·福建卷）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含和等)提铝的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“浸出”时适当升温的主要目的是 ，发生反应的离子方程式为 。 (2)“浸渣”的主要成分除残余外，还有 。实验测得，粉煤灰(的质量分数为)经浸出、干燥后得到“浸渣”(的质量分数为)，的浸出率为 。 (3)“沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如下图所示，加入沉铝的目的是 ，“沉铝”的最佳方案为 。 (4)“焙烧”时，主要反应的化学方程式为 。 (5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回 工序循环使用。 【答案】(1) 提高浸出率(或提高浸出速率) (2) 和 84% (3) 使更多的铝元素转化为晶体析出，同时保证晶体纯度 高温溶解再冷却结晶 (4)或 (5)沉铝 【分析】粉煤灰为原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)加入硫酸，浸渣为二氧化硅、硫酸钙，加入硫酸钾，产生复盐明矾沉铝，干燥脱水，焙烧产生氧化铝、硫酸钾和二氧化硫或三氧化硫气体，水浸除去硫酸钾，得到氧化铝。 【详解】（1）温度高速率大，“浸出”时适当升温的主要目的是提高反应速率，提高浸出率；Al2O3和H2SO4发生反应生成Al2(SO4)3和H2O，离子反应方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O； 故答案为：提高浸出率(或提高浸出速率)；Al2O3+6H+=2Al3++3H2O。 （2）“浸渣”的主要成分除残余Al2O3外，还有二氧化硅、硫酸钙；5.0g粉煤灰Al2O3的质量为5.0g×30%=1.5g，3.0g“浸渣”Al2O3的质量为3.0g×8%=0.24g，则Al2O3的浸出率为； 故答案为：SiO2和CaSO4；84%。 （3）根据沉铝体系中，Al2(SO4)3·18H2O溶解度最大，KAl(SO4)2·12H2O溶解度最小，更容易析出，加入K2SO4沉铝的目的是更多的使Al2(SO4)3转化为KAl(SO4)2·12H2O，使更多的铝元素转化为晶体析出，同时保证晶体纯度；KAl(SO4)2·12H2O溶解度受温度影响较大，“沉铝”的最佳方案为高温溶解再冷却结晶； 故答案为：使更多的铝元素转化为晶体析出，同时保证晶体纯度；高温溶解再冷却结晶。 （4）“焙烧”时，KAl(SO4)2分解为K2SO4、Al2O3和SO3或K2SO4、Al2O3、SO2和O2，反应方程式为2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑或4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑； 故答案为：2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑或4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑。 （5）“水浸”后得到的“滤液2”成分为K2SO4，可在沉铝工序循环使用； 故答案为：沉铝。 6．（2022·福建卷）某兴趣小组设计实验探究，催化空气氧化的效率。回答下列问题： 步骤Ⅰ  制备 在通风橱中用下图装置制备(加热及夹持装置省略)，反应方程式： (1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是 。 (2)从B、C、D中选择合适的装置收集，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 将通入新制银氨溶液中，有黑色沉淀生成。 (3)该反应的化学方程式为 。 步骤Ⅲ  探究催化空气氧化的效率 将一定量与空气混合，得到体积分数为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，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能证明被空气氧化的现象是 ； ②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长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)分液漏斗 (2)a→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) 【分析】在通风橱中用下图装置制备一氧化碳，用A装置制取一氧化碳，该气体中含有甲酸蒸气，故用水除去甲酸，再用B装置排水收集一氧化碳气体，排出的水用E中的烧杯接收。根据气体样品通过氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳，浓硫酸吸水，一氧化碳在H中被氧气氧化生成二氧化碳，二氧化碳能被石灰水吸收，J中的浓硫酸吸收气体中的水蒸气，干燥的一氧化碳和，进而测定生成的碘的质量，计算一氧化碳的被氧化的百分率。据此解答。 【详解】（1）装置A中盛放甲酸的仪器为分液漏斗。 （2）用C除去甲酸，B收集一氧化碳，E接收排出的水，故接口连接顺序为a→d→e→c→b→h。 （3）一氧化碳和银氨溶液反应生成黑色的银，同时生成碳酸铵和氨气，方程式为：。 （4）一氧化碳被氧气氧化生成二氧化碳，能使澄清的石灰水变浑浊。碘的物质的量为 ，则结合方程式分析，还有0.002mol一氧化碳未被氧气氧化，11.2L气体为0.5mol其中一氧化碳为0.005mol，则被氧化的一氧化碳为0.005-0.002=0.003mol，则被氧化的百分率为 。如果没有通入氮气则计算的未被氧化的一氧化碳的物质的量减少，则被氧化的百分率增大。 （5）增大气流速率可以提高催化效率。 （6）：是白色固体，易吸水潮解，但该装置出气口未加防潮装置。 7．（2021·福建卷）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含，还有、的化合物及等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。 回答下列问题： (1)“焙烧”产生的气体用 吸收后可制取氮肥。 (2)“浸出”时，转化为。提高单位时间内钼浸出率的措施有 (任写两种)。温度对内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大量蒸发，导致 。 (3)“净化”时，浸出液中残留的、转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中和pH的关系为：。为了使溶液中的杂质离子浓度小于，应控制溶液的pH不小于 。(已知：；和的分别为35.2和17.2) (4)“净化”后，溶液中若有低价钼(以表示)，可加入适量将其氧化为，反应的离子方程式为 。 (5)“沉淀”时，加入的目的是 。 (6)高温下用还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为 。【已知：(NH4)2Mo4O13受热分解生成】 【答案】(1)氨水 (2) 适当升温、搅拌、增加用量(增大浓度)等 晶体析出，混入浸渣 (3)3.9 (4) (5)提供，使充分转化为沉淀析出 (6) 【分析】钼精矿(主要含，还有、的化合物及等)通入氧气焙烧得到、CuO、Fe2O3、SiO2和SO2，焙烧产生的气体主要为SO2；、CuO、Fe2O3、SiO2加Na2CO3、H2O浸出，转化为，SiO2不反应，浸渣为SiO2、氧化铁、氧化铜等，浸出液含和少量Cu2+、Fe2+，加(NH4)2S净化，Cu2+、Fe2+转化CuS、FeS沉淀，滤渣为CuS、FeS，滤液主要含，滤液中加NH4NO3、HNO3进行沉淀得到(NH4)2Mo4O13·2H2O。 【详解】（1）“焙烧”产生的气体为SO2，用氨水吸收后可制取氮肥硫酸铵； （2）“浸出”时，提高单位时间内钼浸出率即提高反应速率，措施有适当升温、搅拌、增加用量(增大浓度)(任写两种)；当浸出温度超过后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大量蒸发，导致晶体析出，混入浸渣； （3）和的分别为35.2和17.2，则Ksp(CuS)=10-35.2，Ksp(FeS)=10-17.2，要使Cu2+浓度小于，则S2-浓度大于mol/L=10-29.2mol/L，要使Fe2+浓度小于，则S2-浓度大于mol/L=10-11.2mol/L，综述：c(S2-)>10-11.2mol/L，c(S2-)=10-11.2mol/L时，lg(10-11.2)=pH-15.1，pH=15.1-11.2=3.9，综上所述，为了使溶液中的杂质离子浓度小于，应控制溶液的pH不小于3.9； （4）溶液中若有低价钼(以表示)，可加入适量将其氧化为，则氧化剂为，还原产物为-2价的O，还原剂为，氧化产物为，则反应的离子方程式为； （5）由流程可知“沉淀”时，产生的沉淀为(NH4)2Mo4O13·2H2O，因此加入的目的是提供，使充分转化为沉淀析出； （6）高温下用还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，结合得失电子守恒、原子守恒可知反应的化学方程式为。 8．（2021·福建卷）类石墨相氮化碳()作为一种新型光催化材料，在光解水产氢等领域具有广阔的应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如下图所示。 回答下列问题： (1)基态C原子的成对电子数与未成对电子数之比为 。 (2)N、O、S的第一电离能()大小为，原因是 。 (3)晶体中存在的微粒间作用力有 (填标号)。 a.非极性键      b.金属键      c.π键 d.范德华力 (4)中，C原子的杂化轨道类型 ，N原子的配位数为 。 (5)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N原子(图中虚线圈所示)被O原子代替，形成O掺杂的。的化学式为 。 【答案】(1)2∶1 (2)N原子轨道半充满，比相邻的O原子更稳定，更难失电子；O，S同主族，S原子半径大于O原子，更易失去电子 (3)cd (4) 杂化 2，3 (5) 【详解】（1）基态C原子的核外电子排布式是1s22s22p2，成对电子数为4，未成对电子数为2，其比值为2∶1。 （2）N、O、S的第一电离能()大小为，原因是相同电子层数的原子，N原子的核外电子排布式是1s22s22p3，p轨道处在半满状态，比较稳定，原子核对核外电子的束缚作用较强，较难失去第一个电子，第一电离能N大于O；O和S是同一主族元素，O原子的半径较小，原子核对核外电子的束缚作用较强，较难失去第一个电子，第一电离能O大于S；故第一电离能()大小为。 （3）根据题意，晶体具有和石墨相似的层状结构，结合二维平面结构图，判断其存在的微粒间作用力有极性键、π键和范德华力，故答案选cd。 （4）中，结合二维平面结构图得知，C原子与N原子形成三个σ键，层内存在大п键的，不存在孤电子对，故C原子的杂化轨道类型为杂化； 根据二维平面结构图得知，N原子的成键有连两个C原子和连三个C原子的两种情况，故N原子的配位数为2、3两种。 （5）从基本结构单元分析得知，N原子的成键有连两个C原子和连三个C原子的两种情况，连两个C原子的N原子完全属于该基本结构单元，连三个C原子的N原子处在中心的完全属于该基本结构单元，处在“顶点”上的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单元含有6个C原子和个N原子；将图中虚线圈所示的N原子用O原子代替，则O原子完全属于该基本结构单元，故该基本结构单元含有6个C原子、6个N原子、2个O原子，则形成O掺杂的的化学式为。