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专题23 碳、硅及无机非金属材料
1．【2023年广东卷】建设美丽乡村，守护中华家园，衣食住行皆化学。下列说法正确的是
A．千家万户通光纤，光纤的主要材质为 B．乡村公路铺沥青，沥青属于天然无机材料
C．美容扮靓迎佳节，化妆品中的甘油难溶于水 D．均衡膳食助健康，主食中的淀粉可水解为葡萄糖
2．【2023年湖北卷】工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂 粗硅 高纯硅
下列说法错误的是
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi含Si-Si键的数目约为
C．原料气HCl和 应充分去除水和氧气
D．生成 的反应为熵减过程
3．（2021·湖北真题）“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO 的说法错误的是
2
A．CO 是Ⅴ形的极性分子 B．CO 可催化还原为甲酸
2 2
C．CO 晶体可用于人工增雨 D．CO 是侯氏制碱法的原料之一
2 2
4．【2022年广东卷】陈述Ⅰ和Ⅱ均正确但不具有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 用焦炭和石英砂制取粗硅 可制作光导纤维
B 利用海水制取溴和镁单质 可被氧化， 可被还原
石油裂解气能使溴的 溶液褪
C 石油裂解可得到乙烯等不饱和烃
色
D 水解可生成 胶体 可用作净水剂
5．【2022年江苏卷】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 ，
是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面 能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成 (
在水中完全电离为 和 )；1885年德国化学家将硫化锗 与 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． 与HF溶液反应：
B．高温下 还原 ：
C．铅蓄电池放电时的正极反应：
D．甲烷的燃烧：
6．（2021.1·浙江真题）下列说法不正确的是
A．某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃
B．通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴
C．生物炼铜中通常利用某些细菌把不溶性的硫化铜转化为可溶性铜盐
D．工业制备硝酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔
7．（2019·全国高考真题）陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切
的关系。下列说法错误的是
A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
8．（2018·江苏高考真题）下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A．NaHCO 受热易分解，可用于制胃酸中和剂
3
B．SiO 熔点高硬度大，可用于制光导纤维
2
C．Al O 是两性氧化物，可用作耐高温材料
2 3
D．CaO能与水反应，可用作食品干燥剂
9．（2020·浙江高考真题） 是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是( )
A．可发生反应：
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与 ，反应生成新盐
D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为
10．（2019·浙江高考真题）下列说法不正确的是
A．液氯可以储存在钢瓶中
B．天然气的主要成分是甲烷的水合物
C．天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅
D．硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等
11．（2018·海南高考真题）化学与生产生活密切相关，下列说法错误的是
A．NaO 可与CO 反应放出氧气，可用于制作呼吸面具
2 2 2
B．SiO 具有导电性，可用于制作光导纤维和光电池
2C．聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀，可用作化工反应器的内壁涂层
D．氯水具有较强的氧化性，可用于漂白纸张．织物等
12．（2011·江苏高考真题）下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是
A．常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可用铝制容器贮运浓硫酸
B．二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器
C．二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
D．铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀
13．（2009·重庆高考真题）材料与化学密切相关，表中对应系错误的是
材料 主要化学成分
A 刚玉、金刚石 三氧化二铝
B 大理石、石灰石 碳酸钙
C 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐
D 沙子、石英 二氧化硅
14．（2015·全国高考真题）食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。下列说法错误的是
A．硅胶可用作食品干燥剂
B．PO 不可用作食品干燥剂
2 5
C．六水合氯化钙可用作食品干燥剂
D．加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂
15．（2017·浙江高考真题）下列说法不正确的是( )
A．氯化钠可用于配制生理盐水 B．二氧化硅可用于制造玻璃
C．海水中的钠元素以单质存在 D．氧化镁(熔点2 800 ℃)是优良的耐高温材料
16．（2014·江苏高考真题）下列物质性质与应用对应关系正确的是 ( )
A．晶体硅熔点高、硬度大，可用于制作半导体材料
B．氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂
C．漂白粉在空气中不稳定，可用于漂白纸张
D．氧化铁能与酸反应，可用于制作红色涂料
17．（2017·北京高考真题）古丝绸之路贸易中的下列商品，主要成分属于无机物的是
A．瓷器 B．丝绸 C．茶叶 D．中草药
18．（2008·广东高考真题）根据陈述的知识，类推得出的结论正确的是（ ）
A．镁条在空气中燃烧生成的氧化物是MgO，则钠在空气中燃烧生成的氧化物是NaO
