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第 11 讲 碳、硅及无机非金属材料
第一部分：高考真题感悟
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)河姆渡出土陶灶，属于陶器，兽首玛瑙杯主要成分为二氧化硅(2021·广东，1BC)()
(2)利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品，是利用了氢氟酸可与SiO 反应(2021·广东，4C)( )
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(3)硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐(2021·浙江6月选考，9A)( )
(4)SiO 可用来制造光导纤维(2020·浙江7月选考，9B)( )
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(5)向NaSiO 溶液中滴加稀盐酸：NaSiO＋2H＋===H SiO↓＋2Na＋(2019·江苏，7D)( )
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(6)高纯硅可用于制作光感电池(2019·全国卷Ⅲ，7A)( )
2．(2020·浙江7月选考，24)Ca SiO 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( )
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A．可发生反应：Ca SiO＋4NH Cl=====CaSiO ＋2CaCl ＋4NH ↑＋2HO
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B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与SO 反应生成新盐
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D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO
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3．(2019·全国卷Ⅰ，7)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
4．(2017·全国卷Ⅱ，26)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO，并含有一定量的铁、
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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
__________________，还可以使用____________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，滴
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定反应为：MnO＋H＋＋HC O―→Mn2＋＋CO ＋HO。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.050
2 2 4 2 20 mol·L－1的KMnO 溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为_____________________。
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第二部分：最新模拟精练
完卷时间：50分钟
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2022·江苏苏州·模拟预测）工业可通过Al O+N +3C 2AlN+3CO制得高温陶瓷材料AlN。下列说
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法正确的是
A．传统陶瓷主要成分是硅酸盐 B．AlN是分子晶体
C．N 发生氧化反应 D．反应为复分解反应
2
2．（2022·江苏·模拟预测）我国拟定于2022年底发射“爱因斯坦”探针卫星，首次填补时域天文观测和
高能天体物理研究的国际空白。X射线主探器单体结构如图，下列有关物质的性质与用途不具有对应关系
的是
A．金属铍有延展性，可作主探器的射线窗
B．石英对光线全反射，可作光导材料
C．SiO 属于原子晶体，可作耐高温材料
2
D．NaI、CsI遇光易分解，作为闪烁体
3．（2022·上海虹口·模拟预测）天然 晶体称为水晶，是古代重要宝石品种。有关 的说法错误的
是
A．属于原子晶体 B．属于非电解质 C．属于酸性氧化物 D．含有 键
4．（2022·江苏·模拟预测）“十四五”工作报告强调，中国将加速建设新能源供给消纳体系。硅基能源逐
步取代碳基能源的革命，必须举全国之力破解芯片技术受制于人的困局。以下说法不正确的是
A．碳基能源主要指煤、石油、天然气，我国的煤炭资源禀赋优于石油
B．硅在地壳中的含量仅次于氧，从沙滩到用户，硅发生了还原反应C．半导体工艺中一般需要在晶硅中掺杂第IIIA族与第VA族元素
D．半导体工艺中用刻蚀剂-电子级氟化氢可加压保存在玻璃罐体中
5．（2022·北京·模拟预测）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．“北斗系统”组网成功，北斗芯片中的半导体材料为硅
C．“嫦娥五号”运载火箭用液氧液氢推进剂，产物对环境无污染
D．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，22号钛元素属于过渡元素
6．（2022·河北沧州·二模）作为我国将“碳达峰、碳中和”纳入生态文明建设整体布局后的首个世界级体
育盛会，北京2022年冬奥会向世界展现了我国的科技实力。下列说法错误的是
A．速滑运动员佩戴的头盔使用的碳纤维属于无机材料
B．可穿戴式智能测温设备“测温创可贴”的测温芯片主要成分是二氧化硅
C．二氧化碳取代氟利昂作为制冷剂，对保护臭氧层作出重要贡献
D．可降解餐具的原料玉米淀粉、甘蔗渣的主要成分都属于糖类
7．（2022·上海·三模）由于石墨烯独特的结构，在石墨烯薄膜上施加较低的电压(1-10V)即可产生较高的热
量，平昌冬奥会“北京8分钟”主创团队用石墨烯制作了20℃能发热4h的智能服饰，向世界展现了新时
代的中国形象，下列说法中错误的是
A．石墨烯是能导热的金属材料
B．石墨烯属于单质
C．石墨烯能导电
D．在石墨烯薄膜上施加电压，使电能转化为热能
8．（2022·山东师范大学附中模拟预测）部分含碳物质的分类与相应碳元素的化合价关系如图所示。下列
