文档文本内容
第04 讲 碳、硅及无机非金属材料
目录
01 考情解码·命题预警...........................................................................................................................
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 碳及其化合物.......................................................................................................................
知识点1 碳单质............................................................................................................................................
知识点2 碳的氧化物....................................................................................................................................
知识点3 碳酸、碳酸盐................................................................................................................................
知识点4 碳元素在自然界中的循环............................................................................................................
知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律.....................................................................................................
考向1 考查碳及及其化合物性质和应用....................................................................................................
考向2 考查CO2与碱反应图像分析......................................................................................................
思维建模 与CO2相关的图像题解题方法
考向3 考查碳元素在自然界中的循环........................................................................................................
考点二 硅及基化合物................................................................................................................
知识点1 单质硅............................................................................................................................................
知识点2 二氧化硅........................................................................................................................................
知识点3 硅酸................................................................................................................................................
知识点4 硅酸盐............................................................................................................................................
考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用................................................................................................
思维建模 Si 及SiO2性质的特殊性归纳
考向2 考查硅的制备....................................................................................................................................
考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用................................................................................................
考点三 无机非金属材料............................................................................................................
知识点1 传统无机非金属材料....................................................................................................................
知识点2 新型无机非金属材料....................................................................................................................
考向1 考查传统无机非金属材料................................................................................................................
考向2 考查新型无机非金属材料................................................................................................................
04 真题溯源·考向感知...........................................................................................................................
考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
碳及其化合物
选择题
非选择题
T1（B）
T12
T9（C、
D）
T14
硅及其化合物
选择题
非选择题
T14
T11
T6（A）
T11
无机非金属材
料
选择题
非选择
T1
考情分析：
、
一
分析近五
考
题
考命题在
讲
规律
年高
试
，高
本
有以下
：
1.从考
型和内容上看，高考命
以
和非
呈
，考
内容主要有以下几个方面：
查
查
题
题
选择题
选择题
现
（1）直接考
硅及其化合物、碳及其氧化物的
构、性
。
查
质
结
（2）以
文化、先
科学技
素材考
无机非金属材料的
成、性
、
用等。
传统
查
质应
进
术为
组
（3）与
境相
合考
碳循
。
环
查
环
结
（4）原料中涉及硅元素的工
流程中，考
硅及其化合物的性
。
艺
查
质
2.从命
思路上看，
重从晶体
构、物
型、化合价等方面多角度、多
次分析、
知碳、硅两种元素
题
侧
结
质类
层
认
的
及其重要化合物；以无机非金属材料
体考
化学
社会
展的重大
献；通
二氧化碳
单质
查
环
为载
对
发
贡
过
对
境的影响的考
，
立低碳绿
色可持续发展意识。
查识
二、预计2026
考
年高
：
1.以碳、硅
及其重要化合物的性
、用途
单质
质
设计选择题。
2.以制取一氧化碳
有关
设计
实验题。
3.以工
流程
艺
形式
背景，原料中涉及硅元素的工
流程中，考
硅及其化合物的性
题
为
艺
查
质。
4.
