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专题 05 化工生产中的重要非金属元素
第 14 练 无机非金属材料
1．光纤通信70年代后期发展起来的一种新型通信技术，目前长距离光纤通信系统已投入使用，光纤
通信的光学纤维是由下列哪种物质经特殊工艺制成的( )
A． 碳 B． 二氧化硅 C． 锗 D． 硅
【答案】B
【解析】石墨、锗、硅都是单质，均能够导电，而石英主要成分是二氧化硅，具有良好的光学特性，
是制造光导纤维的主要原料；故选B。
2．下列含硅制品中，主要成分为硅单质的是( )
A．水晶镜片 B．玛瑙手镯 C．陶瓷餐具 D．计算机芯片
【答案】D
【解析】A项，水晶镜片的主要成分是二氧化硅，故A不符合题意；B项，玛瑙手镯的主要成分是二
氧化硅，故B不符合题意；C项，陶瓷餐具为硅酸盐材料，故C不符合题意；D项，计算机芯片是硅单质，
故D符合题意；故选D。
3．我国在科技上不断取得重大成果。下列各项中使用的材料不属于无机非金属材料的是( )
“神舟十三号”载
应用于5G手机中的石墨烯 用于吊装港珠澳大桥的超 “嫦娥五号”探测器使用
人飞船使用的石英
导热膜 高分子量聚乙烯纤维吊绳 的砷化镓太阳能电池板
挠性加速度计
A B C D
【答案】B
【解析】A项，石墨烯由碳元素形成的单质，属于无机非金属材料，故A不选；B项，聚乙烯纤维是
有机材料，不属于无机非金属材料，故B选；C项，砷化镓是一种半导体材料，属于无机非金属材料，故C不选；D项，石英成分是SiO，属于无机非金属材料，故D不选；故选B。
2
4．(2019·北京理综)下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料
的是( )
A．4.03米大口径碳化硅 B．2022年冬奥会聚氨酯 C．能屏蔽电磁波的碳包 D．“玉兔二号”钛
反射镜 速滑服 覆银纳米线 合金筛网轮
【答案】A
【解析】A项，碳化硅(SiC)是由碳元素和硅元素组成的无机非金属材料，且碳元素与硅元素均位于元
素周期表第IVA族，故A符合题意；B项，聚氨酯为有机高分子化合物，故B不符合题意；C项，碳包覆
银纳米材料中银为金属元素，故C不符合题意；D项，钛合金为含有金属钛元素的合金，故D不符合题意；
故选A。
5．下列说法中错误的是( )
A．陶瓷、玻璃、水泥、水晶饰品等，都是硅酸盐产品
B．光导纤维被称为信息高速公路的骨架，其主要成分是二氧化硅
C．水玻璃可以作为粘合剂、木材防火剂
D．“中国天眼”的镜片材料为SiC，属于新型无机非金属材料
【答案】A
【解析】A项，硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素结合而成的化合物的总称，玻璃、陶瓷、水泥属
于硅酸盐材料，水晶饰品成分为二氧化硅，A项错误；B项，SiO 是制造光导纤维的主要原料，B项正确；
2
C项，水玻璃是矿物胶，不燃烧，将硅酸钠涂在木材表面就阻隔了木材与空气中氧气的直接接触，可用作
制备木材防火剂的原料，C项正确；D项，SiC是新型无机非金属材料，D项正确；故选A。
6．含硅元素的物质有很多用途，下列说法错误的是( )
A．硅胶多孔、吸水能力强，可用作袋装食品的干燥剂
B．陶瓷、水晶、水泥、玛瑙等均属于硅酸盐材料
C．高压输电线使用的陶瓷绝缘材料属于硅酸盐材料
D．高温结构陶瓷具有耐高温、抗氧化等性能，可应用于火箭发动机等
【答案】B【解析】A项，硅胶多孔、表面积大，吸水能力强，因此可用作袋装食品的干燥剂，防止食品受潮变
质，A正确；B项，陶瓷、水泥属于硅酸盐材料，而水晶、玛瑙主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐材料，
B错误；C项，高压输电线使用的陶瓷绝缘材料主要成分是硅酸盐，因此属于硅酸盐材料，C正确；D项，
高温结构陶瓷具有耐高温，性质稳定，耐腐蚀、抗氧化等优良性能，因此可应用于火箭发动机等，D正确；
故选B。
7．下列关于无机非金属材料的说法中，不正确的是( )
A．高纯硅可用于制造半导体材料
B．水泥、玻璃、陶瓷属于传统无机非金属材料
C．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面
D．纳米材料直径1～100nm之间，能产生丁达尔现象
【答案】D
【解析】A项，高纯硅可用于制造半导体材料，制造芯片等，故A正确；B项，水泥、玻璃、陶瓷均
属于传统无机非金属材料，故B正确；C项，氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，是高温结构材料，可
用于制造陶瓷发动机的受热面，故C正确；D项，纳米材料直径1～100nm之间，属于纯净物，而胶体是
混合物，胶体能发生丁达尔效应，所以纳米材料不能产生丁达尔现象，故D错误；故选D。
8．下列所涉及的材料不属于无机非金属材料的是( )
A．北京冬奥会滑雪大跳台“雪飞天”使用了大量首钢自主研发新型钢材
B．中国第一艘深海载人潜水器“蛟龙号”使用的氨化硅陶瓷发动机
C．我国具有独立知识产权的“龙芯”使用的晶体硅芯片
D．“嫦娥五号”成功着陆月球时使用碳化硅作钻杆材料
【答案】A
【解析】A项，钢属于合金，为金属材料，不属于无机非金属材料，A项符合题意；B项，氨化硅陶
瓷属于新型无机非金属材料，B项不符合题意；C项，晶体硅芯片成分为硅单质，属于无机非金属材料，C
项不符合题意；D项，碳化硅属于新型无机非金属材料，D项不符合题意；故选A。
9．工业制粗硅的反应为SiO＋2C Si＋2CO↑。下列说法中正确的是( )
2
A．硅在自然界中主要以单质形式存在
B．由此反应可得出还原性：C>Si
C．SiO 是半导体材料
2
D．每生成1 mol Si理论上转移的电子数目约为4 ×6.02×1023
【答案】D
【解析】A项，硅在自然界中以二氧化硅和硅酸盐形式存在，A错误；B项，碳与硅都具有还原性，且硅的还原性比碳强，但在高温条件下，碳能把硅从SiO 中还原出来， B错误；C项，硅是半导体材料，
2
二氧化硅不是，C错误；D项，由方程式可知，每生成1molSi理论上转移4mol电子，电子数目约为
4×6.02×1023，D正确；故选D。
10．工业制粗硅的反应为SiO＋2C Si＋2CO↑。下列说法中正确的是( )
2
A．硅在自然界中主要以单质形式存在
B．Si是光导纤维的主要成分
C．SiO 是半导体材料
2
D．每生成1molSi理论上转移的电子数目约为4×6.02×1023
【答案】D
【解析】A项，硅在自然界中以二氧化硅和硅酸盐形式存在，A错误；B项，光导纤维的主要成分是
二氧化硅，B错误；C项，硅是半导体材料，C错误；D项，每生成 理论上转移的电子的物质的量
约为 ，D正确；故答案为：D。
11．下列关于无机非金属材料的说法错误的是( )
A．工业生产陶瓷、玻璃和水泥的原料中都含有黏土
B．工业上用二氧化硅生产光导纤维
C．碳化硅中碳原子与硅原子通过共价键连接，耐高温、硬度大
D．富勒烯、石墨烯都由碳原子构成，它们的结构不同，物理性质不同
【答案】A
【解析】A项，生产玻璃的主要原料是石英、石灰石和纯碱，没有黏土，故A错误；B项，二氧化硅
是光导纤维的主要成分，故B正确；C项，碳化硅中碳原子与硅原子通过共价键连接，具有金刚石的结构，
形成原子晶体，耐高温、硬度大，故C正确；D项，富勒烯、石墨烯都由碳元素所组成的单质，属于同素
异形体，同素异形体的结构不同，物理性质不同，故D正确；故选A。
12．材料是人类生活的物质基础。下列关于材料的说法正确的是( )
A．陶瓷、玻璃和水晶都属于传统非金属材料
B．中国天眼FAST用到的高性能的碳化硅材料属于新型陶瓷
C．中国航天飞船外壳用到的是特种镁合金，属于新型无机非金属材料
D．太阳能电池可将光能转化为电能，主要成分为二氧化硅
【答案】B
【解析】A项，水晶不属于传统非金属材料，A错误；B项，高性能的碳化硅材料具有特殊功能，属
于新型陶瓷，B正确；C项，特种镁合金，属于新型金属材料，C错误；D项，太阳能电池主要成分为硅晶体，D错误；故选B。
13．下列关于材料的说法错误的是( )
A．碳纳米管是一种含有碳元素的化合物，属于新型无机非金属材料
B．钛合金密度小、硬度大、熔点高，可用于制造飞机、火箭
C．三峡大坝的建设使用了大量的水泥，水泥属于硅酸盐材料
D．不锈钢的抗腐蚀性能良好，可用于制作医疗器械
【答案】A
【解析】A项，碳纳米管是一种含有碳元素的单质，属于新型无机非金属材料，故A错误；B项，钛
合金具有密度小、硬度大、熔点高的特性，常用于制造飞机、火箭，故B正确；C项，三峡大坝的建设中
使用了大量的水泥，水泥的主要成分是硅酸盐，属于硅酸盐材料，故C正确；D项，不锈钢具有抗腐蚀性
能良好的特性，常用于制作医疗器械，故C正确；故选A。
14．陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、