说法错误的是A．固态p可做制冷剂用于人工降雨
B．p转化为r可通过化合反应来实现
C．m转化为n或o的反应均释放能量
D．n的一种同素异形体中既存在共价键也存在范德华力
9．（2022·全国·模拟预测）“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． 属于酸性氧化物，不与任何酸反应
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．通常所说的“从沙滩到用户”，这句话涉及工业上制备粗硅的工艺
10．（2022·广东茂名·一模）硅及其化合物在人类进步中发挥了重要作用。 和 用于制造芯片，
用于制造光纤， 用作木材防火剂。下列说法正确的是
A． 在自然界以游离态存在 B． 和 具有优良的导电性
C． 不与酸反应 D． 溶液可与 反应
11．（2022·广东·模拟预测）寿山石是中国传统四大印章石之一，含叶蜡石、高岭石等黏土矿物。下列说
法错误的是
A．寿山石的硬度与金刚石相当 B．叶蜡石、高岭石的主要成分属于硅酸盐
C．寿山石的红色条纹与Fe O 含量有关 D．寿山石印章要避免与强酸、强碱接触
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12．（2022·天津市咸水沽第一中学模拟预测）第24届冬奥会于2022年2月4日在北京开幕，“科技冬
奥”理念，体现在方方面面。下列说法不正确的是
A．滑雪板板心木质材料的主要成分为纤维素，属于天然有机高分子B．开幕式专用演出服为石墨烯智能发热材料，属于新型有机非金属材料
C．首钢滑雪大跳台的钢结构赛道为铁合金，属于金属材料
D．“天机芯”是全球首款异构融合类脑计算芯片，其主要成分是高纯硅
二、主观题（共3小题，共40分）
13.（2022·全国·高三专题练习）（14分）研究CO 在海洋中的转移和归缩，是当今海洋科学研究的前沿领
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域。
(1)溶于海水的CO 主要以4种无机碳形式存在，其中HCO占95%。写出CO 溶于水产生HCO的方程式：
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___________、______________。
(2)在海洋碳循环中，通过如图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式：____________________________。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O 只来自HO。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将
2 2
其补充完整：
________＋________ (CHO)＋x18O＋xHO
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(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可
采用如下方法：
①气提、吸收CO 。用N 从酸化后的海水中吹出CO 并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置
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补充完整并标出所用试剂。
②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO ，再用x mol·L－1 HCl溶液滴定，消耗y mL HCl溶液。海
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水中溶解无机碳的浓度＝________mol·L－1。
14．（12分）（2022·全国·高三专题练习）硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发
展过程中创造了一个又一个奇迹。
(1)新型陶瓷Si N 的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法，在 H 的保护下，
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使SiCl 与N 反应生成Si N 沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式：________________________。
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(2)一种工业用硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物)，已知硅的熔点是1 420 ℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的主要工艺流程如下：
①净化N 和H 时，铜屑的作用是___________________________，
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硅胶的作用是_________________________________________________。
②在氮化炉中发生反应3SiO(s)＋2N(g)===Si N(s)＋3O(g) ΔH＝－727.5 kJ·mol－1，开始时，严格控制氮
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气的流速以控制温度的原因是___________________________；
体系中要通入适量的氢气是为了____________________________________________________________。
③X可能是________(填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。
15．（2021·全国·高三开学考试）（14分）化合物 A 由三种短周期元素组成，某兴趣小组进行了如下实
验：
已知：气体甲为纯净物且只含两种元素，在标况下体积为 672 mL；固体甲为常用的耐火材料，溶液乙为
建筑行业中常用的粘合剂。请回答下列问题：
（1）A 的组成元素为_____（用元素符号表示），A 的化学式为_____；
（2）写出A溶于盐酸的化学方程式______________________________。
（3）写出气体甲与 NaOH（aq）反应的离子方程式___________________。
（4）往溶液乙中通入少量 CO 气体发生的化学方程式___________________。
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（5）高温下A 与足量氯气能发生剧烈爆炸，生成三种常见化合物，试写出相应的化学方程式_____。