合离子反
行考
。
结
应进
查
、
三
考命题的
点和规律
根据高
特
，复习时注意以下几个方面：
1.掌握C、Si
及其重要化合物的主要性
及
用。
单质
质
应
2.了解无机非金属材料
社会
展的影响。注重
系生活
。
对
发
联
实际
3.有意
运用相关知
或
求相关
据参与社会性
的
。
识
识
寻
证
议题
讨论
复习目标：
1．了解硅、碳及其重要化合物的主要性
及
用。
质
应
2．了解无机非金属材料的生
及主要性能。
产
3．了解化学品的合理使用和注意事
。
项
考点
一
碳及其化合物
知识点1 碳单质
1.碳族元素
(1)碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA 族元素，又称碳族元素，其价层电子排布式为 。
(2)碳元素的存在：在自然界以 和 形式存在。
2.常见碳单质的结构和物理性质
（1）常见的碳单质有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯C60、碳纳米管等，它们互为同素异形体。
（2）金刚石、石墨、足球烯C60的比较
金刚石
石墨
足球烯C60
晶体类型
共价晶体
混合型晶体
分子晶体
碳原子的杂化
杂化
杂化
杂化
方式
物理性质
熔点高，硬度大，不导
电
熔点高，硬度小，能导
电
熔点低，不导电
主要用途
钻石制作，切割工具，
钻探机的钻头等
做电极、润滑剂、铅笔
芯
广泛应用于超导、医
学领域
3.碳单质化学性质
（1）与O2的反应(用化学方程式表示)：
O
①
2不足：
O
②
2充足：
（2）与氧化物反应(用化学方程式表示)：
与
①
CuO 反应： (冶
金属
炼
)
与
②
Fe2O3反应： (冶
金属
炼
)
与
③
CO2反应： ；
与水蒸气反应：
④
(制水煤气)
与
⑤
SiO2反应： (制粗硅)
（3）与强氧化性酸反应
与浓硫酸反应：
①
与浓
②
硝酸反应：
4.碳单质的用途（了解）
（1）金刚石结构坚硬，用作玻璃刻刀、机器钻头、装饰品等；
（2）石墨的细鳞片状结构质软、导电性、滑腻性、耐高温,用作铅笔芯、电极、润滑剂、坩埚；
（3）木炭和活性炭的疏松多孔的结构吸附性，用作吸附食品色素、除臭、防毒面具、冰箱除味剂等；
（4）可燃性，作燃料，用于家庭取暖、做饭等；
（5）还原性，作还原剂：冶炼金属，如冶炼金属铜、铁等。
知识点2 碳的氧化物
1.碳的氧化物的物理性质
色态味
密度(比空气)
水溶性
毒性
CO
无色、无
味、气体
小
难溶
有(易结合血红蛋白)
CO2
大
能溶
无(但会引起温室效应)
2.碳的氧化物的化学性质
（1）CO 具有较强的 性，可以与O2、金属氧化物等发生反应。
如与Fe2O3反应： 。
（2）CO2是典型的 氧化物，也具有 性。
a.酸性氧化物
①与水反应：
②与碱反应（如NaOH 溶液）：CO2少量： ；
CO2足量：
③与碱性氧化物反应：
④与Ca(ClO)2盐溶液反应： （CO2少量）；
（CO2
量
过
）；
b.氧化性
①与C 反应： ；
②与Mg 反应：
3.用途
①CO:作 ， ；
②CO2: ，制汽水；植物 ；化工原料等。
4.有关CO、CO2气体的除杂方法
CO 中混有CO2
通过盛有
的洗气瓶，然后干燥气体
CO2中混有CO
通过盛有
的硬质玻璃管
CO2中混有O2
通过盛放
的硬质玻璃管
CO2中混有少量SO2
通过盛有
或
的洗气瓶，然后干燥气体
CO2中混有少量HCl
通过盛有
的洗气瓶，然后干燥气体
得分速记
（1）澄清石灰水只用于检验CO2，不能用于除去混合气体中的CO2，应用NaOH 溶液除去；
（2）CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生（由于盐酸的酸性比碳酸的强）。
知识点3 碳酸、碳酸盐
1.碳酸：二元弱酸、不稳定，常用CO2＋H2O 代替H2CO3，碳酸的酸性比苯酚、次氯酸 。
2.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
热稳定性
正盐＞酸式盐
溶液pH
同浓度：正盐＞酸式盐
相互转化
CO
HCO
知识点4 碳元素在自然界中的循环
1.CO2的主要来源：大量 的燃烧。
2.自然界消耗CO2的主要反应：
（1）溶于江水、海水中：
；
（2）光合作用将CO2转化为 ；
（3）岩石的风化：
。
知识点5 CO2与碱、盐溶液的反应规律
1.与碱溶液的反应
（1）反应原理: NaOH――→Na2CO3――→NaHCO3
CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3
（2）反应后溶质成分的判断（根据上述反应方程式分析）
x＝
溶质成分
x≤1 1∶
NaHCO3
1 1<
∶
x<2 1∶
Na2CO3、NaHCO3
x＝2 1∶
Na2CO3
x>2 1∶
NaOH、Na2CO3
2.CO2与盐溶液的反应
碳酸是一种弱酸，其酸性比盐酸、醋酸要弱，因此， 能与碳酸盐反应；其酸性又比硅
