碳、硅及無機非金屬材料

目錄

01模擬基礎練

【題型一】碳及其重要化合物

【題型二】硅的及其重要化合物

【題型三】硅的工業(yè)制法

【題型四】硅及其化合物的綜合利用

【題型五】硅酸鹽材料

02重難創(chuàng)新練

03真題實戰(zhàn)練

題型一碳及其重要化合物

1.“碳中和”是指CO2的排放總量和減少總量相當。下列措施中促進碳中和最直接有效的是（）

A,將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料B.大規(guī)模開采可燃冰作為新能源

C.通過清潔煤技術減少煤燃燒污染D.研發(fā)新型催化劑促使CO2轉化為甲醇

2.中國力爭在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和，關于碳及其化合物，下列說法不正確的

是（）

A.金剛石和石墨是碳的兩種不同的單質(zhì)，二者互稱同素異形體

B.在lOOKPa時，Imol石墨轉變?yōu)榻饎偸誏895kJ的熱量，故金剛石比石墨穩(wěn)定

C.考古時常用于測定文物年代的是碳元素的一種核素146c中，中子數(shù)為8

D.引起溫室效應的氣體之一CO2中含極性共價鍵

3.第十三屆全國人民代表大會第四次會議政府工作報告指出“要扎實做好碳達峰、碳中和各項工作”，

綠色氫能和液態(tài)陽光甲醇可助力完成碳中和目標。下列說法正確的是（）

A.CH30H屬于電解質(zhì)

B.用焦炭與H2O反應是未來較好獲取氫能的方法

C.壓與C02反應，每生成ImolCH30H時轉移4mol電子

D.植樹造林、節(jié)能減排等有利于實現(xiàn)碳中和

4.部分含碳物質(zhì)的分類與相應碳元素的化合價關系如圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.固態(tài)p可做制冷劑用于人工降雨

B.p轉化為r可通過化合反應來實現(xiàn)

C.m轉化為n或。的反應均釋放能量

D.n的一種同素異形體中既存在共價鍵也存在范德華力

5.中國努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。利用NaOH溶液噴淋捕捉空氣中的CO2,反應過程如圖所示。

下列說法錯誤的是（）

CaO

A.捕捉室中NaOH溶液噴成霧狀有利于吸收CO2

B.環(huán)節(jié)a中物質(zhì)分離的基本操作是蒸發(fā)結晶

C.反應過程中CaO和NaOH是可循環(huán)的物質(zhì)

D.可用Na2c03溶液代替NaOH溶液捕捉CCh

題型二硅的及其重要化合物

6.（2024?江蘇省無錫市江陰市聯(lián)考）下列有關物質(zhì)的用途的說法不正確的是（）

A.SiO2可用于制造光導纖維，Si可用于制造計算機芯片

B.天然水晶屬于硅酸鹽產(chǎn)品

C.石英砂、純堿和石灰石可用于制造普通玻璃

D.濃HF溶液可用于刻蝕玻璃

7.我國具有獨立知識產(chǎn)權的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補了我國計算機制造史上的一項空白。下

列對晶體硅的有關敘述正確的是（）

A.晶體硅的結構與金剛石類似

B.晶體硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應

C.晶體硅是一種良好的半導體材料，但是它提煉工藝復雜，價格昂貴

D.晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導電

8.（2024?湖北黃岡市三模）ChatGPT是史上月活用戶增長最快的消費者應用。下列說法中不正確的是

（）

A.硅晶片是生產(chǎn)芯片的基礎材料

B.芯片制造中的“光刻技術”是利用光敏樹脂在曝光條件下成像，該過程涉及化學變化

C.硅在自然界中主要以單質(zhì)形式存在

D.硅是應用最廣泛的半導體材料

9.硅膠吸附劑的結構如圖所示，硅膠常用作干燥劑，在其中添加CoCb可使其指示吸水量，這可用于

判斷硅膠是否失效，原理如下：CoC12（藍色）一CoCb6H2O（粉紅色），失效的硅膠可加熱再生。下列說法第

誤的是（）。

A.當硅膠變粉紅色說明硅膠失效了

B.SiCh是酸性氧化物，硅膠可干燥HF

C.失效的硅膠再生時加熱的溫度不宜過高

D.當硅膠遇到大量的水分子時，硅膠中的羥基形成了過多氫鍵從而失去吸附力

10.下列關于二氧化硅的說法正確的是（）

A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能與水反應生成硅酸

B.二氧化硅制成的光導纖維，由于導電能力強而被用于制造光纜

C.二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應，但能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應