2B．乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则丙烯也可以使其褪色
C．CO 与SiO 化学式相似，则CO 与SiO 的物理性质也相似
2 2 2 2
D．金刚石的硬度大，则C 的硬度也大
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19．（2013·上海高考真题）金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用。完成下列
填空：
（1）铝原子核外电子云有______种不同的伸展方向，有_____种不同运动状态的电子。
（2）镓（Ga）与铝同族。写出镓的氯化物和氨水反应的化学方程式_____。
（3）硅与铝同周期。SiO 是硅酸盐玻璃（NaCaSi O ）的主要成分，NaCaSi O 也可写成
2 2 6 14 2 6 14
NaO·CaO·6SiO 。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反
2 2
应的化学方程式_______________。长石是铝硅盐酸，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由
钠长石化学式NaAlSi O 可推知钙长石的化学式为________。
3 8
（4）用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如：2Al+4BaO
3Ba↑+BaO·Al O。常温下Al的金属性比Ba的金属性______________（选填“强”“弱”）。利用上
2 3
述方法可制取Ba的主要原因是__________。
a．高温时Al的活泼性大于Ba b．高温有利于BaO分解
c．高温时BaO·Al O 比Al O 稳定 d．Ba的沸点比Al的低
2 3 2 3
20．（2017·全国高考真题）水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO，并含有一定量的
2
铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
回答下列问题：
（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是
________________________________________，还可使用___________代替硝酸。
（2）沉淀A的主要成分是_________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为
____________________________________。
（3）加氨水过程中加热的目的是______________________________________。沉淀B的主要成分为
_____________、____________（填化学式）。
（4）草酸钙沉淀经稀HSO 处理后，用KMnO 标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，
2 4 4
滴定反应为：MnO -+H++H C O→Mn2++CO +H O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了
4 2 2 4 2 2
0.0500 mol·L-1的KMnO 溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为______________。
4
21．（2013·海南高考真题）硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛
应用。回答下列问题：
（1）1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能
是_______。（2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有_______。
（3）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：
发生的主要反应
电弧炉 SiO+2C Si+2CO↑
2
流化床反应器 Si+3HCl SiHCl +H
3 2
还原炉 SiHCl +H Si+3HCl
3 2
①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为_______；碳化硅又称
_______，其晶体结构与_______相似。
②在流化床反应的产物中，SiHCl 大约占85%，还有SiCl 、SiHCl、SiHCl等，有关物质的沸点数据如下
3 4 2 2 3
表，提纯SiHCl 的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_______。
3
物质 Si SiCl SiHCl SiHCl SiHCl HCl SiH
4 3 2 2 3 4
沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9
③SiHCl 极易水解，其完全水解的产物为_______。
3
（4）氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是_______。
22．（2008·广东高考真题）硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。
三氯甲硅烷(SiHCl )还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
3
①写出由纯SiHCl 制备高纯硅的化学反应方程式_________________________________。
3
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl 遇水剧烈反应生成HSiO、HCl和另一种物质，写出配平
3 2 3
的化学反应方程式_____________________；H 还原SiHCl 过程中若混入O，可能引起的后果是
2 3 2
_____。
（2）下列有关硅材料的说法正确的是_______(填字母)。
A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥
B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承
C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
23．（2015·海南高考真题）单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备，其中X
为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：
（1）能与X发生化学反应的酸是_________；由X制备MgZ的化学方程式为_________。
2
（2）由MgZ生成Y的化学反应方程式为_________，Y分子的电子式为_________。
2
（3）Z、X中共价键的类型分别是_________。