酸、次氯酸、苯酚等强，因此，将CO2气体通入 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：
“
”
（1）
（2） 或
当CO2过量时，发生反应如下
（3）
当CO2过量时，发生反应如下：
（4）
得分速记
（1）强酸制弱酸是一个重要的化学反应规律，但不可认为弱酸就不能制取强酸。在某些条件下，当弱
“
”
“
”
酸的酸根阴离子被沉淀或被氧化后，H＋就被释放出来，从而生成了强酸。如将
“
”
H2S 通入CuSO4溶液中或
向氢硫酸中滴加氯水，均由氢硫酸这种弱酸生成了强酸：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4(S2－与Cu2＋结合成
难溶的CuS)，H2S＋Cl2===S↓＋2HCl(S2－被氧化)。
（2）CO2与
溶液反应的产物与CO2的用量无关，都生成NaHCO3，因为酸性H2CO3>
>HCO。
（3）CO2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>HCO,但CO2与Ca(ClO)2溶液反应的产物与CO2的量有关，CO2的量不足时，CO2+Ca(ClO)2＋
H2O=CaCO3↓＋2HClO；CO2过量时，2CO2+Ca(ClO)2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2HClO。
考向1 考查碳及及其化合物性质和应用
例1 （2025·广东湛江·模拟预测）化学处处呈现美。下列说法不正确的是
A．颜色美：绚丽的焰火与能量转化有关
B．味道美：谷氨酸钠可作食品添加剂
C．结构美：足球烯是一种有机物
“
”
D．现象美：仙境舞台利用干冰易升华的特性
“
”
【变式训练1——变题型】（2025·安徽·二模）含有离子液体组成元素的下列物质，不能按图示路径一步转
化得到的是
选项
甲
乙
丙
A
B
C
D
A．A
B．B
C．C
D．D
【变式训练2——变考法】（2025·山东·一模）对化学物质进行分类，有助于化学的学习。下列说法错误的
是
A．
是含有极性共价键的共价化合物
B．
纳米材料(直径范围
)属于胶体
C．石墨烯、碳纳米管、碳纤维均属于无机非金属材料
D．聚合物
属于有机高分子材料
【变式训练3——
】（2024·四川内江·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
考向2 考查与CO2相关的图像分析
例2 取一定量的
溶液通入
后，再继续向该溶液中逐滴加入
的盐酸，产生
的体积
与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，下列说法正确的是
A．原溶液中
的物质的量为
B．原溶液通入的
在标准状况下的体积为
C．通入
后所得溶液的溶质成分为
和
D．通入
后所得溶液中含有
【变式训练1——变题型】向
和
混合溶液中滴加稀盐酸，
的生成量与加入
盐
酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是
A．在0-a 范围内，只发生中和反应
B．ab 段发生反应的离子方程式为
C．
D．原混合溶液中
与Na2CO3的物质的量之比为
【变式训练2——变考法】向某
溶液中通入
气体后得溶液M，因
通入量的不同，溶液M 的
组成也不同。若向M 中逐滴加入盐酸，产生的气体体积
与加入盐酸的体积
的关系有下列图
示四种情况，且
图中分别有
②③④
，
，
。
则下列分析与判断不正确的是
A．M 中只有一种溶质的有
和
①
③
B．M 中有两种溶质的有
和
②
④
C．
图显示
②
M 中的溶质为
和
D．
图显示
④
M 中的溶质为
和
【变式训练3——
】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
思维建
模
与CO2相关的图像题解题方法
与CO₂ 相关的图像题解题需重点分析化学性质，结合图像变化规律得出结论。以下是常见题型分析及解题
方法：
1.标定坐标轴
①横轴：通入CO2体积/时间或加入酸量；
②纵轴：pH/气体体积/导电率。
2.CO2与NaOH 反应阶段划分
（1）NaOH 过量段
（2）Na2CO3主存段
（3）NaHCO3生成段
3.定量计算：根据拐点体积计算溶质比例
4.常见误导项：
（1）平台期误判：如Na₂CO₃ 与盐酸反应时，若图像出现平台期（气体体积不变），需排除NaOH 干扰。
（2）坐标混淆：横坐标为温度时，需注意不同温度对CO₂ 溶解度的影响（如热水中溶解度更低）。
总结：需通过图像特征（如斜率、拐点、平台期）结合CO₂ 的物理状态变化（气/液/固）、化学特性（溶
解性、反应性）及实验现象（密度、燃烧等）综合判断。
考向3 考查碳元素在自然界中的循环
例3 碳是构成地球生命的重要元素。下列说法正确的是
A．自然界中不存在游离态的碳
B．碳的化合物数量众多分布极广