D.用二氧化硅制取單質(zhì)硅時，當生成2.24L氣體（標準狀況）時，得到2.8g硅

11.（2024?廣東省東莞市開學考試）部分含Si物質(zhì)的分類與相應化合價關系如圖所示。下列說法不正確

的是

氫化物單質(zhì)氧化物氧化物鈉鹽

對應的

水化物

A.化合物c是現(xiàn)代信息技術的基礎材料

B.工業(yè)制取單質(zhì)b時同時產(chǎn)生氧化產(chǎn)物CO

C.向溶液中通入CO2,可以實現(xiàn)efd的轉化

D.化合物a的熱穩(wěn)定性大于甲烷

題型三硅的工業(yè)制法

12.（2024??河南省濮陽市質(zhì)檢）工業(yè)制備高純硅的流程如圖所示。下列說法正確的是（）

1800-2000℃300℃1100℃

石英砂粗硅SiHCl高純硅

焦炭3

HC1H2

①②③

A.反應①的化學方程式為SiO2+C&遢Si+CO2T

B.標準狀況下，2.24LSiHCb（l）所含分子數(shù)約為6.02x1（）22

C.反應②、③均須在無氧環(huán)境中進行

D.生成的高純硅可用做光導纖維

13.（2024?山西省部分學校期中調(diào)研測試）高純硅是信息革命的“催化劑”.工業(yè)上制備高純硅的流程如下:

一硅

氣體X

（高純）

工鰭M焦炭c??.氣體Y

心------.SiHCh'

l?0（P2000℃粗硅HC11100℃

「HC1

（純度為1口,“3

反應I3000c

反應2」氣體丫

下列敘述錯誤的是（）

A.氣體X常作滅火劑，但不能作鈉、鎂等金屬火災的滅火劑

B.反應2主要作用是除去難熔性雜質(zhì)

C.用水吸收反應3的尾氣時要采用防倒吸裝置

D.氣體Y是反應2的還原產(chǎn)物，反應3的還原劑

14.（2024?河北省邯鄲市二模）工業(yè)上制備高純硅，一般需要先制得98%左右的粗硅，再以粗硅為原料

制備高純硅，工藝流程如下；工業(yè)上還以粗硅為原料采用熔融鹽電解法制取甲硅烷（SiHQ,電解裝置如圖所

不：

下列有關說法正確的是

A.制備粗硅的化學方程式：SiCh+C高溫Si+COT

B.制備高純硅的工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)只有HC1

C.陰極發(fā)生的電極反應：H2+2e-=2H-

D.SiO2>Si、SiH都屬于共價晶體

15.（2024?北京市西城區(qū)一模）硅是電子工業(yè)的重要材料。利用石英砂（主要成分為SiO2）和鎂粉模擬工業(yè)

制硅的流程示意圖如下。

已知：電負性：Si<H

下列說法不正確的是（）

A.I中引燃時用鎂條，利用了鎂條燃燒放出大量的熱

B.II中主要反應有：MgO+2HCl=2MgC12+H2O>Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4T

C.為防止SiH4自燃，n需隔絕空氣

D.過程中含硅元素的物質(zhì)只體現(xiàn)氧化性

16.近日，清華大學等重點高校為解決中國“芯”一半導體芯片，成立了“芯片學院”。某小組擬在實驗

室制造硅，其流程如圖:

制造原理：2Mg+SiO,點燃2MgeHSi

除雜原理：Mg2Si+4HCl=2MgC12+SiH4T,MgO+2HCl=MgC12+H2O

下列說法中正確的是（）

A.操作1、操作2均為過濾

B.SiO2,$m4均含有共價鍵，等質(zhì)量的二者分子數(shù)之比為8：15

C.點燃石英砂和鎂粉的混合物發(fā)生的副反應為2Mg+Si叁MgzSi

D.當有2moi電子轉移時，能生成14gsi

17.制造芯片用到高純硅，用SiHCb（沸點：31.85℃,SiHCb遇水會劇烈反應）與過量在1100―1200^

反應制備高純硅的裝置如下圖所示（夾持裝置和尾氣處理裝置略去），下列說法錯誤的是（）

A.I裝置可用于二氧化錦固體與濃鹽酸反應制備氯氣

B.裝置n中盛裝的是濃H2s04、裝置in燒杯盛裝的是溫度高于32。（2的溫水

C.實驗時，先打開裝有稀硫酸儀器的活塞，收集尾氣驗純，再預熱裝置IV石英管

D.IV中發(fā)生反應的化學方程式：SiHCb+H2高溫Si+3HC1

18.工業(yè)上制備高純硅有多種方法，其中的一種工藝流程如下：

已知：流化床反應器中的產(chǎn)物除SiC14外，還有SiHCb、SiH2c12、SiH3CkFeCb等。下列說法正確的

是（）

A.電弧爐中發(fā)生的反應為C+SiOz^^CChT+Si

B.SiCL進入還原爐之前需要經(jīng)過蒸儲提純

C.每生產(chǎn)1mol高純硅，需要44.8LCL（標準狀況）

D.該工藝Si的產(chǎn)率高，符合綠色化學要求

題型四硅及其化合物的綜合利用

19.（2024?福建省南平市芝華中學檢測）硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的

發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。

（1）分別向NazSiOs溶液中加入下列物質(zhì)，能生成不溶于NaOH溶液的白色沉淀的是。

①K②稀鹽酸③CaCb溶液④KNCh溶液

（2）胃舒平的主要成分是氫氧化鋁，同時含有三硅酸鎂（Mg2Si3（V4H2O）等化合物。寫出三硅酸鎂的氧化

物形式為o

（3）為什么實驗室中盛放NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞（用離子方程式表示）：0

（4）當前制備高純硅的主要生產(chǎn)過程示意圖如下：

石英砂粗硅I~~H?SiHC%（粗）卜精"TSiHCh（純）|―也f|高純硅

①寫出制備粗硅的化學反應方程式：o

②高純硅的用途：o（寫出一種）

③整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。壓還原SiHCb過程中若混有02,可能引起的后果

是O

20.（2024?湖南省常德市第一中學月考）硅是地殼中含量第二大的元素，其單質(zhì)是一種重要的半導體材

料。

（l）28si是硅的一種同位素，該Si原子的中子數(shù)為o

（2）硅元素在自然界中通常以石英石（SiO2）和硅酸鹽的形式存在。已知SiO2是一種酸性氧化物，請寫出

其與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式=

（3）關于硅及其相關化合物的敘述正確的是（填字母）。

A.自然界中存在天然游離的硅單質(zhì)

B.已知C與Si的最高正價都是正四價，由于CC）2+H2O=H2co3,用類比法得知，SiO2+H2O=H2SiO3

C.Na[AlSi3（X|用氧化物形式表示為NazOAbChPSiO2

D.SiO2既能和NaOH溶液反應，又能和氫氟酸反應，所以是兩性氧化物

（4）高純硅單質(zhì)可由石英砂（主要成分是SiO2）制得，制備高純硅的主要工藝流程如圖所示：

i.硅元素有無定形硅和晶體硅兩種單質(zhì)，它們互為

ii.流程④的化學反應為置換反應，寫出其化學方程式：

21.（2024?四川省內(nèi)江市威遠中學期中）“中國芯”的發(fā)展離不開單晶硅，工業(yè)上制高純硅，先制得粗硅,

再制iWi純硅。

I.請回答:

（1）工業(yè)制粗硅反應的化學方程式為

n.某小組擬在實驗室用如圖所示裝置模擬探究四氯化硅的制備和應用（夾持裝置已省略）。

已知有關信息:

300℃450?500℃

耳,

①Si+3HC1^=SiHC]+Si+2cUSiCl4；

②SiCl’遇水劇烈水解，SiCU的熔點、沸點分別為-70.0。（2、57.7℃Q

請回答下列問題:

（2）裝無水氯化鈣的儀器名稱是

（3）若拆去B裝置，可能的后果是（寫出一個即可）

（4）有同學最初將E、F、G裝置設計成圖甲所示裝置，圖甲裝置的主要缺點是.（寫出一個即

可）。

二40

強熱

乙

（5）已知NH4C1在高溫條件下易分解生成NH3和HC1。利用SiCk和NH3制備新型無機非金屬材料（Si3N”

的裝置如圖乙，寫出該反應的化學方程式:□利用尾氣制備鹽酸，宜選擇下列裝置中的

（填序號）。

abd

22.硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。

⑴新型陶瓷Si3N4的熔點高、硬度大、化學性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采用化學氣相沉積法，在H2的保護

下，使SiC14與N2反應生成Si3N4沉積在石墨表面，寫出該反應的化學方程式：。

(2)一種工業(yè)用硅(含少量鉀、鈉、鐵、銅的氧化物)，已知硅的熔點是1420。。高溫下氧氣及水蒸氣能

明顯腐蝕氮化硅。一種合成氮化硅的主要工藝流程如下：

硅塊一*粉碎---------

[I無水氯化鈣邛畫■雁闕一氮應爐一備

電/600℃：1200—1400℃

蒸鬲水藉-X18-36h

q(

|氮化硅水洗H酸洗k--------1

①凈化N2和H2時，銅屑的作用是,硅膠的作用是=

1

②在氮化爐中發(fā)生反應：3SiO2(s)+2N2(g)=Si3N4(s)+3O2(g)A/7=-727.5kJ-mol,開始時，嚴格

控制氮氣的流速以控制溫度的原因是；體系中要通入適

量的氫氣是為了。

③X可能是(填“鹽酸”“硝酸”“硫酸”或“氫氟酸”)。

(3)工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅:

補充HC1T也h

粗硅補充Hz|—^HCl|

553—573K

反應I—SiHCU

1373~1453K

反應口

①整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCb遇水劇烈反應，寫出該反應的化學方程式:

②假設每一輪次制備1mol純硅，且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失，反應I中HC1的利用率為90%,反應

II中H2的利用率為93.75%。則在第二輪次的生產(chǎn)中，補充HC1和H2的物質(zhì)的量之比是。

23.我國能夠造出幾百萬一顆的衛(wèi)星芯片，但是在智能手機芯片上卻屢屢遭到美國壟斷。制造手機芯

片需要高純硅，工業(yè)上制取高純硅的流程如圖。請根據(jù)所學知識回答下列問題。

焦炭HC1H

2HC1

石

英3273K553-576K1373K

電弧燈粗硅

砂SiHCI

反應1反應23反應3

高純硅

(1)石英砂的主要成分為(填化學式)，實驗室不能用石英用煙熔融氫氧化鈉的原因是

(2)整個過程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)為(填化學式)。

（3）晶體硅為灰黑色固體，溶于氫氟酸可生成氫氣。寫出晶體硅與氫氟酸反應的化學方程式:

（4）某科研團隊設計了一種以硅作為基底的微型直接氫氣酸性燃料電池，其工作原理如圖所示：

硫酸溶液

①電池工作時，電子由（填“A”或"B"，下同）電極流向電極。

②電池工作時，B電極上的電極反應式為。

③每轉移2moib,A電極消耗標準狀況下的O2的體積為L。

題型五硅酸鹽材料

24.（2024?黑龍江省哈爾濱市三模）龍是中華民族精神的象征，以下與龍有關文物的敘述錯誤的是（)

A.“月白地云龍紋綽絲單朝袍”所使用絲的主要材質(zhì)為纖維素

B.“東漢瑪瑙龍頭雕刻品”的主要成分為二氧化硅

C.“戰(zhàn)國青銅雙翼神龍”的主要材質(zhì)為銅合金

D.“龍首人身陶生肖俑”是以黏土為主要原料，經(jīng)高溫燒結而成

25.（2023?廣東省韶關市二模）中國文物具有鮮明的時代特征。下列源自廣東韶關的文物的主要成分不

屬于硅酸鹽的是（

26.（2023?浙江省紹興高三選考模擬）龍泉窯是中國歷史上的一個名窯，是中國制瓷史上延續(xù)歷史最長

的一個瓷窯系，龍泉窯以燒制青瓷而聞名，下列有關說法錯誤的是（）

A.高溫燒結過程包含復雜的化學變化B.瓷器具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優(yōu)點

C.制作瓷器所用的黏土原料是人工合成的D.瓷器屬于硅酸鹽產(chǎn)品，含有多種金屬元素

27.《天工開物》記載：“凡蜒泥造瓦，掘地二尺余，擇取無砂粘土而為之”，“凡坯既成，干燥之后，則

堆積窖中燃薪舉火”，“澆水轉釉（主要為青色），與造磚同法”。下列說法錯誤的是（）

A.粘土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料

B.“燃薪舉火”使粘土發(fā)生復雜的物理化學變化

C.沙子和粘土的主要成分均為硅酸鹽

D.燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦

28.“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝

品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關說法中正確的是()

A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品

B.制水泥的原料為純堿、石灰石和石英

C.硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點較高

D.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽

29.宋代五大名窯分別為：鈞窯、汝窯、官窯、定窯、哥窯。其中鈞窯以“入窯一色，出窯萬彩”的神奇

窯變著稱。下列關于陶瓷的說法不正確的是()

A.窯變是高溫下釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應導致的顏色變化

B.氧化鋁陶瓷屬于新型無機非金屬材料

C.高品質(zhì)的瓷器晶瑩剔透，屬于純凈物

D.陶瓷屬于硅酸鹽材料，耐酸堿腐蝕，但是不能用來盛裝氫氟酸

30.水泥是重要的建筑材料，硅酸鹽水泥主要為硅酸二鈣QCaOSiCh)、硅酸三鈣(3CaOSiCh)、鋁酸三

鈣(3CaOAL03)。鐵鋁酸四鈣(dCaOAbChFezCh)和氧化鎂等的混合物。《水泥化學分析方法》中用EDTA(一

種常用作滴定金屬離子含量的有機物)滴定法測定水泥樣品中鈣、鎂的含量。其過程如圖所示：

足量鹽l濾渣

水泥NaOH固體酸酸化調(diào)pH到13」,56口

樣品一熔融’過濾立出八EDTA滴定鈣離子’圖遇一

酒石酸鈉

①②「溶液A?溶液B已知：相關金屬離子

三乙醇胺成兩份4?MSiiin________

______調(diào)pH到1°.鈣鏤

③EDTA滴定鈣、鎂離子苴奢

濃度為0.1mol/L時，形成氫氧化物沉淀的pH范圍如表:

金屬離子Mg2+Ca2+Al3+Fe3+

開始沉淀的pH1113.53.52

完全沉淀的pH13>144.53.5

回答下列問題:

(1)工業(yè)制水泥的主要原料是黏土和(填名稱)。

(2)步驟①中選擇用銀用埸而不用瓷片煙，其理由是.濾渣的主要成分為0(填化學式)。

(3)步驟③中加入的酒石酸鈉和三乙醇胺作為掩蔽劑，可掩蔽雜質(zhì)離子的干擾，在該過程中，主要掩蔽

的離子有o掩蔽劑需要在調(diào)pH前加入，若在堿性溶液中則起不到掩蔽作用，試從要掩蔽的離子性質(zhì)