哥窑。其中钧窑以“人窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是( )
A．窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化
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．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
D．高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物
【答案】D
【解析】A项，窑变在高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化，窑变是复杂的
物理化学变化，故A正确；B项，陶制品主要原料是黏土，经高温烧结而成，故B正确；C项，陶瓷是硅
酸盐产品，化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，故C正确；D项，高品质的瓷器晶莹剔透，
属于混合物，故D错误。故选D。
1．化学与社会、生活、技术密切相关，下列相关说法正确的是( )
A．水泥、玻璃、砖瓦、刚玉都属于硅酸盐类物质
B．ClO 代替Cl 作消毒剂，不仅能够提高消毒效率，而且可以避免产生新的有害物质
2 2
C．石灰抹墙与水泥砌墙的硬化过程原理相同
D．我国远古时期利用草木灰作肥料，实质是利用其中的NaCO
2 3
【答案】B【解析】A项，刚玉主要成分是Al O，不属于硅酸盐类物质，故A错误；B项，ClO 是一种光谱性的
2 3 2
消毒剂，代替Cl 作消毒剂，不仅能够提高消毒效率，而且可以避免产生新的有害物质，故B正确；C项，
2
石灰抹墙与水泥砌墙的硬化过程原理不相同，前者气硬性，后者水硬性，故C错误；D项，草木灰的成分
是KCO，故D错误；故选B。
2 3
2．《天工开物》中关于制青瓦有如下记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘土而为之……
凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举……浇水转锈，与造砖同法。”下列说法错误的是( )
A．黏土的主要成分为硅酸盐
B．青砖中铁元素主要以氧化铁的形式存在
C．烧制后自然冷却不能制成青瓦
D．黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料
【答案】B
【解析】A项，黏土的主要成分为硅酸盐，故A正确；B项，红砖中铁元素主要以氧化铁的形式存在，
青砖中铁元素主要以氧化亚铁的形式存在，故B错误；C项，烧制后自然冷却，空气进入窑内，铁元素被
氧化生成Fe O 而呈红色，不能制成青瓦，故C正确D项，黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，故D正确；
2 3
故选B。
3．下列关于硅单质及其化合物的说法中错误的是( )
A．陶瓷、玻璃、水泥、水晶饰品等，都是硅酸盐产品
B．常温下，单质硅的性质稳定，与强酸、强碱都很难发生反应
C．高纯硅可用于制造太阳能电池，高纯二氧化硅可用于制造光导纤维
D．某硅酸盐的化学式为KAlSi O，可用KO·Al O·6SiO 表示
3 8 2 2 3 2
【答案】A
【解析】A项，水晶的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐材料，A错误；B项，常温下硅化学性质
稳定，常温下除与F 、HF、强碱反应外，一般不与其它物质反应，B正确；C项，硅单质属于半导体，高
2
纯硅可用于制作太阳能电池，二氧化硅具有良好的透光性，高纯二氧化硅可用于制造光导纤维，C正确；
D项，硅酸盐种类繁多，结构复杂可以用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成，一般氧化物的书
写顺序：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，因此，某硅酸
盐的化学式为KAlSi O，可用KO·Al O·6SiO 表示，D正确；故选A。
3 8 2 2 3 2
4．寿山石主要成分为叶蜡石，叶蜡石组成为Al O·4SiO·H O，下列观点不正确的是( )
2 3 2 2
A．寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触
B．寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物
C．潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质D．久置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质
【答案】C
【解析】根据寿山石的主要成分可知，其能与酸或碱发生反应，A正确；寿山石中含有不同形态的金
属氧化物，造成其色彩丰富，B正确；其中的氧化物Al O 和SiO 不溶于水也不和水反应，在潮湿的空气
2 3 2
中不会溶解变质，C错误；寿山石久置于干燥空气中，会失去其中的结晶水变质，D正确。
5． “金华玉”主要成分为黄蜡石，某种黄蜡石组成为A1 O·4SiO·H O，下列观点不正确的是( )
2 3 2 2
A．黄蜡石雕刻作品要避免与酸、碱接触
B．黄蜡石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物
C．潮湿的空气可能导致黄蜡石作品表面溶解变质
D．置于干燥空气中可能会导致黄蜡石作品脱水变质
【答案】C
【解析】能与酸碱反应，则黄蜡石雕刻作品要避免与酸碱接触，A正确；不同金属氧化物的颜色不同，
则黄蜡石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物，B正确；C项，潮湿的空气与A1 O·4SiO·H O
2 3 2 2
不反应，不会导致黄蜡石作品表面溶解变质，C错误；置于干燥空气中，A1 O·4SiO·H O发生风化，可能
2 3 2 2
会导致黄蜡石作品脱水变质，D正确。
6．金刚砂(SiC)可由SiO 和碳在一定条件下反应制得，反应方程式为SiO ＋3C=====SiC＋2CO↑，下
2 2
列有关制造金刚砂的说法中正确的是( )
A．该反应中的氧化剂是SiO，还原剂为C
2
B．该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
C．该反应中转移的电子数为12e－
D．该反应中的还原产物是SiC、氧化产物是CO，其物质的量之比为1∶2
【答案】D
【解析】反应产物SiC中Si、C的化合价分别为＋4、－4价，所以SiO 既不是氧化剂，又不是还原剂；
2
碳元素从0价转变成－4价(SiC)和＋2价(CO)，CO是氧化产物，SiC是还原产物，两者的物质的量之比为
2∶1；根据化学方程式，电子转移数目为4e－。
7．东方光源集团公司、中国逸通控股有限公司共同投资35亿元国内最先进的光纤光缆项目，成功落
户安徽滁州市风阳县硅工业园，其一期工程计划于2012年11月竣工。下列有关硅材料的说法正确的是 (
)
A．光纤的主要成分是高纯度的单质硅 B．金刚砂的主要成分是二氧化硅
C．28 g硅含有6.02×1023个电子 D．28Si、29Si、30Si是不同的核素
【答案】D
【解析】A项，光纤的主要成分是二氧化硅，A错误；B项，金刚砂的主要成分是碳化硅，B错误；C
项，28 g硅的物质的量是1mol，其中含有14×6.02×1023个电子，C错误；D项，28Si、29Si、30Si的质子数相同，但中子数不同，是不同的核素，且互为同位素，D正确。
8．据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的
超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可轻易制备出超高强度和超高耐久性能的高性能混凝土。
关于二氧化硅下列说法中正确的是( )
A．二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物
B．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸
C．由CaCO +SiO CaSiO +CO ↑可知硅酸的酸性比碳酸强
3 2 3 2
D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
【答案】B
【解析】A项，二氧化硅是酸性氧化物，但不溶于水，故A错误；B项，碳酸的酸性都强于硅酸，二
氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸沉淀，故B正确；C项，反应只有在高温条件下才能进行，由于
CO 是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继续进行，但并不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强，故 C
2
错误；D项，二氧化硅能够溶于氢氟酸，而不是不溶于任何酸，故D错误；故选B。
9．作为全球最大的电子产品制造国，中国却有着“芯”病。我国国产芯片自给率不到 30%，产值不
足全球的7%，市场份额不到10%。下列说法正确的是( )
A．CPU半导体芯片与光导纤维是同种材料
B．水泥和玻璃属于新型硅酸盐材料
C．水晶和陶瓷都是硅酸盐制品
D．粗硅制备单晶硅涉及氧化还原反应
【答案】D
【解析】A项，CPU半导体芯片用的是晶体硅，光导纤维用的是二氧化硅，两者所用的材料不同，A
不正确；B项，水泥和玻璃的主要成分都是硅酸盐，故其均属于硅酸盐材料，但不属于新型硅酸盐材料，
B不正确；C项，水晶的成分是二氧化硅，陶瓷的主要成分是硅酸盐，C不正确；D项，粗硅制备单晶硅
的过程中，先用氯气把硅氧化为四氯化硅，再用氢气把四氯化硅还原为硅，故该过程涉及氧化还原反应，
D正确。故选D。
10．工业上制备高纯硅有多种方法，其中的一种工艺流程如下：已知：流化床反应的产物中，除SiCl 外，还有SiHCl 、SiHCl、SiHCl、FeCl 等。
4 3 2 2 3 3
下列说法正确的是( )
A．电弧炉中发生的反应为C＋SiO CO↑＋Si
2 2
B． SiCl 进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯
4
C． 每生产l mol高纯硅，需要44. 8L Cl (标准状况)
2
D． 该工艺Si的产率高，符合绿色化学要求
【答案】B
【解析】A项，二氧化碳与碳在高温下生成粗硅和一氧化碳，电弧炉中发生的反应为 2C+SiO
2
2CO↑+Si，A错误；B项，SiCl 进入还原炉之前在流化床反应器中除SiCl 外，还有SiHCl 、SiHCl 、
4 4 3 2 2
SiHCl、FeCl 等，需要利用相互溶解的物质沸点不同，经过蒸馏提纯，B正确；C项，根据转化关系
3 3
Si→SiCl →Si，每生产l mol高纯硅，需要22.4L Cl (标准状况)，C错误；D项，该工艺中产生氯化氢气体
4 2
且有氯气的参与，容易引起空气污染，不符合绿色化学要求，D错误。
11．习主席在2020年新年贺词中强调“5G商用加速推出，凝结着新时代奋斗者的心血和汗水，彰显
了不同凡响的中国风采、中国力量”，制造芯片用到高纯硅，用 SiHCl 与过量H 在1100～1200℃反应制
3 2
备高纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)。
已知： SiHCl 遇水HO 强烈水解，在空气中易自燃。下列说法错误的是( )
3 2
A．装置 B 中的试剂是浓硫酸
B．实验时先打开装置C中分液漏斗的旋塞
C．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl 气化
3
D．装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下，普通玻璃管会软化
【答案】B
【解析】A项，SiHCl 遇水HO 强烈水解，所以H 应干燥，故装置 B 中的试剂是浓硫酸，A正确；
3 2 2
B项，SiHCl 在空气中易自燃，实验前应排尽装置内的空气，所以应先通 H ，后打开装置C中分液漏斗的
3 2
旋塞，B错误；C项，SiHCl 呈液态，需转化为蒸气进入石英管中与H 反应，所以装置C中的烧瓶需要加
3 2
热，C正确；D项，制高纯硅时，温度在1100～1200℃，所以D不能采用普通玻璃管，D正确；故选B。1．下列应用的解释错误的是( )
应用 解释
A 二氧化硫可以作为食品添加剂 二氧化硫具有漂白性，防腐和抗氧化等作用
B 高纯硅可以用于制作光感电池 硅具有半导体性能，可将太阳能转化为电能
C 二氧化硅可以用于制作光导纤维 二氧化硅具有良好的导电性能，硬度大
D 碳纳米管可以用于生产复合材料，电池 碳纳米管比表面积大，强度大，有优良的电学性能
【答案】C
【解析】A项，二氧化硫可以漂白某些有机色素，可以防腐，具有抗氧化性，使用合适的量可以作为
食品添加剂，故A正确；B项，硅是半导体材料，导电性介于导体和绝缘体之间，可做太阳能电池板，故
B正确；C项，二氧化硅可以用于制作光导纤维是因为其具有导光性，故C不正确；D项，碳纳米管具有
吸附性，具有优良的电学性能，可以用于生产故D正确；故选C。
2．装置丁为了打赢“芯片”贸易战，我国政府和众多国内企业不惜重金投入研发高精度的光刻机产
品，力图摆脱国外公司对中国公司的技术垄断，高纯度晶硅是典型的无机非金属材料，它可以按下列方法
制备：
SiO Si(粗) SiHCl Si(纯)
2 3
下列说法不正确的是( )
A．步骤①的化学方程式：SiO＋2C Si＋2CO↑
2
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，SiO 是制造太阳能电池的基本原料
2
【答案】D
【解析】A项，步骤①的化学方程式：SiO＋2C Si＋2CO↑，故A正确；
2
B项，依据方程式SiO＋2C Si＋2CO↑可知，反应中硅从+4价降为0价，每生成1molSi，转移
2
4mol电子，故B正确；C项，步骤③氢气与三氯化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；故选D。3．高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。工业上制各高纯硅有多种方法，其中的一种工
艺流程如图：
已知：流化床反应的产物中，除 外，还有 等。 (已知：各物质的沸点：
)，下列说法不正确的是( )
A．电弧炉中发生的反应为SiO＋C Si＋CO↑
2 2
B． 进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯
C．硅在高温下会与氧气反应，所以整个操作流程都要隔绝空气
D．流程中 和H 可以循环利用
2
【答案】A
【解析】由题给流程可知，石英砂和焦炭在电弧炉中高温条件下反应生成硅和一氧化碳，硅在流化床
反应器中与氯化氢高温条件下反应得到含有杂质的四氯化硅，经过蒸馏提纯得到的四氯化硅在还原炉中与
氢气高温条件下反应得到高纯硅。A项，电弧炉中发生的反应为石英砂和焦炭在高温条件下反应生成硅和
一氧化碳，反应的化学方程式为SiO＋2C Si＋2CO↑，故A错误；B项，四氯化硅进入还原炉之前需
2
要经过蒸馏提纯除去三氯硅烷等杂质，故B正确；C项，硅在高温下会与氧气反应，所以整个操作流程都
要隔绝空气，防止空气中氧气干扰高纯硅的制备，故C正确；D项，由题给流程可知，在高纯硅制备过程
中氯化氢和氢气先是流化床反应的反应物和生成物，后是还原反应的生成物和反应物，所以流程中可以循
环利用，故D正确；故选A。
4．高纯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”。它可以按下列方法制备，下列说法不正确的是( )A．硅是地壳中含量第二的元素，主要以石英砂、硅酸盐等形式存在于自然界中
B．步骤电弧炉中的化学方程式为：SiO＋2C Si＋2CO↑
2
C．二氧化硅既能与氢氟酸反应又能与氢氧化钠反应，二氧化硅是典型的酸性氧化物
D．步骤①②③中HCl和H 可以重复使用，三步反应中Si的化合价均发生了改变
2
【答案】B
【解析】A项，硅在地壳中的含量仅次于氧，自然界中都以化合态形式存在，主要以石英砂、硅酸盐
等形式存在于自然界中，A正确；B项，步骤电弧炉中高温条件下二氧化硅和碳反应生成粗硅和CO，反应
的化学方程式为：S SiO ＋2C Si＋2CO↑，B不正确；C项，二氧化硅既能与氢氟酸反应又能与氢氧化
2
钠反应，氢氟酸是唯一一种与二氧化硅反应的酸，这是一个特性，二氧化硅是典型的酸性氧化物，C正确；
D项，步骤①②③中HCl和H 可以重复使用，循环反应，三步反应中Si的化合价均发生了改变，分别为
2
降低、升高、降低，D正确；故选B。
5．由粗SiO(含少量Fe O、Al O 杂质)制备纯SiO 的流程如图所示，下列说法错误的是( )
2 2 3 2 3 2
A．X可用作木材防火剂
B．步骤Ⅱ中的主要反应是NaSiO+H SO =H SiO↓+Na SO
2 3 2 4 2 3 2 4
C．步骤Ⅱ中的稀硫酸不可用CO 代替
2
D．若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行
【答案】C
【解析】二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠(X)，硅酸钠溶液与稀硫酸反应生成硅酸沉淀(Y)，硅酸
灼烧分解生成二氧化硅，结合硅及其化合物的性质分析判断。A项，硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木
材防火剂，故A正确；B项，步骤Ⅱ是硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，反应的化学方程式为：
NaSiO+H SO =H SiO↓+Na SO ，故B正确；C项，碳酸、硫酸的酸性都强于硅酸，都能够与硅酸盐反应
2 3 2 4 2 3 2 4
生成硅酸，因此步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO 替代，故C错误；D项，步骧Ⅲ为灼烧固体分解，灼烧固体应
2
在坩埚中进行，故D正确；故选C。
6．由SiO 制备高纯度硅的工业流程如图所示：
2
下列说法错误的是( )A．SiO 与纯硅都是硬度大、熔沸点高的晶体
2
B．X为CO 气体
2
C．反应②产生的H 与反应③产生的 可以循环使用
2
D．反应①②③均为在高温或较高温度下的氧化还原反应
【答案】B
【解析】根据框图中的反应物二氧化硅和碳在高温下反应制粗硅判断，生成X是一氧化碳，其它物质
已在框图流程中推出，利用流程中物质的参于和生成进行判断；A项，二氧化硅和硅单质都是原子晶体，
具有硬度大、熔沸点高的特性，故A正确；B项，根据工业制粗硅反应二氧化硅和碳反应生成硅和一氧化
碳，故B不正确；C项，根据框图中的反应，生成的氯化氢可以在第二步反应中参于反应，生成的氢气可
以在第三步中参于反应，故C正确；D项，根据框图中的条件，利用T=t+273K，判断反应的温度高低，故
D正确；故选B。
7．(2020·浙江省7月选考)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
3 5
( )
A．可发生反应：Ca SiO＋4NH Cl CaSiO ＋2CaCl ＋4NH ↑＋2HO
3 5 4 3 2 3 2
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与SO 反应生成新盐
2
D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO
2
【答案】D
【解析】将Ca SiO 改写为氧化物形式后的化学式为：3CaO·SiO ，性质也可与NaSiO 相比较。A项，
3 5 2 2 3
Ca SiO 与NH Cl反应的方程式为：Ca SiO+4NHCl CaSiO +2CaCl +4NH↑+2H O，A正确；B项，CaO
3 5 4 3 5 4 3 2 3 2
能与水反应，所以需要密封保存，B正确；C项，亚硫酸的酸性比硅酸强，当二氧化硫通入到Ca SiO 溶液
3 5
时，发生反应：3SO +H O+ Ca SiO=3 CaSO +H SiO ，C正确；D项，盐酸的酸性比硅酸强，当盐酸与
2 2 3 5 3 2 3
Ca SiO 反应时，发生反应：6HCl+ Ca SiO=3CaCl +H SiO+2H O，D不正确；故选D。
3 5 3 5 2 2 3 2
8．近年来，我国在探索太空、开发5G等方面都取得了举世瞩目的成就，这些成就都离不开化学材料
的开发和利用，下列有关说法正确的是( )
A．小米全自动扫拖一体机“T7PrO”搭载骁龙八核芯片的主要成分是二氧化硅
B．我国新一代运载火箭长征八号使用的碳化硅陶瓷是传统无机非金属材料
C．5G技术的应用离不开光缆，我国光缆线路总长度超过了三千万千米，光缆的主要成分是晶体硅
D．碳纳米管有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等
【答案】D【解析】A项，芯片的主要成分是晶体硅，故A错误；C项，光缆的主要成分是二氧化硅，故C错误；
D项，碳纳米管是一种具有特殊结构及优异性能的纳米材料，它是由碳原子形成的无缝、中空管体材料，
具有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等，故D正确；故选D。
9．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制晶的主要原料。已知多晶
硅第三代工业制取流程如图所示：
下列说法错误的是( )
A．Y、Z分别为H、Cl
2 2
B．制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅，在该副反应中，氧化剂与还原剂的物质
的量之比为1∶1
C．SiHCl 极易水解，其完全水解的产物为HSiO、H、HCl，据此推测SiHCl 中硅元素的化合价为＋
3 2 3 2 3
2价
D．Y与SiHCl 制备多晶硅的反应属于置换反应
3
【答案】B
【解析】A项，电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，Y和Z点燃化合，其中Y还能将硅从其
化合物中还原出来，这说明Y、Z分别为H 、Cl ，正确；B项，制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反
2 2
应生成碳化硅：3C＋SiO SiC＋2CO↑，在该副反应中碳既是氧化剂，也是还原剂，氧化剂与还原剂的
2
物质的量之比为1∶2，错误；C项，SiHCl 中H是＋1价，Cl是－1价，则硅元素的化合价为＋2价，正确；
3
D项，氢气与SiHCl 制备多晶硅的反应：SiHCl ＋H===Si＋3HCl，属于置换反应，正确。
3 3 2
10．(2022·浙江省6月选考)尖晶石矿的主要成分为MgAlO (含SiO 杂质)。已知：MgAlO(s)＋
2 4 2 2 4
4Cl(g)= MgCl (s)＋2AlCl (g)＋2O(g) ΔH＞0。该反应难以发生，但采用“加炭氯化法”可以制备MgCl
2 2 3 2 2
和AlCl ，同时还可得到副产物SiCl (SiCl 沸点为58℃，AlCl 在180℃升华)：MgAlO(s)＋4C(s)＋4CO(g)
3 4 4 3 2 4
MgCl (s)＋2 AlCl (g)＋4CO(g)。下列说法不正确的是( )
2 3
A．制备时要保持无水环境
B．输送气态产物的管道温度要保持在180℃以上
C．氯化时加炭，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量
D．为避免产生大量CO，反应过程中需保持炭过量
2
【答案】D
【解析】A项，由于高温条件下，C与HO将反应生成CO和H，且AlCl 、MgCl 在高温下均易水解，
2 2 3 2生成的HCl挥发后促进AlCl 、MgCl 水解，导致所得产物不纯，故制备时要保持无水环境，A正确；B项，
3 2
由题干信息可知，AlCl 在180℃升华，故输送气态产物的管道温度要保持在180℃以上，B正确；C项，
3
由题干信息可知，不加炭的氯化反应很难进行，则氯化时加炭，既增大了反应的趋势，同时C被氧化为
CO放出热量，则又为氯化提供了能量，C正确；D项，反应过程中若保持炭过量，则可能发生反应：
SiO+2C Si+2CO或者SiO+3C SiC+2CO，导致获得的固体产物MgCl 中含有Si、SiC等杂质，D
2 2 2
错误；故选D。
11．(2021•浙江1月选考)铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图)，其骨架的基本结构单元
是硅氧四面体和铝氧四面体，化学组成可表示为M[(AlO )·(SiO)]·zHO(M代表金属离子)。
a 2 x 2 y 2
下列推测不正确的是( )
A．常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛
B．若a=x/2，则M为二价阳离子
C．调节y/x(硅铝比)的值，可以改变分子筛骨架的热稳定性
D．分子筛中的笼状空穴和通道，可用于筛分分子
【答案】A
【解析】A项，偏铝酸钠在强酸性溶液中不能稳定存在容易形成Al3+，不可以利用偏铝酸钠在强酸性
溶液中制备分子筛，A错误；B项，设M的化合价为m，则根据正负化合价代数和为0计算，m×
+x×(-1)=0，解得m=+2，B正确；C项，调节硅铝比可以改变分子筛的空间结构，从而改变分子筛的稳定
性，C正确；D项，调节硅铝比可以调节分子筛的孔径，根据分子筛孔径的大小可以筛分不同大小的分子，
D正确；故选A。
