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高考化学一轮复习： 第13 讲 碳、硅及无机非金属材料
【近年真题再现】
1. (2025 年全国卷)化学与人类生活密切相关。下列叙述正确的是
A. 硫酸铜具有杀菌作用，可用作饮用水消毒剂 B. 小苏打遇酸能产生气体，可用作食品膨松剂
C. 碳化硅抗氧化且耐高温，可用作固体电解质 D. 聚氯乙烯塑料制品耐腐蚀，可用作食品包装
答案：B
解析：A．硫酸铜虽然能杀菌，但铜离子(Cu2+)对人体有毒，长期摄入会导致铜中毒(如肝脏损伤)。饮
用水消毒通常用氯气、臭氧或紫外线，而不用硫酸铜，A 错误；
B．小苏打是碳酸氢钠(NaHCO3)，遇酸(如醋酸、柠檬酸)或加热时会分解产生二氧化碳(CO2)气体，正
是利用这一性质，小苏打广泛用于烘焙(如面包、蛋糕)或油炸食品中，使食品疏松多孔，B 正确；
C．固体电解质需要具有离子导电性(如锂离子电池中的Li3PO4)，而碳化硅是共价晶体，离子导电性
极差，不能用作电解质，C 错误；
D．聚氯乙烯受热分解有毒物质，食品包装禁用，D 错误；
2. (2025 年四川卷)材料是科技发展的基础。下列属于金属材料的是
A. 制造电极的石墨烯 B. 制造减震弹簧的高碳钢
C. 制造防弹装甲的高强度芳纶纤维 D. 制造耐温度剧变仪器的高硼玻璃
答案：B
解析：金属材料的定义是由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料，包括纯金属及
其合金。
A．石墨烯为碳元素形成的一种单质，属于非金属材料，A 不选；
B．高碳钢是铁基合金，属于典型的金属材料，B 选；
C．芳纶纤维为有机高分子合成材料，C 不选；
D．玻璃为硅酸盐制品，属于无机非金属材料，D 不选；
3. (2025 年湖南卷)加热时，浓硫酸与木炭发生反应：C＋2H2SO4(浓)＝CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。设NA为
阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．12g12C 含质子数为6NA
B．常温常压下，6.72LCO2含σ 键数目为0.6NA
C．1.0LpH＝1 的稀硫酸中含H+数目为0.2NA
D．64gSO2与16gO2充分反应得到SO3的分子数为NA
答案：A
解析：A．12g 的12C 的物质的量为1mol，每个12C 原子含有6 个质子，因此总质子数为6NA，A 正确；
B．常温常压下，6.72L CO2的物质的量小于0.3mol，每个CO2分子含2 个σ 键，总σ 键数小于
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0.6NA，B 错误；
C．pH＝1 的稀硫酸中，H+浓度为0.1mol/L，1L 溶液中H+数目为0.1NA，而非0.2NA，C 错误；
D．SO2与O2生成SO3的反应为可逆反应，无法完全转化，实际生成的SO3分子数小于NA，D 错误；
4. (2025 年湖北卷)下列与生活相关的叙述中，不涉及化学变化的是
A．干冰升华助力舞台云雾形成 B．珍珠遇酸后失去光泽
C．加酶洗衣粉清洗蛋白质污渍 D．植物油久置氧化变质
答案：A
解析：A．干冰升华仅为状态变化，成分仍为CO2，无新物质生成，属物理变化，A 符合题意；
B．珍珠主要成分是CaCO3，与酸反应生成CO2等，属化学变化，B 不符合题意；
C．酶催化蛋白质水解为氨基酸，破坏原有结构，生成新物质，C 不符合题意；
D．植物油氧化变质后，主要生成过氧化物、醛、酮、羧酸等，属于化学变化，D 不符合题意；
5. (2025 年河北卷)河北省古建筑数量大，历史跨度长，种类齐全，在我国建筑史上占有非常重要的地
位。下列古建筑组件主要成分属于有机物的是
A．基石
B．斗拱
C．青瓦
D．琉璃
答案：B
解析：A．古建筑中的基石一般使用石质材料，常用的石材有花岗岩、青石等，花岗岩的主要成分是
硅酸盐，青石的主要成分是CaCO3，均属于无机物，A 错误；
B．斗拱是由木材制成的，木材的主要成分是纤维素，属于有机物，B 正确；
C．青瓦是由黏土烧制而成的传统建筑材料，黏土的主要成分为含水的铝硅酸盐，属于无机物，C 错
误；
D．琉璃的主要成分是二氧化硅，属于无机物，D 错误；
6. (2025 年云南卷)稻壳制备纳米Si 的流程图如下。下列说法错误的是
A．SiO2可与NaOH 溶液反应 B．盐酸在该工艺中体现了还原性
C．高纯Si 可用于制造硅太阳能电池 D．制备纳米Si：SiO2 ＋2Mg=====Si＋2MgO
答案：B
解析：稻壳在一定条件下制备纳米SiO2，纳米SiO2和Mg 在650℃发生置换反应生成MgO 和纳米
Si，加盐酸将MgO 转化为MgCl2，过滤、洗涤、干燥得到纳米Si。
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A．SiO2是酸性氧化物，与NaOH 反应生成Na2SiO3和H2O，A 正确；
B．盐酸参与的反应为：MgO＋2HCl＝MgCl2＋H2O，该反应是非氧化还原反应，盐酸体现酸性，没
有体现还原性，B 错误；
C．高纯硅可以将太阳能转化为电能，故可用于制硅太阳能电池，C 正确；
D．SiO2和Mg 在650℃条件下发生置换反应得到MgO 和纳米Si，反应的化学方程式为SiO2 ＋
2Mg=====Si＋2MgO，D 正确；
7. (2025 年6 月浙江卷)物质的性质决定用途，下列两者对应关系正确的是
A．金刚石硬度大，可用于制作切削刀具 B．氧化铝具有两性，可用于制作坩埚
C．SiO2熔点高，可用于生产光导纤维 D．氨气有还原性，可用于生产铵态氮肥
答案：A
解析：A．金刚石是天然存在的最硬物质，硬度大的性质使其非常适合用于制作切削、研磨工具，A
正确；
B．氧化铝具有两性，但制作坩埚主要利用其高熔点和化学稳定性，以耐受高温和腐蚀，两性并非制
作坩埚的关键性质，B 错误；
C．光导纤维的生产主要利用二氧化硅的光学性质，如高透明度和低光损耗，而非高熔点，C 错误；
D．氨气具有还原性，但生产铵态氮肥(如硫酸铵、硝酸铵)主要利用其碱性(与酸反应生成铵盐)，还
原性与铵态氮肥生产无直接关联，D 错误；
8. (2025 年河南卷)活字印刷术极大地促进了世界文化的交流，推动了人类文明的进步。下列“活
字”字坯的主要成分为硅酸盐的是
A．泥活字
B．木活字
C．铜活字
D．铅活字
答案：A
解析：A．泥活字的主要材料是粘土，粘土的主要成分是硅酸盐，A 正确；
B．木活字主要成分是纤维素，B 错误；
C．铜活字是铜合金，主要成分是铜，C 错误；
D．铅活字主要成分是铅，D 错误；
9. (2025 年西北卷)下列有关物质性质与用途对应关系错误的是
A. 单晶硅熔点高，可用于制造芯片 B. 金属铝具有还原性，可用于冶炼金属
C. 浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂 D. 乙炔燃烧火焰温度高，可用于切割金属
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答案：A
解析：A．单晶硅用于制造芯片主要因其半导体性质，而非熔点高，熔点高与用途无直接关联，A 错
误；
B．金属铝还原性强，可通过铝热反应冶炼金属(如Fe、Mn 等)，B 正确；
C．浓硫酸吸水性使其可干燥中性/酸性气体(如H2、CO2)，C 正确；
D．乙炔燃烧产生高温氧炔焰(约3000℃)，可熔化金属进行切割，D 正确；
10．(2024 年新课标卷)文房四宝是中华传统文化的瑰宝。下列有关叙述错误的是
A. 羊毛可用于制毛笔，主要成分为蛋白质
B. 松木可用于制墨，墨的主要成分是单质碳
C. 竹子可用于造纸，纸的主要成分是纤维素
D. 大理石可用于制砚台，主要成分为硅酸盐
答案：D
解析：A．动物的毛、皮、角等的主要成分都是蛋白质，羊毛的主要成分为蛋白质，A 正确；
B．墨的主要成分是炭黑，炭黑是碳元素的一种单质，碳的单质在常温下的化学性质很稳定，不易与
其他物质发生化学反应，故用墨汁书写的字画历经千年仍不褪色，B 正确；
C．竹子可用于造纸，竹子的主要成分是纤维素，用其造的纸的主要成分也是纤维素，C 正确；
D．大理石可用于制砚台，大理石主要成分为碳酸钙，不是硅酸盐，D 错误；
11. (2024 年河北卷)燕赵大地历史悠久，文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是
A. 青铜铺首主要成分是铜锡合金 B. 透雕白玉璧主要成分是硅酸盐
C. 石质浮雕主要成分是碳酸钙 D. 青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙
答案：D
解析：A．青铜铺首是青铜器，青铜的主要成分是铜锡合金，A 正确；
B．透雕白玉璧是玉石，玉石的主要成分是硅酸盐，B 正确；
C．石质浮雕是汉白玉，汉白玉的主要成分是碳酸钙，C 正确；
D．青花釉里红瓷盖罐是陶瓷，陶瓷的主要成分是硅酸盐，D 错误；
12. (2024 年山东卷)化学品在食品工业中也有重要应用，下列说法错误的是
A. 活性炭可用作食品脱色剂 B. 铁粉可用作食品脱氧剂
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C. 谷氨酸钠可用作食品增味剂 D. 五氧化二磷可用作食品干燥剂
答案：D
解析：A．活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，能够吸附一些食品中的色素，故A 正确；
B．铁粉具有还原性，能与O2反应，可延长食品的保质期，作食品脱氧剂，故B 正确；
C．谷氨酸钠是味精的主要成分，能增加食物的鲜味，是一种常用的食品增味剂，故C 正确；
D．P2O5吸水后的产物有毒，不能用作食品干燥剂，故D 错误；
13. (2024 年广东卷)龙是中华民族重要的精神象征和文化符号。下列与龙有关的历史文物中，主要材
质为有机高分子的是
A．红山玉龙
B．婆金铁芯铜龙
C．云龙纹丝绸
D．云龙纹瓷瓶
答案：C
解析：A．红山玉龙主要成分为SiO2和硅酸盐，属于无机非金属材料，A 不符合题意；
B．婆金铁芯铜龙主要成分为Cu，属于金属材料，B 不符合题意；
C．云龙纹丝绸主要成分为蛋白质，属于有机高分子材料，C 符合题意；
D．云龙纹瓷瓶主要成分为硅酸盐，属于传统无机非金属材料，D 不符合题意；
14. (2024 年江西卷)景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，
上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是
A. 青蓝色是由于生成了单质钴 B. 表面的釉属于有机高分子膜
C. 主要成分为铝硅酸盐 D. 铁元素的存在形式只有Fe2O3
答案：C
解析：A．青花瓷上的蓝色花纹是由于使用了含有氧化钴的“青料”绘制而成，与单质钴无直接关系，
A 错误；
B．釉是一种覆盖在陶瓷表面的物质，通常由无机物质组成，如硅酸盐、氧化物等，B 错误；
C．青花瓷是一种釉面瓷，其材质属于无机非金属材料，主要成分为铝硅酸盐，C 正确；
D．青花瓷呈现青蓝色，不能确定铁元素的具体存在形式，Fe2O3呈红色，D 错误；
15．(2023 年广东卷)“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是
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A．九霄环佩木古琴
B．裴李岗文化骨笛
C．商朝后期陶埙
D．曾侯乙青铜编钟
答案：C
解析：A．九霄环佩木古琴主要构成是木材，动物筋制得，A 错误；
B．裴李岗文化骨笛由动物骨骼构成，B 错误；
C．商朝后期陶埙属于陶瓷，由硅酸盐制成，C 正确；
D．曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成，D 错误；
16．(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Si
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
答案：D
解析：A．光纤的主要材质为二氧化硅，A 错误；
B．沥青属于有机材料，B 错误；
C．甘油溶于水，C 错误；
D．淀粉水解的最终产物为葡萄糖，D 正确；
17．(2023 年湖北卷)工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂——————→粗硅————→SiHCl3————→高纯硅
下列说法错误的是
A．制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2C=====Si＋2CO↑
B．1molSi 含Si－Si 键的数目约为4×6.02×1023
C．原料气HCl 和H2应充分去除水和氧气
D．生成SiHCl3的反应为熵减过程
答案：B
解析：A. SiO2和C 在高温下发生反应生成Si 和CO，因此，制备粗硅的反应方程式为SiO2＋
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C=====Si＋2CO↑，A 说法正确；
B. 在晶体硅中，每个Si 与其周围的4 个Si 形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si
形成2 个共价键， 1mol Si 含Si－Si 键的数目约为2×6.02×1023，B 说法错误；
C. HCl 易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl 氧化；H2在高温下遇到氧气能发生反应生
成水，且其易燃易爆，其与SiHCl3在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl 和H2应充分去除水和
氧气 ，C 说法正确；
D. Si＋3HCl===== SiHCl3＋H2，该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成SiHCl3的反应为熵减
过程，D 说法正确；
18．(2023 年山东卷)下列之物具有典型的齐鲁文化特色，据其主要化学成分不能与其他三种归为一类
的是
A．泰山墨玉 B．龙山黑陶 C．齐国刀币 D．淄博琉璃
答案：C
解析：墨玉、黑陶、琉璃均为陶瓷制品，均属于硅酸盐制品，主要成分均为硅酸盐材料，而刀币的
主要成分为青铜，故答案为：C。
19. (2023 年江苏卷)我国提出2060 年实现碳中和的目标，体现了大国担当。碳中和中的碳是指
A．碳原子 B. 二氧化碳 C. 碳元素 D. 含碳物质
答案：B
解析：碳中和中的碳是指二氧化碳，减少二氧化碳的排放和充分利用二氧化碳转化为其他物质是碳
中和的核心，故选B。
20. (2023 年浙江1 月选考)下列物质中属于耐高温酸性氧化物的是
A. CO2
B. SiO2
C. MgO
D. Na2O
答案：B
解析：A．二氧化碳和碱反应生成盐和水，是酸性氧化物，但为分子晶体，不耐高温，A 错误；
B．SiO2能跟碱反应生成盐和水：SiO2＋2OH－＝SiO＋H2O，所以SiO2是酸性氧化物，为共价晶体，
耐高温，B 正确；
C．MgO 能跟酸反应生成盐和水：MgO +2H+＝Mg2++H2O，所以MgO 是碱性氧化物，；C 错误；
D．Na2O 能跟酸反应生成盐和水，所以是碱性氧化物，；D 错误；
21. (2023 年浙江6 月选考)材料是人类赖以生存和发展的物质基础，下列材料主要成分属于有机物的
是
A. 石墨烯
B. 不锈钢
C. 石英光导纤维
D. 聚酯纤维
答案：D
解析：A．石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，为碳的单质，属于无机物，A 不
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符合题意；
B．不锈钢是Fe、Cr、Ni 等的合金，属于金属材料，B 不符合题意；
C．石英光导纤维的主要成分为SiO2，属于无机非金属材料，C 不符合题意；
D．聚酯纤维俗称“涤纶”，是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，属于有
机物，D 符合题意；
22. (2022 年河北卷)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MgO
C. 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．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．陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiO2和MgO，C 错误；
C．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．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；
23. (2022 年1 月浙江选考)关于反应4CO2+SiH4=====4CO+2H2O+SiO2，下列说法正确的是
A. CO 是氧化产物
B. SiH4发生还原反应
C. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
D. 生成1molSiO2时，转移8mol 电子
答案：D
解析：A．根据反应方程式，碳元素的化合价由+4 价降为+2 价，故CO 为还原产物，A 错误；
B．硅元素化合价由-4 价升为+4 价，故SiH4发生氧化反应，B 错误；
C．反应中氧化剂为二氧化碳，还原剂为SiH4，，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1，C 错误；
D．根据反应方程式可知，Si 元素的化合价由-4 价升高至+4 价，因此生成1molSiO2时，转移8mol 电
子，D 正确；
24. (2022 年6 月浙江卷)下列说法不正确的是
A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维
B．高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明
C．氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料
D. 用石灰右－石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏
答案：A
解析：A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于制造晶体管、集成
电路等，而二氧化硅常用于制造光导纤维，A 错误；
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B．钠的焰色反应为黄色，可用作透雾能力强的高压钠灯，B 正确；
C．耐高温材料应具有高熔点的性质，氧化铝熔点高，可用作耐高温材料，C 正确；
D．石灰石的主要成分为碳酸钙，石灰石－石膏法脱硫过程中发生反应：CaCO3=====CaO+CO2↑，
SO2+CaCO3＝CaSO3+CO2，2CaSO3+O2＝2CaSO4，得到了石膏，D 正确；
25. (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
SiO2可制作光导纤维
B
利用海水制取溴和镁单质
Br－可被氧化，Mg2+可被还原
C
石油裂解气能使溴的CCl4溶液褪色
石油裂解可得到乙烯等不饱和烃
D
FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体
FeCl3可用作净水剂
答案：A
解析：A．焦炭具有还原性，工业上常利用焦炭与石英砂(SiO2)在高温条件下制备粗硅，这与SiO2是
否做光导纤维无因果关系，故A 符合题意；
B．海水中存在溴离子，可向其中通入氯气等氧化剂将其氧化为溴单质，再经过萃取蒸馏物理操作分
离提纯溴单质，另外，通过富集海水中的镁离子，经过沉淀、溶解等操作得到无水氯化镁，随后电解熔
融氯化镁可制备得到镁单质，陈述I 和陈述II 均正确，且具有因果关系，B 不符合题意；
C．石油在催化剂加热条件下进行裂解可得到乙烯等不饱和烃，从而使溴的CCl4溶液褪色，陈述I 和
陈述II 均正确，且具有因果关系，C 不符合题意；
D．FeCl3溶液中铁离子可发生水解，生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，从而可用作净水机，陈述I 和
陈述II 均正确，且具有因果关系，D 不符合题意；
26. (2023 年江苏卷节选)空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。
(1)燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为_______________________________；
载人航天器内，常用LiOH 固体而很少用KOH 固体吸收空气中的CO2，其原因是
_______________________。
(2)合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途径之一、尿素合成主要通过下列反应实现
反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2COONH4(l)
反应Ⅱ：NH2COONH4(l)＝CO(NH2)2(l)＋H2O(l)
①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图甲所示，反应Ⅰ的△H___________(填“=0”或
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“>0”或“<0”)。
②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外，还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[(NH2CO)2NH]和尿
素转化为氰酸铵(NH4OCN)等副反应。尿素生产中实际投入NH3和CO2的物质的量之比为n(NH3)∶n(CO2)
＝4∶1，其实际投料比值远大于理论值的原因是___________________________________。
答案：(1)KHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3＋KOH＋H2O 相同质量的LiOH 固体可吸收更多二氧化碳
(2)①<0 ②适当抑制副反应的发生，尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比，氨气与二氧化
碳的投料比越大，二氧化碳转化率越高
解析：(1)由图可知“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应生成碳酸钙用于煅烧产生二氧化碳，产
物KOH 可回收利用，故化学方程式为KHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3＋KOH＋H2O。载人航天器内，常用
LiOH 固体而很少用KOH 固体吸收空气中的CO2的原因为相同质量的LiOH 固体可吸收更多二氧化碳。
(2)由图可知升高温度反应Ⅰ的lgK 减小，说明温度升高平衡逆向移动，故正反应为放热反应，其
△H<0。实际投料比值远大于理论值的原因是适当抑制副反应的发生，尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲
的氮碳比，氨气与二氧化碳的投料比越大，二氧化碳转化率越高。
27．(2023 年浙江1 月选考)硅材料在生活中占有重要地位。请回答：
(1)Si(NH2)4分子的空间结构(以Si 为中心)名称为 ，分子中氮原子的杂化轨道类型是
_______。Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3，其受热不稳定的原因是 。
(2)由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，
有关这些微粒的叙述，正确的是___________。
A. 微粒半径：③>①>② B. 电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②
C. 电离一个电子所需最低能量：①>②>③ D. 得电子能力：①＞②
(3)Si 与P 形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是___________，该化合物的化学式为
___________。
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答案：(1)四面体 sp3 Si 周围的NH2基团体积较大，受热时斥力较强[Si(NH2)4中Si－N 键能相对
较小]；产物中气态分子数显著增多(熵增) (2)AB (3)共价晶体 SiP2
解析：(1) Si(NH2)4分子可视为SiH4分子中的4 个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的，所以Si(NH2)4分
子中Si 原子轨道的杂化类型是sp3，分子的空间结构(以Si 为中心)名称为四面体；
氨基(－NH2)氮原子形成3 个σ 键，含有1 对孤对电子，N 原子杂化轨道数目为4，N 原子轨道的杂化类型
是sp3；
Si 周围的NH2基团体积较大，受热时斥力较强Si(NH2)4中Si－N 键能相对较小；产物中气态分子数显
著增多(熵增)，故Si(NH2)4受热不稳定，容易分解生成Si3N4和NH3；
(2)电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，可推知分别为基态Si 原子、
Si+离子、激发态Si 原子；
A．激发态Si 原子有四层电子，Si+离子失去了一个电子，根据微粒电子层数及各层电子数多少可推
知，微粒半径：③>①>②，选项A 正确；
B．根据上述分析可知，电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②，选项B 正确；
C．激发态Si 原子不稳定，容易失去电子；基态Si 原子失去一个电子是硅的第一电离能，Si+离子失
去一个电子是硅的第二电离能，由于I2>I1，可以得出电离一个电子所需最低能量：②>①>③，选项C 错
误；
D．由C 可知②比①更难失电子，则②比①更容易得电子，即得电子能力：②>①，选项D 错误；
(3)Si 与P 形成的某化合物晶体的晶胞如图可知，原子间通过共价键形成的空间网状结构，形成共价
晶体；根据均摊法可知，一个晶胞中含有8×＋6×＝4 个Si，8 个P，故该化合物的化学式为SiP2。
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【拓展训练·巩固考点】
1．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”“凡坯既成，干燥之后，
则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是
A．沙子和黏土的主要成分为硅酸盐
B．“燃薪举火”使黏土发生了复杂的物理和化学变化
C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦
D．黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料
答案：A
解析：A．沙子的主要成分为二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，A 项错误；
B．黏土烧制成瓦的过程中发生了复杂的物理和化学变化，B 项正确；
C．由“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”可知，C 项正确；
D．黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，D 项正确。
2．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SiO2氧化成e
C．d 与血红蛋白结合的能力比O2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；
3．氮化硅(Si3N4)是一种高温结构陶瓷材料，其结构中每个原子杂化类型相同且均达到8 电子稳定结
构，氮化硅可由如下反应制得：3SiO2＋6C＋2N2=====Si3N4＋6CO．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列
说法正确的是
A．11.2LN2含π 键数目为NA
B．每生成2.8gCO 转移电子数目为NA
C．1molSi3N4中采用sp3杂化的原子数目为7NA
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D．1mol 金刚石和1molSiO2中含有的共价键数目均为2NA
答案：C
解析：A．未指明标准状况，无法计算氮气的物质的量，π 键数目不确定，A 错误；
B．生成6molCO 时转移12mol 电子，2.8gCO 的物质的量为＝0.1mol，转移0.2mol 电子，转移电子数
目为0.2NA，B 错误；
C．氮化硅为共价晶体，硅原子和氮原子都是sp3杂化，则1molSi3N4中sp3杂化的原子数为7NA，C 正
确；
D．1molSiO2中含有4molSi－O 键，共价键数目为4NA，D 错误；
4．下列说法不正确的是
A. 工业上制备达98%的粗硅可直接用来生产卫星芯片
B. 工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔
C. 硬度大的新型陶瓷材料碳化硅可用作砂纸的耐磨材料
D. 某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃
答案：A
解析：A．利用高纯硅的半导体性能制造芯片，故A 错误；
B．工业制硫酸主要设备有：沸腾炉、接触室和吸收塔，故B 正确；
C．碳化硅属于新型陶瓷材料，具有硬度大特点，可用作砂纸的耐磨材料，故C 正确；
D．有色玻璃属于固溶胶，通过将某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制得，故D 正确；
5．第19 届亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”办会理念。下列说法不正确的是
A. 亚运村餐厅“竹餐具”中含有丰富的多糖
B. 火炬燃料“零碳甲醇”燃烧不产生二氧化碳
C. 吉祥物“江南忆”机器人所用芯片的主要成分为硅
D. 火炬使用的“1070”铝合金具有硬度高、耐高温的特点
答案：B
解析：A．“竹餐具”的主要成分是纤维素，纤维素属于多糖，故A 正确；
B．“零碳甲醇”是利用焦炉气中的副产氢气与从工业尾气中捕集的二氧化碳合成的“绿色甲醇”，
甲醇的结构简式为CH3OH，甲醇中含有碳元素，燃烧会产生二氧化碳，故B 错误；
C．计算机芯片的主要成分为晶体硅，故C 正确；
D．铝合金材料具有硬度高、耐高温的特性，符合火炬材料的需求，故D 正确；
6．2023 年杭州亚运会主火炬燃料使用的甲醇是由H2和烟气中捕集的CO2合成，称为“零碳甲醇”。下
列说法正确的是
A．CO2与甲醇均属于有机物 B．CO2转化为甲醇发生还原反应
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C. 零碳甲醇燃烧不产生 D. 零碳甲醇燃烧吸收热量
答案：B
解析：A．CO2是无机物，故A 错误；
B．CO2和H2转化为甲醇，CO2发生还原反应，故B 正确；