分析原因：o

（4）步驟④和⑤中，調(diào)pH時，最好選用試劑（填序號）。

A.氨水B.MgOC.CaCO3

（5）水泥樣品中的鈣的含量通過步驟④滴定結果可計算得出；而步驟⑤滴定的是鈣、鎂總量，所以測定

鎂的含量準確性還依賴于步驟④。當溶液pH大于12時，會生成硅酸鈣沉淀，所以若滴定前，溶液中還有

少量的硅酸，則需加入適量氟化鉀，以消除硅酸的干擾。若未加氟化鉀，殘留的硅酸會使鎂含量測定結果

______（填“偏高”“偏低”或“無影響”

（6）鎂含量的測定還受水泥試樣中一氧化錦含量的影響，當一氧化錦含量小于0.5%時，干擾不明顯，可

忽略不計；但大于0.5%時，還需要再測出一氧化鎰含量。一氧化鎬的測定是在硫酸介質(zhì)中，用高碘酸鉀將

其氧化為高錦酸根離子，進行測量。寫出該過程中反應的離子方程式：（該反應中的一種產(chǎn)物可以作

為食鹽的添加劑）。

1.（2024?甘肅省二模）化學與社會發(fā)展和人類進步息息相關。下列說法不正確的是（）

A.華為Mate60pro系列“爭氣機”的芯片材料主要為晶體硅

B.用機械剝離法從石墨中分離出的石墨烯能導電，石墨烯與金剛石互為同素異形體

C.國產(chǎn)飛機C919用到的氨化硅陶瓷是新型無機非金屬材料

D.“神舟十七號”飛船返回艙表層材料中的玻璃纖維屬于天然有機高分子

2.（2024?湖南省常德市月考）2023年是我國實施新型基礎設施建設的重要時期，在包括5G基站建設、

城際高速鐵路和城市軌道交通等領域都取得矚目成就，其中涉及各種化學材料。下列相關說法錯誤的是

（）

A.中國自主研發(fā)的首個5G微基站射頻芯片的主要材料是Si

B.高鐵動車的車廂廂體由不銹鋼和鋁合金制成，不銹鋼和鋁合金均屬于金屬材料

C.國產(chǎn)飛機C919用到的氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料

D.石英玻璃、碳化硅陶瓷、水泥、石墨烯都是硅酸鹽材料

3.（2024?高三下?河北省石家莊市第十七中學月考）2024年央視春晚首次應用5G-A技術，A1含量高，

硬科技霸屏，下列有關說法錯誤的是（）

A.舞蹈《瓷影》所詮釋的青花瓷，其主要原材料為含水的鋁硅酸鹽

B.晚會采用的LED屏，其發(fā)光材料通常是以Si3N4為基礎，用A1取代部分Si,用O取代部分N后所

得的陶瓷制作而成

C.5G-A技術所需高頻通訊材料之一的LCP（液晶高分子）在一定加熱狀態(tài)下一般會變成液晶，液晶既

具有液體的流動性，又表現(xiàn)出類似晶體的各向異性

D.芯片中二氧化硅優(yōu)異的半導體性能。使得晚會上各種AI技術得以完美體現(xiàn)

4.（2024?江西省宜春市高三模擬）某研究小組用鋁土礦為原料制備絮凝劑聚合氯化鋁｛囚2（0電。山,

a=l-5｝按如圖流程開展實驗。

已知：①鋁土礦主要成分為AI2O3,含少量FezCh和SiO2。用NaOH溶液溶解鋁土礦過程中SiO2轉變?yōu)?/p>

難溶性的硅酸鹽。

②［加2（。11%01）］“的絮凝效果可用鹽基度衡量，鹽基度=泉。當鹽基度為0.60?0.85時，絮凝效果較

好。

下列說法正確的是（）

A.步驟I所得濾液中主要溶質(zhì)的化學式是NaAlCh、NaOH和Na2SiO3

B.步驟II,可以用HC1代替CO2

c.步驟ni,為減少AI（OH）3吸附的雜質(zhì)，洗滌時需對漏斗中的沉淀充分攪拌

D.步驟V采用蒸汽浴加熱。若用酒精燈直接加熱受熱不均勻，會導致產(chǎn)品鹽基度不均勻

5.（2024?湖北省部分省示范高中期中測試）如今，半導體“硅”已經(jīng)成為信息時代高科技的代名詞，高純

硅是現(xiàn)代信息、半導體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)的基礎材料。制備高純硅的主要工藝流程如圖所示：

已知：SiHCb極易水解，反應過程中會產(chǎn)生氫氣。

回答下列問題:

（1）二氧化硅和硅酸鹽是構成地殼中大部分巖石、沙子和土壤的主要微粒，SiCh的晶體類型為.

