第04讲 碳、硅及无机非金属材料（专项训练）（全国通用） 2027年高考化学一轮复习讲练测

**基本信息** 以碳硅元素性质为核心，通过基础-重难-真题三级演练，结合新材料、碳中和等实际应用情境，系统构建元素化合物性质、转化及材料应用的知识网络，培养化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |模拟·基础演练|9考向25题|以选择为主，含性质判断、图像分析、循环原理题|从碳/硅单质到化合物，按“性质-制备-应用”递进，突出价类二维关系| |重难·创新演练|25题|含工艺流程、反应机理、材料辨析题|整合硅制备工艺、新型材料应用，强化科学探究与综合分析能力| |真题·实战演练|10题|高考真题，聚焦材料分类、性质应用|对接高考命题趋势，体现科学态度与社会责任，巩固核心考点|

第04讲 碳、硅及无机非金属材料(专项训练) 参考答案 模拟·基础演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A B D C D C D C B A 11 12 13 14 15 16 17 D B A A B D C 18．(1)③⑤②① (2) SiO2＋2C+2Cl2SiCl4＋2CO↑ 防止生成物中的AlCl3、FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管 连接一个加热的装有CuO粉末的反应管 (3)CD (4)取少量溶液置于洁净的试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体；再向其中滴入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，证明亚硫酸钠被氧化 (5)H4SiO4 (或H2SiO3)和HCl 可能引起爆炸、硅被氧化得不到高纯硅 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 A A C B B C A A D C 重难·创新演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C A C C D B C C D B 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A C C A C C C D D B 21 22 C D 23．(1)2NaOH+SiO2═Na2SiO3+H2O D (2) SiO2＋3CSiC＋2CO↑ 精馏(或蒸馏) SiHCl3+3H2O=H2SiO3+HCl↑+H2↑ 24．(1) 第三周期第ⅣA族 A (2) 4LiCoO2+3SiCl44LiCl+4CoCl2+3SiO2+O2↑ SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl或SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl (3)过滤 (4)焰色试验 (5)300~600℃ 25．(1) 浓硫酸 A 防止空气中的水蒸气进入E(没有指明水不得分) (2) 使进入烧瓶的液态SiHCl3变为气体 SiHCl3＋H2Si＋3HCl 真题·实战演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A A B D A B C D C AC 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 碳、硅及无机非金属材料 (专项训练) 目 录 模拟·基础演练 考查碳及及其化合物性质和应用 考查CO2与碱反应图像分析 考查碳元素在自然界中的循环 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 考查硅制备的原理分析 考查硅制备的工艺流程分析 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 考查传统无机非金属材料的分类和应用 考查新型无机非金属材料的分类和应用 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查碳及及其化合物性质和应用 1．【新材料】(2026·内蒙古包头二模)柔性超平金刚石薄膜可360°弯曲且保持金刚石优异性能。下列说法正确的是( ) A．属于碳的同素异形体 B．基态C原子电子的空间运动状态有6种 C．薄膜可弯曲与共价键断裂有关 D．该材料有望替代钢筋混凝土 2．【碳中和】中国力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，关于碳及其化合物，下列说法不正确的是( ) A．金刚石和石墨是碳的两种不同的单质，二者互称同素异形体 B．在100KPa时，1mol石墨转变为金刚石要吸收1.895kJ的热量，故金刚石比石墨稳定 C．考古时常用于测定文物年代的是碳元素的一种核素146C中，中子数为8 D．引起温室效应的气体之一CO2中含极性共价键 3．【碳捕捉技术】(2024·辽宁大连·模拟)我国倡导低碳生活，减少二氧化碳的排放，“碳捕捉技术”可实现二氧化碳的分离、储存和利用。实际生产中，常利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其工艺流程如图所示(部分条件及物质未标出)，下列说法正确的是 A．CO2是引起酸雨的主要物质之一 B．整个过程中，只有CO2可循环利用 C．能源消耗低是该技术的一大优点 D．该生产过程中，没有涉及到氧化还原反应 考查CO2与碱反应图像分析 4．向某NaOH溶液中通入CO2气体后得到溶液M，因CO2通入的量不同，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V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系如图所示。则下列分析与判断正确的是(不计CO2溶解) A．若OB=0，则溶液M为Na2CO3溶液 B．若OB=BC，则形成溶液M所发生反应的离子方程式为OH-＋CO2=HCO3- C．若3OB=BC，则溶液M中HCO3-的数目是CO32-数目的2倍 D．若OB>BC，则溶液M中大量存在的阴离子为CO32-和HCO3- 5．分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各，分别通入一定量的CO2后，向其中逐滴滴入的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(轴)与所加入盐酸的体积(轴)的关系如下图，下列说法正确的是( ) A．A中溶质是Na2CO3 B．中的溶质是和Na2CO3 C．B中所含溶质物质的量之比是1：2 D．氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.3mol/L 6．取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份100mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸体积之间的关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．B 曲线中消耗盐酸0<V(HCl)<25mL时发生的离子反应为：OH-+H+=H2O，H++CO32- = HCO3- B．原NaOH溶液的物质的量浓度为0.75mol/L C．B曲线最终产生的CO2体积(标准状况下)为112mL D．加盐酸之前A溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠 考查碳元素在自然界中的循环 7．二氧化碳在大气中含量增大是产生温室效应的主要原因。下列反应中不属于自然界缓解温室效应的是(     ) A．CO2+H2O→H2CO3 B．6nCO2+5nH2O(C6H10O5)n(淀粉)+6nO2 C．CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2 D．NH3+CO2+H2O+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl 8．部分含碳物质的分类与相应碳元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是( ) A．固态p可做制冷剂用于人工降雨 B．p转化为r可通过化合反应来实现 C．m转化为n或o的反应均释放能量 D．n的一种同素异形体中既存在共价键也存在范德华力 9．中国努力争取2060年前实现碳中和。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。下列说法错误的是( ) A．捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2 B．环节a中物质分离的基本操作是蒸发结晶 C．反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质 D．可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 10．我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是( ) A． 晶体硅的结构与金刚石类似 B． 晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应 C． 晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它提炼工艺复杂，价格昂贵 D． 晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电 11．(2026·山东日照高三模拟预测)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 a的晶体含有2NA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SiO2＋C+2Cl2SiCl4＋CO2 12．单质Z是一种常见的半导体材料，可由通过特定路线制备，已知为的氧化物，Y是一种氢化物且分子结构与甲烷相似。下列说法错误的是( ) A．可用来生产光导纤维 B．Z能与盐酸发生化学反应 C．反应①的转化应在保护气中进行 D．流程中涉及2个氧化还原反应 考查硅制备的原理分析 13．(2026·云南昆明二模)工业制备高纯硅的主要过程如下： 已知：SiHCl3遇水剧烈反应。下列说法错误的是( ) A．晶体的熔点：SiO2＞SiHCl3＞Si B．该工艺中HCl可循环使用 C．生成SiHCl3的反应为熵减过程 D．SiHCl3与水反应为： 14．(2026·内蒙古赤峰一模)工业制备高纯硅的主要过程如下： 设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是( ) A．1 mol高纯硅含Si-Si键的数目为4NA B．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 C．反应Ⅰ的副产物可作燃料，反应Ⅱ和Ⅲ的副产物可循环利用 D．反应Ⅰ和Ⅲ中硅元素均被还原 15．(2026·河北衡水三模)“中国芯”主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应历程中能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．历程Ⅰ、Ⅱ是吸热反应 B．实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程中有能量损耗 C．历程Ⅰ大于历程Ⅲ D．历程Ⅲ的热化学方程式是   考查硅制备的工艺流程分析 16．(2026·陕西西安高三模拟预测)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SiO2)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： 17．近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如图： 制造原理：2Mg +SiO22MgO+Si 除杂原理：Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑，MgO+2HCl=MgCl2+H2O 下列说法中正确的是( ) A．操作1、操作2均为过滤 B．均含有共价键，等质量的二者分子数之比为8：15 C．点燃石英砂和镁粉的混合物发生的副反应为2 Mg +SiMg2Si D．当有2mol电子转移时，能生成14 g Si 18．(2026·湖南长沙高三模拟)晶体硅是一种重要的非金属材料，工业上用碳在高温下还原石英砂(主要成分为含铁、铝等杂质的二氧化硅)得粗硅，粗硅与氯气在450—500℃条件下反应生成四氯化硅，四氯化硅经提纯后与过量H2在1100—1200℃条件下反应制得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图． 实验过程中；石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物，SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解，有关物质的物理常数见下表： 物质 SiCl4 AlCl3 FeCl3 沸点/℃ 57.7 — 315 熔点/℃ — — 升华温度/℃ — 180 300 请回答下列问题： (1)实验室制备氯气有以下五步操作，其正确操作顺序为④________(填标号)。 ①向烧瓶中装入二氧化锰固体，向分液漏斗中加入浓盐酸 ②检查装置的气密性 ③把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯火焰确定铁圈高度，固定铁圈，放上石棉网 ④在烧瓶上装好分液漏斗，安装好导气管 ⑤将烧瓶固定在铁架台上 (2)装置A的硬质玻璃管中发生主要反应的化学方程式是________，置A．B间导管短且粗的原因是________，实验中尾气处理的方法是________。 (3)装置B中e瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅．在精馏过程中，不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。 A．圆底烧瓶      B．温度计       C．吸滤瓶       D．球形冷凝管       E．接收器 (4)装置D中的Na2SO3的作用主要是吸收未反应完的请设计一个实验，证明装置D中的Na2SO3已被氧化(简述实验步骤)：________。 (5)SiCl4极易水解，其完全水解的产物为________；H2还原SiCl4制得高纯硅的过程中若混入O2，可能引起的后果是________。 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 19．【日常生活与学科知识结合】硅旧称矽，矽病是一种职业病，采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。因此，在这些粉尘较多的工作场所，应采取严格的劳动保护措施，采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量，以保证工作人员的身体健康。你认为引起硅肺病的主要原因是粉尘中大量含有( ) A．二氧化硅 B．硅 C．硅酸 D．硅酸盐 20．【传统文化】(2026·河南安阳三模)河南作为华夏文明重要发祥地，境内文化遗产丰富。下列河南典型建筑或文物中，主要成分为硅酸盐的是( ) A．登封嵩山少林寺塔林的青砖 B．洛阳白马寺的明代铁钟 C．安阳殷墟遗址的甲骨文 D．开封清明上河园的木质楼阁 21．【结合文化遗产】“四面天成体，硅酸不二盐。合分催化易，贵贱识瑕难。粉碎出新质，熔融弃旧观。单晶福四海，共价造人间。”有关这首五律诗的化学知识解读错误的是( ) A．硅酸盐主要以正盐形式存在 B．硅酸盐中，Si和O构成硅氧四面体 C．硅晶体用于制作光导纤维 D．大多数硅酸盐具有耐高温、耐腐蚀的特点 考查传统无机非金属材料的分类和应用 22．(2026·河北邯郸三模)纪录片《如果国宝会说话》展示了国宝背后的中国精神、中国审美和中国价值观。下列文物中，主要由传统无机非金属材料制成的是( ) A．素纱禪衣 B．三彩载乐骆驼俑 C．木雕双头镇墓兽 D．错金博山炉 23．(2026·陕西榆林二模)中华文明源远流长，文物承载着历史。下列文物主要成分属于硅酸盐的是( ) A．商代青铜鼎 B．汉代玉璧 C．唐代绢画 D．宋代木雕 24．(2026·陕西榆林二模)龙年悄然逝去，马年欢腾而来。下列有关马的艺术品主要成分属于硅酸盐的是( ) A．剪纸 B．根雕 C．陶瓷 D．青铜器 25．(2026·广东深圳二模)“合龠(yuè)为合(gě)，十合(gě)为升”，量器是劳动人民智慧的结晶。下列量器主要由无机非金属材料制成的是( ) A．石合 B．竹升 C．木斗 D．铜斛 考查新型无机非金属材料的分类和应用 26．(2026·重庆高三模拟预测)我国可回收运载火箭中使用了诸多材料，下列属于无机非金属材料的是( ) A．二氧化硅陶瓷隔热瓦 B．不锈钢材料火箭箭体 C．聚乙烯纤维回收网 D．增强环氧树脂发动机壳体 27．(2026·浙江金华十校高三模拟考试)下列有关碳化硅(SiC)的描述不正确的是( ) A．俗称金刚砂 B．属于共价晶体 C．抗氧化性强 D．熔点较低 28．(2026·浙江杭州市富阳区高三二模)石墨烯属于( ) A．有机化合物 B．无机化合物 C．新型无机非金属材料 D．有机高分子材料 重难·创新演练 1．(2026·河北保定三模)河北省历史文化底蕴深厚，拥有众多珍贵文物与古建筑，承载着千年的文明印记。下列河北文物或古建筑构件中，主要成分属于硅酸盐的是( ) A．冀南地区的木质斗拱 B．错金银四龙四凤铜方案座 C．承德避暑山庄的清代青瓦 D．战国水晶串饰 2．(2026·广东深圳高三模拟预测)“射”乃“六艺”之一。下列选项所涉及材料的主要成分属于无机硅酸盐材料的是( ) A．玉韘(商) B．青铜箭镞(周) C．木胎漆弓(战国) D．大绒箭囊(清) 3．【芯片制造】(2026·贵州高三模拟预测)芯片技术是推动人工智能(AI)发展的核心动力之一，芯片制造过程中要用到多种材料。下列说法错误的是( ) A．基础原料中晶圆使用的硅属于半导体材料 B．封装工艺中使用的环氧树脂属于高分子材料 C．沉积工艺中使用的氮化硅属于硅酸盐材料 D．抛光工艺中使用的氧化铈属于无机非金属材料 4．(2026·广西柳州高三模拟预测)化学材料在科技创新中起支撑作用，下列有关说法错误的是( ) A．“望宇”登月服所用的聚酰亚胺隔热层属于有机高分子材料 B．无铅储能陶瓷(如钛酸钡基陶瓷)属于新型无机非金属材料 C．我国第三代超量子计算机传输信号的光纤主要成分为晶体硅 D．常用于机器人导电填料的碳纳米管、石墨烯等均属于碳纳米材料 5．【张雪机车】(2026·江苏盐城高三模拟预测)2026年3月，张雪机车在世界超级摩托车锦标赛葡萄牙站首次夺冠。下列说法错误的是( ) A．车身用的碳纤维是新型无机非金属材料 B．车座用的高密度聚氨酯材料是混合物 C．发动机气缸用的不锈钢属于合金材料 D．发动机外壳用的氮化硅陶瓷基复合材料属于硅酸盐材料 6．(2026·河南郑州三模)科技创新是赢得未来发展主动权的必然选择。下列说法正确的是( ) A．用于光学望远镜的高致密碳化硅特种陶瓷材料是一种传统无机非金属材料 B．以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料 C．石英纤维是制造各种雷达罩的理想透波材料，属于硅酸盐材料 D．量子通信材料螺旋碳纳米管、石墨烯等纳米材料属于胶体 7．(2026·江苏镇江二模)下列叙述正确的是( ) A．第六代战机使用“智能皮肤”隐身技术，所用陶瓷基复合材料属于合金 B．屋顶分布式光伏发电项目中使用的光伏电路板的主要成分是二氧化硅 C．我国长征三号乙运载火箭助推器使用的玻璃纤维属于无机非金属材料 D．“嫦娥六号”首次在月球表面发现石墨烯属于有机高分子材料 8．(2026·湖北黄冈高三模拟预测)化学和生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是( ) A．“神舟十三号”逃逸系统复合材料中的酚醛树脂属于天然高分子材料 B．杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人芯片的主要成分为二氧化硅 C．月壤中的“嫦娥石[]”其成分属于无机盐 D．“三元催化器”将汽车尾气中NO和CO转化为N2和CO2，有利于实现碳中和 9．【宇树科技】(2026·重庆三模)2026年央视春晚宇树科技机器人的《武》彰显中国智造加速度，是科技与传统文化的创新结合。下列说法不正确的是( ) A．搭载的大容量锂离子电池工作时将化学能转化为电能 B．触觉传感器材料压电陶瓷属于新型无机非金属材料 C．芯片是机器人的“大脑”，主要材料为硅晶体，属于共价晶体 D．稀土元素共有15种，其中部分稀土材料可用于机器人电极 10．【传统文化】(2026·山西朔州高三模拟预测)中国传统工艺和文物是中华民族的智慧结晶。下列说法错误的是( ) A．唐朝文物“鸳鸯莲瓣纹金碗”的主要成分为金属材料 B．中华瑰宝唐兽首玛瑙杯属于陶瓷艺术品 C．北宋名画《千里江山图》中的绿色来自矿物颜料孔雀石，它是一种玉石 D．传统工艺中利用纯碱、石灰石和石英砂生产普通玻璃，未涉及氧化还原反应 11．(2026·河南鹤壁高三联考)已知SiHCl3用于制备高纯硅，发生的反应为Si＋3HClSiHCl3＋H2。下列说法正确的是( ) A．H-H键长小于H-Cl键长 B．SiHCl3的沸点高于Si C．SiHCl3中Si的化合价为+2价 D．SiHCl3中键角∠Cl-Si-Cl=109°28′ 12．(2026·广西河池一模)化学在科技发展中起到了重要的作用。下列说法正确的是( ) A．“北斗”导航卫星使用的太阳能电池，将化学能直接转化为电能 B．“歼20飞机”上使用的涂料(主要成分是石墨烯)，石墨烯属于有机高分子材料 C．“中国天眼”(FAST)用到的高性能碳化硅是一种新型无机非金属材料 D．“宇树人形机器人”的主控芯片，其主要成分为二氧化硅，属于共价晶体 13．(2026·江苏扬州高三联考)物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。下列说法正确的是( ) A．制造机器人所使用的芯片的主要成分为SiO2 B．红外光谱法可区别石英玻璃(非晶态SiO2)和水晶(晶态SiO2) C．稀土金属是元素周期表ⅢB族中部分元素的总称，中国是生产稀土金属的主要国家，Sc元素位于元素周期表中ⅢB族 D．2026年诺贝尔化学奖授予在金属有机骨架(MOF)领域作出杰出贡献的三位科学家，MOF-5含锌、碳、氢、氧等元素，能稳定高效捕获，锌、碳、氢、氧元素都属于主族元素 14．【新型材料】(2026·湖南长沙高三联考)新型材料是支撑现代科技发展的关键基础，在信息、能源、基建等领域应用广泛。下列关于新型材料与传统材料的说法中，正确的是( ) A．压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化 B．以黏土和石英为主要原料的普通水泥大量用于建筑和水利工程 C．量子通信材料螺旋碳纳米管属于胶体分散系，该材料具有较强的吸附能力 D．生产集成电路底板的酚醛树脂属于聚酯类化合物 15．(2026·重庆高三模拟预测)我国十五五规划强调了发展新质生产力，下列有关新质生产力说法正确的是( ) A．光伏发电是新能源中重要的发展方向，其发电所用核心材料为二氧化硅 B．MOF材料是潜力巨大的新材料，其有机配体均苯三甲酸为高分子化合物 C．汽车动力电池是我国先进制造的典型代表，其电极用到的石墨属于混合晶体 D．5G通信是新一代电子信息产业，其用到的半导体材料砷化镓属于新型金属材料 16．(2026·陕西榆林高三模拟预测)三氯硅烷是制精硅的重要原料，利用如图所示装置可制备三氯硅烷，同时有SiCl4生成。下列说法正确的是( ) A．制备氯化氢气体的过程中，浓硫酸体现了脱水性 B．A中毛细管的作用是防倒吸 C．B中发生的反应均为氧化还原反应 D．产品纯化的方法是过滤 17．(2026·福建泉州高三开学考试)高纯硅在现代信息、半导体和光伏发电等产业中都有重要应用。主要发生下面三个反应： ①； ② ③。 反应②中可能生成以下几种沸点不同且易水解的化合物，这些化合物中氢元素电负性大于硅元素。(精馏是对分馏的优化) 物质 SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl SiH4 沸点/℃ 57.6 31.8 8.2 -30.4 -111.9 下列有关说法或操作错误的是( ) A．高纯度的二氧化硅可用于制造光导纤维 B．反应②和反应③的过程必须严格控制无水 C．水解只生成、HCl两种物质 D．反应②提纯的主要操作是精馏 18．(2026·黑龙江牡丹江高三期中)物质的性质决定用途，下列两者对应关系正确的是( ) A．二氧化硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用来生产光导纤维 B．碳化硅(SiC)俗称石英砂，具有类似金刚石的结构，硬度大，可用作砂轮的磨料 C．超分子就是高分子，将C60加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中能形成超分子 D．碳纳米管有很高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器 19．【反应机理】(2026·浙江温州育英实验学校等校选考模拟)SiCl4的水解机理如图所示(“□”代表Si的3d轨道)。下列说法不正确的是( ) A．甲和丙中的Cl-Si-Cl键角不相等 B．甲→丁过程涉及极性键的断裂和形成 C．相同条件下，SiCl4比CCl4易水解 D．NCl3水解产物是HNO3 20．(2026·云南师大附中高三模拟)工业制备高纯硅的流程如图所示，下列说法正确的是( ) A．气体常作灭火剂，但不能作钠、镁等金属火灾的灭火剂 B．物质A可以为HCl气体 C．上述流程中有两步反应发生了氧化还原反应 D．光导纤维作为量子通信技术中的传输介质，其主要成分为单质硅 21．(2026·北京高三开学考试)工业制备高纯硅的主要过程如下。已知：电负性Cl＞H＞Si。 下列说法不正确的是( ) A．①、②、③均发生置换反应 B．1molSiHCl3和1molSiO2晶体中共价键数目相等 C．②中每生成1molSiHCl3转移2mol电子 D．晶体的熔点：SiO2＞Si＞SiHCl3 22．(2026·辽宁沈阳高三模拟预测)“从沙滩到用户”是指半导体工业中，从沙子中(主要成分是SiO2)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：Cl>H>Si，下列说法正确的是( ) A．步骤①的反应生成CO，该反应能够说明碳的非金属性比硅强 B．整个过程中只有H2可以循环利用 C．步骤②和步骤③的反应互为可逆反应 D．与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 23．(2026·湖南常德高三模拟)碳、硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。 (1)SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是___________(用化学方程式表示)；Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是___________。 A．普通玻璃坩埚       B．石英玻璃坩埚        C．氧化铝坩埚        D．铁坩埚 (2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。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下： ①用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为___________。 ②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和___________。 已知 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4 沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 ③极易水解，其完全水解的化学方程式为___________。 24．【工艺流程】(2026·海南高三模拟预测)SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下： 回答下列问题： (1)Si在元素周期表中的位置_______，下列关于含硅化合物说法错误的是_______。 A．SiO2是分子晶体 B．透辉石 (CaMgSi2O6) 可以写成CaO·MgO·2SiO2 C．镁橄榄石(Mg2SiO4))在一定条件下可以与HCl反应 (2)烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，请写出“500℃焙烧”的化学方程式_______。“焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式解释产生大量烟雾的原因_______。 (3)“操作X”是_______。 (4)鉴别洗净的“滤饼2”和固体Na2CO3常用方法的名称为_______。 (5)在纯氧中加热分解CoCO3，测得升温过程中固体的质量变化如下图所示。加热分解CoCO3制备Co3O4需要控制的温度范围为_______。 25．(2026·浙江温岭期中)纯硅被誉为“信息革命的催化剂”，SiCl4或SiHCl3是制备纯硅的重要中间产物。 已知：SiCl4沸点57.7℃，遇H2O会剧烈反应；SiHCl3沸点31.5℃，且也能与H2O剧烈反应，并在空气中易自燃。 (1)实验室用下图装置制备SiCl4。 ①装置C中盛装的试剂是___________，实验时应先点燃___________(填“A”或“D”)装置的酒精灯。 ②装置F的作用是：Ⅰ．吸收尾气；Ⅱ．___________。 (2)SiHCl3与过量H2制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置已略去)。 ①装置C中采用热水加热烧瓶的目的是___________。 ②装置D中在高温条件下发生反应的化学方程式为___________。 真题·实战演练 1．(2025·湖南卷，1，3分)材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是( ) A．高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件 B．金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层 C．超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料 D．超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉” 2．(2025·河南卷，1，3分)活字印刷术极大地促进了世界文化的交流，推动了人类文明的进步。下列“活字”字坯的主要成分为硅酸盐的是( ) A．泥活字 B．木活字 C．铜活字 D．铅活字 3．(2025·陕晋宁青卷，1，3分)“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料属于金属材料的是( ) A．“C919”大飞机用的氮化硅涂层 B．“梦想”号钻探船钻头用的合金 C．“望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层 D．“雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜 4．(2025·云南卷，1，3分))画中有“化”，多彩中华。下列叙述正确的是( ) A．岩彩壁画颜料所用贝壳粉，主要成分属于硅酸盐 B．油画颜料调和剂所用核桃油，属于有机高分子 C．竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁，耐酸、碱 D．水墨画墨汁的主要成分碳，常温不易被氧化 5．(2025·甘肃卷，1，3分)下列爱国主义教育基地的藏品中，主要成分属于无机非金属材料的是( ) A．劳动英雄模范碑(南梁革命纪念馆藏) B．红军党员登记表(红军长征胜利纪念馆藏) C．陕甘红军兵工厂铁工具(甘肃省博物馆藏) D．谢觉哉使用过的皮箱(八路军兰州办事处纪念馆藏) 6．(2024·天津卷，4，3分)我国学者在碳化硅(SiC)表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是( ) A．SiC是离子化合物 B．SiC晶体的熔点高、硬度大 C．核素14C的质子数为8 D．石墨烯属于烯烃 7．(2024·江西卷，1，3分)景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是( ) A．青蓝色是由于生成了单质钴 B．表面的釉属于有机高分子膜 C．主要成分为铝硅酸盐 D．铁元素的存在形式只有Fe2O3 8．(2024·天津卷，1，3分)关于天津博物馆典藏文物的相关化学知识，判断错误的是( ) A．太保鼎(西周)的材质是青铜，青铜属于合金 B．《雪景寒林图》(北宋)的材质是绢(蚕丝织品)，绢属于天然高分子制品 C．白釉龙柄联腹传瓶(隋)，其材质是陶瓷，陶瓷属于无机非金属材料 D．乾隆款珐琅彩芍药雉鸡图玉壶春瓶(清)，其珐琅彩由矿物颜料经高温烧制而成，该颜料属于有机化合物 9．(2024·广东卷，3，2分)嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是( ) A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料 B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金 C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为 D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质子数为55 10．(2024·山东卷，14，4分) (双选)钧瓷是宋代五大名瓷之一，其中红色钩瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质，取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管，进行如下实验。下列说法正确的是( ) 实验操作及现象 试管甲 滴加过量0.3mol·L-1HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色；倾掉溶液，滴加浓硝酸，沉淀逐渐消失 试管乙 滴加过量6mol·L-1氨水并充分振荡，沉淀逐渐溶解，溶液颜色为无色；静置一段时间后，溶液颜色变为深蓝色 A．试管甲中新生成的沉淀为金属Cu B．试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性 C．试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物 D．上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 碳、硅及无机非金属材料 (专项训练) 目 录 模拟·基础演练 考查碳及及其化合物性质和应用 考查CO2与碱反应图像分析 考查碳元素在自然界中的循环 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 考查硅制备的原理分析 考查硅制备的工艺流程分析 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 考查传统无机非金属材料的分类和应用 考查新型无机非金属材料的分类和应用 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查碳及及其化合物性质和应用 1．【新材料】(2026·内蒙古包头二模)柔性超平金刚石薄膜可360°弯曲且保持金刚石优异性能。下列说法正确的是( ) A．属于碳的同素异形体 B．基态C原子电子的空间运动状态有6种 C．薄膜可弯曲与共价键断裂有关 D．该材料有望替代钢筋混凝土 【答案】A 【解析】A项，金刚石是碳元素形成的单质，属于碳的同素异形体，A正确；B项，基态C原子的电子排布式 1s22s22p2，电子的空间运动状态数等于其占据的原子轨道数，1s、2s、2px、2py共4种，B错误；C项，薄膜弯曲后仍保持金刚石的优异性能，说明金刚石结构未被破坏，没有共价键断裂，C错误；D项，金刚石制备成本高，且为薄膜材料，无法替代量大、成本低的钢筋混凝土作为建筑结构材料，D错误；故选A。 2．【碳中和】中国力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，关于碳及其化合物，下列说法不正确的是( ) A．金刚石和石墨是碳的两种不同的单质，二者互称同素异形体 B．在100KPa时，1mol石墨转变为金刚石要吸收1.895kJ的热量，故金刚石比石墨稳定 C．考古时常用于测定文物年代的是碳元素的一种核素146C中，中子数为8 D．引起温室效应的气体之一CO2中含极性共价键 【答案】B 【解析】A项，金刚石和石墨均是由C元素组成的不同单质，两者互为同素异形体，A正确；B项，能量越低，物质越稳定，因为在100KPa时，1mol石墨转变为金刚石要吸收1.895kJ的热量，所以可知石墨比金刚石稳定，B错误；C项，146C 的质子数为6，质量数为14，所以中子数=14-6=8，C正确；D项，CO2可引起温室效应，使全球变暖，其分子中C原子与O原子以共价双键结合，所以含极性共价键，D正确；故选B。 3．【碳捕捉技术】(2024·辽宁大连·模拟)我国倡导低碳生活，减少二氧化碳的排放，“碳捕捉技术”可实现二氧化碳的分离、储存和利用。实际生产中，常利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其工艺流程如图所示(部分条件及物质未标出)，下列说法正确的是 A．CO2是引起酸雨的主要物质之一 B．整个过程中，只有CO2可循环利用 C．能源消耗低是该技术的一大优点 D．该生产过程中，没有涉及到氧化还原反应 【答案】D 【解析】利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠，CaO加入碳酸钠溶液中，先和水反应，生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应，产生碳酸钙和氢氧化钠，氢氧化钠返回捕捉室继续使用，碳酸钙分离后进入高温反应炉，在高温反应炉中分解，产生CO2，从而实现二氧化碳的分离、储存和利用。A项，酸雨是因为氮的氧化物、二氧化硫的排放引起，与二氧化碳无关，故A错误；B项，由图可知，CaO，氢氧化钠等均可可以循环利用，故B错误；C项，高温反应炉需要消耗大量的能量，能量消耗较高，故C错误；D项，由流程图可知，该过程中主要涉及CO2和NaOH的反应，CaO和水的反应，氢氧化钙和碳酸钠的反应及碳酸钙的分解等，均没有涉及到氧化还原反应，故D正确；故选D。 考查CO2与碱反应图像分析 4．向某NaOH溶液中通入CO2气体后得到溶液M，因CO2通入的量不同，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V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系如图所示。则下列分析与判断正确的是(不计CO2溶解) A．若OB=0，则溶液M为Na2CO3溶液 B．若OB=BC，则形成溶液M所发生反应的离子方程式为OH-＋CO2=HCO3- C．若3OB=BC，则溶液M中HCO3-的数目是CO32-数目的2倍 D．若OB>BC，则溶液M中大量存在的阴离子为CO32-和HCO3- 【答案】C 【解析】A项，若OB=0，即加入盐酸就能产生CO2，溶液M为NaHCO3溶液，A错误；B项，若OB=BC，则溶液M为Na2CO3溶液，OB段是氢离子与碳酸根反应生成碳酸氢根，BC段为碳酸氢根与氢离子反应生成二氧化碳和水，形成溶液M所发生反应的离子方程式为2OH-+CO2=CO32-+H2O，B错误；C项，若3OB=BC，溶质成分为碳酸钠和碳酸氢钠，OB段是氢离子与碳酸根反应生成碳酸氢根，BC段为碳酸氢根与氢离子反应生成二氧化碳和水，3OB=BC，则溶液M中HCO3-的数目是CO32-数目的2倍，C正确；D项，若OB>BC，溶液M中含氢氧化钠和碳酸钠，溶液中大量存在的阴离子为氢氧根和碳酸根，D错误；故选C。 5．分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各，分别通入一定量的CO2后，向其中逐滴滴入的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(轴)与所加入盐酸的体积(轴)的关系如下图，下列说法正确的是( ) A．A中溶质是Na2CO3 B．中的溶质是和Na2CO3 C．B中所含溶质物质的量之比是1：2 D．氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.3mol/L 【答案】D 【解析】当将稀盐酸逐滴滴到碳酸钠溶液中时，Na2CO3跟盐酸的反应是分步进行的，①Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，②NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，并且可以看出，当反应完全进行时，两个过程消耗HCl的量相等，若溶液中还有氢氧化钠，则首先发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O，根据反应的化学方程式结合消耗盐酸的体积进行计算，设没有产生气体时消耗盐酸的体积为V1，产生气体时消耗盐酸的体积为V2。A项，A中V1> V2，先发生：NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，后发生：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，溶质的成分为：NaOH和Na2CO3，物质的量之比为1：1，A错误；B项，B中V1< V2，先发生：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，后发生：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，溶质的成分为：NaHCO3和Na2CO3，物质的量之比为1：1，B错误；C项，根据B分析，B中所含溶质物质的量之比是1：1，C错误；D项，根据B图，完全反应后溶液溶质为NaCl，根据元素守恒：n(NaOH)=n(HCl)=0.15L×0.2mol/L=0.03mol，c(NaOH)==0.3mol/L，D正确；故选D。 6．取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份100mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸体积之间的关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．B 曲线中消耗盐酸0<V(HCl)<25mL时发生的离子反应为：OH-+H+=H2O，H++CO32- = HCO3- B．原NaOH溶液的物质的量浓度为0.75mol/L C．B曲线最终产生的CO2体积(标准状况下)为112mL D．加盐酸之前A溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠 【答案】C 【解析】A.当生成CO2气体时，发生反应HCO3-+H+=H2O+CO2↑，对于B曲线来说，滴加盐酸25mL时没有气体生成，假设原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，曲线中不产生气体消耗盐酸的体积小于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积，说明原溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠，所以B曲线中消耗盐酸0＜V(HCl)＜25mL时发生的离子反应为：H++CO32- = HCO3-，故A错误；B.先向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，后向通入二氧化碳的氢氧化钠溶液中滴加盐酸，当二氧化碳气体完全放出时，溶液的溶质是氯化钠，根据Na、Cl守恒，盐酸和氢氧化钠反应的物质的量之比为1：1，设氢氧化钠的物质的量浓度为cmol/L，0.1L×cmol/L=0.1mol/L×0.075L，解得c=0.075，故B错误；C.通过B项分析知，B溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠和盐酸反应生成碳酸氢钠，有气体生成的离子反应方程式为：HCO3-+H+=H2O+CO2↑，则生成的二氧化碳的物质的量为0.1mol/L×(0.075L-0.025L)=0.005mol，则二氧化碳的体积=0.005mol ×22.4L/mol =0.112L=112mL，故C正确；D.当生成CO2气体时，发生反应HCO3-+H+=H2O+CO2↑，对于A溶液来说，滴加盐酸60mL时没有气体生成，假设原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，曲线中不产生气体消耗盐酸的体积大于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积，说明原溶液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠，故D错误；故故选C。 考查碳元素在自然界中的循环 7．二氧化碳在大气中含量增大是产生温室效应的主要原因。下列反应中不属于自然界缓解温室效应的是(     ) A．CO2+H2O→H2CO3 B．6nCO2+5nH2O(C6H10O5)n(淀粉)+6nO2 C．CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2 D．NH3+CO2+H2O+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl 【答案】D 【解析】A项，自然界中的水可以吸收大量的二氧化碳，二氧化碳溶于水后生成碳酸，故A正确；B项，光合作用是消耗二氧化碳的主要途径，故B正确；C项，碳酸钙，二氧化碳，水在自然界中能反应生成碳酸氢钙，消耗二氧化碳，故C正确；D项，该反应为侯氏制碱法的第一步，是在人工条件下发生的反应，不属于自然界缓解温室效应的方法，故D错误；故选：D。 8．部分含碳物质的分类与相应碳元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是( ) A．固态p可做制冷剂用于人工降雨 B．p转化为r可通过化合反应来实现 C．m转化为n或o的反应均释放能量 D．n的一种同素异形体中既存在共价键也存在范德华力 【答案】C 【解析】依据价类二维图可知：m为甲烷、n为碳单质、o为CO、p为CO2、r为碳酸盐。A项，p为二氧化碳，可做制冷剂用于人工降雨，A项正确；B项，二氧化碳与氧化钙反应生成盐碳酸钙，是化合反应实现，B项正确；C项，甲烷转化为二氧化碳是放热反应，C项错误；D项，碳有多种同素异形体，如金刚石、石墨等，石墨既存在共价键也存在范德华力，D项正确；故选C。 9．中国努力争取2060年前实现碳中和。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。下列说法错误的是( ) A．捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2 B．环节a中物质分离的基本操作是蒸发结晶 C．反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质 D．可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2 【答案】B 【解析】利用NaOH溶液实现“碳捕获”吸收器中，NaOH溶液用喷淋方式加入，增大反应物之间的接触面积，充分吸收二氧化碳，环节a中，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，Na2CO3发生反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH，CaCO3需从溶液中过滤出来再高温煅烧，生成的CO2循环使用。A项，NaOH溶液喷成雾状，可增大反应接触面积，提高CO2吸收率，A正确；B项，环节a为Na2CO3和Ca(OH)2生成CaCO3，需从溶液中过滤出来再高温煅烧，故基本操作不是蒸发结晶，B错误；C项，NaOH和CaO在流程中既有消耗，也有生成，可循环利用，C正确；D项，Na2CO3可以和CO2反应，因此可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液，D正确。故选B。 考查硅、二氧化硅的性质及其应用 10．我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是( ) A． 晶体硅的结构与金刚石类似 B． 晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应 C． 晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它提炼工艺复杂，价格昂贵 D． 晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电 【答案】A 【解析】A项，晶体硅为正四面体结构，与金刚石类似，A正确；B项，晶体硅常温下可以与氢氟酸反应，B错误；C项，晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它提炼工艺不复杂，价格不高，已经被普及使用，C错误；D项，晶体硅有金属光泽，可以导电，但它属于非金属材料，D错误；故选A。 11．(2026·山东日照高三模拟预测)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 a的晶体含有2NA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SiO2＋C+2Cl2SiCl4＋CO2 【答案】D 【解析】A项，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2NA，A正确；B项，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项，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项，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SiO2＋2C+2Cl2SiCl4＋2CO，选项给出的方程式产物错误，D错误；故选 D。 12．单质Z是一种常见的半导体材料，可由通过特定路线制备，已知为的氧化物，Y是一种氢化物且分子结构与甲烷相似。下列说法错误的是( ) A．可用来生产光导纤维 B．Z能与盐酸发生化学反应 C．反应①的转化应在保护气中进行 D．流程中涉及2个氧化还原反应 【答案】B 【解析】单质Z是一种常见的半导体材料，X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，则X为二氧化硅、Y为硅化氢、Z为硅；由转化关系可知，反应①为二氧化硅与镁共热反应生成硅化镁，反应②为硅化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和硅化氢，反应③为硅化氢受热分解生成硅和氢气。A项，二氧化硅是典型的绝缘体，不具备导电性，但晶体对光具有全反射的特性，所以可用来生产光导纤维，故A正确；B项，硅的化学性质稳定，不能与盐酸反应，但在高温条件下能与氯化氢发生置换反应，故B错误；C项，反应物镁易与空气中的氧气反应生成氧化镁，且反应生成的硅化镁易与水反应生成易自燃的硅化氢，所以反应①的转化应在保护气中进行，故C正确；D项，由分析可知，反应①和反应③中有元素发生化合价变化，属于氧化还原反应，故D正确；故选B。 考查硅制备的原理分析 13．(2026·云南昆明二模)工业制备高纯硅的主要过程如下： 已知：SiHCl3遇水剧烈反应。下列说法错误的是( ) A．晶体的熔点：SiO2＞SiHCl3＞Si B．该工艺中HCl可循环使用 C．生成SiHCl3的反应为熵减过程 D．SiHCl3与水反应为： 【答案】A 【解析】A项，SiO2和晶体Si均为共价晶体，键键长小于Si-Si键，键能更大，故熔点SiO2＞Si；SiHCl3为分子晶体，熔点远低于共价晶体，正确熔点顺序为SiO2＞Si＞SiHCl3，A错误；B项，还原SiHCl3制备高纯硅时会生成HCl，可返回粗硅与HCl反应的步骤循环使用，B正确；C项，生成SiHCl3的反应为Si＋3HClSiHCl3＋H2，反应后气体物质的量减少，属于熵减过程，C正确；D项，SiHCl3中H为-1价，H2O中H为+1价，发生归中反应生成H2，给出的方程式原子守恒、得失电子守恒，D正确；故选A。 14．(2026·内蒙古赤峰一模)工业制备高纯硅的主要过程如下： 设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是( ) A．1 mol高纯硅含Si-Si键的数目为4NA B．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 C．反应Ⅰ的副产物可作燃料，反应Ⅱ和Ⅲ的副产物可循环利用 D．反应Ⅰ和Ⅲ中硅元素均被还原 【答案】A 【解析】A项，晶体硅为原子晶体，每个Si原子与周围4个Si原子形成Si-Si键，每个Si-Si键被2个Si原子共用，因此1 mol高纯硅中含Si-Si键的物质的量为，数目为，A错误；B项，SiHCl3可与水发生反应，且H2与O2混合加热会发生爆炸，氧气也会氧化反应物，因此原料气需要充分除去水和氧气，B正确；C项，反应Ⅰ的反应为2C+SiO2Si+2CO↑，副产物CO可作燃料；反应Ⅱ副产物为H2，反应Ⅲ副产物为HCl，H2可作为反应Ⅲ的原料、HCl可作为反应Ⅱ的原料，可循环利用，C正确；D项，反应Ⅰ中Si从SiO2的价变为单质Si的0价，反应Ⅲ中Si从SiHCl3的价变为单质Si的0价，硅元素化合价均降低，均被还原，D正确；故选A。 15．(2026·河北衡水三模)“中国芯”主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应历程中能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．历程Ⅰ、Ⅱ是吸热反应 B．实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程中有能量损耗 C．历程Ⅰ大于历程Ⅲ D．历程Ⅲ的热化学方程式是   【答案】B 【解析】A项，历程Ⅰ、Ⅱ中生成物总能量低于反应物总能量，均是放热反应，A错误；B项，化学反应伴随着能量的变化，粗硅和精硅的成分不同，粗硅和精硅能量不同，则粗硅变为精硅的工业生产过程中有能量的损耗，B正确；C项，历程Ⅰ为放热反应，ΔH＜0；历程Ⅲ为吸热反应，ΔH＞0 ；则历程Ⅰ的焓变小于历程Ⅲ的焓变，C错误；D项，历程Ⅲ中生成物总能量高于反应物，是吸热反应，焓变大于0，热化学方程式为，，D错误；故选B。 考查硅制备的工艺流程分析 16．(2026·陕西西安高三模拟预测)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SiO2)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 【解析】该工业流程以石英砂中的SiO2为原料，先让SiO2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SiHCl3，最后SiHCl3被H2在1380K左右还原，最终制得高纯度纯硅。A项，高纯硅是制造芯片、太阳能电池的核心原料，SiO2是制造光导纤维的原料，A错误；B项，反应③的化学方程式为SiHCl3＋H2Si＋3HCl，H2中H元素化合价从0升高到+1，作还原剂；SiHCl3中Si元素化合价从+4降低到0，SiHCl3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项，步骤①SiO2与焦炭高温反应制粗硅，反应为SiO2＋2CSi＋2CO↑，产物X是CO而非，C错误；D项，SiHCl3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。 17．近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如图： 制造原理：2Mg +SiO22MgO+Si 除杂原理：Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑，MgO+2HCl=MgCl2+H2O 下列说法中正确的是( ) A．操作1、操作2均为过滤 B．均含有共价键，等质量的二者分子数之比为8：15 C．点燃石英砂和镁粉的混合物发生的副反应为2 Mg +SiMg2Si D．当有2mol电子转移时，能生成14 g Si 【答案】C 【解析】A项，将溶液和固体分开，采用过滤操作，操作1为过滤，操作2为洗涤和烘干，故A错误；B项，SiO2是共价晶体，没有分子，故B错误；C项，由除杂原理可知副反应为：2 Mg +SiMg2Si，故C正确；D项，当有2mol电子转移时，参加反应的Mg物质的量为1mol，能生成0.5mol单质硅，但因有副反应发生，最终获得的Si的质量少于14g，故D错误；故选C。 18．(2026·湖南长沙高三模拟)晶体硅是一种重要的非金属材料，工业上用碳在高温下还原石英砂(主要成分为含铁、铝等杂质的二氧化硅)得粗硅，粗硅与氯气在450—500℃条件下反应生成四氯化硅，四氯化硅经提纯后与过量H2在1100—1200℃条件下反应制得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图． 实验过程中；石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物，SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解，有关物质的物理常数见下表： 物质 SiCl4 AlCl3 FeCl3 沸点/℃ 57.7 — 315 熔点/℃ — — 升华温度/℃ — 180 300 请回答下列问题： (1)实验室制备氯气有以下五步操作，其正确操作顺序为④________(填标号)。 ①向烧瓶中装入二氧化锰固体，向分液漏斗中加入浓盐酸 ②检查装置的气密性 ③把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯火焰确定铁圈高度，固定铁圈，放上石棉网 ④在烧瓶上装好分液漏斗，安装好导气管 ⑤将烧瓶固定在铁架台上 (2)装置A的硬质玻璃管中发生主要反应的化学方程式是________，置A．B间导管短且粗的原因是________，实验中尾气处理的方法是________。 (3)装置B中e瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅．在精馏过程中，不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。 A．圆底烧瓶      B．温度计       C．吸滤瓶       D．球形冷凝管       E．接收器 (4)装置D中的Na2SO3的作用主要是吸收未反应完的请设计一个实验，证明装置D中的Na2SO3已被氧化(简述实验步骤)：________。 (5)SiCl4极易水解，其完全水解的产物为________；H2还原SiCl4制得高纯硅的过程中若混入O2，可能引起的后果是________。 【答案】(1)③⑤②① (2) SiO2＋2C+2Cl2SiCl4＋2CO↑ 防止生成物中的AlCl3、FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管 连接一个加热的装有CuO粉末的反应管 (3)CD (4)取少量溶液置于洁净的试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体；再向其中滴入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，证明亚硫酸钠被氧化 (5)H4SiO4 (或H2SiO3)和HCl 可能引起爆炸、硅被氧化得不到高纯硅 【解析】(1)加热条件下，实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气，二者反应生成氯化锰、氯气和水，方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O，搭建实验装置应先下后上，先左后右的原则，所以先在烧瓶上装好分液漏斗，安装好导气管，把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯火焰确定铁圈高度，固定铁圈，放上石棉网，将烧瓶固定在铁架台上，因制备气体，所以需检查装置的气密性，然后装入药品，所以检查装置的气密性，向烧瓶中装入二氧化锰固体，向分液漏斗中加入浓盐酸，即正确操作顺序为④③⑤②①； (2)在A装置中二氧化硅和碳和氯气反应生成四氯化硅和一氧化碳，反应为：SiO2＋2C+2Cl2SiCl4＋2CO↑，生成物中有AlCl3、FeCl3等杂质，凝结成固体堵塞导管，所以装置A项，B间导管短且粗，尾气主要为一氧化碳，氧化铜和一氧化碳在加热的条件下反应生成二氧化碳和铜，铜为红色固体，所以可用氧化铜验尾气； (3)吸滤瓶用于减压过滤装置中，与精馏(类似多次蒸馏)无关，球形冷凝管含有球形部分区域，不适合精馏，蒸馏需圆底烧瓶盛放待蒸馏的液体，需温度计测量蒸气的温度，需接收器接收馏分，故答案为CD； (4)亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠，只有验证硫酸根离子的存在就可证明亚硫酸钠已经被氧化，检验硫酸根离子的存在选用试剂稀盐酸和氯化钡溶液，实验设计如下：取少量溶液置于洁净试管中，向其中加入稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，证明Na2SO3已被氧化； (5)SiCl4水解反应方程式为：SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl↑，生成原硅酸和氯化氢，原硅酸易失去水生成硅酸，H2还原SiCl4制得高纯硅的过程中若混入O2，可能引起爆炸，硅被氧化得不到高纯硅。 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用 19．【日常生活与学科知识结合】硅旧称矽，矽病是一种职业病，采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。因此，在这些粉尘较多的工作场所，应采取严格的劳动保护措施，采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量，以保证工作人员的身体健康。你认为引起硅肺病的主要原因是粉尘中大量含有( ) A．二氧化硅 B．硅 C．硅酸 D．硅酸盐 【答案】A 【解析】结晶型游离二氧化硅含量超过10%的无机性粉尘为俗称矽尘，矽尘主要通过呼吸道吸入肺部，对人体产生危害，可造成的职业病称为矽肺，故选A。 20．【传统文化】(2026·河南安阳三模)河南作为华夏文明重要发祥地，境内文化遗产丰富。下列河南典型建筑或文物中，主要成分为硅酸盐的是( ) A．登封嵩山少林寺塔林的青砖 B．洛阳白马寺的明代铁钟 C．安阳殷墟遗址的甲骨文 D．开封清明上河园的木质楼阁 【答案】A 【解析】A项，青砖是黏土经高温烧制得到的传统无机非金属材料，主要成分为硅酸盐，A正确；B项，明代铁钟属于铁合金，为金属材料，主要成分为铁、碳等，不属于硅酸盐，B错误；C项，甲骨文的载体为龟甲或兽骨，主要成分为羟基磷酸钙、蛋白质等，不属于硅酸盐，C错误；D项，木质楼阁的主要成分为纤维素，属于有机糖类物质，不属于硅酸盐，D错误；故选A。 21．【结合文化遗产】“四面天成体，硅酸不二盐。合分催化易，贵贱识瑕难。粉碎出新质，熔融弃旧观。单晶福四海，共价造人间。”有关这首五律诗的化学知识解读错误的是( ) A．硅酸盐主要以正盐形式存在 B．硅酸盐中，Si和O构成硅氧四面体 C．硅晶体用于制作光导纤维 D．大多数硅酸盐具有耐高温、耐腐蚀的特点 【答案】C 【解析】A．硅酸盐主要以正盐形式存在，故A正确；B．在硅酸盐结构中，每个Si一般被4个O所包围，构成[SiO4]4-四面体，故B正确；C．硅晶体用于制作计算机芯片、太阳能电池板，二氧化硅用于制作光导纤维，故C错误；D．硅酸盐中，Si和O构成硅氧四面体，硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、耐高温、耐腐蚀的特点，故D正确；选B。 考查传统无机非金属材料的分类和应用 22．(2026·河北邯郸三模)纪录片《如果国宝会说话》展示了国宝背后的中国精神、中国审美和中国价值观。下列文物中，主要由传统无机非金属材料制成的是( ) A．素纱禪衣 B．三彩载乐骆驼俑 C．木雕双头镇墓兽 D．错金博山炉 【答案】B 【解析】A项，素纱襌衣由蚕丝织成，不属于传统无机非金属材料，A项错误；B项，三彩载乐骆驼俑材质属于陶瓷，主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，B项正确；C项，木雕双头镇墓兽材质为木材，主要成分是纤维素，属于有机高分子材料，C项错误；D项，错金博山炉材质是合金，属于金属材料，D项错误；故选B。 23．(2026·陕西榆林二模)中华文明源远流长，文物承载着历史。下列文物主要成分属于硅酸盐的是( ) A．商代青铜鼎 B．汉代玉璧 C．唐代绢画 D．宋代木雕 【答案】B 【解析】A项，青铜是合金材料，故不选A；B项，玉是硅酸盐，故选B；C项，绢画的材料是丝，其主要成分是蛋白质，属于有机高分子化合物，故不选C；D项，木材的成分是有机高分子化合物，故不选D；选B。 24．(2026·陕西榆林二模)龙年悄然逝去，马年欢腾而来。下列有关马的艺术品主要成分属于硅酸盐的是( ) A．剪纸 B．根雕 C．陶瓷 D．青铜器 【答案】C 【解析】A项，剪纸的主要成分是纤维素，属于有机物，不是硅酸盐，A错误；B项，根雕的材质是木材，主要成分为纤维素(有机物)，不属于硅酸盐，B错误；C项，陶瓷、玻璃、水泥是三大传统硅酸盐产品，陶瓷的主要成分属于硅酸盐，C正确；D项，青铜器是铜合金，属于金属材料，主要成分是金属单质，不是硅酸盐，D错误；故选C。 25．(2026·广东深圳二模)“合龠(yuè)为合(gě)，十合(gě)为升”，量器是劳动人民智慧的结晶。下列量器主要由无机非金属材料制成的是( ) A．石合 B．竹升 C．木斗 D．铜斛 【答案】A 【解析】A项，石合的原料为天然石材，属于无机非金属材料，故选A；B项，竹升的原料为竹子，竹子的主要成分是纤维素，属于天然有机高分子化合物，故不选B；C项，木斗的原料是木材，木材的主要成分是纤维素，属于天然有机高分子化合物，故不选C；D项，铜斛的原料是铜，铜是金属材料，故不选D；选A。 考查新型无机非金属材料的分类和应用 26．(2026·重庆高三模拟预测)我国可回收运载火箭中使用了诸多材料，下列属于无机非金属材料的是( ) A．二氧化硅陶瓷隔热瓦 B．不锈钢材料火箭箭体 C．聚乙烯纤维回收网 D．增强环氧树脂发动机壳体 【答案】A 【解析】A项，二氧化硅陶瓷主要成分为SiO2，属于无机非金属材料，A正确；B项，不锈钢是合金，属于金属材料，不属于无机非金属材料，B错误；C项，聚乙烯纤维是乙烯加聚得到的有机高分子材料，属于有机合成材料，C错误；D项，环氧树脂是有机高分子聚合物，属于有机合成材料，D错误；故选A。 27．(2026·浙江金华十校高三模拟考试)下列有关碳化硅(SiC)的描述不正确的是( ) A．俗称金刚砂 B．属于共价晶体 C．抗氧化性强 D．熔点较低 【答案】D 【解析】A项，碳化硅的俗称是金刚砂，描述正确，A不符合题意；B项，碳化硅中Si原子与C原子通过共价键连接形成空间立体网状结构，属于共价晶体，描述正确，B不符合题意；C项，碳化硅化学性质稳定，高温下也不易被氧气氧化，抗氧化性强，描述正确，C不符合题意；D项，共价晶体熔化需要破坏大量共价键，需要吸收极高能量，因此碳化硅熔点很高，“熔点较低”的描述错误，D符合题意；故选D。 28．(2026·浙江杭州市富阳区高三二模)石墨烯属于( ) A．有机化合物 B．无机化合物 C．新型无机非金属材料 D．有机高分子材料 【答案】C 【解析】A项，石墨烯是碳元素组成的单质，不属于有机化合物，A错误；B项，石墨烯是碳元素组成的单质，不是无机化合物，B错误；C项，石墨烯是由碳原子构成的二维材料，属于碳单质的新型形态，具有高强度、导电性等特性，符合新型无机非金属材料的定义，C正确；D项，有机高分子材料需具备重复结构单元的高分子链(如塑料、橡胶)，石墨烯为单层原子结构，无高分子特征，D错误；故选C。 重难·创新演练 1．(2026·河北保定三模)河北省历史文化底蕴深厚，拥有众多珍贵文物与古建筑，承载着千年的文明印记。下列河北文物或古建筑构件中，主要成分属于硅酸盐的是( ) A．冀南地区的木质斗拱 B．错金银四龙四凤铜方案座 C．承德避暑山庄的清代青瓦 D．战国水晶串饰 【答案】C 【解析】A项，木质斗拱主要成分为纤维素，属于有机物，A错误；B项，错金银四龙四凤铜方案座为铜合金，属于金属材料，B错误；C项，清代青瓦属于陶瓷类制品，主要成分为硅酸盐，C正确；D项，水晶串饰主要成分为SiO2，D错误；故选C。 2．(2026·广东深圳高三模拟预测)“射”乃“六艺”之一。下列选项所涉及材料的主要成分属于无机硅酸盐材料的是( ) A．玉韘(商) B．青铜箭镞(周) C．木胎漆弓(战国) D．大绒箭囊(清) 【答案】A 【解析】A项，玉石主要成分是硅酸盐，属于无机硅酸盐材料，A正确；B项，青铜是铜锡铅合金，属于合金，B错误；C项，木材主要成分是纤维素，属于有机材料，C错误；D项，大绒箭囊主要成分是绒线，属于有机材料，D错误；故选A。 3．【芯片制造】(2026·贵州高三模拟预测)芯片技术是推动人工智能(AI)发展的核心动力之一，芯片制造过程中要用到多种材料。下列说法错误的是( ) A．基础原料中晶圆使用的硅属于半导体材料 B．封装工艺中使用的环氧树脂属于高分子材料 C．沉积工艺中使用的氮化硅属于硅酸盐材料 D．抛光工艺中使用的氧化铈属于无机非金属材料 【答案】C 【解析】A项，硅的导电性介于导体和绝缘体之间，属于典型的半导体材料，是制作晶圆的基础原料，A正确，不符合题意；B项，环氧树脂是由有机小分子聚合得到的高聚物，属于合成高分子材料，B正确，不符合题意；C项，氮化硅的化学式为Si3N4，不含氧元素和硅酸根结构，属于新型无机非金属材料，不属于硅酸盐材料，C错误，符合题意；D项，氧化铈的化学式为CeO2，属于金属氧化物，是无机非金属材料，D正确，不符合题意；故选C。 4．(2026·广西柳州高三模拟预测)化学材料在科技创新中起支撑作用，下列有关说法错误的是( ) A．“望宇”登月服所用的聚酰亚胺隔热层属于有机高分子材料 B．无铅储能陶瓷(如钛酸钡基陶瓷)属于新型无机非金属材料 C．我国第三代超量子计算机传输信号的光纤主要成分为晶体硅 D．常用于机器人导电填料的碳纳米管、石墨烯等均属于碳纳米材料 【答案】C 【解析】A项，聚酰亚胺是有机高聚物，属于有机高分子材料，A正确；B项，钛酸钡基陶瓷是具有特殊储能功能的陶瓷，属于新型无机非金属材料，B正确；C项，光纤的主要成分为二氧化硅，晶体硅为半导体材料，常用于制作芯片、太阳能电池等，C错误；D项，碳纳米管、石墨烯均为碳单质构成的纳米尺度材料，属于碳纳米材料，D正确；故选C。 5．【张雪机车】(2026·江苏盐城高三模拟预测)2026年3月，张雪机车在世界超级摩托车锦标赛葡萄牙站首次夺冠。下列说法错误的是( ) A．车身用的碳纤维是新型无机非金属材料 B．车座用的高密度聚氨酯材料是混合物 C．发动机气缸用的不锈钢属于合金材料 D．发动机外壳用的氮化硅陶瓷基复合材料属于硅酸盐材料 【答案】D 【解析】A项，碳纤维主要成分为碳单质，属于新型无机非金属材料，A正确；B项，高密度聚氨酯属于有机高分子材料，有机高分子的聚合度不固定，因此属于混合物，B正确；C项，不锈钢是铁与铬、镍等金属熔合形成的合金，属于合金材料，C正确；D项，氮化硅化学式为Si3N4，属于新型无机非金属陶瓷材料，不属于硅酸盐材料，D错误；故选 D。 6．(2026·河南郑州三模)科技创新是赢得未来发展主动权的必然选择。下列说法正确的是( ) A．用于光学望远镜的高致密碳化硅特种陶瓷材料是一种传统无机非金属材料 B．以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料 C．石英纤维是制造各种雷达罩的理想透波材料，属于硅酸盐材料 D．量子通信材料螺旋碳纳米管、石墨烯等纳米材料属于胶体 【答案】B 【解析】A项，高致密碳化硅特种陶瓷属于新型无机非金属材料，不属于传统无机非金属材料，A错误；B项，硅树脂是主链含硅氧键结构的有机聚合物，相对分子质量较大，属于高分子材料，B正确；C项，石英纤维的主要成分为，不属于硅酸盐材料，C错误；D项，螺旋碳纳米管、石墨烯均为纯净的纳米级碳单质材料，胶体是分散系，属于混合物，纳米材料未分散在分散剂中，不属于胶体，D错误；故选B。 7．(2026·江苏镇江二模)下列叙述正确的是( ) A．第六代战机使用“智能皮肤”隐身技术，所用陶瓷基复合材料属于合金 B．屋顶分布式光伏发电项目中使用的光伏电路板的主要成分是二氧化硅 C．我国长征三号乙运载火箭助推器使用的玻璃纤维属于无机非金属材料 D．“嫦娥六号”首次在月球表面发现石墨烯属于有机高分子材料 【答案】C 【解析】A项，陶瓷基复合新材料属于新型的无机非金属材料，A错误；B项，硅晶体是半导体材料，二氧化硅是光导纤维的成分，B错误；C项，玻璃纤维属于无机非金属材料，C正确；D项，石墨烯是碳元素的单质，属于无机非金属材料，D错误；故选C。 8．(2026·湖北黄冈高三模拟预测)化学和生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是( ) A．“神舟十三号”逃逸系统复合材料中的酚醛树脂属于天然高分子材料 B．杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人芯片的主要成分为二氧化硅 C．月壤中的“嫦娥石[]”其成分属于无机盐 D．“三元催化器”将汽车尾气中NO和CO转化为N2和CO2，有利于实现碳中和 【答案】C 【解析】A项，酚醛树脂是人工合成的有机高分子材料，不属于天然高分子材料，A错误；B项，芯片的主要成分为单质硅，二氧化硅是光导纤维的主要成分，B错误； C项，嫦娥石的成分为磷酸盐，属于无机盐类，C正确；D项，该反应将CO转化为CO2，仍然排放CO2，不能减少碳排放，不利于实现碳中和，D错误；故选C。 9．【宇树科技】(2026·重庆三模)2026年央视春晚宇树科技机器人的《武》彰显中国智造加速度，是科技与传统文化的创新结合。下列说法不正确的是( ) A．搭载的大容量锂离子电池工作时将化学能转化为电能 B．触觉传感器材料压电陶瓷属于新型无机非金属材料 C．芯片是机器人的“大脑”，主要材料为硅晶体，属于共价晶体 D．稀土元素共有15种，其中部分稀土材料可用于机器人电极 【答案】D 【解析】A项，锂离子电池工作时为放电过程，向外输出电能，实现化学能向电能的转化，A正确；B项，压电陶瓷是具有压电效应的特种陶瓷，属于新型无机非金属材料，B正确；C项，硅晶体是制造芯片的核心材料，晶体中硅原子之间全部以共价键连接形成空间网状结构，属于共价晶体，C正确；D项，稀土元素包括镧系15种元素以及钪、钇，共17种，并非只有15种，D错误；故选D。 10．【传统文化】(2026·山西朔州高三模拟预测)中国传统工艺和文物是中华民族的智慧结晶。下列说法错误的是( ) A．唐朝文物“鸳鸯莲瓣纹金碗”的主要成分为金属材料 B．中华瑰宝唐兽首玛瑙杯属于陶瓷艺术品 C．北宋名画《千里江山图》中的绿色来自矿物颜料孔雀石，它是一种玉石 D．传统工艺中利用纯碱、石灰石和石英砂生产普通玻璃，未涉及氧化还原反应 【答案】B 【解析】A项，金为金属单质，因此金碗主要成分为金属材料，A正确；B项，玛瑙主要成分为SiO2，而陶瓷是以黏土为原料烧制而成的硅酸盐类制品，玛瑙不属于陶瓷，B错误；C项，孔雀石主要成分为碱式碳酸铜，是天然矿物颜料，同时也属于玉石的一种，C正确；D项，生产普通玻璃的反应为：、，反应中所有元素化合价均未发生变化，未涉及氧化还原反应，D正确；故选B。 11．(2026·河南鹤壁高三联考)已知SiHCl3用于制备高纯硅，发生的反应为Si＋3HClSiHCl3＋H2。下列说法正确的是( ) A．H-H键长小于H-Cl键长 B．SiHCl3的沸点高于Si C．SiHCl3中Si的化合价为+2价 D．SiHCl3中键角∠Cl-Si-Cl=109°28′ 【答案】A 【解析】A项，H的原子半径小于Cl，故H-H键长小于H-Cl键长，A正确；B项，SiHCl3为分子晶体，Si为共价晶体，SiHCl3的沸点低于Si，B错误；C项，在SiHCl3中，电负性Si<H<Cl，Cl显-1价，H的电负性大于Si，H也显-1价，则电负性Si<H<Cl，根据化合价代数和为0，Si的化合价为+4价，C错误；D项，由于氯原子体积大，电子云排斥力强，氯硅氯键角大，使SiHCl3中∠Cl-Si-H小于109°28′，∠Cl-Si-Cl大于109°28′，D错误；故选A。 12．(2026·广西河池一模)化学在科技发展中起到了重要的作用。下列说法正确的是( ) A．“北斗”导航卫星使用的太阳能电池，将化学能直接转化为电能 B．“歼20飞机”上使用的涂料(主要成分是石墨烯)，石墨烯属于有机高分子材料 C．“中国天眼”(FAST)用到的高性能碳化硅是一种新型无机非金属材料 D．“宇树人形机器人”的主控芯片，其主要成分为二氧化硅，属于共价晶体 【答案】C 【解析】A项，太阳能电池是将太阳能直接转化为电能，并非将化学能转化为电能，A错误；B项，石墨烯是碳单质，属于无机非金属材料，不属于有机高分子材料，B错误；C项，碳化硅属于性能优异的新型无机非金属材料，是“中国天眼”使用的高性能材料，C正确；D项，主控芯片的主要成分为单质硅，二氧化硅是光导纤维的主要成分，D错误；故选C。 13．(2026·江苏扬州高三联考)物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。下列说法正确的是( ) A．制造机器人所使用的芯片的主要成分为SiO2 B．红外光谱法可区别石英玻璃(非晶态SiO2)和水晶(晶态SiO2) C．稀土金属是元素周期表ⅢB族中部分元素的总称，中国是生产稀土金属的主要国家，Sc元素位于元素周期表中ⅢB族 D．2026年诺贝尔化学奖授予在金属有机骨架(MOF)领域作出杰出贡献的三位科学家，MOF-5含锌、碳、氢、氧等元素，能稳定高效捕获，锌、碳、氢、氧元素都属于主族元素 【答案】C 【解析】A项，制造芯片的主要成分为单质Si，SiO2是光导纤维的主要原料，A错误；B项，红外光谱法用于检测物质中的化学键或官能团，石英玻璃和水晶均由SiO2组成，都含Si-O键，无法用红外光谱区分，区别晶态和非晶态应使用X射线衍射法，B错误；C项，稀土金属是元素周期表ⅢB族的钪、钇和镧系元素的总称，Sc元素位于第四周期ⅢB族，C正确；D项，锌元素属于周期表ⅡB族，为副族元素，不属于主族元素，D错误；故选C。 14．【新型材料】(2026·湖南长沙高三联考)新型材料是支撑现代科技发展的关键基础，在信息、能源、基建等领域应用广泛。下列关于新型材料与传统材料的说法中，正确的是( ) A．压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化 B．以黏土和石英为主要原料的普通水泥大量用于建筑和水利工程 C．量子通信材料螺旋碳纳米管属于胶体分散系，该材料具有较强的吸附能力 D．生产集成电路底板的酚醛树脂属于聚酯类化合物 【答案】A 【解析】A项，压电陶瓷能将机械能转化为电能，实现机械能与电能的相互转化，A正确；   B项，以黏土和石灰石为主要原料的普通水泥大量用于建筑和水利工程，B错误；C项，碳纳米管属于碳单质，不是胶体分散系，C错误；D项，酚醛树脂是由酚类和甲醛缩聚成的，不含酯基，不属于聚酯，D错误；故选A。 15．(2026·重庆高三模拟预测)我国十五五规划强调了发展新质生产力，下列有关新质生产力说法正确的是( ) A．光伏发电是新能源中重要的发展方向，其发电所用核心材料为二氧化硅 B．MOF材料是潜力巨大的新材料，其有机配体均苯三甲酸为高分子化合物 C．汽车动力电池是我国先进制造的典型代表，其电极用到的石墨属于混合晶体 D．5G通信是新一代电子信息产业，其用到的半导体材料砷化镓属于新型金属材料 【答案】C 【解析】A项，光伏发电的核心发电材料是单质硅，二氧化硅是制备光导纤维的原料，A错误；B项，高分子化合物的相对分子质量通常达到上万，均苯三甲酸相对分子质量较小，不属于高分子化合物，B错误；C项，石墨层内碳原子以共价键结合，层间靠范德华力作用，同时存在自由移动电子，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体的特征，属于混合晶体，C正确；D项，砷化镓属于新型无机非金属材料，不属于金属材料，D错误；故选C。 16．(2026·陕西榆林高三模拟预测)三氯硅烷是制精硅的重要原料，利用如图所示装置可制备三氯硅烷，同时有SiCl4生成。下列说法正确的是( ) A．制备氯化氢气体的过程中，浓硫酸体现了脱水性 B．A中毛细管的作用是防倒吸 C．B中发生的反应均为氧化还原反应 D．产品纯化的方法是过滤 【答案】C 【解析】A装置中生成HCl，在B中与粗硅反应生成三氯硅烷，最后收集产品。A项，制备氯化氢气体的过程中，浓硫酸体现了吸水性，A错误；B项，A中毛细管的作用是形成浓盐酸细流，使浓盐酸均匀流入浓硫酸中，防止释放热量过多而导致液体飞溅，B错误；C项，氯化氢与硅反应生成三氯硅烷和四氯化硅，发生的反应均为氧化还原反应，C正确；D项，产品中SiHCl3、SiCl4等的沸点不同，可用蒸馏或精馏法进行分离，D错误；故选C。 17．(2026·福建泉州高三开学考试)高纯硅在现代信息、半导体和光伏发电等产业中都有重要应用。主要发生下面三个反应： ①； ② ③。 反应②中可能生成以下几种沸点不同且易水解的化合物，这些化合物中氢元素电负性大于硅元素。(精馏是对分馏的优化) 物质 SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl SiH4 沸点/℃ 57.6 31.8 8.2 -30.4 -111.9 下列有关说法或操作错误的是( ) A．高纯度的二氧化硅可用于制造光导纤维 B．反应②和反应③的过程必须严格控制无水 C．水解只生成、HCl两种物质 D．反应②提纯的主要操作是精馏 【答案】C 【解析】A项，高纯度的二氧化硅具有优异的光学性能，是制造光导纤维的关键材料，A正确；B项，反应②和③中的化合物均含有Si-Cl键和Si-H键，由于氢元素电负性大于硅元素，这些键都易水解，因此必须严格控制无水环境以防止水解，B正确；C项，SiHCl3水解时，Si-H键断裂，产物包括H2SiO3、HCl和H2，不止两种物质，C错误；D项，反应②的产物混合物中各组分沸点差异显著，精馏是利用沸点差异进行分离的优化方法，适合提纯，D正确；故选C。 18．(2026·黑龙江牡丹江高三期中)物质的性质决定用途，下列两者对应关系正确的是( ) A．二氧化硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用来生产光导纤维 B．碳化硅(SiC)俗称石英砂，具有类似金刚石的结构，硬度大，可用作砂轮的磨料 C．超分子就是高分子，将C60加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中能形成超分子 D．碳纳米管有很高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器 【答案】D 【解析】A项，二氧化硅用于光导纤维是因为其光学性质，A错误；B项，碳化硅的俗称是金刚砂，石英砂主要成分为SiO2，B错误；C项，超分子与高分子概念不同，但C60与杯酚可形成超分子，C错误；D项，碳纳米管的强度和电学性能符合所述用途，D正确；故选D。 19．【反应机理】(2026·浙江温州育英实验学校等校选考模拟)SiCl4的水解机理如图所示(“□”代表Si的3d轨道)。下列说法不正确的是( ) A．甲和丙中的Cl-Si-Cl键角不相等 B．甲→丁过程涉及极性键的断裂和形成 C．相同条件下，SiCl4比CCl4易水解 D．NCl3水解产物是HNO3 【答案】D 【解析】A项，甲和丙是中的硅都是sp3杂化，由于O与Cl电负性不同，电子云分布不对称，导致键角发生微小变化，两者键角不相等，A正确；B项，上述过程涉及Si-Cl极性键的断裂和Si-O极性键的形成，B正确；C项，Si原子有空的3d轨道，可以接受水分子的孤对电子形成配位键，从而降低反应的活化能，所以相同条件下，SiCl4比CCl4易水解，C正确；D项，NCl3水解的化学方程式为NCl3 + 3H2O = NH3 + 3HClO，产物是氨气和次氯酸，而不是硝酸(HNO3)，D错误；故选D。 20．(2026·云南师大附中高三模拟)工业制备高纯硅的流程如图所示，下列说法正确的是( ) A．气体常作灭火剂，但不能作钠、镁等金属火灾的灭火剂 B．物质A可以为HCl气体 C．上述流程中有两步反应发生了氧化还原反应 D．光导纤维作为量子通信技术中的传输介质，其主要成分为单质硅 【答案】B 【解析】该工业制备高纯硅的流程以石英砂(SiO2)和焦炭为原料，在1800~2000℃下反应生成粗硅(含98%的Si)和气体X，粗硅再与物质A在300℃反应生成SiHCl3和气体Y，最后SiHCl3与气体Y在1100℃下反应，还原得到高纯硅并生成HCl，实现硅的提纯。A项，反应1的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，因此气体X为CO，不是。CO是可燃气体，不能用作灭火剂，更不能用于钠、镁等金属火灾的灭火，A错误；B项，粗硅与气体在300℃下反应，方程式为Si＋3HClSiHCl3＋H2，因此物质A可以为HCl气体，气体Y为H2，后续反应3为SiHCl3＋H2Si＋3HCl，该流程可闭环回收HCl，B正确；C项，工业制备高纯硅的三步反应均为氧化还原反应，对应的化学方程式如下：反应1：SiO2＋2CSi＋2CO↑；反应2：Si＋3HClSiHCl3＋H2；反应3：SiHCl3＋H2Si＋3HCl，三个反应中均有化合价的变化，因此流程中三步均为氧化还原反应，C错误；D项，光导纤维的主要成分是SiO2，而不是单质硅，单质硅是半导体材料，D错误；故选B。 21．(2026·北京高三开学考试)工业制备高纯硅的主要过程如下。已知：电负性Cl＞H＞Si。 下列说法不正确的是( ) A．①、②、③均发生置换反应 B．1molSiHCl3和1molSiO2晶体中共价键数目相等 C．②中每生成1molSiHCl3转移2mol电子 D．晶体的熔点：SiO2＞Si＞SiHCl3 【答案】C 【解析】石英砂SiO2与焦炭在高温下反应生成粗硅，方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，粗硅与HCl反应生成，方程式Si＋3HClSiHCl3＋H2，被氢气还原生成高纯硅，方程式SiHCl3＋H2Si＋3HCl。A项，据分析①、②、③均发生置换反应，A正确；B项，二氧化硅晶体中，每个硅原子与4个氧原子形成了4个硅氧键，所以1 mol SiO2晶体含有4 mol的共价键，分子中每个硅原子与3个氯原子、1个氢原子共形成了4个共价键，1molSiHCl3含有4 mol的共价键，B正确；C项，Si＋3HClSiHCl3＋H2中，硅由0价升高到+4价，每生成1molSiHCl3转移4mol电子，C错误；D项，SiHCl3是分子晶体，熔点较低，SiO2、Si是共价晶体，熔点较高，O原子的半径小于Si，故键长：Si-O<Si-Si，键能：Si-O>Si-Si，晶体的熔点：SiO2＞Si＞SiHCl3，D正确；故选C。 22．(2026·辽宁沈阳高三模拟预测)“从沙滩到用户”是指半导体工业中，从沙子中(主要成分是SiO2)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：Cl>H>Si，下列说法正确的是( ) A．步骤①的反应生成CO，该反应能够说明碳的非金属性比硅强 B．整个过程中只有H2可以循环利用 C．步骤②和步骤③的反应互为可逆反应 D．与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 【答案】D 【解析】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。A项，步骤①的反应方程式为：2C+SiO2Si+2CO↑，该反应中C作为还原剂，Si作为还原产物，该反应不能说明碳的非金属性比硅强，A错误；B项，步骤②： Si＋3HClSiHCl3＋H2，步骤③： SiHCl3＋H2Si＋3HCl，可见H2和 HCl 均在流程中循环再生，B错误；C项，可逆反应需满足相同条件下正逆反应同时进行。步骤②(300℃)与步骤③(1100℃)温度不同，且反应路径不互为逆向，故不构成可逆反应，C错误；D项，根据电负性Cl>H>Si，SiHCl3中Si为+4价，H为-1价，Cl为-1价。在碱性条件下，SiHCl3会和水发生氧化还原反应生成硅酸根、氢气、氯离子和水，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：，D正确；故选D。 23．(2026·湖南常德高三模拟)碳、硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。 (1)SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是___________(用化学方程式表示)；Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是___________。 A．普通玻璃坩埚       B．石英玻璃坩埚        C．氧化铝坩埚        D．铁坩埚 (2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。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下： ①用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为___________。 ②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和___________。 已知 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4 沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 ③极易水解，其完全水解的化学方程式为___________。 【答案】(1)2NaOH+SiO2═Na2SiO3+H2O D (2) SiO2＋3CSiC＋2CO↑ 精馏(或蒸馏) SiHCl3+3H2O=H2SiO3+HCl↑+H2↑ 【解析】石英砂和焦炭反应得到粗硅，粗硅与HCl在一定条件下反应得到SiHCl3，SiHCl3被氢气还原得到高纯硅。 (1)SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是玻璃中的二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠是矿物胶能把瓶口和瓶塞粘结在一起，发生反应的化学方程式为：2NaOH+SiO2═Na2SiO3+H2O；Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是铁坩埚，玻璃、石英玻璃中的二氧化硅，氧化铝(两性氧化物)，都能与碱发生反应，故选D； (2)①石英砂的主要成分是二氧化硅，在反应中生成碳化硅，反应为：SiO2＋3CSiC＋2CO↑；②SiHCl3含有少量SiCl4和HCl，由表格中数据可知，沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质；③SiHCl3完全水解的方程式为：SiHCl3+3H2O=H2SiO3+HCl↑+H2↑。 24．【工艺流程】(2026·海南高三模拟预测)SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下： 回答下列问题： (1)Si在元素周期表中的位置_______，下列关于含硅化合物说法错误的是_______。 A．SiO2是分子晶体 B．透辉石 (CaMgSi2O6) 可以写成CaO·MgO·2SiO2 C．镁橄榄石(Mg2SiO4))在一定条件下可以与HCl反应 (2)烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，请写出“500℃焙烧”的化学方程式_______。“焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式解释产生大量烟雾的原因_______。 (3)“操作X”是_______。 (4)鉴别洗净的“滤饼2”和固体Na2CO3常用方法的名称为_______。 (5)在纯氧中加热分解CoCO3，测得升温过程中固体的质量变化如下图所示。加热分解CoCO3制备Co3O4需要控制的温度范围为_______。 【答案】(1) 第三周期第ⅣA族 A (2) 4LiCoO2+3SiCl44LiCl+4CoCl2+3SiO2+O2↑ SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl或SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl (3)过滤 (4)焰色试验 (5)300~600℃ 【解析】由流程和题中信息可知，LiCoO2粗品与SiCl4在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1，滤饼1的主要成分是SiO2；滤液1用碳酸氢钠溶液沉钴，过滤后得碳酸钴和滤液2，主要溶质为LiCl；碳酸钴置于空气中煅烧得到Co3O4；滤液2经碳酸钠溶液沉锂，得到滤液3和滤饼2，滤饼2为Li2CO3。 (1)硅(Si)原子序数为14，位于第三周期第IVA族。A项，是典型的共价晶体(旧称原子晶体)，由硅原子和氧原子通过共价键形成空间网状结构，熔沸点很高，不是分子晶体，故A错误；B项，硅酸盐常用氧化物形式表示，顺序为：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水。透辉石 (CaMgSi2O6) 可以写成CaO·MgO·2SiO2，故B正确；C项，镁橄榄石 (Mg2SiO4) 属于硅酸盐，其中的金属阳离子(Mg2+)可以与强酸(如)反应生成可溶性盐，同时生成硅酸沉淀或胶体。反应类似于：Mg2SiO4+4HCl=2Mg2+H4SiO4，故C正确；故选A。 (2)根据流程图，反应物是LiCoO2和SiCl4，产物有放出，且后续提到烧渣含有LiCl、CoCl2和。根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：4LiCoO2+3SiCl44LiCl+4CoCl2+3SiO2+O2↑。题目提示剩余的SiCl4在水浸时会产生烟雾。SiCl4极易水解，生成硅酸沉淀和氯化氢气体。氯化氢气体遇到空气中的水蒸气会形成盐酸小液滴，从而产生白雾。化学方程式为：SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl或SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl。 (3)流程中，“沉锂”步骤加入了Na2CO3溶液，目的是将滤液中的锂离子转化为碳酸锂(Li2CO3)沉淀。为了得到固体的“滤饼2”(即Li2CO3)和液体的“滤液3”，需要进行固液分离。 (4)需要鉴别的物质是“滤饼2”(Li2CO3)和固体Na2CO3。两者的阴离子相同，区别在于阳离子分别是Li+和。鉴别金属阳离子最常用的方法是焰色试验。 (5)若CoCO3完全分解为Co3O4 ：，假设有3mol CoCO3，总质量为，生成的Co3O4为1mol，剩余固体质量与初始固体质量的比值为，第一阶段失重后，剩余质量约为67.5%，显示32.5%的失重，正好对应生成Co3O4的理论值，则加热分解制备Co3O4需要控制的温度范围为300~600℃。 25．(2026·浙江温岭期中)纯硅被誉为“信息革命的催化剂”，SiCl4或SiHCl3是制备纯硅的重要中间产物。 已知：SiCl4沸点57.7℃，遇H2O会剧烈反应；SiHCl3沸点31.5℃，且也能与H2O剧烈反应，并在空气中易自燃。 (1)实验室用下图装置制备SiCl4。 ①装置C中盛装的试剂是___________，实验时应先点燃___________(填“A”或“D”)装置的酒精灯。 ②装置F的作用是：Ⅰ．吸收尾气；Ⅱ．___________。 (2)SiHCl3与过量H2制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置已略去)。 ①装置C中采用热水加热烧瓶的目的是___________。 ②装置D中在高温条件下发生反应的化学方程式为___________。 【答案】(1) 浓硫酸 A 防止空气中的水蒸气进入E(没有指明水不得分) (2) 使进入烧瓶的液态SiHCl3变为气体 SiHCl3＋H2Si＋3HCl 【解析】(1)SiCl4的制取原理为：先在装置A中利用MnO2与浓HCl加热反应生成Cl2：MnO2+4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+2H2O，然后通入装置B的饱和食盐水中除去HCl气体，再通入装置C的浓硫酸进行干燥，继续通入装置D中与粗硅反应生成SiCl4：Si+2Cl2SiCl4，将SiCl4气化后在装置E中冷却收集，剩余的尾气用碱石灰吸收，防止空气污染； (2)利用SiHCl3与过量H2制备纯硅的原理为：在装置A中用锌粒与稀硫酸反应制取H2：，再经过装置B中的浓硫酸干燥，先排除装置中的空气后，再在装置C中放下SiHCl3，水浴加热气化后将混合气体带入装置D的石英管中加热反应得到高纯硅：SiHCl3＋H2Si＋3HCl，最后进行尾气处理，据此分析解答。 (1)①装置C的作用为干燥Cl2，则装置C中盛装的试剂为：浓硫酸(浓H2SO4)；根据题意，SiCl4遇H2O会剧烈反应，则需要先点燃A装置的酒精灯，生成Cl2来排除装置中的空气，防止生成SiCl4遇到装置中的水蒸气发生反应； ②装置F中盛装的试剂为碱石灰，其作用为：Ⅰ．吸收尾气，防止污染空气；Ⅱ．由于SiCl4遇H2O会剧烈反应，因此该装置还有防止空气中的水蒸气进入装置E中与SiCl4反应。 (2)①因SiHCl3沸点31.5℃，且也能与H2O强烈反应，故装置C中采用热水加热烧瓶的目的为：使进入烧瓶的液态SiHCl3变为气体； ②根据分析，装置D中在高温条件下发生反应的化学方程式为：SiHCl3＋H2Si＋3HCl。 真题·实战演练 1．(2025·湖南卷，1，3分)材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是( ) A．高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件 B．金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层 C．超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料 D．超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉” 【答案】A 【解析】A项，金属材料包括纯金属及其合金，选项中的不锈钢是铁基合金，属于金属材料，A正确；B项，金刚石是碳的非金属形态，是无机非金属材料，B错误；C项，玄武岩纤维是由火山岩(主要成分为硅酸盐矿物)熔融制成的无机非金属材料，类似于玻璃纤维，不属于金属材料，C错误；D项，玻璃纤维的主要成分是二氧化硅等非金属氧化物，属于无机非金属材料，因此不属于金属材料，D错误；故选A。 2．(2025·河南卷，1，3分)活字印刷术极大地促进了世界文化的交流，推动了人类文明的进步。下列“活字”字坯的主要成分为硅酸盐的是( ) A．泥活字 B．木活字 C．铜活字 D．铅活字 【答案】A 【解析】A项，泥活字的主要材料是粘土，粘土的主要成分是硅酸盐，A正确；B项，木活字主要成分是纤维素，B错误；C项，铜活字是铜合金，主要成分是铜，C错误；D项，铅活字主要成分是铅，D错误；故选A。 3．(2025·陕晋宁青卷，1，3分)“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料属于金属材料的是( ) A．“C919”大飞机用的氮化硅涂层 B．“梦想”号钻探船钻头用的合金 C．“望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层 D．“雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜 【答案】B 【解析】A项，氮化硅涂层属于新型陶瓷材料，属于无机非金属材料，A不符合题意；B项，合金是金属与其他元素熔合而成的材料，属于金属材料，B符合题意；C项，聚酰亚胺是高分子有机材料，不属于金属材料，C不符合题意；D项，反渗透膜通常由高分子聚合物制成，属于有机材料，D不符合题意；故选B。 4．(2025·云南卷，1，3分))画中有“化”，多彩中华。下列叙述正确的是( ) A．岩彩壁画颜料所用贝壳粉，主要成分属于硅酸盐 B．油画颜料调和剂所用核桃油，属于有机高分子 C．竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁，耐酸、碱 D．水墨画墨汁的主要成分碳，常温不易被氧化 【答案】D 【解析】A项，贝壳粉的主要成分是碳酸钙，属于碳酸盐，A错误；B项，核桃油属于油脂，分子量较小，不属于有机高分子，B错误；C项，氧化铁(Fe2O3)能与酸反应，不耐酸，C错误；D项，碳在常温下化学性质稳定，不易被氧化，D正确；故选D。 5．(2025·甘肃卷，1，3分)下列爱国主义教育基地的藏品中，主要成分属于无机非金属材料的是( ) A．劳动英雄模范碑(南梁革命纪念馆藏) B．红军党员登记表(红军长征胜利纪念馆藏) C．陕甘红军兵工厂铁工具(甘肃省博物馆藏) D．谢觉哉使用过的皮箱(八路军兰州办事处纪念馆藏) 【答案】A 【解析】A项，劳动英雄模范碑通常由石材或混凝土制成，属于无机非金属材料(如硅酸盐类)，A符合题意；B项，红军党员登记表为纸质材料，主要成分是纤维素(有机高分子材料)，B不符合题意；C项，铁工具由金属铁制成，属于金属材料，C不符合题意；D项，皮箱由皮革(动物蛋白质加工而成，属于有机材料)制成，D不符合题意；故选A。 6．(2024·天津卷，4，3分)我国学者在碳化硅(SiC)表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是( ) A．SiC是离子化合物 B．SiC晶体的熔点高、硬度大 C．核素14C的质子数为8 D．石墨烯属于烯烃 【答案】B 【解析】A项，SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，A错误；B项，SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，熔点高、硬度大，B正确；C项，C元素为6号元素，故核素14C的质子数为6，C错误；D项，石墨烯是碳元素构成的单质，不属于烯烃，D错误；故选B。 7．(2024·江西卷，1，3分)景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是( ) A．青蓝色是由于生成了单质钴 B．表面的釉属于有机高分子膜 C．主要成分为铝硅酸盐 D．铁元素的存在形式只有Fe2O3 【答案】C 【解析】A项，青花瓷上的蓝色花纹是由于使用了含有氧化钴的“青料”绘制而成，与单质钴无直接关系，A错误；B项，釉是一种覆盖在陶瓷表面的物质，通常由无机物质组成，如硅酸盐、氧化物等，B错误；C项，青花瓷是一种釉面瓷，其材质属于无机非金属材料，主要成分为铝硅酸盐，C正确；D项，青花瓷呈现青蓝色，不能确定铁元素的具体存在形式，Fe2O3呈红色，D错误；故选C。 8．(2024·天津卷，1，3分)关于天津博物馆典藏文物的相关化学知识，判断错误的是( ) A．太保鼎(西周)的材质是青铜，青铜属于合金 B．《雪景寒林图》(北宋)的材质是绢(蚕丝织品)，绢属于天然高分子制品 C．白釉龙柄联腹传瓶(隋)，其材质是陶瓷，陶瓷属于无机非金属材料 D．乾隆款珐琅彩芍药雉鸡图玉壶春瓶(清)，其珐琅彩由矿物颜料经高温烧制而成，该颜料属于有机化合物 【答案】D 【解析】A项，青铜是铜锡合金，属于合金，A正确；B项，绢(蚕丝织品)属于蛋白质，绢属于天然有机高分子，B正确；C项，陶瓷是硅酸盐产品，属于无机非金属材料，C正确；D项，珐琅彩由矿物颜料经高温烧制而成，属于无机化合物，D错误；故选D。 9．(2024·广东卷，3，2分)嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是( ) A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料 B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金 C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为 D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质子数为55 【答案】C 【解析】A项，制作日晷圆盘的石材主要为大理石，属于无机非金属材料，A正确；B项，由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物称为合金，机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金，B正确；C项，基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiO2，C错误；D项，目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质量数为135，质子数为55，D正确；故选C。 10．(2024·山东卷，14，4分) (双选)钧瓷是宋代五大名瓷之一，其中红色钩瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质，取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管，进行如下实验。下列说法正确的是( ) 实验操作及现象 试管甲 滴加过量0.3mol·L-1HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色；倾掉溶液，滴加浓硝酸，沉淀逐渐消失 试管乙 滴加过量6mol·L-1氨水并充分振荡，沉淀逐渐溶解，溶液颜色为无色；静置一段时间后，溶液颜色变为深蓝色 A．试管甲中新生成的沉淀为金属Cu B．试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性 C．试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物 D．上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物 【答案】AC 【解析】A项，Cu2O中滴加过量0.3mol·L-1HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色，说明Cu2O转化成Cu2+，Cu元素的化合价由+1价升至+2价，根据氧化还原反应的特点知，Cu元素的化合价还有由+1价降至0价，新生成的沉淀为金属Cu，A项正确；B项，Cu2O与0.3mol·L-1HNO3发生的反应为Cu2O+2HNO3=Cu(NO3)2+Cu+H2O，该过程中HNO3表现酸性，后滴加浓硝酸发生的反应为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，该过程中HNO3变现氧化性和酸性，B项错误；C项，Cu2O中滴加过量6mol/L氨水充分振荡，沉淀逐渐溶解得到无色溶液，静置一段时间无色溶液变为深蓝色，说明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物易被空气中的O2氧化成深蓝色[Cu(NH3)4]2+，C项正确；D项，既能与酸反应生成盐和水、又能与碱反应生成盐和水的氧化物为两性氧化物，Cu2O溶于6mol/L氨水形成的是配合物，Cu2O不属于两性氧化物、是碱性氧化物，D项错误；故选AC。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $