考点12 硅及其无机非金属材料(核心考点精讲)-备战2024年高考化学一轮复习考点帮（全国通用）

这是一份考点12 硅及其无机非金属材料(核心考点精讲)-备战2024年高考化学一轮复习考点帮（全国通用），共19页。试卷主要包含了3年真题考点分布，命题规律及备考策略等内容，欢迎下载使用。
考点12 硅及其无机非金属材料
(核心考点精讲)

一、3年真题考点分布
考点内容
考题统计
碳及其化合物
2023浙江1月7题，2分；2022江苏卷7题，3分；2022福建卷1题，4分；2021山东卷1题，2分；2021湖北卷1题，3分；2021全国乙卷1题，6分；2021海南卷1题，2分
硅及其化合物
2023湖北卷3题，3分；2023辽宁卷3题，3分；202
山东卷18题，12分；2022广东卷3题，2分；2022江苏卷6题，3分；2022浙江1月10题，2分；2021辽宁卷1题，3分
无机非金属材料
2023浙江6月1题，2分；2023湖南卷1题，3分；2022河北卷1题，3分；2022广东卷3题，2分；2021重庆卷1题，3分
二、命题规律及备考策略
【命题规律】
从近三年高考试题来看，高考对本考点内容的考查主要体现在以下三个方面：(1)结合STSE，以能源、温室效应等为背景，考查碳(CO、CO2)、硅及其重要化合物的性质、用途；(2)以传统文化、先进科学技术为素材考查 无机非金属材料的组成、性质和应用等；(3)结合化学反应原理，考查碳酸、草酸与碱的滴定图像与盐类水解的应用，以水煤气变换为载体，考查盖斯定律、化学反应速率与平衡等；(4)结合无机化工工艺流程，考查二氧化硅或硅酸盐的性质。
【备考策略】
1.能够从物质所属类型、晶体结构、化合价等多角度、多层次分析碳、硅元素单质及其化合物；
2.了解无机非金属材料对社会发展的重大贡献，通过二氧化碳对环境的影响，树立低碳可持续发展理念；
3.领会“碳中和”，强化碳和水反应生成水煤气融入到化学反应原理之中，理论与实际相结合。
【命题预测】
预计2024年高考仍然会结合能源、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。

考法1 碳及其重要化合物
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。
2．碳的氧化物(CO和CO2)
(1)一氧化碳的性质及应用
①物理性质：无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒的原因是与人体内血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。
②化学性质及应用(写出有关化学方程式)
a．可燃性：2CO＋O22CO2，可作燃料。
b．还原性：CO还原Fe2O3的反应为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，可用于冶炼金属。
(2)CO2在自然界中的循环
①CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。
②自然界消耗CO2的主要反应：
a．溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；
b．光合作用将CO2转化为O2；
c．岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。
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．碳酸的酸式盐和正盐的比较
(1)在水中的溶解性
①含K＋、Na＋、NH的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。
②一般来说，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：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。
(2)热稳定性
一般来说，热稳定性顺序为正盐>酸式盐>碳酸，如稳定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3。可溶性正盐>难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。
(3)水溶液酸碱性
物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。





请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)不同碳的物理性质差异是因为含碳量不同( )
(2)碳在氧气中充分燃料是放热反应，而不充分燃烧是吸热反应( )
(3)金刚石、石墨、C60都是由碳原元素组成的单质( )
(4)水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼( )
(5)二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，说明二氧化碳具有酸性( )
(6)低碳环保中的“碳”是指二氧化碳( )
(7)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应(×)
(8)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨(×)
(9)向CaCl2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失(×)
(10)氨化的饱和食盐水中通入足量的CO2气体，会析出晶体(√)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√ (7)×　(8)×　(9)×　(10)√

