新高考化学一轮复习考点培优讲义专题04 碳、硅及无机非金属材料（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考化学一轮复习考点培优讲义专题04 碳、硅及无机非金属材料（2份，原卷版+解析版），文件包含132与三角形有关的线段初中数学八年级上册同步讲义人教版2024原卷版docx、132与三角形有关的线段初中数学八年级上册同步讲义人教版2024解析版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共32页， 欢迎下载使用。
\l "_Tc1740838937" 1.高考真题考点分布 PAGEREF _Tc1740838937 \h 2
\l "_Tc962807431" 2.命题规律及备考策略 PAGEREF _Tc962807431 \h 2
二、 \l "_Tc615212672" 培优讲练 PAGEREF _Tc615212672 \h 3
\l "_Tc241650370" 考点01 碳及其重要化合物物3
\l "_Tc1465440675" 考向01 考查碳及其化合物的性质和应用5
\l "_Tc171477282" 考向02 考查CO2与碱反应图像分析6
\l "_Tc171477282" 考向03 考查有关碳族元素的价类二维图7
\l "_Tc171477282" 考向04 考查碳元素在自然界中的循环7
\l "_Tc1964386124" 考点02 硅及基化合物10
\l "_Tc301662382" 考向01 考查硅单质的性质和用途14
\l "_Tc301662382" 考向02 考查二氧化硅的性质和用途14
\l "_Tc301662382" 考向03 考查硅的制备15
\l "_Tc171477282" 考向04 考查硅酸的性质及其应用15
\l "_Tc171477282" 考向05 考查硅酸盐的性质及其应用16
\l "_Tc1964386124" 考点03 无机非金属材料20
\l "_Tc301662382" 考向01 考查传统无机非金属材料的分类和应用21
\l "_Tc1978247354" 考向02 考查新型无机非金属材料的分类和应用22
\l "_Tc1433897649" 好题冲关23
\l "_Tc456300109" 基础过关23
\l "_Tc144623712" 题型01 硅单质的性质及应用23
\l "_Tc144623712" 题型02 硅的制备26
\l "_Tc144623712" 题型03 二氧化硅的性质及应用31
\l "_Tc144623712" 题型04 硅酸及硅酸盐的性质及应用35
\l "_Tc144623712" 题型05 无机非金属材料39
\l "_Tc407021787" 能力提升43
\l "_Tc1079758414" 真题感知50
高考真题考点分布
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
从命题题型和内容上看，本讲知识的特点是繁杂，涉及的化学反应多，物质间的转化关系多样。注意Si、SiO2在现代科技中的应用经常以选择题形式出现，随着新能源、新材料、新工艺的发展应用，对碳硅及其化合物性质和应用的考查有逐渐增多的趋势，已成为高考考查的热点。
【备考策略】
1、了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。
2、了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境的影响。
3、通过从材料组成和性质的角度对生活中常见的无机非金属材料进行分析，并能科学合理地使用。
【命题预测】
预计高考命题仍然会以生活、生产、实际应用为背景，突出C、Si及其重要化合物的性质及应用，题型延续选择题、填空题、综合推断题及实验探究题的形式，结合能源、环保等，以新材料、新工艺为载体，考查碳、硅及其化合物的晶体结构、性质及应用，以检测考生理论联系实际、运用化学理论解决实际问题的能力和将化学成果应用于生产、生活的意识。
考点01 碳及其重要化合物
1、碳单质
(1)碳单质的存在形式：自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，碳单质主要有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯(C60)，它们互为同素异形体
(2)金刚石、石墨、足球烯(C60)空间结构及物理性质
【易错提醒】
1、碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似
2、同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应
(3)碳单质的化学性质
①与O2的反应(用化学方程式表示)：
a、O2不足：2C＋O2eq \(=====,\s\up11(点燃),\s\d4( ))2CO；
b、O2充足：C＋O2eq \(=====,\s\up11(点燃),\s\d4( ))CO2。
②与氧化物反应(用化学方程式表示)：
a、与CuO反应：2CuO＋C2Cu＋CO2↑(冶炼金属)；
b、与Fe2O3反应：Fe2O3＋3C2Fe＋3CO↑(冶炼金属)；
c、与CO2反应：CO2＋C2CO；
d、与水蒸气反应：C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤气)；
e、与SiO2反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制粗硅)；SiO2＋3CSiC＋2CO↑(制金刚砂)
③与强氧化性酸反应
a、与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
b、与浓硝酸反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
2、碳的氧化物
【易错提醒】
溶液中通入CO2气体产生沉淀的问题：向BaCl2或CaCl2溶液中通入CO2气体，由于盐酸的酸性比碳酸的强，不会产生BaCO3或CaCO3沉淀。
3、CO、CO2气体的除杂方法
【易错提醒】
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。
4、碳酸盐与碳酸氢盐的比较
5、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，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：
(1)CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3
(2)CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3或CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3
当CO2过量时，发生反应如下：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3
(3)CO2＋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
(4)CO2＋＋H2O―→＋NaHCO3
(5)CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3(CO2过量时)
CO2＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3(CO2少量时)
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1、在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。在该反应中，Mg的还原性强于C的还原性( )
2、将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2( )
3、非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4（ ）
4、12C、13C、14C是碳的三种同素异形体( )
【答案】1.√ 2.√ 3.√ 4.×
考向01 考查碳及其化合物的性质和应用
【例1】（2025·辽宁鞍山·一模）《天工开物》介绍了锌的冶炼方法：把炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼装入炼锌罐(如图所示)，泥封，“其底铺薪，发火煅红”，“冷定毁罐取出”。已知：锌的熔点为419℃，沸点为907℃。下列说法错误的是
A．反应区中，生成的气体只有CO2
B．冷凝区中，锌由气态转化为液态，理论上该区温度控制在419~907℃
C．“冷定”后取锌的原因是防止Zn在较高的温度下被氧化
D．炉甘石炼锌法中，气体的生成有利于该还原过程的发生
【答案】A
【详解】A．反应区中，炉甘石(ZnCO3)受热分解会生成ZnO和CO2，同时煤饼中的碳会与生成的CO2在高温下反应生成CO，CO还原ZnO生成Zn和CO2，所以生成的气体中不仅有CO2，还有CO，A错误；
B．锌的熔点为419℃，沸点为907℃，冷凝区中，锌由气态转化为液态，则理论上该区温度控制在419~907℃，B正确；
C．锌在较高温度下容易被空气中的氧气氧化，“冷定”后温度降低，锌的化学性质相对稳定，所以“冷定”后取锌的原因是防止Zn在较高的温度下被氧化，C正确；
D．炉甘石炼锌法中，煤饼中的碳会与ZnCO3分解产生的CO2在高温下反应生成CO，CO可将ZnO还原为Zn，所以还原性气体CO的生成有利于该还原过程的发生，D正确；
故选A。
考向02 考查CO2与碱反应图像分析
【例2】（2025·广东河源·调研）已知结合H+的能力OH->，将0.01 ml NaOH和0.01 ml Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 ml·L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是
B．
C． D．
【答案】C
【详解】对NaOH和Na2CO3混合配成的溶液，盐酸加入初期，先发生NaOH+HCl=NaCl+H2O（消耗HCl 0.01 ml，体积0.1 L），此阶段无CO2生成；随后再发生Na2CO3+HCl=NaHCO3+ NaCl（消耗HCl 0.01 ml，体积0.1 L）即从0-0.2L图像应无气体产生，最后一个阶段发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O（消耗HCl 0.01 ml，体积0.1 L），CO2从0增至0.01 ml，0.3 L HCl后CO2量不变。C项图像符合此过程；
故答案选C。
【思维建模】
二氧化碳与碱反应图像题解题步骤
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、阶段划分
①区域A（0≤n(CO2)/n(NaOH)H+(水)；
②常温下溶度积常数：Ksp(NiS)=1.07×10-21、Ksp(CuS)=1.27×10-36。