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 碳、硅及无机非金属材料 目录 01 考情解码·命题预警 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 碳及其化合物 知识点1 碳单质 知识点2 碳的氧化物 知识点3 碳酸、碳酸盐 知识点4 碳元素在自然界中的循环 知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 考向2 考查CO2与碱反应图像分析 思维建模 与CO2相关的图像题解题方法 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 考点二 硅及基化合物 知识点1 单质硅 知识点2 二氧化硅 知识点3 硅酸 知识点4 硅酸盐 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 思维建模 Si及SiO2性质的特殊性归纳 考向2 考查硅的制备 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 考点三 无机非金属材料 知识点1 传统无机非金属材料 知识点2 新型无机非金属材料 考向1 考查传统无机非金属材料 考向2 考查新型无机非金属材料 04 真题溯源·考向感知 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 碳及其化合物 选择题 非选择题 T1（B） T12 T9（C、D） T14 硅及其化合物 选择题 非选择题 T14 T11 T6（A） T11 无机非金属材料 选择题 非选择 T1 考情分析： 一、分析近五年高考试题，高考命题在本讲有以下规律： 1.从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下几个方面： （1）直接考查硅及其化合物、碳及其氧化物的结构、性质。 （2）以传统文化、先进科学技术为素材考查无机非金属材料的组成、性质、应用等。 （3）与环境相结合考查碳循环。 （4）原料中涉及硅元素的工艺流程中，考查硅及其化合物的性质。 2.从命题思路上看，侧重从晶体结构、物质类型、化合价等方面多角度、多层次分析、认知碳、硅两种元素的单质及其重要化合物；以无机非金属材料为载体考查化学对社会发展的重大贡献；通过二氧化碳对环境的影响的考查，树立低碳绿色可持续发展意识。 二、预计2026年高考： 1.以碳、硅单质及其重要化合物的性质、用途设计选择题。 2.以制取一氧化碳设计有关实验题。 3.以工艺流程题形式为背景，原料中涉及硅元素的工艺流程中，考查硅及其化合物的性质。 4.结合离子反应进行考查。 三、根据高考命题的特点和规律，复习时注意以下几个方面： 1.掌握C、Si单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解无机非金属材料对社会发展的影响。注重联系生活实际。 3.有意识运用相关知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论。 复习目标： 1．了解硅、碳及其重要化合物的主要性质及应用。 2．了解无机非金属材料的生产及主要性能。 3．了解化学品的合理使用和注意事项。 考点一 碳及其化合物 知识点1 碳单质 1.碳族元素 (1)碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA族元素，又称碳族元素，其价层电子排布式为 。 (2)碳元素的存在：在自然界以 和 形式存在。 2.常见碳单质的结构和物理性质 （1）常见的碳单质有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯C60、碳纳米管等，它们互为同素异形体。 （2）金刚石、石墨、足球烯C60的比较 金刚石 石墨 足球烯C60 晶体类型 共价晶体 混合型晶体 分子晶体 碳原子的杂化方式 杂化 杂化 杂化 物理性质 熔点高，硬度大，不导电 熔点高，硬度小，能导电 熔点低，不导电 主要用途 钻石制作，切割工具，钻探机的钻头等 做电极、润滑剂、铅笔芯 广泛应用于超导、医学领域 3.碳单质化学性质 （1）与O2的反应(用化学方程式表示)： ①O2不足： ②O2充足： （2）与氧化物反应(用化学方程式表示)： ①与CuO反应： (冶炼金属) ②与Fe2O3反应： (冶炼金属) ③与CO2反应： ； ④与水蒸气反应： (制水煤气) ⑤与SiO2反应： (制粗硅) （3）与强氧化性酸反应 ①与浓硫酸反应： ②与浓硝酸反应： 4.碳单质的用途（了解） （1）金刚石结构坚硬，用作玻璃刻刀、机器钻头、装饰品等； （2）石墨的细鳞片状结构质软、导电性、滑腻性、耐高温,用作铅笔芯、电极、润滑剂、坩埚； （3）木炭和活性炭的疏松多孔的结构吸附性，用作吸附食品色素、除臭、防毒面具、冰箱除味剂等； （4）可燃性，作燃料，用于家庭取暖、做饭等； （5）还原性，作还原剂：冶炼金属，如冶炼金属铜、铁等。 知识点2 碳的氧化物 1.碳的氧化物的物理性质 色态味 密度(比空气) 水溶性 毒性 CO 无色、无 味、气体 小 难溶 有(易结合血红蛋白) CO2 大 能溶 无(但会引起温室效应) 2.碳的氧化物的化学性质 （1）CO具有较强的 性，可以与O2、金属氧化物等发生反应。 如与Fe2O3反应： 。 （2）CO2是典型的 氧化物，也具有 性。 a.酸性氧化物 ①与水反应： ②与碱反应（如NaOH溶液）：CO2少量： ； CO2足量： ③与碱性氧化物反应： ④与Ca(ClO)2盐溶液反应： （CO2少量）； （CO2过量）； b.氧化性 ①与C反应： ； ②与Mg反应： 3.用途 ①CO:作 ， ； ②CO2: ，制汽水；植物 ；化工原料等。 4.有关CO、CO2气体的除杂方法 CO中混有CO2 通过盛有 的洗气瓶，然后干燥气体 CO2中混有CO 通过盛有 的硬质玻璃管 CO2中混有O2 通过盛放 的硬质玻璃管 CO2中混有少量SO2 通过盛有 或 的洗气瓶，然后干燥气体 CO2中混有少量HCl 通过盛有 的洗气瓶，然后干燥气体 得分速记 （1）澄清石灰水只用于检验CO2，不能用于除去混合气体中的CO2，应用NaOH溶液除去； （2）CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生（由于盐酸的酸性比碳酸的强）。 知识点3 碳酸、碳酸盐 1.碳酸：二元弱酸、不稳定，常用CO2＋H2O代替H2CO3，碳酸的酸性比苯酚、次氯酸 。 2.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 热稳定性 正盐＞酸式盐 溶液pH 同浓度：正盐＞酸式盐 相互转化 COHCO 知识点4 碳元素在自然界中的循环 1.CO2的主要来源：大量 的燃烧。 2.自然界消耗CO2的主要反应： （1）溶于江水、海水中： ； （2）光合作用将CO2转化为 ； （3）岩石的风化： 。 知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律 1.