高考化學(xué)考點(diǎn)精講-硅及其無(wú)機(jī)非金屬材料

考點(diǎn)梳理

考法1碳及其重要化合物

1.碳單質(zhì)

存在形式有金剛石、石墨、無(wú)定形碳、足球烯，它們互為同素異形體。

2.碳的氧化物(CO和C02)

(1)一氧化碳的性質(zhì)及應(yīng)用

①物理性質(zhì)：無(wú)色無(wú)味的氣體，難溶于水，能使人中毒的原因是與人體內(nèi)血紅蛋白相結(jié)合，因缺氧而

中毒。

②化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用(寫出有關(guān)化學(xué)方程式)

a.可燃性：2co+。2型暨2c。2,可作燃料。

b.還原性：CO還原FezCh的反應(yīng)為3co+Fe2C>3里陵2Fe+3co2,可用于冶煉金屬。

(2)CC)2在自然界中的循環(huán)

①CCh的主要來(lái)源：大量含碳燃料的燃燒。

②自然界消耗CO2的主要反應(yīng)：

a.溶于江水、海水中：CO2+H2OH2co3;

b.光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為。2；

c.巖石的風(fēng)化：CaCO3+H20+CO2=Ca(HCO3)2?

3.碳酸(H2co3)

弱酸、不穩(wěn)定。碳酸(H2co3)只能在水中存在。H2c。3在水中與CCh共存，因此常把CO2+H2O當(dāng)碳酸

用。

4.碳酸的酸式鹽和正鹽的比較

(1)在水中的溶解性

①含K+、Na\NH：的正鹽易溶于水，其余一般不溶于水；酸式鹽均能溶于水。

②一般來(lái)說(shuō)，在相同溫度下，難溶性正鹽溶解度小于其酸式鹽溶解度，如溶解度：Ca(HCO3)2>CaCO3；

可溶性正鹽溶解度大于其酸式鹽溶解度，如溶解度：Na2CO3>NaHCO3o

⑵熱穩(wěn)定性

一般來(lái)說(shuō)，熱穩(wěn)定性順序?yàn)檎}>酸式鹽>碳酸，如穩(wěn)定性：Na2c03>NaHC03>H2co3?？扇苄哉}〉難

溶性正鹽，如CaCCh高溫分解，而K2cCh不易分解。

(3)水溶液酸堿性

物質(zhì)的量濃度相同時(shí)，正鹽溶液的pH大于其酸式鹽溶液，如pH：Na2cO3溶液〉NaHCCh溶液。

巧學(xué)妙記:

碳原子的排列方式：

正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

金剛石

物理性質(zhì)：

熔點(diǎn)高，硬度大，不導(dǎo)電

碳原子的排列方式：

(-層狀結(jié)構(gòu)，每層為正六邊

形的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

石墨

—物理性質(zhì)：

熔點(diǎn)高，硬度小，能導(dǎo)電

「碳原子的排列方式：

“足球”狀分子，由正五邊形

足球一和正六邊形排列而成

烯Cfto

-物理性質(zhì)：

不導(dǎo)電

即時(shí)檢測(cè):

請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打，7”，錯(cuò)誤的打“X”)

(1)不同碳的物理性質(zhì)差異是因?yàn)楹剂坎煌?)

(2)碳在氧氣中充分燃料是放熱反應(yīng)，而不充分燃燒是吸熱反應(yīng)()

(3)金剛石、石墨、C60都是由碳原元素組成的單質(zhì)()

(4)水墨畫可長(zhǎng)久保存不變色是因?yàn)樵诔叵绿嫉幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑()

(5)二氧化碳能使紫色石蕊溶液變紅，說(shuō)明二氧化碳具有酸性()

(6)低碳環(huán)保中的“碳”是指二氧化碳()

(7)石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸姆磻?yīng)屬于氧化還原反應(yīng)(x)

(8)向空氣中排放二氧化碳會(huì)形成酸雨(x)

(9)向CaCL溶液中通入CO2氣體，溶液變渾濁，繼續(xù)通入CCh至過(guò)量，渾濁消失(x)

(10)氨化的飽和食鹽水中通入足量的CCh氣體，會(huì)析出晶體N)

答案：(l)x(2)x(3)4(4)4(5)x(6)4(7)x(8)x(9)x(10)4

例題引領(lǐng)：

例1“碳中和”是指CO2的排放總量和減少總量相當(dāng)。下列措施中促進(jìn)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(kāi)采可燃冰作為新能源

C.通過(guò)清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染D.研發(fā)新型催化劑促使CCh轉(zhuǎn)化為甲醇

【答案】D

【解析】A項(xiàng)，將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料，實(shí)質(zhì)是長(zhǎng)鏈燒斷裂為短鏈燒，燃燒后排放的CO2的

量并沒(méi)有改變，A不符合題意；B項(xiàng)，可燃冰是甲烷的結(jié)晶水合物，大量開(kāi)采使用，會(huì)產(chǎn)生C02,不利用碳

中和，B不符合題意；C項(xiàng)，通過(guò)清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染，只會(huì)減少SO2的排放，但對(duì)CO2的排放總

量無(wú)影響，C不符合題意；D項(xiàng)，研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇，有利于減少C02的排放，對(duì)促進(jìn)“碳中和”

最直接，D正確；故選D。

例2中國(guó)力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，關(guān)于碳及其化合物，下列說(shuō)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(shí)，Imol石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸誏895kJ的熱量，故金剛石比石墨穩(wěn)定

C.考古時(shí)常用于測(cè)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(yīng)的氣體之一CO2中含極性共價(jià)鍵

【答案】B

【解析】A項(xiàng)，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(xiàng)，

能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定，因?yàn)樵趌OOKPa時(shí)，Imol石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?.895kJ的熱量，所以可知石墨

比金剛石穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，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(xiàng)，CO2

可引起溫室效應(yīng)，使全球變暖，其分子中C原子與。原子以共價(jià)雙鍵結(jié)合，所以含極性共價(jià)鍵，D正確；

故選B。

對(duì)點(diǎn)提升：

對(duì)點(diǎn)1第十三屆全國(guó)人民代表大會(huì)第四次會(huì)議政府工作報(bào)告指出“要扎實(shí)做好碳達(dá)峰、碳中和各項(xiàng)工

作"，綠色氫能和液態(tài)陽(yáng)光甲醇可助力完成碳中和目標(biāo)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.CH30H屬于電解質(zhì)

B.用焦炭與H2O反應(yīng)是未來(lái)較好獲取氫能的方法

C.H2與CO2反應(yīng)，每生成ImolCH30H時(shí)轉(zhuǎn)移4mol電子

D.植樹(shù)造林、節(jié)能減排等有利于實(shí)現(xiàn)碳中和

【答案】D

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

項(xiàng)，每生成ImolCH30H時(shí)轉(zhuǎn)移6moi電子，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，植樹(shù)造林、節(jié)能減排等有利于實(shí)現(xiàn)碳中和，D

正確；故選D。

對(duì)點(diǎn)2中國(guó)努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。利用NaOH溶液噴淋捕捉空氣中的C02,反應(yīng)過(guò)程如圖

所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

COX儲(chǔ)存利用)

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(jié)晶

C.反應(yīng)過(guò)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C02

【答案】B

【解析】利用NaOH溶液實(shí)現(xiàn)“碳捕獲”吸收器中，NaOH溶液用噴淋方式加入，增大反應(yīng)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(yīng)生成氫氧化鈣，碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣

沉淀和氫氧化鈉，Na2cCh發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2cO3+Ca(OH)2=CaCO3l+2NaOH,CaCO3需從溶液中

過(guò)濾出來(lái)再高溫燃燒，生成的C02循環(huán)使用。A項(xiàng)，NaOH溶液噴成霧狀，可增大反應(yīng)接觸面積，提高CCh

吸收率，A正確；B項(xiàng)，環(huán)節(jié)a為Na2cCh和Ca(OH)2生成CaCCh,需從溶液中過(guò)濾出來(lái)再高溫燃燒，故基

本操作不是蒸發(fā)結(jié)晶，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，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(xiàng)，Na2cCh可以和CO2反應(yīng)，因此可用Na2c03溶液代替NaOH溶液，D正確。故選B。

考法2硅及其重要化合物

1.硅單質(zhì)

⑴存在

硅單質(zhì)主要有晶體和無(wú)定形兩大類。

(2)物理性質(zhì)

帶有金屬光澤的灰黑色固體，熔點(diǎn)高，硬度大，有脆性。

(3)化學(xué)性質(zhì)

①常溫下不活潑，一般不與其他物質(zhì)反應(yīng)，但可以與氟、氫氟酸、堿反應(yīng)。反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：

與氟：Si+2F2=SiF4；

與氫氟酸：Si+4HF=SiF4t+2H2T；

與堿：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H21o

②在加熱或者點(diǎn)燃的條件下可以與氫氣、氧氣、氯氣等反應(yīng),與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為Si+O2ASiO2o

2.二氧化硅

⑴存在

自然界中，碳元素既有游離態(tài)，又有化合態(tài)，而硅元素僅有化合態(tài)，主要以氧化物和硅酸鹽的形式存

在。天然SiO2有晶體和無(wú)定形兩種，統(tǒng)稱硅石。

(2)物理性質(zhì)

熔點(diǎn)高，硬度大，難溶于水。

(3)結(jié)構(gòu)

SiCh晶體有多種晶型，其基本結(jié)構(gòu)單元為硅氧四面體(如下圖甲所示)，硅氧四面體通過(guò)氧原子相互連接

為空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(如下圖乙所示)。每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子相連，而每個(gè)氧原子與2個(gè)硅原子相連，故

SiO2晶體中Si和0的比例為1：2。

(4)化學(xué)性質(zhì)

SiO2為酸性氧化物，是硅酸的酸酎。

①)SiC)2可以與堿反應(yīng),生成硅酸鹽，如與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O0

的高溫條件下可以與碳酸鹽反應(yīng)，如與碳酸鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiCh+CaCCh皇遺CaSiCh+CO2b

③在高溫條件下，能夠與堿性氧化物反應(yīng)，如與氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiCh+CaO更運(yùn)CaSiO3。

(4)常溫下與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+4HF=SiF4T+2H2O□

3.硅酸

(1)物理性質(zhì)

硅酸的溶解度小，新制備的硅酸為透明、膠凍狀，干燥硅膠多孔，吸水性和吸附性強(qiáng)。

(2)化學(xué)性質(zhì)

①弱酸性：酸性比碳酸弱，與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O0

②不穩(wěn)定性：受熱易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2SiO3AsiO2+H2Oo

(3)制備：通過(guò)可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得，如NazSiCh溶液與鹽酸反應(yīng)：Na2SiO3+2HCl=2NaCl

+H2SiO3(膠體)。

(4)用途：硅膠可用作干燥劑、催化劑的載體等。

4.硅酸鹽

(1)硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。

(2)硅酸鈉：硅酸鈉溶液俗稱水玻璃，是無(wú)色黏稠液體，常用于制備黏合劑、防腐劑、耐火材料。

(3)硅酸鹽寫成氧化物形式的順序：活潑金屬氧化物一較活潑金屬氧化物一二氧化硅一水，不同氧化物

間以“?”隔開(kāi)。

巧學(xué)妙記：

在設(shè)計(jì)制備純硅的實(shí)驗(yàn)題中，常遇到的知識(shí)點(diǎn)

(1)高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅：SiO2+2C奧迪Si(粗)+2C0f

⑵粗硅與干燥HC1氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si(粗)+3HCl也遇SiHCb+H2

(3)粗硅與干燥Cl2反應(yīng)制得SiCl4：Si(粗)+2CL膽生SiCL

(4)SiHCl3與過(guò)量H2在高溫下反應(yīng)制得純硅：SiHCb+H?奧運(yùn)Si(純)+3HCl

(5)SiCL與過(guò)量也在高溫下反應(yīng)制得純硅：SiCl4+2H2^=Si(^)+4HCl

(6)SiO2+2Mg=^^2MgO+Si

(7)SiHCl3>SiCL能與水發(fā)生反應(yīng)：SiHCl3+3H2O=H2SiO3i+3HC1+H2?

SiCl4+3H2O=H2SiO31+4HC1

(8)SiH4在空氣中易自燃：SiH4+2O2=SiO2+2H2O

即時(shí)檢測(cè)：

請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打y"，錯(cuò)誤的打“X”)

(1)硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在()

(2)晶體硅熔點(diǎn)高、硬度大，故可用于制作半導(dǎo)體材料()

(3)Si和SiO2都可用于制造光導(dǎo)纖維()

(4)非金屬性：OSi,則熱穩(wěn)定性：CH4>SiH4()

(5)硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)()

(6)SiC)2是酸性氧化物，可溶于強(qiáng)堿(NaOH),不溶于任何酸()

(7)硅酸鈉的水溶液俗稱“水玻璃”，是一種建筑行業(yè)常用的黏合劑(正)

(8)SiO2能與HF反應(yīng)，因此可用HF刻蝕玻璃()

(9)向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠N)

(10)石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能()

(11)硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體()

(12)用二氧化硅制取單質(zhì)硅的反應(yīng)中硅元素被氧化()

(13)加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氫氣、氧氣等非金屬發(fā)生反應(yīng)()

(14)工業(yè)上制取粗硅的反應(yīng)是SiCh+C里退Si+CChN)

(15)用二氧化硅制取單質(zhì)硅時(shí)，當(dāng)生成2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，得到2.8g硅()

(16)因?yàn)楦邷貢r(shí)二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸強(qiáng)()

(17)二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體中硅原子和硅氧單鍵個(gè)數(shù)之比為1：2()

答案：(1W(2)x(3)X(4)4(5)X(6)X(7)4(8)4(9)Y(10)x(11)V(12)x(13)4(14)x

(15)x(16)x(17)x

例題引領(lǐng):

例1（2023?湖北黃岡市三模）ChatGPT是史上月活用戶增長(zhǎng)最快的消費(fèi)者應(yīng)用。下列說(shuō)法中不正確的是

（）

A.硅晶片是生產(chǎn)芯片的基礎(chǔ)材料

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

C.硅在自然界中主要以單質(zhì)形式存在

D.硅是應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，硅晶片是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，是生產(chǎn)芯片的基礎(chǔ)材料，故A正確；B項(xiàng)，光敏樹(shù)脂在

曝光條件下成像時(shí)有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，故B正確；C項(xiàng)，硅元素是親氧元素，在自然界中主要

以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在，不存在硅單質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，硅是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，可用于制造

和生產(chǎn)芯片，故D正確；故選C。

例2近日，清華大學(xué)等重點(diǎn)高校為解決中國(guó)“芯”——半導(dǎo)體芯片，成立了“芯片學(xué)院”。某小組擬在實(shí)

驗(yàn)室制造硅，其流程如圖：

制造原理：2Mg+SiCh例2MgO+Si

除雜原理：Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4t,MgO+2HCl=MgCl2+H2O

下列說(shuō)法中正確的是（）

A.操作1、操作2均為過(guò)濾

B.SiO2,SiH/勻含有共價(jià)鍵，等質(zhì)量的二者分子數(shù)之比為8：15

C.點(diǎn)燃石英砂和鎂粉的混合物發(fā)生的副反應(yīng)為2Mg+SiAMg2Si

D.當(dāng)有2moi電子轉(zhuǎn)移時(shí)，能生成14gsi

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，將溶液和固體分開(kāi)，采用過(guò)濾操作，操作1為過(guò)濾，操作2為洗滌和烘干，故A錯(cuò)誤；

B項(xiàng)，SiCh是共價(jià)晶體，沒(méi)有分子，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由除雜原理可知副反應(yīng)為：2Mg+SiAMg2Si,故C