（2）寫出④的化學方程式為o

（3）以上①?⑤的流程中，包含置換反應的是（填序號）。整個操作流程都需隔絕空氣，原因是一

（答出兩條即可）。

（4）氮化硼陶瓷基復合材料電推進系統(tǒng)及以SiC單晶制作器件，在航空航天特殊環(huán)境下具有廣泛的應用

前景?？茖W家用金屬鈉、四氯化碳和四氯化硅制得了SiC納米棒，反應的化學方程式為—=

（5）在硅酸鹽中，SiO44-四面體［如下圖（a）］通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四

大結構型式。圖(b)為一種鏈狀結構的多硅酸根，其中Si原子的雜化形式為，其化學式為

圖(a)圖(b)

6.(2024?江蘇省南京市期中)地球上既有遼闊的海洋也有浩瀚的沙漠。

(1)“從沙灘到用戶”的關鍵第一步反應是利用石英砂可以制備粗硅，其反應的方程式為:

(2)下圖的實驗裝置中，在試管C中觀察到凝膠狀的白色沉淀。反應的化學方程式為。

飽和Na2cCt?溶液飽和NaHCC>3溶液溶液

裝置A中發(fā)生反應的離子方程式o有同學依據(jù)以上實驗得出以下一些結論，其中正確的是

(填序號)。

A.物質(zhì)的酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3

B.元素的非金屬性：Cl>C>Si

C.試管B中飽和NaHCCh溶液的主要作用是除去CCh氣體中溫有的HC1

+

D.在試管B中發(fā)生反應的離子方程式為：HCO3+H=H2O+CO2T

(3)硅酸鈉溶液是一種粘稠的液體，這與硅酸根離子的長鍵結構有關：

O-O-O-0-0-0-

IIII.I.I.

…0―Si-0—Si—0—Si—O—Si—O—Si—O-Si—0--

O-O-O-O-0-o*

在硅酸根離子中每個Si原子都與四個o原子相連形成四面體，人們常稱之為“硅氧四面體”，硅氧四面

體通過共用0原子可以彼此相連形成長鏈。

用激光筆照射NazSiCh溶液，發(fā)現(xiàn)有丁達爾現(xiàn)象。依據(jù)膠體微粒大小對其中所含原子數(shù)的估算，膠體微

粒中大約會含有1000?109個原子。假設硅酸鈉溶液中硅酸根離子含有1000個原子，那么在硅酸根離子的長

鏈中，包含有個硅氧四面體的結構單元。

7.(2024?天津市軍糧城中學質(zhì)檢)明磯是生活中常見的凈水劑，用鋁土礦(含30%SiC>2、40.8%AhO3和

和少量FeQs等)制取明碗的工藝如下：

⑴焙燒除鐵反應：4(NHJSO,+FezO3=2NH4Fe(SOJ+3H2O+6AT(少部分發(fā)生類似反應)，氣體A的

化學式為o

(2)操作①的名稱是,操作①后，需洗滌固體D表面吸附的離子，判斷固體D是否洗滌干凈的實驗

方法是：取最后一次洗滌后的浸出液于試管中，滴加KSCN溶液，觀察到,說明已洗滌干凈。

(3)固體D加稀硫酸反應的離子方程式為。

(4)固體E與NaOH固體焙燒可制備防火材料，下列裝置適合的是(填字母編號)。

(5)不計過程中的損失，投入5t鋁土礦，理論上可制得明研t(明磯的相對分子質(zhì)量為474)。

8.芯片是國家科技的心臟。在硅及其化合物上進行蝕刻是芯片制造中非常重要的環(huán)節(jié)。三氟化氮(NF3)、

四氟化碳(CF4)是常見的蝕刻劑。

(1)高純?nèi)獙Χ趸杈哂袃?yōu)異的蝕刻速率和選擇性。

①二氧化硅的晶胞結構如圖所示，二氧化硅晶體中硅原子周圍最近的硅原子有個。

②工業(yè)上常采用F2直接氟化尿素［CO(NH2)2］的方法生產(chǎn)NF3O得到的NF3中常含有少量CF4O常溫下,

三種物質(zhì)在水中的溶解性大小順序為：CF4<NF3<NH3,原因是

(2)四氟化碳的一種蝕刻機理是：CF4在等禺子體的條件下產(chǎn)生活性自由基(,F),該自由基易與硅及其化

合物中的硅原子結合生成SiF4氣體從而達到蝕刻目的。用CF4(g)進行蝕刻時常與氧氣混合，當混合氣體的

流速分別為80mL3"和lOOmLmin」時，蝕刻速率隨混合氣體中。2和CF4體積之比［V(C>2)/V(CF4)］的變

化如圖所示。

1000

800

600

400

200

0

0.00.20.40.60.81.0

r（o2）/r（CF4）

①a點蝕刻速率比b點快的原因是o

②蝕刻速率隨V(O2)/V(CF4)先升高后降低的原因是o

(3)NF3是一種強溫室氣體，消除大氣中的NF3對于環(huán)境保護具有重要意義。國內(nèi)某科研團隊研究了利

用氫自由基(口)的脫氟反應實現(xiàn)NF3的降解。降解生成NF2和HF的兩種反應歷程如圖所示。其中直接抽提

反應是降解的主要歷程，原因是。

過渡態(tài)2F3N-H--------直接抽提反應

?NF2+HF

反應歷程

1.(2023?湖南卷，1)中華文化源遠流長，化學與文化傳承密不可分。下列說法錯誤的是()

A.青銅器“四羊方尊”的主要材質(zhì)為合金

B.長沙走馬樓出土的竹木簡牘主要成分是纖維素

C.蔡倫采用堿液蒸煮制漿法造紙，該過程不涉及化學變化

D.銅官窯彩瓷是以黏土為主要原料，經(jīng)高溫燒結而成

2.(2022?浙江省1月選考，10)關于反應4CCb+SiH4高溫4co+2氏0+$0,下列說法正確的是()

A.CO是氧化產(chǎn)物

B.SiH4發(fā)生還原反應

C.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：4

D.生成ImolSiCh時，轉移8moi電子

3.（2022?福建卷，1）福建多個科研機構經(jīng)過長期聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)，使用C60和改性的Cu基催化劑，可打

通從合成氣經(jīng)草酸二甲酯常壓催化加氫制備乙二醇的技術難關。下列說法正確的是（）

A.草酸屬于無機物B.C60與石墨互為同分異構體

C.Cu屬于過渡元素D.催化劑通過降低焰變加快反應速率

4.（2021?山東卷，1）有利于實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的是（）

A.風能發(fā)電B.糧食釀酒C.燃煤脫硫D.石油裂化

5.（2021?湖北選擇性考試，1）“碳中和”有利于全球氣候改善。下列有關CO?的說法錯誤的是（）

A.CO2是V形的極性分子B.CO2可催化還原為甲酸

C.CO2晶體可用于人工增雨D.CO2是侯氏制堿法的原料之一

6.（2021?浙江省1月選考，10）鋁硅酸鹽型分子篩中有許多籠狀空穴和通道（如圖），其骨架的基本結構

單元是硅氧四面體和鋁氧四面體，化學組成可表示為Ma[（A102）x-（SiO2）y]-ZH2O（M代表金屬離子）。

下列推測不乖琥的是（）

A.常采用水玻璃、偏鋁酸鈉在強酸溶液中反應后結晶制得分子篩

B.若a=x/2,則M為二價陽離子

C.調(diào)節(jié)y/x（硅鋁比）的值，可以改變分子篩骨架的熱穩(wěn)定性

D.分子篩中的籠狀空穴和通道，可用于篩分分子

7.（2020?浙江省7月選考）Ca3SiO5是硅酸鹽水泥的重要成分之一，其相關性質(zhì)的說法不亞理的是（）

A.可發(fā)生反應：Ca3SiO5+4NH4C1AcaSiOs+2CaCl2+4NH3?+2H2O

B.具有吸水性，需要密封保存

C.能與SO2反應生成新鹽

D.與足量鹽酸作用，所得固體產(chǎn)物主要為SiCh

8.（2019?浙江省4月選考）在溫熱氣候條件下，淺海地區(qū)有厚層的石灰石沉積，而深海地區(qū)卻很少。下

列解析不氐琥的是（）

A.與深海地區(qū)相比，淺海地區(qū)水溫較高，有利于游離的CO2增多、石灰石沉積

B.與淺海地區(qū)相比，深海地區(qū)壓強大，石灰石巖層易被C02溶解，沉積少

C.深海地區(qū)石灰石巖層的溶解反應為：CaCO3(s)+H2O(1)+CO2(aq)—Ca(HCO3)2(aq)

D.海水呈弱酸性，大氣中C02濃度增加，會導致海水中CO濃度增大

9.(2019?北京卷)下列我國科研成果所涉及材料中，主要成分為同主族元素形成的無機非金屬材料的是

10.(2019?全國卷I,7)陶瓷是火與土的結晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質(zhì)與化學有著密切的

關系。下列說法錯誤的是()

A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵

B.聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫燒制而成

C.陶瓷是應用較早的人造材料，主要化學成分是硅酸鹽

D.陶瓷化學性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點

碳、硅及無機非金屬材料

目錄

01模擬基礎練

【題型一】碳及其重要化合物

【題型二】硅的及其重要化合物

【題型三】硅的工業(yè)制法

【題型四】硅及其化合物的綜合利用

【題型五】硅酸鹽材料

02重難創(chuàng)新練

03真題實戰(zhàn)練

題型一碳及其重要化合物

1.“碳中和”是指CO2的排放總量和減少總量相當。下列措施中促進碳中和最直接有效的是（）

A,將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料B.大規(guī)模開采可燃冰作為新能源

C.通過清潔煤技術減少煤燃燒污染D.研發(fā)新型催化劑促使CO2轉化為甲醇

【答案】D

【解析】A項，將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料，實質(zhì)是長鏈爆斷裂為短鏈燒，燃燒后排放的CO2的

量并沒有改變，A不符合題意；B項，可燃冰是甲烷的結晶水合物，大量開采使用，會產(chǎn)生CO2,不利用碳

中和，B不符合題意；C項，通過清潔煤技術減少煤燃燒污染，只會減少SO2的排放，但對CO2的排放總

量無影響，C不符合題意；D項，研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇，有利于減少CO2的排放，對促進“碳中和”

最直接，D正確；故選D。

2.中國力爭在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和，關于碳及其化合物，下列說法不正確的

是（）

A.金剛石和石墨是碳的兩種不同的單質(zhì)，二者互稱同素異形體

B.在lOOKPa時，Imol石墨轉變?yōu)榻饎偸?.895kJ的熱量，故金剛石比石墨穩(wěn)定

C.考古時常用于測定文物年代的是碳元素的一種核素146c中，中子數(shù)為8

D.引起溫室效應的氣體之一CO2中含極性共價鍵

【答案】B

【解析】A項，金剛石和石墨均是由C元素組成的不同單質(zhì)，兩者互為同素異形體，A正確；B項，

能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定，因為在lOOKPa時，Imol石墨轉變?yōu)榻饎偸?.895kJ的熱量，所以可知石墨

比金剛石穩(wěn)定，B錯誤；C項，146c的質(zhì)子數(shù)為6,質(zhì)量數(shù)為14,所以中子數(shù)=14-6=8,C正確；D項，CO2

可引起溫室效應，使全球變暖，其分子中C原子與O原子以共價雙鍵結合，所以含極性共價鍵，D正確；

故選B。

3.第十三屆全國人民代表大會第四次會議政府工作報告指出“要扎實做好碳達峰、碳中和各項工作”，

綠色氫能和液態(tài)陽光甲醇可助力完成碳中和目標。下列說法正確的是（）

A.CH30H屬于電解質(zhì)

B.用焦炭與H20反應是未來較好獲取氫能的方法

C.壓與C02反應，每生成ImolCH30H時轉移4mol電子

D.植樹造林、節(jié)能減排等有利于實現(xiàn)碳中和

【答案】D

【解析】A項，CH30H屬于非電解質(zhì)，A錯誤；B項，該工藝需消耗大量的能量，不節(jié)能，B錯誤；C

項，每生成ImolCH30H時轉移6moi電子，C錯誤；D項，植樹造林、節(jié)能減排等有利于實現(xiàn)碳中和，D

正確；故選D。

4.部分含碳物質(zhì)的分類與相應碳元素的化合價關系如圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.固態(tài)p可做制冷劑用于人工降雨

B.p轉化為r可通過化合反應來實現(xiàn)

C.m轉化為n或。的反應均釋放能量

D.n的一種同素異形體中既存在共價鍵也存在范德華力

【答案】C

【解析】依據(jù)價類二維圖可知：m為甲烷、n為碳單質(zhì)、。為CO、p為CO2、r為碳酸鹽。A項，p為

二氧化碳，可做制冷劑用于人工降雨，A項正確；B項，二氧化碳與氧化鈣反應生成鹽碳酸鈣，是化合反應

實現(xiàn)，B項正確；C項，甲烷轉化為二氧化碳是放熱反應，C項錯誤；D項，碳有多種同素異形體，如金剛

石、石墨等，石墨既存在共價鍵也存在范德華力，D項正確；故選C。

5.中國努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。利用NaOH溶液噴淋捕捉空氣中的CO2,反應過程如圖所示。

下列說法錯誤的是（）

CaO

A.捕捉室中NaOH溶液噴成霧狀有利于吸收CO2

B.環(huán)節(jié)a中物質(zhì)分離的基本操作是蒸發(fā)結晶

C.反應過程中CaO和NaOH是可循環(huán)的物質(zhì)

D.可用Na2cCh溶液代替NaOH溶液捕捉CCh

【答案】B

【解析】利用NaOH溶液實現(xiàn)“碳捕獲”吸收器中，NaOH溶液用噴淋方式加入，增大反應物之間的接觸

面積，充分吸收二氧化碳，環(huán)節(jié)a中，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣

沉淀和氫氧化鈉，Na2cCh發(fā)生反應的化學方程式為Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3i+2NaOH,CaCO3需從溶液中

過濾出來再高溫煨燒，生成的CCh循環(huán)使用。A項，NaOH溶液噴成霧狀，可增大反應接觸面積，提高CCh

吸收率，A正確；B項，環(huán)節(jié)a為NazCCh和Ca（OH）2生成CaCCh,需從溶液中過濾出來再高溫燃燒，故基

本操作不是蒸發(fā)結晶，B錯誤；C項，NaOH和CaO在流程中既有消耗，也有生成，可循環(huán)利用，C正確；

D項，Na2cCh可以和CCh反應，因此可用Na2cCh溶液代替NaOH溶液，D正確。故選B。

題型二硅的及其重要化合物

6.（2024?江蘇省無錫市江陰市聯(lián)考）下列有關物質(zhì)的用途的說法不正確的是（）

A.SiCh可用于制造光導纖維，Si可用于制造計算機芯片

B.天然水晶屬于硅酸鹽產(chǎn)品

C.石英砂、純堿和石灰石可用于制造普通玻璃

D.濃HF溶液可用于刻蝕玻璃

【答案】B

【解析】A項，SiCh可用于制造光導纖維，Si是半導體，可用于制造計算機芯片，A正確；B項，天

然水晶的主要成分是二氧化硅，不屬于硅酸鹽產(chǎn)品，B