C．甲醇燃烧生成CO2和水，故C 错误；
D．甲醇燃烧释放热量，故D 错误；
7．第19 届亚运会在杭州举行，彰显了“绿色亚运”的主题。下列有关叙述正确的是
A. 场馆全部使用绿色能源，打造首届碳中和亚运会，碳中和就是不排放二氧化碳
B. “绿电”全部由单晶双面光伏组件提供，该光伏组件主要材料为二氧化硅
C. 开幕式将“实物烟花”改为“数字烟花”，主要目的是减少噪音污染
D. 导光管的采光罩材质是有机玻璃，属于有机高分子材料
答案：D
解析：A．碳中和指一段时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节
能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳的排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”，故A 错误；
B．该光伏组件主要材料为晶体硅，故B 错误；
C．开幕式将“实物烟花”改为“数字烟花”，主要目的是减少有害气体、粉尘等对环境的污染，故
C 错误；
D．采光罩的材质是有机玻璃，属于有机高分子材料，故D 正确；
8．我国馆藏文物丰富，彰显文化魅力。下列馆藏文物属于硅酸盐材料的是
A．越王勾践剑
B．元代青花
瓷
C．透雕云纹木
梳
D．金神佛
像
答案：B
解析：A．越王勾践剑属于金属，故A 不选；
B．元代青花瓷属于陶瓷制品，属于硅酸盐材料，故B 选；
C．透雕云纹木梳主要成分是纤维素，故C 不选；
D．金神佛像属于金属，故D 不选；
9．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
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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．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，A 正确；
B．操作A 为过滤，操作B 为蒸发浓缩，是两种不同的操作，B 错误；
C．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，C 错误；
D．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，D 错误。
10．科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。下列说法错误的是
A．CO2是自然界碳循环中的重要物质 B．CO2加氢转化为乙烯，CO2被还原
C．CO2电催化时，在阳极转化为燃料 D．CO2与环氧丙烷可合成可降解塑料
答案：C
解析：CO2中C 元素的化合价为＋4 价，只能发生得电子的还原反应，CO2在阴极得电子转化为燃料，
阳极为失电子的氧化反应，故C 错误。
11．有些科学家提出硅是“21 世纪的能源”，下列说法正确的是
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A．晶体硅具有半导体性质，可用于生产光导纤维
B．玻璃中含有的SiO2可与NaOH 溶液反应，故常用NaOH 溶液雕刻玻璃纹饰
C．陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料
D．硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2
答案：D
解析：A．晶体硅具有半导体性质，可用于生产电脑芯片，二氧化硅可用于制造光导纤维，A 不正确；
B．玻璃中含有的SiO2可与NaOH 溶液反应，但不能用NaOH 溶液雕刻玻璃纹饰，B 不正确；
C．陶瓷、水泥属于硅酸盐材料，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐，C 不正确；
D．硅酸盐Na2Fe2Si3O9可用氧化物的形式表示为Na2O·2FeO·3SiO2，D 正确。
12．下列物质转化正确的是
A．Si――—→SiO2――—→Na2SiO3――—→H2SiO3
B．Si――→SiO2――—→H2SiO3
C．H2SiO3――→SiO2――———→SiCl4
D．石英砂――—→粗硅――—→SiCl4――→高纯度硅
答案：D
解析：硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，A 错误；二氧化硅不溶于水，且不与水反应，B 错
误；二氧化硅与盐酸不反应，C 错误。
13．玻璃的出现与使用已有四千多年的历史。下列说法正确的是
A．玻璃花纹可以用氢氟酸进行雕刻 B．有机玻璃的主要成分为硅酸钠
C．纯碱和硅单质是制取普通玻璃的主要原料 D．玻璃外观规则，属于晶体，有固定的熔点
答案：A
解析：A.玻璃的主要成分中含有SiO2，氢氟酸能与SiO2反应，可以雕刻玻璃，故A 正确；
B.有机玻璃的主要成分为聚丙烯酸甲酯，是一种有机高分子材料，硅酸钠是无机物，故B 错误；
C.制取普通玻璃的主要原料是无机矿物，如纯碱、石英砂、石灰石等，不含硅单质，故C 错误；
D.玻璃是混合物，不是晶体，混合物没有固定的熔点，故D 错误；答案选A。
14．我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14 种元素的分布及含量进行探测等。月球
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的矿产资源极为丰富，仅月球表层5 cm 厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石
(CaMgSi2O6)、斜长石(NaAlSi3O8)和橄榄石[(Mg 或Fe)2SiO4]等。下列说法或分析不正确的是
A．辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿
B．斜长石的氧化物形式可表示为Na2O·Al2O3·3SiO2
C．月球表层沙土中含有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气
D．橄榄石中铁元素为＋2 价
答案：B
解析：A．辉石、斜长石及橄榄石的成分均为硅酸盐类，属于硅酸盐矿，A 项正确；
B．斜长石(NaAlSi3O8)改写成氧化物的形式应为Na2O·Al2O3·6SiO2，B 项错误；
C．月球上含有游离态铁是因为月球环境中没有氧化金属铁的物质或者条件，故月球的表面几乎没有
氧气，C 项正确；
D．橄榄石[(Mg 或Fe)2SiO4]中，Si、O 元素分别为＋4 价和－2 价，由化合价代数和为0，可确定铁元
素为＋2 价，D 项正确。
15．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、硅太阳能电池、水晶、玛瑙主要成分都是SiO2
D．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，硅太阳能电池的主要成分是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。
16．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
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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：SiO2＋2C=====SiC＋CO2↑
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H2可以重复使用，三步反应中Si 的化合价均发生了改变
答案：B
解析：A．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．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：SiO2＋