C．向空气中排放二氧化碳会形成酸雨
D．碳酸盐的沉积会增加自然界中CO2含量
【变式训练1——变载体】（24-25 高三下·广东广州·期中）部分含C 或含N 物质的分类与相应化合价关系
如图所示。推断不合理的是
A．存在a→b→c 的转化
B．c 一定是酸性氧化物
C．d、f 中心原子均为sp2杂化
D．c、e 可能有两种或两种以上化学式
【变式训练2——变考法】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
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
【变式训练3——
】千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲是明代诗人于谦的著名诗句，下列有
“
”
关该诗句中所涉及物质的说法错误的是
A．碳酸钙可作补钙剂
B．氧化钙可作干燥剂
C．氧化钙用于制作发热包
D．碳酸钙是生产陶瓷的原料
考点二 硅及其化合物
知识点1 单质硅
1.硅的存在
自然界中硅元素仅有 ，在地壳中含量仅次于氧，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。
2.单质硅化学性质
（1）常温
常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质反应。
①与氢氟酸反应的化学方程式： ；
②与NaOH 溶液反应的化学方程式： （硅的特征反应）
③与F2反应的化学方程式:
（2）高温
加热或高温条件下，硅也能和一些非金属单质反应。
①与O2反应： 。
②与Cl2反应：
③与C 反应：
3.硅的用途： 材料、 电池、 芯片等。
4.高纯硅的制备
制备流程、涉及的主要化学反应
(a) （注意不是生成二氧化碳）
(b)
(c)
得分速记
（1）用焦炭还原SiO2，产物是CO 而不是CO2。
（2）粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还
原，得到高纯度硅。
知识点2 二氧化硅
1.二氧化硅的存在
存在：硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等
2.二氧化硅的物理性质：纯净的SiO2是无色透明的，其熔、沸点高，硬度大，不溶于水，也不导电。
3.二氧化硅的结构特点
在SiO2晶体中，每个Si 周围结合4 个O，Si 在中心，O 在4 个顶角；许多这样的
四面体又通过顶
角的O 相连接，每个O 为两个四面体所共有，即每个O 与2 个Si 相结合。实际上，SiO2晶体是由Si 和O
按1 2∶的比例所组成的立体网状结构的晶体。由结构可知，二氧化硅的化学性质很稳定。
4.二氧化硅的化学性质
(1)酸性氧化物： 。
(2)高温下，Na2CO3与SiO2反应制玻璃
SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑、SiO2＋CaCO3=====CaSiO3＋CO2↑。
(3)与氢氟酸反应(特殊性质)
。
5.二氧化硅的主要应用
（1）水晶可用于、光学仪器、工艺品。
（2）SiO2是制 的重要原料。
（3）较纯的石英用于制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造 的化学仪器。
得分速记
（1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶
液反应生成具有黏性的Na2SiO3。
（2）因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，而应
保存在塑料瓶或铅皿中。
（3）SiO2虽然能与NaOH 溶液、HF 溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但与水不能直接
反应。
（4）不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的
是晶体硅。
（5）加热熔融NaOH 时，不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，原因是陶瓷和石英
的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH 反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH 反应。
知识点3 硅酸
1.硅酸的物理性质：硅酸是一种 色胶状物质， 溶于水，能形成胶体。新制备的硅酸为透明、胶冻
状，硅酸经干燥脱水形成硅酸干凝胶—— 。
2.硅酸的化学性质：
（1）弱酸性：硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性还弱，能与碱反应如：
。
（2）不稳定性：硅酸的热稳定性很差，受热分解为SiO2和H2O：