(1)步骤①中焦炭和石英也可用于工业制粗硅，则工业制粗硅化学反应为 ；炉气使酸性高锰酸钾溶液褪色的离子方程式为 。
(2)步骤⑥以MS(含CuS)作阳极、NiSO4溶液作电解液电解可在 极(填“阴”或“阳”)获得粗镍。粗镍的电解精炼需要将电解液的pH控制在2~5之间，下列有关说法错误的是 (填序号)。
A．防止溶液的酸性过强造成H+放电，在阴极生成H2
B．防止溶液的酸性过弱使Ni2+转化成Ni(OH)2沉淀
C．若溶液的pH丙>甲
B．原子半径：甲>乙>丙
C．最简单氢化物的沸点：乙>甲
D．丙与乙形成的二元化合物易溶于水和强碱溶液
【答案】C
【详解】A．同周期主族元素自左而右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，则非金属性：甲>丙，故A错误；
B．同周期主族元素自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，则原子半径：丙＞甲＞乙，故B错误；
C．甲的简单氢化物为氨气，乙的简单氢化物为水，常温下水是液态，氨气是气态，水的沸点高于氨气，因此最简单氢化物的沸点：乙>甲，故C正确；
D．丙与乙形成的二元化合物化合物是SiO2，SiO2不溶于水，故D错误；
故答案选C。
3．（2025·山西·模拟预测）下列操作或装置(部分夹持装置略)正确，且能达到实验目的的是
A．甲：熔融纯碱B．乙：制备少量(随开随取，随关随停)
C．丙：比较、的还原性强弱D．丁：检验溶液中是否含
【答案】C
【详解】A．瓷坩埚主要成分为SiO2，纯碱（）在高温下会与反应生成和，不能用瓷坩埚熔融纯碱，应使用铁坩埚，A错误；
B．乙装置中为粉末状固体，会通过带孔隔板孔隙，无法实现固体与液体分离，不能达到随开随取、随关随停的目的，B错误；
C．向溶液中通入，由于还原性＞，先氧化生成，被萃取后下层呈紫色，若过量再氧化生成Fe3+，上层溶液由浅绿色变为棕黄色，通过观察层是否先出现紫色，可比较与的还原性强弱，C正确；
D．检验需通过蓝色钴玻璃观察焰色，以排除黄色火焰的干扰，丁装置未使用蓝色钴玻璃，D错误；
故选C。
4．（2025·云南文山·模拟预测）下列化学反应方程式或离子方程式书写错误的是
A．焦炭与二氧化硅制备粗硅的反应：
B．硫酸氢钠溶液与少量亚硫酸钠溶液反应：
C．蔗糖水解反应：(蔗糖)(葡萄糖)(果糖)
D．溶液与等物质的量的反应：
【答案】D
【详解】A．焦炭与二氧化硅在高温下反应生成硅和一氧化碳，方程式书写正确，符合工业制备粗硅的反应原理，A正确；
B．硫酸氢钠在水中完全电离出H⁺，与少量亚硫酸钠反应时，H⁺与生成SO2和H2O，离子方程式正确，B正确；
C．蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，两者分子式均为C6H12O6，反应条件和产物书写正确，C正确；
D．FeI2中I-的还原性强于Fe2+，Cl2优先氧化I-。等物质的量时，Cl2仅够氧化全部I-，Fe2+未被氧化。正确反应应为：2I- + Cl2 = I2 + 2Cl-，D错误；
答案选D。
5．（2025·浙江·一模）物质结构决定性质，影响物质用途。下列结构或性质不能解释其用途的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【详解】A．氮化硼虽结构类似石墨，但电子基本上定域在氮原子上导致电子不能自由移动，无法导电，用途与结构矛盾，A符合题意；
B．硅胶具有多孔结构和比表面积大的特点，吸附能力强，适合用作食品干燥剂，结构能解释用途，B不符合题意；
C．乳酸分子中含有的羧基和羟基使其可以发生缩聚反应生成聚乳酸，聚乳酸可用于制备塑料，因聚乳酸中含有酯基，使其制备的塑料可降解，结构可解释其用途，C不符合题意；
D．甲醛分子中含有醛基，具有还原性和杀菌性，故可用于制作防腐剂，结构可解释其用途，D不符合题意；
故选A。
6．（2025·广西柳州·模拟预测）铍广泛用于航空航天、电子元件、导弹与武器制造等领域。一种以铍矿石(主要成分为Be2SiO4，还含有少量MnO等)为原料制备铍的工艺流程如图。
已知：①“烧结”时，未发生氧化还原反应；“烧结”后，Be、Mn元素分别转化成可溶性的Na2BeF4、Na2MnF4，其他元素以稳定的氧化物形式存在。
②铁冰晶石的成分为Na3FeF6。
回答下列问题：
(1)在元素周期表中，Be与Al处于对角线的位置，性质相似。下列叙述错误的是_______(填标号)。
A．Be只能与酸反应，不能与碱反应B．BeO具有高熔点，能耐酸碱腐蚀
C．常温下，BeCl2溶液的pH＜7D．BeCl2是共价化合物
(2)Na3FeF6中Fe的化合价为 。
(3)“烧结”时，不宜采用陶瓷类器材，原因是 。
(4)“沉铍”步骤中加入NaOH溶液调节pH为11，析出颗粒状的Be(OH)2，写出生成Be(OH)2的离子方程式： ；若加入的NaOH溶液过量，得到的含铍粒子是 (填离子符号)。
(5)焦炭还原法和镁还原法制铍单质都在氩气中进行，氩气的作用是 ；写出镁还原法的反应原理： 。
(6)BeO晶体是制备氟硼铍酸钾晶体的原料，其晶胞结构如图所示。若该晶体的密度为d g·cm-3，则晶胞参数a = nm(用含d、NA的代数式表示)。
【答案】(1)AB (2) (3)陶瓷中含有的二氧化硅会与碳酸钠反应
(4)
(5)保护Be和Mg不被氧化 BeO + MgMgO + Be (6)
【详解】（1）Be与Al处于对角线的位置，它们的性质相似；
A．Al与酸碱均反应，可知Be也与酸碱均反应，故A错误；
B．氧化铝的熔点高，可知氧化铍具有高熔点，与氧化铝类似，氧化铍既能与酸反应又能与碱反应，因此不耐酸碱腐蚀，故B错误；
C．氯化铝水解显酸性，可知常温时，BeCl2也可以水解使溶液的pH＜7，故C正确；
D．AlCl3是共价化合物，可知BeCl2也是共价化合物，D正确；
故选AB；
（2）中Na为+1价，F为-1价，根据化合价代数和为零可知Fe的化合价为+3；
（3）陶瓷中含有二氧化硅，高温时可以与碳酸钠反应，故“烧结”时不宜采用陶瓷类器材；
（4）沉铍时，溶液中的与NaOH反应生成Be(OH)2，反应的离子方程式为；Be(OH)2和Al(OH)3性质相似，能和足量NaOH溶液反应生成，含铍的离子为；
（5）焦炭还原法和镁还原法制铍单质都在氩气中进行，氩气的作用是防止空气与铍、镁反应，保护Be和Mg不被氧化；镁还原法制铍单质是用单质镁与BeO高温下反应生成Be和MgO，反应方程式为；
（6）设晶胞参数为anm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，该晶胞中，个数为，原子数为4，则BeO晶体的密度为 g·cm-3。
题型04 硅酸及硅酸盐的性质及应用
1．（2025·湖北黄石·二模）化学与生产、生活息息相关。下列说法错误的是
A．工业生产中一般采用400~500℃合成氨，原因之一是铁触媒在500℃左右时的活性最大
B．味精能增加食品的鲜味，是一种常用的增味剂，其主要成分为谷氨酸钠
C．水玻璃具有黏结力强、耐高温等特性，可用作黏合剂和防火剂，它是一种强电解质
D．锅炉水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，后用盐酸除去
【答案】C
【详解】A．工业一般选择400~500℃合成氨，原因之一是铁触媒在500℃左右时具有最大活性，A正确；
B．味精的主要成分为谷氨酸钠，它是一种鲜味剂，是生活中常用的增味剂，B正确；
C．水玻璃是硅酸钠的水溶液，它不能燃烧，可以用做木材防火剂，水玻璃既不是电解质也不是非电解质，C错误；
D．锅炉水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，将其转化为CaCO3，再用盐酸溶解除去，D正确；
故答案选C。
2．（2025·陕西·三模）下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A．在1.0ml∙L-1氯化钠溶液中：、、、
B．在1.0ml∙L-1氨水中：、、、
C．1.0ml∙L-1硫酸中：、、、
D．0.1ml∙L-1NaOH溶液中：、、、
【答案】D
【详解】A．在1.0ml∙L-1氯化钠溶液中，Fe3+与I-发生氧化还原反应，不能大量共存，A不符合题意；
B．氨水显碱性，会与Ag+、Cu2+反应，不能大量共存，B不符合题意；
C．1.0ml∙L-1硫酸中，H+与反应形成沉淀，不能大量共存，C不符合题意。
D．0.1ml∙L-1NaOH溶液中，、、、都不发生反应，能大量存在，D符合题意；
故选D。
3．（2025·山西·三模）化学与生活密切相关，下列说法正确的是
A．手机和电脑中的液晶是晶体的一种特殊物质状态，具有固定的熔沸点
B．燃煤中加入石灰石，可减少酸雨的形成和温室效应
C．“入窑一色，出窑万彩”的禹州钧瓷是中国名瓷之一，其主要原料是石灰石和黏土
D．飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料，属于共价晶体
【答案】D
【详解】A．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，没有固定的熔沸点，A错误；
B．燃煤中加入石灰石可减少SO2排放，从而减少酸雨，但石灰石分解会生成CO2，无法减少温室效应，B错误；
C．钧瓷属于陶瓷，主要原料是黏土，而石灰石是水泥的原料，C错误；
D．氮化硅（Si3N4）中原子通过共价键形成三维网状结构，属于共价晶体，具有耐高温特性，D正确；
故选D。
4．（2025·浙江·模拟预测）化合物A由两种元素组成，将A按如下流程进行实验。
请回答：
（1）组成A的两种元素是 ，A的化学式是 。
（2）溶液D与过量反应的离子方程式是 。
（3）某兴趣小组利用下面实验装置制备气体C，并探究气体C能否与溶液D反应产生白色胶状沉淀：
①装置A是气体C的发生装置，写出该装置中可能发生的化学方程式 ，简要描述检查装置A气密性的方法： 。
②该方案还缺少一个尾气吸收装置，下列吸收装置可以选用的是 。
A．B．C． D．
【答案】 、S 关闭活塞，往试管中加水至没过长颈漏斗下端，继续加水，若长颈漏斗中形成一段水柱且一段时间保持不变，则装置气密性良好 A
【详解】（1）根据以上分析可知组成A的两种元素是Si和S；G的物质的量是0.3ml，根据方程式2H2S+SO2＝3S↓+2H2O可知H2S是0.2ml，则A中硫元素的物质的量是0.2ml，质量是6.4g，所以Si的质量是9.2g－6.4g＝2.8g，物质的量是0.1ml，则A的化学式是SiS2。
（2）溶液D与过量反应生成硅酸和亚硫酸氢钠，反应的离子方程式是。
（3）①装置A是气体C的发生装置，该装置属于简易启普发生器，可利用硫化亚铁和稀硫酸反应制备，则该装置中可能发生的化学方程式为。装置A中有长颈漏斗，则检查装置A气密性的方法为关闭活塞，往试管中加水至没过长颈漏斗下端，继续加水，若长颈漏斗中形成一段水柱且一段时间保持不变，则装置气密性良好。
②硫化氢是酸性气体，可以用碱液吸收，长口进短口出，选择装置A。答案选A。
5．（2025·福建厦门·调研）高锰酸钾在工业中广泛用作氧化剂。以软锰矿(主要成分是，含有和等杂质)为原料制备高锰酸钾的工艺流程如图所示：
已知：①“焙烧”中有生成。②20℃时各物质的溶解度如下表。
下列说法错误的是
A．“焙烧”时，主要反应的化学方程式为
B．通入时，理论上生成的和的物质的量之比为1：2
C．若“焙烧”时加入的过量，则制得的中混有含元素的杂质
D．操作II为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，滤渣2的主要成分为
【答案】D
【详解】A. “焙烧”时，根据已知有生成，主要反应的化学方程式为，A项正确；
B. 根据工艺流程图可知，通入时，“焙烧”生成的反应得到、、，化学方程式为：理论上生成的和的物质的量之比为1：2, B项正确；
C. 若“焙烧”时加入的过量，也能与反应生成,通入后, 与反应生成沉淀，使制得的中混有含元素的杂质, C项正确；
D. 据表格中的溶解度，的溶解度远小于，所以、分离操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，滤渣2的主要成分为，D项错误；
答案选D。
6．（2025·辽宁鞍山·一模）十二钨硅酸在催化方面有重要用途。某实验小组制备十二钨硅酸晶体，并测定其结晶水含量的方法如下(装置如图，夹持装置省略)。
Ⅰ．将适量、加入三颈烧瓶中，加适量水，加热，溶解；
Ⅱ．持续搅拌下加热混合物至近沸，缓慢滴加浓盐酸至pH为2，反应30分钟，冷却；
Ⅲ．将反应液转至萃取仪器中，加入乙醚，再分批次加入浓盐酸，萃取；
Ⅳ．静置后液体分上、中、下三层，下层是油状钨硅酸醚合物；
Ⅴ．将下层油状物转至蒸发皿中，加少量水，加热至混合液表面有晶膜形成，冷却结晶，抽滤，干燥，得到十二钨硅酸晶体()。
资料显示：制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀。回答下列问题：
(1)仪器a中的试剂是 (填名称)。
(2)步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加的原因是 。
(3)下列仪器中，用于“萃取、分液”操作的有 (填名称)。
从下列选项选择合适操作(操作不重复使用)并排序： 。
c→_______→_______→e→d→f→_______。
a．检查旋塞、玻璃塞是否漏水
b．将溶液和乙醚转入分液漏斗并逐滴加入盐酸
c．涂凡士林
d．旋开旋塞放气
e．倒转分液漏斗，小心振荡
f．经几次振荡并放气后，将分液漏斗置于铁架台上静置
g．打开旋塞，向蒸发皿放出下层液体
(4)步骤Ⅴ中“加热”操作不能使用明火，原因是 。
(5)结晶水测定：称取m g十二钨硅酸晶体(，相对分子质量为M)，采用热重分析法测得失去全部结晶水时失重ω%，计算 (用含ω、M的代数式表示)。若样品未充分干燥，会导致n的值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)碱石灰(写“生石灰”或“CaO”也可)
(2)滴速过快可能导致反应体系局部pH过低产生沉淀 (3) 烧杯、分液漏斗 abg
(4)乙醚沸点低易挥发，明火加热易燃 (5) 偏大
【详解】（1）实验中使用浓盐酸，浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，为了防止氯化氢污染空气，仪器a中应盛装能吸收氯化氢气体的试剂，所以仪器a中的试剂是碱石灰(写“生石灰”或“CaO”也可)。
（2）步骤Ⅱ中，缓慢滴加浓盐酸至pH为2，资料显示：若反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀，所以浓盐酸需缓慢滴加，原因是：滴速过快可能导致反应体系局部pH过低产生沉淀。
（3）题给仪器中，用于“萃取、分液”操作的有烧杯、分液漏斗。
“萃取、分液”时，应：c．涂凡士林、a．检查旋塞、玻璃塞是否漏水、b．将溶液和乙醚转入分液漏斗并逐滴加入盐酸、e．倒转分液漏斗，小心振荡、d．旋开旋塞放气、f．经几次振荡并放气后，将分液漏斗置于铁架台上静置、g．打开旋塞，向蒸发皿放出下层液体。故合适操作(操作不重复使用)并排序为：c→a→b→e→d→f→g。
（4）乙醚的沸点低，且易燃，所以步骤Ⅴ中“加热”操作不能使用明火，原因是：乙醚沸点低易挥发，明火加热易燃。
（5）采用热重分析法测得失去全部结晶水时失重ω%，即结晶水的含量为ω%，由此可得：
，n=。若样品未充分干燥，则ω%增大，会导致n的值偏大。
题型05 无机非金属材料
1．（2025·甘肃白银·模拟预测）中国古代四大发明在科学发展史中占据了重要地位。下列说法正确的是
A．指南针的主要成分是氧化亚铁B．泥活字中的硅酸盐属于无机非金属材料
C．黑火药使用硝石作为还原剂D．造纸利用的树皮、麻头等原料属于合成高分子材料
【答案】B
【详解】A．指南针的磁性来源于Fe3O4，而非FeO，A错误；
B．硅酸盐材料（如陶瓷、玻璃）属于无机非金属材料，B正确；
C．硝石（KNO3）在反应中提供氧，是氧化剂，还原剂是木炭中的碳，C错误；
D．天然纤维素（如棉、麻、蚕丝等）属于天然高分子材料，合成高分子材料需人工合成（如塑料），D错误；
故选B。
2．（2025·辽宁丹东·二模）历史文物见证着人类文明的交流和发展。下列文物的主要成分不属于无机非金属材料的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【详解】A．黑龙江铜坐龙的主要成分是铜，属于金属材料，A正确；
B．吉林殷商红衣陶壶的主要成分是陶瓷，陶瓷属于无机非金属材料，B错误；
C．辽宁红山玉猪龙的主要成分是玉石，玉石属于无机非金属材料，C错误；
D．内蒙古天蓝釉紫斑碗的主要成分是陶瓷，陶瓷属于无机非金属材料，D错误；
故选A。
3．（2025·广东惠州·三模）中华文明源远流长。下列文物中主要材质属于天然有机高分子化合物的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【详解】A．青瓷莲花尊主要材质为陶瓷，陶瓷是无机非金属材料，不属于天然有机高分子化合物，A错误；