2C=====Si＋2CO↑，B 不正确；
C．二氧化硅既能与氢氟酸反应又能与氢氧化钠反应，氢氟酸与二氧化硅反应，是二氧化硅的特性，
二氧化硅是典型的酸性氧化物，C 正确；
D．步骤①②③中HCl 和H2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
为降低、升高、降低，D 正确。
17．海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分，是影响全球气候变化的关键控制环节。下图为海洋
中碳循环的简单原理图。下列说法错误的是
A．海洋碳循环过程中能将太阳能转化为化学能
B．钙化释放CO2的离子方程式：2HCO＋Ca2+＝CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
C．影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等
D．光合作用，每生成0.1 mol (CH2O)x转移电子数为4NA(NA表示阿伏加德罗常数)
答案：D
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解析：题图中CO2在弱碱性条件下转化成Na2CO3、NaHCO3，遇氯化钙发生2HCO＋Ca2+＝CaCO3↓＋
CO2↑＋H2O，生成CaCO3沉淀钙化同时释放CO2，再经光合作用，形成有机物参与海洋碳循环。
A.CO2经光合作用形成有机物参与海洋碳循环，过程中能将太阳能转化为化学能，故A 正确；
B.钙化生成CaCO3沉淀同时释放CO2的离子方程式：2HCO＋Ca2+＝CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，故B 正确；
C.温度高或酸性条件下，二氧化碳在水中溶解度小，影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、
水温、藻类生物的分布等，故C 正确；
D.光合作用，碳由＋4 价降为0 价，每生成0.1 mol (CH2O)x转移电子数为0.4xNA，故D 错误。
18．以叶蛇纹石[主要成分是Mg6(Si4O10)(OH)8，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3等]为原料提取高纯硅的流
程如下：
叶蛇纹石―———————―→SiO2——————————→粗硅————————→SiHCl3――
———————→高纯硅
下列说法错误的是
A．反应2 的副产物可作燃料 B．反应3 和反应4 的副产物可循环利用
C．反应1、2、3、4 都是氧化还原反应 D．上述流程中反应3 和反应4 可在同一容器中进行
答案：CD
解析：A.反应2 是二氧化硅和碳在高温下反应生成硅和一氧化碳，其副产物CO 可作燃料，故A 正确；
B.反应3 是硅和HCl 反应生成H2和SiHCl3，反应4 是H2和SiHCl3反应生成Si 和HCl，反应3 的副产
物是反应4 的原料，反应4 的副产物是反应3 的原料，因此反应3 和反应4 的副产物可循环利用，故B 正
确；
C.叶蛇纹石―———————―→SiO2，因此反应1 是非氧化还原反应，故C 错误；
D.硅的熔点高，如果反应3 和反应4 在同一容器中进行，不能达到提纯目的，应通过温度不同，利用
反应3 除去难溶性杂质(如SiO2)，然后将三氯甲硅烷蒸馏出来，故D 错误。
19．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维
B．NH3易溶于水，可用作制冷剂
C．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂
D．ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
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答案：C
解析：A.二氧化硅用于制造光导纤维是利用光的全反射原理，与硬度大无关，故A 错误；
B.氨气用作制冷剂是因为氨气易液化，液氨汽化时吸收能量使周围环境的温度降低，与易溶于水无
关，故B 错误；
C.过氧化钠能用作呼吸面具供氧剂是因为过氧化钠能与人呼出的二氧化碳和水蒸气反应生成可供给
人呼吸的氧气，故C 正确；
D.二氧化氯用于自来水的杀菌消毒是因为二氧化氯具有强氧化性，能使蛋白质发生变性达到杀菌消
毒的目的，故D 错误。
20．汝瓷属于五大名窑之首，以青瓷为主，窑址在今河南省汝州市区张公巷。下列有关说法正确的
是
A．生产陶瓷的原料是纯碱、石灰石、石英砂 B．烧制陶瓷过程中仅发生物理变化
C．氮化硅是一种新型陶瓷，可用于火箭发动机 D．实验室中的陶瓷坩埚可以用来熔融纯碱固体
答案：C
解析：本题以陶瓷为素材，考查化学与科技、实验的知识，意在考查理解与辨析能力，科学态度与
社会责任的核心素养。
A．生产陶瓷的主要原料为黏土，A 项错误；
B．烧制陶瓷过程中发生复杂的化学变化，B 项错误；
C．氮化硅是一种新型陶瓷材料，C 项正确；
D．陶瓷坩埚含有SiO2，不能用来熔融纯碱固体，D 项错误。
21．高温结构陶瓷(Si3N4)可由反应3SiO2+6C+2N2=====Si3N4+6CO 制得。下列说法错误的是
A．Si3N4为空间网状结构 B．Si3N4可用于制造火箭发动机
C．SiO2是太阳能电池的主要材料 D．N2可用作灯泡和焊接的保护气
答案：C
解析：A．Si3N4为共价晶体，结构为空间网状结构，A 正确；
B．Si3N4为高温结构陶瓷，可用于制造火箭发动机，B 正确；
C．太阳能电池的主要材料是硅单质，C 错误；
D．N2化学性质稳定，可用作灯泡和焊接的保护气，D 正确；故选C。
22．纳米SiO2为无定形(非晶态)白色粉末，颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强
等特点。下列关于纳米SiO2的说法正确的是
A．对光有各向异性 B．熔点与晶体SiO2相同
C．与晶体SiO2互为同分异构体 D．可用X-射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2
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答案：D
解析：A．纳米SiO2为无定形，不是晶体，没有对光的各向异性，故A 错误；
B．纳米SiO2不是晶体，SiO2是共价晶体，因此熔点不相同，故B 错误；
C．具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，SiO2只是化学式，晶体SiO2中没有分子，
故C 错误；
D．纳米SiO2不是晶体，SiO2是共价晶体，可用X-射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2，故D 正
确；
23．科学家设计了一些装置来收集、封存二氧化碳，下图就是其中一种装置，下列说法不正确的是
A．NaOH 溶液喷成雾状是为了增大反应物的接触面积提高吸收效率
B．上图a 环节中，物质分离的基本操作是萃取
C．在上述流程中，CaO 和NaOH 可循环利用
D．用Na2CO3溶液，也能“捕捉”二氧化碳
答案：B
解析：A．NaOH 溶液喷成雾状是为了增大反应物的接触面积，使反应更容易发生，A 项正确；
B．图a 环节为Na2CO3＋CaO＋H2O＝CaCO3↓＋2NaOH，则物质分离的基本操作是过滤，B 项错误；
C．图a 环节为Na2CO3＋CaO＋H2O＝CaCO3↓＋2NaOH，碳酸钙分离后高温分解，故循环利用的物质
有CaO 和NaOH，C 项正确；
D．Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3，Na2CO3溶液很容易与CO2反应，能用于“捕捉”二氧化碳，D
项正确；
24．宋代梅尧臣的《陶者》中写道：“陶尽门前土，屋上无片瓦。十指不沾泥，鳞鳞居大厦。”下
列有关叙述正确的是
A．陶瓷容器耐所有的酸腐蚀 B．陶瓷的主要成分是硅酸盐
C．灼烧烧碱和纯碱时均可选择陶瓷坩埚 D．黏土烧制陶瓷的过程中只发生物理变化
答案：B
解析：A．陶瓷的主要成分是硅酸盐和二氧化硅，不与大部分腐蚀性酸反应，但会与氢氟酸反应，并
非耐所有酸腐蚀，A 错误；
B．陶瓷由粘土烧制而成，粘土主要成分为硅酸盐(如硅酸铝)和二氧化硅，B 正确；
C．烧碱会与陶瓷中的二氧化硅反应，腐蚀陶瓷坩埚，而纯碱高温下会与硅酸盐反应，也不能用陶瓷
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坩埚灼烧，C 错误；
D．陶瓷在烧制过程中经历了复杂的物理变化和化学变化，如含结晶水盐的热分解等，并非只发生了
物理变化，D 错误；
25．北京故宫的屋顶有各种颜色的琉璃瓦，其坚实耐用，经历几百年的风雨洗礼仍能保存完整，下
列说法错误的是
A．琉璃瓦的主要成分是硅酸盐 B．制作琉璃瓦的主要原料是黏土
C．琉璃瓦坚实耐用取决于硅酸盐的结构 D．黄色和绿色琉璃瓦中分别含有Fe2+、Cu2+
答案：D
解析：A．琉璃瓦的主要成分是硅酸盐，故A 正确，不符合题意；
B．制作琉璃瓦的主要原料是黏土，故B 正确，不符合题意；
C．琉璃瓦坚实耐用取决于硅酸盐的结构，故C 正确，不符合题意；
D．黄色琉璃瓦中可能含有Fe3+，故D 错误，符合题意。
26．2023 年8 月29 日，华为Mate60Pro 横空出世，国产麒麟9000s 芯片闪耀登场。华为的坚毅不屈
成就了中国芯，不仅值得我们骄傲，更值得我们每个中国人学习！大国制造彰显中国实力，化学材料助
力科技成果的转化与应用。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。
(1)用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为____________________________。
(2)SiCl4是生产多晶硅的副产物。已知SiCl4比CCl4更易水解，导致SiCl4更易水解的因素有_____(填
标号)。
a．Si－Cl 键极性更大 b．Si 的原子半径更大 c．Si－Cl 键键能更大
(3)SiO2的晶体类型___________；碳原子和氧原子之间可以形成双键，而硅原子和氧原子很难形成双
键，其原因是______________________________________。
运用所学化学原理，解决下列问题：
(4)已知：Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑。某同学利用单质硅和铁为电极材料设计原电池(NaOH
为电解质溶液)，该原电池负极的电极反应式为_____________________________。
(5)配制实验所需的NaOH 溶液时，下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是___________。
A. 未冷却至室温就定容 B. 容量瓶用蒸馏水洗净后未干燥
C. 定容时俯视读取刻度 D. 定容时液面超过了刻度线，并将多余溶液析出
答案：(1)SiO2＋2C===Si＋2CO↑ (2)ab
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(3)共价晶体；由于硅原子半径比较大，Si－O 距离太远，难以形成p－pπ 键
(4)Si＋6OH――4e－＝SiO＋3H2O (5)AC
解析：石英砂和焦炭加热生成粗硅，粗硅和HCl 反应生成SiHCl3，然后使用氢气还原SiHCl3得到高
纯硅；
(1)石英砂和焦炭加热生成硅和CO，反应为SiO2＋2C===Si＋2CO↑；
(2)硅原子半径比碳原子半径更大，硅氯键键能更小，且硅氯键的极性大于碳氯键极性，使得硅氯键
更易断裂发生水解，故选ab；
(3)SiO2为共价晶体；由于硅原子半径比较大，Si－O 距离太远，难以形成p－pπ 键，导致硅原子和氧
原子很难形成双键，而碳原子半径较小，使得碳原子和氧原子之间可以形成双键；
(4)在碱性条件下铁不发生失去电子的反应，硅失去电子发生氧化反应生成硅酸根离子，故负极反应
为Si＋6OH――4e－＝SiO＋3H2O；
(5)A．未冷却至室温就定容，使得冷却溶液体积偏小，浓度偏大，符合题意；
B．容量瓶用蒸馏水洗净后未干燥，不影响溶液的体积，不影响溶液的浓度，不符合题意；
C．定容时俯视读取刻度，使得溶液体积偏小，配制溶液浓度偏大，符合题意；
D．定容时液面超过了刻度线，并将多余溶液析出，溶液体积偏大，得到浓度偏低，不符合题意；
27．(2024 届湖南湘西大联考)碳、硫的含量对钢铁性能影响很大，其含量的一种测定方法是将钢样中
碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。实验流程如图：
(1)煅烧装置中采用纯氧，目的是__________________________________________________。
气体a 的主要成分有______、CO2和未反应的O2。
(2)为充分吸收气体a，下列吸收装置合适的是_________________________________(填字母)。
(3)气体a 被H2O2溶液吸收转化为硫酸(溶液b)，用已知浓度的NaOH 溶液滴定生成的溶液b，根据消
耗NaOH 溶液的体积可确定钢样中硫的质量分数。
①滴定时NaOH 溶液置于________(填仪器名称)中，若以酚酞为指示剂，滴定终点时的现象为
_______
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_________________________________________________________________________________。
②若称取1 g 钢样进行实验，滴定消耗0.01 mol·L－1 NaOH 溶液2.0 mL，则该钢样中硫的质量分数为
________。
(4)将气体a 通入测碳装置中(如图)，采用重量法测定碳的含量。
①气体a 通过B 和C 的目的是除去SO2，通过所用试剂判断该法所利用的SO2的性质是________。
②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是________。
答案：(1)避免引入空气中的杂质，同时使煅烧更充分；SO2 (2)CD
(3)①碱式滴定管；滴入最后半滴NaOH 溶液后，溶液由无色变为浅红色并保持30s 不褪色
②0.032%
(4)①还原性 ②吸收CO2气体前后CO2吸收瓶的质量
解析：(1)避免引入空气中的杂质，同时使煅烧更充分；
(2)为了防倒吸和安全起见，选择C 或D 装置。
(3)①NaOH 溶液应置于碱式滴定管中，酚酞遇碱变红，当达到滴定终点时，硫酸被消耗完，故滴定
终点的现象为滴入最后半滴NaOH 溶液后，溶液由无色变为浅红色并保持30 s 不褪色。
②由S～H2SO4～2NaOH 可知，滴定消耗0.01 mol·L－1 NaOH 溶液2.0 mL，即0.01 mol·L－1×2.0×10－
3L＝2.0×10－5 mol 时，钢样中硫的物质的量为1.0×10－5 mol，即质量为1.0×10－5 mol×32 g·mol－1＝3.2×10
－4g，则该钢样中硫的质量分数为×100%＝0.032%。
(4)①MnO2和K2Cr2O7都是强氧化剂，由此可知该法利用了SO2的还原性。②对比CO2吸收瓶吸收二
氧化碳前后的质量可以得出CO2的质量，从而知道钢样中碳的质量，进而求出钢样中碳的质量分数。
28．某实验小组的同学用氯化钙粉末、碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、稀硫酸这几种药品，探
究哪两种药品适合在实验室制取CO2。请你参与下列的探究并回答问题。
【资料卡片】 硫酸钙微溶于水，易在碳酸钙表面形成一层隔膜。
【提出问题】 上述的酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取CO2?
【方案设计】 小红认为可选用稀硫酸、氯化钙反应制得CO2，小江认为不可能。
(1)小江的理由是__________________________________________。
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大家经过讨论后，设计了如下三个实验进行对比分析。
【实验与结论】
(2)请你填写实验报告中①、②处的内容。
实验
实验现象
实验分析、结论
A
剧烈反应，放出大量气泡
反应速率过快，气体不便收集，不宜于
实验室制取二氧化碳
B
产生气泡，速率迅速减慢，随后反应
几乎停止
无法持续产生CO2，不能用于实验室制
取CO2
C
________
①
_____________________
________
②
_______________________
(3)根据探究结论，适合在实验室制取二氧化碳的反应物为________________。
(4)分析：实验室不能用实验B 制取二氧化碳的原因是_________________________________。
【拓展与迁移】
(5)由上述探究可知，在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素。请你再写出一种需要
考虑的因素： ______________________________________。
(6)以下是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号
H2O2溶液
浓度%
H2O2溶液
体积/mL
温度/℃
MnO2的
用量/g
收集氧气
的体积/mL
反应所需
的时间/s
①
5
1
20
0.1
4
16.75
②
15
1
20
0.1
4
6.04
③
30
5
35
2
49.21
④
30
5
55
2
10.76
通过实验①和②对比可知，化学反应速率与________有关；从实验③和④对比可知，化学反应速率
与温度的关系是：___________________________________。
答案：(1)反应物中没有碳元素 (2)产生大量平稳的气泡 反应速率适中，气体便于收集
(3)大理石、稀盐酸 (4)B 中生成的物质覆盖在碳酸钙表面阻止反应进行
(5)反应装置简约(或反应条件易控或反应原料价廉等)
(6)溶液的浓度 温度越高反应速度越快
解析：(1)由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，稀硫酸、氯化钙中不含碳元素，所
以不能用二者来制取二氧化碳；
(2)颗粒状的大理石与稀盐酸反应产生大量的平稳的气泡，反应速率适中，气体便于收集；
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(3)由实验现象可知，实验室中适合用颗粒状的大理石与稀盐酸来制取二氧化碳；
(4)硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是一种微溶于水的物质，会覆盖在碳酸钙表面阻止反应进行；
(5)在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，例如反应速率要适中，便于收集，反应
装置简约，反应条件易控，反应原料价廉等；
(6)由表格中的数据可知，①和②中过氧化氢的浓度不同，故通过实验①和②对比可知，化学反应速
率与溶液的浓度有关；实验④温度较高，反应所需时间较短，反应速率较快，故从实验③和④对比可知
化学反应速率与温度的关系是：温度越高反应速度越快。
29．综合利用CO2、CO 对构建低碳社会有重要意义。
(1)Li2O、Na2O、MgO 均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是____(填字
母)。
A．可在碱性氧化物中寻找
B．可在ⅠA、ⅡA 族元素形成的氧化物中寻找
C．可在具有强氧化性的物质中寻找
(2)Li4SiO4可用于吸收、释放CO2，原理是在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热
至700 ℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，写出CO2与Li4SiO4反应的化学方程式： _______。
(3)如图所示，利用缺铁氧化物(如Fe0.9O)可实现CO2的综合利用、构建低碳环保社会。
①过程Ⅰ反应中二氧化碳作________(填“氧化”或“还原”)剂，每生成3 mol 的Fe3O4可转化CO2
的体积为________(标准状况)。
②请说明该转化的优点： _____________________________________。
答案：(1)AB (2)CO2＋Li4SiO4
Li2CO3＋Li2SiO3
(3)①氧化 22.4 L ②将CO2转化为C 和O2；利用了太阳能；Fe3O4可循环使用
解析：(1)A．Li2O、Na2O、MgO 均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO2，可在碱性氧化物中
寻找吸收CO2的其他物质，故A 正确；
B．Li2O、Na2O、MgO 均能吸收CO2，锂与钠、镁为ⅠA、ⅡA 族元素，所以可在ⅠA、ⅡA 族元
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素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故B 正确；
C．Li2O、Na2O、MgO 均能吸收CO2，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原反应无
关，故C 错误。
(2)在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3，根据质
量守恒可知产物还有Li2SiO3，所以化学方程式为CO2＋Li4SiO4
Li2CO3＋Li2SiO3。
(3)根据图示可知，Fe0.9O 可以将CO2转化为Fe3O4和C，过程Ⅰ反应的化学方程式为10Fe0.9O＋CO2＝
3Fe3O4＋C，可知生成3 mol 的Fe3O4消耗1 mol CO2，而Fe3O4又在太阳能高温作用下分解为Fe0.9O 和氧气，
可实现铁的氧化物的循环利用。
30．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
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(3)排尽装置中原有的空气 (4)CO＋CuO=====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＋CuO===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。
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