。
3.硅酸的制备：
由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。
，
（证明酸性：H2CO3＞H2SiO3）。
4.硅酸的用途：硅胶可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的 。
知识点4 硅酸盐
1.概念：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。
2.硅酸盐的氧化物表示方法：
氧化物的书写顺序： 金属氧化物→ 金属氧化物
二氧化硅
水，不同氧化物间以
→
→
“·”隔
开。
如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为 ，长石(KAlSi3O8)可表示为 。
3.硅酸钠(Na2SiO3)
（1）物理性质： 色、 溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称 ，有黏性，水溶液显碱
性。
（2）化学性质——与酸性较硅酸强的酸反应：
与盐酸反应的化学方程式：
①
。
与
②
CO2水溶液反应的化学方程式：
。
（3）用途：黏合剂(矿物胶)、防腐剂和耐火阻燃材料。
得分速记
（1）Na2SiO3的水溶液是一种黏合剂，是制备硅胶和木材防火剂等的原料；Na2SiO3易与空气中的CO2、
H2O 反应，要密封保存。
（2）可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡胶塞。
考向1 考查硅、二氧化硅的性质及其应用
例1 （2025·广东汕头·三模）化学创造美好的生活。下列化学性质、实际应用和对应关系不正确的是
选
项
化学性质
实际应用
A
维生素C 具有强还原性
用维生素C 可做
中毒的急救药
B
聚乳酸可在自然界中生物降解
用聚乳酸制造环保包装材料
C
是酸性氧化物
可用作光导纤维
D
硫酸铝可与小苏打反应
泡沫灭火器灭火
A．A
B．B
C．C
D．D
【变式训练1——变题型】（24-25 高三上·天津南开·期末）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均
能实现的是
A．
B．
C．
D．
【变式训练2——变考法】（24-25 高三上·山东济宁·期中）到2025 年，乡村建设要取得实质性的进展。建
设美丽乡村，守护中华家园，化学在乡村振兴中发挥着重要作用。下列说法错误的是
A．乡村千家万户通光纤，光纤的主要材质为
B．乡村实现公路村村通户户通，生产水泥的主要原料是石灰石和黏土
C．公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆，与潮湿空气隔绝可防止钢铁腐蚀
D．燃煤脱硫可有效地减少空气污染，且有利于实现碳达峰、碳中和
“
”
【变式训练3——
】2023 年，墨子巡天望远镜入选全国重大科技成就，墨子巡天望远镜是
“
”
“
”
中科大和中科院紫金山天文台联合研制的大视场光学成像望远镜，由望远镜框架、聚焦镜片、望远镜圆顶
台址和图像数据储存分析四部分组成。下列说法不正确的是
A．望远镜框架用到多种金属材料
B．聚焦镜片的成分只含有二氧化硅
C．建设台址所用的水泥属于传统硅酸盐材料
D．数据储存分析所用电脑芯片的主要原料是硅
思维建
模
Si 及SiO2性质的特殊性归纳
(1)一般情况下，非金属元素单质的熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石的熔、沸点高，硬度大，
其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
(2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
(3)Si 的还原性强于C，但C 在高温下能还原出Si：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。
(4)非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，
且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
(6)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的熔、沸点很高。
(7)酸性氧化物一般与水反应生成相应的酸，但SiO2不溶于水也不与水反应。
(8)酸性氧化物一般不与酸发生反应，但SiO2能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
考向2 考查硅的制备
例2 （2025·湖北武汉·模拟预测）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
中每生成
②
