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2025版高考化学一轮总复习真题演练第4章非金属及其化合物第15讲无机非金属材料
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这是一份2025版高考化学一轮总复习真题演练第4章非金属及其化合物第15讲无机非金属材料，共3页。试卷主要包含了工业制备高纯硅的主要过程如下，熟记五个主要反应，掌握一个特殊的表示方法，常见的三种硅酸盐材料，新型陶瓷与碳纳米材料文物等内容，欢迎下载使用。
高考对本讲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、硅及其重要化合物的性质、用途；
(2)结合无机化工工艺流程，考查二氧化硅或硅酸盐的性质。
(3)结合化学反应原理，考查传统硅酸盐材料及新型无机非金属材料的应用。
真 题 演 练
1．(2023·湖北卷，3,3分)工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂eq \(――――――――→,\s\up9(焦碳),\s\d8(1 800～2 000 ℃))粗硅eq \(――――→,\s\up9(HCl),\s\d8(300 ℃))SiHCl3eq \(――――→,\s\up9(H2),\s\d8(1 100 ℃))高纯硅
下列说法错误的是( B )
A．制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up9(高温))Si＋2CO↑
B．1 ml Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023
C．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气
D．生成SiHCl3的反应为熵减过程
[解析] SiO2与C反应生成CO2所需温度更高，故工业制粗硅的，过程中生成CO，A正确；Si晶体中，1个Si与其周围4个Si形成4个Si—Si键，每个Si—Si键都被两个Si共用，则属于1个Si的Si—Si键数目为eq \f(1,2)×4＝2，所以1 ml Si含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023，B错误；Si、H2与O2在加热时容易反应，生成副产物或引起爆炸，SiHCl3易水解，则原料气中应充分去除水和氧气，C正确；Si(s)＋3HCl(g)eq \(=====,\s\up9(300 ℃))SiHCl3(g)＋H2(g)，反应后气体分子数减小，生成SiHCl3(g)的反应为熵减过程，D正确。
2．(2022·河北卷)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 )
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
[解析] 陶瓷是良好的绝缘体，可作为高压输电线路所使用的绝缘材料，A正确；陶瓷的主要成分为硅酸盐而不是SiO2和MgO，B错误；黏土是制作陶瓷的原料，在烧制过程中发生复杂的化学反应，属于化学变化，C错误；陶瓷中过渡元素(如铁元素、钛元素)含量越高，瓷器的颜色就越深，因此白瓷的白色是因铁含量较低，D错误。
3．(2022·广东卷)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( C )
[解析] 鎏金是一种金属加工工艺，将金溶于汞之中，形成金泥，涂于铜或银表面，升温使汞蒸发，金就附在器物表面上，南宋鎏金饰品不含硅酸盐，A错误；蒜头纹银盒的主要成分为金属银，不含硅酸盐，B错误；广彩瓷咖啡杯属于陶瓷，其主要成分为硅酸盐，C正确；铜镀金钟座的主要成分为铜和金，不含硅酸盐，D错误。
4．(2020·浙江7月选考)Ca3SiO5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( D )
A．可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4Cleq \(=====,\s\up9(△))CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与SO2反应生成新盐
D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2
[解析] 加热时氯化铵分解生成HCl和氨气，HCl与Ca3SiO5反应得到硅酸钙、氯化钙和水，A正确；水泥吸水会变硬，需密封保存，B正确；Ca3SiO5能与二氧化硫反应得到亚硫酸钙，C正确；由上述分析可知，Ca3SiO5与足量盐酸反应得不到二氧化硅，D错误。
本讲要点速记：
1．注意以下物质的重要用途
Si——半导体材料、太阳能电池板。
SiO2——光导纤维。
H2SiO3——硅胶可作干燥剂。
Na2SiO3(其水溶液俗称水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料。
2．熟记三种物质的性质
(1)硅的三个特性：与HF、F2反应；与NaOH反应生成H2。
(2)SiO2的两个性质：酸性氧化物的通性、氧化性。
(3)H2SiO3的两个性质：酸性(弱于碳酸)、不稳定性。
3．硅酸盐的三点提醒
(1)盛Na2SiO3的试剂瓶应密封，否则Na2SiO3吸收空气中的CO2和H2O会变质。
(2)盛Na2SiO3的试剂瓶不能用玻璃塞，因为其本身是一种黏合剂。
(3)SiOeq \\al(2－,3)与H＋不能大量共存。
4．熟记玻璃的成分和生产原理
(1)成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。
(2)玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2eq \(=====,\s\up9(高温))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq \(=====,\s\up9(高温))CaSiO3＋CO2↑。
5．熟记五个主要反应
(1)Si＋2OH－＋H2O===SiOeq \\al(2－,3)＋2H2↑。
(2)SiO2＋2OH－===SiOeq \\al(2－,3)＋H2O。
(3)SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up9(高温))Si＋2CO↑。
(4)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
(5)SiOeq \\al(2－,3)＋2CO2(足量)＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCOeq \\al(－,3)。
6．掌握一个特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示
如钾长石KAlSi3O8―→K2O·Al2O3·6SiO2。
青石棉Na2Fe5Si8O22(OH)2―→Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O。
7．常见的三种硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷
8．新型陶瓷与碳纳米材料文物
选项
A.南宋鎏金饰品
B.蒜头纹银盒
文物
选项
C.广彩瓷咖啡杯
D.铜镀金钟座
高考对本讲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、硅及其重要化合物的性质、用途；
(2)结合无机化工工艺流程，考查二氧化硅或硅酸盐的性质。
(3)结合化学反应原理，考查传统硅酸盐材料及新型无机非金属材料的应用。
真 题 演 练
1．(2023·湖北卷，3,3分)工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂eq \(――――――――→,\s\up9(焦碳),\s\d8(1 800～2 000 ℃))粗硅eq \(――――→,\s\up9(HCl),\s\d8(300 ℃))SiHCl3eq \(――――→,\s\up9(H2),\s\d8(1 100 ℃))高纯硅
下列说法错误的是( B )
A．制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up9(高温))Si＋2CO↑
B．1 ml Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023
C．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气
D．生成SiHCl3的反应为熵减过程
[解析] SiO2与C反应生成CO2所需温度更高，故工业制粗硅的，过程中生成CO，A正确；Si晶体中，1个Si与其周围4个Si形成4个Si—Si键，每个Si—Si键都被两个Si共用，则属于1个Si的Si—Si键数目为eq \f(1,2)×4＝2，所以1 ml Si含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023，B错误；Si、H2与O2在加热时容易反应，生成副产物或引起爆炸，SiHCl3易水解，则原料气中应充分去除水和氧气，C正确；Si(s)＋3HCl(g)eq \(=====,\s\up9(300 ℃))SiHCl3(g)＋H2(g)，反应后气体分子数减小，生成SiHCl3(g)的反应为熵减过程，D正确。
2．(2022·河北卷)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 )
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
[解析] 陶瓷是良好的绝缘体，可作为高压输电线路所使用的绝缘材料，A正确；陶瓷的主要成分为硅酸盐而不是SiO2和MgO，B错误；黏土是制作陶瓷的原料，在烧制过程中发生复杂的化学反应，属于化学变化，C错误；陶瓷中过渡元素(如铁元素、钛元素)含量越高，瓷器的颜色就越深，因此白瓷的白色是因铁含量较低，D错误。
3．(2022·广东卷)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( C )
[解析] 鎏金是一种金属加工工艺，将金溶于汞之中，形成金泥，涂于铜或银表面，升温使汞蒸发，金就附在器物表面上，南宋鎏金饰品不含硅酸盐，A错误；蒜头纹银盒的主要成分为金属银，不含硅酸盐，B错误；广彩瓷咖啡杯属于陶瓷，其主要成分为硅酸盐，C正确；铜镀金钟座的主要成分为铜和金，不含硅酸盐，D错误。
4．(2020·浙江7月选考)Ca3SiO5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( D )
A．可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4Cleq \(=====,\s\up9(△))CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与SO2反应生成新盐
D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2
[解析] 加热时氯化铵分解生成HCl和氨气，HCl与Ca3SiO5反应得到硅酸钙、氯化钙和水，A正确；水泥吸水会变硬，需密封保存，B正确；Ca3SiO5能与二氧化硫反应得到亚硫酸钙，C正确；由上述分析可知，Ca3SiO5与足量盐酸反应得不到二氧化硅，D错误。
本讲要点速记：
1．注意以下物质的重要用途
Si——半导体材料、太阳能电池板。
SiO2——光导纤维。
H2SiO3——硅胶可作干燥剂。
Na2SiO3(其水溶液俗称水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料。
2．熟记三种物质的性质
(1)硅的三个特性：与HF、F2反应；与NaOH反应生成H2。
(2)SiO2的两个性质：酸性氧化物的通性、氧化性。
(3)H2SiO3的两个性质：酸性(弱于碳酸)、不稳定性。
3．硅酸盐的三点提醒
(1)盛Na2SiO3的试剂瓶应密封，否则Na2SiO3吸收空气中的CO2和H2O会变质。
(2)盛Na2SiO3的试剂瓶不能用玻璃塞，因为其本身是一种黏合剂。
(3)SiOeq \\al(2－,3)与H＋不能大量共存。
4．熟记玻璃的成分和生产原理
(1)成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。
(2)玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2eq \(=====,\s\up9(高温))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq \(=====,\s\up9(高温))CaSiO3＋CO2↑。
5．熟记五个主要反应
(1)Si＋2OH－＋H2O===SiOeq \\al(2－,3)＋2H2↑。
(2)SiO2＋2OH－===SiOeq \\al(2－,3)＋H2O。
(3)SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up9(高温))Si＋2CO↑。
(4)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
(5)SiOeq \\al(2－,3)＋2CO2(足量)＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCOeq \\al(－,3)。
6．掌握一个特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示
如钾长石KAlSi3O8―→K2O·Al2O3·6SiO2。
青石棉Na2Fe5Si8O22(OH)2―→Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O。
7．常见的三种硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷
8．新型陶瓷与碳纳米材料文物
选项
A.南宋鎏金饰品
B.蒜头纹银盒
文物
选项
C.广彩瓷咖啡杯
D.铜镀金钟座
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