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备战2026 年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义
第16 讲 硅及其化合物、无机非金属材料 （讲义）
讲义
夯基·知识精讲
【知识点1】碳、硅单质的性质+5 道例题
【知识点2】硅的工业制法+5 道例题
【知识点3】SiO2的性质+5 道例题
【知识点4】硅酸、硅酸盐的性质+5 道例题
【知识点5】无机非金属材料+5 道例题
练习
提能·课后精练
选择题：
15
题
非选择题：
5
题
建议时长：
75
分钟
实际时长： 分钟
【知识点1】碳、硅单质的性质
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．碳单质
碳原子的最外电子层有4 个电子，原子结构示意图为
，其原子既不易失去电子，也不易得到
电子，主要形成四价的化合物。碳是构成有机物的主要元素，在自然界中碳元素既有游离态，又有化合
态。
（1）碳单质存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。
金刚石
石墨
C60
空间结构
碳原子的排列
方式
正四面体空间网状结构
层状结构，每层为正六边形的
平面网状结构。
“足球”形分子，由
12 个正五边形和20 个
正六边形排列而成。
物理性质
熔点高，硬度大，不导电
熔点高，硬度小、电的良导体
不导电
用途
制造切割刀具
制造电极、铅笔芯
新型高效的催化剂，
气体的贮存。
（2）主要化学性质
可燃性
2C＋O2(不足)=====2CO、C＋O2(足量)=====CO2
1
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与氧化物反应
CO2：C＋CO2=====2CO
SiO2：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑(制取粗硅)；
H2O：C＋H2O(g)=====CO＋H2(制取水煤气)
与强氧化性酸反应
浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)
CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；
浓HNO3：C＋4HNO3(浓)
CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
3、单质硅
硅在地壳中的含量仅次于氧，硅元素在自然界中仅以化合态的形式存在，主要以硅酸盐(如地壳中的大
多数矿物)和氧化物(如水晶、玛瑙)的形式存在。硅的原子结构示意图为
，最外层有4 个电子，反
应中既不容易得到电子，也不容易失去电子。
（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）常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF(氢氟酸)、强碱(如NaOH)溶液反应。
与氟气反应：Si＋2F2===SiF4
与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
与NaOH 溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
【注意】硅与NaOH 溶液的反应本质：还原剂是硅，氧化剂是水，该反应可理解为分两步进行。首先，硅
与水反应生成H2SiO3 和H2（Si＋3H2O===H2SiO3＋2H2↑）；然后，H2SiO3 与NaOH 反应：H2SiO3＋
2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
（3）加热和高温时，能与O2、Cl2、C 等反应。
与O2反应：Si＋O2
SiO2
与Cl2反应：Si＋2Cl2
SiCl4
与C 反应：Si＋C=====SiC
【例1】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．手机芯片的主要成分是二氧化硅
B．单质硅是制造光导纤维的材料
C．建造高楼所用的水泥属于硅酸盐材料D．压电陶瓷属于传统无机非金属材料
【答案】C
【详解】A．手机芯片的主要成分是晶体硅，而非二氧化硅，二氧化硅用于光导纤维，A 错误；
B．光导纤维的材料是二氧化硅，单质硅用于半导体材料，B 错误；
C．水泥的主要成分是硅酸盐，属于传统硅酸盐材料，C 正确；
D．压电陶瓷具有特殊功能，属于新型无机非金属材料，而非传统材料，D 错误；
故选C。
【例2】下列叙述正确的是
A．硅在自然界中主要以游离态的形式存在
2
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B．石英砂的主要成分是硅酸盐
C．硅太阳能电池、光导纤维都是使用硅单质制成
D．新型陶瓷碳化硅(SiC)，氮化硅(Si3N4)中硅都为＋4 价
【答案】D
【详解】A．硅在地壳中主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，A 错误；
B．石英砂的主要成分是二氧化硅，B 错误；
C．光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅单质，C 错误；
D．新型陶瓷碳化硅(SiC)，氮化硅(Si3N4)中硅的化合价相同，都为＋4 价，D 正确；
故选D。
【例3】下列有关硅及其化合物的说法中正确的是
A．硅在自然界主要以硅单质、硅酸盐和氧化物的形式存在
B．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中
C．二氧化硅能与氢氧化钠、氢氟酸反应，是酸性氧化物
D．普通玻璃的主要成分是纯碱、石灰石和石英砂
【答案】C
【详解】A．硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在，硅单质在自然界中不能稳定存在，A 错误；
B．硅酸钠溶液具有黏性，能将玻璃塞与试剂瓶瓶口粘在一起，所以硅酸钠溶液不能保存在带磨口玻璃塞
的试剂瓶中，应保存在带有橡胶塞的试剂瓶中，B 错误；
C．酸性氧化物是能与碱反应只生成盐和水的氧化物。二氧化硅能与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，体现
了酸性氧化物的性质；虽然二氧化硅也能与氢氟酸反应，但这是二氧化硅的特性，不影响其酸性氧化物的
归类，C 正确；
D．普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，而纯碱、石灰石和石英砂是生产普通玻璃的原
料，D 错误；
故选C。
【例4】下列叙述错误的是
A．在硅酸盐中，Si 和O 构成了硅氧四面体的结构
B．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料经过复杂的变化而制得的
C．硅在自然界中主要以单质形式存在
D．富勒烯、碳纳米管、石墨烯均属于无机非金属材料
【答案】C
【详解】A．在硅酸盐中，1 个Si 周围连4 个O，Si 和O 构成硅氧四面体的结构，故A 正确；
B．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经混合、粉碎，在高温条件下，发生化学反应制得，即
Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑，故B 正确；
C．Si 是亲氧元素，Si 在自然界中以氧化物或硅酸盐的形式存在，自然界中没有硅单质，故C 错误；
D．富勒烯、碳纳米管、石墨烯都是由碳元素组成的不同碳单质，属于新型无机非金属材料，故D 正确；
答案为C。
3
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【例5】化学在生产和生活中有重要的应用，下列说法不正确的是（ ）
A．二氧化氯和三氯化铁都常用于自来水的处理，但二者的作用原理不同
B．高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”
C．C、Si、S 都是自然界中含量丰富的非金属元素，三种元素在自然界中既有游离态又有化合态
D．新型材料聚酯纤维、人造纤维都属于有机高分子化合物
【答案】C
【详解】A．二氧化氯是利用氧化性杀死微生物，三氯化铁水解产生能够凝聚水中悬浮物的氢氧化铁胶
体，二者的作用原理不同，A 正确；
B．光导纤维的主要成分为SiO2，SiO2易与NaOH 反应生成可溶性的Na2SiO3，故光导纤维遇强碱会“断
路”，B 正确；
C．Si 是亲氧元素，在自然界以二氧化硅和硅酸盐形式存在，只有化合态没有游离态，C 错误；
D．新型材料聚酯纤维为有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯纺丝；人造纤维是以天然聚合物为原料，经
过化学处理与机械加工而制得的化学纤维，二者均属于有机高分子化合物，D 正确；
故选C。
【知识点2】硅的工业制法
制备粗硅：SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑（要隔绝空气，在电炉中进行，且生成的是CO 而不是CO2）
当碳过量时，继续反应生成SiC：3C＋SiO2(少量)=====SiC＋2CO↑(SiC 的结构和性能与金刚石相似，
属于共价晶体)。
粗硅的提纯：Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2、SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl
粗硅中含碳等杂质，与氯气反应生成的SiCl4中也含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还
原，得到高纯度的硅。
【例1】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
，则电负性：
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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
【答案】D
【详解】A．步骤①中得到粗硅生成CO，反应的化学方程式：
，A 错误；
B．已知
中H 元素化合价为
，H 的电负性大于Si，B 错误；
C．SiHCl3为分子晶体，C 错误；
D．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
，D 正确；
答案选D。
【例2】在给定条件下，下列制备或处理过程涉及的物质转化均可实现的是
A．制镁工业：海水
B．去除难溶物：
C．制备硫酸：硫黄
D．制备高纯硅：粗硅
高纯硅
【答案】D
【详解】A．工业制镁通常通过Ca(OH)2与海水中的MgCl2发生复分解反应产生Mg(OH)2沉淀而不是
NaOH；且是电解熔融的MgCl2，而非煅烧Mg(OH)2生成的MgO；电解MgO 需要极高温度，成本高，不符
合实际工业流程，A 错误；
B．CaCO3与饱和Na2SO4溶液反应生成CaSO4的转化可能实现(Q > Ksp)，但CaSO4与盐酸不反应，第二步
无法实现，B 错误；
C．硫磺与足量氧气反应只能得到SO2，SO2与H2O 反应得到H2SO3，C 错误；
D．粗硅与HCl 高温生成SiHCl3，再与H2高温还原为高纯硅，符合工业制备高纯硅的流程，D 正确；
故合理选项是D。
【例3】硅是电子工业的重要材料。利用石英砂（主要成分为
）和镁粉模拟工业制硅的流程示意图如
下。
已知：非金属性：
下列说法不正确的是
A．Ⅰ中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热
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B．Ⅱ中主要反应有：
、
C．为防止
自燃，Ⅱ需隔绝空气
D．过程中含硅元素的物质只体现氧化性
【答案】D
【详解】A．因为
与镁反应需要能量，所以I 中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热，A 正
确；
B．因为硅与盐酸不反应，所以Ⅱ中主要反应有：
、
，B 正确；
C．因为
容易自燃，所以为防止
自燃，Ⅱ需隔绝空气，C 正确；
D．因为非金属性：
，所以
中硅元素为+4 价，而
中硅元素为-4 价，所以在
中，含硅元素的物质体现还原性，D 错误；
故答案选D。
【例4】氮化硅（
）是一种高温结构陶瓷材料﹐它硬度大、熔点高、化学性质稳定。合成氮化硅的一
种工艺流程如图所示。下列说法正确的是
已知：
在潮湿的空气中易水解，产生白雾
A．该流程中可循环使用的物质是
B．第③步反应是氧化还原反应
C．
和
所含共价键数目均为
（设
为阿伏加德罗常数的值）
D．第③步反应可用氨水代替
【答案】A
【详解】A．由分析可知，Si(NH)2高温下加热生成的氨气可以在③中循环利用，A 正确；
B．第③步反应中SiCl4和氨气一定温度生成Si(NH)2和HCl，不涉及元素化合价改变，不是氧化还原反
应，B 错误；
C．
中含有4mol 硅氯键，而1mol
中含有12mol 硅氮键，所含共价键数目分别为
、12
，C 错误；
D．已知：
在潮湿的空气中易水解，产生白雾，故不能用氨水代替氨气，D 错误；
故选A。
【例5】纯硅被誉为“信息革命的催化剂”，工业上有两种以粗硅为原料制备高纯硅的工艺。
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已知：SiCl4沸点57.7 ℃，遇H2O 会剧烈反应；SiHCl3沸点31.5 ℃，且也能与H2O 强烈反应，并在空气中
易自燃。
(1)制备粗硅的化学反应方程式为 。
(2)SiCl4和SiHCl3遇水都会剧烈反应，都会生成H2SiO3、HCl。但SiHCl3会多生成一种物质X，则物质X 的
名称为 。
(3)实验室用下图装置制备SiCl4。
①装置F 的作用是 ，实验开始应后点燃 (填“A”或“D”)装置的酒精灯。
A
②
装置中的化学反应方程式为 。
(4)SiHCl3与过量H2制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置已略去)。
①装置B 中的试剂是 (填名称)。
②实验中先让稀硫酸与锌粒反应一段时间后，再加热C、D 装置的理由是 。
③装置D 中发生反应的化学方程式为 。
【答案】
(1)SiO2 + 2C
Si + 2CO↑
(2)氢气
(3)吸收尾气 Cl2，并防止空气中的水蒸气进入E D MnO2 + 4HCl(浓)
MnCl2 + Cl2↑ +2H2O
(4)浓硫酸 让H2排尽装置中的空气，防止 SiHCl3与水反应和自燃 SiHCl3 + H2
Si +3HCl
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【详解】（1）工业用二氧化硅和碳在高温下反应制备粗硅，化学反应方程式为：SiO2+2C
Si+2CO↑；
（2）SiHCl3沸点31.5℃，且能与H2O 强烈反应，并在空气中易自燃，则SiHCl3具有很强的还原性，因为
SiHCl3中氢的化合价是-1 价，与+1 价的氢发生归中反应，故SiHCl3与水反应生成硅酸、HCl、H2，则
SiHCl3多生成的这一种物质X 的名称为氢气；
（3）①SiCl4能与H2O 强烈反应，氯气有毒。则实验中要防止E 内进入水蒸气、进行尾气吸收；球形干燥
管的作用为：吸收尾气Cl2，并防止空气中的水蒸气进入广口瓶装；加热下Si 与氧气能反应，故实验时应
先点燃装置A 的酒精灯让氯气将装置内空气排尽；
A
②
装置中MnO2和浓HCl 共热制得Cl2，化学反应方程式为：MnO2 + 4HCl(浓)
MnCl2 + Cl2↑ +2H2O；
（4）①锌和稀硫酸制备的氢气中含有水蒸气，装置B 中的试剂是浓硫酸；
②装置C 中的液态SiHCl3变为气体和氢气发生反应制备纯硅，所以烧瓶加热的目的是使进入烧瓶的液态
SiHCl3变为气体；根据题中信息可知SiHCl3能与H2O 强烈反应，并在空气中易自燃，实验中先让稀硫酸与
锌粒反应一段时间后，再加热C、D 装置可以让H2排尽装置中的空气，防止SiHCl3水解和自燃；
③装置D 中氢气和SiHCl3发生反应制备高纯硅，化学方程式为：
。
【知识点3】SiO2的性质
1、SiO2的结构
SiO2晶体类型：共价晶体。
SiO2晶体的基本结构单元是硅氧四面体，每个Si 原子周围结
合4 个O 原子，每个O 原子与2 个Si 原子相结合，许多以Si 为中
心，O 在4 个顶点的四面体通过顶点的O 相连接而组成立体网状
结构的晶体。
二氧化硅晶体中硅原子和氧原于的个数比为1:2，1mol SiO2晶
体中约含4NA个Si—O 共价键。
SiO2广泛存在于自然界中，SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，不溶于水，熔点高，硬度大。
水晶、玛瑙、沙子、石英的主要成分就是二氧化硅。纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以
制作光导纤维，制造各种玻璃制品、石英坩埚、饰物和工艺品（石英和玛瑙）。
【补充】熟悉几种常见饰品的主要成分：珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；宝石的主要成分是
Al2O3。
2、SiO2的化学性质
①酸性氧化物：是硅酸的酸酐，难溶于于水。
与NaOH 溶液反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O（盛装Na2SiO3、NaOH、Na2CO3等碱性溶液的玻
璃试剂瓶应用橡皮塞或软木塞，而不能用磨口玻璃塞）
②与碱性氧化物反应：SiO2＋CaO=====CaSiO3
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高温下，Na2CO3与SiO2反应制玻璃： Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑、
CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑。
③与氢氟酸反应(特殊)：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (用氢氟酸刻蚀玻璃、不能用玻璃瓶保存氢氟酸而应用
塑料瓶)
3、CO2和SiO2的比较
物质
比较项目
二氧化硅(SiO2)
二氧化碳(CO2)
结构
立体网状结构，不存在单个分子
存在单个CO2分子
物理性质
硬度大，熔、沸点高，常温下为固
体，不溶于水
熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水
与水反应
不反应
CO2＋H2O
H2CO3
与酸反应
只与氢氟酸反应：
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
不反应
与碱反应
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)
CO2(少量)＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
CO2(过量)＋NaOH===NaHCO3
与盐反应
与Na2CO3反应：
SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑
与Na2SiO3反应：
Na2SiO3＋H2O＋CO2(少量)===H2SiO3↓＋Na2CO3
Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(过量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3
与碱性氧
化物反应
与CaO 反应：SiO2＋
CaO=====CaSiO3
与Na2O 反应：Na2O＋CO2===Na2CO3
氧化性
2C＋SiO2=====Si＋2CO↑
CO2＋C=====2CO
用途
光导纤维、光学仪器、电子部件
制饮料、制碳酸盐
【例1】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
【详解】A． 高温下SiO2与碳发生反应生成Si 和CO，A 正确；
B．苯的溴代反应需催化剂，仅升温无法生成溴苯，B 错误；
C．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；
D．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，但滥用会导致成瘾和健康危
害，D 正确；
故选B。
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【例2】在给定条件下，下列物质间的转化均可实现的是
A．
B．漂白粉
C．
D．
【答案】A
【详解】A．
在高温下与氧气反应生成二氧化硫，方程式为：
；
发生氧化还原反应，生成
，方程式为：
，A 正确；
B．漂白粉与
生成
，方程式为：
，但
光照分解生成
而非
，方程式为：
，B 错误；
C．
与水不反应，无法生成
，新制的氢氧化铜可以和葡萄糖反应生成氧化亚铜，C 错误；
D．
与碳高温反应生成
而非
，方程式为：
；二氧化碳可以和硅酸钠溶
液反应，方程式为：
，D 错误；
故选A。
【例3】化学物质在航天领域有着广泛的用途。下列说法错误的是
A．硬铝合金作航天飞船材料
B．
作航天飞船的太阳能电池板
C．煤油和液氧作火箭的发射推进剂
D．高温结构陶瓷作返回器外壁
【答案】B
【详解】A．硬铝是铝、铜、镁、锰等的合金，具有强度和硬度好、密度小等优点，适合作为航天飞船材
料，A 正确；
B．航天飞船的太阳能电池板的主要材料是晶体硅，而不是
，B 错误；
C．煤油和液氧燃烧时产生大量高温高压的气体，可以作为火箭的发射推进剂，C 正确；
D．高温结构陶瓷具有耐高温、强度高、抗氧化等特性，可作返回器外壁，D 正确；
故选B。
【例4】河南是华夏文明的重要发祥地，我国的59 项世界遗产中河南有5 项，犹如镶嵌在历史长河中的璀
璨明珠，散发着无尽的魅力与光芒。下列说法正确的是
A．“洛阳四野，山水之胜，龙门首焉。”龙门石窟是“中国石刻艺术的最高峰”，其主要成分石灰岩
可耐酸碱腐蚀
B．安阳殷墟是中国商代晚期的都城遗址，是中国历史上最早的国家政治中心之一，其出土的青铜器属
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于合金
C．中岳嵩山，巍巍峻极，其上的嵩岳寺塔由青砖建造而成，青砖的主要成分二氧化硅是两性氧化物
D．驼铃声声，丝路绵延，河南段崤函古道是古代中原地区通往西域的重要通道，古代丝绸可高温洗
涤，杀菌消毒
【答案】B
【详解】
A．石灰岩主要成分是碳酸钙，可与酸发生反应，A 错误；
B．青铜属于铜合金，B 正确；
C．二氧化硅为酸性氧化物，不是两性氧化物，C 错误；
D．丝绸主要成分是蛋白质，在高温条件下会缩水、变形、褪色，D 错误。
故选B。
【例5】镁是21 世纪最具应用前景的轻金属，工业制镁可用硅热还原法，相关反应为
。下列有关化学用语或表述正确的是
A．MgO 的形成过程可表示为
B．晶体硅和二氧化硅晶体中硅原子的杂化类型相同
C．与硅同主族的碳单质的晶体类型与晶体硅相同
D．在二氧化硅晶体中，每个最小的环平均拥有4 个硅原子
【答案】B
【详解】
A ．MgO 是离子化合物，其形成过程可表示为
，A 项错误；
B．晶体硅和晶体二氧化硅中的硅原子杂化类型均为
杂化，B 项正确；
C．晶体硅属于共价晶体，碳单质的晶体类型有共价晶体、分子晶体、混合型晶体等，C 项错误；
D．在二氧化硅晶体中，每个硅原子被12 个环共用，每个最小环平均拥有的硅原子数为
，D 项错
误；
故选B。
【知识点4】硅酸、硅酸盐的性质
1、硅酸
（1）硅酸不溶于水（白色胶状沉淀），其酸性比碳酸弱，硅酸不能使紫色石蕊试液变红色。
（2）硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3
SiO2＋H2O。
（3）硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH 溶液反应H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
（4）硅酸在水中易聚合形成胶体，硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂，也可以用作催化剂的载体。
（5）硅酸实验室制法：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓（不能直接与
水作用制备H2SiO3）
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（6）H2CO3与H2SiO3性质的比较
物质
比较项目
H2CO3
H2SiO3
酸性
均为弱酸，且酸性：H2CO3＞H2SiO3
水溶性
能溶于水
难溶于水
稳定性
不稳定，常温下易分解生成CO2和H2O
受热易分解生成SiO2和H2O
制备
CO2＋H2O
H2CO3
Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)
转化关系
Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)
Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(过量)===H2SiO3(胶体)＋2NaHCO3
2、硅酸盐
由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。硅酸盐性质稳定，熔点较高，多
数难溶于水。
（1）硅酸钠(Na2SiO3)
①白色、可溶于水的粉末状固体，俗名泡花碱，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②它能与酸性较硅酸强的酸反应：
Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3（硅酸的酸性比碳酸弱）
Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(过量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3
③用途：制硅酸，黏合剂(矿物胶)，防腐剂，耐火阻燃材料。
（2）硅酸盐的结构与组成
①在硅酸盐中，Si 和O 构成了硅氧四面体，Si 在中心，O 在四面体的4 个顶角，许多这样的四面体还可以
通过顶角的O 相互连接，其结构示意图为
。
②硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成，例如：
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，但化学式前面的系数不能为分数。
各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。
硅酸钠Na2SiO3表示：Na2O·SiO2
正长石KAlSi3O8表示：K2O·Al2O3·6SiO2
镁橄榄石Mg2SiO4表示：2MgO·SiO2
钾云母(KH2Al3Si3O12)表示：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O
高岭石Al2Si2O5(OH)4表示：Al2O3·2SiO2·2H2O
【例1】下列化学试剂中，最适合用带磨口玻璃塞的棕色广口瓶保存的是
A．水玻璃
B．碘化银
C．胆矾
D．浓硝酸
【答案】B
【详解】A．水玻璃是硅酸钠溶液，是一种矿物胶，玻璃塞易和瓶口粘结在一起，所以用橡胶塞，A 错
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误；
B．碘化银见光易分解，保存在带磨口玻璃塞的棕色广口瓶，B 正确；
C．胆矾为硫酸铜晶体，其见光不分解，无需棕色瓶，C 错误；
D．浓硝酸见光易分解，保存浓硝酸时需要避光保存，通常将浓硝酸保存在棕色的细口瓶，D 错误；
故选B。
【例2】硼氢化钠(
)具有优良的还原性，在有机化学和无机化学领域有着广泛的应用。用硼精矿(主
要成分为
，含有少量
、
、
)制取
的流程如图：
已知：偏硼酸钠(
)易溶于水，在碱性条件下稳定存在。
下列说法正确的是
A．滤渣1 的成分为
和
B．滤渣2 是
，该物质属于氧化物
C．“制取”时必须在干燥无氧环境下进行
D．上述流程涉及的反应存在氧化还原反应
【答案】C
【详解】A．由分析知，滤渣1 的成分为
，A 错误；
B．滤渣2 是
，该物质属于硅酸盐，B 错误；
C．
具有优良的还原性，易被氧气氧化，故“制取”时必须在干燥无氧环境下进行，C 正确；
D．硼精矿(主要成分为
，含有少量
、
、
等)加NaOH 溶解
、
、
，分别
生成NaBO2、NaAlO2、Na2SiO3，同时生成Fe(OH)3，该过程元素化合价没有变化，加入CaO 生成
，该过程元素化合价没有变化，MgH2与NaBO2在一定条件下发生反应生成
NaBH4和MgO，该过程元素化合价没有变化，故上述流程涉及的反应不存在氧化还原反应，D 错误；
故选C。
【例3】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．九霄环佩木古
B．河姆渡出土陶灶
C．云龙纹丝绸
D．曾侯乙青铜编钟
A．A
B．B
C．C
D．D
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【答案】B
【详解】A．九霄环佩木古琴主要构成是木材，为植物纤维，A 错误；
B．陶灶属于陶器，由硅酸盐制成，B 正确；
C．丝绸为动物蛋白，C 错误；
D．曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成，D 错误；
故选B。
【例4】青石棉是一种有害物质，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，下列叙述正确的是
A．青石棉是一种新型的无机非金属材料
B．青石棉的化学组成可表示为：
C．1 mol 青石棉能使1 mol HNO3被还原
D．青石棉中含有一定量的石英晶体
【答案】C
【详解】A．青石棉属于无机非金属材料，但不是新型材料，故A 错误；
B．正确的表示应该为：
，故B 错误
C．1mol 青石棉中有3mol 的+2 价铁，能失去3mol 电子，将1mol 硝酸还原为一氧化氮，故C 正确
D．青石棉改写的时候可以写成由氧化物组成的，但不一定含有石英晶体，故D 错误；
故选C。
【例5】化学版《青花瓷》中所描绘的“蓝色絮状的沉淀跃然试管底，铜离子遇氢氧根，再也不分离”
“无色酚酞面对碱羞涩脸绯红，紫色石蕊遇到碱，青蓝慢淡出”等现象大家耳熟能详，但古瓷中所用颜料
成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(
，铜为
价)，下
列关于硅酸铜钡的说法不正确的是
A．可用氧化物形式表示为
B．性质稳定，不易脱色
C．易溶解于强酸和强碱
D．x 等于6
【答案】C
【详解】A．硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化
硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示：BaO•CuO•2SiO2，故A 正确；
B．BaCuSi2O6中铜显+2 价，Cu2+显蓝色，二价铜离子不容易被还原，所以性质较稳定，不容易褪色，故B
正确；
C．BaCuSi2O6是弱酸盐，所以能和强酸反应，和强碱不反应，故C 错误；
D．在硅酸铜钡中的铜元素化合价为+2，硅元素化合价为+4，氧元素的化合价为-2 价，钡元素的化合价为
+2 价，则由化学式为BaCuSi2Ox，根据化合物中正负化合价的代数和为0 可得：(+2)+(+2)+(+4)×2+
(-2)×x=0，解得x=6，故D 正确；
故选C。
【知识点5】无机非金属材料
1、传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
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硅酸盐产品
水泥
玻璃
陶瓷
主要设备
水泥回转窑
玻璃窑
陶瓷窑
主要原料
石灰石和粘土
纯碱、石灰石、石英(过量)
黏土
反应原理
复杂的物理化学变化
Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑
CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑
复杂的物理化学变
化
主要成分
3CaO·SiO2、
2CaO·SiO2
3CaO·Al2O3
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
——
特性
水硬性(跟水掺和搅拌
后容易凝固变硬)
非晶体，无固定熔点，在一定范围内
软化可制成各种形状。
抗氧化、抗酸碱腐
蚀、耐高温、绝缘
2、新型无机非金属材料
（1）以硅为主体的硅芯片、硅太阳能电池。
（2）以二氧化硅为主体的光导纤维。
（3）碳纳米材料：一类新型的无机非金属材料，包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医
药等领域有广阔的应用前景。
结构特点
应用
富勒烯
由碳原子构成的一系列笼形分子的总
称
代表物C60开启了碳纳米材料研究和
应用的新时代
碳纳米管
由石墨片层卷成的管状物，具有纳米
尺度的直径
用于生产复合材料、电池和传感器
石墨烯
只有一个碳原子直径厚度的单层石墨
应用于光电器件、超级电容器、电池
和复合材料等方面
（4）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。例如高温结构陶瓷(碳化硅、氮化硅)；压电陶瓷(钛酸盐和锆酸盐)；透明陶瓷(氧化
铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙)；超导陶瓷等。
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
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3、常见的无机非金属材料、金属材料与复合材料
无机非金属材料
金属材料
复合材料
传统无机非金属材料和新型
无机非金属材料(高温结构陶
瓷、生物陶瓷、压电陶瓷、
光导纤维、富勒烯、碳纳米
管、石墨烯)
黑色金属材料(钢铁)；有色
金属材料(金、银、铜及其合
金)
生产生活中的复合材料(玻璃钢：玻
璃纤维增强树脂基复合材料、碳纤
维：碳纤维增强树脂基复合材料)；
航空航天中的复合材料(飞机、火
箭：纤维增强金属基复合材料；航
天飞机：纤维增强陶瓷基复合材料)
【例1】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)
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
【详解】A．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；
B．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；
C．铁工具由金属铁制成，属于金属材料，C 不符合题意；
D．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。
【例2】赣鄱大地历史悠久，底蕴深厚。下列关于江西典藏文物的说法错误的是
A．汉代青铜雁鱼灯的材质是青铜，主要成分是铜锌合金
B．南宋持罗盘立人陶俑是陶器，主要成分是硅酸盐
C．清代八大山人画像的材质是宣纸，主要成分是纤维素
D．井冈山八角楼油灯是铁器，主要成分是铁和碳
【答案】A
【详解】A．青铜主要成分是铜锡合金，A 错误；
B．陶器主要成分是硅酸盐，B 正确；
C．宣纸主要成分是纤维素，C 正确；
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D．铁器主要成分是铁和碳，D 正确；
答案选A。
【例3】2025 年4 月，第十个“中国航天日”即将到来。下列有关中国空间站说法正确的是
A．外表面高温结构碳化硅陶瓷——硅酸盐材料
B．太阳能电池的单晶硅——半导体材料
C．外壳的烧蚀材料之一酚醛树脂——天然高分子材料
D．外层热控保温材料石墨烯——有机高分子材料
【答案】B
【详解】A．碳化硅（SiC）陶瓷属于新型无机非金属材料，而硅酸盐材料（如传统陶瓷、玻璃）的主要成
分是硅酸盐，二者成分不同，A 错误；
B．单晶硅是典型的半导体材料，广泛用于太阳能电池，其导电性可通过掺杂调控，B 正确；
C．酚醛树脂是人工合成的酚类和醛类缩聚产物，属于合成高分子材料，而非天然高分子材料，C 错误；
D．石墨烯是单层碳原子构成的二维材料，属于无机非金属材料，而非有机高分子材料，D 错误；
故选B。
【例4】文物见证历史，化学创造文明。某省出土的下列文物中主要成分属于陶瓷材料的是
文物
名称
A．玉猪
龙
B．鸭形玻璃注
C．洛神赋图
D．元青花松竹梅纹八棱
罐
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．玉猪龙是一种玉器，其主要成分通常是硅酸盐等的无机矿物质，但不是陶瓷，A 错误；
B．鸭形玻璃注，其主要成分是玻璃，属于硅酸盐产品，但不是陶瓷，B 错误；
C．洛神赋图为纸张或帛绢作品，不是陶瓷材料，C 错误；
D．松竹梅纹八棱罐是一种瓷器，是陶瓷材料，D 正确；
故选D。
【例5】科技是第一生产力，科技与化学密切相关。下列说法正确的是
A．“神舟十七号”使用砷化镓太阳能电池，能量转化形式是化学能转化为电能
B．“天宫二号”空间站使用了石墨烯存储器，石墨烯与金刚石互为同素异形体
C．“北斗卫星”授时系统的“星载铷钟”含铷元素，其单质遇水能缓慢反应放出
D．“中国天眼FAST”利用碳化硅(SiC)陶瓷制造，该陶瓷属于传统无机非金属材料
【答案】B
【详解】A．太阳能电池能量转化形式是光能转化为电能，故A 错误；
B．石墨烯与金刚石为不同结构的碳单质，互为同素异形体，故B 正确；
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C．同主族元素，从上到下金属性依次增大，则铷元素的金属性强于钠元素，所以铷单质与水剧烈反应放
出氢气，故C 错误；
D．碳化硅(SiC)陶瓷属于新型无机非金属材料，故D 错误；
故选：B。
第16 讲 硅及其化合物、无机非金属材料 （练习）
一、选择题：本题共15 小题，每小题3 分，共45 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要
求．
1．
与我们的生活息息相关。下列有关碳及其化合物的说法正确的是
A．人体内有许多高分子化合物，比如核酸、脂肪、蛋白质、糖类等
B．
、
、
等都是大气污染物
C．工业上制取粗硅时需用
溶液除去生成的
D．固态
为分子晶体
【答案】D
【详解】A．脂肪是高级脂肪酸甘油酯，不属于高分子化合物，糖类中的单糖和寡糖也不属于高分子，A
错误；
B．
不属于大气污染物，B 错误；
C．工业上制取粗硅时生成
而不是
，C 错误；
D．
为分子晶体，D 正确；
故答案选择D。
2．“化干戈为玉帛”出自西汉·刘安<淮南子·原道训》：“昔者夏鲧作三仞之城，诸侯背之，海外有狡
心。禹知天下之叛也，乃坏城平池，散财物，焚甲兵，施之以德，海外宾服，四夷纳职，合诸侯于涂山，
执玉帛者万国”。干和戈都是古代常用兵器，玉帛原指玉器、丝绸。甲骨文和金文的“干”及西周青铜戈
如图：
下列从化学的角度所作分析或叙述错误的是
A．装饰“干”的羽毛的主要成分是蛋白质，一定条件下能水解生成氨基酸
B．制作“戈”的青铜属于金属材料，表面的绿色结晶锈中含有Cu2(OH)2CO3
C．和田“玉”的主要成分Ca2Mg5Si8O22(OH)2可表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
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D．灼烧“帛”时无明显气味，因为蚕丝的主要成分为纤维素
【答案】D
【详解】A．装饰“干”的羽毛的主要成分是蛋白质，蛋白质在一定条件下水解生成氨基酸，故A 正确；
B．制作“戈”的青铜属于金属材料，含有铜、锡、铅等，铜在潮湿的空气中生成铜锈Cu2(OH)2CO3，故B
正确；
C．硅酸盐结构复杂，通常用金属氧化物和二氧化硅的组合形式表示其组成，和田“玉”的主要成分
Ca2Mg5Si8O22(OH)2可表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，故C 正确；
D．帛即白色的丝绸，蚕丝的主要成分为蛋白质，灼烧时有羽毛烧焦的气味，故D 错误。
综上所述，答案为D。
3．下列物质的化学成分不正确的是
A．明矾：
B．冰晶石：
C．红柱石：
D．黄铁矿的主要成分：
【答案】A
【详解】A．明矾的化学式为
，A 不正确；
B．冰晶石的主要成分为六氟铝酸钠，其化学式为
，B 正确；
C．红柱石的化学成分为Al2[SiO4]O，改写成氧化物的形式为
，C 正确；
D．黄铁矿的主要成分为二硫化亚铁，其化学式为
，D 正确；
故选A。
4．下列各组物质能满足如图所示转化关系的是(图中箭头表示一步转化)
a
b
c
d
①
Si
②
N
a
NaO
H
③
C
u
CuO
④
Al
A．①③
B．①②
C．③④
D．②④
【答案】D
【详解】硅与氧气反应生成二氧化硅，但是二氧化硅不能直接与水反应生成硅酸，只能通过硅酸盐与强酸
反应生成硅酸，同时硅酸钠也不能直接转化成二氧化硅，①错误；
钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠与少量(过量)二氧化碳反应生成碳酸钠(碳酸氢钠)，碳酸钠与氢氧化钙
反应生成氢氧化钠，碳酸钠与足量二氧化碳反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠与氢氧化钠反应(或碳酸氢钠固体
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加热)得到碳酸钠，碳酸氢钠与足量氢氧化钙反应生成氢氧化钠，②正确；
铜在空气中加热生成氧化铜，氧化铜不能直接转变成氢氧化铜，③错误；
铝与盐酸或氯气反应生成氯化铝，氯化铝与过量氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠，四羟基合铝酸钠
与足量盐酸反应生成氯化铝，四羟基合铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝，氯化铝与氨水反
应生成氢氧化铝，氢氧化铝与盐酸(氢氧化钠溶液)反应生成氯化铝(四羟基合铝酸钠)，④正确。
故选D。
5．东北文化源远流长，在下列非物质文化遗产名录中，不包含硅酸盐材料的是
A．辽宁岫岩硬玉雕刻技艺
B．吉林延吉石锅制作技艺
C．黑龙江绥棱黑陶制作技艺
D．内蒙古赤峰水晶微雕技艺
【答案】D
【详解】A．硬玉(翡翠)的主要成分是硅酸盐矿物，属于硅酸盐材料，A 不选；
B．石锅通常由硅酸盐岩石(如花岗岩或皂石)制成，主要成分为硅酸盐矿物(如长石等)，属于硅酸盐材料，
B 不选；
C．黑陶是陶器的一种，由粘土烧制而成，粘土的主要成分是硅酸盐矿物，属于硅酸盐材料，C 不选；
D．水晶的主要成分是二氧化硅，属于硅的氧化物矿物，而非硅酸盐矿物，因此，水晶微雕技艺不涉及硅
酸盐材料，D 选；
故选D。
6．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
【详解】A．若是强酸性，则硅酸根离子会变成硅酸沉淀，A 错误；
B．
溶液紫红色褪去，B 错误；
C．
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；
D．
中H 化合价升高，做还原剂，被氧化，D 错误；
故选C。
7．下列物质转化通常不能实现的是
A．
B．
C．
D．
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【答案】D
【详解】A．SiO2可被C 还原形成粗硅，粗硅与HCl 反应生成SiHCl3，SiHCl3经H2还原生成高纯Si，A 不
符合题意；
B．S 在空气中燃烧生成SO2，SO2可被氧化生成SO3，SO3可被98.3%浓硫酸吸收生成H2SO4，B 不符合题
意；
C．海水中的溴离子可被氯气氧化成Br2，Br2经吹出后可被SO2和H2O 吸收成HBr，HBr 进一步与Cl2氧化
生成Br2，经蒸馏生成Br2(l)，C 不符合题意；
D．Al 属于活泼金属，需用电解法进行冶炼，电解熔融态Al2O3可生成Al，D 符合题意；
故选D。
8．
存在如图所示的转化关系，其中a 为淡黄色粉末，下列说法正确的是
A．b 一定为
为
B．若w 为
可用
溶液鉴别
的稀溶液
C．若w 为碳单质，则由b 到e 的过程中，碳元素的化合价先降低后升高
D．当a 与足量
充分反应转移
电子时，最终会生成
(不计转化过程中的损失)
【答案】B
【详解】a 是淡黄色粉末，且和水反应，a 是过氧化钠，回答下列问题；
A．根据题干和流程，a 为
，b 可能是
也可能是
，A 错误；
B．若w 为
，则b 为
，d 为
，e 为
，可以用
溶液鉴别
的
稀溶液，B 正确；
C．若w 为碳单质，则b 为氧气，d 为
，e 为
，碳单质与氧气反应生成
时，故由b 到e 的过程
中，碳元素的化合价先升高后降低，C 错误；
D．根据
，转移2mol 电子时，生成4mol 氢氧化钠、1mol 氧气，若b 为氢
氧化钠，根据
，
，4mol 氢氧化钠最终生
成4mol 碳酸氢钠；若b 为氧气，根据
，
，1mol 氧气最终生成2mol 一氧化
碳，D 错误；
故答案选B。
9．下列有关的化学用语使用正确的是
A．二氧化硅的分子式：
B．
中心原子的VSEPR 模型：
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C．聚丙烯的结构简式：
D．
的p-p
键的形成示意图：
【答案】B
【详解】A．
是共价晶体，不存在分子，也就不存在分子式，其化学式为
，故A 错误；
B．
中心原子是O，O 原子的价层电子对数=
键电子对数+孤电子对数；
中O 原子与3 个H 原
子形成3 个
键，孤电子对数=
，所以VSEPR 模型为四面体形，故B 正确；
C．聚丙烯的结构简式应该为：
，故C 错误；
D．N2分子中的共价键是氮氮三键，由一个
键和两个
键组成，其中p-p
是头碰头重叠而不是肩并肩，
故D 错误；
故答案为：B。
10．下列方程式不正确的是
A．将少量灼热的
加入
中：
B．用氢氟酸雕刻玻璃方程式：SiO2 + 4HF = SiF4
+2 H2O
C．苯酚钠溶液中通入
，出现白色浑浊：
D．充电时，铅酸蓄电池的阳极电极反应式：
【答案】D
【详解】A．将少量灼热的
加入
中，乙醇被氧化为乙醛，方程式
，A 正确；
B．HF 可以和玻璃中的SiO2反应，用氢氟酸雕刻玻璃方程式：SiO2 + 4HF = SiF4
+2H2O，B 正确；
C．苯酚酸性弱于碳酸，强于碳酸氢根离子，苯酚钠溶液中通入
，出现白色浑浊：
，C 正确；
D．充电时，铅酸蓄电池的中PbO2作阳极，硫酸铅转化为二氧化铅，阳极电极反应式：
，D 错误；
故选D。
11．下列陈述I 和陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
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A
用
检验溶液中
具有氧化性
B
用重结晶法除去苯甲酸混有的
苯甲酸具有酸性
C
用焦炭和石英砂制取粗硅
可制作光导纤维
D
热稳定性依次减弱
键能依次减小
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．用
检验溶液中的
，是因为
与
反应生成血红色络合物，和
的氧化性
无关，陈述Ⅰ和陈述Ⅱ不具有因果关系，A 选项错误；
B．用重结晶法除去苯甲酸中混有的
，是利用苯甲酸和
在不同温度下溶解度变化差异较大来分
离，与苯甲酸具有酸性没有因果关系，B 选项错误；
C．用焦炭和石英砂制取粗硅，是利用焦炭的还原性将
还原为硅，
可制作光导纤维是利用其对光
的全反射等光学特性，二者没有因果关系，C 选项错误；
D．元素的非金属性越强，对应氢化物中化学键键能越大，氢化物越稳定。F、Cl、Br 非金属性依次减弱，
H-F、H-Cl、H-Br 键能依次减小，所以HF、HCl、HBr 热稳定性依次减弱，陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确，且具
有因果关系，D 选项正确；
故答案为：D。
12．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
【详解】A．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；
B．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；
C．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；
D．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。
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13．云南省作为中国少数民族文化最丰富的省份之一，拥有极其丰富的非物质文化遗产(非遗)资源。截至
2025 年，云南省共公布省级非物质文化遗产代表性项目名录686 项，涵盖传统制陶、扎染、医药、民俗等
多个领域，下列说法不正确的是
A．国家级非遗“傣族慢轮制陶”，陶瓷是以黏土为主要原料经高温烧结而成，属于传统无机非金属
材料
B．国家级非遗“彝族刺绣”，用到的棉和蚕丝主要成分不相同
C．国家级非遗“斑铜制作技艺”，斑铜制作技艺在铜中掺杂金、银等金属，斑铜的硬度比纯铜小
D．国家级非遗“纳西族手工造纸技艺”，纸的主要成分是纤维素，纤维素属于糖类，是天然高分子
【答案】C
【详解】A. 陶瓷的主要成分是黏土和石灰石，高温烧结的硅酸盐材料，属于传统无机非金属材料，A 正
确；
B. 棉主要成分是纤维素，属于糖类，蚕丝主要成分是蛋白质，成分不同，B 正确；
C. 合金因晶格结构改变，硬度通常高于纯金属，斑铜掺杂后硬度应更大，C 错误；
D. 纤维素属于多糖，是天然有机高分子，D 正确；
故选C。
14．下列物质性质与用途对应关系、错误的是
A．氧化铝熔点高，可以用来做耐火材料
B．硅的导电性介于导体和绝缘体之间，可用于制造光导纤维
C．氧化钙能与二氧化硫反应，可作为工业废气处理时的脱硫剂
D．饱和氯水既有酸性又有漂白性，加入适量小苏打，其漂白性增强
【答案】B
【详解】A．氧化铝晶体内作用力为离子键，键能较大，熔点较高，所以氧化铝耐高温，可做耐火材料，A
正确；
B．光导纤维的主要成分为二氧化硅，B 错误：
C．碱性氧化物CaO 能与酸性氧化物
反应生成固态的盐，因而可作为工业废气处理时的脱硫剂，减少
对大气的污染，C 正确；
D．
与水反应产生HCl、HClO，溶液中含有HCl 使溶液显酸性，而HClO 具有强氧化性，能够将有色物
质氧化变为无色，因此饱和氯水既有酸性又有漂白性。氯气与水的反应是可逆反应，加入适量
固
体，反应消耗HCl，使化学平衡正向移动，导致溶液中
增大，因而其漂白性增强，D 正确;
故答案选B。
15．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
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D．制备纳米Si：
【答案】B
【详解】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。
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
，D 正确；
答案选B。
二、非选择题：本题共5 小题，共55 分。
16．太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
Ⅰ．第一代电池的光电转换材料是单晶硅。某单晶硅制备工艺中涉及的主要物质转化如下：
(1)下列事实能作为“非金属性C 比Si 强”的证据的是 (填字母)。
a．ⅰ中，C 做还原剂
b．碳酸的酸性强于硅酸
c．碳酸的热稳定性弱于硅酸
(2)ⅱ中，1molSi 与3molHCl 反应转移4mol 电子。
①该反应的化学方程式为 。
SiHCl
②
3中，H 的化合价为 ，由此推测Si 的电负性比H 的 (填“大”或“小”)。
(3)ⅲ中，利用物质沸点差异，可直接实现高纯硅与SiHCl3的分离，从晶体类型角度解释其原因：
。
Ⅱ．第二代电池的光电转换材料是一种无机物薄膜，其光电转化率高于单晶硅。科学在元素周期表中Si 的
附近寻找到元素A 和D，并制成化合物AD 的薄膜，其晶体结构类似单晶硅。Si、A、D 在元素周期表中的
位置关系如图。
(4)基态Si 原子核外电子排布式为 。
(5)D 的第一电离能比Se 的大，从原子结构角度说明理由： 。
【答案】
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(1)b
(2)
-1 小
(3)硅为共价晶体，其沸点远高于分子晶体SiHCl3的沸点
(4)1s22s22p63s23p2
(5)同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈变大趋势，As 的4p 轨道为半充满稳定状态，第一电离能大
于同周期相邻元素
【详解】（1）a．元素非金属性越强，其单质氧化性越强，ⅰ中，C 做还原剂，不能说明非金属性C 比Si
强，故不选a；
b．元素非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，碳酸的酸性强于硅酸，说明非金属性C 比Si 强，故选
b；
c．最高价含氧酸的稳定性与元素非金属性无关，碳酸的热稳定性弱于硅酸,不能说明非金属性C 比Si 强，
故不选c；
选b。
（2）ⅱ中，1molSi 与3molHCl 反应生成1molSiHCl3和1molH2，转移4mol 电子。
①该反应为硅和HCl 加热生成SiHCl3，根据质量守恒可知，反应还会生成氢气，反应为该反应的化学方程
式为
。
1molSi
②
与3molHCl 反应转移4mol 电子，则反应中硅失去4 个电子，化合价由0 变为+4；3 分子HCl 中1
分子HCl 中氢得到2 个电子，化合价由+1 变为-1，故SiHCl3中H 的化合价为-1；硅显正价、氢显负价，由
此推测Si 的电负性比H 的小；
（3）硅为共价晶体，其沸点远高于分子晶体SiHCl3的沸点，故利用沸点差异，可直接实现高纯硅与
SiHCl3的分离。
（4）Si 是14 号元素，基态Si 原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2；
（5）同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈变大趋势，D 为As 元素，As 的4p 轨道为半充满稳定状
态，第一电离能大于同周期相邻元素，故As 的第一电离能比Se 的大。
17．A、B、C、D 均为中学化学常见的纯净物，A 是单质。它们之间有如下的反应关系：
(1)若D 物质具有两性，②③反应均要用强碱溶液，④反应是通入过量的一种引起温室效应的主要气体。写
出②反应的离子方程式 ；④反应离子方程式
。
(2)若A 是应用最广泛的金属。④反应用到A，②⑤反应均用到同一种黄绿色气体单质。写出A 与水高温下
反应的化学方程式 。④反应的离子方程式
。D 中加入氢氧化钠的现象 。
(3)若A 是太阳能电池用的光伏材料，B 常用于制作高档光学器材，C、D 为钠盐，C 的水溶液俗称水玻
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璃，D 的溶液显碱性。④反应也是通入一种引起温室效应的主要气体。写出③反应的化学方程式
。⑤反应用到B，反应条件为高温，则⑤的化学方程式为
。
【答案】2Al+2OH-+2H2O＝2AlO2
-+3H2↑ AlO2
-+CO2（过量）+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3
- 3Fe+4H2O
（g）
Fe3O4+4H2 Fe+2Fe3+＝3Fe2+ 生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑
【详解】(1)由分析可知，A 为Al，B 为Al2O3，C 为NaAlO2，D 为Al(OH)3；反应②为Al 与NaOH 溶液反
应，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O＝2AlO2
-+3H2↑；反应④为NaAlO2与CO2、H2O 等反应，离子方程式为
AlO2
-+CO2(过量)+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3
-；答案为：2Al+2OH-+2H2O＝2AlO2
-+3H2↑；AlO2
-+CO2(过量)
+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3
-；
(2)由分析知，A 为Fe，黄绿色气体为Cl2，C 为FeCl3，D 为FeCl2；Fe 与水高温下反应，化学方程式为
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2；反应④为FeCl3与Fe 反应，离子方程式为Fe+2Fe3+＝3Fe2+；FeCl3中加入氢氧
化钠，发生复分解反应，生成的Fe(OH)2，在空气中逐渐被氧化为Fe(OH)3，现象为生成的白色沉淀迅速变
成灰绿色，最后变成红褐色；答案为：3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2；Fe+2Fe3+＝3Fe2+；生成的白色沉淀迅速
变成灰绿色，最后变成红褐色；
(3)由分析知，A 为Si，B 为SiO2，C 为Na2SiO3，D 为Na2CO3；反应③为SiO2与NaOH 溶液反应，化学方
程式为SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O；反应⑤为SiO2与Na2CO3反应，化学方程式为SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑；答案为：SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O；SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑。
18．地球上既有辽阔的海洋也有浩瀚的沙漠。
(1)“从沙滩到用户”的关键第一步反应是利用石英砂可以制备粗硅，其反应的方程式为 ；
(2)下图的实验装置中，在试管C 中观察到凝胶状的白色沉淀。反应的化学方程式为 。
装置A 中发生反应的离子方程式 。有同学依据以上实验得出以下一些结论，其中正确的是
（填序号）。
A．物质的酸性：
B．元素的非金属性：Cl>C>Si
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C．试管B 中饱和
溶液的主要作用是除去
气体中温有的HCl
D．在试管B 中发生反应的离子方程式为：
(3)硅酸钠溶液是一种粘稠的液体，这与硅酸根离子的长键结构有关：
在硅酸根离子中每个Si 原子都与四个O 原子相连形成四面体，人们常称之为“硅氧四面体”，硅氧四面体
通过共用O 原子可以彼此相连形成长链。
俯视为
简化为
连成长链
用激光笔照射
溶液，发现有丁达尔现象。依据胶体微粒大小对其中所含原子数的估算，胶体微粒
中大约会含有
个原子。假设硅酸钠溶液中硅酸根离子含有1000 个原子，那么在硅酸根离子的长
链中，包含有 个硅氧四面体的结构单元。
【答案】
(1)
(2)Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓
+2H+=H2O+CO2↑ ACD
(3)250
【详解】（1）“从沙滩到用户”的关键第一步反应是利用石英砂可以制备粗硅，即焦炭与SiO2反应生成
Si 与CO，其反应的方程式为
，故答案为：
；
（2）由分析可知，向试管C 中Na2SiO3水溶液中通入CO2，观察到凝胶状的白色沉淀，该反应的化学方程
式为：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓，装置A 为Na2CO3和稀盐酸反应，该反应的离子方程式为：
+2H+=H2O+CO2↑，
A．根据强酸制弱酸的一般规律可知，该实验中HCl 可以制得H2CO3，H2CO3能够制得H2SiO3，故可得出
物质的酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3，A 正确；
B．已知元素的最高价含氧酸的酸性才与元素的非金属性一致，由于HCl 不是Cl 的最高价含氧酸，不能得
出Cl 的非金属性大于C，B 错误；
C．由分析可知，试管B 中饱和NaHCO3溶液的主要作用是除去CO2气体中温有的HCl，C 正确；
D．由分析可知，试管B 中饱和NaHCO3溶液的主要作用是除去CO2气体中温有的HCl，则在试管B 中发
生反应的离子方程式为：
，D 正确；
故答案为：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓；
+2H+=H2O+CO2↑；ACD；
（3）根据图的一个结构单元中含有1 个硅、2+2×
=3 个氧原子，Si 与O 的原子数之比为1：3，即一个结
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构单元中含有1 个硅原子和3 个氧原子，假设硅酸钠溶液中硅酸根离子含有1000 个原子，那么在硅酸根离
子的长链中，包含有
=250 个硅氧四面体的结构单元，故答案为：250。
19．锗
是门捷列夫在1871 年所预言的元素“类铝”，其与硅同族，高纯度的锗已成为目前重要的半
导体材料，锗在光纤通信、红外光学、太阳能电池、核物理探测等领域应用频多。工业上利用锗锌矿(主要
成分为
和
，还含少量
)来制备高纯度锗的流程如图。
已知：①
的熔点为-49.5℃，沸点为84℃，其在水中或酸的稀溶液中易水解。
②
可溶于强碱溶液，生成锗酸盐。
(1)硅和锗与氯元素都能形成氯化物
(R 代表
和
)，从原子结构角度解释原因： 。
(2)“滤渣Ⅱ”中除含有
外，还含有少量 (填化学式)。
(3)
中加水反应的离子方程式是 。
(4)固态
为 晶体，“操作Ⅲ”分离获得
所使用的装置为 (填字母)。
A．
B．
C．
D．
根据选择，提出改进的方法： (若不需要改进，此空填“不需要”)。
【答案】
(1)
和
的最外层均有4 个电子，均与
形成4 个共用电子对，达到稳定结构
(2)
(3)
(4)分子 C 在尾接管后接一个装有碱石灰的干燥管
【详解】锗锌矿含有GeO2、ZnS、Fe2O3，加入碱液后GeO2+2OH-=
+H2O；ZnS、Fe2O3不与碱反应，
滤液I 中含有OH-、
，加入氯化镁溶液，发生反应
，过滤得到锗酸镁滤渣，加
入浓盐酸发生反应
，加水稀释，酸性减弱，GeCl4发生水解，
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GeCl4+2H2O=GeO2+4Cl-+4H+，GeO2在还原剂的作用下，经还原得到Ge。
（1）元素在形成化合物的时候，一般是形成8 电子稳定结构，故答案为：Si 和Ge 的最外层均有4 个电
子，均与Cl 形成4 个共用电子对，达到稳定结构；
（2）滤液I 中含有OH-、
，加入氯化镁溶液，产生
和Mg(OH)2，故答案为：Mg(OH)2；
（3）GeCl4在水中或酸的稀溶液中易水解，其水解离子方程式为：
；
（4）①GeCl4的熔点为-49.5℃ ，沸点为84℃，为分子晶体；
GeCl
②
4的熔点为-49.5℃ ，沸点为84℃，蒸馏可从混合溶液中得到GeCl4，故选C；
③混合溶液中有氯化氢，加热过程会有氯化氢逸散到空气中，所以应在尾接管后接一个装有碱石灰的干燥
管；
故答案为：分子；C；在尾接管后接一个装有碱石灰的干燥管。
20．三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为31.8℃，熔点为-126.5℃，
易水解。实验室根据反应Si+3HCl
SiHCl3+H2，利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。回答
下列问题：
(1)制备SiHCl3时进行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)将盛有砫粉的瓷舟置于管式炉中；(ⅲ)通入
，一段时间后接通
冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为 ；判断制备反应结束的实验现象是 。图示装置存在的
两处缺陷是 。
(2)采用如下方法测定溶有少量
的SiHCl3纯度。
m1g 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 ，② (填操作
名称)，③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为m2g，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次
为 (填标号)。测得样品纯度为 (用含m1、m2的代数式表示)。
【答案】
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(1)检查装置气密性 当管式炉中没有固体剩余时 C、D 之间没有干燥装置，没有处理氢气的装置
(2)高温灼烧 冷却 AC
【详解】（1）制备SiHCl3时，由于氯化氢、SiHCl3和氢气都是气体，所以组装好装置后，要先检查装置
气密性，然后将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中，通入氯化氢气体，排出装置中的空气，一段时候后，接通
冷凝装置，加热开始反应，当管式炉中没有固体剩余时，即硅粉完全反应，SiHCl3易水解，所以需要在
C、D 之间加一个干燥装置，防止D 中的水蒸气进入装置C 中，另外氢氧化钠溶液不能吸收氢气，需要在
D 后面加处理氢气的装置；
（2）m1g 样品经水解，干燥等预处理过程得到硅酸水合物后，高温灼烧，在干燥器中冷却后，称量，所用
仪器包括坩埚和干燥器，所得固体氧化物为二氧化硅，质量为m2g，则二氧化硅的物质的量为n(SiO2)=
，样品纯度为
=
。
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