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第04 讲 碳、硅及无机非金属材料
目录
01 课标达标练
型
题
01 考查碳及其化合物的性
与
用
质
应
型
题
02 考查二氧化碳与碱反
像分析
应图
型
题
03 考查有关碳族元素的价
二
类
维图
型
题
04 考
硅、二氧化硅的性
及其
用
查
质
应
型
题
05 考
硅的制
查
备
型
题
06 考
硅酸、硅酸
的性
及其
用
查
盐
质
应
型
题
07 考
无机非金属材料的分
与
用
查
应
传统
类
型
题
08 考
新型无机非金属材料的分
与
用
查
应
类
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查碳及其化合物的性质与应用
1．（2024·湖南长沙·一模）下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选
项
劳动项目
化学知识
A
危化品运输中用铁质槽罐运输浓硫酸
浓硫酸具有脱水性
B
收纳师用活性炭去除冰箱内异味
活性炭具有吸附作用
C
医生用复方氢氧化铝片给病人治疗胃酸过多
能与盐酸反应
D
葡萄酒生产中添加适量
具有抗氧化作用
A．A
B．B
C．C
D．D
2．（2024·湖南娄底·模拟预测）下列变化不能通过一步实现的是
1
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A．
B．
C．
D．
3．（2024·湖南常德·调研）下列图像中，能正确反映对应变化关系的是
A．加热一定量高锰酸钾固体
B．碳在盛有氧气的密闭容器内燃烧
C．加热一定量氯酸钾固体
D．分别向等质量的稀盐酸中加入足量铁粉和锌粉
02 考查二氧化碳与碱反应图像分析
4.（2024·湖南·模拟预测）已知25℃时：H2CO3的电离平衡常数Ka1=5×10-7，Ka2=5×10-11，lg5=0.7，向100
mL NaOH 溶液中通入一定量CO2充分反应后，向所得溶液中逐滴滴加1 mol·L-1的盐酸，所得气体的体积与
所加盐酸体积的关系如图所示。下列说法不正确的是
A．该溶液存在：
B．向Na2CO3粉末中加入少量水，碳酸钠结块成晶体，并伴随吸热现象
C．由图分析，NaOH 溶液中通入一定量CO2充分反应后，所得溶液的溶质为Na2CO3、NaHCO3
D．若忽略
和
浓度的变化，在滴加盐酸前，溶液pH 约为10.3
5.（2025·湖南张家界·调研）某实验小组用稀盐酸测定久置于空气中的
样品中有哪些成分。取
样品于锥形瓶中，边搅拌边滴加
的稀盐酸，加入盐酸的体积和产生气体的物质的量的关系如图
所示。下列说法中正确的是
2
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A．样品中只含有
B．样品中可能含有
C．样品中
的质量为
D．样品中
03 考查有关碳族元素的价类二维图
6．（2023·湖南怀化·娄底）某短周期元素的价类二维图如图所示，F 通常状态下为固体，下列说法错误的
是
A．x 一定含有氧元素
B．H 一定是I 的酸酐(相应价态的酸性氧化物)
C．I 的浓溶液可将G 氧化
D．G 与E 在常温下可反应得到F
7．（2024·湖南益阳·调研）“价-类”二维图可以表示元素化合价与物质类别之间的关系，图中的a、b、
c、d、e 代表常见的含碳物质，下列说法错误的是
A．由a 得到e 至少要经过三步化学反应
B．e 可能难溶于水
C．c 和水反应生成d
D．b 和氧气反应生成c
8．（2024·湖南湘西·调研）下图是碳元素的价类二维图，有关说法正确的是
A．a 不能在
中燃烧
B．b 在高温下被
氧化成e
3
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C．d 属于酸性氧化物
D．将氨气和e 通入饱和食盐水中可得到m
9．（2024·湖南·调研）部分含碳物质的“价—类”关系如图所示。下列叙述正确的是
A．b 和c 都是有毒气体
B．能实现
的转化
C．
和c 反应只生成一种盐
D．可利用a 的还原性除去冰箱中的异味
04 考查硅、二氧化硅的性质及其应用
10．（2024·湖南常德·调研）设
为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．标准状况下，
所含的电子数为
B．
(
)分子中含有的
数目为
C．反应
，每生成
需消耗
D．加热条件下，足量的
与
硫酸反应，转移电子数为
11．（2025·湖南永州·模拟预测）化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是
A．普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英砂
B．某地区雨水的pH 值为6，可以判定该雨水为酸雨
C．北斗系统组网成功，其芯片的主要成分为硅
D．葡萄酒中通常添加少量SO2，既可以杀菌，又可防止营养成分被氧化
