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2023——2024 年解密高考化学大一轮复习精讲案
第四章 非金属及其化合物
专题十五 无机非金属材料
第一板块 明确目标
课标要求
核心素养
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解碳、硅及其重要化
合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
2．结合实例认识碳、硅及其化合物性质的多样性，了解通过化学反应
可以探索物质性质、实现物质转化。
3．认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境
保护中的重要价值。
宏观辨识与微观探析
科学探究与创新意识
科学精神与社会责任
第二板块 夯实基础
1
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考点一 碳族元素 硅和二氧化硅
1．碳族元素概述
(1)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________。
(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____________。
②几种单质的结构特点
金刚石：____________空间网状结构；石墨：平面____________层状结构，C60是由60 个碳原子形成的足
球状分子晶体。
(3) 碳的氧化物
物质
CO
CO2
2
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物理性质
化学性质
还原性：
酸性氧化物的通性：
氧化性：
2．硅单质
3．二氧化硅
4.硅酸及硅酸盐
(1)硅酸的性质与用途
3
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(2)硅酸盐
①定义：由 、 和 元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
②表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，常用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成
，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成 。
③硅酸钠(Na2SiO3)
白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称
☑
，有 ，水溶液显 性。
与较强的酸反应，如与盐酸反应的化学方程式为
☑
；与 CO2 水溶液反应的化
学方程式为 。
用途：黏合剂
☑
(矿物胶)，耐火阻燃材料。
考点二 无机非金属材料
1．常见硅酸盐材料比较
水泥
玻璃
陶瓷
生产原料
石灰石、黏土
纯碱、石灰石、石英
黏土
主要设备
水泥回转窑
玻璃窑
陶瓷窑
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)特殊功能的含硅材料
①碳化硅共价晶体，具有金刚石结构，可用作磨料。
②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。
4
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考点一 碳族元素 硅和二氧化硅
1. 人们的生活、生产与化学息息相关，下列说法正确的是( )
A. 复旦大学研究的能导电、存储的二维材料二硫化钼是一种新型有机功能材料
B. 中国天眼用到碳化硅、芯片用到高纯硅、石英玻璃用到硅酸盐
C. 中国歼−20上用到的氮化镓材料是当做金属合金材料使用的
D. 石墨烯弹性气凝胶制成的碳海绵可用作处理原油泄漏的吸油材料
2. 能实现下列物质间直接转化的元素是( )
单质→
+O2氧化物→
+ H 2O
酸或碱
→
+ NaOH
HCl
或
盐。
A. 硅
B. 硫
C. 铜
D. 铁
3. 下列有关物质性质与用途具有对应关系正确的是( )
A. N a2O2吸收C O2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂
B. ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
C. SiO2硬度大，可用于制造光导纤维
D. N H 3易溶于水，可用作制冷剂
4. 紫水晶在西方国家代表着“爱的守护石”，其主要成分SiO2属于( )
A. 碱性氧化物
B. 酸性氧化物
C. 碱
D. 盐
5. 硅及其化合物在材料领域中应用广泛．下列叙述正确的是( )
A. 晶体硅可做光导纤维
B. SiO2可做计算机芯片
C. SiO2可与水反应制备硅胶
D. 玻璃、水泥、陶瓷都是硅酸盐产品
6. 多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制晶的主要原料。已知多晶硅第
三代工业制取流程如图所示：
5
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下列说法错误的是( )
A. Y 、Z分别为H 2、C l2
B. 制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅，在该副反应中，氧化剂与还原剂的物质的量
之比为1：1
C. SiHC l3极易水解，其完全水解的产物为H 2SiO3、H 2、HCl，据此推测SiHC l3中硅元素的化合价为
+2价
D. Y 与SiHC l3制备多晶硅的反应属于置换反应
考点二 无机非金属材料
1. 中国是瓷器的故乡，钧瓷是宋代五大名窑瓷器之一，以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下
列关于陶瓷的说法正确的是( )
A. 高品质的白瓷晶莹剔透，属于纯净物
B. 瓷器中含有大量的金属元素，因此陶瓷属于金属材料
C. 氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料
D. “窑变”是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色的变化
2. 《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂黏土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，
则堆积窖中燃薪举火”，“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是( )
A. 黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料
B. “燃薪举火”使黏土发生复杂的物理化学变化
C. 沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
D. 烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦
3. 化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关，下列有关说法正确的是( )
A. 中国天眼FAST用到的高性能碳化硅是一种新型的有机高分子材料
B. 中国华为自主研发的5G芯片巴龙5000的主要材料是Si
C. 现代科技已经能够拍到氢键的“照片”，直观地证实了水分子间的氢键是一个水分子中的氢原子与另
一个水分子中的氧原子间形成的化学键
D. 用铜片制成的“纳米铜”具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧，说明“纳米铜”的还原性比铜
片更强
4. 中华优秀传统文化涉及到很多的化学知识。下列有关说法不正确的是( )
A. “自古书契多编以竹简，其用缣帛者(丝质品)谓之为纸”，这里的纸主要成分为纤维素
B. 中国蓝是古代人工合成的蓝色化合物，其化学式为BaCuSi4O10，可改写成BaO⋅CuO⋅4 SiO2
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C. 东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞的描述：“……得火则飞，不见埃尘，将欲制之，黄芽为根。”
这里的黄芽是指硫
D. 《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”。这里的瓦属于传统无机非
金属材料，主要成分为硅酸盐
5. 化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法不正确的是( )
A. “水乳交融，火上烧油”前者包含物理变化，而后者包含化学变化
B. 制作宇航员航天服的聚酯纤维不属于新型无机非金属材料
C. “霾尘积聚难见路人”，雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应
D. 为防止中秋月饼等富脂食品因被氧化而变质，常在包装袋中放入生石灰或硅胶
6. 工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法 不正确的是( )
A. 铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、C O2气体、冰晶石
B. 石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应
C. 制粗硅时，被氧化与被还原的物质的物质的量之比为2：1
D. 黄铜矿(CuFe S2)与O2反应产生的C u2S、FeO均是还原产物
第三板块 真题演练
1. （2023·湖北）工业制备高纯硅的主要过程如下：
7
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石英砂→
❑
❑
粗硅→
❑
❑
SiHC l3→
❑
❑
高纯硅
下列说法错误的是
A. 制备粗硅的反应方程式为
B. 1molSi含Si−Si键的数目约为4×6.02×10
23
C. 原料气HCl和H 2应充分去除水和氧气
D. 生成SiHC l3的反应为熵减过程
2. （2023·广东） “高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是 ( )
A.九霄环佩木古琴
B.裴李岗文化骨笛
C.商朝后期陶埙
D.曾侯乙青铜编钟
3. （2023·广东）建设美丽乡村，守护中华家园，衣食住行皆化学。下列说法正确的是( )
A. 千家万户通光纤，光纤的主要材质为Si
B. 乡村公路铺沥青，沥青属于天然无机材料
C. 美容扮靓迎佳节，化妆品中的甘油难溶于水
D. 均衡膳食助健康，主食中的淀粉可水解为葡萄糖
4、（2022·浙江）下列说法不正确的是( )
A. 晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维
B. 高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明
C. 氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料
D. 用石灰右
石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏
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5
、
（
2022·
湖
南
）
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
6、（2022·广东）广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐
制成的是( )
文物
选项
A.南宋鎏金饰品
B.蒜头纹银盒
C.广彩瓷咖啡杯
D.铜镀金钟座
7、（2019·新课标卷Ⅲ）化学与生活密切相关。下列叙述错误的是( )
A. 高纯硅可用于制作光感电池
B. 铝合金大量用于高铁建设
C. 活性炭具有除异味和杀菌作用
D. 碘酒可用于皮肤外用消毒
8、（2021·浙江）铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道
如图，其
骨架的基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体，化学组成可表示为
代表金属离子。下列推测不正确的是（
）
A. 常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛
B. 若
，则
为二价阳离子
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C. 调节
硅铝比的值，可以改变分子筛骨架的热稳定性
D. 分子筛中的笼状空穴和通道，可用于筛分分子
9、（2020·北京）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是( )
A. “天宫二号”航天器使用的质量轻强度高的材料
钛合金
B. “北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料
砷化镍
C. “长征五号”运载火箭使用的高效燃料
液氢
D. “
”飞机身使用的复合材料
碳纤维和环氧树脂
10、（2021·重庆）“垃圾分类记心上，魅力山城新时尚”，下列可回收物中，主要成分为无机非金属材料
的是( )
A.
普通玻璃
B.
不锈钢锅
C.
矿泉水瓶
D.
棉麻织物
11、（2021·福建）建盏是久负盛名的陶瓷茶器，承载着福建历史悠久的茶文化。关于建盏，下列说法错误
的是( )
A. 高速烧结过程包含复杂的化学变化
B. 具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点
C. 制作所用的黏土原料是人工合成的
D. 属硅酸盐产品，含有多种金属元素
12、（2020·浙江）
是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是( )
A. 可发生反应：
B. 具有吸水性，需要密封保存
C. 能与
反应生成新盐
D. 与足量盐酸作用，所得固体产物主要为
13、（2020·浙江）下列说法不正确的是( )
A. 二氧化硅导电能力强，可用于制造光导纤维
B. 石灰石在高温下可用于消除燃煤烟气中的
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C. 钠着火不能用泡沫灭火器灭火
D. 利用催化剂可减少汽车尾气中有害气体的排放
第四板块 模拟提升
1. 祝融号火星车主体部件采用新型铝基碳化硅材料制造。铝基碳化硅材料属于（ ）
A. 金属材料
B. 无机非金属材料C. 有机合成材料
D. 复合材料
2. 下列说法不正确的是（ ）
A. 熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带
B. 碳酸钠是一种大宗化学品，可用作食用碱或工业用碱
C. 大兴机场航站楼顶部镶嵌八百块玻璃，玻璃属于新型无机非金属材料
D. N a2O2、活性炭都可用于防毒呼吸面具，但两者的应用原理不同
3. N a2SiO3应用广泛，下列说法不正确的是( )
A. Si元素位于周期表p区
B. N a2SiO3属于强电解质
C. N a2SiO3的水溶液俗称水玻璃
D. 存放N a2SiO3溶液的试剂瓶可以用玻璃塞
4. 下列物质之间的转化都能一步实现的是( )
A. Si→SiO2→H 2SiO3→N a2SiO3
B. Al→A l2O3→Al(OH )3→NaAlO2
C. N 2→N H 3→NO→N O2→HN O3→N O2
D. S→SO3→H 2SO4→SO2→N a2SO3→N a2SO4
5. 下列有关物质用途的说法正确的是（ ）
A. 氢氟酸具有强酸性，可用于刻蚀玻璃
B. 生石灰、铁粉、硅胶是食品包装中常用的干燥剂
C. 硫铁矿(主要成分为Fe S2)主要用于工业制硫酸，其矿渣可用于炼铁
D. 工业上用焦炭在高温下还原SiO2制取粗硅：SiO2+C
Si+C O2↑
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6. 劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是（ ）
选项
劳动项目
化学知识
A
科学家利用硅制作各种芯片
硅是半导体
B
工人在火药中添加金属的化合物制作烟花
部分金属元素有特殊焰色
C
面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包
NaHC O3溶液显碱性
D
工程师用绿矾处理工业废水中有毒的
C r2O❑7
2−
F e
2+有很强的还原性
7. 近年来，我国的航天技术发展迅速，天宫、天和、天问、神舟等体现了中国的强大科技力量，下列成
果所涉及的材料为金属材料的是 ( )
A.“天宫二号”航天器
使用的材料— —钛合
金
B.“天和号”使用的柔性
太阳电池阵的材料— —
砷化镓
C.“天问一号”火星车使
用的热控材料— —纳米
气凝胶
D.“神舟十三号”飞船返回舱
使用的耐高温材料— —酚醛
树脂基低密度材料
8. 下列说法正确的是（ ）
①C H 3COONa、BaSO4都是强电解质；②陶瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐材料；③合成纤维、光导
纤维都是有机高分子化合物；
0.1
④
mol⋅L
−1 NaOH溶液与0.1mol⋅L
−1Ba(OH )2溶液的pH相同；⑤适
量C O2分别通入饱和碳酸钠溶液和澄清石灰水中，都会出现浑浊。
A. ①②④
B. ①②⑤
C. ②③⑤
D. ③④⑤
9. 化学是现代生产、生活与科技的中心学科之一，下列与化学有关的说法正确的是( )
A. “神舟十一号”飞船使用的半导体材料GaAs可用SiO2代替
B. 羊毛织品水洗后会变形与氢键有关
C. 制造医用口罩和防护服的主要原材料是聚丙烯( PP)，聚丙烯与聚乙烯互为同系物
D. 某雨水样品采集后放置一段时间，pH由4.6变为4.2是因为溶液中SO3
2−发生水解
10. 国家科技实力的发展离不开化学材料的助力。下列关于材料科学的说法正确的是( )
A. 我国自主研发的JD−1紫外光固化树脂属于新型无机非金属材料
B. 制作宇航服常用的材料有聚酯膜、聚四氟乙烯等，聚四氟乙烯与溴水可以发生加成反应
C. 盛放新冠疫苗的硼硅玻璃瓶含有的N a2O⋅B2O3⋅SiO2是一种复杂的氧化物
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D. C 919国产大飞机风挡结构部分使用的有机玻璃属于有机高分子材料
11. 硅酸盐是地壳岩石的主要成分，在硅酸盐中，四面体SiO4
4−(如图甲为俯视投影图)通过共用顶角氧原
子可形成六元环(图乙)、无限单链状(图丙)、无限双链状(图丁)等多种结构。石棉是由钙、镁离子以离子数
1：3的比例与单链状硅酸根离子形成的一种硅酸盐。下列说法不正确的是 ( )
A. 大多数硅酸盐材料硬度高与硅氧四面体结构有关
B. 六元环的硅酸盐阴离子化学式(SiO3)6
12−
C. 石棉的化学式为CaM g3 Si4O12
D. 双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为2：5
12. 陶瓷版“冰墩墩”和“雪容融”均产自中国陶瓷之乡— —福建德化县。德化陶瓷早在宋元时期就是
“海上丝绸之路”的重要出口商品。下列说法不正确的是（ ）
A. 陶瓷、玻璃和水泥均属于传统无机非金属材料
B. 陶瓷版“冰墩墩”上黑色涂料的主要成分为F e2O3
C. 高温结构陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐磨蚀等优良性能
D. 陶瓷是以黏土及天然矿物岩为原料，经加工烧制而成
13. 科技改变生活。下列说法正确的是( )
A. 用于医疗领域的Ti−∋¿形状记忆合金属于金属化合物
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B. 新型人工智能芯片“天机芯”的主要成分和光导纤维相同
C. 问天实验舱的太阳翼是一种将太阳能转化为电能的原电池装置
D. 降噪减震材料丁基橡胶属于有机高分子材料
14. 2022年目前世界上最大的常规动力航母“福建舰”正式下水，下列说法不正确的是（ ）
A. “福建舰”携带用的航空煤油和柴油主要成分为烃
B. 防腐涂料中使用的石墨烯为乙烯的同系物
C. 航母信息系统上大量使用光导纤维，光导纤维的主要成分是SiO2
D. 航母配置了先进的电磁弹射装置可使舰载机快速起飞，电能属于二级能源
15. 2022年我省重点建设计划超额完成任务。下列相关说法错误的是( )
A. 第6代半导体显示器件使用的半导体材料是SiO2晶体
B. 耐水药用玻璃(由石英砂、纯碱、方解石等原料制得)属于硅酸盐材料
C. 新冠灭活疫苗应冷藏保存
D. 电动汽车使用的锂电池属于二次电池
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