专题04 碳、硅及其重要化合物（知识清单）（全国通用）2027年高考化学一轮复习讲练测

专题04 碳、硅及其重要化合物 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 目录导航 01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架，搭建知识体系 02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，突破重点难点 考点01 碳及其化合物 考点02 硅及其化合物 考点03 无机非金属材料 03素养进阶·答题技法突破——提炼解题范式，提升答题素养 ▶技法提炼·审题点拨 技法点拨01 金属离子与酸式碳酸盐反应的归纳 ▶易错剖析·避坑攻略 易错剖析01 CO2性质易错点 易错剖析02 硅及其化合物易混易错点 易错剖析03 无机非金属材料易混易错点 04优题精练·专题实战通关——精选优质试题，强化实战应用 知识脑图·核心脉络搭建 考点深研·知能分层突破 考点01 碳及其化合物 基础梳理・自主夯基——核心背记 1．碳单质 (1)存在形式：有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为______________。 ①金刚石：_______空间网状结构。 物理性质：熔点_____，硬度_____，_____导电。 ②石墨：层状结构，每层为_______的平面网状结构。 物理性质：熔点_____，硬度_____，_____导电，具有润滑性。 ③足球烯（C60）：笼状分子，由正五边形和正六边形排列而成。不导电。 (2)主要化学性质——还原性 可燃性 2C＋O2(不足)2CO、C＋O2(足量)CO2 与氧化物反应 CuO：___________________________________(冶炼金属)； SiO2：___________________________________(制取粗硅)； H2O：___________________________________(制取水煤气) 与强氧化性酸反应 浓H2SO4：__________________________________________； 浓HNO3：__________________________________________。 2．CO、CO2的性质对比 CO CO2 物理性质 无色无味气体，密度比空气小，难溶于水 无色无味气体，密度比空气大，可溶于水 毒性 有毒(易结合血红蛋白) 无毒(温室效应) 化学性质 还原性 可燃性：____________________ 还原氧化铁：_______________ ____________________________ 无(灭火) 氧化性 ①与炽热炭反应：______________ ②Mg在CO2中燃烧： ____________________________ 与水反应 无 ____________________________ 与碱反应 无 ____________________________ 相互转化 CO2CO 用途 燃料、冶炼金属 灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等 重难突破・考向深研——要点提炼 考点02 硅及其化合物 基础梳理・自主夯基——核心背记 1．硅单质 硅元素在自然界中主要以_______和_______等化合态的形式存在于地壳中。 (1)物理性质 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔沸点_____、硬度_____，导电能力介于______________之间，是良好的_______材料。 (2)化学性质 硅与强碱溶液生成氢气：___________________________________。 (3)用途：良好的_______材料、太阳能电池、计算机芯片等。 2．高纯硅的制备 工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅，原理图示如下： 涉及的主要化学反应： (a)____________________________ (b)____________________________ (c)____________________________ 3．二氧化硅 (1)SiO2的存在：石英砂、水晶、玛瑙的主要成分。 (2)物理性质：______溶于水，硬度______，熔点______。 (3)化学性质： ①酸性氧化物：___________________________________。 ②高温下，Na2CO3、CaCO3与SiO2反应制玻璃： __________________________________________、__________________________________________。 ③与氢氟酸反应(特殊)：___________________________________。 (4)用途：光导纤维、光学仪器、电子器件等。 4．硅酸 (1)硅酸是_______于水的弱酸。