12．（2023·湖南邵阳·一模）由粗SiO2 (含少量Fe2O3杂质)制备纯SiO2的流程如图所示，下列说法错误的是
A．SiO2是酸性氧化物，因此不和任何酸反应
B．步骤Ⅱ中的主要反应是
C．X 可用作木材防火剂
D．若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行
13．（2025·湖南湘西·调研）下列有关物质表示方法不正确的是
4
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A．乙烷的结构式：
B．乙烯的球棍模型：
C．乙酸的分子式：
D．二氧化硅的分子式：
14．（2025·湖南株洲·二模）工业上利用废镍催化剂(含65%NiO、15%
、10%CaO、6%SiO2及4%MgO)
制备电池级
(要求杂质离子浓度
)的流程如下。下列说法错误的是
已知：①常温下，
，
，
，
；
②滤液1 中
；
③滤液2 中
；
④滤液3 中，反应分两个步骤：
(快反应)，
(慢反
应)。
A．酸浸时
可以与硫酸反应形成胶体，加速固液分离
B．滤液1 中需调节
至
，才能确保
沉淀完全且
不沉淀
C．滤液2 中添加
，当
恰好沉淀完全时，
未沉淀完全
D．慢反应步骤
决定沉淀速率，适当增加
浓度可提高
产率
05 考查硅的制备
15.（2025·湖南娄底·调研）下列离子方程式书写正确的是
A．铁溶于稀硫酸：
B．向稀硝酸中滴加
溶液：
C．氢氧化钠溶液腐蚀磨口玻璃塞：
D．将二氧化硫通入溴水：
16.（2025·湖南益阳·调研）高纯度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”。可以按下列方法制备高纯度晶硅：
5
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已知：SiHCl3室温下为易挥发、易与水反应的无色液体。下列说法不正确的是
A．步骤①的化学方程式为SiO2+2C
Si(粗硅)+2CO ↑
B．SiO2既能与氢氟酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，所以它是两性氧化物
C．原料气HCl 和H2应充分去除水和氧气
D．过程中涉及的化学反应均为置换反应
17.（2025·湖南湘西·调研）硅单质是应用最为广泛的半导体材料。工业上制备高纯硅的部分工艺如图所
示。下列说法错误的是
已知：合成
时会生成少量
；
和
的沸点分别为
和
。
A．由制粗硅的反应可知，碳的非金属性比硅弱
B．气体X 为
C．
可循环利用
D．还原步骤中，
为还原剂
18.（2025·湖南岳阳·模拟预测）组成芯片的核心物质是高纯度硅。如图是以石英砂为原料同时制备硅和金
属锂的工艺流程。(石英砂主要含SiO2碳酸锂和少量的Fe2O3、Al2O3)
已知：LiCl 的熔点是605°C、沸点是1350C；NH4Cl 在100℃开始显著挥发，337.8℃分解完全。
(1)反应①发生的化学方程式为 。
(2)试剂X 为 (填化学式)。
(3)滤渣的主要成分是 。
(4)操作b 的名称为 。
(5)元素的非金属性：Cl>H>Si，SiHCl3遇水能发生剧烈反应生成两种酸，写出该反应的化学方程式：
。
6
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(6)测定溶有少量HCl 的SiHCl3的纯度：
a g 样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①灼烧，②冷却，③称量等操
作，测得所得固体氧化物质量为bg，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次为 (填标
号)。样品中SiHCl3的纯度为 (用含a、b 的代数式表示)。
19.（2025·湖南邵阳·模拟预测）太阳能电池是把光能直接转化成电能的装置，单质硅是制造太阳能电池的
光电转换材料。工业上制取高纯硅的流程如下图，请根据所学知识回答下列问题。
(1)石英砂的主要成分为 (填化学式)，工业上用石英砂和过量焦炭在电弧炉中高温加热生成粗硅的化
学方程式为 。
(2)下列事实能作为“非金属性C 比Si 强”的证据的是_______(填字母)。
A．碳酸的酸性强于硅酸
B．碳酸的热稳定性弱于硅酸
C．电弧炉制粗硅的反应中，C 作还原剂
D．碳化硅(SiC)的结构类似金刚石，硬度大
(3)制备过程必须严格控制无水无氧。
遇水会剧烈反应生成
、
和
。从化学反应和实验
安全角度分析，在制备高纯硅的过程中若混入
，可能引起的后果是 。
(4)整个过程中可以循环利用的物质为 (填化学式)。
(5)某科研团队设计了一种以硅作为基底的微型直接氢气酸性燃料电池，其工作原理如图：
①电池工作时，电子由 (填“A”或“B”，下同)电极流向 电极。
②电池工作时，B 电极上的电极反应式为 。
③每转移
电子，
电极消耗标准状况下
的体积为
。
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06 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用
20．（2024·湖南常德·调研）化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关，下列说法错误的是
A．北京奥运会礼仪服内胆添加了第二代石墨烯发热材料，石墨烯属于新型无机非金属材料
B．一定浓度的含氯消毒液可使病毒中的蛋白质变性
C．锌具有还原性和导电性，所以可用作锌锰干电池的负极材料
D．为防止中秋月饼等富脂食品因被氧化而变质，常在包装袋里放入硅胶
21．（2025·湖南·一模）仅用下表提供的试剂和用品，不能实现相应实验目的的是
选
项
实验目的
试剂
用品
A
比较碳酸与硅
酸的酸性
CO2、Na2SiO3溶
液
连有导气管的气袋、试管、胶头滴管
B
浓硫酸具有脱
水性
浓硫酸、研碎的
胆矾晶体
表面皿、胶头滴管
C
验证亚硫酸能
使品红褪色
亚硫酸溶液、品
红溶液
试管、胶头滴管
D
NH3的喷泉实验
NH3、水
铁架台(带铁圈)、圆底烧瓶、大烧杯、导气
管、双孔塞、止水夹、胶头滴管
A．A
B．B
C．C
D．D
22．（2024·湖南岳阳·调研）实验室用
还原
制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置
略去)，下列说法正确的是
已知：
中硅元素为＋4 价，沸点为
，在空气中易自燃，遇水会剧烈反应生成两种酸和一种气
体。
A．装置I 也适用于生石灰与浓氨水反应制备氨气
B．装置II 中的试剂是浓硫酸、装置III 可采取冰水浴
C．实验时，应先加热管式炉，再打开活塞K
D．
与水反应的方程式为
8
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23．（2025·湖南益阳·二模）氧化铍是一种核反应器燃料基体和减速剂，还可用作有机反应催化剂，其化
学性质与Al2O3相似。以绿柱石(主要成分为3BeO·Al2O3·6SiO2，还有少量含铁化合物)为原料制备氧化铍的工
业流程如下。下列说法正确的是
A．3BeO·Al2O3·6SiO2属于氧化物
B．滤渣2 中只有氢氧化铁和氢氧化铝
C．“转化”时H2O2做氧化剂
D．“试剂M”可以选用氨水或NaOH 溶液
24．（2025·湖南张家界·调研）物质的性质决定其用途，下列说法错误的是
A．氮气可用作保护气，是因为常温下氮气的化学性质很稳定
B．液氨可用作制冷剂，是因为液氨汽化时要吸收大量的热
C．二氧化硫可用来漂白纸浆，是因为二氧化硫具有强氧化性
D．水玻璃可用作防火剂，是因为水玻璃具有耐高温的特性
25．（2025·湖南·调研）下列实验操作、现象和结论均正确的是
选
项
实验操作
现象
结论
A
取少量溶液，滴加NaOH 溶液，将湿润的红色石蕊试纸置
于试管口
试纸不变
蓝
原溶液中不含
B
取少量Fe(NO3)2固体溶于蒸馏水，然后滴加少量稀硫酸，
再滴入KSCN 溶液
溶液变红
无法判断Fe(NO3)2固体是
否变质
C
NO2通入湿润的淀粉—KI 试纸
试纸变蓝
NO2将I−氧化为I2
D
向Na2CO3溶液中滴加盐酸，产生的气体通入Na2SiO3溶液
产生白色
沉淀
酸性：H2CO3>H2SiO3
A．A
B．B
C．C
D．D
07 考查传统无机非金属材料的分类与应用
26．（2025·湖南长沙·模拟预测）科技发展与化学密切相关，下列说法正确的是
A．小米SU7 纯电动轿车所用耐高温碳陶瓷制动盘属于传统无机非金属材料
B．国产AI 大模型DeepSeek 所用芯片与光导纤维是同种材料
C．中国第六代战机使用的石墨烯是乙烯的同系物
D．可用来制作智能折叠手机屏幕的聚酰亚胺塑料属于有机高分子材料
27．（2025·湖南娄底·联考）化学与生产、生活、科技等密切相关。下列说法正确的是
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A．近年来的材料新宠——石墨烯，与金刚石互为同位素
B．“神舟十七号”发动机耐高温结构材料中
属于离子化合物
C．地空导弹武器系统红旗-19 导弹弹头用到的新型陶瓷材料属于无机非金属材料
D．量子通讯领域使用的光导纤维主要成分是高纯度的硅
28．（2025·湖南邵阳·联考）贵州文化以其多元性、独特性和深厚的历史底蕴而闻名，下列关于贵州省博
物院馆藏文物的说法错误的是
宋代鹭鸟纹彩色蜡染褶
裙斗彩福禄寿缠枝纹瓷
碗
萨斯特鱼龙化石
东汉铜车马
A．宋代鹭鸟纹彩色蜡染褶裙主要成分是无机非金属材料
B．斗彩福禄寿缠枝纹瓷碗主要成分是硅酸盐
C．萨斯特鱼龙化石中含有钙元素
D．东汉铜车马是东汉时期青铜器文物，青铜主要成分是铜合金
29．（2025·湖南·模拟预测）化学与生活、科学、技术等密切相关。下列说法不正确的是
A．中国自主研发的首个5G 微基站射频芯片的主要材料是二氧化硅
B．从石墨中分离出的石墨烯能导电，石墨烯与碳纳米管、富勒烯都属于碳纳米材料
C．太阳电池翼采用碳纤维框架和玻璃纤维网，二者均为无机非金属材料
D．明代“釉里红梅瓶”为陶瓷制品，主要原料是黏土
08 考查新型无机非金属材料的分类与应用
30．（2025·湖南·调研）构成下列物品的主要材料属于新型无机非金属材料的是
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A．高压输电线路使用的陶
瓷绝缘材料
B．东汉马踏飞燕
C．耐高温的碳化硅陶瓷轴
承
D．建造房屋用的火砖
A．A
B．B
C．C
D．D
31．（2024·湖南长沙·调研）化学与人类的生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A．“福建舰”海水浸泡区的铝基可保障船体不易腐蚀，利用了牺牲阳极保护法
B．作为纳米荧光材料的碳量子点属于胶体
C．建筑材料沙子的主要成分二氧化硅属于酸性氧化物
D．“神舟十九号”宇航员安装防护罩使用的高强度碳纤维操纵杆属于新型无机非金属材料
32．（2025·湖南怀化·模拟预测）科技发展见证自立自强的奋进中国。下列说法错误的是
A．深海一号母船海水浸泡区镶上铝基是利用了牺牲阳极的金属防腐原理
B．宇树智能机器狗使用的关键材料PEEK 树脂（聚醚醚酮）是无机非金属材料
C．“新方法实现单碱基到超大片段DNA 精准操纵”，DNA 属于生物大分子
D．嫦娥六号探测器使用了压电陶瓷，压电陶瓷属于新型无机非金属材料
33．（2025·湖南湘潭·调研）化学与人类的生产、生活密切相关，下列有关叙述正确的是
A．小米全自动扫拖一体机“T7PrO”搭载的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新型无机非金属材料
C．水晶和陶瓷都是硅酸盐制品
D．水玻璃可用作制备木材防火剂的原料，是一种有机合成材料
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1．（2024·湖南·联考）某无色气体可能含有
、CO、
中的一种或几种，依次进行以下实验(假设每步
反应均完全进行)：①通过赤热的炭层后，恢复到原状态，气体体积增大(提示：相同条件下，气体的体积
和气体的分数成正比)②通过灼热的
时，固体变成红色③通过白色
粉末时无明显现象(提示：白
色
粉末遇水变蓝)④通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，下列判断正确的是
A．原混合气体中一定含有
和CO，一定没有
B．原混合气体中一定没有CO 和
，一定含有
C．原混合气体中一定含有
，可能含有CO，一定没有
D．原混合气体中无法确定是否含
2.（2025·湖南·调研）为测定某氢氧化钠固体是否变质，兴趣小组同学取一定量的样品配制成溶液，加入锥
形瓶中，再逐滴加入稀盐酸至过量，并利用传感器测定
的含量，如图所示，下列结论中不正确的是
A．氢氧化钠固体已变质
B．0~50s 时段有中和反应发生
C．100s 时溶液的
D．200s 时溶液中的溶质只有一种
3．（2025·湖南岳阳·模拟预测）部分含Al 或含Si 物质的价类二维图如下，下列推断正确的是(其中
为阿
伏加德罗常数的数值)
A．工业上利用焦炭在高温下与e 反应制备a，反应的化学方程式为
B．1mol 晶体e 中含有共价键的数目为
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C．存在
和
的直接转化
D．
和
的转化均可通过向溶液中加入适量盐酸来实现
4．（2025·湖南衡阳·模拟预测）下列离子方程式书写正确的是
A．用氢氟酸刻蚀玻璃：
B．已知：酸性
，向次氯酸钙溶液中通入
C．向
溶液中加过量的NaOH 溶液并加热：
D．Zn 溶于过量的浓硝酸：
5．（2025·湖南怀化·调研）下列指定反应的离子方程式正确的是
A．FeI2与少量氯气反应：2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl-
B．向NaClO 溶液中通入少量的SO2：SO2+2ClO-+H2O=
+2HClO
C．NO2与NaOH 溶液反应：2NO2+2OH- =
+NO+H2O
D．向硅酸钠溶液中通入少量CO2气体：
+CO2+H2O=H2SiO3↓ +
6．（2025·湖南常德·二模）某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分为
)、煤矿、石灰石和黏土。
现拟在该地区建设大型炼铁厂，随着铁矿的开采和炼铁厂的建立，需要在该地区相对应建立焦化厂、发电
厂、水泥厂等，形成一定规模的工业体系(如图所示)。
下列说法正确的是
A．甲为发电厂，可以直将化学能直接转化为电能
B．乙为焦化厂，利用煤的干馏获取煤焦油原料是物理变化
C．丙为炼铁厂，产生的炉渣可以作为水泥厂原料
D．丁为水泥厂，常用石灰石调节水泥硬化速率
7．（2024·湖南岳阳·一模）中华文化源远流长、博大精深。下列说法不正确的是
A．“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈”，诗中场景涉及了丁达尔效应
B．“以剂钢为刃，柔铁为茎干”，诗中“剂钢”为铁的合金，其硬度比纯铁大
C．“白釉青花一火成”，描述了青花瓷以黏土为主要原料，经高温烧结而成
D．“石溪曲水兰亭意，寂寂千年寂寂名”，“曲水”暗含美酒，酒由淀粉水解而成
8．（2024·湖南张家界·调研）I.如图是N、S 及其化合物的“价—类”二维图，回答下列问题：
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(1)写出N2的一种用途： 。
(2)从N 元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性，写出N2表现氧化性的一个化学方程式 。
(3)HNO3与图中的物质f 常用于检验Cl-的存在，则f 的化学式为 。
(4)实验室制取物质a 的化学方程式为 。
(5)NO2与水反应生成物质c 的反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(6)浓e′与木炭在加热条件下反应的化学方程式为 。
.
Ⅱ制备高纯硅的主要工艺流程如图所示：
(7)流程①的化学反应方式为 。
(8)流程④的化学反应为置换反应，其化学方程式为 。
9．（2025·湖南·模拟预测）硅酸钠是一种多功能无机化合物，广泛应用于建筑、化工、纺织、环保等领
域。利用石英砂(含
、
等杂质)制备硅酸钠的流程如图。
(1)石英砂主要成分的化学式为 ，其与氢氟酸反应的化学方程式为 。
(2)“水洗”的作用是 。“溶解”时，主要反应的离子方程式为 。
(3)实验室过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 ，滤渣的主要成分的化学式为
。
(4)若将硅酸钠表示为
，石英砂中主要成分的含量为
，假设该成分完全转化为硅酸钠，
石英砂最终制得
硅酸钠，则
。
10．（2025·湖南湘西·调研）利用菱镁矿
(含少量
，
和
杂质)制取镁的工艺流程如图
所示：
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已知：氧化镁的熔点为2852℃，氯化镁的熔点为714℃。
回答下列问题：
(1)“酸浸”时
发生反应的离子方程式为 。
(2)“酸浸”时需适当加热的目的是 。
(3)加入
溶液的目的是 ，发生反应的离子方程式为 。
(4)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(5)写出工业上电解熔融的氯化镁制镁的化学方程式： ，不采用电解熔融的氧化镁制镁的理由
是 。
1．（2022·湖南·高考真题）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是
A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有
和
D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
2．（2022·湖南·高考真题）下列说法错误的是
A．氢键，离子键和共价键都属于化学键
B．化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C．药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识
D．石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
3．（2025·云南·高考真题）稻壳制备纳米Si 的流程图如下。下列说法错误的是
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A．
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：
4．（2022·山东·高考真题）某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶
液。下列物质组合不符合要求的是
气体
液体
固体粉末
A
饱和
溶
液
B
溶液
C
溶液
D
A．A
B．B
C．C
D．D
5．（2025·河北·高考真题）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
A．A
B．B
C．C
D．D
6．（2023·辽宁·高考真题）下列有关物质的工业制备反应错误的是
A．合成氨：N2+3H2
2NH3
B．制HCl：H2+Cl2
2HCl
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C．制粗硅：SiO2+2C
Si+2CO
D．冶炼镁：2MgO(熔融)
2Mg+O2↑
7．（2024·河北·高考真题）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
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