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

**基本信息** 本专项以碳、硅元素及其化合物为核心，按考向系统覆盖单质性质、制备、化合物应用及材料分类，通过基础、重难、真题三级演练，构建“结构-性质-用途”逻辑链条，强化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|7考向（硅单质到无机非金属材料）|选择、填空为主，结合生活情境与简单流程|从硅/碳单质性质切入，逐步延伸至氧化物、盐类及材料，体现元素化合物递变规律| |重难·创新演练|10题（含流程题、综合题）|工业流程、物质转化分析，融合跨模块知识|通过复杂情境考查反应原理与物质分离，强化科学探究与实践能力| |真题·实战演练|5题（高考真题）|真实情境问题解决，聚焦高频考点|对接高考命题趋势，突出知识应用与科学态度责任|

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 考向01 考查硅单质的性质及用途 考向02 考查硅的制备 考向03 考查二氧化硅的性质及用途 考向04 考查硅酸盐的性质 考向05 考查碳单质 考向06 考查碳酸盐、碳酸氢盐 考向07 考查无机非金属材料 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查硅单质的性质及用途 1．【硅的物理性质与用途】（2022·北京海淀·三模）化学与生产、生活、科技等密切相关，下列说法正确的是 A．“真金不怕火炼”是指真金的熔点高 B．“华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅 C．“釜底抽薪”是利用了除去氧化还原反应中还原剂的原理 D．“百炼成钢”的化学含义是使用氧化剂提高生铁中碳的含量 2．【硅的物理性质与用途、二氧化硅的用途】（25-26高三下·北京顺义·阶段训练）阅读短文，回答问题。 硅元素在地壳中的含量仅次于氧。人类很早就利用硅酸盐烧陶制瓷、获得玻璃制品。1824年，人类成功提炼出硅单质。如今，半导体“硅”已经成为信息时代高科技的代名词。由于硅元素储量丰富，且单晶硅具有优异的耐高温与抗腐蚀性能，所以单晶硅成为制造大规模集成电路（俗称“芯片”）的基底材料。芯片的制造是一个“聚沙成塔”的过程，要经历用石英砂（主要成分SiO2）制粗硅、粗硅提纯、单晶硅处理等许多微加工步骤，再将根据要求设计的芯片光罩上的电路图转移上去，通过晶片切割最后封装成集成电路。整个过程需要高精密度的专业设备实现，其中不乏我国目前还未完全掌握而被“卡脖子”的技术。我国科学家正开发“碳基”芯片来替代硅基芯片，习近平主席评价此项研究“另辟蹊径，柳暗花明”。 请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。 (1)硅元素在自然界中以化合态的形式存在________。 (2)单晶硅做芯片的基底材料与硅元素储量丰富、单晶硅耐腐蚀性能优异有关________。 (3)芯片“聚沙成塔”的制造过程未涉及化学变化________。 (4)碳和硅在周期表中位于同一主族，性质相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基芯片________。 3．【自然界中硅元素的存在、二氧化硅的化学性质】化合物A是制玻璃的主要原料之一。常温下，化合物B、H、I为气体，B不溶于水，H、I易溶于水，H的水溶液呈碱性，I的水溶液呈酸性。D元素是地壳中含量仅次于氧的非金属元素。化合物J是一种可用于制造发动机的新型无机非金属材料，其相对分子质量为140，其中D元素的质量分数为60%。上述物质间的转化关系如下图所示。 （1）除A外，制玻璃的主要原料还有物质（填化学式）_______、_______。 盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，原因是（用化学方程式表示）_______。 （2）D元素在元素周期表中的位置是___________。 （3）H的电子式是_________。 （4）F和H反应生成J和I反应的化学方程式是___________。 （5）下列说法正确的是（填选项序号）______。 a.上述由A生成D的单质的反应属于置换反应 b. D元素在自然界中主要以单质形式存在 c. G是含有极性共价键的离子化合物 d. I是强电解质，G是弱电解质，二者的水溶液都显酸性 考向02 考查硅的制备 4．【硅的物理性质与用途、硅的制备】（25-26高三下·北京东城·调研）工业制备高纯硅通常采用如下流程(石英砂的主要成分是，非金属性)下列说法不正确的是 A．高纯硅常用作半导体材料 B．过程1不能说明的非金属性强于 C．过程3每生成高纯硅理论上转移 D．反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均需要加热，推测三个反应均为吸热反应 5．【硅的制备】（25-26高一下·北京朝阳·期末）高纯硅制备流程的示意图如下： 已知：过程ⅱ中，每生成单质硅转移电子。 下列说法不正确的是 A．工业上用焦炭还原石英砂制粗硅： B．过程ⅰ的反应属于复分解反应 C．过程ⅱ中既是氧化剂又是还原剂 D．气体可在过程ⅰ中循环使用 6．【硅的制备】（25-26高三下·北京朝阳·调研）下列解释事实的化学方程式不正确的是 A．木炭和浓加热条件下反应：(浓) B．工业上用焦炭还原石英砂制粗硅： C．长时间光照的浓硝酸变黄： D．乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，溶液褪色： 考向03 考查二氧化硅的性质及用途 7．（2023·北京顺义·模拟预测）钛白粉学名二氧化钛(TiO2)是性能最佳、应用最广、用量最大的白色颜料。钛铁矿(FeTiO3)中往往含有Fe2O3、MgO、CaO、Al2O3、SiO2等杂质。一种硫酸法钛白粉生产工艺如图： 已知： ①酸解后，钛主要以形式存在。强电解质在溶液中仅能电离出和一种阳离子。 ②不溶于水和稀酸。 (1)写出基态Ti原子的价层电子排布式___________。 (2)磨矿的目的是___________。 (3)滤渣①的主要成分是___________。 (4)酸解过程中，写出发生反应的化学方程式___________。 (5)还原过程中，加入铁粉的目的是还原体系中的。为探究最佳反应条件，某实验室做如下尝试： ①在其它条件不变的情况下。体系中Fe(Ⅲ)含量随pH变化如图，试分析在pH介于4～6之间时，Fe(Ⅲ)含量基本保持不变的原因：___________。 ②保持其它条件不变的情况下，体系中Fe(Ⅲ)含量随温度变化如图，55℃后，Fe(Ⅲ)含量增大的原因是因为温度升高，易被体系中的氧化，写出反应的离子方程式___________。 (6)水解过程是硫酸法制钛白工艺中的重要一步： ①水解过程中得到沉淀③的离子方程式为___________。 ②一定量的存在有利于水解工艺的进行，因此在水解之前，先要测定钛液中的含量。实验室常用酸性高锰酸钾溶液进行滴定，用离子方程式表示其原理___________。 8．（2023·北京海淀·三模）以氟碳铈矿(含、、等)制备氧化铈的流程如下：    已知：ⅰ.硫脲结构简式为，酸性条件下易被氧化为。 ⅱ.和均难溶于水。 (1)步骤①的操作是___________；滤渣A的主要成分是___________(填写化学式)。 (2)加入硫脲的目的是将还原为，反应的离子方程式为___________。 (3)步骤④加入离子方程式为___________。 (4)质量分数测定的步骤如下： ⅰ.取所得产品加入过量得到溶液，完全反应后，煮沸一段时间； ⅱ.加入过量将氧化为，控温加热； ⅲ.待反应瓶中无气泡后，继续煮沸两分钟； ⅳ.加入两滴指示剂，用硫酸亚铁铵标准液滴定，到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液。 已知：受热易分解。 ①下列说法正确的是___________。 a．步骤ⅰ中将转化为是为了获得可溶性的含铈溶液，便于后续滴定 b．具有强氧化性，其中硫元素为价 c．步骤ⅳ中的指示剂可以用KSCN ②产品的质量分数为___________。(列出计算式，的摩尔质量为) ③若未进行步骤ⅲ，会导致滴定结果___________(填“偏高”或“偏低”)。理由是___________。 9．（24-25高三上·北京西城·期末）黏土钒矿中，钒以+3价、+4价、+5价的化合物存在，还包括、和铝硅酸盐()等。采用以下流程可由黏土钒矿制备、和硫酸铝铵。 已知：i.有机酸性萃取剂HR的萃取原理为：   org表示有机溶液 ii.酸性溶液中，HR对+4价钒萃取能力强，而对+5价钒的萃取能力较弱 iii.HR能萃取而不能萃取 (1)从黏土钒矿到浸出液的流程中，加快浸出速率的措施有_______。 (2)滤渣的主要成分是_______。 (3)浸出液中钒以+4价、+5价的形式存在，简述加入铁粉的原因：_______。 (4)从平衡移动原理解释加入20%溶液的作用：_______。 (5)和反应生成和的离子方程式是_______。 (6)测定产品的纯度 称取产品a g，先加入硫酸将转化为，加入指示剂后，用溶液滴定将转化为至终点，消耗溶液的体积为VmL。假设杂质不参与反应，则产品中的质量分数是_______(的摩尔质量为Mg/mol)。 (7)从无机层获得的离子方程式是_______。 (8)硫酸铝铵固体中含有少量硫酸铵杂质，根据下图的溶解度曲线，进一步提纯硫酸铝铵的操作是加热溶解、_______、洗涤、干燥。 考向04 考查硅酸盐的性质 10．【硅酸盐工业】（2025·北京·模拟预测）自贡彩灯融合中华传统文化与现代科技知识，发明创造了各种各样的彩灯，如蚕茧灯、竹编灯、瓷器灯、氖气霓虹灯，下列说法错误的是 A．蚕茧灯所用蚕丝水解后的产物是葡萄糖 B．竹编灯所用竹子的主要成分是纤维素 C．瓷器灯所用瓷器是人类较早使用的硅酸盐材料 D．氖气霓虹灯发出红光与电子跃迁有关 11．【硅酸盐工业】（2023·北京海淀·三模）硅酸盐是地壳岩石的主要成分，在硅酸盐中，四面体(如图甲为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成六元环(图乙)、无限单链状(图丙)、无限双链状(图丁)等多种结构。石棉是由钙、镁离子以离子数的比例与单链状硅酸根离子形成的一种硅酸盐。    下列说法不正确的是 A．大多数硅酸盐材料硬度高与硅氧四面体结构有关 B．六元环的硅酸盐阴离子化学式 C．石棉的化学式为 D．双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为 12．【硅酸盐工业、含硅的无机非金属材料】（2022·北京朝阳·模拟预测）陶瓷版“冰墩墩”和“雪容融”均产自中国陶瓷之乡——福建德化县。德化陶瓷早在宋元时期就是“海上丝绸之路”的重要出口商品。下列说法不正确的是 A．陶瓷、玻璃和水泥均属于传统无机非金属材料 B．陶瓷版“冰墩墩”上黑色涂料的主要成分为Fe2O3 C．高温结构陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐磨蚀等优良性能 D．陶瓷是以粘土及天然矿物岩为原料，经加工烧制而成 13．【硅酸钠与二氧化碳反应】重铬酸钠在工业生产上具有广泛用途。一种以铬铁矿(含FeCr2O4及少量Al2O3、SiO2等)为原料制备Na2Cr2O7的工艺流程如下： 已知滤渣1为Fe2O3。下列说法错误的是 A．流程中可循环使用的物质有CO2 B．滤渣2的成分是Al(OH)3和H2SiO3 C．“调pH”是向溶液中加NaOH使pH增大，促进氧化还原反应进行 D．“高温焙烧"发生的主要反应为4FeCr2O4+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 考向05 考查碳单质 14．【碳单质、碳纳米管】（25-26高三上·北京·期中）2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中，首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料，具有优异的导电导热性。关于单壁碳纳米管，下列说法正确的是 A．属于无机非金属材料 B．是由碳元素组成的化合物 C．是由碳原子通过离子键形成的 D．与金刚石、石墨互为同位素 15．【碳单质】（25-26高三上·北京·期末）最近，科学家开发出一种低成本光伏材料—蜂窝状石墨烯。生产原理是(石墨烯)，然后除去，即可制得蜂窝状石墨烯。下列有关说法不正确的是 A．该生产石墨烯的反应属于氧化还原反应 B．自然界中碳元素有游离态和化合态两种存在形式 C．属于碱性氧化物，CO属于酸性氧化物 D．石墨烯与金刚石互为同素异形体 16．【碳单质】（25-26高一上·北京·期中）下列各组中的两种物质作用时，当反应条件(温度、用量、浓度等)改变时，不会引起产物改变的是 A．和 B．和 C．和 D．和盐酸 考向06 考查碳酸盐、碳酸氢盐 17．【碳酸盐、碳酸氢盐】（2026·北京·一模）多年来，研究人员一直无法在水体系中直接获得碳酸氢钙固体。我国科学家通过使钙离子和碳酸氢根离子在乙醇环境中直接反应，首次成功分离出碳酸氢钙晶体。下列说法不正确的是 A．分子中存在极性共价键 B．在水中的溶解度： C．受热分解能产生 D．向澄清石灰水中通入过量，所得溶液中含、 18．【碳酸盐、碳酸氢盐】（25-26高二上·北京·期末）高纯碳酸钙在电子材料工业中用于集成电路板、固体激光材料的制作。利用原料碳酸钙(含少量镁的化合物)制备高纯碳酸钙，流程示意图如下。 已知： 物质 (1)煅烧 碳酸钙受热完全分解的化学方程式为_______。 (2)溶浸 ①用离子方程式表示溶液呈酸性的原因_______。 ②溶浸CaO的化学方程式为_______。 (3)精制 溶浸后，溶液B含有的金属阳离子有、。通过平衡常数可判断反应进行的程度。该反应的_______，说明该反应进行的基本完全。 (4)沉钙反应的离子方程式为_______。 (5)条件控制 ①若溶浸温度较高()，沉钙时高纯碳酸钙的收率降低(如图所示)，原因是_______。 ②煅烧时，将原料碳酸钙与焦炭按一定比例混合，连续鼓入空气，使焦炭完全燃烧。从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点_______。 19．【碳酸盐、碳酸氢盐】（25-26高三上·北京·期末）硫酸锌()是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为，杂质为以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下： 回答下列问题： (1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为___________。 (2)滤渣①的主要成分是、___________。 (3)加入发生反应的离子方程式为___________。 (4)用离子方程式解释沉铁过程加入ZnO的作用___________。 (5)转化过滤中加入锌粉的目的是___________。 (6)滤渣3与浓反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是___________、___________。 考向07 考查无机非金属材料 20．【硅酸盐工业、碳纳米材料】（25-26高三上·北京·期中）2025年诺贝尔化学奖与金属有机框架(MOFs)的研发有关。MOFs以金属为节点、有机分子为连接，形成具有规则多孔结构、内部表面积巨大的化合物。因金属及有机分子的不同，MOFs种类很多。下列关于MOFs说法不正确的是 A．可用于二氧化碳的捕捉 B．可作氢气、甲烷等存储材料 C．可制作具有活性位点多的催化剂 D．属于硅酸盐材料 21．【硅酸盐工业、碳纳米材料】（25-26高三上·北京·期中）2025年九三大阅兵，国之重器彰威，科技利刃出鞘。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．量子通信材料螺旋碳纳米管、石墨烯等纳米材料属于胶体 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．受阅官兵所戴的手套背部采用航天级芳纶针织布，不仅阻燃防割，还透气不闷热，属于有机高分子材料 22．【碳纳米材料】（2024·北京房山·一模）化学与科学、技术、环境密切相关，下列说法不正确的是 A．月壤中的“嫦娥石[]”其成分属于无机盐 B．用于“深地一号”工程中的钻头材料金刚石属于共价晶体 C．“神舟”系列飞船返回舱使用的耐高温材料属于有机化合物 D．“长征号”火箭采用“液氧/液氢”作为推进剂，“液氢”属于绿色环保燃料 重难·创新演练 1．【石墨、金刚石和C60】（2023·北京朝阳·二模）中国“天宫”空间站使用了很多高新技术材料。下列对涉及材料的说法不正确的是 A．核心舱的离子推进器使用氙气作为推进剂，氙位于元素周期表0族 B．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 C．“问天”实验舱使用砷化镓()太阳能电池，砷和镓位于元素周期表第四周期 D．太阳能电池翼基板采用碳纤维框架和玻璃纤维网，两者均属于有机高分子材料 2．【碳纳米材料】（2022·北京顺义·三模）近年来我国取得让世界瞩目的科技成果，化学功不可没。下列说法不正确的是 A．“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于有机物 B．“嫦娥五号”运载火箭用液氧液氢推进剂，产物对环境无污染 C．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛元素属于过渡元素 D．“神舟载人飞船”太阳敏感器光学窗口采用石英玻璃，主要成分二氧化硅属于共价晶体 3．【二氧化硅的用途】（2026·北京·模拟预测）下列有关物质用途的说法错误的是 A．液氨可用作制冷剂 B．硫酸亚铁可用作自来水的杀菌消毒剂 C．硅胶可用作食品干燥剂和催化剂载体 D．聚乳酸可用于制作可降解手术缝合线 4．【硅的物理性质与用途】（25-26高三上·北京·阶段检测）化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是 A．晶体硅中的杂质会影响其通信容量，因此必须制备高纯度的硅 B．钢管表面镀锌可以防止钢管被腐蚀，镀层破损后，钢管仍被保护起来 C．硝酸纤维极易燃烧，可用于生产火药、塑料和涂料等 D．在某些酱油中加入铁强化剂，可以减少缺铁性贫血问题的发生 5．【硅的制备】（2024·北京西城·一模）硅是电子工业的重要材料。利用石英砂（主要成分为）和镁粉模拟工业制硅的流程示意图如下。 已知：非金属性： 下列说法不正确的是 A．Ⅰ中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热 B．Ⅱ中主要反应有：、 C．为防止自燃，Ⅱ需隔绝空气 D．过程中含硅元素的物质只体现氧化性 6．【硅的制备】给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是 A． B． C． D． 7．【硅的制备、二氧化硅的化学性质】（2026·北京石景山·模拟预测）“中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如下： 下列说法错误的是 A．反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 B．流程中HCl和H2可以循环利用 C．反应①②③均为置换反应 D．由反应②③的反应温度推测，③为放热反应 8．（2022·北京海淀·三模）我国是稀土储量大国，氧化铈(CeO2)是一种应用广泛的稀土氧化物。一种用氟碳铈矿(，含BaO、等杂质)为原料制备的工艺如下图。 已知：①可形成难溶于水的复盐[]，其氢氧化物也难溶于水。 ②硫脲的结构简式为，在酸条件下易被氧化为。 ③HF是一元弱酸。 回答下列问题： (1)焙烧时，为了提高焙烧效率，可采取的措施有_______。(写一条) (2)固体A的主要成分是_______。 (3)焙烧后加入稀硫酸浸出，Ce元素的浸出率和稀硫酸浓度、温度有关，其关系如下图所示，应选择的适宜的条件为_______，硫酸浓度过大时，浸出率降低的可能原因是_______。 (4)步骤②加入硫脲的目的将还原为，该反应的离子方程式为_______。 (5)步骤③加入NaOH的目的_______。 (6)步骤④的离子方程式为_______。 (7)取a g所制，溶解后配制成250mL溶液。取b mL该溶液用cmol/L硫酸亚铁铵[]溶液滴定，滴定时发生反应，达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V mL，则该产品的质量分数为_______。(列表达式) 9．【二氧化硅的化学性质】（25-26高一上·北京顺义·期末）含钛高炉渣的主要化学成分为、、、、、、和金属Fe，对其综合利用具有重要的经济价值和社会效益。一种含钛高炉渣提钛工艺流程如下图所示。 已知：ⅰ．铁能被磁体吸引； ⅱ．不溶于水、稀酸和碱溶液； ⅲ．不溶于水也不溶于稀酸溶液，能与NaOH溶液发生反应： (1)钛高炉渣的主要化学成分中属于___________(填“碱性氧化物”或“两性氧化物”)。 (2)“磁选”的目的是___________。 (3)酸浸过程中发生反应的离子方程式为___________。 (4)滤渣1的主要成分为___________。 (5)NaOH溶液碱浸的目的是___________。 (6)由滤渣2制备金属钛的过程中，滤渣2发生了___________反应(填“氧化”、“还原”) (7)下列说法正确的是___________(填序号)。 a．若将流程A部分与流程B部分互换顺序，最终得到的滤渣成分相同 b．若将流程A部分与流程B部分互换顺序，理论上氢氧化钠用量不变 10．【二氧化硅的化学性质】（25-26高三上·北京海淀·期末）随原子序数的递增，八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。 根据判断出的元素回答问题： (1)f在元素周期表的位置是___________。请写出f和e的最高价氧化物的水化物之间反应的离子方程式___________。 (2)元素x和e可以组成一种二元离子化合物，写出此化合物的电子式___________，任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其结构式：___________。 (3)与y元素同主族的短周期元素b在地壳中含量丰富，其氧化物是普通玻璃的主要成分，氢氟酸可以刻蚀玻璃，请写出相关的方程式___________。 (4)将h元素的气态单质通入KI溶液中，反应后加入CCl4并振荡，有机层显___________色。此反应有1molh单质参加反应，转移的电子是___________mol。 真题·实战演练 1．（2026·云南·高考真题）化学强国，筑梦未来。下列说法错误的是 A．“雪豹”轮式载具所用耐寒轮胎，属特种橡胶 B．“北脑一号”脑机系统植入手术所用钛板，属陶瓷材料 C．“天舟七号”飞船所用石英加速度计，核心部件含二氧化硅 D．“深海一号”储油平台所用聚酯系泊缆绳，主要成分为有机高分子 2．（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 3．（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： 4．（2024·天津·高考真题）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．乾隆款珐琅彩芍药雄鸡图玉壶春瓶(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 5．（2025·江西·高考真题）稀散金属镓(，ⅢA族)是重要的战略资源。以棕刚玉烟尘(主要成分为、、、和少量)为原料制备金属镓的工艺流程图如下： 回答下列问题： (1)滤液1的为，依据(Ⅲ)和(Ⅳ)的分布系数图，铝元素在溶液中的主要存在形式为_______(填化学式)，与碱反应的离子方程式为_______、_______。 (2)水热再生过程中，需要定量补充固体的目的是_______，以获得高纯度分子筛()材料。滤液2的_______(填“大于”或“小于”)滤液1的。 (3)已知树脂片段的结构为。在吸附时，中心镓离子与树脂间存在的主要相互作用是_______。 (4)操作X为_______。 (5)硅-钾化肥可改良土壤环境。依据其一有效组分的晶胞结构，推测该组分中钾离子能被植物吸收的原因是_______。 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 考向01 考查硅单质的性质及用途 考向02 考查硅的制备 考向03 考查二氧化硅的性质及用途 考向04 考查硅酸盐的性质 考向05 考查碳单质 考向06 考查碳酸盐、碳酸氢盐 考向07 考查无机非金属材料 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查硅单质的性质及用途 1．【硅的物理性质与用途】（2022·北京海淀·三模）化学与生产、生活、科技等密切相关，下列说法正确的是 A．“真金不怕火炼”是指真金的熔点高 B．“华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅 C．“釜底抽薪”是利用了除去氧化还原反应中还原剂的原理 D．“百炼成钢”的化学含义是使用氧化剂提高生铁中碳的含量 【答案】C 【详解】A．“真金不怕火炼”是指即使是高温条件下，金也不会和氧气反应，说明金的化学性质稳定，A错误； B．芯片的主要成分是单质硅，B错误； C．“釜底抽薪”是指抽取锅底下的柴火，清除了可燃物，在燃烧反应中，可燃物做还原剂，即“釜底抽薪”是利用了除去氧化还原反应中还原剂的原理，C正确； D．“百炼成钢”的化学含义是在高温下，使用氧化剂把生铁中过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去，降低生铁中碳的含量，D错误； 故选C。 2．【硅的物理性质与用途、二氧化硅的用途】（25-26高三下·北京顺义·阶段训练）阅读短文，回答问题。 硅元素在地壳中的含量仅次于氧。人类很早就利用硅酸盐烧陶制瓷、获得玻璃制品。1824年，人类成功提炼出硅单质。如今，半导体“硅”已经成为信息时代高科技的代名词。由于硅元素储量丰富，且单晶硅具有优异的耐高温与抗腐蚀性能，所以单晶硅成为制造大规模集成电路（俗称“芯片”）的基底材料。芯片的制造是一个“聚沙成塔”的过程，要经历用石英砂（主要成分SiO2）制粗硅、粗硅提纯、单晶硅处理等许多微加工步骤，再将根据要求设计的芯片光罩上的电路图转移上去，通过晶片切割最后封装成集成电路。整个过程需要高精密度的专业设备实现，其中不乏我国目前还未完全掌握而被“卡脖子”的技术。我国科学家正开发“碳基”芯片来替代硅基芯片，习近平主席评价此项研究“另辟蹊径，柳暗花明”。 请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。 (1)硅元素在自然界中以化合态的形式存在________。 (2)单晶硅做芯片的基底材料与硅元素储量丰富、单晶硅耐腐蚀性能优异有关________。 (3)芯片“聚沙成塔”的制造过程未涉及化学变化________。 (4)碳和硅在周期表中位于同一主族，性质相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基芯片________。 【答案】(1)对 (2)对 (3)错 (4)对 【详解】（1）硅是亲氧元素，在自然界中均以化合态存在，没有游离态(单质)的硅，故答案为对； （2）半导体“硅”已成为信息时代高科技的代名词。由于硅元素储量丰富，且单晶硅具有优异的耐高温与抗腐蚀性能，所以单晶硅成为制造大规模集成电路(俗称“芯片”)的基底材料，故答案为对 （3）芯片的制造是一个“聚沙成塔”的过程，要经历用石英砂(主要成分)制粗硅、粗硅提纯、单晶硅处理等许多微加工步骤，其中石英砂制粗硅、粗硅提纯都涉及化学变化，故答案为错； （4）碳和硅在周期表中均位于ⅣA族，性质相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基心片，故答案为对。 3．【自然界中硅元素的存在、二氧化硅的化学性质】化合物A是制玻璃的主要原料之一。常温下，化合物B、H、I为气体，B不溶于水，H、I易溶于水，H的水溶液呈碱性，I的水溶液呈酸性。D元素是地壳中含量仅次于氧的非金属元素。化合物J是一种可用于制造发动机的新型无机非金属材料，其相对分子质量为140，其中D元素的质量分数为60%。上述物质间的转化关系如下图所示。 （1）除A外，制玻璃的主要原料还有物质（填化学式）_______、_______。 盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，原因是（用化学方程式表示）_______。 （2）D元素在元素周期表中的位置是___________。 （3）H的电子式是_________。 （4）F和H反应生成J和I反应的化学方程式是___________。 （5）下列说法正确的是（填选项序号）______。 a.上述由A生成D的单质的反应属于置换反应 b. D元素在自然界中主要以单质形式存在 c. G是含有极性共价键的离子化合物 d. I是强电解质，G是弱电解质，二者的水溶液都显酸性 【答案】Na2CO3 CaCO3 SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O 第3周期IVA族 3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl ac 【详解】1）制玻璃的主要原料有SiO2、Na2CO3和CaCO3，由于二氧化硅能和氢氧化钠反应生成硅酸钠而导致玻璃塞打不开，发生反应为：SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O，则盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞； （2）D为Si元素，位于周期表第3周期IVA族； （3）H为NH3，为共价化合物，电子式为； （4）由以上分析可知，F和H反应生成J和I反应的化学方程式是：3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl； （5）a．上述由A生成D的单质的反应为2C+SiO22CO+Si，属于置换反应，故a正确； b．Si元素在自然界中以化合物形式存在，没有游离态的硅，故b错误； c．G为NH4Cl，是含有极性共价键的离子化合物，故c正确； d．HCl和NH4Cl都是强电解质，二者的水溶液都显酸性，故d错误。 考向02 考查硅的制备 4．【硅的物理性质与用途、硅的制备】（25-26高三下·北京东城·调研）工业制备高纯硅通常采用如下流程(石英砂的主要成分是，非金属性)下列说法不正确的是 A．高纯硅常用作半导体材料 B．过程1不能说明的非金属性强于 C．过程3每生成高纯硅理论上转移 D．反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均需要加热，推测三个反应均为吸热反应 【答案】D 【详解】A．高纯硅是常见的半导体材料，属于硅的基础应用，A正确； B．过程1反应为，该反应能发生是因为高温下气体逸出，促进反应正向进行，且反应中作还原剂（失电子）而非氧化剂，不能通过该反应证明的非金属性强于，B正确，不符合题意； C．过程3反应为，中Si为+4价，生成1mol 0价单质Si时，Si得到4mol电子，反应转移电子总数为4mol，C正确； D．反应的吸放热与反应条件无必然联系，需要加热的反应不一定是吸热反应，不能推测三个反应均为吸热反应，D错误； 故选D。 5．【硅的制备】（25-26高一下·北京朝阳·期末）高纯硅制备流程的示意图如下： 已知：过程ⅱ中，每生成单质硅转移电子。 下列说法不正确的是 A．工业上用焦炭还原石英砂制粗硅： B．过程ⅰ的反应属于复分解反应 C．过程ⅱ中既是氧化剂又是还原剂 D．气体可在过程ⅰ中循环使用 【答案】B 【详解】A．焦炭与二氧化硅在高温条件下反应生成粗硅和一氧化碳，反应的化学方程式为：，A正确； B．过程ⅰ的反应为，该反应有单质参与和生成，存在化合价变化，属于置换反应，B错误； C．过程ⅱ反应为，中+4价Si得电子被还原作氧化剂，其中-1价H失电子被氧化作还原剂，故既是氧化剂又是还原剂，C正确； D．由分析可知，气体X为HCl，是过程ⅰ的反应物，可在过程ⅰ中循环使用，D正确； 故选B。 6．【硅的制备】（25-26高三下·北京朝阳·调研）下列解释事实的化学方程式不正确的是 A．木炭和浓加热条件下反应：(浓) B．工业上用焦炭还原石英砂制粗硅： C．长时间光照的浓硝酸变黄： D．乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，溶液褪色： 【答案】B 【详解】A．木炭与浓硫酸在加热时生成，化学反应方程式配平正确，A项正确； B．工业制粗硅时，与C高温下应生成Si和CO，而不是，正确反应方程式为，B项错误； C．浓硝酸光照分解生成和，生成的溶解在浓硝酸溶液中显黄色，化学方程式配平正确，C项正确； D．乙烯与发生加成反应生成1,2-二溴乙烷，使溶液褪色，化学方程式中有机物结构简式书写正确且配平，D项正确； 答案选B。 考向03 考查二氧化硅的性质及用途 7．（2023·北京顺义·模拟预测）钛白粉学名二氧化钛(TiO2)是性能最佳、应用最广、用量最大的白色颜料。钛铁矿(FeTiO3)中往往含有Fe2O3、MgO、CaO、Al2O3、SiO2等杂质。一种硫酸法钛白粉生产工艺如图： 已知： ①酸解后，钛主要以形式存在。强电解质在溶液中仅能电离出和一种阳离子。 ②不溶于水和稀酸。 (1)写出基态Ti原子的价层电子排布式___________。 (2)磨矿的目的是___________。 (3)滤渣①的主要成分是___________。 (4)酸解过程中，写出发生反应的化学方程式___________。 (5)还原过程中，加入铁粉的目的是还原体系中的。为探究最佳反应条件，某实验室做如下尝试： ①在其它条件不变的情况下。体系中Fe(Ⅲ)含量随pH变化如图，试分析在pH介于4～6之间时，Fe(Ⅲ)含量基本保持不变的原因：___________。 ②保持其它条件不变的情况下，体系中Fe(Ⅲ)含量随温度变化如图，55℃后，Fe(Ⅲ)含量增大的原因是因为温度升高，易被体系中的氧化，写出反应的离子方程式___________。 (6)水解过程是硫酸法制钛白工艺中的重要一步： ①水解过程中得到沉淀③的离子方程式为___________。 ②一定量的存在有利于水解工艺的进行，因此在水解之前，先要测定钛液中的含量。实验室常用酸性高锰酸钾溶液进行滴定，用离子方程式表示其原理___________。 【答案】(1)3d24s2 (2)增大接触面积，加快反应速率，提高酸浸的浸出率 (3)Fe、SiO2、CaSO4 (4)FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O (5)pH介于4～6之间时，铁离子水解完全，Fe(Ⅲ)主要以Fe(OH)3形式存在 4Fe2++3O2+6H2O=4Fe(OH)3 (6)TiO2++2H2O=2H++H2TiO3↓ +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O 【详解】（1）基态Ti原子的核电荷数22，价层电子排布式为：3d24s2； （2）磨矿的目的是：增大接触面积，加快反应速率，提高酸浸的浸出率； （3）酸浸加入稀硫酸和CaO反应生成CaSO4微溶物，SiO2是非金属氧化物，不溶于酸，则滤渣①中除铁粉外，还可能含有的成分是SiO2、CaSO4，故答案为：Fe、SiO2、CaSO4； （4）由信息①酸浸后，钛主要以TiOSO4形式存在，②强电解质TiOSO4在溶液中仅能电离出和一种阳离子TiO2+，则酸浸过程中，FeTiO3与硫酸反应生成TiOSO4和FeSO4，发生反应的化学方程式：FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O； （5）①由Fe3+水解呈酸性，pH越大，越促进水解正向进行，则pH介于4～6之间时，Fe(Ⅲ)主要以Fe(OH)3形式存在，Fe(Ⅲ)含量基本保持不变，故答案为：pH介于4～6之间时，铁离子水解完全，Fe(Ⅲ)主要以Fe(OH)3形式存在； ②55℃后，Fe(Ⅲ)含量增大的原因是：因为温度升高，Fe2+易被体系中的O2氧化，反应的离子方程式为：4Fe2++3O2+6H2O=4Fe(OH)3； （6）①水解过程中得到沉淀③的离子方程式为：TiO2++2H2O=2H++H2TiO3↓； ②实验室常用酸性高锰酸钾溶液进行滴定，用离子方程式表示其原理为：+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。 8．（2023·北京海淀·三模）以氟碳铈矿(含、、等)制备氧化铈的流程如下：    已知：ⅰ.硫脲结构简式为，酸性条件下易被氧化为。 ⅱ.和均难溶于水。 (1)步骤①的操作是___________；滤渣A的主要成分是___________(填写化学式)。 (2)加入硫脲的目的是将还原为，反应的离子方程式为___________。 (3)步骤④加入离子方程式为___________。 (4)质量分数测定的步骤如下： ⅰ.取所得产品加入过量得到溶液，完全反应后，煮沸一段时间； ⅱ.加入过量将氧化为，控温加热； ⅲ.待反应瓶中无气泡后，继续煮沸两分钟； ⅳ.加入两滴指示剂，用硫酸亚铁铵标准液滴定，到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液。 已知：受热易分解。 ①下列说法正确的是___________。 a．步骤ⅰ中将转化为是为了获得可溶性的含铈溶液，便于后续滴定 b．具有强氧化性，其中硫元素为价 c．步骤ⅳ中的指示剂可以用KSCN ②产品的质量分数为___________。(列出计算式，的摩尔质量为) ③若未进行步骤ⅲ，会导致滴定结果___________(填“偏高”或“偏低”)。理由是___________。 【答案】(1)过滤 SiO2、BaSO4 (2)2+2  =2Ce3++(SCN2H3)2+2HF+2F- (3)2Ce3++6=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O (4)a 偏高 若未煮沸，残留的(NH4)2S2O3会氧化(NH4)2Fe(SO4)2，滴定时消耗更多的(NH4)2Fe(SO4)2，导致滴定结果偏高 【详解】（1）步骤①为分离不溶物和溶液，操作为过滤，根据分析可知，滤渣A的主要成分为SiO2、BaSO4。 （2）  具有还原性，酸性条件下将还原为Ce3+，自身被氧化为(SCN2H3)2，反应方程式为2+2  =2Ce3++(SCN2H3)2+2HF+2F-。 （3）该步骤为碳酸氢铵使Ce3+沉淀为Ce2(CO3)3，发生的反应为2Ce3++6=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O。 （4）① a．CeO2不溶于水，步骤ⅰ中将CeO2转化为Ce3+是为了获得可溶性的含铈溶液，便于后续滴定，a正确； b．(NH4)2S2O8具硫元素为+6价，有一个—O—O—具有强氧化性，b错误； c．根据反应过程，Ce4+将亚铁离子氧化成铁离子，溶液中一直存在铁离子，不能用KSCN作指示剂，c错误； 故答案选a。 ②根据反应过程，结合得失电子守恒CeO2~Ce3+~Ce4+~[(NH4)2Fe(SO4)2]，CeO2产品的质量分数为。 ③若未煮沸，残留的(NH4)2S2O8会氧化(NH4)2Fe(SO4)2，滴定时消耗更多的(NH4)2Fe(SO4)2，导致滴定结果偏高。 9．（24-25高三上·北京西城·期末）黏土钒矿中，钒以+3价、+4价、+5价的化合物存在，还包括、和铝硅酸盐()等。采用以下流程可由黏土钒矿制备、和硫酸铝铵。 已知：i.有机酸性萃取剂HR的萃取原理为：   org表示有机溶液 ii.酸性溶液中，HR对+4价钒萃取能力强，而对+5价钒的萃取能力较弱 iii.HR能萃取而不能萃取 (1)从黏土钒矿到浸出液的流程中，加快浸出速率的措施有_______。 (2)滤渣的主要成分是_______。 (3)浸出液中钒以+4价、+5价的形式存在，简述加入铁粉的原因：_______。 (4)从平衡移动原理解释加入20%溶液的作用：_______。 (5)和反应生成和的离子方程式是_______。 (6)测定产品的纯度 称取产品a g，先加入硫酸将转化为，加入指示剂后，用溶液滴定将转化为至终点，消耗溶液的体积为VmL。假设杂质不参与反应，则产品中的质量分数是_______(的摩尔质量为Mg/mol)。 (7)从无机层获得的离子方程式是_______。 (8)硫酸铝铵固体中含有少量硫酸铵杂质，根据下图的溶解度曲线，进一步提纯硫酸铝铵的操作是加热溶解、_______、洗涤、干燥。 【答案】(1)使用浓硫酸、升高温度到250℃ (2) (3)将溶液中的+5价钒、Fe3+分别转化为+4价钒、Fe2+，利于+4价钒的萃取，实现钒元素和铁元素的分离 (4)加入20%溶液，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，利于钒元素进入水层，与萃取剂分离 (5) (6) (7) (8)降温结晶、过滤 【详解】（1）加快浸出速率的措施有粉碎增大接触面积、适当升高温度等； （2）由分析可知，滤渣的主要成分是； （3）酸性溶液中，HR对+4价钒萃取能力强，而对+6价钒的萃取能力较弱；HR能萃取而不能萃取；浸出液中钒以+4价、+5价的形式存在，铁具有还原性，加入铁粉的原因为将三价铁转化为二价铁、并将五价钒还原为四价钒，以利于HR萃取分离铁和钒元素； （4）有机酸性萃取剂HR的萃取原理为： ，加入20%溶液，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，利于钒元素进入水层； （5）和反应生成和，离子方程式是； （6）用溶液滴定将转化为，铁元素化合价由+2变为+3，钒元素化合价由+5变为+4，根据电子守恒可知，，则产品中的质量分数是 （7）无机层含有亚铁离子，加入一水合氨、氧气生成氢氧化铁沉淀，反应为； （8）由图可知，相同温度下硫酸铵溶解度更大，则进一步提纯硫酸铝铵的操作是加热溶解、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。 考向04 考查硅酸盐的性质 10．【硅酸盐工业】（2025·北京·模拟预测）自贡彩灯融合中华传统文化与现代科技知识，发明创造了各种各样的彩灯，如蚕茧灯、竹编灯、瓷器灯、氖气霓虹灯，下列说法错误的是 A．蚕茧灯所用蚕丝水解后的产物是葡萄糖 B．竹编灯所用竹子的主要成分是纤维素 C．瓷器灯所用瓷器是人类较早使用的硅酸盐材料 D．氖气霓虹灯发出红光与电子跃迁有关 【答案】A 【详解】A．蚕茧是蛋白质，水解后是氨基酸，A错误； B．竹子的主要成分是纤维素，B正确； C．陶瓷的主要成分是硅酸盐，C正确； D．霓虹灯发光是因为电子跃迁，D正确； 故答案选A。 11．【硅酸盐工业】（2023·北京海淀·三模）硅酸盐是地壳岩石的主要成分，在硅酸盐中，四面体(如图甲为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成六元环(图乙)、无限单链状(图丙)、无限双链状(图丁)等多种结构。石棉是由钙、镁离子以离子数的比例与单链状硅酸根离子形成的一种硅酸盐。    下列说法不正确的是 A．大多数硅酸盐材料硬度高与硅氧四面体结构有关 B．六元环的硅酸盐阴离子化学式 C．石棉的化学式为 D．双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为 【答案】D 【详解】A．硅氧四面体结构是指由一个硅原子和四个氧原子组成的四面体结构。这种结构因其内部化学键的结构和特性而具有稳定性。硅氧四面体结构中的硅原子与四个氧原子形成了共价键，共享电子对使每个原子都充满了电子。这种共价键结构使得硅氧四面体结构比单纯的硅或氧分子更加稳定，所以硅氧四面体结构决定了大多数硅酸盐材料硬度高，故A正确； B．六元环的硅酸盐阴离子中Si元素显+4价，O元素显-2价，所以六元环的硅酸盐阴离子化学式为，故B正确； C．石棉中钙、镁离子之比为1∶3，其中Mg元素、Ca元素显+2价，Si元素显+4，O元素显-2价，所以，该石棉的化学式可表示为，故C正确； D．由图丁可知，双链硅酸盐中有两种硅氧四面体，且数目之比为1∶1，一种与单链硅酸盐中硅氧原子个数比相同，其中硅原子个数为1，氧原子个数为，个数比为1∶3；另一种，硅原子个数为1，O原子个数为，个数比为1∶2.5，所以双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为2∶5.5，故D错误； 故选D。 12．【硅酸盐工业、含硅的无机非金属材料】（2022·北京朝阳·模拟预测）陶瓷版“冰墩墩”和“雪容融”均产自中国陶瓷之乡——福建德化县。德化陶瓷早在宋元时期就是“海上丝绸之路”的重要出口商品。下列说法不正确的是 A．陶瓷、玻璃和水泥均属于传统无机非金属材料 B．陶瓷版“冰墩墩”上黑色涂料的主要成分为Fe2O3 C．高温结构陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐磨蚀等优良性能 D．陶瓷是以粘土及天然矿物岩为原料，经加工烧制而成 【答案】B 【详解】A．水泥、玻璃和水泥均属于传统无机非金属材料，A正确； B．Fe2O3是红色物质，而陶瓷版“冰墩墩”上黑色涂料，不是氧化铁，B错误； C．高温结构陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐磨蚀等优良性能，属于新型无机非金属材料，C正确； D．陶瓷是以黏土及天然矿物岩为原料，经加工烧制发生复杂的化学反应而成的，D正确； 故答案为：B。 13．【硅酸钠与二氧化碳反应】重铬酸钠在工业生产上具有广泛用途。一种以铬铁矿(含FeCr2O4及少量Al2O3、SiO2等)为原料制备Na2Cr2O7的工艺流程如下： 已知滤渣1为Fe2O3。下列说法错误的是 A．流程中可循环使用的物质有CO2 B．滤渣2的成分是Al(OH)3和H2SiO3 C．“调pH”是向溶液中加NaOH使pH增大，促进氧化还原反应进行 D．“高温焙烧"发生的主要反应为4FeCr2O4+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 【答案】C 【详解】A．根据流程可知高温焙烧时产生的CO2可以在除杂过程中再次使用，A正确； B．根据分析可知通入CO2调节pH值使NaAlO2、Na2SiO3转化为Al(OH)3和H2SiO3，滤渣2为Al(OH)3和H2SiO3，B正确； C．调节pH的目的是将CrO转化为Cr2O，该过程并不是氧化还原反应，C错误； D．铬铁矿主要成分为FeCr2O4，而滤渣1为Fe2O3，说明焙烧过程中Fe(Ⅱ)被氧化为Fe(Ⅲ)，同时还有CO2生成，根据电子守恒、元素守恒可得发生的反应为4FeCr2O4+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2，D正确； 综上所述答案为C。 考向05 考查碳单质 14．【碳单质、碳纳米管】（25-26高三上·北京·期中）2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中，首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料，具有优异的导电导热性。关于单壁碳纳米管，下列说法正确的是 A．属于无机非金属材料 B．是由碳元素组成的化合物 C．是由碳原子通过离子键形成的 D．与金刚石、石墨互为同位素 【答案】A 【详解】A．单壁碳纳米管属于碳单质，属于无机非金属材料，A正确； B．单壁碳纳米管仅由碳元素组成，属于单质，不属于化合物，B错误； C．碳原子之间通过共价键结合，不存在离子键，C错误； D．单壁碳纳米管与金刚石、石墨都是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，同位素是质子数相同中子数不同的核素的互称，D错误； 故选 A。 15．【碳单质】（25-26高三上·北京·期末）最近，科学家开发出一种低成本光伏材料—蜂窝状石墨烯。生产原理是(石墨烯)，然后除去，即可制得蜂窝状石墨烯。下列有关说法不正确的是 A．该生产石墨烯的反应属于氧化还原反应 B．自然界中碳元素有游离态和化合态两种存在形式 C．属于碱性氧化物，CO属于酸性氧化物 D．石墨烯与金刚石互为同素异形体 【答案】C 【详解】A．该反应中碳元素化合价发生变化（CO中C为+2价，部分升至Na2CO3中+4价，部分降至C中0价），存在电子转移，属于氧化还原反应，A正确； B．自然界中碳元素存在形式多样，如金刚石、石墨为游离态，碳酸盐、有机物中碳为化合态，B正确； C．Na2O能与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物；但CO既不与酸反应也不与碱反应，属于不成盐氧化物，不是酸性氧化物，C错误； D．石墨烯与金刚石均为碳元素形成的不同单质，结构不同，性质相异，互为同素异形体，D正确； 故选C。 16．【碳单质】（25-26高一上·北京·期中）下列各组中的两种物质作用时，当反应条件(温度、用量、浓度等)改变时，不会引起产物改变的是 A．和 B．和 C．和 D．和盐酸 【答案】D 【详解】A．和反应，碳过量生成CO，碳不足生成CO2，反应用量改变时会引起产物的改变，A不符合题意； B．和反应，加热条件下生成过氧化钠，常温条件下生成氧化钠，反应条件改变时会引起产物的改变，B不符合题意； C．和反应，过量生成碳酸氢钠，不足生成碳酸钠，反应用量改变时会引起产物的改变，C不符合题意； D．和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应产物与反应条件无关，D符合题意； 故选D。 考向06 考查碳酸盐、碳酸氢盐 17．【碳酸盐、碳酸氢盐】（2026·北京·一模）多年来，研究人员一直无法在水体系中直接获得碳酸氢钙固体。我国科学家通过使钙离子和碳酸氢根离子在乙醇环境中直接反应，首次成功分离出碳酸氢钙晶体。下列说法不正确的是 A．分子中存在极性共价键 B．在水中的溶解度： C．受热分解能产生 D．向澄清石灰水中通入过量，所得溶液中含、 【答案】B 【详解】A．乙醇（CH3CH2OH）分子中的C-O键和O-H键因电负性差异而具有极性，属于极性共价键，A正确； B．碳酸钙在水中溶解度极低，而碳酸氢钙可溶于水，因此溶解度关系应为CaCO3 < Ca(HCO3)2，B错误； C．碳酸氢钙受热分解的化学方程式为，能产生CO2，C正确； D．向澄清石灰水中通入过量CO2，先形成CaCO3沉淀，后转化为可溶性Ca(HCO3)2，溶液中存在Ca2+和离子，D正确； 故选B。 18．【碳酸盐、碳酸氢盐】（25-26高二上·北京·期末）高纯碳酸钙在电子材料工业中用于集成电路板、固体激光材料的制作。利用原料碳酸钙(含少量镁的化合物)制备高纯碳酸钙，流程示意图如下。 已知： 物质 (1)煅烧 碳酸钙受热完全分解的化学方程式为_______。 (2)溶浸 ①用离子方程式表示溶液呈酸性的原因_______。 ②溶浸CaO的化学方程式为_______。 (3)精制 溶浸后，溶液B含有的金属阳离子有、。通过平衡常数可判断反应进行的程度。该反应的_______，说明该反应进行的基本完全。 (4)沉钙反应的离子方程式为_______。 (5)条件控制 ①若溶浸温度较高()，沉钙时高纯碳酸钙的收率降低(如图所示)，原因是_______。 ②煅烧时，将原料碳酸钙与焦炭按一定比例混合，连续鼓入空气，使焦炭完全燃烧。从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点_______。 【答案】(1) (2) (或；) (3) (4) (5)溶浸过程中产生的氨挥发，沉钙时溶液中氨的浓度减小，吸收二氧化碳的能力下降，沉钙率降低 焦炭燃烧放热，为分解提供热量，生成的可用于沉钙 【详解】（1）碳酸钙在高温条件下完全分解，生成氧化钙和二氧化碳气体，根据化学方程式书写规则，配平后得到： （2）①是强酸弱碱盐，会发生水解反应，结合水电离出的，使溶液中浓度大于浓度，溶液呈酸性，离子方程式为： ②先与水反应生成，再与反应生成、和，合并两个反应得到总化学方程式：(或；) （3）对于反应，其平衡常数的表达式为：。根据溶度积常数的定义，，将两式相除，消去，可得：代入已知的溶度积数值：该数值远大于1，说明反应进行的程度很大，基本完全。 （4）溶液D中含有和，通入后，与反应生成和，再与结合生成沉淀，离子方程式为： （5）①溶浸温度过高导致收率降低的原因温度高于时，受热分解，且氨气在水中的溶解度随温度升高而显著降低，挥发逸出，使得溶液中的浓度大幅降低。沉钙过程中，需要与反应生成才能与结合生成，不足会导致生成量减少，无法使完全沉淀，最终导致高纯碳酸钙的收率降低。 ②煅烧工艺的能源与资源利用优点焦炭完全燃烧会放出大量热量，可为碳酸钙的高温分解提供能量，减少外部能源的消耗，节约能源；同时焦炭燃烧生成的可以作为沉钙步骤的原料进行循环利用，提高了资源的利用率，减少了废弃物的排放。 19．【碳酸盐、碳酸氢盐】（25-26高三上·北京·期末）硫酸锌()是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为，杂质为以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下： 回答下列问题： (1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为___________。 (2)滤渣①的主要成分是、___________。 (3)加入发生反应的离子方程式为___________。 (4)用离子方程式解释沉铁过程加入ZnO的作用___________。 (5)转化过滤中加入锌粉的目的是___________。 (6)滤渣3与浓反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是___________、___________。 【答案】(1) (2) (3) (4)或 (5)置换为Cu从而除去 (6) 【详解】（1）菱锌矿焙烧生成氧化锌和二氧化碳，化学方程式为：； （2）由分析知，滤渣①的主要成分是和； （3）加入H2O2溶液将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：； （4）沉铁时，要将Fe3+沉淀为 Fe(OH)3，但又不能引入其他金属杂质，所以加 ZnO调节pH：，消耗H⁺，使溶液pH升高，Fe3+水解沉淀：，总反应为：； （5）转化过滤中加入锌粉发生反应：，所以目的是将Cu2+置换为Cu单质过滤除去； （6）滤渣3的主要成分是CaF2、MgF2，与浓硫酸反应可以得到HF以及CaSO4、MgSO4等副产物。 考向07 考查无机非金属材料 20．【硅酸盐工业、碳纳米材料】（25-26高三上·北京·期中）2025年诺贝尔化学奖与金属有机框架(MOFs)的研发有关。MOFs以金属为节点、有机分子为连接，形成具有规则多孔结构、内部表面积巨大的化合物。因金属及有机分子的不同，MOFs种类很多。下列关于MOFs说法不正确的是 A．可用于二氧化碳的捕捉 B．可作氢气、甲烷等存储材料 C．可制作具有活性位点多的催化剂 D．属于硅酸盐材料 【答案】D 【详解】A．MOFs具有多孔结构和高表面积，适合吸附二氧化碳，A正确； B．多孔结构能有效存储气体如氢气和甲烷，B正确； C．金属节点和巨大表面积可提供丰富的催化活性位点，C正确； D．MOFs由金属和有机配体构成，属于配位聚合物，而非硅酸盐材料，D错误； 故选D。 21．【硅酸盐工业、碳纳米材料】（25-26高三上·北京·期中）2025年九三大阅兵，国之重器彰威，科技利刃出鞘。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．量子通信材料螺旋碳纳米管、石墨烯等纳米材料属于胶体 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．受阅官兵所戴的手套背部采用航天级芳纶针织布，不仅阻燃防割，还透气不闷热，属于有机高分子材料 【答案】D 【详解】A．碳化硅特种陶瓷属于新型无机非金属材料，而非传统无机非金属材料（如硅酸盐材料），A错误； B．螺旋碳纳米管、石墨烯是纳米材料，但胶体是分散系（混合物），而它们是纯净物，B错误； C．石英纤维的主要成分是二氧化硅（），属于氧化物材料，而非硅酸盐材料，C错误； D．芳纶是人工合成的有机高分子材料，符合题干描述的特性，D正确； 故答案选D。 22．【碳纳米材料】（2024·北京房山·一模）化学与科学、技术、环境密切相关，下列说法不正确的是 A．月壤中的“嫦娥石[]”其成分属于无机盐 B．用于“深地一号”工程中的钻头材料金刚石属于共价晶体 C．“神舟”系列飞船返回舱使用的耐高温材料属于有机化合物 D．“长征号”火箭采用“液氧/液氢”作为推进剂，“液氢”属于绿色环保燃料 【答案】C 【详解】A．由化学式可知，月壤中的嫦娥石的主要成分是磷酸盐，属于无机盐，故A正确； B．金刚石是熔沸点高、硬度大的共价晶体，故B正确； C．氮化硅是性能优良、能耐高温的新型无机非金属材料，故C错误； D．氢气在氧气中燃烧生成的水不会污染环境，所以液氢属于绿色环保燃料，故D正确； 故选C。 重难·创新演练 1．【石墨、金刚石和C60】（2023·北京朝阳·二模）中国“天宫”空间站使用了很多高新技术材料。下列对涉及材料的说法不正确的是 A．核心舱的离子推进器使用氙气作为推进剂，氙位于元素周期表0族 B．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 C．“问天”实验舱使用砷化镓()太阳能电池，砷和镓位于元素周期表第四周期 D．太阳能电池翼基板采用碳纤维框架和玻璃纤维网，两者均属于有机高分子材料 【答案】D 【详解】A．氙位于元素周期表0族，故A正确； B．铝合金强度大于纯铝，故B正确； C．砷和镓位于元素周期表第四周期，故C正确； D．碳纤维框架和玻璃纤维网均属于无机非金属材料，故D错误； 故选D。 2．【碳纳米材料】（2022·北京顺义·三模）近年来我国取得让世界瞩目的科技成果，化学功不可没。下列说法不正确的是 A．“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于有机物 B．“嫦娥五号”运载火箭用液氧液氢推进剂，产物对环境无污染 C．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛元素属于过渡元素 D．“神舟载人飞船”太阳敏感器光学窗口采用石英玻璃，主要成分二氧化硅属于共价晶体 【答案】A 【详解】A．氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料，不是有机物，A错误； B．氢气和氧气反应生成H2O，不会污染环境，故用液氧液氢推进剂，产物对环境无污染，B正确； C．钛是22号元素，在第4周期第IVB族，故钛元素属于过渡元素，C正确； D．石英玻璃主要成分二氧化硅，SiO2属于共价晶体，D正确； 故答案为：A。 3．【二氧化硅的用途】（2026·北京·模拟预测）下列有关物质用途的说法错误的是 A．液氨可用作制冷剂 B．硫酸亚铁可用作自来水的杀菌消毒剂 C．硅胶可用作食品干燥剂和催化剂载体 D．聚乳酸可用于制作可降解手术缝合线 【答案】B 【详解】A．液氨汽化时会吸收大量的热，能使周围环境温度降低，因此可用作制冷剂，A正确； B．杀菌消毒剂需要具备强氧化性，硫酸亚铁中的以还原性为主，没有强氧化性，无法起到杀菌消毒的作用，不能用作自来水的杀菌消毒剂，B错误； C．硅胶具有疏松多孔的结构，吸附性强，且无毒、化学性质稳定，可用作食品干燥剂和催化剂载体，C正确； D．聚乳酸是生物相容性好的可降解高分子材料，最终可被人体代谢吸收，因此可用于制作可降解手术缝合线，D正确； 故选B。 4．【硅的物理性质与用途】（25-26高三上·北京·阶段检测）化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是 A．晶体硅中的杂质会影响其通信容量，因此必须制备高纯度的硅 B．钢管表面镀锌可以防止钢管被腐蚀，镀层破损后，钢管仍被保护起来 C．硝酸纤维极易燃烧，可用于生产火药、塑料和涂料等 D．在某些酱油中加入铁强化剂，可以减少缺铁性贫血问题的发生 【答案】A 【详解】A．晶体硅用于半导体材料，其纯度影响导电性能，但“通信容量”通常与光纤（二氧化硅）相关，而非晶体硅，A错误； B．镀锌利用牺牲阳极保护，锌比铁活泼，破损后仍保护钢管，B正确； C．硝酸纤维（硝化纤维素）根据硝化程度不同，可用于火药、塑料（如赛璐珞）和涂料，且极易燃烧，C正确； D．酱油中添加铁强化剂可补充铁元素，预防缺铁性贫血，D正确； 故选A。 5．【硅的制备】（2024·北京西城·一模）硅是电子工业的重要材料。利用石英砂（主要成分为）和镁粉模拟工业制硅的流程示意图如下。 已知：非金属性： 下列说法不正确的是 A．Ⅰ中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热 B．Ⅱ中主要反应有：、 C．为防止自燃，Ⅱ需隔绝空气 D．过程中含硅元素的物质只体现氧化性 【答案】D 【详解】A．因为与镁反应需要能量，所以I中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热，A正确； B．因为硅与盐酸不反应，所以Ⅱ中主要反应有：、，B正确； C．因为容易自燃，所以为防止自燃，Ⅱ需隔绝空气，C正确； D．因为非金属性：，所以中硅元素为+4价，而中硅元素为-4价，所以在中，含硅元素的物质体现还原性，D错误； 故答案选D。 6．【硅的制备】给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是 A． B． C． D． 【答案】A 【知识点】硅的制备、铁的其他化合物、醛类的银镜反应、氢氧化镁 【详解】A．Si可与氯气在高温下反应生成SiCl4，SiCl4可与氢气高温条件下发生反应生成Si和HCl，故A符合题意； B．氢氧化镁与盐酸反应得到氯化镁溶液，电解氯化镁溶液生成氢氧化镁沉淀、氢气和氯气，得不到镁单质，故B不符合题意； C．氧化铁与盐酸反应得到FeCl3溶液，氯化铁易水解，加热氯化铁溶液，由于HCl的挥发，水解平衡正向移动，最终生成氢氧化铁，不能获得无水氯化铁，故C不符合题意； D．蔗糖不含醛基，不能发生银镜反应，故D不符合题意； 答案为A。 7．【硅的制备、二氧化硅的化学性质】（2026·北京石景山·模拟预测）“中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如下： 下列说法错误的是 A．反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 B．流程中HCl和H2可以循环利用 C．反应①②③均为置换反应 D．由反应②③的反应温度推测，③为放热反应 【答案】D 【详解】A．反应①为氧化硅与焦炭高温条件下发生置换反应生成硅和二氧化碳，反应中氧化剂二氧化硅和还原剂C的物质的量之比为1：2，故A正确； B．由分析可知，制取高纯硅的过程中氯化氢和氢气可以循环利用，故B正确； C．由分析可知，反应①②③均为置换反应，故C正确； D．反应是否为放热反应，与反应物的总能量和生成物的总能量有关，与反应条件无关，故D错误； 故选D。 8．（2022·北京海淀·三模）我国是稀土储量大国，氧化铈(CeO2)是一种应用广泛的稀土氧化物。一种用氟碳铈矿(，含BaO、等杂质)为原料制备的工艺如下图。 已知：①可形成难溶于水的复盐[]，其氢氧化物也难溶于水。 ②硫脲的结构简式为，在酸条件下易被氧化为。 ③HF是一元弱酸。 回答下列问题： (1)焙烧时，为了提高焙烧效率，可采取的措施有_______。(写一条) (2)固体A的主要成分是_______。 (3)焙烧后加入稀硫酸浸出，Ce元素的浸出率和稀硫酸浓度、温度有关，其关系如下图所示，应选择的适宜的条件为_______，硫酸浓度过大时，浸出率降低的可能原因是_______。 (4)步骤②加入硫脲的目的将还原为，该反应的离子方程式为_______。 (5)步骤③加入NaOH的目的_______。 (6)步骤④的离子方程式为_______。 (7)取a g所制，溶解后配制成250mL溶液。取b mL该溶液用cmol/L硫酸亚铁铵[]溶液滴定，滴定时发生反应，达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V mL，则该产品的质量分数为_______。(列表达式) 【答案】(1)将氟碳铈矿粉碎以增大接触面积，或延长焙烧时间等都可以提高焙烧效率 (2)BaSO4和SiO2 (3)温度85℃、c( H+ )为2.5mol/L 溶液中c(SO)增大，易和稀土离子形成复盐沉淀而使浸出率降低 (4)2+2=2Ce3++(SCN2H3)2+2HF+2F- (5)中和过量的硫酸 (6) (7) 【详解】（1）从反应速率的影响因素考虑，为了提高焙烧效率，可采取的措施有将氟碳铈矿粉碎以增大接触面积，或延长焙烧时间等都可以提高焙烧效率； （2）CeFCO3中F为一价、CO为- 2价，根据化合价代数和为0，可知Ce为+3价；SiO2不反应，BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀，故滤渣A是BaSO4和SiO2； （3）由图可知，温度85℃、c(H+ )2.5mol/L时，稀土的浸出率浸出率最高，即选择的适宜的条件为：温度85℃、c( H+ )为2.5mol/L；溶液中c(SO)增大，易和稀土离子形成复盐沉淀而使浸出率降低； （4）硫脲将将还原为，，自身被氧化为(SCN2H3)2，方程式为：2+2=2Ce3++(SCN2H3)2+2HF+2F-； （5）在前面步骤中加入的硫酸过量，步骤③加入NaOH的目的是：中和过量的硫酸； （6）步骤④是碳酸氢铵提供碳酸根与Ce3+结合生成为(Ce)2(CO3)3，产生的氢离子又与碳酸氢根反应生成二氧化碳与水，反应离子方程式为： ； （7）根据可知n()=，则该产品的质量分数。 9．【二氧化硅的化学性质】（25-26高一上·北京顺义·期末）含钛高炉渣的主要化学成分为、、、、、、和金属Fe，对其综合利用具有重要的经济价值和社会效益。一种含钛高炉渣提钛工艺流程如下图所示。 已知：ⅰ．铁能被磁体吸引； ⅱ．不溶于水、稀酸和碱溶液； ⅲ．不溶于水也不溶于稀酸溶液，能与NaOH溶液发生反应： (1)钛高炉渣的主要化学成分中属于___________(填“碱性氧化物”或“两性氧化物”)。 (2)“磁选”的目的是___________。 (3)酸浸过程中发生反应的离子方程式为___________。 (4)滤渣1的主要成分为___________。 (5)NaOH溶液碱浸的目的是___________。 (6)由滤渣2制备金属钛的过程中，滤渣2发生了___________反应(填“氧化”、“还原”) (7)下列说法正确的是___________(填序号)。 a．若将流程A部分与流程B部分互换顺序，最终得到的滤渣成分相同 b．若将流程A部分与流程B部分互换顺序，理论上氢氧化钠用量不变 【答案】(1)两性氧化物 (2)分离出金属铁 (3) (4)、 (5)去除 (6)还原 (7)a 【详解】（1）属于两性氧化物，即能与酸溶液反应，又能与强碱溶液反应； （2）铁能被磁体吸引，“磁选”的目的是分离出金属铁； （3）酸浸时加入过量盐酸，发生反应的离子方程式为； （4）盐酸酸浸，、、、、溶解，得到各物质的盐溶液，、不溶解，滤渣1主要成分为、； （5）溶液碱浸，溶解，不溶，溶液碱浸的目的是去除； （6）滤渣2主要成分为，得到Ti单质时，Ti元素化合价降低，故滤渣2发生了还原反应； （7）a．若将流程A部分与流程B部分互换顺序，最终得到的滤渣2都是，成分相同，a正确； b．若将流程A部分与流程B部分互换顺序，则先进行碱浸，此时会与氧化铝和二氧化硅反应，而原流程中NaOH只与二氧化硅反应，故理论上氢氧化钠用量增加，b错误； 故答案选a。 10．【二氧化硅的化学性质】（25-26高三上·北京海淀·期末）随原子序数的递增，八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。 根据判断出的元素回答问题： (1)f在元素周期表的位置是___________。请写出f和e的最高价氧化物的水化物之间反应的离子方程式___________。 (2)元素x和e可以组成一种二元离子化合物，写出此化合物的电子式___________，任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其结构式：___________。 (3)与y元素同主族的短周期元素b在地壳中含量丰富，其氧化物是普通玻璃的主要成分，氢氟酸可以刻蚀玻璃，请写出相关的方程式___________。 (4)将h元素的气态单质通入KI溶液中，反应后加入CCl4并振荡，有机层显___________色。此反应有1molh单质参加反应，转移的电子是___________mol。 【答案】(1)第三周期ⅢA族 (2)    H-O-O-H (3) (4)紫红 2 【详解】（1）f是Al元素，在元素周期表的位置是第三周期ⅢA族。Al的最高价氧化物的水化物是Al(OH)3，e是Na元素，Na的最高价氧化物的水化物是NaOH，Al(OH)3和NaOH反应生成四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为 。 （2）H元素和Na可以组成离子化合物NaH，该化合物的电子式为 ，H2O2是四原子共价化合物，其结构式H-O-O-H。 （3）与C元素同主族的短周期元素Si在地壳中含量丰富，其氧化物SiO2是普通玻璃的主要成分，氢氟酸可以刻蚀玻璃，相关的方程式为。 （4）h是Cl元素，将Cl2通入KI溶液中生成KCl和I2，反应后加入CCl4并振荡，I2被CCl4萃取，有机层显紫红色。此反应中氯元素化合价由0降低为-1，有1mol Cl2参加反应，转移的电子为2mol。 真题·实战演练 1．（2026·云南·高考真题）化学强国，筑梦未来。下列说法错误的是 A．“雪豹”轮式载具所用耐寒轮胎，属特种橡胶 B．“北脑一号”脑机系统植入手术所用钛板，属陶瓷材料 C．“天舟七号”飞船所用石英加速度计，核心部件含二氧化硅 D．“深海一号”储油平台所用聚酯系泊缆绳，主要成分为有机高分子 【答案】B 【详解】A．橡胶属于有机高分子材料，耐寒轮胎为适应特殊环境设计，属于特种橡胶，A项正确； B．钛板的核心成分是金属钛，属于金属材料，而陶瓷材料是无机非金属材料，因此钛板不属于陶瓷材料，B项错误； C．石英的主要成分为二氧化硅，C项正确； D．聚酯是由多元醇与多元酸通过缩聚反应生成的有机高分子化合物，D项正确； 故答案为B。 2．（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。 3．（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 【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。 4．（2024·天津·高考真题）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．乾隆款珐琅彩芍药雄鸡图玉壶春瓶(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 【详解】A．青铜是铜锡合金，属于合金，A正确； B．蚕丝织品的主要成分是蛋白质，属于天然高分子材料，B正确； C．陶瓷是硅酸盐材料，属于无机非金属材料，C正确； D．珐琅彩的矿物颜料多为金属氧化物或无机盐，属于无机化合物，D错误； 故答案选D。 5．（2025·江西·高考真题）稀散金属镓(，ⅢA族)是重要的战略资源。以棕刚玉烟尘(主要成分为、、、和少量)为原料制备金属镓的工艺流程图如下： 回答下列问题： (1)滤液1的为，依据(Ⅲ)和(Ⅳ)的分布系数图，铝元素在溶液中的主要存在形式为_______(填化学式)，与碱反应的离子方程式为_______、_______。 (2)水热再生过程中，需要定量补充固体的目的是_______，以获得高纯度分子筛()材料。滤液2的_______(填“大于”或“小于”)滤液1的。 (3)已知树脂片段的结构为。在吸附时，中心镓离子与树脂间存在的主要相互作用是_______。 (4)操作X为_______。 (5)硅-钾化肥可改良土壤环境。依据其一有效组分的晶胞结构，推测该组分中钾离子能被植物吸收的原因是_______。 【答案】(1) (2)使溶液中的为 大于 (3)配位作用 (4)浓缩结晶、过滤 (5)钾离子处在结构的层间及空洞中，能够通过阳离子交换释放 【详解】（1）根据分析，滤液1的为，依据(Ⅲ)和(Ⅳ)的分布系数图，铝元素在溶液中的主要存在形式为，硅元素在溶液中的主要存在形式为与，故与碱反应的离子方程式为、； （2）根据分析，加入固体水热再生的目的是获得高纯度分子筛()材料，同时得到含有的滤液2，水热再生过程中，为了使溶液中的为，需要定量补充固体，更好地得到。滤液1的主要成分为、、、，向滤液1中加入水解后呈碱性的固体后过滤得到滤液2：2K4SiO4+2KAl(OH)4+3H2O=2↓+8KOH、2K3HSiO4+2KAl(OH)4+H2O=2↓+6KOH，滤液的碱性变强，故滤液2的大于滤液1的； （3）已知树脂片段的结构为，其中的N与O原子均存在孤电子对，的中心镓离子提供空轨道，形成配位键，则在吸附时，中心镓离子与树脂间存在的主要相互作用是配位作用； （4）根据分析，用树脂吸附滤液2中的，再加入K2S、KOH进行进行树脂解吸得到含的溶液，将所得溶液浓缩结晶、过滤除去析出的K2S晶体，得到富镓溶液，故操作X为浓缩结晶、过滤； （5）从晶胞结构来看，钾离子处在结构的层间及空洞中，钾离子与晶胞结构中的其他离子结合力较弱，能够通过阳离子交换释放，从而脱离晶胞进入土壤中，能被植物吸收。 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） 参考答案 模拟·基础演练 1 4 5 6 10 11 12 13 14 15 C D B B A D B C A C 16 17 20 21 22 D B D D C 2．(1)对 (2)对 (3)错 (4)对 3. Na2CO3 CaCO3 SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O 第3周期IVA族 3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl ac 7.(1)3d24s2 (2)增大接触面积，加快反应速率，提高酸浸的浸出率 (3)Fe、SiO2、CaSO4 (4)FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O (5)pH介于4～6之间时，铁离子水解完全，Fe(Ⅲ)主要以Fe(OH)3形式存在 4Fe2++3O2+6H2O=4Fe(OH)3 (6)TiO2++2H2O=2H++H2TiO3↓ +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O 8.(1)过滤 SiO2、BaSO4 (2)2+2  =2Ce3++(SCN2H3)2+2HF+2F- (3)2Ce3++6=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O (4)a 偏高 若未煮沸，残留的(NH4)2S2O3会氧化(NH4)2Fe(SO4)2，滴定时消耗更多的(NH4)2Fe(SO4)2，导致滴定结果偏高 9.(1)使用浓硫酸、升高温度到250℃ (2) (3)将溶液中的+5价钒、Fe3+分别转化为+4价钒、Fe2+，利于+4价钒的萃取，实现钒元素和铁元素的分离 (4)加入20%溶液，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，利于钒元素进入水层，与萃取剂分离 (5) (6) (7) (8)降温结晶、过滤 18.(1) (2) (或；) (3) (4) (5)溶浸过程中产生的氨挥发，沉钙时溶液中氨的浓度减小，吸收二氧化碳的能力下降，沉钙率降低 焦炭燃烧放热，为分解提供热量，生成的可用于沉钙 19.(1) (2) (3) (4)或 (5)置换为Cu从而除去 (6) 重难·创新演练 1 2 3 4 5 6 7 D A B A D A D 8.(1)将氟碳铈矿粉碎以增大接触面积，或延长焙烧时间等都可以提高焙烧效率 (2)BaSO4和SiO2 (3)温度85℃、c( H+ )为2.5mol/L 溶液中c(SO)增大，易和稀土离子形成复盐沉淀而使浸出率降低 (4)2+2=2Ce3++(SCN2H3)2+2HF+2F- (5)中和过量的硫酸 (6) (7) 9.(1)两性氧化物 (2)分离出金属铁 (3) (4)、 (5)去除 (6)还原 (7)a 10.(1)第三周期ⅢA族 (2)    H-O-O-H (3) (4)紫红 2 真题·实战演练 1 2 3 4 B B B D 5.(1) (2)使溶液中的为 大于 (3)配位作用 (4)浓缩结晶、过滤 (5)钾离子处在结构的层间及空洞中，能够通过阳离子交换释放 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $