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备战2025 年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义
考点25 碳、硅及其化合物、无机非金属材料
知识精讲
一．碳及其重要化合物
二．硅及其化合物
三．无机非金属材料
四．无机非金属材料
课后精练
选择题：
20
题
非选择题：
5
题
建议时长：
60
分钟
实际时长： 分钟
一．碳及其重要化合物
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。
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
（1）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
1
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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——还原性
可燃性
2C＋O2(不足)=====2CO、C＋O2(足量)=====CO2
与氧化物反应
CO2：C＋CO2=====2CO
CuO：2CuO＋C
2Cu＋CO2↑(冶炼金属)；
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
2．碳的氧化物(CO、CO2)的比较
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（蓝色火焰）、还原氧化铁
无(灭火)
氧化性
—
①与炽热炭反应：
C＋CO2=====2CO
Mg
②
在CO2中燃烧：
2
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2Mg＋CO2=====2MgO＋C
与水反应
—
CO2＋H2O
H2CO3
与碱反应(澄清石灰
水)
—
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
(检验CO2)
用途
用作燃料、冶炼金属
灭火、制汽水、植物肥料、化工原
料等
【拓展】检验CO2中是否存在CO 的装置及作用
A——除去混合气体中的CO2
B——检验混合气体中CO2是否除尽
C——干燥气体
D——CO 还原CuO：CO＋CuO
Cu＋CO2
E——安全瓶，防倒吸
F——验证CO 的氧化产物CO2
G——除去尾气中的CO，防止污染环境
确定混合气体中含有CO 的实验现象是：D 中的物质由黑色变成光亮的红色，B 中无明显现象，F 中的澄清
石灰水变浑浊。
3．碳酸(H2CO3)
弱酸、不稳定，碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O 当碳酸
用。
4．碳酸的正盐和酸式盐的比较
正盐(CO)
酸式盐(HCO)
溶解性
只有钾、钠、铵盐可溶
一般都可溶
溶解度
一般而言，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度
3
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Ca(HCO3)2>CaCO3；
可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度Na2CO3>NaHCO3
热稳定性
正盐>酸式盐>碳酸
溶液pH
同温度、同浓度：正盐>酸式盐
相互转化
COHCO
碳酸的酸式盐加适量强碱或固体加热就生成碳酸的正盐；向碳酸的正盐的水溶
液通入CO2可转化成酸式盐。
二．硅及其化合物
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）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
4
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④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。
（2）SiO2的性质
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）。
①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。
②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）
与碱性氧化物反应：SiO2＋CaO=====CaSiO3
③高温下，Na2CO3与SiO2反应制玻璃：
5
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Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑、
CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑。
④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）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）
【补充】熟悉几种常见饰品的主要成分：水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是
CaCO3；钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3。
（4）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。
（5）硅酸盐的组成
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。
硅酸盐的结构：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
。
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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
（6）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
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（7）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
四．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。
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。
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②以二氧化硅为主体的光导纤维。
③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。
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
④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
（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、
黑色金属材料(钢铁)；有色
金属材料(金、银、铜及其合
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
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光导纤维、富勒烯、碳纳米
管、石墨烯)
金)
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)
1．下列说法中对应化学式正确的是
A．自然界含量最高的固态二元氧化物：
B．芒硝：
C．王水中溶质的主要成分：
和
D．金刚砂：
2．在指定条件下，下列工业制备流程中涉及的物质转化关系不正确的是
A．生产硝酸：
B．海水提镁：
C．制取粗硅：
D．冶炼生铁：
3．下边是碳元素的价类二维图，有关说法不正确的是
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A．a 是最简单的有机化合物
B．b 在高温下被
氧化成e
C．d 与血红蛋白结合的能力比
强
D．将氨气和e 通入饱和食盐水中可得到m
4．磁州窑遗址是全国重点文物保护单位，位于邯郸市磁县观台镇和峰峰矿区彭城镇一带，这里古代属磁
州，被称为磁州窑。下列说法正确的是
A．传统无机非金属材料“超导陶瓷”可应用于磁悬浮技术
B．烧制红陶需要在氧化气氛中进行，使瓷土中铁元素转化为
C．瓷坩埚耐热性能好，常用于所有高温实验和固体物质的熔化
D．烧制陶瓷的高岭土，主要成分是
，属于硅酸盐
5．“挖掘文物价值，讲好中国故事”。下列有关文物的叙述正确的是
A．“良渚古城遗址”出土的良渚陶器制作原料是石灰石、纯碱和二氧化硅
B．“贾湖骨笛”制作材料是鹤类尺骨，它的成分
属于有机高分子材料
C．台北故宫的“东坡肉形石”是一块天然玛瑙石，其矿物主要化学成分为
D．“马家窑”出土的铜刀表面的绿色物质，其主要成分是
6．2024 年3 月初，中国新一代载人登月飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，下列有关说
法正确的是
A．发射“梦舟”航天飞船的火箭发动机喷管套筒使用的T800 碳纤维属于有机高分子材料
B．“揽月”柔性太阳能板使用了国产新型高纯度二氧化硅，其性质稳定，是优良的光电材料
C．新一代载人登月火箭应用液氧煤油发动机，煤油是烃及其含氧衍生物的混合物
D．“梦舟”上用于电气管路隔热层的纳米二氧化硅不是胶体
7．化学在促进科技进步和方便人类生活等方面均有无可替代的作用。下列说法错误的是
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A．我国科学家已实现了“空气变馒头”的技术突破，这有利于“碳中和”的实现
B．精确度为每72 亿年仅偏差
的“星载铷钟”含铷（
）元素，
是强碱
C．突破“卡脖子”问题的麒麟9000s 芯片中使用的氮化镓是一种优良的导体材料
D．免洗洗手液的使用有利于预防疾病的传染，其成分中的过氧乙酸有强氧化性
8．下列实验现象和结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将SO2通入酸性高锰酸钾溶液
高锰酸钾溶液紫
色褪色
SO2具有漂白性
B
向某溶液中滴加KSCN 溶液
溶液显红色
原溶液中有Fe3+
C
将稀盐酸滴入碳酸钠溶液中产生的气体直接通入硅酸
钠溶液
有白色沉淀生成
证明非金属性
Cl > C > Si
D
滴加稀NaOH 溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管
口
试纸不变蓝
原溶液中无NH
A．A
B．B
C．C
D．D
9．神舟十六号载人飞船展示了中国航天事业的强大实力和技术水平。下列叙述错误的是
A．空间站的砷化镓太阳能电池是将化学能转化为电能
B．飞船使用的
隔热层属于新型无机非金属材料
C．空间站存储器所用的材料石墨烯与
互为同素异形体
D．飞船核心器件之一的石英晶体属于共价晶体
10．氮化硅可用作耐高温、耐腐蚀材料。由石英砂和原料气(含
和少量
)制备
(粗硅中含
的单质及化合物，高温氮化时杂质未参加反应)的一种工艺流程如图所示。
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下列叙述正确的是
A．“还原”时焦炭主要被氧化为
B．“高温氮化”时
作还原剂
C． “操作X”可将原料气通过灼热的铜粉
D． “酸洗”时，“稀酸Y”选用稀硫酸
11．元素化合物知识在生产、生活中有广泛应用。下列说法正确的是
A．工业上利用碳还原二氧化硅制备粗硅，说明碳的非金属性比硅强
B．热的碳酸钠溶液可用于除油污，说明碳酸钠属于碱
C．常温下，铁遇到浓硝酸钝化，但可与稀硝酸反应，说明稀硝酸氧化性更强
D．二氧化硫能使品红溶液褪色，说明二氧化硫具有漂白性
12．短周期主族元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，X 的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，
W 的核外电子数与X、Z 的最外层电子数之和相等，由W、X、Y 三种元素形成的化合物M 的结构如图所
示。下列叙述不正确的是
A．X2YW3可用于制备木材防火剂
B．离子半径关系：r(Z)>r(W)>r(X)
C．W 的简单氢化物稳定性比Y 的简单氢化物稳定性高
D．化合物M 中W 不都满足8 电子稳定结构
13．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
相似。以
绿柱石(主要成分为
，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
法错误的是
A．“滤渣1”的主要成分为
B．“转化”时
做氧化剂
C．“调pH”的目的是除去
和
D．“试剂M”可以选用氨水或NaOH 溶液
13
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14．巴黎奥运赛场上中国制造的体育器材，成为不容忽视的“中国力量”。下列说法错误的是
A．乒乓球台表面用高分子特殊处理，让球台的摩擦、弹跳效果更佳，高分子是一种有机化合物
B．首次推出的可实时采集运动员运动信息的智能芯片技术，其材料离不开硅单质
C．摔跤运动垫面层应用了纳米防污抗菌涂层技术，这种涂层颗粒是纳米级别的，属于胶体
D．自行车采用T1100 碳纤维材料打造，车架仅有1150 克，这是一种复合材料
15．下列物质(或物质的饱和溶液)之间通过一步反应能实现如图所示转化关系，且与表中条件也匹配的是
选项
X
Y
Z
箭头上为反应条件或试剂
A
Fe
FeCl2
FeCl3
①通入少量Cl2
B
Na2CO3
NaCl
NaHCO3
③先通NH3、再通CO2
C
Na
NaOH
NaCl
②电解饱和食盐水
D
Si
Na2SiO3
H2SiO3
②加热
A．A
B．B
C．C
D．D
16．高纯度单晶硅可以按下列方法进行制备：
，下列
说法错误的是
A．
中有
的
键
B．反应②和反应③过程若均反应完全，则转移的电子数目相同
C．二氧化硅既能与氢氟酸反应又能与氢氧化钠反应，是两性氧化物
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D．硅酸盐中，
四面体如下图(a)，图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，Si 与O 的原子数之比
为1：3
17．下列装置能达到预期目的的是
A．制备
B．熔融纯碱
C．除去
中的
D．制备并收集
18．宏观辩识与微观探析是化学学科核心素养之一，下列化学变化对应的离子方程式正确的是
A．少量
通入到NaClO 溶液中：
B．向含氯化铁的氯化镁溶液中加入氧化镁：
C．用氢氟酸生产磨砂玻璃的反应：
D．向
溶液加入适量
溶液至
恰好完全沉淀：
19．工业上制备高纯硅，一般需要先制得98％左右的粗硅，再以粗硅为原料制备高纯硅，工艺流程如下；
工业上还以粗硅为原料采用熔融盐电解法制取甲硅烷(
)，电解装置如图所示：
15
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下列有关说法正确的是
A．制备粗硅的化学方程式：
B．制备高纯硅的工艺中可循环使用的物质只有HCl
C．阴极发生的电极反应：
D．
、Si、
都属于共价晶体
20．陶瓷是以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成。唐三彩是我国古代陶瓷中
的艺术瑰宝，利用X 射线衍射实验测得某“唐三彩陶瓷残片”和“现代陶瓷碎片”的釉料中部分成分及含
量数据如下表所示。下列说法错误的是
唐三彩陶瓷残片
28.05
0.34
10.81
0.08
46.56
现代陶瓷碎片
29.74
0.40
4.22
0.05
51.42
A．现代陶瓷是一种耐高温、耐腐蚀的金属材料
B．唐三彩烧制过程中发生了复杂的物理和化学变化
C．X 射线衍射实验可用于鉴定陶瓷类文物的真伪
D．唐三彩的绚丽色彩与釉料的组成及各组分的含量有关
21．沸石分子筛可用于气体、重金属离子的吸附或去除。工业上以粉煤灰（主要含
和
，
还含有少量
和有机物）为原料制取某种沸石分子筛
的过程如下：
已知：粉煤灰中的硅、铝化合物煅烧时不发生反应，且难溶于酸。
(1)将粉煤灰在空气中煅烧的目的是 。
(2)“酸浸”的操作是向“煅烧”后的固体混合物中加入足量的盐酸，充分搅拌后过滤．检验“酸浸”操作
是否达到目的的方法是 。
(3)“碱熔”时，将“酸浸”后所得滤渣与
固体在高温下混合熔融，可生成易溶于水的
和
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．“水热合成”时，加入水和一定量的
和
溶液，在
条件下反应一段时间，可
以得到
晶体．写出“水热合成”时反应的化学方程式： 。
(4)沸石分子筛的结构为相邻的硅氧四面体和铝氧四面体相互连接形成的笼状结构，沸石分子筛的结构示意
图及部分平面结构分别如图-1、图-2 所示。沸石分子筛中存在一定大小的空隙，其中的
可与其他阳离
子发生交换．
①沸石分子筛可以用于去除废水中
和
，原理是 ；
②沸石分子筛对
去除率随溶液
的关系如图-3 所示。
越大，
去除率越高的原因是 。
22．二氯二氢硅(SiH2Cl2)常作于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒,与水接触易水解，沸点8.2℃。在
铜催化作用下，HCl 与硅在250-260℃反应可以制得SiH2Cl2.
(1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A 装置制取HCl，利用了浓硫酸的 性。
(2)D 装置中生成 二氯二氢硅的化学方程式为 。
(3)按照气体从左到右方向，制取SiH2Cl2的装置连接次序为a→ → →f→g→ → → →
(填仪器接口的字母,其中装置C 用到2 次).其中装置B 的作用是 ；前面装置C 中装的药品为
，后面装置C 的作用为 。
(4)新的制取SiH2Cl2方法是: 往硅粉中先通入Cl2在300-350℃反应生成SiCl4，然后再与HCl 在250-260℃
反应，可以大大提高产率。如果通入气体次序相反，产率会降低，其原因是 (用化学方程式表
示).
23．铬酸铅俗称铬黄，是一种难溶于水的黄色固体，也是一种重要的黄色颜料，常用作橡胶、油墨、水
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彩、色纸等的着色剂。工业上用草酸泥渣(主要含草酸铅、硫酸铅)和铬矿渣(主要成分为Cr2O3，含有少量
的SiO2、Fe2O3、Al2O3)为原料制备铬酸铅，实现资源的回收再利用，其流程如下：
回答下列问题：
(1)将铬矿渣“粉碎”的目的是 。
(2)“滤渣Ⅱ”的主要成分是 (填化学式)。
(3)“氧化焙烧”时，Cr2O3被氧化的反应的化学方程式为 。
(4)“一系列操作”包括 、粉碎。
(5)为了使产品更纯，需将“含Na2Cr2O7、Na2SO4的溶液”分离提纯，依据如图所示的溶解度信息，“含
Na2Cr2O7、Na2SO4的溶液”分离提纯的操作是 。分离提纯后得到的固体的化学式为
。
(6)“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为氧化铅(PbO)，流程中加入碳酸钠的量为理论值的1.5 倍，
已知草酸泥渣中硫酸铅的含量为20.2%，则加入碳酸钠与草酸泥渣的质量之比为 。
24．某兴趣小组设计实验探究
催化空气氧化CO 的效率。回答下列问题：
步骤Ⅰ制备CO
在通风橱中用下图装置制备CO(加热及夹持装置省略)，反应方程式：
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(1)装置A 中盛放浓硫酸的仪器的名称是 。
(2)从B、C、D 中选择合适的装置收集CO，正确的接口连接顺序为 。
a→_____→_____→_____→_____→h(每空填一个接口标号)。
步骤Ⅱ检验CO
将CO 通入新制银氨溶液
中，有黑色沉淀生成并有刺激性气体产生。
(3)该反应的化学方程式为 。
步骤Ⅲ探究
催化空气氧化CO 的效率
将一定量CO 与空气混合，得到CO 体积分数为1％的气体样品。使用下图装置(部分加热及夹持装置省
略)，调节管式炉温度至120℃，按一定流速通入气体样品。
已知：
是白色固体，易吸水潮解；
(4)通入
(已折算为标况)的气体样品后，继续向装置内通入一段时间氮气，最终测得U 形管内生成了
。
①能证明CO 被空气氧化的现象是 ；
CO
②
被催化氧化的百分率为 ；
③若未通入氮气，②的结果将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)探究气体与催化剂接触时间长短对催化氧化效率的影响时，采用 方法可以缩短接触时长。
(6)步骤Ⅲ装置存在的不足之处是 。
25．吹沙填海是在填海点的周围用吹沙的方式堆沙造地。海水流出目标圈外，沙留在圈内，渐渐地圈内的
海面就被不断吹进的沙填成了陆地，再用强夯机压实松土。高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业
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的基础材料。制备高纯硅的主要工艺流程如图所示：
已知：SiHCl3极易水解，反应过程中会产生氢气。
回答下列问题：
(1)二氧化硅和硅酸盐是构成地壳中大部分岩石、沙子和土壤的主要微粒，SiO2的晶体类型为 ，其属
于 (填“酸性”或“碱性”)氧化物。化学上常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，例如青花瓷胎体
的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x]可表示为 。
(2)在硅酸盐中，SiO
四面体(图甲为其俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成链状、环状等多种结构。如
图乙所示为一种无限长单链结构的多硅酸根的一部分，其中Si 原子的杂化方式为 ，该多硅酸根的最
简式为 。
(3)工业上用纯净石英砂与C 在高温下发生反应制造的粗硅中往往含有SiC，若粗硅中Si 和SiC 的物质的量
之比为2 1∶，则①的化学方程式为 。
(4)流程③提纯SiHCl3的操作名称为 。以上①~⑤的流程中，包含置换反应的是 (填序号)。整
个操作流程都需隔绝空气，原因是 、 (答出两条即可)。
(5)神舟十四号飞船成功发射标志着我国航天事业再上新台阶。氮化硼陶瓷基复合材料电推进系统及以SiC
单晶制作器件，在航空航天特殊环境下具有广泛的应用前景。科学家用金属钠、四氯化碳和四氯化硅制得
了SiC 纳米棒，反应的化学方程式为 。
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