与碱溶液的反应 （1）反应原理: NaOHNa2CO3NaHCO3 CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3 （2）反应后溶质成分的判断（根据上述反应方程式分析） x＝ 溶质成分 x≤1∶1 NaHCO3 1∶1<x<2∶1 Na2CO3、NaHCO3 x＝2∶1 Na2CO3 x>2∶1 NaOH、Na2CO3 2.CO2与盐溶液的反应 碳酸是一种弱酸，其酸性比盐酸、醋酸要弱，因此， 能与碳酸盐反应；其酸性又比硅酸、次氯酸、苯酚等强，因此，将CO2气体通入 等盐溶液中，均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐，这就是“强酸制弱酸”原理的应用。如： （1） （2） 或 当CO2过量时，发生反应如下 （3） 当CO2过量时，发生反应如下： （4） 得分速记 （1）“强酸制弱酸”是一个重要的化学反应规律，但不可认为弱酸就不能“制取”强酸。在某些条件下，当弱酸的酸根阴离子被沉淀或被氧化后，H＋就被“释放”出来，从而生成了强酸。如将H2S通入CuSO4溶液中或向氢硫酸中滴加氯水，均由氢硫酸这种弱酸生成了强酸：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4(S2－与Cu2＋结合成难溶的CuS)，H2S＋Cl2===S↓＋2HCl(S2－被氧化)。 （2）CO2与溶液反应的产物与CO2的用量无关，都生成NaHCO3，因为酸性H2CO3>>HCO。 （3）CO2与NaClO溶液反应的产物与CO2的量无关，也只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3，因为酸性H2CO3>HClO>HCO,但CO2与Ca(ClO)2溶液反应的产物与CO2的量有关，CO2的量不足时，CO2+Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO；CO2过量时，2CO2+Ca(ClO)2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2HClO。 考向1 考查碳及及其化合物性质和应用 例1 化学处处呈现美。下列说法不正确的是 A．颜色美：绚丽的焰火与能量转化有关 B．味道美：谷氨酸钠可作食品添加剂 C．结构美：“足球烯”是一种有机物 D．现象美：“仙境”舞台利用干冰易升华的特性 【变式训练1——变题型】含有离子液体组成元素的下列物质，不能按图示路径一步转化得到的是 选项 甲 乙 丙 A B C D A．A B．B C．C D．D 【变式训练2——变考法】(24-25高三下·福建省龙岩第一中学·第五次模拟)AlN是一种半导体材料，一种制备方法是。设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A．消耗等物质的量的和，转移电子数目为6 B．12g C（石墨）含非极性键数目为3 C．标准状况下，11.2L 含键数目为 D．0.1mol 溶于足量盐酸，溶液中含数目为0.2 【变式训练3——】下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 危化品运输中用铁质槽罐运输浓硫酸 浓硫酸具有脱水性 B 收纳师用活性炭去除冰箱内异味 活性炭具有吸附作用 C 医生用复方氢氧化铝片给病人治疗胃酸过多 能与盐酸反应 D 葡萄酒生产中添加适量 具有抗氧化作用 考向2 考查与CO2相关的图像分析 例2 取一定量的溶液通入后，再继续向该溶液中逐滴加入的盐酸，产生的体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，下列说法正确的是 A．原溶液中的物质的量为 B．原溶液通入的在标准状况下的体积为 C．通入后所得溶液的溶质成分为和 D．通入后所得溶液中含有 【变式训练1——变题型】向和混合溶液中滴加稀盐酸，的生成量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是 A．在0-a范围内，只发生中和反应 B．ab段发生反应的离子方程式为 C． D．原混合溶液中与Na2CO3的物质的量之比为 【变式训练2——变考法】向某溶液中通入气体后得溶液M，因通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积与加入盐酸的体积的关系有下列图示四种情况，且②③④图中分别有，，。 则下列分析与判断不正确的是 A．M中只有一种溶质的有①和③ B．M中有两种溶质的有②和④ C．②图显示M中的溶质为和 D．④图显示M中的溶质为和 【变式训练3——】为测定某氢氧化钠固体是否变质，兴趣小组同学取一定量的样品配制成溶液，加入锥形瓶中，再逐滴加入稀盐酸至过量，并利用传感器测定的含量，如图所示，下列结论中不正确的是 A．氢氧化钠固体已变质 B．0~50s时段有中和反应发生 C．100s时溶液的 D．200s时溶液中的溶质只有一种 思维建模 与CO2相关的图像题解题方法 与CO₂相关的图像题解题需重点分析化学性质，结合图像变化规律得出结论。以下是常见题型分析及解题方法： 1.标定坐标轴 ①横轴：通入CO2体积/时间或加入酸量； ②纵轴：pH/气体体积/导电率。 2.CO2与NaOH反应阶段划分 （1）NaOH过量段 （2）Na2CO3主存段 （3）NaHCO3生成段 3.‌定量计算：根据拐点体积计算溶质比例 4.常见误导项： （1）‌平台期误判‌：如Na₂CO₃与盐酸反应时，若图像出现平台期（气体体积不变），需排除NaOH干扰。 ‌ （2）‌坐标混淆‌：横坐标为温度时，需注意不同温度对CO₂溶解度的影响（如热水中溶解度更低）。 ‌ 总结：需通过图像特征（如斜率、拐点、平台期）结合CO₂的物理状态变化（气/液/固）、化学特性（溶解性、反应性）及实验现象（密度、燃烧等）综合判断。 考向3 考查碳元素在自然界中的循环 例3 (24-25高三上·福建永春第一中·11月月考)综合利用、CO对构建低碳社会有重要意义。 (1)、、MgO均能吸收。如果寻找吸收的其他物质，下列建议合理的是 (填字母)。 A．可在碱性氧化物中寻找        B．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找 C．可在具有强氧化性的物质中寻找 (2)可用于吸收、释放，原理是在 ，与接触后生成；平衡后加热至，反应逆向进行，放出，再生，写出与反应的化学方程式： 。 (3)如图所示，利用缺铁氧化物(如)可实现的综合利用、构建低碳环保社会。 过程Ⅰ反应中二氧化碳作 (填“氧化”或“还原”)剂，每生成3mol的可转化的体积为 (标准状况)。 (4)我国某科研团队用CoPe和催化剂串联催化二氧化碳制甲烷(反应微观过程如图所示)。 请根据图示写出催化过程②的反应方程式： ；总的来看，1mol二氧化碳完全转化为甲烷过程中转移的电子数为 。 (5)下图为海水吸收并进行碳循环的原理示意图。 请根据图示写出“钙化”中释放的化学方程式： 。 【变式训练1——变载体】碳是构成地球生命的重要元素。下列说法正确的是 A．自然界中不存在游离态的碳 B．碳的化合物数量众多分布极广 C．向空气中排放二氧化碳会形成酸雨 D．碳酸盐的沉积会增加自然界中CO2含量 【变式训练2——变考法】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 【变式训练3——】“千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲”是明代诗人于谦的著名诗句，下列有关该诗句中所涉及物质的说法错误的是 A．碳酸钙可作补钙剂 B．氧化钙可作干燥剂 C．氧化钙用于制作发热包 D．碳酸钙是生产陶瓷的原料 考点二 硅及其化合物 知识点1 单质硅 1.硅的存在 自然界中硅元素仅有 ，在地壳中含量仅次于氧，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。 2.单质硅化学性质 （1）常温 常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质反应。 ①与氢氟酸反应的化学方程式： ； ②与NaOH溶液反应的化学方程式： （硅的特征反应） ③与F2反应的化学方程式: （2）高温 加热或高温条件下，硅也能和一些非金属单质反应。 ①与O2反应： 。 ②与Cl2反应： ③与C反应： 3.硅的用途： 材料、 电池、 芯片等。 4.高纯硅的制备 制备流程、涉及的主要化学反应 (a) （注意不是生成二氧化碳） (b) (c) 得分速记 （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中含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。 知识点2 二氧化硅 1.二氧化硅的存在 存在：硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等 2.二氧化硅的物理性质：纯净的SiO2是无色透明的，其熔、沸点高，硬度大，不溶于水，也不导电。 3.二氧化硅的结构特点 在SiO2晶体中，每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在4个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O相连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O与2个Si相结合。实际上，SiO2晶体是由Si和O按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体。由结构可知，二氧化硅的化学性质很稳定。 4.二氧化硅的化学性质 (1)酸性氧化物： 。 (2)高温下，Na2CO3与SiO2反应制玻璃 SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑。 (3)与氢氟酸反应(特殊性质) 。 5.二氧化硅的主要应用 （1）水晶可用于、光学仪器、工艺品。 （2）SiO2是制 的重要原料。 （3）较纯的石英用于制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造 的化学仪器。 得分速记 （1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。 （2）因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。 （3）SiO2虽然能与NaOH溶液、HF溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但与水不能直接反应。 （4）不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。 （5）加热熔融NaOH时，不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，原因是陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。 知识点3 硅酸 1.硅酸的物理性质：硅酸是一种 色胶状物质， 溶于水，能形成胶体。新制备的硅酸为透明、胶冻状，硅酸经干燥脱水形成硅酸干凝胶—— 。 2.硅酸的化学性质： （1）弱酸性：硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性还弱，能与碱反应如： 。 （2）不稳定性：硅酸的热稳定性很差，受热分解为SiO2和H2O： 。 3.硅酸的制备： 由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。 ， （证明酸性：H2CO3＞H2SiO3）。 4.硅酸的用途：硅胶可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的 。 知识点4 硅酸盐 1.概念：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。 2.硅酸盐的氧化物表示方法： 氧化物的书写顺序： 金属氧化物→ 金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。 如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为 ，长石(KAlSi3O8)可表示为 。 3.硅酸钠(Na2SiO3) （1）物理性质： 色、 溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称 ，有黏性，水溶液显碱性。 （2）化学性质——与酸性较硅酸强的酸反应： ①与盐酸反应的化学方程式： 。 ②与CO2水溶液反应的化学方程式： 。 （3）用途：黏合剂(矿物胶)、防腐剂和耐火阻燃材料。 得分速记 （1）Na2SiO3的水溶液是一种黏合剂，是制备硅胶和木材防火剂等的原料；Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O反应，要密封保存。 （2）可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡胶塞。 考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 例1 (24-25高三上·福建厦门湖滨中学·期中)元素及其化合物的转化在工业生产中具有极其重要的用途。下列物质间转化能实现的是 A．工业制硫酸： B．工业制取镁：溶液无水 C．工业制纯碱： D．由石英砂制纯硅：石英砂粗硅 【变式训练1——变题型】(23-24高三下·福建龙岩·二模)工业上用石英砂(主要成分为)和原料气(含和少量)制备的流程如下(粗硅中含少量杂质Fe、Cu，高温氮化时杂质未参加反应)。下列说法正确的是 A．“还原”步骤中，C元素被还原 B．“操作X”是为了除去中的 C．“高温氮化”时发生了置换反应 D．“酸洗”步骤中，可以加入稀硫酸 【变式训练2——变考法】(25-26高三上·福建省部分学校·9月开学考)下列关于元素与物质分类的说法正确的是 A．为正盐，故为一元酸 B．与氢氟酸反应，故为碱性氧化物 C．粒子直径介于1～100nm的氮化镓(GaN)为胶体 D．中含有的金属元素均为过渡金属元素 【变式训练3——】2023年，“墨子巡天望远镜”入选全国重大科技成就，“墨子巡天望远镜”是中科大和中科院紫金山天文台联合研制的大视场光学成像望远镜，由望远镜框架、聚焦镜片、望远镜圆顶台址和图像数据储存分析四部分组成。下列说法不正确的是 A．望远镜框架用到多种金属材料 B．聚焦镜片的成分只含有二氧化硅 C．建设台址所用的水泥属于传统硅酸盐材料 D．数据储存分析所用电脑芯片的主要原料是硅 思维建模 Si及SiO2性质的特殊性归纳 (1)一般情况下，非金属元素单质的熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石的熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。 (2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 (3)Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (4)非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 (6)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的熔、沸点很高。 (7)酸性氧化物一般与水反应生成相应的酸，但SiO2不溶于水也不与水反应。 (8)酸性氧化物一般不与酸发生反应，但SiO2能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 考向2 考查硅的制备 例2 半导体设备是现代军事装备和国防安全的基础设施，工业制备高纯硅涉及的主要反应为：①；②；③。设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是 A．2.8g硅晶体中含单键数为0.2NA B．反应②中每生成1molH2转移电子数为2NA C．1molSiHCl3中Si原子的价层电子对数为4NA D．3.0gC18O中含中子数为1.6NA 【变式训练1——变载体】(25-26高三上·福建省部分学校·9月开学考)在给定条件下，下列涉及的物质转化不能实现的是 A．工业制银镜： B．利用铝土矿冶炼铝：铝土矿() C．工业合成硝酸： D．工业制备高纯硅：石英粗硅高纯硅 【变式训练2——变考法】高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备： 已知：电负性 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．反应②中，每消耗1 mol Si，转移的电子数为 B．反应①中，每生成1 mol Si，得到个 C．1 mol晶体硅中含共价键数为 D．反应③中，每消耗，生成1 mol Si 【变式训练3——】“从沙滩到用户”是指半导体工业中，从沙子中(主要成分是)提取粗硅，加工成高纯硅，最终制成电子产品的过程，具体原理如下。已知电负性：，下列说法正确的是 A．步骤①的反应为，说明碳的非金属性比硅强 B．整个过程中只有可以循环利用 C．步骤③中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D．与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 例3 中华文明源远流长，文物记载着历史的灿烂成就。下列文物的主要成分为硅酸盐的是 A．仰韶文化彩陶盆 B．故宫大理石螭首 C．鎏金铜缸 D．水晶杯 A．A B．B C．C D．D 【变式训练1——变载体】下列关于硅酸的叙述，错误的是 A．硅酸是一种很弱的酸 B．硅酸可由二氧化硅与水反应制得 C．硅酸不稳定,加热脱水会生成二氧化硅 D．硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得 【变式训练2——变考法】张骞凿通西域，诞生了丝绸之路。丝绸之路交流的下列产品中主要成分属于硅酸盐的是 A．茶叶 B．纸张 C．铁器 D．陶器 【变式训练3——】“中国紫”是目前被确认的出现于工业社会以前的最早的人造颜料之一，这种颜色被大量应用于兵马俑的衣物上色，其化学成分为BaCuSi2O6。下列有关中国紫说法错误的是 A．Ba元素的焰色为黄绿色 B．Cu元素的化合价为+2 C．该物质属于硅酸盐材料 D．其结构中一个Si周围连接3个O 考点三 无机非金属材料 知识点1 传统无机非金属材料 1.传统硅酸盐材料 水泥 玻璃 陶瓷 原料 石灰石、黏土 石灰石、纯碱、石英砂 黏土 主要 成分 硅酸二钙(2CaO·SiO2)硅酸三钙(3CaO·SiO2)铝酸三钙(3CaO·Al2O3) Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 含水的铝硅酸盐 2.传统硅酸盐材料的制备 (1)陶瓷 陶瓷以黏土为主要原料，经高温烧结而成的。主要成分为含水的铝硅酸盐。 (2)玻璃 普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，它是以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得的，玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维，用于高强度复合材料等。 (3)水泥 普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石，二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理变化和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再研成细粉得到普通水泥。混凝土是水泥、沙子和碎石等与水混合得到的。 得分速记 硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是黏土，水泥和玻璃的共同原料是石灰石。 知识点2 新型无机非金属材料 1.高温结构陶瓷，如SiC、BN、Si3N4、Al2O3等。 2.碳纳米材料 （1）类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。 （2）用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 （3）碳纳米材料的结构特点与应用 结构特点 应用 富勒烯 是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 可以看成是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、电池和传感器等 石墨烯 只有一个碳原子直径厚度的单层石墨 用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料 （4）特殊功能的含硅材料 ①碳化硅共价晶体，具有金刚石结构，可用作磨料。 ②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。 考向1 考查传统无机非金属材料 例1下列关于博物院馆藏文物的说法正确的是 A．春秋龙纹人字形玉佩的主要成分是二氧化硅 B．西汉铜错金银承弓器的主要成分属于无机非金属材料 C．宋海棠花式玛瑙碗的主要成分是碳酸钙 D．明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分是硅酸盐 【变式训练1——变载体】(24-25高三上·福建宁德五校·期中)中国“天宫”空间站运用的“黑科技”很多，下列对所涉及物质的性质描述错误的是 A．被誉为“百变金刚”的太空机械臂主要成分为铝合金，其强度大于纯铝 B．太阳电池翼采用碳纤维框架和玻璃纤维网，二者均为无机非金属材料 C．核心舱配置的离子推进器以氙和氩气作为推进剂，氙和氩属于稀有气体 D．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 【变式训练2——变考法】“传承文化遗产，飞扬华夏风采”，中华文物传承华夏文明，下列文物中主要由金属材料制成的是 A．秦兵马俑 B．人面鱼纹陶盆 C．西周利簋 D．击鼓说唱俑 A．A B．B C．C D．D 【变式训练3——】《黑神话·悟空》作为国产第一部3A游戏，以中国经典文学著作《西游记》为蓝本，对山西多处名胜古迹进行实景扫描，游戏中形态各异的佛像，反映了古代匠人高超的技艺水平。雕塑的主要成分为硅酸盐及铁合金等，下列说法错误的是 A．硅酸盐雕塑佛像历经千年依然身形完好，这是由硅酸盐材料中硅氧四面体的特殊结构决定的 B．铁佛寺雕塑主要成分为铁合金，合金的熔点一般比各成分金属低 C．雕塑彩绘颜料都是以天然的矿物质手工加工而成，历经千年仍然色彩艳丽，其中用到的红色矿物颜料成分主要是硫化汞，常温下容易被空气中的氧气氧化 D．玻璃、陶瓷、水泥等硅酸盐材料属于传统无机非金属材料 考向2 考查新型无机非金属材料 例2 (24-25高三下·福建省·适应性考试)“新质生产力”的概念中，“新”的核心在于科技创新，下列有关说法正确的是 A．我国研发的核反应堆“华龙一号”以为核燃料，与化学性质不相同 B．巴黎奥运会“中国制造”的足球内胆中植入芯片，制备芯片的原料属于新型无机非金属材料 C．打造中国北斗卫星导航系统：星载铷钟所用元素位于元素周期表中的d区 D．“长征五号”运载火箭使用的是液氧煤油发动机，煤油主要由煤的干馏获得 【变式训练1——变载体】(24-25高三上·福建龙岩一级校联盟·期中)化学材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。下列有关化学材料的说法正确的是 A．不粘锅的耐热涂层材料通常是聚乙烯 B．中国天眼FAST用到的碳化硅属于新型无机非金属材料 C．中国自主研发的首个微基站射频芯片的主要材料是二氧化硅 D．接入带有烃基基团的支链，可提高吸水材料的吸水能力 【变式训练2——变考法】(24-25高三下·福建泉州四校联考·开学考)我国科技发展迅猛，与化学家们的功劳密不可分。下列说法正确的是 A．天宫空间站使用石墨烯存储器，石墨烯与足球烯互为同素异形体 B．神舟飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子材料 C．长征五号遥八运载火箭使用了煤油液氧推进剂，煤油是纯净物 D．“福建舰”拥有全球最先进的舰载近防御系统，其使用的智能芯片的主要成分是 【变式训练3——】宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿上10公斤重的航天服,我国宇航员的航天服是由我国科学家研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的,主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。 下列相关叙述错误的是 A．它耐高温、抗氧化 B．它比钢铁轻，但质地较脆 C．它没有固定熔点 D．它是一种新型无机非金属材料 1．