第5专题 第4课 无机非金属材料-【知识通关宝典】2026年广东高中化学学业水平合格性考试

该高中化学高考复习讲义围绕无机非金属材料核心考点，按碳族元素递变规律、碳及其化合物、硅及其化合物的逻辑层次构建知识网络，通过考点系统梳理、性质对比分析、高考真题精讲等环节，帮助学生建立“结构-性质-用途”的认知框架，突破重点难点。 资料以化学观念为统领，采用科学思维方法，如对比CO₂与SiO₂的性质差异并结合2024年真题解析SiO₂的应用，强化知识迁移能力。设置基础巩固、能力提升、综合应用分层练习，配合即时反馈，保障复习效率，为教师精准把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

知识点4　无机非金属材料 历年真题 1.B　【解析】陶瓷由黏土烧制而成,A正确;有机玻璃是一种塑料,其原料为有机物,SiO2用于普通玻璃,B错误;高纯硅的半导体特性适用于光伏太阳能电池,C正确;碳化硅的高温抗氧化性能,符合发动机需求,D正确。 2.C　【解析】陶瓷是无机非金属材料,按原料不同可以分为普通陶瓷材料和特殊陶瓷材料两种。 3.D　【解析】石墨烯和碳纳米管都是由碳元素构成的单质,属于同素异形体,D正确。 4.B　【解析】 工业制备高纯硅的主要过程如下:石英砂(SiO2)粗硅SiHCl3高纯硅,只有B项中硅元素化合价升高。 5. D　【解析】A、B项属于有机材料,C项属于金属材料;陶瓷碗的主要成分是硅酸盐,硅酸盐材料属于无机非金属材料,D符合题意。 模拟测试 1.C　【解析】石英光导纤维的主要成分是SiO2。 2.D　【解析】石英砂的主要成分是SiO2。 3.D　【解析】硅的化学性质稳定,但是在自然界中主要以SiO2和硅酸盐的形式存在。SiO2不溶于水,但能溶于氢氟酸。 4.A　【解析】虽然SiO2不溶于水,但是对应的酸仍是H2SiO3。 5.B　【解析】陶瓷的主要成分是硅酸盐。 本专题综合训练 1.B　【解析】氯气在常温常压下为黄绿色,是有强烈刺激性气味的有毒气体,密度比空气大。向远离污染源的高处撤离主要是基于Cl2的物理性质考虑。 2.B　【解析】硫黄不溶于水;二氧化硫无色;二氧化硫需要在催化剂存在并加热条件下才能转化为三氧化硫。 3.D　【解析】硅主要以化合物SiO2和硅酸盐的形式存在;光纤通信是高纯度的SiO2;工艺师利用HF雕刻石英制作艺术品。 4.D　【解析】氨气的还原性表现在氧化还原反应中为失电子,作还原剂;氨气比空气轻,说明氨气的密度小于空气;氨气易液化,说明氨气的沸点低;极易溶于水的气体能形成压强差而产生喷泉实验,所以氨气的喷泉实验体现了氨气极易溶于水的性质。 5.A 6.B　【解析】干冰的主要成分是CO2;SO2有毒,不能大量用于漂白食品;小苏打的主要成分是NaHCO3。 7.C 8.C　【解析】根据空气质量日报的内容,对比四个选项,可知二氧化硫是酸雨形成的主要原因;氮氧化物是形成光化学烟雾的主要气体;悬浮颗粒是可吸入颗粒物的污染;二氧化碳是空气中的成分,不需要预报。 9.D　【解析】HClO、新制氯水、SO2都有漂白性,CaCl2没有漂白性。 10.B　【解析】氮氧化物进一步反应后遇水变成硝酸。 11.B　【解析】铵态氮肥能与碱反应生成NH3,降低肥效。 12.D　【解析】用作耐火材料的是硅酸钠,硅酸一般可用作干燥剂。 13.C　【解析】二氧化硫的漂白原理是与有色物质结合生成不稳定的无色物质,加热后又分解显色。 14.B　【解析】氯水和次氯酸利用自身的氧化性破坏有色物质达到漂白作用;二氧化硫是与有色物质结合达到漂白的目的。 15.A　【解析】造成二氧化碳量增加的主要原因是化石燃料等大量含碳的矿物燃料的燃烧。 16.B　【解析】光导纤维是由SiO2制成的。 17.C　【解析】氯化氢是剧毒光气的主要成分之一,溶于水电离出氯离子,用硝酸银溶液检验,产生白色沉淀。 18.A 19.ABCD　【解析】(1)根据题目的信息,G为氯化钙,E、F为固体,可知应是氯化铵和氢氧化钙制得D氨气、H水和G氯化钙的反应,其他物质都是气体,所以E应是由D氨气和C氯化氢化混合得到的氯化铵,则A与B的反应是氢气和氯气反应得到C氯化氢的反应。四个选项均正确。 20.AB　【解析】由上题分析,可知只发生了AB两个选项的反应。 21.D　【解析】检验D氨气的方法是:使湿润的红色石蕊试纸变蓝 ,A选项说法正确,不符合题意;C和D相遇生成氯化铵,有白烟生成,B选项说法正确,不符合题意;液氨可以作制冷剂,干燥D用碱石灰,C选项说法正确,不符合题意;E是氯化铵,既有离子键也有共价键,D选项说法错误,符合题意。 22.BCD　【解析】SO2气体具有漂白性,使品红溶液褪色,SO2有毒,不可用于食品添加剂,A选项说法错误,B选项说法正确;若气体使品红溶液褪色,加热后又恢复红色,说明是SO2气体,C选项说法正确;试管口浸有碱液的棉花可吸收多余的SO2气体,因为SO2气体有毒,D选项说法正确。 23.B　【解析】SO2的密度比空气大,易溶于水、是酸性氧化物,所以收集方法可以采用向上排空气法。 学科网（北京）股份有限公司 $ 4无机非金属材料 1.(2024年7月)硅及其化合物是现代生活和技术领域的重要基础材料。下列说法不正确的是 (　　) A.黏土可用于烧制陶瓷餐具 B.SiO2是制造有机玻璃的主要原料 C.高纯硅用于制造光伏太阳能电池 D.碳化硅具有优异的高温抗氧化性能,可用于制造发动机 2.(2023年7月)我国古代劳动人民制造了美观的灯具,下列文物的主要材质属于无机非金属材料的是 (　　) 文 物 选 项 A.错银铜 牛灯 B.鎏金羊 形铜灯 C.花卉纹 陶瓷书灯 D.彩绘雁 鱼铜灯 3.(2023年7月)由碳元素组成的石墨烯和碳纳米管在柔性电子器件领域具有广阔的应用前景。碳纳米管和石墨烯互为 (　　) A.同位素　　 B.同分异构体 C.同系物　　 D.同素异形体 4.(2023年7月)高纯硅是制造半导体芯片的基础材料。在硅的制备和提纯过程中,硅元素化合价升高的是 (　　) A.石英砂和焦炭反应得到粗硅 B.粗硅与HCl反应制得SiHCl3粗品 C.用蒸馏法对SiHCl3粗品进行提纯 D. H2和SiHCl3反应得到高纯硅 5.(2023年2月)材料改善生活。下列物体的主要材质属于无机非金属材料的是 (　　) A.C919使用的轮胎 　B.塑料水桶 　C.高铁钢轨　　　　 　　D.陶瓷碗　 一、碳元素的单质及其重要化合物的主要性质及应用 1.碳族元素。 (1)碳族元素的特征:碳族元素原子最外层电子数为4,既不容易失去电子,又不容易得到电子,易形成共价键,难形成离子键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大,熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。 (2)碳族元素的化合价:碳族元素的主要化合价有+2、+4,其中铅+2价稳定,其余元素+4价稳定。 (3)碳族元素的递变规律:从上到下电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引能力减弱,失电子的能力增强,从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。其中碳是非金属,锡、铅是金属,硅、锗是半导体材料。 (4)碳族元素在自然界里的存在:自然界里碳有游离态和化合态两种;硅在地壳里无游离态,主要以含氧化合物的形式存在。 (5)几种同素异形体。 碳:金刚石、石墨、C60、C70等;硅:晶体硅、无定形硅。 2.碳。 在常温下碳很稳定,只在高温下能发生反应,通常表现为还原性。 (1)燃烧反应。 (2)与某些氧化物的反应。 C+CO2 2CO C+2CuO CO2↑+2Cu C+H2O(g) CO+H2(CO、H2的混合气体叫水煤气) 2C+SiO2 Si+2CO↑ (3)与氧化性酸反应。 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O 3.一氧化碳。 不溶于水,有毒(CO和血红蛋白结合,使血红蛋白无法和O2结合,细胞缺氧引起中毒),但由于CO无色无味,因此具有更大的危险性。 (1)可燃性。 (2)还原性。 CO+CuOCO2+Cu CO+H2O(g)CO2+H2 4.二氧化碳。 无色,能溶于水,密度大于空气,可倾倒,易液化。固态CO2俗称干冰,能升华,常用于人工降雨。 实验室制法: CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O (1)酸性氧化物——酸酐。 Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O(用于检验CO2) (2)氧化性。 CO2+C2CO 5.碳酸盐。 (1)溶解性:Ca(HCO3)2>CaCO3,Na2CO3>NaHCO3。 (2)热稳定性:Na2CO3>CaCO3,Na2CO3>NaHCO3(碱金属正盐>碱金属酸式盐)。 (3)相互转化:碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用)。 二、硅元素的单质及其重要化合物的主要性质及应用 硅以化合态存在于二氧化硅和硅酸盐中。 1.硅酸盐材料。 (1)硅酸盐:由Si、O和金属元素组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的重要成分。 (2)硅酸盐材料。 陶瓷 玻璃 水泥 生产 原料 黏土 纯碱、石灰石和石英砂 石灰石、黏土 用途 生产建筑材料、绝缘材料、日常器皿、卫生洁具 生产建筑材料、光学仪器和各种器皿,玻璃纤维用于高强度复合材料 大量用于建筑和水利工程 2.新型无机非金属材料。 (1)硅。 ①制备:SiO2+2CSi+2CO↑,得到粗硅,通过化学方法进一步提纯,可以得到高纯度硅。 ②高纯度硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域,具有半导体性能,做计算机等的芯片,人造卫星等的硅太阳能电池。 (2)二氧化硅。 ①二氧化硅又称石英,化学式为SiO2。SiO2是表示组成的最简式,不表示单个二氧化硅分子,仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。 ②SiO2化学性质很稳定,不溶于水也不跟水反应,不跟一般的酸起作用,能与氢氟酸反应生成四氟化硅气体: SiO2+4HFSiF4↑+2H2O,氢氟酸可以溶蚀玻璃生产磨砂玻璃。SiO2是酸性氧化物,与强碱溶液反应:SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。 ③硅酸钠:硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,具有黏结力强、耐高温等特性,可以用作黏合剂和防火剂。实验室盛放碱溶液的试剂瓶应用橡胶塞,而不用玻璃塞。 ④二氧化硅可用来生产光导纤维。 (3)新型陶瓷。 在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能,碳化硅(SiC)俗称金刚砂,硬度很大,可用作砂纸和砂轮的磨料,具有优异的高温抗氧化性能,可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。 (4)碳纳米材料。 包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等,在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景,碳纳米管可用于生产复合材料、电池和传感器等。 【例】下列说法正确的是 (　　) A.SiO2溶于水显酸性 B.CO2通入水玻璃可得硅酸 C.SiO2是酸性氧化物,它不溶于任何酸 D.SiO2晶体熔点低 【解析】二氧化硅是酸性氧化物,但它不溶于水,可以溶于氢氟酸;二氧化硅的熔点高。 【答案】B 【注意点】二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物,但它们的结构、性质有较大的差别。 1.石英光导纤维的主要成分是 (　　) A.Si B.SiC C.SiO2 D.Na2SiO3 2.碳元素可以存在于自然界的多种物质中,这些物质肯定不包括 (　　) A.石油 B.石灰石 C.天然气 D.石英砂 3.下列叙述正确的是 (　　) A.自然界中存在大量的单质硅 B.SiO2能与NaOH和HF反应,化学性质很活泼 C.SiO2是酸性氧化物,溶于水生成硅酸 D.SiO2的硬度大,熔点高 4.下列说法不正确的是 (　　) A.因SiO2不溶于水,故H2SiO3不是SiO2对应的酸 B.将CO2通入硅酸钠溶液可以得到硅酸沉淀 C.SiO2是一种空间立体网状结构的晶体,熔点高、硬度大 D.氢氟酸能够蚀刻玻璃,故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸 5.对下列常见物质的认识不正确的是 (　　) A.明矾可作净水剂　　 B.CaCO3是陶瓷的主要成分 C.干冰能用于人工降雨 D.NaHCO3可作抗酸药,能中和胃里过多的酸,缓解胃部不适 一、单项选择题 1.某工厂发生Cl2泄漏,以下应对措施中主要是基于Cl2的物理性质考虑的是 (　　) A.向被污染的土壤撒石灰 B.向远离污染源的高处撤离 C.用浸有纯碱溶液的毛巾捂住口鼻迅速撤离 D.来不及撤离时可用纯碱溶液浸湿的棉被堵好门窗 2.下列关于硫及其化合物的叙述正确的是 (　　) A.硫黄是一种易溶于水的黄色晶体 B.二氧化硫的水溶液显酸性 C.二氧化硫是黄色、易溶于水的有毒气体 D.二氧化硫不稳定,极易转化为三氧化硫 3.下列关于硅及其化合物的说法正确的是 (　　) A.自然界中存在大量硅单质 B.硅酸盐广泛用于光纤通信 C.工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品 D.高纯硅是应用广泛的半导体材料 4.氨气的喷泉实验体现了氨气的性质中的 (　　) A.还原性 B.比空气轻 C.很易液化 D.极易溶于水 5.均不属于大气污染物的一组气体是 (　　) A.N2和O2 B.CO和CO2 C.NO和NO2 D.SO2和碳氢化合物 6.下列有关化合物的说法正确的是 (　　) A.干冰的主要成分是H2O B.吸入CO可导致人体中毒 C.SO2可大量用于漂白食品 D.小苏打的主要成分是Na2CO3 7.下列物质属于温室气体的是 (　　) A.N2　　 B.H2 C.CO2 D.O2 8.下列物质不属于“城市空气质量日报”报道内容的是 (　　) A.二氧化硫 B.氮氧化物 C.二氧化碳 D.悬浮颗粒 9.日常生活和工业生产中常用到漂白剂。下列物质没有漂白作用的是 (　　) A.HClO B.SO2 C.新制氯水 D.CaCl2 10.雷雨时,空气中的氮气和氧气可生成氮的氧化物,该氧化物进一步反应后遇水变成 (　　) A.NO2 B.HNO3 C.H2SO4 D.NH3·H2O 11.施用碳酸氢铵、氯化铵等铵态氮肥能够促进农作物生长,但是铵态氮肥不能与碱性肥料(如草木灰)混合使用,其原因是铵态氮肥(　　) A.易溶于水 B.能与碱反应 C.受热易分解 D.在水中易发生电离 12.下列有关物质的用途错误的是 (　　) A.硅——半导体材料 B.二氧化硅——制光导纤维 C.水玻璃——用作黏合剂 D.硅酸——用作耐火材料 13.下列叙述正确的是 (　　) A.NO是具有刺激性的红棕色气体 B.SO3溶于水生成亚硫酸 C.向品红溶液中通入二氧化硫气体,溶液褪色,加热后溶液又会出现红色 D.氨水中滴入酚酞溶液,颜色变蓝 14.下列物质无漂白作用的是 (　　) A.氯水 B.氨水 C.二氧化硫 D.次氯酸 15.在大气层中,CO2量不断增加会引起“温室效应”。造成CO2量增加的主要原因是 (　　) A.大量燃烧含碳的矿物燃料 B.实验室排出的CO2多了 C.人类的呼吸作用造成的 D.动、植物的呼吸作用造成的 16.光导纤维被广泛应用于光缆通信,其主要成分是 (　　) A.CuO B.SiO2 C.Al2O3 D.Fe2O3 17.氯仿可作为麻醉剂,但在光照下容易被氧化成剧毒的光气:2CHCl3+O22COCl2+2HCl。为防止事故发生,使用前要检验其是否变质,你认为检验使用的最佳试剂是 (　　) A.溴水 B.烧碱溶液 C.硝酸银溶液 D.淀粉⁃碘化钾试纸 18.下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成的是 (　　) A.S→SO3　 B.SiO2→Na2SiO3 C.Na2O2→Na2CO3　 D.SO2→H2SO3 二、不定项选择题 　　(一)已知A、B、C、D为气体,E、F为固体,G是氯化钙,它们之间的转化关系如图所示: 19.对以上各物质说法正确的是 (　　) A.A物质可能是H2　　　 B.C物质是HCl C.F物质是熟石灰　　　 D.H物质是水 20.此流程中涉及的化学方程式正确的是 (　　) A.H2+Cl22HCl B.2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O C.NH4Cl+ NaOHNaCl+NH3↑+H2O D.MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑ +H2O 21.下列说法错误的是 (　　) A.检验D气体的方法是使湿润的红色石蕊试纸变蓝 B.C和D相遇有白烟生成 C.D可以作制冷剂,干燥D用碱石灰 D.E中只有离子键 　　(二)某教师在课堂上用下图所示的装置来验证浓硫酸与铜是否发生反应并探讨反应所产生气体的性质,Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 +SO2↑ + 2H2O。 22.对于乙装置,说法正确的是 (　　) A.SO2气体具有还原性,使品红溶液褪色,SO2气体可以作食品添加剂 B.SO2气体具有漂白性,使品红溶液褪色 C.若气体使品红溶液褪色,加热后又恢复红色,说明是SO2气体 D.试管口浸有碱液的棉花可吸收多余的SO2气体,因为SO2气体有毒 23.若要收集试管甲中生成的SO2气体,可以采用收集方法是 (　　) A.排水法　　　　 B.向上排空气法 C.向下排空气法　　　 D.排NaOH溶液法 学科网（北京）股份有限公司 $