B．红木雕荷花蟹虫笔洗主要材质为木材，木材的主要成分是纤维素，纤维素是天然有机高分子化合物，B正确；
C．珍珠宝石凤冠中的珍珠主要成分是碳酸钙和有机质，宝石多为无机矿物质，主要材质不属于天然有机高分子化合物，C错误；
D．铜尊盘主要材质为铜合金，属于金属材料，不属于天然有机高分子化合物，D错误；
故选：B。
4．（2025·安徽马鞍山·二模）新材料的发明与制造，推动着人类社会的进步和发展。下列属于有机高分子材料的是
A．制作航天服的聚酯纤维B．氮化硼陶瓷基复合材料
C．制作半导体材料的硅D．制作深潜器的特种钛合金
【答案】A
【详解】A．聚酯纤维是由有机高分子化合物聚合而成，故聚酯纤维属于有机高分子材料，A符合题意；
B．氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料，B不符合题意；
C．制作半导体材料的硅单质属于非金属单质，故晶体硅属于新型无机非金属材料，C不符合题意；
D．制作深潜器的特种钛合金属于金属材料，故钛合金不属于有机高分子材料，D不符合题意；
故合理选项是A。
5．（2025·广东广州·三模）蛇年说蛇，下列与蛇有关的历史文物中，主要材质为有机高分子的是
A．三星堆青铜蛇B．清代白玉蛇形珮
C．战国彩绘漆木龙凤蛇纹圆盒D．汉代四神瓦当玄武
【答案】C
【详解】A．青铜蛇的主要材质为青铜，青铜是铜锡合金，属于无机金属材料，A不符合题意；
B．白玉蛇形珮的主要材质为玉石，玉石主要成分为二氧化硅或硅酸盐，属于无机非金属材料，B不符合题意；
C．彩绘漆木圆盒的主要材质为木材和漆，木材的主要成分为纤维素（天然有机高分子），漆的主要成分为漆酚等有机高分子，C符合题意；
D．瓦当的主要材质为陶土烧制而成的陶瓷，陶瓷主要成分为硅酸盐，属于无机非金属材料，D不符合题意；
故选C。
6．（2025·山西临汾·一模）山西博物院文物种类丰富，下列藏品据其主要化学成分不能与其他三种归为一类的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【详解】A．鹰纹玉圭是玉石制品，主要化学成分是硅酸盐；
B．雁鱼铜灯是金属制品，主要化学成分是青铜；
C．白釉盖罐是陶瓷制品，主要化学成分是硅酸盐；
D．胡人陶俑是陶制品，主要化学成分是硅酸盐；
综上B藏品主要化学成分不能与其他三种归为一类；故答案选B。
1．（2025·山西晋城·模拟预测）利用铬铁矿(主要成分是，还含有FeS、等)制取和单质硅的工艺生产流程如图所示。
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。下列说法正确的是
A．“焙烧”时FeS发生反应的化学方程式为
B．“焙烧”时不参与反应
C．“酸浸”时发生反应为
D．工业上利用制备粗硅时，常用作还原剂
【答案】C
【详解】A．焙烧时FeS在空气中反应，生成的磁性固体应为Fe3O4（有磁性），而非Fe2O3（无磁性），该方程式产物错误，A错误；
B．SiO2与纯碱（Na2CO3）在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，参与反应，B错误；
C．焙烧时Cr2O3与纯碱、O2反应生成Na2CrO4（，碱性条件），水浸后溶液含，酸浸加入H+使溶液呈酸性，转化为，反应为，C正确；
D．工业用SiO2制备粗硅时，常用C作还原剂（），而非H2，D错误；
故选C。
2．（2025·河北衡水·模拟预测）改革开放后，我国科技发展取得了巨大成就。下列说法正确的是
A．宇树机器人所使用的核心控制芯片的主要成分是
B．我国创造了“亿度千秒”的“人造太阳”运行新记录，转化中涉及的化学变化有
C．大疆无人机引领世界无人机发展水平，无人机一般选用能量密度高的锂聚合物电池
D．我国量子通信走在世界前沿，量子通信中使用的螺旋碳纳米管等纳米材料属于胶体
【答案】C
【详解】A．核心控制芯片的主要成分是硅单质（Si），而非SiO2，后者用于光导纤维等，A错误；
B．该反应为核聚变，属于核反应而非化学变化（化学变化涉及原子层面，核反应改变原子核），B错误；
C．锂聚合物电池能量密度高、重量轻，适合无人机使用，C正确；
D．纳米材料是独立材料，胶体是分散系（分散质+分散剂），碳纳米管不直接构成胶体，D错误；
故选C。
3．（2025·甘肃白银·模拟预测）在实验室中和工业上常用作氧化剂。某实验小组根据如下流程制备：
下列说法错误的是
A．高温熔融时，应用铁坩埚
B．高温熔融反应中，作还原剂
C．浸取时进行搅拌，可提高化学反应速率和浸取率
D．向锰酸钾溶液中通入适量将pH调至11.4时，发生反应
【答案】C
【详解】A．陶瓷坩埚是硅酸盐产品，含二氧化硅，在高温下能与强碱反应，则高温熔融强碱性物质时应用铁坩埚，A项正确；
B．高温熔融反应为：，被氧化为，作还原剂，B项正确；
C．浸取时未发生化学反应，因此搅拌可提高溶解速率和浸取率，C项错误；
D．通入适量将pH调至11.4时，溶液呈较强碱性，发生歧化反应，同时生成碳酸盐，则该反应为，D项正确；
选C。
4．（2025·贵州·模拟预测）湿法磷酸工艺中磷矿石［主要成分为、］酸浸、浓缩会产生含氟废气(HF、)，废气中。一种回收氟的工艺如图所示：
已知：与HF、均能反应生成。
下列说法错误的是
A．“酸浸”前粉碎矿石可提高浸出效率
B．滤渣1的主要成分可以用于改良盐碱地(含)
C．与反应：
D．该工艺可以在陶瓷内衬的不锈钢装置中进行
【答案】D
【详解】A．“酸浸”前粉碎矿石，可以增大接触面积，加快酸浸速率，提高浸出效率，故A正确；
B．滤渣1的主要成分是硫酸钙，与作用可以转化为碳酸钙，减小碳酸根的浓度，可以改良盐碱地，故B正确；
C．根据信息，结合流程，与反应生成和，化学方程式为，故C正确；
D．流程中会有HF，与陶瓷中的SiO2会反应，故不能在陶瓷内衬的不锈钢装置中进行，故D错误；
答案选D。
5．（2025·河北石家庄·一模）白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质)，利用白硼钙石制取强还原剂NaBH4的工艺流程如下：
已知H3BO3微溶于水，易溶于乙醇；偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定。下列说法错误的是
A．“滤渣1”的主要成分是SiO2
B．“气体”的主要成分是NO2
C．“操作X”涉及蒸发浓缩、降温结晶、过滤
D．“反应Y”的化学方程式是NaBO2＋2MgH2=2MgO＋NaBH4
【答案】B
【详解】A．由分析可知，“滤渣1”的主要成分是SiO2，A正确；
B．气体为浓硝酸与氧化亚铁反应后生成的NO2及与碳酸钙反应产生的CO2，B错误；
C．由题干信息状况，偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定，故“操作X”涉及到蒸发浓缩、降温结晶、过滤，C正确；
D．由分析可知，耐火材料为MgO，故“反应Y”的化学方程式是，D正确；
故答案为：B。
6．（2025·河北沧州·模拟预测）利用绿柱石(主要化学成分为BeO、Al2O3、SiO2，还含有少量FeO和Fe2O3)冶炼Be的一种工艺流程如下。
已知：①铍的性质与处于元素周期表对角线的铝相似。
②氯化铍在熔融态时较难电离。
③在强碱性条件下，Be元素以[Be(OH)4]2-形式存在。
(1)“熔炼”的目的是通过改变绿柱石晶相中的稳定结构增强其反应活性，气体A是 。
(2)滤渣1的成分为 ，“溶浸”工序、“沉铁”工序所加试剂改为稀硫酸、氨水和过氧化氢会更好，这是由于 。
(3)“沉铍”时若使用NaOH溶液，将导致铍的产率降低，用离子方程式解释原因： 。
(4)“灼烧”工序的化学方程式为 。
(5)“高温反应”镁或铍均会和氧气反应，需在惰性气氛中进行， (填“能”或“不能”)选择N2气氛。氯化铍熔融盐电解法也可以制备铍，但在电解过程中需要加入一定量NaCl，加入NaCl的作用是 。
(6)该流程中能循环使用的物质有HF、NH3和 (填化学式)。
【答案】(1)CO2 (2) H2SiO3、CaSO4 浓硫酸和FeO发生反应放出SO2污染性气体
(3)Be2++4OH-＝[Be(OH)4]2- (4)(NH4)2BeF4BeF2+2NH3↑+2HF↑
(5)不能 增强熔融盐导电性 (6)(NH4)2SO4
【详解】（1）“熔炼”过程中SiO2、Al2O3、BeO分别与CaCO3反应生成CaSiO3、铝酸钙、铍酸钙和二氧化碳，气体A为二氧化碳。答案为：CO2；
（2）加入浓硫酸进行溶浸，浸出液中含有BeSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3，滤渣1为H2SiO3和微溶物CaSO4。“溶浸”工序、“沉铁”工序所加试剂改为稀硫酸、氨水和过氧化氢会更好，这是因为浓硫酸具有强氧化性，浓硫酸和FeO发生反应放出SO2污染性气体。答案为：H2SiO3、CaSO4；浓硫酸和FeO发生反应放出SO2污染性气体；
（3）由题给信息可知，Be的性质与Al类似，在强碱性条件下，Be元素以[Be(OH)4]2-形式存在，若使用NaOH溶液，生成[Be(OH)4]2-，因此会降低Be的沉淀率，导致Be的产率降低。离子方程式为：Be2++4OH-＝[Be(OH)4]2-。答案为：Be2++4OH-＝[Be(OH)4]2-；
（4）根据流程图可知，灼烧时(NH4)2BeF4分解生成BeF2、NH3和HF。反应方程式为：(NH4)2BeF4BeF2+2NH3↑+2HF↑。答案为：(NH4)2BeF4BeF2+2NH3↑+2HF↑；
（5）不能选择N2气氛，因为高温下，Be、Mg皆能与N2发生反应生成氮化物。氯化铍在熔融态时较难电离，熔融氯化铍电解制Be时加入NaCl的作用增强熔融盐导电性。答案为：不能；增强熔融盐导电性；
（6）根据元素守恒可知沉铍后的滤液中含有(NH4)2SO4，灼烧过程中会产生HF和NH3，故该流程中能循环使用的物质是(NH4)2SO4、HF、NH3。答案为：(NH4)2SO4。
7．（2025·安徽阜阳·模拟预测）水合硼酸锌(，不溶于冷水)在阻燃方面具有诸多优点。以铁硼矿(主要成分为，以及少量、FeO、和等)和菱锌矿(主要成分为，、FeO和等)为原料制备水合硼酸锌的工艺流程如下：
已知：该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：
(1)“酸浸”时，与硫酸反应的离子方程式为 。为加快“酸浸”时的浸取速率措施有 (填2点)。
(2)滤渣1的主要成分为 (填化学式)。
(3)“氧化”的目的是(语言叙述) ，此步温度不能过高的原因是 。
(4)“一次调pH”时，调节溶液的pH=6.0，目的是 。“二次调pH”时的pH范围为 。
(5)“制备”水合硼酸锌的化学方程式为 。
(6)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子的配位数为 ；若该晶胞密度为，硒化锌的摩尔质量为M，代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数a为 pm。
【答案】(1) 样品粉碎、充分搅拌、适当增加硫酸浓度、适当升高温度(填2点)
(2) (3)将转化为 不稳定，受热易分解
(4)将溶液中的、转化为氢氧化物而除去，而不沉淀(或其他合理叙述) 8.0≤pHCaCO3；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
同浓度：正盐>酸式盐
相互转化
用碳还原二氧化硅制备粗硅
SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up7(高温))Si(粗)＋2CO↑
将粗硅先与氯气反应，其产物用氢气还原制备纯硅
Si(粗)＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2eq \(=====,\s\up7(高温))Si(纯)＋4HCl
工业制备高纯硅的原理示意图
涉及的主要化学反应
①SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up7(1 800～2 000 ℃))Si＋2CO↑
②Si＋3HCleq \(=====,\s\up7(300 ℃))SiHCl3＋H2
③SiHCl3＋H2eq \(=====,\s\up7(1 100 ℃))Si＋3HCl
实验过程
在试管中加入3~5mL Na2SiO3溶液(饱和Na2SiO3溶液按1:2或1:3的体积比用水稀释)，滴入1~2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及其现象
实验操作
实验现象
溶液变为红色
溶液由红色变为无色，有白色胶状沉淀物生成
实验结论
Na2SiO3溶液呈碱性
硅酸为不溶于水的白色固体
化学方程式
Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3(胶体)＋2NaCl
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气
浓氨水具有碱性
B
在医疗上用作“钡餐”
难溶于水
C
钠和钾元素金属性不同
焰色试验可用于检验钠和钾元素
D
用氢氟酸雕刻玻璃
A．兰亭集序(绢本)
B．铜镜
C．水月观音(木雕)
D．元青花
硅酸盐产品
水泥
玻璃
陶瓷
主要设备
水泥回转窑
玻璃窑
——
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＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑
CaCO3＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑
复杂的物理化学变化
主要成分
3CaO·SiO2、2CaO·SiO2
3CaO·Al2O3
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
Na2O·CaO·6SiO2
——
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
类别
主要特性
典型示例
主要用途
半导体材料
通信容量大、抗干扰性能好
芯片、光导纤维、硅太阳能电池
计算机、家用电器、光伏电站、通信设备等
电学材料
高强度、优良的电学性能
富勒烯、碳纳米管、石墨烯
复合材料、电池、传感器、光电器件、超级电容器等
新
型
陶
瓷
高温结
构陶瓷
耐高温、抗氧化、耐腐蚀
碳化硅、氮化硅陶瓷
用于火箭发动机、汽车发动机、高温电极材料等
超导
陶瓷
具有超导性
Y－Ba－Cu－O系超导陶瓷
用于电力、交通、医疗等领域
透明
陶瓷
具有光学特性、耐高温、绝缘性好
氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷
用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等
压电
陶瓷
能实现机械能与电能的相互转化
钛酸盐和锆酸盐等
用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等
生物
陶瓷
具有生物功能
氧化铝陶瓷
人造骨、人造关节等
A．唐《簪花仕女图》绢帛画
B．清端石千金猴王砚
C．清粉彩蝠桃纹瓷瓶
D．南宋鎏金腰带
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭
浓硫酸具有氧化性和脱水性
B
由氨制硝酸：
易液化
C
石油裂解气能使溴的溶液褪色
石油裂解可得到乙烯等不饱和烃
D
高纯硅可以制成计算机的芯片、太阳能电池
晶体硅具有半导体性能
甲
乙
丙
丁
选项
结构或性质
用途
A
某种氮化硼结构与石墨类似，但电子基本上定域在氮原子上
该氮化硼可用于制作导电材料
B
硅胶具有多孔结构，比表面积大，吸附能力强
硅胶可用作食品干燥剂
C
乳酸分子中含有羧基和羟基
乳酸可用于制备可降解塑料
D
甲醛分子中含有醛基(-CHO)，具有还原性和杀菌性
甲醛可用于动物标本制作的防腐剂
物质
溶解度/g
6.38
111
11.1
A．黑龙江铜坐龙
B．吉林殷商红衣陶壶
C．辽宁红山玉猪龙
D．内蒙古天蓝釉紫斑碗
A．青瓷莲花尊
B．红木雕荷花蟹虫笔洗
C．珍珠宝石凤冠
D．铜尊盘
A．鹰纹玉圭
B．雁鱼铜灯
C．白釉盖罐
D．胡人陶俑
金属离子
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
6.2
8.9
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
8.0
10.9
物质
熔点/℃
沸点/℃
性质
73.4
均极易水解
2.8
选项
实例
方程式
A
纯碱熔样致石英()坩埚损坏
B
早期用铬酸酐()检测酒驾
C
用熟石灰净化酸性高氟废水
D
用氮化镁()干燥液氨
A．基石
B．斗拱
C．青瓦
D．琉璃