考点16碳、硅及无机非全属材料（核心考点精讲精练）-备战2025年高考化学一轮复习考点帮（新高考）（解析版）

考点16碳、硅及无机非全属材料目录TOC\o"1-3"\h\u 11.高考真题考点分布 12.命题规律及备考策略 1 2考法01碳族元素碳 2考法02硅及其重要化合物 6考法03无机非金属材料 10 131.高考真题考点分布考点内容考点分布碳及其化合物2023浙江1月7题，3分；2022江苏卷7题，3分；2022福建卷1题，4分；2021山东卷1题，2分；2021湖北卷1题，3分；2021全国乙卷1题，6分；2021海南卷1题，2分硅及其化合物2024浙江1月7题，3分；2023湖北卷3题，3分；2023辽宁卷3题，3分；2022山东卷18题，12分；2022广东卷3题，2分；2022江苏卷6题，3分；2022浙江1月10题，2分；2021辽宁卷1题，3分无机非金属材料2023浙江6月1题，3分；2023湖南卷1题，3分；2022河北卷1题，3分；2022广东卷3题，2分；2021重庆卷1题，3分2.命题规律及备考策略【命题规律】高频考点从近几年全国高考试题来看，二氧化碳、硅、二氧化硅的性质和用途仍是高考命题的热点。【备考策略】由粗硅制备多晶硅的过程【命题预测】预计2025年高考会以新的情境载体结合环境保护等考查二氧化碳的资源化利用，还可能以新材料、新工艺为载体，考查碳、硅及其化合物的结构、性质及应用等知识，题目难度一般较小。考法01碳族元素碳1．碳族元素(1)碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA族元素，又称碳族元素，其价电子排布式为ns2np2。(2)碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。2．金刚石、石墨、C60的物理性质金刚石石墨C60晶体类型共价晶体混合型晶体分子晶体物理性质熔点高，硬度大，不导电熔点高，硬度小，能导电熔点低，不导电主要用途钻石制作，切割工具，钻探机的钻头等做电极、润滑剂、铅笔芯广泛应用于超导、医学领域3.碳及其氧化物（1）C①与O2反应O2充足：C＋O2点燃COO2不足：2C＋O2（不足）点燃②与氧化物反应在高温下还原氧化铁：3C＋2Fe2O3高温4Fe＋3CO与炽热的水蒸气反应：C＋H2O（g）高温CO＋③与酸反应在加热条件下与浓硫酸反应：C＋2H2SO4（浓）△CO2↑＋2SO2↑＋2H在加热条件下与浓硝酸反应：C＋4HNO3（浓）△CO2↑＋4NO2↑＋2H（2）CO①物理性质：无色无味气体，难溶于水。②化学性质在O2中点燃：2CO＋O2点燃在高温下还原氧化铁：3CO＋Fe2O3高温2Fe＋（3）CO2①物理性质：无色无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。②化学性质向氢氧化钙溶液中通入少量CO2：CO2（少量）＋Ca（OH）2CaCO3↓＋H2O向氢氧化钙溶液中通入过量CO2：2CO2（足量）＋Ca（OH）2Ca（HCO3）2请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质()2．水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼()3．二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，说明二氧化碳具有酸性()4．低碳环保中的“碳”是指二氧化碳()5．石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应()6．向空气中排放二氧化碳会形成酸雨()7．向CaCl2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失()8．向氨化的饱和食盐水中通入足量的CO2气体，会析出晶体()【答案】1.√2.√3.×4.√5.×6.×7.×8.√考向01考查碳及其化合物性质【例1】（2024·河北邯郸·一模）下列有关碳及其化合物的说法正确的是()A.CO2不是导致温室效应的主要气体B.CO和CO2组成元素相同，所以他们的化学性质相同C.金刚石、石墨是碳的单质，而C60是碳的化合物D.在高温条件下，碳能使CO2转变成CO【答案】D【解析】A.CO2是导致温室效应的主要气体，A错误；B.CO和CO2组成元素相同，但它们分子组成不同，化学性质不相同，B错误；C.单质是指只含有一种元素的纯净物，故金刚石、石墨是碳的单质，C60也是碳的单质，C错误；D.在高温条件下，碳能使CO2转变成CO，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO，D正确。考向02考查碳及其化合物实验【例2】（2024·广东惠州·一模）某混合气体可能由O2、CO、CO2中的一种或几种组成，为确定其组成，在老师的指导下，化学实验小组的同学对该混合气体的组成进行了如图的探究实验：【查阅资料】脱氧剂(还原铁粉能够吸收氧气和水蒸气)。【实验设计】用如图所示的装置进行实验(已略去夹持装置)。【实验步骤】①检查装置气密性；②先通入一定量的氮气之后；③再通入该混合气体，点燃酒精灯。【实验现象】步骤③实验过程中，A装置中无明显现象，B和F装置均出现白色沉淀，E装置中黑色粉末变成了红色。(1)【实验结论】该混合气体由________组成。【实验反思】(2)B、C装置的作用分别是______、__________。(3)步骤②先通入一定量氮气的目的是_________________________________________。(4)E装置中氧化铜粉末发生反应的化学方程式为__________________________________________________________________。(5)F中需要处理的尾气主要成分是________，具体处理方法可以是________________。【答案】(1)一氧化碳和二氧化碳(2)检验二氧化碳气体除去二氧化碳气体(3)排尽装置中原有的空气(4)CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2(5)一氧化碳点燃或收集【解析】根据资料，脱氧剂(还原铁粉)能够吸收氧气和水蒸气，如果该气体中含有氧气，氧气和还原铁粉会反应生成红棕色的氧化铁，而步骤③实验中A装置无明显现象，说明该气体中不含氧气；因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以步骤③中B装置出现白色沉淀，说明该气体中含有二氧化碳；气体经过C装置，二氧化碳被除去，再经过浓硫酸干燥，气体进入E装置，实验过程中F装置内的澄清石灰水中出现白色沉淀，E装置中出现黑色的氧化铜变成光亮的红色物质，说明反应中生成了二氧化碳和铜，因为一氧化碳和氧化铜在加热条件下能反应生成铜和二氧化碳，所以该气体中还含有一氧化碳。故该气体由一氧化碳和二氧化碳(CO和CO2)组成。(1)由分析知该气体由一氧化碳和二氧化碳(CO和CO2)组成。(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，B装置作用为检验二氧化碳气体；氢氧化钠和二氧化碳反应，且氢氧化钠溶液浓度较大，能除去气体中的二氧化碳，故C装置的作用是除去CO2气体。(3)因为装置内含有空气，空气中含有氧气和二氧化碳等气体，如果不除去空气，会影响氧气和二氧化碳的检验，所以步骤②通入一定量氮气的目的是排尽装置中原有的空气。(4)E装置中，一氧化碳和氧化铜粉末在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2。(5)一氧化碳有毒，会污染空气，一氧化碳具有可燃性可以点燃或收集处理。【对点1】（2024·山东济南·模拟）如图是某元素常见物质的“价一类”二维图，f为钠盐。下列说法不正确的是A．物质a既可被氧化，也可被还原B．可存在a→b→d→e→f的转化关系C．可通过灼热的氧化铜除去d中混有的少量cD．向足量f溶液中加入少量稀盐酸，一定没有CO2产生【答案】D【分析】结合图示可知，a为CH4、b为C、c为CO、d为CO2、e为H2CO3，f为CO或HCO。【解析】A．a为CH4，碳元素化合价可升高，氢元素化合价可降低，物质a既可被氧化，也可被还原，故A正确；B．可存在a→b→d→e→f的转化关系：甲烷高温分解生成碳，碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳溶于水生成碳酸，与适量的碱生成盐，故B正确；C．CO能被灼热的氧化铜氧化生成二氧化碳，可通过灼热的氧化铜除去d中混有的少量c，故C正确；D．f可能为正盐或酸式盐，向足量f溶液中加入少量稀盐酸，正盐转化成酸式盐，可能没有CO2产生，酸式盐和盐酸，一定有二氧化碳产生，故D错误；故选D。【对点2】（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【分析】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。【解析】A．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．由图可知，CaO，氢氧化钠等均可可以循环利用，故B错误；C．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．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。考法02硅及其重要化合物1．硅的存在自然界中硅元素仅有化合态，在地壳中含量仅次于氧，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。2．硅单质(1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟、氢氟酸、碱反应。反应的化学方程式分别为与F2：Si＋2F2=SiF4；与HF：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑；与NaOH：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。(2)在加热的条件下可以与氧气、氯气等反应。(3)粗硅的制取：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si(粗)＋2CO↑。(4)硅单质的用途①良好的半导体材料；②硅太阳能电池；③计算机芯片。3．二氧化硅(1)物理性质：硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水。(2)化学性质SiO2为酸性氧化物，是硅酸的酸酐。①SiO2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。②在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑。③在高温条件下，能够与碱性氧化物反应，如与氧化钙反应的化学方程式为SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3。④常温下与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，可用于刻蚀玻璃。(3)用途：光导纤维、光学仪器、电子部件。4．硅酸(H2SiO3)5．硅酸盐(1)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。(2)硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，溶液呈碱性，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。(3)硅酸盐写成氧化物形式的顺序：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。如，石棉(CaMg3Si4O12)用氧化物的形式表示为CaO·3MgO·4SiO2。6.硅及其重要化合物转化关系（1）将Si、SiO2、SiF4、H2SiO3、Na2SiO3填在下面空白处。（2）写出图中序号对应的化学方程式。①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑；②Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(△))SiHCl3＋H2；③SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋3HCl；④SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O；⑤H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))H2O＋SiO2；⑥SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(或SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑)；⑦Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓(或Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓)；⑧SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3(或SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑)；⑨Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料()2．非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4()3．SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸()4．硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”，是一种建筑行业常用的黏合剂()5．SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃()6．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶()7．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能()8．工业上制取粗硅的反应是SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋CO2↑()9．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸强()【答案】1.×2.√3.×4.√5.√6.√7．×8.×9.×考向01考查硅和二氧化硅的性质【例1】（2024·天津南开·一模）高纯硅是典型的无机非金属材料，它可以按下列方法制备：SiO2eq\o(→,\s\up11(①C),\s\do4(高温))Si(粗)eq\o(→,\s\up11(②HCl),\s\do4(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up11(③过量H2),\s\do4(1100℃))Si(纯)下列说法不正确的是()A.步骤①的化学方程式：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑B.步骤①中每生成1molSi，转移4mol电子C.步骤③中的反应为氧化还原反应D.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【答案】D【解析】A项，步骤①的化学方程式：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，故A正确；B项，依据方程式SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑可知，反应中硅从＋4价降为0价，每生成1molSi，转移4mol电子，故B正确；C项，步骤③氢气与三氯化氢硅反应生成硅和氯化氢，氢、硅元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故C正确；D项，硅为良好的半导体材料，是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅具有良好的光学特性，是制造光导纤维的基本原料，故D错误。【思维建模】(1)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但石墨为导体、硅为半导体。(2)非金属单质一般不与酸反应，但Si既能与NaOH溶液反应又能与HF反应：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。(3)SiO2既能与酸(HF)反应，又能与碱(NaOH)反应，但SiO2不是两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物。(4)SiO2能与氢氟酸反应，故不能用玻璃容器盛放氢氟酸，可以用氢氟酸刻蚀玻璃。(5)SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。考向02考查硅酸盐的性质和用途【例2】（2024·广东东莞·二模）中华文化源远流长、博大精深。下列文物主要是由硅酸盐类材料构成的是文物

河北省博物馆中的长信宫灯西周玉鹿明代象牙雕寿星战国青瓷罐选项ABCD【答案】D【解析】A．河北省博物馆中的长信宫灯为金属材料，A错误；B．玉不属于硅酸盐材料，B错误；C．象牙属于蛋白质，C错误；D．陶瓷属于硅酸盐材料，D正确；故选D。【对点1】（2024·山东济南·模拟）下列叙述正确的是()A.CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似B.因为CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强C.CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂D.SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以SiO2属于两性氧化物【答案】C【解析】CO2的熔、沸点低，可溶于水，SiO2的熔、沸点高，硬度大，不溶于水，两者都是酸性氧化物，和其物理性质没有因果关系，A错；CaCO3和SiO2反应是因为生成的CO2为气体，脱离反应体系，不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3弱，B错；SiO2和HF反应是SiO2的特殊性质，不能说明SiO2是两性氧化物，D错。【对点2】（2024·辽宁沈阳·期末）中华民族在五千年悠久的历史长河中，创造了无数灿烂的文化。随着生产力的发展和人们审美意识的不断提高，物品的制作也有一个不断进步和发展的过程。下列物品主要由硅酸盐材料制成的是物品选项A．汉代龙形玉觿B．明金凤冠装饰品C．清鎏金铜冠顶D．民国花纹老银簪【答案】A【解析】A．汉代龙形玉觿，主要成分为玉石，化学成分含有钠、钙、镁、铝等元素的硅酸盐产品，A正确；B．明金凤冠装饰品属于金属制品，B错误；C．清鎏金铜冠顶属于金属制品，C错误；D．民国花纹老银簪属于金属制品，D错误；故选A。考法03无机非金属材料1.传统无机非金属材料水泥玻璃陶瓷主要原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英砂黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑2.新型无机非金属材料类别主要特性典型示例主要用途半导体材料通信容量大、抗干扰性能好芯片、光导纤维、硅太阳能电池计算机、家用电器、光伏电站、通信设备等电学材料高强度、优良的电学性能富勒烯、碳纳米管、石墨烯复合材料、电池、传感器、光电器件、超级电容器等新型陶瓷高温结构陶瓷耐高温、抗氧化、耐腐蚀碳化硅、氮化硅陶瓷用于火箭发动机、汽车发动机、高温电极材料等超导陶瓷具有超导性Y－Ba－Cu－O系超导陶瓷用于电力、交通、医疗等领域透明陶瓷具有光学特性、耐高温、绝缘性好氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化钛酸盐和锆酸盐等用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等生物陶瓷具有生物功能氧化铝陶瓷人造骨、人造关节等3.传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别类别传统无机非金属材料新型无机非金属材料主要特性①抗腐蚀、耐高温；②质脆、经不起热冲击①高强度、硬度，耐高温；②具有电学特性；③具有光学特性；④具有生物功能请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐()2．碳化硅俗称金刚砂，它可用于高温结构陶瓷的制作()3．压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化()4．石墨烯的电阻率低，热导率也低()5．冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料()【答案】1.×2.√3.√4.×5.√考向01考查传统无机非金属材料【例1】（2024·天津南开·一模）水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是()A.原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B.操作A与操作B完全相同C.该流程中硅元素的化合价发生改变D.反应器中发生的反应为氧化还原反应【答案】A【解析】A项，稻壳灰来源广泛，价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，二氧化硅中硅元素的化合价是＋4价，硅酸钠中硅元素的化合价也是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D项，反应器中发生的反应为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，此反应没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。考向02考查新型无机非金属材料【例2】（2024·江苏南京·二模）碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来。下列关于纳米管说法不正确的是()A.纳米管孔径较大，可以掺杂各种金属原子，体现特殊的催化活性B.碳纳米管拥有极高的熔点C.纳米管是一种新型有机纳米材料D.纳米管可以由石墨烯在特定条件下卷曲而成【答案】C【解析】A.纳米管孔径较大，有很强的吸附作用，可以掺杂各种金属原子，体现特殊的催化活性，故A正确；B.碳纳米管上每个碳原子采取sp2杂化，相互之间以碳－碳σ键结合起来，所以熔点高，故B正确；C.碳纳米管只由碳原子构成，属于单质，不是有机化合物，故C错误；D.碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成，故D正确。【对点1】（2024·湖南·统考）“琴棋书画”被誉为中国四大古老的文化艺术，常用来表示个人的文化素养。下列“琴棋书画”实物中，主要由无机非金属材料制成的是

A．蚕丝琴弦B．釉瓷棋子C．猪鬃毛笔D．宣纸画卷【答案】B【解析】A．蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质是有机高分子，故A不选；B．釉瓷棋子为陶瓷制品，主要成分是硅酸盐，硅酸盐属于无机非金属材料，故B选；C．猪鬃的主要成分是蛋白质，蛋白质是有机高分子，故C不选；D．宣纸的主要成分是纤维素，纤维素是有机高分子，故D不选；故选B。【对点2】（2024·河南·联考）近年来，我国在航空航天、通信、环保等领域取得了举世瞩目的成就。下列说法正确的是（）A.富勒烯、石墨烯和碳纳米管等碳纳米材料均属于新型无机非金属材料B.Si3N4俗称金刚砂，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料C.“神舟十四号”载人飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐D.二氧化硅常被用于制造光缆，是由于其导电能力强【答案】A【解析】富勒烯、石墨烯和碳纳米管都是由碳元素组成的单质，均属于新型无机非金属材料，A项正确；碳化硅俗称金刚砂，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料，B项错误；高温结构陶瓷的主要成分是氮化硅等，属于新型无机非金属材料，C项错误；二氧化硅不导电，可用于制造光缆是由于其能够传导光信号，D项错误。1．（2024·江苏苏州·期中）我国努力发展芯片产业，推进科技自立自强。制造芯片所用的单晶硅属于A．单质 B．盐 C．氧化物 D．混合物【答案】A【解析】硅是最常见应用最广的半导体材料，当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成晶核，其晶核长成晶面取向相同的晶粒，形成单晶硅。因此单晶硅属于单质。故选A。2．（2024·黑龙江绥化·期中）“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。”诗句中的“沙”的主要成分是，下列说法错误的是A．“从沙滩到用户”这句话涉及工业上制备粗硅的工艺 B．“水玻璃”可以由与NaOH溶液反应制得C．是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一 D．属于酸性氧化物，不与任何酸反应【答案】D【解析】A．“从沙滩到用户”这句话涉及工业上制备粗硅的工艺，再制备电子产品的工艺，A正确；B．与NaOH溶液反应制得硅酸钠溶液，即水玻璃，B正确；C．、纯碱等是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一，C正确；

D．属于酸性氧化物，但是可以和HF酸反应，D错误；故选D。3．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）5月3日，“嫦娥六号”探测器在海南文昌航天发射场由长征五号遥八运载火箭发射升空，踏上人类首次月背采样返回之旅，并于5月8日成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。下列有关说法错误的是A．“嫦娥六号”所用的太阳能电池帆板的主要原料是硅B．长征五号遥八运载火箭使用液氧、液氢推进剂，产物对环境无污染C．“嫦娥六号”所带回的月壤可以通过红外光谱测得所含有的元素种类D．长征五号系列运载火箭所使用的耐高温陶瓷属于新型无机非金属材料【答案】C【解析】A．太阳能电池帆板主要成分是硅，A正确；B．液氧、液氢燃烧产物是水，对环境无污染，B正确；C．红外光谱以确定有机物中的官能团和化学键，不能测定元素种类，原子发射光谱是利用．物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析的，C错误；D．新型无机非金属材料在性能上比传统无机非金属材料有了很大的提高，可适用于不同的要求，耐高温陶瓷属于新型无机非金属材料，D正确；故选C。4．（2024·重庆江津·期末）下列有关硅及其化合物的说法中不正确的是A．在粗硅的提取中发生反应：2C+SiO22CO↑+Si，硅元素被还原B．Si和SiO2均能与NaOH溶液反应生成硅酸钠C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2D．由Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3可知硅酸的酸性强于碳酸【答案】D【解析】A．该反应中SiO2中的Si得电子被还原，A正确；B．Si与NaOH溶液反应生成硅酸钠和氢气，SiO2与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，B正确；C．二氧化硅无法直接与水反应生成硅酸，因此先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，硅酸钠溶液再与二氧化碳反应生成硅酸，C正确；D．酸性强弱的比较需要在没有外界条件干扰的情况下才能比较，该反应的反应条件为高温，干扰了化学反应，且硅酸钠溶液中通入二氧化碳生成硅酸，可知碳酸酸性强于硅酸，D错误；故选D。5．（2024·安徽合肥·三模）化学推动科技进步，下列说法错误的是A．“长征七号”采用液氧、煤油等作为推进剂，煤油是烃的混合物B．华为自主研发的“麒麟”芯片与太阳能电池感光板所用的主要材料均为晶体硅C．歼—20飞机上用到的氮化镓材料属于合金材料D．“神舟十七号”发动机的耐高温结构材料碳化硅属于共价晶体【答案】C【解析】A．煤油中含有多种碳原子数不同的烃，是烃的混合物，A正确；B．芯片和太阳能电池感光板的主要材料都是晶体硅，B正确；C．氮化镓属于化合物，合金是金属和金属单质或金属与非金属单质熔合而成的物质，属于混合物，C错误；D．碳化硅具有耐高温的特性，属于共价晶体，D正确；故选C。6．（2024·河南·模拟预测）2月27日，由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团联合建造的“空间环境地面模拟装置”正式通过国家验收。下列说法正确的是A．装置中“太阳能电池板”的主要成分为二氧化硅B．装置的主要支架采用合金，合金的熔点一定比各成分金属的低C．室内采用石墨烯储能电池，石墨烯与石墨互为同分异构体D．部分实验装置的外壳采用聚氯乙烯，聚氯乙烯属于合成高分子材料【答案】D【解析】A．电池板的主要成分是硅，故A项错误；B．合金的熔点不一定低于其组分金属，故B项错误；C．石墨烯和石墨均是由碳元素形成的单质，互为同素异形体，故C项错误；D．聚氯乙烯属于人工合成的有机高分子材料，故D项正确。故选D。7．（2024·广东江门·三模）百年变局，科技创新是“关键变量”，下列科技成果中所蕴含的化学知识叙述不正确的是A．“北斗卫星”使用的氮化镓芯片属于新型无机非金属材料B．量子计算机“悟空”传导信号用的光纤主要成分是C．“天宫”空间站存储器使用的材料石墨烯与金刚石互为同素异形体D．“梦天实验舱”原子钟利用电子跃迁计时，工作时发生化学变化【答案】D【解析】A．氮化镓芯片属于新型无机非金属材料，A正确；B．二氧化硅具有良好的导光性，传导信号用的光纤主要成分是，B正确；C．石墨烯与金刚石为碳元素的不同单质，互为同素异形体，C正确；D．“梦天实验舱”原子钟利用电子跃迁计时，没有新物质生成，工作时发生的是物理变化，D错误；故选D。8．（2024·福建龙岩·期中）中华文化源远流长、博大精深，云南省馆藏文物是中华文化的重要代表。下列文物主要是由硅酸盐材料制成的是文物战国牛虎铜案溪山行旅图西汉滇王编钟新石器时代鸡形陶壶选项ABCD【答案】D【解析】A．铜案属于金属材料，A错误；B．溪山行旅图为图画制品，不是硅酸盐材料，B错误；C．编钟属于金属材料，C错误；D．陶壶为陶制品，属于硅酸盐材料，D正确；故选D。9．（2024·甘肃金昌·模拟）关于无机非金属材料下列说法正确的是A．氮化硅陶瓷、光导纤维、石英玻璃都属于新型无机非金属材料B．硅酸盐中Si和O构成了硅氧四面体，每个Si结合2个O，每个O与4个Si相结合C．石英、计算机芯片、水晶、玛瑙主要成分都是SiO2D．钾长石(K2Al2Si6O16)写成氧化物的形式为K2O·Al2O3·6SiO2【答案】D【解析】A．氮化硅陶瓷和光导纤维属于新型无机非金属材料，石英玻璃不属于新型无机非金属材料，故A错误；B．硅酸盐中Si和O构成了硅氧四面体，每个Si结合4个O，每个O与2个Si相结合，故B错误；C．石英、水晶、玛瑙主要成分都是SiO2，计算机芯片的主要成分是Si，故C错误；D．钾长石是硅酸盐，可以写成氧化物的形式为K2O•Al2O3•6SiO2，故D正确；故选D。10．（2024·河北邢台·期中）“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。11．（2024·辽宁大连·期中）下列说法错误的是A．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料生产而制得的B．硅是应用最广泛的半导体材料C．光导纤维的主要成分为硅单质D．是一种食品添加剂，添加适量的可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用【答案】C【解析】A．制作普通玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英砂，在高温下发生SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，故A说法正确；B．硅单质具有良好的半导体性质，常用作半导体材料，故B说法正确；C．光导纤维的主要成分是二氧化硅，故C说法错误；D．二氧化硫可以作食品添加剂，如葡萄酒中就有二氧化硫的添加，添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用，故D说法正确；故选C。12．（2024·吉林长春·期中）高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备：下列说法正确的是A．步骤①中X是CO2B．二氧化硅是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应D．SiHCl3易水解，遇水可生成H2【答案】D【解析】A．高温条件下，C能将CO2还原为CO，故步骤①中X是CO，该反应原理为：SiO2+2CSi+2CO，A错误；B．二氧化硅能与碱反应生成盐和水，故是酸性氧化物，但SiO2不能与水反应生成硅酸，B错误；C．二氧化硅能与氢氟酸反应，反应方程式为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，硅也能与氢氟酸反应，反应方程式为：Si+4HF=SiF4↑+2H2↑，C错误；D．已知电负性Cl＞H＞Si，故SiHCl3中Si为+4价，H为-1价，Cl为-1价，故SiHCl3易水解，遇水可生成H2，反应方程式为：SiHCl3+3H2O=H2SiO3+3HCl+H2↑，D正确；故选D。13．（2024·河北沧州·期末）天安门前的华表(又称“望柱”，如图)、金水桥都是用汉白玉制作的。下列叙述正确的是已知：汉白玉就是纯白色的大理石，是一种石灰石形态，内含闪光晶体，主要由和组成，也包含少量等。A．五种化合物在高温下都能稳定存在B．均既能与强酸反应又能与强碱反应C．汉白玉制成的金水桥可被酸雨腐蚀D．将汉白玉雕刻成“望柱”的过程中发生了化学变化【答案】C【解析】A．CaCO3、MgCO3高温条件下会分解，不能稳定存在，A项错误；B．SiO2可以与强碱反应，只能与氢氟酸反应，不能与稀盐酸或者稀硫酸反应；Al2O3既能与强酸反应又能与强碱反应，B项错误；C．由题目知，汉白玉制成的金水桥成分是大理石，能被酸雨腐蚀，C项正确；D．汉白玉雕刻成“望柱”的过程中发生了物理变化，D项错误；故选C。14．（2024·广东·三模）下边是碳元素的价类二维图，有关说法不正确的是A．a是最简单的有机化合物 B．b在高温下被氧化成eC．d与血红蛋白结合的能力比强 D．将氨气和e通入饱和食盐水中可得到m【答案】B【解析】A．化合价为-4价的碳元素氢化物为CH4，是最简单的有机化合物，A正确；B．b是单质C，e是CO2，C在高温下被SiO2氧化成CO，不是CO2，B错误；C．d为CO，CO与血红蛋白结合的能力比O2强，C正确；D．e是CO2，将氨气和CO2通入饱和食盐水反应生成NH4Cl和NaHCO3，则可得到碳元素化合价为+4价的盐m：NaHCO3，D正确；故选B。15.（2024·河北保定·期末）氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示：eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up11(焦炭/高温),\s\do4(①))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up11(Cl2/723～773K),\s\do4(②))eq\x(SiCl4（粗）)eq\o(→,\s\up11(精馏),\s\do4(③))eq\x(SiCl4（精）)eq\o(→,\s\up11(NH3),\s\do4(④))eq\x(Si（NH2）4)eq\o(→,\s\up11(高温),\s\do4(⑤))eq\x(氮化硅)其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：_________________________________________________________________________________。(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是________。(3)在反应⑤中，3molSi(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体，则氮化硅的化学式为______________________________________________。(4)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：___________________________。【答案】(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(2)①②(3)Si3N4(4)3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si3N4＋12HCl【解析】(1)石英砂不能与碱性物质共同存放的实质是SiO2与碱性物质可以发生反应。(2)反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应；反应②是硅单质与Cl2发生氧化还原反应。(3)氮化硅的化学式可通过题目信息运用质量守恒求得：3Si(NH2)4eq\o(=,\s\up7(高温))Si3N4＋8NH3↑。(4)结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。1.(2024·浙江1月卷，7，3分)根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化，下列推测不合理的是()材料组成和结构变化性能变化A生铁减少含碳量延展性增强B晶体硅用碳原子取代部分硅原子导电性增强C纤维素接入带有强亲水基团的支链吸水能力提高D顺丁橡胶硫疏化使其结构由线型转变为网状强度提高【答案】B【解析】A项，较低的碳含量赋予材料更好的延展性和可塑性，A正确；B项，碳的电负性更大一些，则用碳原子取代部分硅原子，晶体硅的导电能力会下降，B错误；C项，淀粉、纤维素的主链上再接上带有强亲水基团的支链(如丙烯酸钠)，在交联剂作用下形成网状结构可以提高吸水能力，C正确；D项，在橡胶中加入硫化剂和促进剂等交联助剂，在一定的温度、压力条件下，使线型大分子转变为三维网状结构，网状结构相对线性结构具有更大的强度，D正确；故选B。2．(2023·辽宁卷，3)下列有关物质的工业制备反应错误的是()A．合成氨：N2+3H22NH3 B．制HCl：H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HClC．制粗硅：SiO2+2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si+2CO D．冶炼镁：2MgO(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Mg+O2↑【答案】D【解析】A项，工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的，反应方程式为N2+3H22NH3，A正确；B项，工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的，反应方程式为H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl，B正确；C项，工业制粗硅是将SiO2与C在高温下反应生成粗硅，反应方程式为SiO2+2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si+2CO，C正确；D项，冶炼金属镁是电解熔融氯化镁，反应方程式为MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg+Cl2↑，D错误；故选D。3．(2022·江苏卷，6)周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热(890.3kJ·mol-l)，是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面SiO2能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全电离为H+和SiF62-)；1885年德国化学家将硫化锗(GeS2)与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗；下列化学反应表示正确的是()A．SiO2与HF溶液反应：SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2OB．高温下H2还原GeS2：GeS2+2H2=Ge+2H2SC．铅蓄电池放电时的正极反应：Pb+SO42--2e-=PbSO4D．甲烷的燃烧：CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝890.3kJ·mol−1【答案】A【解析】A项，由题意可知，二氧化硅与氢氟酸溶液反应生成强酸H2SiF6和水，反应的离子方程式为SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2O，故A正确；B项，硫化锗与氢气共热反应时，氢气与硫化锗反应生成锗和硫化氢，硫化氢高温下分解生成硫和氢气，则反应的总方程式为GeS2Ge+2S，故B错误；C项，铅蓄电池放电时，二氧化铅为正极，酸性条件下在硫酸根离子作用下二氧化铅得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为正极反应PbO2+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，故C错误；D项，由题意可知，1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为890.3kJ，反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝-890.3kJ·mol−1，故D错误；故选A。4．(2022·河北卷，1)定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是()A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为SiO2和MgOC．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高【答案】A【解析】A项，陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高压变压器的开关外包装和器件，A正确；B项，陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiO2和MgO，C错误；C项，陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，由新物质生成，属于化学变化，C错误；D项，由于Fe2+、Fe3+和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越多，陶瓷的颜色越深，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，D错误；故选A。5．(2022·河北卷，1)定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是()A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为SiO2和MgOC．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高【答案】A【解析】A项，陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高压变压器的开关外包装和器件，A正确；B项，陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiO2和MgO，C错误；C项，陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，由新物质生成，属于化学变化，C错误；D项，由于Fe2+、Fe3+和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越多，陶瓷的颜色越深，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，D错误；故选A。6．(2022·广东卷，3)广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是()文物选项A．南宋鎏金饰品B．蒜头纹银盒C．广彩瓷咖啡杯D．铜镀金钟座【答案】C【解析】A项，鎏金饰品是用金汞合金制成的金泥涂饰器物的表面，经过烘烤，汞蒸发而金固结于器物上的一种传统工艺，其中不含硅酸盐，故A项不符合题意；B项，蒜头纹银盒中主要成分为金属银，其中不含硅酸盐，故B项不符合题意；C项，广彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸盐产品烧制而成，其主要成分为硅酸盐，故C项符合题意；D项，铜镀金钟座是铜和金等制得而成，其中不含硅酸盐，故D项不符合题意；故选C。7．(2021·全国乙卷，1)我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是()A．将重质油裂解为轻质油作为燃料B．大规模开采可燃冰作为新能源C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D．研发催化剂将CO2还原为甲醇【答案】D【解析】A项，将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故A不符合题意；B项，大规模开采可燃冰做为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B不符合题意；C项，通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故C不符合题意；D项，研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放量，达到碳中和的目的