（2022·福建卷）福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用和改性的基催化剂，可打通从合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是 A．草酸属于无机物 B．与石墨互为同分异构体 C．属于过渡元素 D．催化剂通过降低焓变加快反应速率 2．（2021·福建卷）室温下，下列各组离子一定能与指定溶液共存的是 A．的溶液：、、、 B．的溶液：、、、 C．的溶液：、、、 D．的溶液：、、、 3．（2021·福建卷）催化剂(Ⅱ)的应用，使电池的研究取得了新的进展。电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。 下列说法错误的是 A．电池可使用有机电解液 B．充电时，由正极向负极迁移 C．放电时，正极反应为 D．、、和C都是正极反应的中间产物 4．（2024·福建卷）是制造多晶硅的原料，可由和耦合加氢得到，相关反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． (1)生成的总反应： Ⅳ． (2)体系达到平衡状态且其他条件不变时： ①压缩平衡体系体积，重新达到平衡后物质的量分数增大的组分为 。(填标号) a．    b．    c．    d． ②反应温度升高不利于提高平衡时产物选择性的原因是 。 (3)在压强为的恒压体系中通入和，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。 ①图中n代表的组分为 。(填化学式) ②时，反应Ⅲ的平衡常数 。(列出计算式) ③时，的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为 。(列出计算式) (4)下、其他条件相同时，用和分别催化上述反应，一段时间内的转化率如下表所示。(产物选择性均高于98.5%) 催化剂 的转化率/% 7.3 14.3 22.3 ①使用不同催化剂时，反应Ⅳ的催化剂 催化剂(填“>”“<”或“=”)；反应Ⅳ的活化能：催化剂 催化剂(填“>”“<”或“=”)。 ②使用催化剂，初始投料该段时间内得到，则的选择性 。(列出计算式) 5．（2022·福建卷）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含和等)提铝的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“浸出”时适当升温的主要目的是 ，发生反应的离子方程式为 。 (2)“浸渣”的主要成分除残余外，还有 。实验测得，粉煤灰(的质量分数为)经浸出、干燥后得到“浸渣”(的质量分数为)，的浸出率为 。 (3)“沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如下图所示，加入沉铝的目的是 ，“沉铝”的最佳方案为 。 (4)“焙烧”时，主要反应的化学方程式为 。 (5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回 工序循环使用。 6．（2022·福建卷）某兴趣小组设计实验探究，催化空气氧化的效率。回答下列问题： 步骤Ⅰ  制备 在通风橱中用下图装置制备(加热及夹持装置省略)，反应方程式： (1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是 。 (2)从B、C、D中选择合适的装置收集，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 将通入新制银氨溶液中，有黑色沉淀生成。 (3)该反应的化学方程式为 。 步骤Ⅲ  探究催化空气氧化的效率 将一定量与空气混合，得到体积分数为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，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能证明被空气氧化的现象是 ； ②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长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 。 7．（2021·福建卷）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含，还有、的化合物及等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。 回答下列问题： (1)“焙烧”产生的气体用 吸收后可制取氮肥。 (2)“浸出”时，转化为。提高单位时间内钼浸出率的措施有 (任写两种)。温度对内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大量蒸发，导致 。 (3)“净化”时，浸出液中残留的、转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中和pH的关系为：。为了使溶液中的杂质离子浓度小于，应控制溶液的pH不小于 。(已知：；和的分别为35.2和17.2) (4)“净化”后，溶液中若有低价钼(以表示)，可加入适量将其氧化为，反应的离子方程式为 。 (5)“沉淀”时，加入的目的是 。 (6)高温下用还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为 。【已知：(NH4)2Mo4O13受热分解生成】 8．（2021·福建卷）类石墨相氮化碳()作为一种新型光催化材料，在光解水产氢等领域具有广阔的应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如下图所示。 回答下列问题： (1)基态C原子的成对电子数与未成对电子数之比为 。 (2)N、O、S的第一电离能()大小为，原因是 。 (3)晶体中存在的微粒间作用力有 (填标号)。 a.非极性键      b.金属键      c.π键 d.范德华力 (4)中，C原子的杂化轨道类型 ，N原子的配位数为 。 (5)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N原子(图中虚线圈所示)被O原子代替，形成O掺杂的。的化学式为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $