第8讲 碳、硅和无机非金属材料【大单元精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●知识清单（新高考通）

该高中化学高考复习讲义聚焦碳、硅及其化合物与无机非金属材料核心考点，涵盖单质及氧化物、硅酸、硅酸盐的结构性质、转化关系，传统与新型无机非金属材料的成分用途。按“双基自测-核心梳理-考点突破-限时训练”流程，通过对比分析、工业流程解析等环节，帮助学生构建知识网络，突破性质对比、除杂提纯等难点。 资料以光伏材料、光导纤维等新情境为载体，设计问题链（如SiHCl3提纯、水解反应探究），培养科学思维与科学探究能力。设置分层练习（基础判断、综合应用、真题演练），强化性质与用途对应分析，高效提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供系统指导。

大单元三 第二单元　非金属及其化合物 第8讲　碳、硅和无机非金属材料 【高考考向预测】 碳、硅及其化合物与无机非金属材料，重点考查碳、硅单质及氧化物、硅酸、硅酸盐的结构与性质，二者性质异同、转化关系、反应方程式书写，同时梳理传统硅酸盐材料（陶瓷、玻璃、水泥）和新型无机非金属材料的成分、用途与特性，常结合物质推断、化工流程、实验探究综合命题；近三年在选择题、化工大题中考查频次较高，考频稳定；2027年将侧重以光伏材料、光导纤维、新型陶瓷等为情境，强化硅及其化合物的工业制备、性质对比、除杂提纯，以及材料用途与性质的对应分析。 【双基自测●明考向】 1．（25-26高三·全国·一轮复习）制造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维，其主要成分是二氧化硅。（ ） 【答案】正确 【详解】光导纤维的主要成分为，具有良好的光传导性能，是制备光导纤维的核心原料。该说法正确。 2．（25-26高三·全国·一轮复习）单晶硅熔点高，可用于制造芯片。（ ） 【答案】错误 【详解】单晶硅属于共价晶体，确实具备熔点高的物理性质，但单晶硅可用于制造芯片的核心原因是其为良好的半导体材料，题干中熔点高的性质与制造芯片的用途不存在因果对应关系，因此表述错误。 3．（26-27高三·全国·一轮复习）硅胶多孔，吸水能力强，常用作袋装食品的干燥剂和抗氧化剂。（ ） 【答案】错误 【详解】硅胶的主要成分为，其多孔结构使其具有较强吸水能力，因此可作袋装食品的干燥剂；但硅胶不具有还原性，无法消耗氧气以防止食品氧化变质，因此不能用作抗氧化剂，故上述说法错误。 4．（26-27高三·全国·一轮复习）反应①，反应②，两反应是相互矛盾的，不可能都发生。（ ） 【答案】错误 【详解】 反应①是水溶液中的复分解反应，遵循强酸制弱酸的规律：碳酸酸性强于硅酸，因此将通入溶液时，可电离出氢离子与硅酸根结合生成难溶的沉淀，反应可以发生。 反应②是高温条件下的固相反应，遵循高沸点物质制低沸点物质的规律：沸点远高于，反应生成的作为气体不断逸出，推动反应正向进行，因此该反应也可以发生。 5．（26-27高三·全国·一轮复习）氮化硅陶瓷、光导纤维、硅酸盐水泥均属于新型无机非金属材料。（ ） 【答案】错误 【详解】无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料，其中氮化硅陶瓷、光导纤维属于新型无机非金属材料，而硅酸盐水泥属于传统硅酸盐无机非金属材料，因此该说法错误。 6．（26-27高三·全国·一轮复习）向一定浓度的溶液中通入适量出现白色沉淀，证明的酸性比的酸性强。（ ） 【答案】错误 【详解】通入溶液后先与水反应生成，再与反应生成白色沉淀，反应为，说明的酸性强于，题干结论与之相反，因此表述错误。 7．（26-27高三·全国·一轮复习）航天通讯用到的光导纤维主要成分是单质硅。（ ） 【答案】错误 【详解】单质硅是良好的半导体材料，主要用于制作芯片、太阳能电池等；光导纤维的主要成分为二氧化硅（）。 该说法错误。 8．（26-27高三·全国·一轮复习）是酸性氧化物，与任何酸都不能发生反应。（ ） 【答案】错误 【详解】SiO2属于酸性氧化物，符合酸性氧化物与碱反应生成盐和水的通性，但它可以与氢氟酸（HF）发生反应，反应的化学方程式为。 该说法错误。 9．（26-27高三·全国·一轮复习）利用石英坩埚可熔融NaOH固体。（ ） 【答案】错误 【详解】石英坩埚的主要成分为，属于酸性氧化物，可与强碱在熔融条件下发生反应：，会腐蚀坩埚，因此不能使用石英坩埚熔融固体，题干表述错误。 10．（26-27高三·全国·一轮复习）均能一步转化。（ ） 【答案】错误 【详解】第一步转化可实现：硅单质在加热条件下与氧气化合，反应为；第二步转化无法一步实现：二氧化硅属于难溶于水的酸性氧化物，不与水发生反应，需先与强碱反应生成硅酸盐，再向硅酸盐溶液中加入酸才能制得硅酸，因此题干所述的全部一步转化不成立。 【核心梳理●明考点】 考点一　碳、硅及其化合物 (一)碳及其氧化物 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)碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯,它们互为同素异形体。 2.金刚石、石墨、C60的物理性质 金刚石 石墨 C60 晶体类型 共价晶体 混合型晶体 分子晶体 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.CO2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。 (二)硅及其化合物 1.硅单质 2.二氧化硅 (1)存在:普通的沙(细小的石英晶体);水晶(纯石英,无色透明晶体)。 (2)物理性质:难溶于水,熔点高、硬度大。 (3)化学性质 (4)用途:光导纤维、光学仪器、电子部件。 【考点突破●明方向】 1.下列有关碳及其化合物的说法正确的是(　　) A.CO2不是导致温室效应的主要气体 B.CO和CO2组成元素相同,所以他们的化学性质相同 C.金刚石、石墨是碳的单质,而C60是碳的化合物 D.在高温条件下,碳能使CO2转变成CO 【答案】D 【解析】A.CO2是导致温室效应的主要气体,A错误;B.CO和CO2组成元素相同,但它们分子组成不同,化学性质不相同,B错误;C.单质是指只含有一种元素的纯净物,故金刚石、石墨是碳的单质,C60也是碳的单质,C错误;D.在高温条件下,碳能使CO2转变成CO,CO2+C2CO,D正确。 2.下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　) A.在粗硅的制取中发生反应:2C+SiO22CO↑+Si,Si被还原,所以C的还原性大于Si B.Na2SiO3属于盐,不属于碱,所以Na2SiO3溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中 C.用SiO2制取硅酸,应先使SiO2与NaOH溶液反应,然后通入CO2 D.由Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3可知,H2SiO3的酸性大于H2CO3 【答案】C 【解析】Si与C同主族,Si的还原性比C的强,但在高温下能发生反应:2C+SiO22CO↑+Si,A项错误;不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放Na2SiO3溶液,因为Na2SiO3溶液本身是一种黏合剂,B项错误;SiO2是酸性氧化物,但不能与水反应,所以制取硅酸可用可溶性硅酸盐与CO2或盐酸反应:Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓、Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓,C项正确;Na2CO3与SiO2在高温下的反应与对应的酸的酸性强弱无关,该反应说明硅酸盐在高温下比碳酸盐更稳定,D项错误。 3.工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如图: (1)请写出反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式:Ⅱ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、  Ⅲ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,所含有的其他物质的沸点数据如下表: 物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 沸点/℃ 2 355 57.6 31.8 8.2 物质 SiH3Cl HCl SiH4 沸点/℃ -30.4 -84.9 -111.9 ①提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和　　　　。  ②沉降是为了除去　　　　;在空气中冷凝所得液体主要含有　　　　。  (3)SiHCl3极易水解,生成原硅酸(H4SiO4)和两种气体,其反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)整个制备流程都需隔绝空气,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两条即可)。  【答案】(1)Si+3HClSiHCl3+H2　SiHCl3+H2Si+3HCl (2)分馏(或多次蒸馏)　Si　SiCl4、SiHCl3 (3)SiHCl3+4H2O===H4SiO4+H2↑+3HCl↑ (4)防止氢气爆炸;防止硅被氧化;防止三氯硅烷水解 考点二　无机非金属材料 1.传统无机非金属材料——常见硅酸盐材料 硅酸盐材料 水泥 普通玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英砂 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 玻璃生产中的两个重要反应:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。 2.新型无机非金属材料 (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)特殊功能的含硅材料 ①碳化硅为共价晶体,具有类似金刚石的结构,可用作磨料。 ②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。 【考点突破●明方向】 1.陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　　) A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁 B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成 C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐 D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 【答案】A 【解析】“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关,而氧化铁显红色,A项错误;秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成,B项正确;陶瓷以黏土为原料,经高温烧制而成,属于人造材料,主要成分是硅酸盐,C项正确;陶瓷主要成分是硅酸盐,硅酸盐中硅元素化合价处于最高价,化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点,D项正确。 2.信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列有关资讯错误的是(　　) A.在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能将成为主要能源 B.中、美、日等国已掌握的陶瓷发动机技术,能较大程度地降低能耗,节约能源 C.光导纤维在信息产业中应用广泛,制造光导纤维的主要材料是单质硅 D.结构陶瓷碳化硼(B4C3)常用于制造切削工具,它是一种新型无机非金属材料 【答案】C 【解析】光缆在信息产业中有广泛应用,制造光导纤维的主要材料是二氧化硅,C错误。 3.白炭黑(可用SiO2·nH2O表示其组成)可广泛应用于日用化工、橡胶制品、电子工业等许多领域。以硅酸钠和二氧化碳为原料制备白炭黑的工艺流程如下: 下列说法错误的是(　　) A.硅酸钠水溶液必须用带玻璃塞的试剂瓶盛装 B.沉淀反应的离子方程式为Si C.蒸发“滤液”所得晶体中含有离子键和极性共价键 D.用稀酸洗涤沉淀的目的是除去沉淀表面的C 【答案】A 【解析】硅酸钠水溶液有黏性,能黏合玻璃塞与试剂瓶口,因此不能用带玻璃塞的试剂瓶盛装,A项错误;二氧化碳通入硅酸钠溶液中生成硅酸和碳酸钠,B项正确;蒸发“滤液”所得晶体为Na2CO3·xH2O,Na2CO3中含有离子键和极性共价键,H2O中含有极性共价键,C项正确;C可与H+反应:C+2H+===CO2↑+H2O,因此用稀酸洗涤沉淀可除去沉淀表面的C,D项正确。 4.氮化硅常用于制造耐高温管、切削工具。某小组以石英砂为原料制备氮化硅的微型流程如图1所示: 下列叙述正确的是(　　) A.反应①的氧化产物为CO2 B.粗硅中可能含有金刚砂 C.反应③中的NH3可通过加热NH4Cl制备 D.反应③的尾气可用图2所示装置吸收 【答案】B 【解析】A项,反应①中焦炭是还原剂,被氧化,生成氧化产物CO,A错误;B项,金刚砂是SiC,焦炭与二氧化硅在高温下发生副反应生成SiC和CO,B正确;C项,加热NH4Cl分解生成NH3和HCl,两者在温度降低时又重新化合成NH4Cl,制取NH3不能通过加热NH4Cl制备,C错误;D项,反应③的尾气用图2所示装置吸收容易产生倒吸现象,D错误。 本讲感悟 疑点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　  盲点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　  【限时训练】 （60分钟） 一、单选题 1．（2025·湖北·高考真题）下列描述不能正确地反映事实的是 A．室温下与碳不发生反应，高温下可生成和 B．室温下苯与溴不发生反应，温度升高生成大量溴苯 C．通常含硒的化合物有毒性，但微量硒元素有益健康 D．某些镇痛类生物碱可用于医疗，但滥用会危害健康 【答案】B 【详解】A． 高温下SiO2与碳发生反应生成Si和CO，A正确； B．苯的溴代反应需催化剂，仅升温无法生成溴苯，B错误； C．硒化合物(如硒化氢)多数有毒，但硒是人体必需的微量元素，微量摄入有益健康，过量则有害，C正确； D．镇痛类生物碱的双重作用描述正确，例如吗啡等生物碱可用于镇痛治疗，但滥用会导致成瘾和健康危害，D正确； 故选B。 2．（2025·云南·高考真题）稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是 A．可与NaOH溶液反应 B．盐酸在该工艺中体现了还原性 C．高纯Si可用于制造硅太阳能电池 D．制备纳米Si： 【答案】B 【分析】稻壳在一定条件下制备纳米SiO2，纳米SiO2和Mg在650℃发生置换反应生成MgO和纳米Si，加盐酸将MgO转化为MgCl2，过滤、洗涤、干燥得到纳米Si。 【详解】A．SiO2是酸性氧化物，与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O，A正确； B．盐酸参与的反应为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，该反应是非氧化还原反应，盐酸体现酸性，没有体现还原性，B错误； C．高纯硅可以将太阳能转化为电能，故可用于制硅太阳能电池，C正确； D．SiO2和Mg在650℃条件下发生置换反应得到MgO和纳米Si，反应的化学方程式为，D正确； 答案选B。 3．（2026·河南信阳·模拟预测）中华优秀传统文化源远流长，传统手工艺更是凝聚着先人的智慧。下列非物质文化遗产的主要制作材料所属类别与其他三项不同的是 A．南京云锦 B．安徽宣纸 C．景德镇青花瓷 D．苏州刺绣 【答案】C 【详解】A．云锦的主要材料为蚕丝（天然蛋白质纤维），属于有机高分子材料； B．宣纸的主要材料为纤维素，属于有机高分子材料； C．青花瓷的主要成分为硅酸盐；属于无机盐； D．苏州刺绣的主要材料是真丝线或化纤线，属于有机高分子材料； 故答案选：C。 4．（2026·广东广州·三模）下列选项所涉及材料的主要成分不属于硅酸盐的是 A．“聚清园”状元桥 B．“最美阅读空间”图书馆玻璃幕墙 C．“思维的旋律"不锈钢雕塑 D．“智慧之光”红陶浮雕 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．状元桥主要成分为水泥等硅酸盐材料，A不符合题意； B．玻璃幕墙的玻璃属于硅酸盐材料，B不符合题意； C．不锈钢是铁合金，属于金属材料，不属于硅酸盐，C符合题意； D．红陶属于陶瓷类，是传统硅酸盐材料，D不符合题意； 故选C。 5．（2026·山东日照·模拟预测）硅元素的价—类二维图如图所示。设表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．1 mol 的晶体含有个Si—Si键 B．d的酸性比碳酸弱 C．若e为硅酸钠，其溶液可制作耐火材料 D．b和焦炭、氯气反应可制备四氯化硅，其化学方程式为 【答案】D 【详解】A．晶体硅中每个硅原子连接4个Si-Si键，每个键由2个硅原子共用，1mol晶体硅中Si-Si键的物质的量为，数目为，A正确； B．d为硅酸，同主族元素从上到下非金属性减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱，硅酸酸性比碳酸弱，B正确； C．硅酸钠溶液即水玻璃通过物理隔绝和化学阻燃协同发挥防火作用，硅酸钠溶液可制作耐火材料，C正确； D．二氧化硅与焦炭、氯气反应时，焦炭的氧化产物为一氧化碳，正确的化学方程式为，选项给出的方程式产物错误，D错误； 故选 D。 6．（2026·江苏南京·二模）北京大学科研团队利用石墨烯研制出全球首个高效气体分子二极管。石墨烯属于 A．无机非金属材料 B．金属材料 C．有机高分子材料 D．复合材料 【答案】A 【详解】A．石墨烯是碳元素组成的单质，属于无机非金属材料中的碳质材料类别，A正确； B．金属材料包括金属单质和合金，石墨烯不含金属元素，不属于金属材料，B错误； C．有机高分子材料属于有机物范畴，是由相对分子质量很高的有机化合物构成的材料，石墨烯是碳单质不属于有机物，因此不属于有机高分子材料，C错误； D．复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经复合而成的多相材料，石墨烯是单一碳单质，不属于复合材料，D错误； 故答案选A。 7．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）最近，某科研团队首次合成由10个碳原子组成的环型纯碳分子材料，其合成方法如图所示。下列说法正确的是 A．环型中碳原子采用杂化 B．环型的熔点高于的熔点 C．原料可以由苯的同系物与氯气在光照条件下取代得到 D．环型与石墨烯互为同素异形体 【答案】D 【详解】A．环型中碳原子的价层电子对数为，无孤电子对，因此碳原子采取杂化，不是杂化，A错误； B．环型和都属于分子晶体，分子晶体的熔点随相对分子质量增大而升高，相对分子质量更大，因此环型熔点低于，B错误； C．的原料对应的烃是萘，萘不属于苯的同系物；且苯环上的氢原子被氯取代需要催化剂，光照条件下只能取代烷基侧链的氢，无法得到该原料，C错误； D．同素异形体是同种元素组成的不同单质，环型和石墨烯都是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，D正确； 故选D。 8．（25-26高三上·河南·期中）我国化学家利用全氯代萘和全氯代蒽首次分别合成得到环形碳C10和C14，其过程如图所示： 其中C10的电子显微镜照片图： 下列说法正确的是 A．全氯代蒽的分子式为C12Cl10 B．C10分散到CCl4中可以形成胶体 C．环形碳C10和C14是碳元素的两种同位素 D．由全氯代萘得到C10的过程存在电子转移 【答案】D 【详解】A．全氯代蒽的结构是蒽（C14H10）的H被Cl取代，因此分子式应为C14Cl10，而非 C12Cl10，A错误； B．C10是单质碳，属于非极性分子，CCl4也是非极性溶剂，根据 “相似相溶”，C10会溶解在 CCl4中形成溶液；而胶体的分散质粒子直径为 1~100nm，C10的直径仅 0.5nm，无法形成胶体，B错误； C．同位素是同种元素的不同原子，而 C10和 C14是碳元素形成的不同单质（属于同素异形体），C错误； D．全氯代萘（含 C、Cl）转化为 C10的过程中，C的化合价发生变化，存在电子转移（氧化还原反应），D正确； 故答案为：D。 9．（2026·辽宁·模拟预测）普通石英砂含有少量、、杂质，工业上以普通石英砂为原料制备高纯硅的工艺流程如下： 合成：300℃、0.1 MPa发生反应有、 下列叙述错误的是 A．“提纯石英砂”所用X溶液可以选硫酸 B．“制取粗硅”的化学方程式为 C．“合成SiHCl”的反应中体现了HCl的氧化性 D．上述流程中HCl和均可循环利用 【答案】A 【分析】原料普通石英砂主要成分为，含杂质、、，目标产物为高纯硅。第一步提纯石英砂的目的是溶解杂质氧化物，保留；第二步石英砂与焦炭反应生成粗硅和可燃性气体CO；第三步粗硅与HCl反应生成、和，经提纯得到高纯；第四步与高纯反应生成高纯硅和HCl，流程中HCl和可循环利用。 【详解】A．若X溶液选硫酸，与硫酸反应生成微溶的，会附着在固体表面阻碍反应持续进行，无法完全除去杂质，A错误； B．制取粗硅的反应为，B正确； C．合成的反应中，中元素化合价由+1降低为0，得电子作氧化剂，体现氧化性，C正确； D．合成步骤生成，还原步骤生成，二者均可返回对应前序步骤循环利用，D正确； 故选A。 10．（2026·河北保定·三模）下列工业生产在给定条件下不能实现的是 A．冶炼铝： B．海水提溴： C．制取漂白粉： D．制取高纯硅： 【答案】C 【详解】A．铝土矿（主要成分为，含、等杂质）与溶液反应，两性氧化物溶解生成四羟基合铝酸钠，反应方程式为，过滤除去不溶性杂质后，向溶液中通入过量，发生反应，过滤得到沉淀；将煅烧分解，反应为，得到纯净的；最后加入冰晶石作为助熔剂降低熔点，电解熔融，反应为，制得金属铝，该工业流程可以实现，A不符合题意； B．海水中的溴以形式存在，第一步通入氧化，反应方程式为，生成的溶解在海水中；第二步用空气吹出法将吹出，并用含的水溶液吸收富集，发生反应，还原为；第三步再次通入氧化，反应为，重新生成；最后通过蒸馏分离得到液溴，该工业流程可以实现，B不符合题意； C．海水经蒸发结晶得到固体，电解熔融或饱和溶液可制得，但工业制取漂白粉时，必须使用石灰乳（悬浊液）与反应，反应方程式为；而澄清石灰水中的溶解度极低，浓度很小，无法提供足量的反应物，不能有效生成大量的漂白粉（主要成分为和），因此该给定条件下的工业流程不能实现，C符合题意； D．第一步，高温下与焦炭反应制粗硅，反应方程式为，得到含杂质的粗硅；第二步，粗硅与在条件下反应，生成三氯氢硅，反应为；第三步，与在条件下反应，被还原得到高纯硅，反应为，该工业流程可以实现，D不符合题意； 故选C。 11．（2026·陕西西安·模拟预测）芯片是人工智能的核心，其主要制作材料是硅。工业上用石英砂(主要成分是)为原料制取高纯度的硅，其生产流程如下图所示： 下列说法正确的是 A．高纯硅是制造手机芯片的常用材料，SiO2是制造太阳能电池的基本原料 B．反应③中，H2是还原剂，SiHCl3是氧化剂 C．步骤①中X是CO2 D．SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气： 【答案】D 【分析】该工业流程以石英砂中的为原料，先让和焦炭在3273K高温下反应制得粗硅，粗硅再和在553~573K条件下反应得到，最后被在1380K左右还原，最终制得高纯度纯硅。 【详解】A．高纯硅是制造芯片、太阳能电池的核心原料，是制造光导纤维的原料，A错误； B．反应③的化学方程式为，中H元素化合价从0升高到+1，作还原剂；中Si元素化合价从+4降低到0，中H元素化合价从-1升高到+1，既是氧化剂又是还原剂，B错误； C．步骤①与焦炭高温反应制粗硅，反应为，产物X是而非，C错误； D．遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气，给出的方程式原子守恒、化合价升降守恒，反应式书写正确，D正确； 故选D。 二、解答题 12．（2025·全国卷·高考真题）我国的蛇纹石资源十分丰富，它的主要成分是，伴生有少量、、等元素。利用蛇纹石转化与绿矾分解的耦合回收并矿化固定二氧化碳的实验流程如图所示。 已知： 回答下列问题： (1)绿矾()在高温下分解，得到红棕色固体和气体产物，反应的化学方程式为_______。 (2)经“焙烧①”“水浸”，过滤分离后，滤液中金属离子的浓度()分别为：、、、。滤渣①的主要成分是_______、_______。 (3)加入 “调”，过滤后，滤渣②是_______、_______，滤液中的浓度为_______。 (4)“焙烧②”后得到。晶胞如图所示，晶胞中含有的个数为_______。 (5)调节“沉镍”后的溶液为碱性，“矿化”反应的离子方程式为_______。 (6)蛇纹石“矿化”固定，得到，相当于固定_______L(标准状况)。 【答案】(1) (2) (3) (4)4 (5) (6)89.6 【分析】蛇纹石的主要成分是，伴生有少量、、等元素和绿矾()混合高温焙烧经“焙烧①”，生成氧化镁、二氧化硅、水；高温下分解，得到红棕色固体和气体产物三氧化硫、二氧化硫；加水水浸过滤得到滤渣①为、；滤液中含有、、、、，加入调节pH=6，将、转化为、沉淀，过滤滤渣②为、；滤液中含有、、，加入沉淀剂将镍离子转化为氢氧化镍沉淀，氢氧化镍焙烧后得到氧化镍；调节“沉镍”后的溶液通入二氧化碳“矿化”发生反应，得到产物。 【详解】（1）绿矾()在高温下分解，得到红棕色固体和气体产物三氧化硫、二氧化硫，反应的化学方程式为，故答案为：； （2）经“焙烧①”，生成氧化镁、二氧化硅和水，分解生成、二氧化硫、三氧化硫和水，“水浸”，过滤分离后，滤液中金属离子的浓度()分别为：、、、，结合电荷守恒可知，滤液中硫酸根浓度至少为，远大于滤液中铁离子的浓度，铁元素源自绿矾和蛇纹石，硫元素源自绿矾，且有一部分硫元素以气体的形式损失，结合铁、硫元素守恒，只有一部分铁元素进入滤液，则另一部分铁元素在滤渣①中，故滤渣①的主要成分是为Fe2O3、SiO2，故答案为：Fe2O3、SiO2； （3）加入 “调”，，，，，溶液中没有铁离子、铝离子，两者均以氢氧化物沉淀下来，过滤后，滤渣②是为、；滤液中的浓度为，故答案为：；；； （4）因为离子半径，晶胞图中棱心和体心，1个晶胞中的个数为，故答案为：4； （5）调节“沉镍”后的溶液为碱性，通入二氧化碳“矿化”发生反应 ，故答案为：； （6）物质的量为，根据C原子守恒，固定为，标准状况下的体积为，故答案为：89.6。 13．（2026·天津·一模）锶(Sr)位于元素周期表第五周期ⅡA族。一种利用含锶废渣(主要含有SrSO4、SrCO3、SiO2、MgCO3 等)制备SrCl2·6H2O和SrO2·8H2O的流程如下。 已知：Ksp(SrSO4)=10-6.46；Ksp(BaSO4)=10-9.97； (1)“浸出渣”中主要含有_______(填化学式)。 (2)①由SrCl2溶液制备SrO2·8H2O的离子方程式为_______。 ②制备SrO2·8H2O时，测得相同时间内H2O2的利用率随其质量分数的变化关系如图所示。H2O2利用率随质量分数变化的原因是_______。 (3)测定SrCl2·6H2O纯度。将除去BaCl2的SrCl2溶液加热蒸发，冷却结晶，可得SrCl2·6H2O晶体。称量1.500g该晶体加水溶解(溶液中除Cl-外，无其它离子与Ag+反应)，配成100mL 溶液。取25.00mL 溶液于锥形瓶中，滴入几滴K2CrO4溶液，用0.1000mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定，重复实验三次，平均消耗20.00mL AgNO3溶液。 [已知：Ag2CrO4为砖红色沉淀，M(SrCl2·6H2O)=267g·mol-1] ①滴定到达终点的标志为_______。 ②产品中SrCl2·6H2O的质量分数为_______。 ③以下操作会导致测定结果偏小的是_______。 a．滴定终点时俯视读数 b．盛装硝酸银溶液的滴定管未润洗 c．加入较多的K2CrO4溶液 (4)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2的最优方法是_______(填字母)。 a．常温加压　　b．加热脱水　　c．在HCl气流中加热 (5)“酸浸”时能否改用稀硫酸，其原因_______。 【答案】(1)SrSO4、SiO2 (2) Sr2++H2O2+2NH3∙H2O+6H2O=SrO2∙8H2O↓+2或Sr2++H2O2+2NH3+8H2O=SrO2∙8H2O↓+2 由图可知，H2O2浓度低于20%时，随着双氧水浓度增大，反应速率加快，高于20%时，随着双氧水浓度增大，反应放热或Sr2+起着催化作用，H2O2分解速率加快 (3) 当滴入最后半滴AgNO3标准溶液时，产生砖红色沉淀，且半分钟内不消失 71.2% ac (4)b (5)是，加入硫酸后，Sr元素主要以的形式存在，再通过盐浸得到溶液 【分析】含锶废渣通过加稀盐酸酸浸，、溶解，、不溶于盐酸进入浸出渣；再通过盐浸步骤加入溶液，利用的溶度积远小于溶度积，实现的沉淀分离，溶液保留，为后续制备提供原料；后续加入氨水、，利用的氧化性实现制备。 【详解】（1）根据分析可知，浸出渣据分析知“浸出渣”中主要含有、； （2）①根据原子守恒、电荷守恒，电子转移守恒可得由溶液制备的离子方程式为或； ②由图可知，浓度低于20%时，随着双氧水浓度增大，反应速率加快，利用率增大；高于20%时，随着双氧水浓度增大，反应放热或Sr2+起着催化作用，导致分解速率加快，所以利用率降低； （3）①根据题意可知，滴定到达终点的标志为当滴入最后半滴标准溶液时，产生砖红色沉淀（），且半分钟内不消失； ②根据题意有关系式：，则，则产品中的质量分数为； ③a．滴定终点时俯视读数，消耗标准溶液体积偏小，纯度偏小，a正确； b．盛装硝酸银溶液的滴定管未润洗，消耗标准溶液体积偏大，纯度偏大，b错误； c．加入较多的溶液，溶液中浓度偏大，会使砖红色沉淀提前出现，滴定终点提前，消耗标准溶液体积偏小，测定的纯度偏小，c正确； 故选ac； （4）Sr的金属活动性大于Ca，属于活泼金属，不存在水解，故由制备无水的最优方法是加热脱水，故选b； （5）是，加入硫酸后，Sr元素主要以的形式存在，再通过盐浸得到溶液。 14．（2025·湖南·二模）二氧化铈()是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含、、等)为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示： 已知：①稀土离子易与形成复盐沉淀，和发生反应：； ②硫脲()具有还原性，酸性条件下易被氧化为； ③在空气中易被氧化为，两者均能形成氢氧化物沉淀； ④为白色粉末，难溶于水。 回答下列问题： (1)铈属于镧系元素，其在周期表中的位置为___________。 (2)滤渣A的主要成分是___________(写化学式)。 (3)硫脲中碳的化合价为___________，加入硫脲的目的是将还原为，该反应的离子方程式为___________。 (4)步骤④对应的离子方程式为___________。 (5)常温下，。恰好沉淀完全时，此时测得溶液的，则溶液中___________。 (6)二氧化铈可作脱硝催化剂，其理想晶胞如图所示。催化脱硝时，能在和之间改变氧化状态，将NO氧化为，并引起氧空位的形成，得到新的铈氧化物。 中和的个数比为___________。每氧化标准状况下，则生成的物质的量为___________。 【答案】(1)第六周期第ⅢB族 (2)、 (3) ＋4 2  + (4) (5)0.2 (6) 【分析】氟碳铈矿(含、、等)在空气中焙烧，在空气中被氧化为，加稀硫酸浸取，进入溶液，不反应，BaO与硫酸反应生成沉淀，过滤分离，滤渣A的主要成分为、；向含的滤液中加入硫脲将还原为，生成的与形成的复盐沉淀B为 ，过滤分离，向复盐沉淀中加入NaOH，再加入稀盐酸，被转移到溶液中，加入使沉淀为，最后灼烧分解生成，回答下列问题； 【详解】（1）铈元素位于周期表中第六周期第ⅢB族。 （2）根据分析可知：滤渣A的主要成分是。 （3） 硫脲()中S为-2价，-NH2为-1价，因此C为+4价；加入硫脲的目的是将还原为，该反应的离子方程式为: 。 （4）步骤④对应的离子方程式为。 （5）恰好沉淀完全时，，则，解得，测得溶液的，根据，解得。 （6）设中和的个数分别为和，则，解得，则和的个数比为3：1；根据铈元素守恒：，生成提供1mol O原子，NO被氧化为，每氧化标准状况下11.2LNO，需要0.5molO原子，所以生成。 15．（2025·河北邯郸·模拟预测）常用于制造陶瓷、传感器、燃料电池等。以天然矿石锆英砂(主要成分为，还含、CuO、等少量杂质)为原料生产的工艺流程如图所示。 已知：常温下，，。金属离子完全沉淀的标准：。 回答下列问题： (1)锆和钛位于同族，锆位于元素周期表第五周期_______族。 (2)滤渣1主要成分是_______(填化学式)；滤渣2主要成分是_______(写化学式)。 (3)“碱浸”中转化成，该反应的离子方程式为_______。 (4)已知：“除杂”的滤液中，。“调pH”范围为_______。若用NaOH调pH，则将滤液蒸干、灼烧得到的固体是_______(填化学式)。 (5)称取置于坩埚中充分灼烧至恒重，测得固体的质量为2.46 g，的晶胞如图所示。x为_______，_______；若坩埚不干燥，测得结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 【答案】(1)ⅣB (2) CuO、 (3) (4) 、NaCl (5) 2 2 无影响 【分析】与NaOH反应生成可溶性的、；与NaOH反应生成可溶性的；而、CuO不与NaOH反应，因此滤渣1为、CuO；可溶性的、、加盐酸除杂，与盐酸反应生成沉淀，滤渣2为；滤液中主要含有Zr4+、Na+、Al3+，调pH生成沉淀，Na+、Al3+存在滤液中除去，经灼烧得到ZrO2，据此分析解答； 【详解】（1）根据已知信息锆和钛位于同族，钛为第四周期第ⅣB族元素，故同族的锆为第五周期第ⅣB族元素。 （2）①原料中CuO、是碱性氧化物，不与碱反应； ②碱浸中生成了，加盐酸生成硅酸，滤渣2主要成分是。 （3）与NaOH反应生成可溶性的、，离子方程式为：。 （4））调pH使完全沉淀，不生成，根据溶度积计算pH，当完全沉淀时，根据已知条件得，；当开始生成时，，，故调pH范围：。滤液中溶质是和NaCl，在空气中蒸干、灼烧得到和NaCl。 （5）①根据氧化锆晶胞图示可知，晶胞中Zr原子数为顶点8个+面心6个，共个，O原子位于晶胞内部，共8个，Zr与O的原子数比为4:8=1:2，因此中x为2。 ②根据灼烧时发生反应方程式可知， ，根据数据可知，，解得：； ③初始称量样品时与坩埚无关，故坩埚未干燥对实验准确度无影响。 学科网（北京）股份有限公司 $ 大单元三 第二单元　非金属及其化合物 第8讲　碳、硅和无机非金属材料 【高考考向预测】 碳、硅及其化合物与无机非金属材料，重点考查碳、硅单质及氧化物、硅酸、硅酸盐的结构与性质，二者性质异同、转化关系、反应方程式书写，同时梳理传统硅酸盐材料（陶瓷、玻璃、水泥）和新型无机非金属材料的成分、用途与特性，常结合物质推断、化工流程、实验探究综合命题；近三年在选择题、化工大题中考查频次较高，考频稳定；2027年将侧重以光伏材料、光导纤维、新型陶瓷等为情境，强化硅及其化合物的工业制备、性质对比、除杂提纯，以及材料用途与性质的对应分析。 【双基自测●明考向】 1．（25-26高三·全国·一轮复习）制造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维，其主要成分是二氧化硅。（ ） 2．（25-26高三·全国·一轮复习）单晶硅熔点高，可用于制造芯片。（ ） 3．（26-27高三·全国·一轮复习）硅胶多孔，吸水能力强，常用作袋装食品的干燥剂和抗氧化剂。（ ） 4．（26-27高三·全国·一轮复习）反应①，反应②，两反应是相互矛盾的，不可能都发生。（ ） 5．（26-27高三·全国·一轮复习）氮化硅陶瓷、光导纤维、硅酸盐水泥均属于新型无机非金属材料。（ ） 6．（26-27高三·全国·一轮复习）向一定浓度的溶液中通入适量出现白色沉淀，证明的酸性比的酸性强。（ ） 7．（26-27高三·全国·一轮复习）航天通讯用到的光导纤维主要成分是单质硅。（ ） 8．（26-27高三·全国·一轮复习）是酸性氧化物，与任何酸都不能发生反应。（ ） 9．（26-27高三·全国·一轮复习）利用石英坩埚可熔融NaOH固体。（ ） 10．（26-27高三·全国·一轮复习）均能一步转化。（ ） 【核心梳理●明考点】 考点一　碳、硅及其化合物 (一)碳及其氧化物 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)碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯,它们互为同素异形体。 2.金刚石、石墨、C60的物理性质 金刚石 石墨 C60 晶体类型 共价晶体 混合型晶体 分子晶体 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.CO2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。 (二)硅及其化合物 1.硅单质 2.二氧化硅 (1)存在:普通的沙(细小的石英晶体);水晶(纯石英,无色透明晶体)。 (2)物理性质:难溶于水,熔点高、硬度大。 (3)化学性质 (4)用途:光导纤维、光学仪器、电子部件。 【考点突破●明方向】 1.下列有关碳及其化合物的说法正确的是(　　) A.CO2不是导致温室效应的主要气体 B.CO和CO2组成元素相同,所以他们的化学性质相同 C.金刚石、石墨是碳的单质,而C60是碳的化合物 D.在高温条件下,碳能使CO2转变成CO 2.下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　) A.在粗硅的制取中发生反应:2C+SiO22CO↑+Si,Si被还原,所以C的还原性大于Si B.Na2SiO3属于盐,不属于碱,所以Na2SiO3溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中 C.用SiO2制取硅酸,应先使SiO2与NaOH溶液反应,然后通入CO2 D.由Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3可知,H2SiO3的酸性大于H2CO3 3.工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如图: (1)请写出反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式:Ⅱ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、  Ⅲ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,所含有的其他物质的沸点数据如下表: 物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 沸点/℃ 2 355 57.6 31.8 8.2 物质 SiH3Cl HCl SiH4 沸点/℃ -30.4 -84.9 -111.9 ①提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和　　　　。  ②沉降是为了除去　　　　;在空气中冷凝所得液体主要含有　　　　。  (3)SiHCl3极易水解,生成原硅酸(H4SiO4)和两种气体,其反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)整个制备流程都需隔绝空气,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两条即可)。  考点二　无机非金属材料 1.传统无机非金属材料——常见硅酸盐材料 硅酸盐材料 水泥 普通玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英砂 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 玻璃生产中的两个重要反应:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。 2.新型无机非金属材料 (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)特殊功能的含硅材料 ①碳化硅为共价晶体,具有类似金刚石的结构,可用作磨料。 ②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。 【考点突破●明方向】 1.陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　　) A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁 B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成 C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐 D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 2.信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列有关资讯错误的是(　　) A.在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能将成为主要能源 B.中、美、日等国已掌握的陶瓷发动机技术,能较大程度地降低能耗,节约能源 C.光导纤维在信息产业中应用广泛,制造光导纤维的主要材料是单质硅 D.结构陶瓷碳化硼(B4C3)常用于制造切削工具,它是一种新型无机非金属材料 3.白炭黑(可用SiO2·nH2O表示其组成)可广泛应用于日用化工、橡胶制品、电子工业等许多领域。以硅酸钠和二氧化碳为原料制备白炭黑的工艺流程如下: 下列说法错误的是(　　) A.硅酸钠水溶液必须用带玻璃塞的试剂瓶盛装 B.沉淀反应的离子方程式为Si C.蒸发“滤液”所得晶体中含有离子键和极性共价键 D.用稀酸洗涤沉淀的目的是除去沉淀表面的C 4.氮化硅常用于制造耐高温管、切削工具。某小组以石英砂为原料制备氮化硅的微型流程如图1所示: 下列叙述正确的是(　　) A.反应①的氧化产物为CO2 B.粗硅中可能含有金刚砂 C.反应③中的NH3可通过加热NH4Cl制备 D.反应③的尾气可用图2所示装置吸收 【限时训练】 （60分钟） 一、单选题 1．（2025·湖北·高考真题）下列描述不能正确地反映事实的是 A．室温下与碳不发生反应，高温下可生成和 B．室温下苯与溴不发生反应，温度升高生成大量溴苯 C．通常含硒的化合物有毒性，但微量硒元素有益健康 D．某些镇痛类生物碱可用于医疗，但滥用会危害健康 2．（2025·云南·高考真题）稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是 A．可与NaOH溶液反应 B．盐酸在该工艺中体现了还原性 C．高纯Si可用于制造硅太阳能电池 D．制备纳米Si： 3．（2026·河南信阳·模拟预测）中华优秀传统文化源远流长，传统手工艺更是凝聚着先人的智慧。下列非物质文化遗产的主要制作材料所属类别与其他三项不同的是 A．南京云锦 B．安徽宣纸 C．景德镇青花瓷 D．苏州刺绣 4．（2026·广东广州·三模）下列选项所涉及材料的主要成分不属于硅酸盐的是 A．“聚清园”状元桥 B．“最美阅读空间”图书馆玻璃幕墙 C．“思维的旋律"不锈钢雕塑 D．“智慧之光”红陶浮雕 A．A B．B C．C D．D 5．（2026·山东日照·模拟预测）硅元素的价—类二维图如图所示。设表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．1 mol 的晶体含有个Si—Si键 B．d的酸性比碳酸弱 C．若e为硅酸钠，其溶液可制作耐火材料 D．b和焦炭、氯气反应可制备四氯化硅，其化学方程式为 6．（2026·江苏南京·二模）北京大学科研团队利用石墨烯研制出全球首个高效气体分子二极管。石墨烯属于 A．无机非金属材料 B．金属材料 C．有机高分子材料 D．复合材料 7．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）最近，某科研团队首次合成由10个碳原子组成的环型纯碳分子材料，其合成方法如图所示。下列说法正确的是 A．环型中碳原子采用杂化 B．环型的熔点高于的熔点 C．原料可以由苯的同系物与氯气在光照条件下取代得到 D．环型与石墨烯互为同素异形体 8．（25-26高三上·河南·期中）我国化学家利用全氯代萘和全氯代蒽首次分别合成得到环形碳C10和C14，其过程如图所示： 其中C10的电子显微镜照片图： 下列说法正确的是 A．全氯代蒽的分子式为C12Cl10 B．C10分散到CCl4中可以形成胶体 C．环形碳C10和C14是碳元素的两种同位素 D．由全氯代萘得到C10的过程存在电子转移 9．（2026·辽宁·模拟预测）普通石英砂含有少量、、杂质，工业上以普通石英砂为原料制备高纯硅的工艺流程如下： 合成：300℃、0.1 MPa发生反应有、 下列叙述错误的是 A．“提纯石英砂”所用X溶液可以选硫酸 B．“制取粗硅”的化学方程式为 C．“合成SiHCl”的反应中体现了HCl的氧化性 D．上述流程中HCl和均可循环利用 10．（2026·河北保定·三模）下列工业生产在给定条件下不能实现的是 A．冶炼铝： B．海水提溴： C．制取漂白粉： D．制取高纯硅： 11．（2026·陕西西安·模拟预测）芯片是人工智能的核心，其主要制作材料是硅。工业上用石英砂(主要成分是)为原料制取高纯度的硅，其生产流程如下图所示： 下列说法正确的是 A．高纯硅是制造手机芯片的常用材料，SiO2是制造太阳能电池的基本原料 B．反应③中，H2是还原剂，SiHCl3是氧化剂 C．步骤①中X是CO2 D．SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气： 二、解答题 12．（2025·全国卷·高考真题）我国的蛇纹石资源十分丰富，它的主要成分是，伴生有少量、、等元素。利用蛇纹石转化与绿矾分解的耦合回收并矿化固定二氧化碳的实验流程如图所示。 已知： 回答下列问题： (1)绿矾()在高温下分解，得到红棕色固体和气体产物，反应的化学方程式为_______。 (2)经“焙烧①”“水浸”，过滤分离后，滤液中金属离子的浓度()分别为：、、、。滤渣①的主要成分是_______、_______。 (3)加入 “调”，过滤后，滤渣②是_______、_______，滤液中的浓度为_______。 (4)“焙烧②”后得到。晶胞如图所示，晶胞中含有的个数为_______。 (5)调节“沉镍”后的溶液为碱性，“矿化”反应的离子方程式为_______。 (6)蛇纹石“矿化”固定，得到，相当于固定_______L(标准状况)。 13．（2026·天津·一模）锶(Sr)位于元素周期表第五周期ⅡA族。一种利用含锶废渣(主要含有SrSO4、SrCO3、SiO2、MgCO3 等)制备SrCl2·6H2O和SrO2·8H2O的流程如下。 已知：Ksp(SrSO4)=10-6.46；Ksp(BaSO4)=10-9.97； (1)“浸出渣”中主要含有_______(填化学式)。 (2)①由SrCl2溶液制备SrO2·8H2O的离子方程式为_______。 ②制备SrO2·8H2O时，测得相同时间内H2O2的利用率随其质量分数的变化关系如图所示。H2O2利用率随质量分数变化的原因是_______。 (3)测定SrCl2·6H2O纯度。将除去BaCl2的SrCl2溶液加热蒸发，冷却结晶，可得SrCl2·6H2O晶体。称量1.500g该晶体加水溶解(溶液中除Cl-外，无其它离子与Ag+反应)，配成100mL 溶液。取25.00mL 溶液于锥形瓶中，滴入几滴K2CrO4溶液，用0.1000mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定，重复实验三次，平均消耗20.00mL AgNO3溶液。 [已知：Ag2CrO4为砖红色沉淀，M(SrCl2·6H2O)=267g·mol-1] ①滴定到达终点的标志为_______。 ②产品中SrCl2·6H2O的质量分数为_______。 ③以下操作会导致测定结果偏小的是_______。 a．滴定终点时俯视读数 b．盛装硝酸银溶液的滴定管未润洗 c．加入较多的K2CrO4溶液 (4)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2的最优方法是_______(填字母)。 a．常温加压　　b．加热脱水　　c．在HCl气流中加热 (5)“酸浸”时能否改用稀硫酸，其原因_______。 14．（2025·湖南·二模）二氧化铈()是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含、、等)为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示： 已知：①稀土离子易与形成复盐沉淀，和发生反应：； ②硫脲()具有还原性，酸性条件下易被氧化为； ③在空气中易被氧化为，两者均能形成氢氧化物沉淀； ④为白色粉末，难溶于水。 回答下列问题： (1)铈属于镧系元素，其在周期表中的位置为___________。 (2)滤渣A的主要成分是___________(写化学式)。 (3)硫脲中碳的化合价为___________，加入硫脲的目的是将还原为，该反应的离子方程式为___________。 (4)步骤④对应的离子方程式为___________。 (5)常温下，。恰好沉淀完全时，此时测得溶液的，则溶液中___________。 (6)二氧化铈可作脱硝催化剂，其理想晶胞如图所示。催化脱硝时，能在和之间改变氧化状态，将NO氧化为，并引起氧空位的形成，得到新的铈氧化物。 中和的个数比为___________。每氧化标准状况下，则生成的物质的量为___________。 15．（2025·河北邯郸·模拟预测）常用于制造陶瓷、传感器、燃料电池等。以天然矿石锆英砂(主要成分为，还含、CuO、等少量杂质)为原料生产的工艺流程如图所示。 已知：常温下，，。金属离子完全沉淀的标准：。 回答下列问题： (1)锆和钛位于同族，锆位于元素周期表第五周期_______族。 (2)滤渣1主要成分是_______(填化学式)；滤渣2主要成分是_______(写化学式)。 (3)“碱浸”中转化成，该反应的离子方程式为_______。 (4)已知：“除杂”的滤液中，。“调pH”范围为_______。若用NaOH调pH，则将滤液蒸干、灼烧得到的固体是_______(填化学式)。 (5)称取置于坩埚中充分灼烧至恒重，测得固体的质量为2.46 g，的晶胞如图所示。x为_______，_______；若坩埚不干燥，测得结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 学科网（北京）股份有限公司 $