酸性比碳酸_______。 (2)硅酸不稳定，受热易分解：____________________________。 (3)用途：硅胶可用于催化剂载体和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂。 5．硅酸盐 (1)硅酸盐是由硅、氧与其他化学元素结合而成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠 ①白色、可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与酸性比硅酸强的酸反应 a．与盐酸反应：___________________________________。 b．与CO2水溶液反应：___________________________________。 ③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．碳、硅的特殊性 (1)金刚石、硅、碳化硅的都属于共价晶体。可以通过比较它们的共价键的键长来比较熔、沸点的高低，键长越短，原子结合得越牢固，熔、沸点就越高。熔、沸点：金刚石＞SiC＞Si。 (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)一般情况下，较强氧化剂＋较强还原剂―→较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却能还原出比它更强的还原剂：SiO2＋2CSi＋2CO↑；2FeO＋C2Fe＋CO2↑(利用勒夏特列原理可以解释)。 (4)硅为非金属单质，可以和强碱反应得到H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (5)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，而Si却能与HF发生反应：Si＋4HF ===SiF4↑＋2H2↑。。 (6)一般情况下，只有非常活泼的金属(Na、K等)才能够置换出水中的氢，但碳单质却能与水蒸气反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。 考点03 无机非金属材料 基础梳理・自主夯基——核心背记 1．硅酸盐材料 (1)传统无机非金属材料包括_______、_______、_______等硅酸盐材料。 (2)常见硅酸盐材料比较 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 玻璃生产发生的主要反应： ①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ ②SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑ (3)硅酸盐组成的表示方法： 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。 ①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。 ②各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。 如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为______________，长石(KAlSi3O8)可表示为______________。 ③氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。 2．新型陶瓷的种类与用途 (1)高温结构陶瓷：耐高温、耐热震性、抗腐蚀和抗氧化等特性。如SiC、Si3N4等。 (2)压电陶瓷：对外力极其敏感，可将微弱的机械振动转化成电信号。如钛酸盐和锆酸盐等。 (3)透明陶瓷：具有良好的光学性能、耐高温和绝缘性好。如Al2O3、AlN、CaF2等。 (4)超导陶瓷：临界温度下具有超电性能。 3．碳纳米材料 (1)碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。 (2)用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 材料类型 性能 用途 碳纳米管 比表面积大，强度高，优良的电学性能 生产复合材料、电池和传感器等 石墨烯 电阻率低，热导率高，具有很高的强度 用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等 重难突破・考向深研——要点提炼 1．含硅物质在生活中对应的产品 2．材料的分类及各类材料的典例 素养进阶·答题技法突破 技法提炼・审题点拨——技巧总结 【技法点拨01】金属离子与酸式碳酸盐反应的归纳 类型1：金属离子M2＋与HCO反应生成碳酸盐MCO3沉淀、CO2气体和水。二价离子M2＋主要有：Ca2＋(浓度大)、Fe2＋、Mn2＋、Ni2＋、Co2＋等。 类型2：金属离子Al3＋、Fe3＋与HCO相互促进水解反应生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀和CO2气体。 Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑ Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑ 类型3：金属离子M2＋与HCO反应生成碱式碳酸盐 M2(OH)2CO3沉淀或带结晶水的碱式碳酸盐沉淀[如：ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]和CO2气体。二价离子M2＋主要有：Cu2＋、Zn2＋等。 易错剖析・避坑攻略——易错归纳 【易错点01】CO2性质易错点 (1)向BaCl2或CaCl2溶液中通入CO2气体，由于盐酸的酸性比碳酸的强，不会产生BaCO3或CaCO3沉淀。 (2)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； (3)CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生。 【易错点02】硅及其化合物易混易错点 (1)氢氟酸不能用玻璃试剂瓶保存，氢氟酸能腐蚀玻璃，可用于玻璃制品蚀刻花纹。 (2)强碱溶液不能用玻璃塞试剂瓶保存，应用橡胶塞。 (3)水玻璃在空气中变质生成沉淀。 (4)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。 (5)用石英砂和焦炭制备粗硅的反应必须要隔绝空气在电炉中进行，得到的氧化产物是CO而不是CO2。 (6)硅与碱溶液反应时，硅为还原剂，H2O为氧化剂。 Si＋2NaOH＋4H2O===Na2SiO3＋2H2↑＋3H2O。 (7)SiO2虽然即能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物。 (8)酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸，SiO2虽然是H2SiO3的酸酐，但它不与水反应，不能直接与水作用制备H2SiO3。 (9)不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。 【易错点03】无机非金属材料易混易错点 (1)玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。 (2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶。 (3)硅酸盐大多难溶于水，常见的可溶性硅酸盐是硅酸钠，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，与玻璃成分不同，水玻璃又称泡花碱，但它却是盐溶液，而不是碱溶液。 (4)除玻璃、水泥、陶瓷等传统无机非金属材料外，其他无机非金属材料大多是新型无机非金属材料。 (5)新型陶瓷不同于传统陶瓷，高温结构陶瓷、压电陶瓷、超导陶瓷、透明陶瓷等都属于新型无机非金属材料。 (6)陶瓷以黏土为主要原料，玻璃以石灰石、纯碱、石英为主要原料，水泥以石灰石和黏土为主要原料。 (7)碳纳米材料不是胶体，只有分散到合适的分散剂中才能形成胶体。 优题精练·专题实战通关 1．（2025·山东济宁·三模）中华传统文化博大精深，蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是 A．《易经》记载的“泽中有火”“上火下泽”涉及烃类的燃烧 B．“定州花瓷瓯，颜色天下白”，定窑烧制的白瓷（主要成分为xK2O·yAl2O3·2SiO2）属于金属材料 C．北宋汝窑瓷器是以黏土为主要原料，经高温烧结而成 D．“榆荚只能随柳絮，等闲撩乱走空园”，其中的柳絮富含糖类 2．（25-26高三上·广东珠海·阶段检测）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，主要由无机非金属材料制成的是 A．洛神赋图 B．三彩载乐骆驼俑 C．木雕双头镇墓兽 D．三星堆青铜神树 3．（2026·安徽滁州·模拟预测）化学工业是国民经济的支柱产业，下列有关物质的工业制备反应原理正确的是 A．工业制硫酸过程中合成： B．电子工业制粗硅： C．侯氏制碱法： D．高炉炼铁： 4．（2026·云南保山·模拟预测）下列关于材料的说法正确的是 A．铝合金、光导纤维都属于新型无机非金属材料 B．有机玻璃、天然橡胶是有机高分子材料 C．具有网状结构的酚醛树脂可溶于酒精 D．玻璃、水泥、新型陶瓷都属于硅酸盐产品 5．（2025·贵州毕节·一模）化学推动科技进步和社会发展。下列说法错误的是 A．单轨列车车窗使用的钢化玻璃属于合金 B．防弹衣上使用的聚乙烯属于通用高分子材料 C．东风导弹隔热材料使用的二氧化硅属于酸性氧化物 D．电子对抗车辆上使用的半导体材料氮化镓属于新型无机非金属材料 6．（2026·福建·模拟预测）中国传统色凝脂为温润的乳白色，常见于德化白瓷、羊脂白玉、珍珠粉、肌肤凝脂质感，无额外添加白色颜料。下列说法正确的是 A．烧制德化白瓷，应选用Fe2O3含量较高的泥料 B．羊脂白玉［］属于无机非金属材料 C．珍珠粉的成分是碳酸钙，由于难溶于水，应属于弱电解质 D．肌肤表层的皮脂膜含有油脂，油脂属于有机高分子化合物 7．（2026·浙江温州·模拟预测）高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术领域，工业制备高纯硅的原理如下： 下列说法正确的是 A．石英砂主要成分为二氧化硅，属于酸性氧化物，可与水反应生成胶状硅酸用作干燥剂 B．步骤①反应生成的气体产物直接通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊 C．步骤③中，反应后的尾气经分离提纯后可循环用于步骤② D．步骤③每生成1 mol高纯硅，转移2 mol电子 8．（2026·陕西榆林·模拟预测）已知、、、四种短周期主族元素的原子序数依次增大。基态原子的价电子中有3个未成对电子，与相邻，、的核电荷数之比为，基态原子的价电子中s能级和p能级的电子数相等。下列说法错误的是 A．元素电负性：X＞Y＞M＞Z B．和的简单氢化物中两中心原子均采取杂化 C．1 mol单质分别与足量、的单质反应转移的电子数目相同 D．是一种新型陶瓷材料 9．（2026·湖北孝感·二模）X与Y为短周期同主族元素形成的单质，T是一种常见的温室气体。相关物质转化关系如图所示，下列叙述正确的是 A．高纯度的M可以用于制造太阳能电池 B．常温下Y与盐酸会剧烈反应，放出大量H2 C．相同物质的量的晶体M和晶体Y所含σ键数目均为2NA D．设计Y→Q→Y的过程是为了提纯 10．（2026·吉林长春·模拟预测）中华传统文化博大精深，蕴含着丰富的化学知识，下列说法正确的是 A．名画《千里江山图》中青绿色的颜料绿松石是无机盐 B．《本草衍义》中“磁石，色轻紫，石上破涩，可吸连针铁”，“磁石”指氧化铁 C．定窑烧制出的“明如镜，薄如纸，声如磬”的瓷器，其主要原料为硅单质 D．谚语“水滴石穿，绳锯木断”不包含化学变化 11．（2025·贵州毕节·一模）一种以四水合乙酸钴作催化剂，通过碳热还原法制备SiC的工艺如图所示。已知SiC在常温下不与氢氟酸反应，高温下能与氧气反应生成和。下列说法错误的是 A．SiC晶体为共价晶体 B．“碳化”过程中Ar作保护气 C．“碳热还原”过程中产生的主要气体为 D．“酸洗”步骤中可使用氢氟酸 12．（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 $专题04 碳、硅及其重要化合物 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 目录导航 01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架，搭建知识体系 02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，突破重点难点 考点01 碳及其化合物 考点02 硅及其化合物 考点03 无机非金属材料 03素养进阶·答题技法突破——提炼解题范式，提升答题素养 ▶技法提炼·审题点拨 技法点拨01 金属离子与酸式碳酸盐反应的归纳 ▶易错剖析·避坑攻略 易错剖析01 CO2性质易错点 易错剖析02 硅及其化合物易混易错点 易错剖析03 无机非金属材料易混易错点 04优题精练·专题实战通关——精选优质试题，强化实战应用 知识脑图·核心脉络搭建 考点深研·知能分层突破 考点01 碳及其化合物 基础梳理・自主夯基——核心背记 1．碳单质 (1)存在形式：有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。 ①金刚石：正四面体空间网状结构。 物理性质：熔点高，硬度大，不导电。 ②石墨：层状结构，每层为正六边形的平面网状结构。 物理性质：熔点高，硬度小，能导电，具有润滑性。 ③足球烯（C60）：笼状分子，由正五边形和正六边形排列而成。不导电。 (2)主要化学性质——还原性 可燃性 2C＋O2(不足)2CO、C＋O2(足量)CO2 与氧化物反应 CuO：C＋2CuO2Cu＋CO2↑(冶炼金属)； SiO2：2C＋SiO2Si＋2CO↑(制取粗硅)； H2O：C＋H2O(g)H2＋CO (制取水煤气) 与强氧化性酸反应 浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O； 浓HNO3：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 2．CO、CO2的性质对比 CO CO2 物理性质 无色无味气体，密度比空气小，难溶于水 无色无味气体，密度比空气大，可溶于水 毒性 有毒(易结合血红蛋白) 无毒(温室效应) 化学性质 还原性 可燃性：2CO+O22CO2 还原氧化铁：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 无(灭火) 氧化性 ①与炽热炭反应：CO2+C2CO ②Mg在CO2中燃烧： CO2+2Mg2MgO+C 与水反应 无 CO2＋H2OH2CO3 与碱反应 无 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O 相互转化 CO2CO 用途 燃料、冶炼金属 灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等 重难突破・考向深研——要点提炼 考点02 硅及其化合物 基础梳理・自主夯基——核心背记 1．硅单质 硅元素在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐等化合态的形式存在于地壳中。 (1)物理性质 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔沸点高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 (2)化学性质 硅与强碱溶液生成氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (3)用途：良好的半导体材料、太阳能电池、计算机芯片等。 2．高纯硅的制备 工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅，原理图示如下： 涉及的主要化学反应： (a)SiO2＋2CSi＋2CO↑ (b)Si＋3HClSiHCl3＋H2 (c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl 3．二氧化硅 (1)SiO2的存在：石英砂、水晶、玛瑙的主要成分。 (2)物理性质：难溶于水，硬度大，熔点高。 (3)化学性质： ①酸性氧化物：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。 ②高温下，Na2CO3、CaCO3与SiO2反应制玻璃： Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 ③与氢氟酸反应(特殊)：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 (4)用途：光导纤维、光学仪器、电子器件等。 4．硅酸 (1)硅酸是难溶于水的弱酸。酸性比碳酸弱。 (2)硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2+H2O。 (3)用途：硅胶可用于催化剂载体和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂。 5．硅酸盐 (1)硅酸盐是由硅、氧与其他化学元素结合而成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠 ①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与酸性比硅酸强的酸反应 a．与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。 b．与CO2水溶液反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 ③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 重难突破・考向深研——要点提炼 1．碳、硅的特殊性 (1)金刚石、硅、碳化硅的都属于共价晶体。可以通过比较它们的共价键的键长来比较熔、沸点的高低，键长越短，原子结合得越牢固，熔、沸点就越高。熔、沸点：金刚石＞SiC＞Si。 (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)一般情况下，较强氧化剂＋较强还原剂―→较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却能还原出比它更强的还原剂：SiO2＋2CSi＋2CO↑；2FeO＋C2Fe＋CO2↑(利用勒夏特列原理可以解释)。 (4)硅为非金属单质，可以和强碱反应得到H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (5)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，而Si却能与HF发生反应：Si＋4HF ===SiF4↑＋2H2↑。。 (6)一般情况下，只有非常活泼的金属(Na、K等)才能够置换出水中的氢，但碳单质却能与水蒸气反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。 考点03 无机非金属材料 基础梳理・自主夯基——核心背记 1．硅酸盐材料 (1)传统无机非金属材料包括水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 (2)常见硅酸盐材料比较 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 玻璃生产发生的主要反应： ①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ ②SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑ (3)硅酸盐组成的表示方法： 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。 ①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。 ②各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。 如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。 ③氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。 2．新型陶瓷的种类与用途 (1)高温结构陶瓷：耐高温、耐热震性、抗腐蚀和抗氧化等特性。如SiC、Si3N4等。 (2)压电陶瓷：对外力极其敏感，可将微弱的机械振动转化成电信号。如钛酸盐和锆酸盐等。 (3)透明陶瓷：具有良好的光学性能、耐高温和绝缘性好。如Al2O3、AlN、CaF2等。 (4)超导陶瓷：临界温度下具有超电性能。 3．碳纳米材料 (1)碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。 (2)用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 材料类型 性能 用途 碳纳米管 比表面积大，强度高，优良的电学性能 生产复合材料、电池和传感器等 石墨烯 电阻率低，热导率高，具有很高的强度 用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等 重难突破・考向深研——要点提炼 1．含硅物质在生活中对应的产品 2．材料的分类及各类材料的典例 素养进阶·答题技法突破 技法提炼・审题点拨——技巧总结 【技法点拨01】金属离子与酸式碳酸盐反应的归纳 类型1：金属离子M2＋与HCO反应生成碳酸盐MCO3沉淀、CO2气体和水。二价离子M2＋主要有：Ca2＋(浓度大)、Fe2＋、Mn2＋、Ni2＋、Co2＋等。 类型2：金属离子Al3＋、Fe3＋与HCO相互促进水解反应生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀和CO2气体。 Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑ Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑ 类型3：金属离子M2＋与HCO反应生成碱式碳酸盐 M2(OH)2CO3沉淀或带结晶水的碱式碳酸盐沉淀[如：ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]和CO2气体。二价离子M2＋主要有：Cu2＋、Zn2＋等。 易错剖析・避坑攻略——易错归纳 【易错点01】CO2性质易错点 (1)向BaCl2或CaCl2溶液中通入CO2气体，由于盐酸的酸性比碳酸的强，不会产生BaCO3或CaCO3沉淀。 (2)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； (3)CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生。 【易错点02】硅及其化合物易混易错点 (1)氢氟酸不能用玻璃试剂瓶保存，氢氟酸能腐蚀玻璃，可用于玻璃制品蚀刻花纹。 (2)强碱溶液不能用玻璃塞试剂瓶保存，应用橡胶塞。 (3)水玻璃在空气中变质生成沉淀。 (4)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。 (5)用石英砂和焦炭制备粗硅的反应必须要隔绝空气在电炉中进行，得到的氧化产物是CO而不是CO2。 (6)硅与碱溶液反应时，硅为还原剂，H2O为氧化剂。 Si＋2NaOH＋4H2O===Na2SiO3＋2H2↑＋3H2O。 (7)SiO2虽然即能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物。 (8)酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸，SiO2虽然是H2SiO3的酸酐，但它不与水反应，不能直接与水作用制备H2SiO3。 (9)不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。 【易错点03】无机非金属材料易混易错点 (1)玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。 (2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶。 (3)硅酸盐大多难溶于水，常见的可溶性硅酸盐是硅酸钠，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，与玻璃成分不同，水玻璃又称泡花碱，但它却是盐溶液，而不是碱溶液。 (4)除玻璃、水泥、陶瓷等传统无机非金属材料外，其他无机非金属材料大多是新型无机非金属材料。 (5)新型陶瓷不同于传统陶瓷，高温结构陶瓷、压电陶瓷、超导陶瓷、透明陶瓷等都属于新型无机非金属材料。 (6)陶瓷以黏土为主要原料，玻璃以石灰石、纯碱、石英为主要原料，水泥以石灰石和黏土为主要原料。 (7)碳纳米材料不是胶体，只有分散到合适的分散剂中才能形成胶体。 优题精练·专题实战通关 1．（2025·山东济宁·三模）中华传统文化博大精深，蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是 A．《易经》记载的“泽中有火”“上火下泽”涉及烃类的燃烧 B．“定州花瓷瓯，颜色天下白”，定窑烧制的白瓷（主要成分为xK2O·yAl2O3·2SiO2）属于金属材料 C．北宋汝窑瓷器是以黏土为主要原料，经高温烧结而成 D．“榆荚只能随柳絮，等闲撩乱走空园”，其中的柳絮富含糖类 【答案】B 【解析】A．“泽中有火”描述的是沼泽中沼气（主要成分为甲烷，属于烃类）的燃烧现象，A正确； B．白瓷属于硅酸盐制品，是无机非金属材料，不属于金属材料，B错误； C．瓷器属于传统硅酸盐材料，以黏土为主要原料，经高温烧结发生复杂物理化学变化制得，C正确； D．柳絮的主要成分为纤维素，纤维素属于多糖，属于糖类物质，D正确； 故答案为B。 2．（25-26高三上·广东珠海·阶段检测）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，主要由无机非金属材料制成的是 A．洛神赋图 B．三彩载乐骆驼俑 C．木雕双头镇墓兽 D．三星堆青铜神树 【答案】B 【解析】A．洛神赋图所用的纸张主要材质为纸张，主要成分为纤维素，属于有机高分子材料，A不符合题意； B．三彩载乐骆驼俑属于陶瓷制品，主要成分为硅酸盐，属于无机非金属材料，B符合题意； C．木雕双头镇墓兽的主要材质为木材，主要成分为纤维素，属于有机高分子材料，C不符合题意； D．三星堆青铜神树的材质为青铜合金，属于金属材料，D不符合题意； 故选B。 3．（2026·安徽滁州·模拟预测）化学工业是国民经济的支柱产业，下列有关物质的工业制备反应原理正确的是 A．工业制硫酸过程中合成： B．电子工业制粗硅： C．侯氏制碱法： D．高炉炼铁： 【答案】B 【解析】A．工业制备时，常压下的转化率已经较高，高压会大幅增加生产成本，实际采用常压而非高压，正确反应原理：，A错误； B．电子工业制粗硅的原理是高温下焦炭还原，生成粗硅和，反应原理正确，B正确； C．侯氏制碱法中首先析出的是沉淀，受热分解才能得到，正确反应原理：，C错误； D．高炉炼铁的还原剂为，不是，正确反应原理：，D错误； 故选B。 4．（2026·云南保山·模拟预测）下列关于材料的说法正确的是 A．铝合金、光导纤维都属于新型无机非金属材料 B．有机玻璃、天然橡胶是有机高分子材料 C．具有网状结构的酚醛树脂可溶于酒精 D．玻璃、水泥、新型陶瓷都属于硅酸盐产品 【答案】B 【解析】A．铝合金属于金属材料，不属于新型无机非金属材料，A错误； B．有机玻璃、天然橡胶都是聚合物，属于有机高分子材料，B正确； C．具有网状结构的酚醛树脂难溶于有机溶剂，具有线性结构的酚醛树脂可溶于酒精，C错误； D．新型陶瓷属于新型无机非金属材料，不属于硅酸盐产品，D错误； 故答案为B。 5．（2025·贵州毕节·一模）化学推动科技进步和社会发展。下列说法错误的是 A．单轨列车车窗使用的钢化玻璃属于合金 B．防弹衣上使用的聚乙烯属于通用高分子材料 C．东风导弹隔热材料使用的二氧化硅属于酸性氧化物 D．电子对抗车辆上使用的半导体材料氮化镓属于新型无机非金属材料 【答案】A 【解析】A．合金需含金属元素，钢化玻璃本质是硅酸盐玻璃，属于无机非金属材料，A错误； B．聚乙烯（PE）是常见塑料，属于通用高分子材料，B正确； C．酸性氧化物指与碱反应只生成对应的盐和水的氧化物，符合此性质（如与NaOH反应生成硅酸钠和水），C正确； D．氮化镓（GaN）是第三代半导体材料，具有耐高温、高硬度等特性，属于新型无机非金属材料，D正确； 故选A。 6．（2026·福建·模拟预测）中国传统色凝脂为温润的乳白色，常见于德化白瓷、羊脂白玉、珍珠粉、肌肤凝脂质感，无额外添加白色颜料。下列说法正确的是 A．烧制德化白瓷，应选用Fe2O3含量较高的泥料 B．羊脂白玉［］属于无机非金属材料 C．珍珠粉的成分是碳酸钙，由于难溶于水，应属于弱电解质 D．肌肤表层的皮脂膜含有油脂，油脂属于有机高分子化合物 【答案】B 【解析】A．为红棕色物质，若泥料中含量较高，烧制出的瓷器会偏红棕色，无法得到乳白色的德化白瓷，A错误； B．羊脂白玉的主要成分为硅酸盐，硅酸盐属于无机非金属材料，B正确； C．电解质强弱的划分依据是电离程度，碳酸钙虽然难溶于水，但溶解的部分能完全电离，属于强电解质，电解质强弱与溶解度无关，C错误； D．有机高分子化合物的相对分子质量通常在以上，油脂相对分子质量仅为几百，不属于有机高分子化合物，D错误； 故答案为B。 7．（2026·浙江温州·模拟预测）高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术领域，工业制备高纯硅的原理如下： 下列说法正确的是 A．石英砂主要成分为二氧化硅，属于酸性氧化物，可与水反应生成胶状硅酸用作干燥剂 B．步骤①反应生成的气体产物直接通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊 C．步骤③中，反应后的尾气经分离提纯后可循环用于步骤② D．步骤③每生成1 mol高纯硅，转移2 mol电子 【答案】C 【解析】A．石英砂的主要成分是，二氧化硅不能与水反应生成胶状硅酸，A错误； B．步骤①反应为，CO不能使澄清石灰水变浑浊，B错误； C．步骤③与氢气发生反应，反应方程式为，生成的HCl可在步骤②中重复利用，C正确； D．反应③中，中从价降为高纯硅的价，每生成，得到电子，即总转移电子，不是，D错误； 故选C。 8．（2026·陕西榆林·模拟预测）已知、、、四种短周期主族元素的原子序数依次增大。基态原子的价电子中有3个未成对电子，与相邻，、的核电荷数之比为，基态原子的价电子中s能级和p能级的电子数相等。下列说法错误的是 A．元素电负性：X＞Y＞M＞Z B．和的简单氢化物中两中心原子均采取杂化 C．1 mol单质分别与足量、的单质反应转移的电子数目相同 D．是一种新型陶瓷材料 【答案】A 【分析】X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，基态X原子价电子中有3个未成对电子，X为N；Y与X相邻且原子序数更大，Y为O；Y、Z核电荷数之比为2:3，Z核电荷数为12，即Mg；基态M原子价电子中s和p能级电子数相等，价电子排布为，M为Si，据此解答； 【解析】A．同周期主族元素电负性从左到右递增，同主族从上到下递减，电负性顺序为，即Y＞X＞M＞Z，A错误； B．X的简单氢化物为，中心N原子的价层电子对数为4，采取杂化；Y的简单氢化物为，中心O原子的价层电子对数为4，采取杂化，B正确； C．1 mol Mg分别与足量、反应，产物中Mg均为+2价，1 mol Mg均转移2 mol电子，转移电子数相同，C正确； D．是耐高温的新型结构陶瓷材料，D正确； 故选A。 9．（2026·湖北孝感·二模）X与Y为短周期同主族元素形成的单质，T是一种常见的温室气体。相关物质转化关系如图所示，下列叙述正确的是 A．高纯度的M可以用于制造太阳能电池 B．常温下Y与盐酸会剧烈反应，放出大量H2 C．相同物质的量的晶体M和晶体Y所含σ键数目均为2NA D．设计Y→Q→Y的过程是为了提纯 【答案】D 【分析】由题干易推理M、X、Y、Z、Q、T分别为SiO2、C、Si、CO、SiHCl3、CO2，依次解题； 【解析】A．Si可以用于制造太阳能电池，SiO2做光导纤维，A错误； B．Si与HCl反应的温度为300℃，常温不反应，B错误； C．1mol晶体Si中含有2NA个σ键，而1mol晶体SiO2中含有4NA个σ键，因此相同物质的量的晶体M和晶体Y所含σ键数目不相同，C错误； D．设计Y→Q→Y的过程是为了提纯Si，D正确； 故答案为D。 10．（2026·吉林长春·模拟预测）中华传统文化博大精深，蕴含着丰富的化学知识，下列说法正确的是 A．名画《千里江山图》中青绿色的颜料绿松石是无机盐 B．《本草衍义》中“磁石，色轻紫，石上破涩，可吸连针铁”，“磁石”指氧化铁 C．定窑烧制出的“明如镜，薄如纸，声如磬”的瓷器，其主要原料为硅单质 D．谚语“水滴石穿，绳锯木断”不包含化学变化 【答案】A 【解析】A．绿松石是由金属阳离子和磷酸根离子、氢氧根构成，属于带结晶水的碱式无机盐，A正确； B．“磁石”能吸引铁，主要成分是四氧化三铁，氧化铁无磁性，不是磁石的主要成分，B错误； C．瓷器的主要原料是黏土，主要成分是硅酸盐，不是硅单质，C错误； D．水滴石穿过程中，水中溶解的二氧化碳和碳酸钙、水反应生成可溶性碳酸氢钙，有新物质生成，包含化学变化，D错误； 故选A。 11．（2025·贵州毕节·一模）一种以四水合乙酸钴作催化剂，通过碳热还原法制备SiC的工艺如图所示。已知SiC在常温下不与氢氟酸反应，高温下能与氧气反应生成和。下列说法错误的是 A．SiC晶体为共价晶体 B．“碳化”过程中Ar作保护气 C．“碳热还原”过程中产生的主要气体为 D．“酸洗”步骤中可使用氢氟酸 【答案】C 【分析】将四水合乙酸钴、蔗糖和水在60℃下混合搅拌溶解，再加入二氧化硅粉末进行球磨并在90℃下干燥24小时，得到均匀的固体混合物；接着在氩气保护下于800℃完成碳化；随后在1400℃、低压氩气氛围中进行碳热还原，碳将二氧化硅还原为碳化硅；之后在700℃下加热脱除残留的碳，并研磨细化颗粒；最后在25℃下用HF酸浸泡10小时，除去未反应的二氧化硅等杂质，最终得到碳化硅粉末，据此作答。 【解析】A．SiC晶体中Si和C通过共价键结合形成空间网状结构，属于共价晶体，A正确； B．“碳化”过程在800℃高温下进行，Ar为惰性气体，可防止反应物被氧化，作保护气，B正确； C．碳热还原是SiO2与碳反应生成SiC，反应方程式为，主要气体产物为CO而非CO2，C错误； D．SiC常温下不与氢氟酸反应，酸洗可使用氢氟酸除去残留的SiO2等杂质，D正确； 故答案选C。 12．（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 【解析】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。 $