例1 “碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中促进碳中和最直接有效的是( )
A．将重质油裂解为轻质油作为燃料 B．大规模开采可燃冰作为新能源
C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D．研发新型催化剂促使CO2转化为甲醇
【答案】D
【解析】A项，将重质油裂解为轻质油作为燃料，实质是长链烃断裂为短链烃，燃烧后排放的CO2的量并没有改变，A不符合题意；B项，可燃冰是甲烷的结晶水合物，大量开采使用，会产生CO2，不利用碳中和，B不符合题意；C项，通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，只会减少SO2的排放，但对CO2的排放总量无影响，C不符合题意；D项，研发催化剂将CO2还原为甲醇，有利于减少CO2的排放，对促进“碳中和”最直接，D正确；故选D。
例2 中国力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，关于碳及其化合物，下列说法不正确的是( )
A．金刚石和石墨是碳的两种不同的单质，二者互称同素异形体
B．在100KPa时，1mol石墨转变为金刚石要吸收1.895kJ的热量，故金刚石比石墨稳定
C．考古时常用于测定文物年代的是碳元素的一种核素146C中，中子数为8
D．引起温室效应的气体之一CO2中含极性共价键
【答案】B
【解析】A项，金刚石和石墨均是由C元素组成的不同单质，两者互为同素异形体，A正确；B项，能量越低，物质越稳定，因为在100KPa时，1mol石墨转变为金刚石要吸收1.895kJ的热量，所以可知石墨比金刚石稳定，B错误；C项，146C 的质子数为6，质量数为14，所以中子数=14-6=8，C正确；D项，CO2可引起温室效应，使全球变暖，其分子中C原子与O原子以共价双键结合，所以含极性共价键，D正确；故选B。

对点1 第十三届全国人民代表大会第四次会议政府工作报告指出“要扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”，绿色氢能和液态阳光甲醇可助力完成碳中和目标。下列说法正确的是( )
A．CH3OH属于电解质
B．用焦炭与H2O反应是未来较好获取氢能的方法
C．H2与CO2反应，每生成1molCH3OH时转移4mol电子
D．植树造林、节能减排等有利于实现碳中和
【答案】D
【解析】A项，CH3OH属于非电解质，A错误；B项，该工艺需消耗大量的能量，不节能，B错误；C项，每生成1molCH3OH时转移6mol电子，C错误；D项，植树造林、节能减排等有利于实现碳中和，D正确；故选D。
对点2 中国努力争取2060年前实现碳中和。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。下列说法错误的是( )

A．捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2
B．环节a中物质分离的基本操作是蒸发结晶
C．反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质
D．可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2
【答案】B
【解析】利用NaOH溶液实现“碳捕获”吸收器中，NaOH溶液用喷淋方式加入，增大反应物之间的接触面积，充分吸收二氧化碳，环节a中，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，Na2CO3发生反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH，CaCO3需从溶液中过滤出来再高温煅烧，生成的CO2循环使用。A项，NaOH溶液喷成雾状，可增大反应接触面积，提高CO2吸收率，A正确；B项，环节a为Na2CO3和Ca(OH)2生成CaCO3，需从溶液中过滤出来再高温煅烧，故基本操作不是蒸发结晶，B错误；C项，NaOH和CaO在流程中既有消耗，也有生成，可循环利用，C正确；D项，Na2CO3可以和CO2反应，因此可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液，D正确。故选B。
考法2 硅及其重要化合物
1．硅单质
(1)存在
硅单质主要有晶体和无定形两大类。
(2)物理性质
带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。
(3)化学性质
①常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟、氢氟酸、碱反应。反应的化学方程式分别为：
与氟：Si＋2F2===SiF4；
与氢氟酸：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
与碱：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
②在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为Si＋O2SiO2。
2．二氧化硅
(1)存在
自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石。
(2)物理性质
熔点高，硬度大，难溶于水。
(3)结构
SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。每个硅原子与4个氧原子相连，而每个氧原子与2个硅原子相连，故SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。

(4)化学性质
SiO2为酸性氧化物，是硅酸的酸酐。
①)SiO2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。
②在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑。
③在高温条件下，能够与碱性氧化物反应，如与氧化钙反应的化学方程式为SiO2＋CaOCaSiO3。
(4)常温下与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
3．硅酸
(1)物理性质
硅酸的溶解度小，新制备的硅酸为透明、胶冻状，干燥硅胶多孔，吸水性和吸附性强。
(2)化学性质
①弱酸性：酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
②不稳定性：受热易分解，反应的化学方程式为：H2SiO3SiO2＋H2O。
(3)制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)。
(4)用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。
4．硅酸盐
(1)硅酸盐是由硅、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)硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。
(3)硅酸盐写成氧化物形式的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。

在设计制备纯硅的实验题中，常遇到的知识点
(1)高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑
(2)粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2
(3)粗硅与干燥Cl2反应制得SiCl4：Si(粗)＋2Cl2SiCl4
(4)SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl
(5)SiCl4与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl
(6)SiO2＋2Mg2MgO＋Si
(7)SiHCl3、SiCl4能与水发生反应：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑
SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl
(8)SiH4在空气中易自燃：SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O

请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)硅在自然界中只以化合态的形式存在(　　)
(2)晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料(　　)
(3)Si和SiO2都可用于制造光导纤维(　　)
(4)非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4(　　)
(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应(　　)
(6)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸(　　)　
(7)硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”，是一种建筑行业常用的黏合剂(正)
(8)SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃(　　)　
(9)向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶(√)
(10)石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能(　　)　
(11)硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体(　　)　
(12)用二氧化硅制取单质硅的反应中硅元素被氧化(　　)　
(13)加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属发生反应(　　)　
(14)工业上制取粗硅的反应是SiO2＋CSi＋CO2↑(　　)
(15)用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到2.8 g硅(　　)　
(16)因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸强(　　)　
(17)二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2(　　)　
答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)× (7)√　(8)√　(9)√　(10)×　(11)√　(12)× (13)√　　(14)× (15)×　(16)×　　(17)×　

例1 (2023·湖北黄冈市三模)ChatGPT是史上月活用户增长最快的消费者应用。下列说法中不正确的是( )
A．硅晶片是生产芯片的基础材料
B．芯片制造中的“光刻技术”是利用光敏树脂在曝光条件下成像，该过程涉及化学变化
C．硅在自然界中主要以单质形式存在
D．硅是应用最广泛的半导体材料
【答案】C
【解析】A项，硅晶片是优良的半导体材料，是生产芯片的基础材料，故A正确；B项，光敏树脂在曝光条件下成像时有新物质生成，属于化学变化，故B正确；C项，硅元素是亲氧元素，在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，不存在硅单质，故C错误；D项，硅是优良的半导体材料，可用于制造和生产芯片，故D正确；故选C。
例2 近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如图：

制造原理：2Mg +SiO22MgO+Si
除杂原理：Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑，MgO+2HCl=MgCl2+H2O
下列说法中正确的是( )
A．操作1、操作2均为过滤
B．均含有共价键，等质量的二者分子数之比为8：15
C．点燃石英砂和镁粉的混合物发生的副反应为2 Mg +SiMg2Si
D．当有2mol电子转移时，能生成14 g Si
【答案】C
【解析】A项，将溶液和固体分开，采用过滤操作，操作1为过滤，操作2为洗涤和烘干，故A错误；B项，SiO2是共价晶体，没有分子，故B错误；C项，由除杂原理可知副反应为：2 Mg +SiMg2Si，故C正确；D项，当有2mol电子转移时，参加反应的Mg物质的量为1mol，能生成0.5mol单质硅，但因有副反应发生，最终获得的Si的质量少于14g，故D错误；故选C。

对点1 制造芯片用到高纯硅，用SiHCl3 (沸点：31.85℃，SiHCl3遇水会剧烈反应)与过量H2在1100～1200℃反应制备高纯硅的装置如下图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法错误的是( )

A．I装置可用于二氧化锰固体与浓盐酸反应制备氯气
B．装置II中盛装的是浓H2SO4、装置Ⅲ烧杯盛装的是温度高于32℃的温水
C．实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞，收集尾气验纯，再预热装置Ⅳ石英管
D．IV中发生反应的化学方程式：SiHCl3+H2Si+3HCl
【答案】A
【解析】A项，二氧化锰固体与浓盐酸加热反应生成氯气，而I装置没有酒精灯，因此I装置不可用于二氧化锰固体与浓盐酸反应制备氯气，故A错误；B项，氢气中含有水蒸气，根据SiHCl3遇水会剧烈反应，则装置II中盛装的是浓H2SO4，其作用是干燥氢气，根据SiHCl3的沸点：31.85℃，则装置Ⅲ烧杯盛装的是温度高于32℃的温水，将SiHCl3变为气体以便进入到IV中与氢气反应，故B正确；C项，氢气和氧气混合气体会发生爆炸，因此实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞，收集尾气验纯，再预热装置Ⅳ石英管，故C正确；D项，根据用SiHCl3与过量H2在1100～1200℃反应制备高纯硅，因此IV中发生反应的化学方程式：SiHCl3+H2Si+3HCl，故D正确。故选A。
对点2 高纯度晶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”。可以按下列方法制备：
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
下列说法不正确的是(　　)
A．步骤①的化学方程式为：SiO2＋CSi＋CO2↑
B．步骤①中每生成1 mol Si，转移4 mol电子
C．高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料
D．SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
【答案】A
【解析】A项，二氧化硅高温下与C反应生成CO气体，即步骤①的化学方程式为：SiO2＋2CSi＋2CO↑，故A错误；B项，步骤①中Si的化合价降低4，转移电子数为4 mol，故B正确；C项，高纯硅是半导体，是制造集成电路、太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，故C正确；D项，沸点相差30 ℃以上的两种液体可以采用蒸馏的方法分离，故D正确。
考法3 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。
(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)玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。
2．新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
3．复合材料
(1)概念：将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的一种新型材料。
(2)组成
①基体：在复合材料中起黏结作用。
②增强体：在复合材料中起骨架作用。
(3)分类
①按基体
②按增强体形状
(4)性能：既保持或发展了原来材料的长处，又能弥补原材料的不足


陶瓷
普通玻璃
普通水泥
原料
黏土
纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英砂(SiO2)
主要原料：石灰石、黏土
辅助原料：适量的石膏
设备
陶瓷窑
玻璃熔炉
水泥回转窑
主要
成分
成分复杂
硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)
硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)
特点
抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘
玻璃是非晶体，称为玻璃态物质，无固定熔点，在某一温度范围内软化可加工成制品
具有水硬性，与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬
用途
建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具
建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维
大量用于建筑和水利工程

请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)工业生产水泥和玻璃均用到石灰石( )
(2)氮化硅陶瓷和氮化铝陶瓷均为新型无机非金属材料( )
(3)钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同( )
(4)玻璃是一种晶体，有较高的熔点( )
(5)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱( )
(6)玻璃钢是以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料( )
(7)氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4( )
(8)碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承( )
(9)光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2( )
(10)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品( )
答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4) ×　(5)×　(6)√ (7)√　(8)√　(9)√　(10)×　

例1 (2023·辽宁省阜新市高三模拟)龙泉窑是中国历史上的一个名窑，是中国制瓷史上延续历史最长的一个瓷窑系，龙泉窑以烧制青瓷而闻名，下列有关说法错误的是( )
A．高温烧结过程包含复杂的化学变化 B．瓷器具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点
C．制作瓷器所用的黏土原料是人工合成的 D．瓷器属于硅酸盐产品，含有多种金属元素
【答案】C
【解析】A项，高温烧结过程是许多物理化学变化的综合过程，A正确；B项，陶瓷成分是硅酸盐，经高温烧结具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点，B正确；C项，黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，一般的黏土都由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成，不是人工合成的，C错误；D项，陶瓷主要原料是黏土，属硅酸盐产品，含有多种金属元素，D正确；故选C。
例2 《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”，“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．粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料
B．“燃薪举火”使粘土发生复杂的物理化学变化
C．沙子和粘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
【答案】C
【解析】制作砖瓦和陶瓷的主要原料是粘土，故A错误；，粘土的主要成分均为硅酸盐，灼烧使粘土发生复杂的物理化学变化，故B正确；沙子的主要成分是二氧化硅，粘土的主要成分均为硅酸盐，故C错误；浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法，所以烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦，故D正确。

对点1 “九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是(　　)
A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品
B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英
C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
【答案】C
【解析】陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。
对点2 宋代五大名窑分别为：钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是(　　)
A．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的颜色变化
B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料
C．高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物
D．陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸碱腐蚀，但是不能用来盛装氢氟酸
【答案】C
【解析】不同的金属氧化物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化称为窑变，故A正确；新型无机非金属材料主要有先进陶瓷、非晶体材料、人工晶体、无机涂层，无机纤维等，氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，故B正确；瓷器的原料主要是黏土烧结而成，瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，是混合物，故C错误；HF能与二氧化硅反应，陶瓷的成分是硅酸盐和二氧化硅，所以陶瓷不能用来盛装氢氟酸，故D正确。

1．(2023•辽宁省选择性考试，3)下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A．合成氨：N2+3H22NH3 B．制HCl：H2+Cl22HCl
C．制粗硅：SiO2+2CSi+2CO D．冶炼镁：2MgO(熔融)2Mg+O2↑
【答案】D
【解析】A项，工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的，反应方程式为N2+3H22NH3，A正确；B项，工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的，反应方程式为H2+Cl22HCl，B正确；C项，工业制粗硅是将SiO2与C在高温下反应生成粗硅，反应方程式为SiO2+2CSi+2CO，C正确；D项，冶炼金属镁是电解熔融氯化镁，反应方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑，D错误；故选D。
2．(2023•湖南卷，1)中华文化源远流长，化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是( )
A．青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金
B．长沙走马楼出土的竹木简牍主要成分是纤维素
C．蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸，该过程不涉及化学变化
D．铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成
【答案】C
【解析】A项，四羊方尊由青铜制成，在当时铜的冶炼方法还不成熟，铜中常含有一些杂质，因此青铜属合金范畴，A正确；B项，竹木简牍由竹子、木头等原料制成，竹子、木头的主要成分为纤维素，B正确；C项，蔡伦用碱液制浆法造纸，将原料放在碱液中蒸煮，原料在碱性环境下发生反应使原有的粗浆纤维变成细浆，该过程涉及化学变化，C错误；D项，陶瓷是利用黏土在高温下烧结定型生成硅酸铝，D正确；故选C。
3．(2022•江苏卷，6)周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热(890.3 kJ·mol-l)，是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面SiO2能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成H2SiF6 (H2SiF6在水中完全电离为H+和SiF62-)；1885年德国化学家将硫化锗(GeS2)与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗；下列化学反应表示正确的是( )
A．SiO2与HF溶液反应：SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2O
B．高温下H2还原GeS2：GeS2+2H2=Ge+2H2S
C．铅蓄电池放电时的正极反应：Pb+SO42--2e-=PbSO4
D．甲烷的燃烧：CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝890.3kJ·mol−1
【答案】A
【解析】A项，由题意可知，二氧化硅与氢氟酸溶液反应生成强酸H2SiF6和水，反应的离子方程式为SiO2+6HF=2H++SiF62-+2H2O，故A正确；B项，硫化锗与氢气共热反应时，氢气与硫化锗反应生成锗和硫化氢，硫化氢高温下分解生成硫和氢气，则反应的总方程式为GeS2Ge+2S，故B错误；C项，铅蓄电池放电时，二氧化铅为正极，酸性条件下在硫酸根离子作用下二氧化铅得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为正极反应PbO2+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，故C错误；D项，由题意可知，1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为890.3kJ，反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝-890.3kJ·mol−1，故D错误；故选A。
4．(2022•河北省选择性考试，1)定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是( )
A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为SiO2和MgO
C．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高
【答案】A
【解析】A项，陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高压变压器的开关外包装和器件，A正确；B项，陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiO2和MgO，C错误；C项，陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，由新物质生成，属于化学变化，C错误；D项，由于Fe2+、Fe3+和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越多，陶瓷的颜色越深，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，D错误；故选A。
5．(2022·浙江省1月选考，10)关于反应4CO2+SiH44CO+2H2O+SiO2，下列说法正确的是( )
A．CO是氧化产物
B．SiH4发生还原反应
C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
D．生成1molSiO2时，转移8mol电子
【答案】D
【解析】A项，根据反应方程式，碳元素的化合价由+4价降为+2价，故CO为还原产物，A错误；B项，硅元素化合价由-4价升为+4价，故SiH4发生氧化反应，B错误；C项，反应中氧化剂为二氧化碳，还原剂为SiH4，，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，C错误；D项，根据反应方程式可知，Si元素的化合价由-4价升高至+4价，因此生成1molSiO2时，转移8mol电子，D正确；故选D。
6．(2022•福建卷，1)福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用C60和改性的Cu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．C60与石墨互为同分异构体
C．Cu属于过渡元素 D．催化剂通过降低焓变加快反应速率
【答案】C
【解析】A项，草酸属于二元弱酸，即乙二酸，属于有机物，A错误；B项，C60与石墨是碳元素的不同单质，互为同素异形体，B错误； C项，Cu为ⅠB族，属于过渡元素，C正确；D项，催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率，反应焓变不变，D错误； 故选C。
7．(2022•河北省选择性考试，1)定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是( )
A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为SiO2和MgO
C．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高
【答案】A
【解析】A项，陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高压变压器的开关外包装和器件，A正确；B项，陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiO2和MgO，C错误；C项，陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，由新物质生成，属于化学变化，C错误；D项，由于Fe2+、Fe3+和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越多，陶瓷的颜色越深，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，D错误；故选A。
8．(2022•广东选择性考试，3)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
【答案】C
【解析】A项，鎏金饰品是用金汞合金制成的金泥涂饰器物的表面，经过烘烤，汞蒸发而金固结于器物上的一种传统工艺，其中不含硅酸盐，故A项不符合题意；B项，蒜头纹银盒中主要成分为金属银，其中不含硅酸盐，故B项不符合题意；C项，广彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸盐产品烧制而成，其主要成分为硅酸盐，故C项符合题意；D项，铜镀金钟座是铜和金等制得而成，其中不含硅酸盐，故D项不符合题意；故选C。
9．(2021•山东卷，1)有利于实现“碳达峰、碳中和”的是( )
A．风能发电 B．粮食酿酒 C．燃煤脱硫 D．石油裂化
【答案】A
【解析】碳达峰是指我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低；碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”，故选A。
10．(2021•湖北选择性考试，1) “碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO２的说法错误的是( )
A．CO2是V形的极性分子 B．CO2可催化还原为甲酸
C．CO2晶体可用于人工增雨 D．CO2是侯氏制碱法的原料之一
【答案】A
【解析】CO2中C采用sp杂化，空间构型为直线形分子；CO2是非极性分子，A项错误；CO2在电催化下与氢气反应可以降低碳的化合价，生成一系列化合物，如CH4、CH2＝CH2、CH3OH、HCOOH等，B项正确；干冰汽化时在吸收大量热量，使水蒸气液化而增雨，C项正确；侯氏制碱法的化学反应原理是NaCl＋NH3＋CO2＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D项正确。
11．(2021•全国乙卷，1)我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是( )
A．将重质油裂解为轻质油作为燃料
B．大规模开采可燃冰作为新能源
C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D．研发催化剂将CO2还原为甲醇
【答案】D
【解析】A项，将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故A不符合题意； B项，大规模开采可燃冰做为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B不符合题意；C项，通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故C不符合题意；D项，研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放量，达到碳中和的目的，故D符合题意；故选D。
12．(2021•海南选择性考试，1) 2020年9月22日，中国向全世界宣布，努力争取2060年前实现碳中和。下列措施不利于大气中CO2减少的是( )
A．用氨水捕集废气中的CO2，将其转化为氮肥
B．大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源
C．大力推广使用干冰实现人工增雨，缓解旱情
D．通过植树造林，利用光合作用吸收大气中的CO2
【答案】C
【解析】A项，氨水能与酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸铵或碳酸氢铵，则用氨水捕集废气中的二氧化碳，将其转化为氮肥有利于大气中二氧化碳的减少，故A不符合题意；B项，大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源可以减少化石能源的使用，从而减少二氧化碳气体的排放，有利于大气中二氧化碳的减少，故B不符合题意；C项，大力推广使用干冰实现人工增雨，会增加大气中二氧化碳的量，不利于大气中二氧化碳的减少，故C符合题意；D项，通过植树造林，利用光合作用吸收大气中的二氧化碳有利于大气中二氧化碳的减少，故D不符合题意；故选C。
13．(2023•山东卷，18)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+3HClSiHCl3+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)已知电负性Cl＞H＞Si，SiHCl3在浓溶液中发生反应的化学方程式为_____。
(3)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】(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)SiHCl3+5NaOH =Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O
(3) 高温灼烧 冷却 AC
【解析】氯化氢气体通入浓硫酸干燥后，在管式炉中和硅在高温下反应，生成三氯甲硅烷和氢气，由于三氯甲硅烷沸点为31.8℃，熔点为-126.5℃，在球形冷凝管中可冷却成液态，在装置C中收集起来，氢气则通过D装置排出同时D可处理多余吸收的氯化氢气体。(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)已知电负性Cl＞H＞Si，则SiHCl3中氯元素的化合价为-1，H元素的化合价为-1，硅元素化合价为+4，所以氢氧化钠溶液和SiHCl3反应时，要发生氧化还原反应，得到氯化钠、硅酸钠和氢气，化学方程式为：SiHCl3+5NaOH =Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O；(3)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=。