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
【变式训练1——变载体】（2025·山西·二模）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，其原理示意图如下：
下列说法正确的是
A．步骤
中得到粗硅的化学方程式：
①
B．已知
中H 元素化合价为
，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
【变式训练2——变考法】（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
设
为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．反应
中，每消耗
②
1 mol Si，转移的电子数为
B．反应
中，每生成
①
1 mol Si，得到
个
C．1 mol 晶体硅中含共价键数为
D．反应
中，每消耗
③
，生成1 mol Si
【变式训练3——
】（2025·全国·模拟预测）从沙滩到用户是指半导体工业中，从沙子中
“
”
(主
要成分是
)提取粗硅，加工成高纯硅，最终制成电子产品的过程，具体原理如下。已知电负性：
，下列说法正确的是
A．步骤
的反应为
①
，说明碳的非金属性比硅强
B．整个过程中只有
可以循环利用
C．步骤
中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为
③
D．
与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为
考向3 考查硅酸、硅酸盐的性质及其应用
例3 （24-25 高三上·河南新乡·期中）中华文明源远流长，文物记载着历史的灿烂成就。下列文物的主要
成分为硅酸盐的是
A．仰韶文化彩陶盆
B．故宫大理石螭
首
C．鎏金铜缸
D．水晶杯
A．A
B．B
C．C
D．D
【变式训练1——变载体】（24-25 高三上·四川·期末）下列关于硅酸的叙述，错误的是
A．硅酸是一种很弱的酸
B．硅酸可由二氧化硅与水反应制得
C．硅酸不稳定,加热脱水会生成二氧化硅
D．硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得
【变式训练2——变考法】（2025·河南·二模）张骞凿通西域，诞生了丝绸之路。丝绸之路交流的下列产品
中主要成分属于硅酸盐的是
A．茶叶
B．纸张
C．铁器
D．陶器
【变式训练3——
】（2025·湖北·三模）中国紫是目前被确认的出现于工业社会以前的最早的
“
”
人造颜料之一，这种颜色被大量应用于兵马俑的衣物上色，其化学成分为BaCuSi2O6。下列有关中国紫说
法错误的是
A．Ba 元素的焰色为黄绿色
B．Cu 元素的化合价为+2
C．该物质属于硅酸盐材料
D．其结构中一个Si 周围连接3 个O
考点三 无机非金属材料
知识点1 传统无机非金属材料
1.传统硅酸盐材料
水泥
玻璃
陶瓷
原料
石灰石、黏土
石灰石、纯碱、石英砂
黏土
主要
成分
硅酸二钙(2CaO·SiO2)
硅酸三钙(3CaO·SiO2)
铝酸三钙
(3CaO·Al2O3)
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
含水的铝硅酸盐
2.传统硅酸盐材料的制备
(1)陶瓷
陶瓷以黏土为主要原料，经高温烧结而成的。主要成分为含水的铝硅酸盐。
(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。
得分速记
硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是黏土，水泥和玻璃的共同原料是石灰石。
知识点2 新型无机非金属材料
1.高温结构陶瓷，如SiC、BN、Si3N4、Al2O3等。
2.碳纳米材料
（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。
（3）碳纳米材料的结构特点与应用
结构特点
应用
富勒烯
是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
可以看成是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、电池和传感器等
石墨烯
只有一个碳原子直径厚度的单层石墨
用于光电器件、超级电容器、电池和复合
材料
（4）特殊功能的含硅材料
碳化硅共价晶体，具有金刚石结构，可用作磨料。
①
含硅元素
②
4%的硅钢具有导磁性。
考向1 考查传统无机非金属材料
例1 34．（2025·河北张家口·二模）下列关于博物院馆藏文物的说法正确的是
A．春秋龙纹人字形玉佩的主要成分是二氧化硅
B．西汉铜错金银承弓器的主要成分属于无机非金属材料
C．宋海棠花式玛瑙碗的主要成分是碳酸钙
D．明宣德青花缠枝莲纹碗的主要成分是硅酸盐
【变式训练1——变载体】（2025·河北·模拟预测）沈阳博物馆馆藏丰富，涵盖多个历史时期和多种文物类
型。下列文物中主要由无机非金属材料制成的是
A．辽代金面具
B．清石青缎彩绣平金团龙
衮服
C．辽白釉鸡冠壶
D．青铜短剑
A．A
B．B
C．C
D．D
【变式训练2——变考法】（2025·广东湛江·二模）传承文化遗产，飞扬华夏风采，中华文物传承华夏文
“
”
明，下列文物中主要由金属材料制成的是
A．秦兵马
俑
B．人面鱼纹陶
盆
C．西周利簋
D．击鼓说唱
俑
A．A
B．B
C．C
D．D
【变式训练3——
】（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
考向2 考查新型无机非金属材料
例2 （2025·湖南岳阳·模拟预测）化学促进我国航空航天事业不断蓬勃发展。下列有关说法正确的是
A．北斗系统芯片的主要成分为二氧化硅
“
”
B．隐形涂料中的纳米氧化钨材料属于新型有机材料
C．天和核心舱推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型金属材料
“
”
D．火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为Fe2O3
【变式训练1——变载体】（2025·内蒙古乌兰察布·二模）内蒙古包头市被誉为中国绿色硅都，科技的发
“
”
展离不开化学材料的助力，下列表述错误的是
A．新型陶瓷、碳纳米材料、硅和二氧化硅均属于新型无机非金属材料
B．飞船搭载的太阳电池翼中将太阳能转化为电能的材料的主要成分是二氧化硅
C．量子通信材料螺旋碳纳米管与金刚石互为同素异形体
D．传统陶瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成
【变式训练2——变考法】（2025·宁夏银川·一模）化学助力科学高质量发展，下列对科学成果的描述错误
的是
A．5G 技术中使用的光导纤维不与任何酸碱反应
B．耐高温的碳化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
C．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯互为同素异形体
D．月壤中的嫦娥石，其主要成分
“
”
属于无机盐
【变式训练3——
】（2025 届·广东汕头·一模）宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿
上10 公斤重的航天服,我国宇航员的航天服是由我国科学家研制的新型连续纤维增韧航空材料做成的
“
”
,主
要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。
下列相关叙述错误的是
A．它耐高温、抗氧化
B．它比钢铁轻，但质地较脆
C．它没有固定熔点
D．它是一种新型无机非金属材料
1．（2022·福建卷）福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用
和改性的
基催化剂，可打通从
合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是
A．草酸属于无机物
B．
与石墨互为同分异构体
C．
属于过渡元素
D．催化剂通过降低焓变加快反应速率
2．（2021·福建卷）室温下，下列各组离子一定能与指定溶液共存的是
A．
的
溶液：
、
、
、
B．
的
溶液：
、
、
、
C．
的
溶液：
、
、
、
D．
的
溶液：
、
、
、
3．（2021·福建卷）催化剂
(Ⅱ)的应用，使
电池的研究取得了新的进展。
电池结构
和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。
下列说法错误的是
A．
电池可使用有机电解液
B．充电时，
由正极向负极迁移
C．放电时，正极反应为
D．
、
、
和C 都是正极反应的中间产物
4．（2024·福建卷）
是制造多晶硅的原料，可由
和
耦合加氢得到，相关反应如下：
．
Ⅰ
．
Ⅱ
．
Ⅲ
(1)生成
的总反应：
Ⅳ．
(2)体系达到平衡状态且其他条件不变时：
压缩平衡体系体积，重新达到平衡后物质的量分数增大的组分为
①
。(填标号)
a．
b．
c．
d．
反应温度升高不利于提高平衡时产物
②
选择性的原因是 。
(3)在压强为
的恒压体系中通入
和
，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度
变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：
为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的
量分数×总压。
图中
①
n 代表的组分为 。(填化学式)
②
时，反应
的平衡常数
Ⅲ
。(列出计算式)
③
时，
的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为
。(列出计算式)
(4)
下、其他条件相同时，用
和
分别催化上述反应，一段时间内
的转化率如下表
所示。(产物
选择性均高于98.5%)
催化剂
的转化率/%
7.3
14.3
22.3
使用不同催化剂时，反应Ⅳ的
①
催化剂
催化剂(填“>”“<”或“=”)；反应Ⅳ的活化能：
催化剂
催化剂(填“>”“<”或“=”)。
使用
②
催化剂，初始投料
该段时间内得到
，则
的选择性
。(列出计算式)
5．（2022·福建卷）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含
和
等)
提铝的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“浸出时适当升温的主要目的是
”
，
发生反应的离子方程式为 。
(2)“浸渣的主要成分除残余
”
外，还有 。实验测得，
粉煤灰(
的质量分数为
)经
浸出、干燥后得到
浸渣
“
”(
的质量分数为
)，
的浸出率为 。
(3)“沉铝时，体系中三种物质的溶解度曲线如下图所示，加入
”
沉铝的目的是 ，沉铝的最佳
“
”
方案为 。
(4)“焙烧时，主要反应的化学方程式为
”
。
(5)“水浸后得到的滤液
”
“
2”可返回 工序循环使用。
6．（2022·福建卷）某兴趣小组设计实验探究
，催化空气氧化
的效率。回答下列问题：
步骤Ⅰ 制备
在通风橱中用下图装置制备
(加热及夹持装置省略)，反应方程式：
(1)装置A 中盛放甲酸的仪器的名称是 。
(2)从B、C、D 中选择合适的装置收集
，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
将
通入新制银氨溶液中，有黑色沉淀生成。
(3)该反应的化学方程式为 。
步骤Ⅲ 探究
催化空气氧化
的效率
将一定量
与空气混合，得到
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
，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
。
能证明
①
被空气氧化的现象是 ；
②
被催化氧化的百分率为 ；
若未通入氮气，
的结果将
③
②
(填偏大
偏小或无影响
“
”“
”
“
”)。
(5)探究气体与催化剂接触时长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
装置存在的不足之处是
Ⅲ
。
7．（2021·福建卷）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含
，
还有
、
的化合物及
等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。
回答下列问题：
(1)“焙烧产生的气体用
”
吸收后可制取氮肥。
(2)“浸出时，
”
转化为
。提高单位时间内钼浸出率的措施有 (任写两种)。温度对
内
钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过
后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大量
蒸发，导致 。
(3)“净化时，浸出液中残留的
”
、
转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中
和pH 的关系为：
。为了使溶液中的杂质离子浓度小于
，应控制溶液的pH 不小于 。
(已知：
；
和
的
分别为35.2 和17.2)
(4)“净化后，溶液中若有低价钼
”
(以
表示)，可加入适量
将其氧化为
，反应的离子方程式
为 。
(5)“沉淀时，加入
”
的目的是 。
(6)高温下用
还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为 。【已知：(NH4)2Mo4O13受
热分解生成
】
8．（2021·福建卷）类石墨相氮化碳(
)作为一种新型光催化材料，在光解水产氢等领域具有广阔的
应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S 等)能提高其光催化活性。
具有和石墨相似的层状结构，
其中一种二维平面结构如下图所示。
回答下列问题：
(1)基态C 原子的成对电子数与未成对电子数之比为 。
(2)N、O、S 的第一电离能( )大小为
，原因是 。
(3)
晶体中存在的微粒间作用力有 (填标号)。
a.非极性键 b.金属键 c.π 键 d.范德华力
(4)
中，C 原子的杂化轨道类型 ，N 原子的配位数为 。
(5)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N 原子(图中虚线圈所示)被O 原子代替，形成O 掺杂的
。
的化学式为 。
