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第04 讲 碳、硅及无机非金属材料
目录
一、题型精
讲
题型01 考查碳及其化合物.................................................................................................................................1
题型02 考查硅及其化合物性质.........................................................................................................................3
题型03 考查传统硅酸盐材料.............................................................................................................................6
题型04 考查新型无机非金属材料.....................................................................................................................8
题型05 考查硅酸和硅酸盐................................................................................................................................11
题型06 考查硅的性质及高纯硅的制法...........................................................................................................14
题型07 考查二氧化碳的性质及其应用...........................................................................................................16
二、靶向突破
题型01 考查碳及其化合物
1.碳及其化合物
(1)碳族元素
碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA 族元素，又称碳族元素，其价电子排布式为ns2np2。
(2)碳的单质
①碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。
②几种单质的结构特点
金刚石：正四面体空间网状结构；石墨：平面正六边形层状结构，C60是由60 个碳原子形成的足球状分子
晶体。
【解题通法】CO 与CO2的比较
1
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CO
CO2
物理性质
无色无味气体，密度比空气
小，难溶于水
无色无味气体，密度比空气大，可溶于水(溶
解度小)
毒性
有毒(易结合血红蛋白)
无毒(温室效应)
化
学
性
质
还原性
可燃性、还原氧化铁
无(灭火)
氧化性
—
①与炽热炭反应②Mg 在CO2中燃烧
与水反应
无
CO2＋H2O
H2CO3
与碱反应(石灰水)
无
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O(检验CO2)
用途
燃料；冶炼金属
灭火；制汽水；植物肥料；化工原料等
【例1】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。
【变式1-1】 下列有关碳及其化合物的说法正确的是( )
A.CO2不是导致温室效应的主要气体
B.CO 和CO2组成元素相同，所以他们的化学性质相同
C.金刚石、石墨是碳的单质，而C60是碳的化合物
D.在高温条件下，碳能使CO2转变成CO
【答案】D
2
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【解析】CO2是导致温室效应的主要气体，A 错误；CO 和CO2组成元素相同，但它们分子组成不同，化学
性质不相同，B 错误；单质是指只含有一种元素的纯净物，故金刚石、石墨是碳的单质，C60也是碳的单质，
C 错误；在高温条件下，碳能使CO2转变成CO，CO2＋C=====2CO，D 正确。
【变式1-2】 在20 世纪90 年代末，科学家发现碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、
C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。21 世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，大大丰
富了碳元素单质的家族。下列有关碳元素单质的说法错误的是( )
A.金刚石和石墨的熔点肯定比C60高
B.熔点：C60<C70<C90
C.球碳分子、管状碳分子和洋葱状碳分子都不能与O2发生反应
D.金刚石以非分子形式的粒子存在，属于共价晶体；C60、C70、管状碳分子和洋葱状碳分子以分子形式的
粒子存在，属于分子晶体；这些碳单质互为同素异形体
【答案】C
【解析】金刚石属于共价晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，因此金刚石和石墨的熔点肯定比
C60高，故A 正确；分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高，因此熔点：C60<C70<C90，故B 正确。
【变式1-3】下列叙述正确的是( )
A.CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似
B.因为CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
C.CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂
D.SiO2既能和NaOH 反应，又能和HF 反应，所以SiO2属于两性氧化物
【答案】C
【解析】CO2的熔、沸点低，可溶于水，SiO2的熔、沸点高，硬度大，不溶于水，两者都是酸性氧化物，
和其物理性质没有因果关系，A 错；CaCO3和SiO2反应是因为生成的CO2为气体，脱离反应体系，不能说
明H2CO3的酸性比H2SiO3弱，B 错；SiO2和HF 反应是SiO2的特殊性质，不能说明SiO2是两性氧化物，D
错。
3
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题型02 考查硅及其化合物性质
1.单质硅和二氧化硅
硅元素在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐等化合态的形式存在于地壳中。
(1)单质硅
①晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔沸点很高、硬度大，导电能力
介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
②高纯硅的制备：
(2)二氧化硅的性质
①晶体类型：共价晶体。
②酸性氧化物：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。
③高温下，Na2CO3、CaCO3与SiO2反应制玻璃的化学方程式为：
Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑。
④与氢氟酸反应的化学方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
【易错警示】
(1)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但石墨为导体、硅为半导体。
(2)非金属单质一般不与酸反应，但Si 既能与NaOH 溶液反应又能与HF 反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
(3)SiO2既能与酸(HF)反应，又能与碱(NaOH)反应，但SiO2不是两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物。
(4)SiO2能与氢氟酸反应，故不能用玻璃容器盛放氢氟酸，可以用氢氟酸刻蚀玻璃。
(5)SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。
【例2】从物质类别、元素化合价、物质所含元素在元素周期表中的位置的角度可以认识有关物质的化学
性质。下列说法正确的是( )
4
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A.自然界中存在游离态的硅
B.SiO2中硅元素的化合价为＋4 价，具有氧化性，能发生反应SiO2＋2C=====Si＋2CO↑
C.SiO2属于两性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，也能与氢氟酸反应
D.H2SiO3属于弱酸，可由反应SiO2＋H2O===H2SiO3↓制得
【答案】B
【解析】硅元素是亲氧元素，所以自然界中无游离态的硅，Si 均以SiO2或硅酸盐的形式存在，A 错误；在
反应SiO2＋2C=====Si＋2CO↑中，硅由＋4 价变为0 价，则二氧化硅是氧化剂，B 正确；SiO2能与氢氧化钠
溶液和氢氟酸反应，SiO2不是两性氧化物，因为SiO2与氢氟酸反应生成的是SiF4与水，SiF4不是盐类，C
错误；二氧化硅不能溶于水，不能直接制备硅酸，D 错误。
【变式2-1】下列关于硅及其化合物的描述中正确的是( )
A.SiO2硬度大，故可用于制造光导纤维
B.在给定条件下，下列物质间转化可实现：CaCO3――→CaO――→CaSiO3
C.硅太阳能电池工作时，光能转化成电能，该过程与氧化还原反应有关
D.在给定条件下，下列物质间转化可实现：SiO2――→SiCl4――→Si
【答案】B
【解析】SiO2可用于制造光导纤维的原因是其导光性能好，与硬度无对应关系，A 错误；CaCO3高温分解
生成CaO，CaO 与SiO2在高温时反应生成CaSiO3，B 正确；硅太阳能电池工作时，利用半导体的光电效应，
将光能转化为电能，与氧化还原反应无关，C 错误；SiO2不能与盐酸反应，D 错误。
【变式2-2】下列说法不正确的是( )
A.硅晶片是生产芯片的基础材料
B.芯片制造中的“光刻技术”是利用光敏树脂在曝光条件下成像，该过程涉及化学变化
C.硅在自然界中主要以单质形式存在
D.硅是应用最广泛的半导体材料
【答案】C
【解析】硅晶片是优良的半导体材料，是生产芯片的基础材料，故A 正确；光敏树脂在曝光条件下成像时
有新物质生成，属于化学变化，故B 正确；硅元素在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，不存在
硅单质，故C 错误；硅是优良的半导体材料，可用于制造和生产芯片，故D 正确。
【变式2-3】 下列关于硅元素及其化合物的说法正确的是( )
①在硅酸盐中，Si 和O 构成了硅氧四面体，因此硅酸盐材料大多具有硬度大、熔点高、难溶于水等特点
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②现代建筑物大量使用的沙子和水泥都是硅酸盐材料
③水晶项链和石英玻璃都是硅酸盐材料
④陶瓷是具有悠久历史的硅酸盐材料
⑤硅单质是灰黑色有金属光泽的固体
⑥硅单质是良好的导体材料
A.
①④⑤ B.②③⑥ C.
①②⑤ D.③④⑥
【答案】A
【解析】①在硅酸盐中，硅和氧构成了硅氧四面体结构，结构稳定牢固，因此硅酸盐材料大多具有硬度大、
熔点高、难溶于水等特点，正确；②沙子的主要成分为SiO2，不是硅酸盐，错误；③水晶和石英的主要成
分为SiO2，不是硅酸盐，错误；④陶瓷是传统的硅酸盐材料之一，正确；⑤硅单质是灰黑色有金属光泽的
固体，正确；⑥硅单质是良好的半导体材料，错误；符合题意的为①④⑤，故选A。
题型03 考查传统硅酸盐材料
1.陶瓷
陶瓷以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成的。
2.玻璃
普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，它是以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料，经混合、粉
碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得的，玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和
各种器皿，还可制造玻璃纤维，用于高强度复合材料等。
3.水泥
普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石，二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生
复杂的物理变化和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再研成细粉得到普通水泥。混凝土是水泥、
沙子和碎石等与水混合得到的。
【例3】下列有关玻璃的说法不正确的是( )
A.制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土
B.玻璃在加热熔化时没有固定的熔点
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C.普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起
【答案】A
【解析】生产玻璃的原料是纯碱、石英和石灰石，A 错误；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B 正确；普
通玻璃是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅熔化在一起的物质，C 正确；玻璃中含有SiO2，它能够被碱溶液腐蚀
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，故盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，D 正确。
【变式3-1】青釉瓷是中国最早出现的一种瓷器，分析青釉瓷器文物发现：主体是石英，还有一定量的莫
莱石(3Al2O3·2SiO2)及少量的Fe2O3、CaO 和MgO。下列说法正确的是( )
A.石英晶体存在硅氧四面体顶角相连的螺旋长链结构
B.陶瓷是由氧化物组成的传统无机非金属材料
C.CaO 遇水会生成Ca(OH)2，所以青釉器不可盛水
D.青釉瓷器呈青色是因为瓷体中含有Fe2O3
【答案】A
【解析】石英晶体是以硅氧四面体为基本结构单元，顶角相连形成螺旋长链结构，A 正确；陶瓷的主要成
分是硅酸盐，只是可表示成氧化物形式，不是由氧化物组成，B 错误；微量的CaO 与硅酸盐在高温下熔合，
但不能与水反应，陶瓷可以盛水，C 错误；Fe2O3是红棕色粉末状固体，青釉瓷的青色与Fe2O3无关，D 错
误。
【变式3-2】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
【答案】A
【解析】“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红色，A 项错误；秦兵马俑
是陶制品，由黏土经高温烧结而成，B 项正确；陶瓷以黏土为原料，经高温烧制而成，属于人造材料，主
要成分是硅酸盐，C 项正确；陶瓷主要成分是硅酸盐，硅酸盐中硅元素化合价处于最高价，化学性质稳定，
具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，D 项正确。
【变式3-3】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( )
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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】陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，A 正确；陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是
SiO2和MgO，B 错误；陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，有新物质生成，属于化学变化，C 错误；由于
Fe2＋、Fe3＋和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越高，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。
题型04 考查新型无机非金属材料
1.新型陶瓷
新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功
能。
2.新型陶瓷的种类与用途
材料类型
主要特性
示例
用途
高温结构
陶瓷
耐高温、抗氧化、耐
磨蚀
碳化硅、氮化硅与某些金
属氧化物等烧结而成
火箭发动机的尾管及燃烧室、
汽车发动机、高温电极材料等
压电陶瓷
实现机械能与电能的
相互转化
钛酸盐、锆酸盐
滤波器、扬声器、声纳探伤
器、点火器等
透明陶瓷
优异的光学性能，耐
高温，绝缘性好
氧化铝、氧化钇、氮化
铝、氟化钙
高压钠灯、激光器、高温探测
窗等
超导陶瓷
在某一临界温度下电
阻为零
可用于电力、交通、医疗等领
域
3.碳纳米材料
碳纳米材料是一类新型的无机非金属材料。
①类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。
②用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。
材料类型
性能
用途
碳纳米管
比表面积大，高强度，优良的电学性
能
生产复合材料、电池和传感器等
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石墨烯
电阻率低，热导率高，具有很高的强
度
用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料
等
【例4】氮化硅常用于制造耐高温管、切削工具。某小组以石英砂为原料制备氮化硅的微型流程如图1
所示：
下列叙述正确的是( )
A.反应①的氧化产物为CO2
B.粗硅中可能含有金刚砂
C.反应③中的NH3可通过加热NH4Cl 制备
D.反应③的尾气可用图2 所示装置吸收
【答案】B
【解析】反应①中C 是还原剂，被氧化，生成氧化产物CO，A 错误；金刚砂是SiC，焦炭加入过多，可能
会生成SiC，B 正确；加热NH4Cl 分解生成NH3和HCl，两者在温度降低时又重新化合成NH4Cl，则不能
通过加热NH4Cl 制备NH3，C 错误；反应③的尾气用图2 所示装置吸收容易产生倒吸现象，D 错误。
【变式4-1】碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料，具有许多异常的力学、电学
和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来。下列关
于纳米管说法不正确的是( )
A.纳米管孔径较大，可以掺杂各种金属原子，体现特殊的催化活性
B.碳纳米管拥有极高的熔点
C.纳米管是一种新型有机纳米材料
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D.纳米管可以由石墨烯在特定条件下卷曲而成
【答案】C
【解析】纳米管孔径较大，有很强的吸附作用，可以掺杂各种金属原子，体现特殊的催化活性，故A 正确；
碳纳米管上每个碳原子采取sp2杂化，相互之间以碳－碳σ 键结合起来，所以熔点高，故B 正确；碳纳米
管只由碳原子构成，属于单质，不是有机化合物，故C 错误；碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成，
故D 正确。
【变式4-2】我国在航天、军事、天文等领域的发展备受世界瞩目，它们与化学有着密切联系。下列说法
正确的是 ( )
A．“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于新型无机非金属材料
B．“歼—20”飞机上大量使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
C．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料
D．“天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅
【答案】 C
【解析】钢铁为金属材料，A 错误；碳纤维不是有机高分子材料，B 错误；太阳能电池板的主要材料应是
硅晶体，D 错误。
【变式4-3】近年来，我国在航空航天、通信、环保等领域取得了举世瞩目的成就。下列说法正确的是(
)
A.富勒烯、石墨烯和碳纳米管等碳纳米材料均属于新型无机非金属材料
B.Si3N4俗称金刚砂，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料
C.“神舟十四号”载人飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐
D.二氧化硅常被用于制造光缆，是由于其导电能力强
【答案】A
【解析】富勒烯、石墨烯和碳纳米管都是由碳元素组成的单质，均属于新型无机非金属材料，A 项正确；
碳化硅俗称金刚砂，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料，B 项错误；高温结构陶瓷的主要成分是氮化硅
等，属于新型无机非金属材料，C 项错误；二氧化硅不导电，可用于制造光缆是由于其能够传导光信号，
D 项错误。
题型05 考查硅酸和硅酸盐
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1.硅酸
2.硅酸盐——硅酸钠
①性质
硅酸钠是白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。写出下列反应的
离子方程式：
与盐酸反应：SiO＋2H＋===H2SiO3↓。
与CO2水溶液反应：SiO＋H2O＋CO2(少量)===H2SiO3↓＋CO。
②用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
3.硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为 Na2O·SiO2，长
石(KAlSi3O8)可表示为：K2O·Al2O3·6SiO2 。
【解题通法】硅酸盐氧化物形式的表示模板
①氧化物的一般书写顺序：活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。
②氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同
氧化物间以“·”隔开。
③当计量数配置出现分数时一般应化为整数。如正长石：KAlSi3O8，将K2O·Al2O3·3SiO2，写成
K2O·Al2O3·6SiO2，但原子个数比不变。
【例5】青石棉是一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46 种化学品之一，其化学式为
Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是( )
A．青石棉是一种硅酸盐产品
B．青石棉中含有一定量的石英晶体
C．青石棉的化学组成可表示为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
D．1 mol 青石棉能使1 mol HNO3被还原
【答案】B
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【解析】硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总
称，故青石棉是一种硅酸盐产品；虽然青石棉可用氧化物形式来表示，但不代表含有一定量的石英晶体；
1 mol Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O 跟足量硝酸反应时，失去3 mol 电子，而还原产物只有NO，故能使1
mol HNO3被还原。
【变式5-1】硅胶吸附剂的结构示意图如图所示，常用作干燥剂。在其中添加CoCl2可使其指示吸水量
的多少来决定硅胶是否失效，原理为CoCl2(蓝色)＋6H2O===CoCl2·6H2O(粉红色)，失效的硅胶可加热再
生，下列说法错误的是( )
A.当硅胶变粉红色说明硅胶失效了
B.SiO2是酸性氧化物，硅胶可干燥HF 和Cl2等酸性气体
C.失效的硅胶再生时加热的温度不宜过高
D.当硅胶遇到大量的水分子时，水分子与硅羟基形成了过多氢键从而使硅胶失去吸附力
【答案】B
【解析】由题中信息可知，硅胶吸水后，会变成CoCl2·6H2O(粉红色)，故变成粉红色后说明硅胶失效了，
A 正确；二氧化硅可以和HF 反应，故硅胶不能干燥HF，B 错误；由硅胶结构可知，硅胶用作干燥剂，是
通过硅羟基和水分子之间形成氢键而达到吸水的目的，故当硅胶遇到大量的水分子时，水分子与硅羟基形
成了过多氢键从而使硅胶失去吸附力，D 正确。
【变式5-2】形式多样的硅酸盐是无机矿物的重要基石。SiO4
4−是一种四面体形的离子(属于硅酸根离子)，
其结构可用图a 表示，硅原子位于该四面体体心，四个氧原子各占一个顶点。图b 和图c 则是复合硅酸
根离子中的两个实例，均为无支链的单环状，分别由数个硅氧四面体a 通过共用氧原子的形式构成。
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(1)b 的化学式为 。
(2)若一个单环状离子中Si 原子数为n(n≥3)，则其化学式为 。
(3)绿柱石是铍、铝的此类硅酸复盐，其化学式中含6 个硅原子，该复盐的化学式是
。
【答案】(1)Si3O9
6− (2)SinO3n
2n− (3)Be3Al2Si6O18(或3BeO·Al2O3·6SiO2)
【解析】(1)b 含有氧原子的个数为9，含有3 个四面体结构，则含有硅原子的个数为3，根据化合物中Si
的化合价为＋4、氧元素的化合价为－2 可知，b 的化学式为Si3O9
6−。(3)根据SinO3n
2n−可知，含有6 个硅原
子，该硅酸盐所带的负电荷为－12，设铍的个数为x，铝的个数为y，则2x＋3y=12，讨论可得x=3、y=2，
其化学式为Be3Al2Si6O18或3BeO·Al2O3·6SiO2。
【变式5-3】白炭黑(可用SiO2·nH2O 表示其组成)可广泛应用于日用化工、橡胶制品、电子工业等许多领
域。以硅酸钠和二氧化碳为原料制备白炭黑的工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.硅酸钠水溶液必须用带玻璃塞的试剂瓶盛装
B.沉淀反应的离子方程式为SiO3
2−+ H 2O+C O2=== H 2SiO3↓+C O3
2−
C.蒸发“滤液”所得晶体中含有离子键和极性共价键
D.用稀酸洗涤沉淀的目的是除去沉淀表面的CO3
2−
【答案】A
【解析】硅酸钠水溶液有黏性，能黏合玻璃塞与试剂瓶口，因此不能用带玻璃塞的试剂瓶盛装，A 项错
误；二氧化碳通入硅酸钠溶液中生成硅酸和碳酸钠，B 项正确；蒸发“滤液”所得晶体为Na2CO3·xH2O，
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Na2CO3中含有离子键和极性共价键，H2O 中含有极性共价键，C 项正确；CO3
2−可与H+反应:CO3
2−
+2H+===CO2↑+H2O，因此用稀酸洗涤沉淀可除去沉淀表面的CO3
2−，D 项正确。
题型06 考查硅的性质及高纯硅的制法
1.硅的性质
硅的性质在考查要注意的是其性质稳定，但能与发生一些比较特别的反应，如
Si
2.高纯硅在信息产业中的应用越来越广泛，其制取过程一般为：
SiO2———————→粗硅———————→SiCl4———————→高纯硅
（1)制取粗硅
工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。
SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。
（2）粗硅提纯
①Si＋2Cl2=====SiCl4，
SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl。
②Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2，
SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl。
【例6】高纯硅是典型的无机非金属材料，它可以按下列方法制备：
SiO2――→Si(粗)――→SiHCl3――→Si(纯)
下列说法不正确的是( )
A.步骤①的化学方程式：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑
B.步骤①中每生成1 mol Si，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，SiO2是制造太阳能电池的基本原料
【答案】D
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【解析】步骤①的化学方程式：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑，故A 正确；依据方程式SiO2＋2C=====Si＋2CO↑
可知，反应中硅从＋4 价降为0 价，每生成1 mol Si，转移4mol 电子，故B 正确；步骤③氢气与三氯化氢
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；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。
【变式6-1】科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：
容器①中进行的反应为①Si(粗)＋3HCl(g)=====SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中进行的反应为②SiHCl3＋
H2=====Si(纯)＋3HCl。下列说法不正确的是( )
A．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用
B．①和②互为可逆反应
C．该流程中需要隔绝空气
D．粗硅制备不能通过SiO2―――→SiCl4――→Si 实现
【答案】B
【解析】反应②中生成的HCl 在反应①中循环利用，反应①中生成的H2在反应②中循环利用，A 正确；反
应①与反应②的反应温度不一致，不是可逆反应，B 错误；高温条件下，Si、SiHCl3、H2都与O2反应，故
需隔绝空气，C 正确；SiO2不与HCl 反应，不能通过上述途径制硅，D 正确。
【变式6-2】实验室用H2还原SiHCl3(沸点：31.85 ℃)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 ( )
A.装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓H2SO4、冰水
B.实验时，应先加热管式炉，再打开活塞K
C.为鉴定制得的硅中是否含微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、双氧水、硫氰化钾溶液
D.该实验中制备氢气的装置也可用于稀氢氧化钠溶液与氯化铵固体反应制备氨
【答案】C
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【解析】反应H2+SiHCl3=====Si+3HCl 应在装置Ⅳ中进行，装置Ⅰ的目的是制备氢气，氢气中含有水蒸气，
对后续实验产生干扰，必须除去，因此装置Ⅱ的作用是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓硫酸，装
置Ⅲ的作用是提供SiHCl3气体，因此需在水浴中加热，A 错误；实验时应先通入氢气，目的是排出装置中
的空气，防止发生危险，B 错误；硅单质不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成Fe2+，Fe2+被H2O2氧化成
Fe3+，Fe3+与KSCN 溶液反应，溶液变红色，可以鉴定是否含有铁单质，C 正确；用稀NaOH 溶液制备氨，
需要加热，装置Ⅰ中没有加热装置，且NH4Cl 固体不是块状固体，因此不能用该装置制备氨，D 错误。
【变式6-3】H2SO4-SiO2法生产多晶硅的流程如下。下列说法错误的是( )
A.合成1 反应中H2作氧化剂
B.合成2 的反应为SiF4＋NaAlH4===SiH4＋NaAlF4
C.上述流程说明SiO2可溶于H2SO4
D.净化、热解中生成的多晶硅为还原产物
【答案】C
【解析】合成1 中发生反应：Na＋Al＋2H2===NaAlH4，合成2 中发生反应：NaAlH4＋SiF4===SiH4＋
NaAlF4，H 由0 价变为－1 价，化合价降低，氢气作氧化剂，故A、B 正确；合成3 中NaAlF4与硫酸反应
生成HF，HF 与二氧化硅反应生成SiF4，因此题中不能说明二氧化硅溶于硫酸，故C 错误；四氢化硅分解
为晶体硅和氢气，根据电负性分析，氢的电负性强于硅，硅元素显＋4 价，化合价降低，因此晶体硅为还
原产物，故D 正确。
题型07 考查二氧化碳的性质及其应用
1.CO2与盐溶液的常见反应
碳酸是一种弱酸，其酸性比盐酸、醋酸要弱，因此，盐酸、醋酸能与碳酸盐反应；其酸性又比硅酸、次氯
酸、苯酚、偏铝酸等强，因此，将CO2气体通入Na2SiO3、NaClO、NaAlO2等盐溶液中，均能发生反应而
生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐，这就是“强酸制弱酸”原理的应用。如：
CO
①
2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3
CO
②
2＋Na2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3
或CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3
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当CO2过量时，发生反应如下：
2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3
CO
③
2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
当CO2过量时，发生反应如下：
2CO2＋Ca(ClO)2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO
CO
④
2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3(CO2过量时)
CO2＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3(CO2少量时)
【易错警示】①CO2通入CaCl2或BaCl2溶液不会产生白色沉淀，因为碳酸的酸性弱于盐酸。
②CO2与NaClO 溶液反应的产物与CO2的量无关，也只能生成NaHCO3，不能生成Na2CO3，因为酸性
H2CO3>HClO>HCO3
-。
2.二氧化碳反应先后关系
当有多种组分与一种物质反应时，判断反应顺序的方法：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另
一种组分反应，则假设错误。
如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假设CO2先与KOH 反应，则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继续反
应生成BaCO3，故假设错误，应该是CO2先与Ba(OH)2反应。
【解题通法】CO2与碱反应产物的定量判断
CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与CO2气体的通入量有关，当CO2通入少量时生成碳酸盐，当
CO2通入过量时生成碳酸氢盐；当CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成，因此推断时
一定要注意CO2与碱之间量的关系。
以CO2与NaOH 溶液反应为例：
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
CO2＋NaOH===NaHCO3
当n(OH－)∶n(CO2)的值不同时产物如下：
【例7】我国倡导低碳生活，减少二氧化碳的排放，“碳捕捉技术”可实现二氧化碳的分离、储存和利
用。实际生产中，常利用NaOH 溶液来“捕捉”CO2，其工艺流程如图所示(部分条件及物质未标出)，
下列说法正确的是( )
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A.CO2是引起酸雨的主要物质之一
B.整个过程中，只有CO2可循环利用
C.能源消耗低是该技术的一大优点
D.该生产过程中，没有涉及到氧化还原反应
【答案】D
【解析】酸雨是氮氧化物、二氧化硫的排放引起的，与二氧化碳无关，故A 错误；由图可知，CaO、氢氧
化钠等均可以循环利用，故B 错误；高温反应炉需要消耗大量的能量，能量消耗较高，故C 错误；由流程
图可知，该过程中主要涉及CO2和NaOH 的反应，CaO 和水的反应，氢氧化钙和碳酸钠的反应及碳酸钙的
分解等，均没有涉及到氧化还原反应，故D 正确。
【变式7-1】“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法错误的是( )
A.CO2是V 形的极性分子
B.CO2可催化还原为甲酸
C.CO2晶体可用于人工增雨
D.CO2是侯氏制碱法的原料之一
【答案】A
【解析】CO2中C 采取sp 杂化，空间结构为直线形，CO2是非极性分子，A 项错误；CO2在电催化下与氢
气反应可以降低碳的化合价，生成一系列化合物，如CH4、CH2==CH2、CH3OH、HCOOH 等，B 项正确；
干冰气化时吸收大量热量，使水蒸气液化而增雨，C 项正确；侯氏制碱法的化学反应原理是NaCl＋NH3＋
CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D 项正确。
【变式7-2】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的值)
【答案】D
【解析】由题图知，CO2在弱碱性条件下转化成Na2CO3、NaHCO3，遇氯化钙发生反应：2HCO＋Ca2＋
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===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，钙化生成CaCO3沉淀同时释放CO2，再经光合作用，形成有机物参与海洋碳循
环。此过程中能将太阳能转化为化学能，故A 正确；温度高或酸性条件下，二氧化碳在水中溶解度小，所
以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；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。
【变式7-3】中国努力争取2060 年前实现碳中和。利用NaOH 溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图
所示。下列说法错误的是( )
A．捕捉室中NaOH 溶液喷成雾状有利于吸收CO2
B．环节a 中物质分离的基本操作是蒸发结晶
C．反应过程中CaO 和NaOH 是可循环的物质
D．可用Na2CO3溶液代替NaOH 溶液捕捉CO2
【答案】B
【解析】NaOH 溶液喷成雾状，可增大反应接触面积，提高CO2吸收率，A 正确；环节a 为Na2CO3和
Ca(OH)2反应生成CaCO3，需从溶液中过滤出来再高温煅烧，故基本操作不是蒸发结晶，B 错误；NaOH 和
CaO 在流程中既有消耗，也有生成，可循环利用，C 正确；Na2CO3可以和CO2反应，因此可用Na2CO3溶
液代替NaOH 溶液，D 正确。
1.（2025·湖北卷）下列描述不能正确地反映事实的是
A．室温下
与碳不发生反应，高温下可生成
和
B．室温下苯与溴不发生反应，温度升高生成大量溴苯
C．通常含硒的化合物有毒性，但微量硒元素有益健康
D．某些镇痛类生物碱可用于医疗，但滥用会危害健康
【答案】B
【解析】高温下SiO2与碳发生反应生成Si 和CO，A 正确；苯的溴代反应需催化剂，仅升温无法生成溴
苯，B 错误；硒化合物(如硒化氢)多数有毒，但硒是人体必需的微量元素，微量摄入有益健康，过量则有
害，C 正确；镇痛类生物碱的双重作用描述正确，例如吗啡等生物碱可用于镇痛治疗，但滥用会导致成瘾
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和健康危害，D 正确；故选B。
2.（2025·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．
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：
【答案】B
【分析】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。
【解析】SiO2是酸性氧化物，与NaOH 反应生成Na2SiO3和H2O，A 正确；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；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；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
，D 正确；故选B。
3.（2025·陕晋青宁卷卷）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
【答案】A
【解析】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；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；浓硫酸吸水性使其可干燥中性/酸性
气体（如H2、CO2），C 正确；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；
故选A。
4.（2025·甘肃卷）下列爱国主义教育基地的藏品中，主要成分属于无机非金属材料的是
A．劳动英雄模范碑(南梁革命纪念馆藏)
B．红军党员登记表(红军长征胜利纪念馆藏)
C．陕甘红军兵工厂铁工具(甘肃省博物馆藏)
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D．谢觉哉使用过的皮箱(八路军兰州办事处纪念馆藏)
【答案】A
【解析】劳动英雄模范碑通常由石材或混凝土制成，属于无机非金属材料（如硅酸盐类），A 符合题意；
红军党员登记表为纸质材料，主要成分是纤维素（有机高分子材料），B 不符合题意；铁工具由金属铁制
成，属于金属材料，C 不符合题意；皮箱由皮革（动物蛋白质加工而成，属于有机材料）制成，D 不符合
题意；故选A。
5.（2024·天津卷）关于天津博物馆典藏文物的相关化学知识，判断错误的是
A．太保鼎(西周)的材质是青铜，青铜属于合金
B．《雪景寒林图》(北宋)的材质是绢(蚕丝织品)，绢属于天然高分子制品
C．白釉龙柄联腹传瓶(隋)，其材质是陶瓷，陶瓷属于无机非金属材料
D．乾隆款珐琅彩芍药雄鸡图玉壶春瓶(清)，其珐琅彩由物颜料经高温烧制而成，该颜料属于有机化合物
【答案】D
【解析】青铜是铜锡合金，属于合金，A 正确；蚕丝织品的主要成分是蛋白质，属于天然高分子材料，B
正确；陶瓷是硅酸盐材料，属于无机非金属材料，C 正确；珐琅彩的矿物颜料多为金属氧化物或无机盐，
属于无机化合物，D 错误；故选D。
6.（2024·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】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；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；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；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；故选C。
7.（2023·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
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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
【答案】B
【解析】
和
在高温下发生反应生成
和
，因此，制备粗硅的反应方程式为
，A 说法正确；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
，B 说法错
误；HCl 易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl 氧化；
在高温下遇到氧气能发生反应生成
水，且其易燃易爆，其与
在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl 和
应充分去除水和氧
气 ，C 说法正确；
，该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成
的反
应为熵减过程，D 说法正确；综上所述，本题选B。
8.（24-25 高三上·云南丽江·一模）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，其中一种工艺流程如下，下列说法正确的是
已知电负性：H—2.1、Si—1.8、Cl—3.0，NA为阿伏加德罗常数的值。
A．由生成粗硅的反应可推知还原性：C>Si
B．SiO2既能和NaOH 溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物
C．上述工艺生产中循环使用的物质除H2外，还有HCl
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D．还原炉中生成1 mol Si 时，相应反应转移电子数为2NA
【答案】C
【分析】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，在流化床反应器中粗硅与HCl 反应生
成SiHCl3等，还原炉中氢气还原SiHCl3得到高纯硅。
【解析】生成粗硅的反应为SiO2+2C=======Si+2CO↑，CO 气体逸出促进反应发生，并不能说明碳的还原性
强于硅，而根据元素周期律可知，第ⅣA 族元素从上到下金属性逐渐增强，则Si 的还原性强于C，A 错
误；SiO2与HF 的反应为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O，四氟化硅不属于盐，该反应不能说明二氧化硅为碱性氧
化物，SiO2能和NaOH 等碱反应生成硅酸盐和水，属于酸性氧化物，B 错误；流化床反应器中发生反应
Si+3HCl====SiHCl3+H2，还原炉中发生反应SiHCl3+H2=======Si+3HCl，所以该工艺生产中循环使用的物质
除H2外，还有HCl，C 正确；由电负性数据可知SiHCl3中H 为-1 价，Si 为+4 价，结合C 项分析可知，还
原炉中生成1 mol Si 转移电子数为4NA，D 错误；故选C。
9.（2025·浙江·三模）已知甲硅烷
能与高锰酸钾溶液发生反应：
。下列说法正确的是
A．该反应是在强酸性环境中进行的
B．该反应的现象之一是溶液变成紫红色
C．
沸点比
低
D．该反应中
被还原
【答案】C
【解析】若是强酸性，则硅酸根离子会变成硅酸沉淀，A 错误；
溶液紫红色褪去，B 错
误；
和
都是非极性分子，前者相对分子质量小，分子间作用力小，沸点低，C 正确；
中H 化合价升高，做还原剂，被氧化，D 错误；故选C。
10.（2025 高三·吉林长春·一模）中华文明源远流长，下列古文物主要由硅酸盐材料制成的是
A．九霄环佩木
B．河姆渡出土陶灶
C．云龙纹丝绸
D．曾侯乙青铜编钟
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古
【答案】B
【解析】九霄环佩木古琴主要构成是木材，为植物纤维，A 错误；陶灶属于陶器，由硅酸盐制成，B 正
确；丝绸为动物蛋白，C 错误；曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成，D 错误；故选B。
11.（2025·湖北武汉·一模）半导体设备是现代军事装备和国防安全的基础设施，工业制备高纯硅涉及的主
要反应为：①
；②
；③
。
设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是
A．2.8g 硅晶体中含单键数为0.2NA
B．反应②中每生成1molH2转移电子数为2NA
C．1molSiHCl3中Si 原子的价层电子对数为4NA
D．3.0gC18O 中含中子数为1.6NA
【答案】B
【解析】硅晶体中每个Si 原子形成4 个Si-Si 键，每个键被2 个Si 原子共用，2.8g 硅的物质的量为
0.1mol，含单键数为 0.2NA，A 正确；在
反应中，Si 的化合价由0 升高到+4 价，
转移4 个电子，生成一个H2分子，故每生成1molH2转移电子数为4NA，B 错误；SiHCl3中Si 原子的价层
电子对数为4（4 个σ 键，无孤电子对），1mol 含4NA，C 正确；C18O 的摩尔质量为 30g/mol，3.0g 为
0.1mol；中子数=(12-6)+(18-8)=16，故含中子数 1.6NA)，D 正确；故选B。
12.（2025·江西·一模）唐代诗人陆龟蒙的《秘色越器》中“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”赞誉了越
窑秘色青瓷。陶瓷品的制作过程包括练泥、拉胚、成型、干燥和烧成等。下列说法正确的是
A．诗句里的“翠色”来自氧化铜
B．制陶瓷的原料为纯碱、石灰石和石英砂
C．陶瓷烧制的过程仅发生了物理变化
D．新型陶瓷碳化硅不仅可用作耐高温结构材料，还可用作耐高温半导体材料
【答案】D
【解析】青瓷的“翠色”主要来源于釉料中的铁元素，在高温还原气氛下，Fe3+被还原为Fe2+，形成氧化
亚铁（FeO）或含铁硅酸盐，呈现青色；氧化铜（CuO）在高温氧化环境中呈黑色，并非青瓷颜色的来
源，故A 错误；陶瓷的主要原料是黏土（含铝硅酸盐），而纯碱、石灰石和石英砂是制玻璃的原料，故B
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错误；陶瓷烧制过程中，黏土中的矿物质（如高岭石）在高温下发生脱水、分解及重结晶等化学变化，形
成硅酸盐结构，并非仅发生了物理变化，故C 错误；碳化硅（SiC）属于新型陶瓷，具有高熔点、高硬度
及半导体性质，可同时作为耐高温结构材料和耐高温半导体材料，故D 正确；故选D。
13.（24-25 高三上·山东临沂·期末）材料是人类社会物质文明进步的重要标志之一。下列说法正确的是
A．碳纤维和玻璃纤维均属于有机高分子材料
B．塑料航天面窗属于新型无机非金属材料
C．铁磁流体机器人中，驱动机器人的磁铁为
D．二氧化硅是人工智能领域中重要的半导体材料
【答案】C
【解析】碳纤维不属于有机物，故A 错误；塑料属于有机高分子材料，故B 错误；磁铁主要成分为
，故C 正确；硅单质是人工智能领域中重要的半导体材料，故D 错误；故选C。
14.（2025·河南·一模）1 月22 号，河南博物院、郑州博物馆推出了“太平。如意——河南博物院藏明清珍
宝展”，希望大家在欣赏珍宝的同时，了解中国吉祥文化，感悟中国古代工匠精神，下列描述错误的是
A．“瑞瓷纳福”所用瓷器属于硅酸盐材料
B．“金银同辉”属于合金材料
C．“吉象雅珍”所用象牙的主要成分羟基磷灰石属于有机物
D．“玉意嘉祥”属于硅酸盐材料
【答案】C
【解析】瓷器主要成分为硅酸盐，属于硅酸盐材料，A 正确；金银属于金属单质，熔融后变成合金，B 正
确；羟基磷灰石的化学式为Ca5(PO4)3(OH)，属于无机盐，C 错误；玉器主要成分为硅酸盐，属于硅酸盐材
料，D 正确；故选C。
15.（2025 高三·山东淄博·一模）硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。晶体硅中的杂质会影响其
导电性能。工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98％左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅，其原
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理示意图如下：
下列说法正确的是
A．步骤①中得到粗硅的化学方程式：
B．已知
中H 元素化合价为-1，则电负性：
C．以上流程中含硅元素的物质均属于共价晶体，熔点：
D．由粗硅制备高纯硅的过程中，可循环使用的物质主要有HCl 和H2
【答案】D
【分析】石英砂加焦炭在高温条件下反应得到粗硅，粗硅与HCl 在573K 以上加热生成粗SiHCl3，精馏得
到纯的SiHCl3，在1357K 与氢气反应生成高纯硅；
【解析】步骤①中得到粗硅生成CO，反应的化学方程式：
，A 错误；已知SiHCl3中
H 元素化合价为-1，H 的电负性大于Si，B 错误；SiHCl3为分子晶体，C 错误；粗硅与HCl 反应得到H2和
SiHCl3，SiHCl3再与H2反应得到HCl 和Si，可循环使用的物质主要有HCl 和H2，D 正确；故选D。
16.（2025 高三·河北邯郸·一模）化学材料在科技创新中起支撑作用。下列涉及的材料不属于新型无机非金
属材料的是
物品
选项
A．力箭一号T700 的碳纤维材料壳体
B．宇航服使用的聚酯纤维
物品
选项
C．星地量子通信使用的光纤材料
D．华为自主研发的麒麟芯片
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【答案】B
【解析】力箭一号T700 的碳纤维材料壳体主要成分是碳的一种单质，属于新型无机非金属材料，A 不合
题意；宇航服使用的聚酯纤维属于有机高分子材料，不是新型无机非金属材料，B 符合题意；星地量子通
信使用的光纤材料主要成分是SiO2，属于新型无机非金属材料，C 不合题意；华为自主研发的麒麟芯片主
要成分是晶体硅，属于新型无机非金属材料，D 不合题意；故选B。
17.（2025·浙江绍兴·二模）三氯硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，是强还原剂且
易水解。实验室通过反应Si(s)+3HCl(g)
SiHCl3(l)+H2(g)制备SiHCl3，已知电负性：Cl>H>Si．下列说法正
确的是
A．生成1mol H2，转移的电子数为2mol
B．氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1
C．SiHCl3在足量NaOH 溶液中反应生成Na2SiO3、NaCl 和H2O
D．上述生成SiHCl3的反应为吸热反应，则该反应需在高温条件下自发进行
【答案】B
【解析】电负性：Cl>H>Si，Si-H 中，电子对偏向于H，则SiHCl3中Si 为+4 价，根据方程式：Si(s)
+3HCl(g)
SiHCl3(l)+H2，转移了4 个电子，故生成1molH2，转移的电子数为4mol，A 错误；在该反应中
HCl 是氧化剂，在参加反应的3 个H 中，1 个化合价降低到-1 价，2 个化合价降低到0 价；Si 化合价由0 升
高到+4 价，做还原剂，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1，B 正确；SiHCl3水解的化学方程式为：
，SiHCl3在足量NaOH 溶液中反应生成Na2SiO3、NaCl、
和H2O，
C 错误；上述生成SiHCl3的反应为吸热反应，
，正向是熵减反应，
，则该反应自发进行需
，可知需要在低温条件下，D 错误；故选B。
18.（2025·广西·三模）高纯度晶体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：
已知：电负性
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设
为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．反应②中，每消耗1 mol Si，转移的电子数为
B．反应①中，每生成1 mol Si，得到
个
C．1 mol 晶体硅中含共价键数为
D．反应③中，每消耗
，生成1 mol Si
【答案】A
【解析】电负性
，可知SiHCl3中Si 显+4 价，反应②中每消耗1 mol Si 转移电子的物质的量为
4mol，转移电子数为
，故A 正确；反应①中二氧化硅和焦炭反应生成的是粗Si 和CO，故B 错误；晶
体Si 中，每个Si 原子与周围4 个Si 原子形成4 个共价键，所以1 mol 晶体硅中含共价键数为
，故C 错
误；未标注标准状况下，
的物质的量不一定是1mol，故D 错误；故选A。
19.（2024·安徽滁州·一模）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．将木材浸入到g 的水溶液可以防火
B．1mol 晶体e 中含有共价键的数目为
C．肯定存在a→b→c 和a→e→f 的直接转化
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D．d→c 和g→f 的转化均可通过向溶液中加入足量盐酸来实现
【答案】A
【分析】分析含Al 或含Si 物质可知，a 为Al 或Si，b 为
，c 为
，d 为
，e 为
，f 为H2SiO3，g 为
，据此作答。
【解析】g 的水溶液为
的水溶液，
的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，
可以用作黏合剂和防火剂，故A 正确；晶体e 为
晶体，
晶体中每个Si 原子与4 个O 原子形成共
价键，
含有
，故B 错误；
不能一步反应生成
，
也不能一步反应生
成
，故C 错误；d 为
，向
溶液中加入足量盐酸生成的是AlCl3溶液，g 为
，向
溶液中加入足量盐酸生成的是H2SiO3，故D 错误；故选A。
20.（2025·山西·二模）《黑神话·悟空》作为国产第一部3A 游戏，以中国经典文学著作《西游记》为蓝
本，对山西多处名胜古迹进行实景扫描，游戏中形态各异的佛像，反映了古代匠人高超的技艺水平。雕塑
的主要成分为硅酸盐及铁合金等，下列说法错误的是
A．硅酸盐雕塑佛像历经千年依然身形完好，这是由硅酸盐材料中硅氧四面体的特殊结构决定的
B．铁佛寺雕塑主要成分为铁合金，合金的熔点一般比各成分金属低
C．雕塑彩绘颜料都是以天然的矿物质手工加工而成，历经千年仍然色彩艳丽，其中用到的红色矿物颜料
成分主要是硫化汞，常温下容易被空气中的氧气氧化
D．玻璃、陶瓷、水泥等硅酸盐材料属于传统无机非金属材料
【答案】C
【解析】硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点，这是由于硅氧
四面体的特殊结构决定的，故A 正确；合金的熔点一般比各成分金属低，故B 正确；雕塑彩绘颜料历经千
年仍然色彩艳丽，红色矿物颜料成分主要是硫化汞，说明常温下不易被氧气氧化，故C 错误；玻璃、陶
瓷、水泥主要成分是硅酸盐，属于传统无机非金属材料，故D 正确；
选C。
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