正確；D項(xiàng)，當(dāng)有2moi電子轉(zhuǎn)移時(shí)，參加反應(yīng)的Mg物質(zhì)的量為Imol,能生成0.5mol單質(zhì)硅，但因有副

反應(yīng)發(fā)生，最終獲得的Si的質(zhì)量少于14g,故D錯(cuò)誤；故選C。

對(duì)點(diǎn)提升：

對(duì)點(diǎn)1制造芯片用到高純硅，用SiHCb（沸點(diǎn)：31.85℃,SiHCb遇水會(huì)劇烈反應(yīng)）與過(guò)量H2在1100-

1200C反應(yīng)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(shuō)法錯(cuò)誤的是（)

A.I裝置可用于二氧化錦固體與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣

B.裝置II中盛裝的是濃H2s04、裝置ni燒杯盛裝的是溫度高于32℃的溫水

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先打開(kāi)裝有稀硫酸儀器的活塞，收集尾氣驗(yàn)純，再預(yù)熱裝置IV石英管

D.IV中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：SiHCb+H2高溫Si+3HC1

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，二氧化鋅固體與濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣，而I裝置沒(méi)有酒精燈，因此I裝置不可用于

二氧化錦固體與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氫氣中含有水蒸氣，根據(jù)SiHCb遇水會(huì)劇烈反應(yīng)，

則裝置II中盛裝的是濃H2s04,其作用是干燥氫氣，根據(jù)SiHCb的沸點(diǎn)：31.85℃,則裝置UI燒杯盛裝的是

溫度高于32℃的溫水，將SiHCb變?yōu)闅怏w以便進(jìn)入到IV中與氫氣反應(yīng)，故B正確；C項(xiàng)，氫氣和氧氣混

合氣體會(huì)發(fā)生爆炸，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)，先打開(kāi)裝有稀硫酸儀器的活塞，收集尾氣驗(yàn)純，再預(yù)熱裝置IV石英管，

故C正確；D項(xiàng)，根據(jù)用SiHCb與過(guò)量H2在:1100?1200℃反應(yīng)制備高純硅，因此IV中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方

程式：SiHCb+H「高溫Si+3HC1,故D正確。故選A。

對(duì)點(diǎn)2高純度晶硅是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料。它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一

場(chǎng)“革命”。可以按下列方法制備：

℃①Cb/如、②HCl。.cl③過(guò)量H2

Si°2高溫§（粗）30力’（jSiHrJCb]000-1100''C（純）

下列說(shuō)法不正確的是（）

A.步驟①的化學(xué)方程式為：SiCh+C國(guó)迪Si+CO2f

B.步驟①中每生成1molSi,轉(zhuǎn)移4mol電子

C.高純硅是制造太陽(yáng)能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的基本原料

D.SiHCb（沸點(diǎn)33.0℃）中含有少量的SiCL（沸點(diǎn)67.6℃）,通過(guò)蒸儲(chǔ)（或分儲(chǔ)）可提純SiHCl3

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，二氧化硅高溫下與C反應(yīng)生成CO氣體，即步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2+2C^^Si

+2C0T，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，步驟①中Si的化合價(jià)降低4,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4mol,故B正確；C項(xiàng)，高純硅

是半導(dǎo)體，是制造集成電路、太陽(yáng)能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的基本原料，故C正確；D

項(xiàng)，沸點(diǎn)相差30℃以上的兩種液體可以采用蒸儲(chǔ)的方法分離，故D正確。

考法3無(wú)機(jī)非金屬材料

1.傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。

(1)常見(jiàn)硅酸鹽材料比較

水泥玻璃陶瓷

生產(chǎn)原料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土

主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯

(2)玻璃生產(chǎn)中的兩個(gè)重要反應(yīng):Na2c。3+SiO2^^Na2SiO3+CO2T；CaCO3+SiCh圖退CaSiCh+C02T。

2.新型無(wú)機(jī)非金屬材料，如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。

3.復(fù)合材料

(1)概念：將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而制成的一種新型材料。

⑵組成

①基體：在復(fù)合材料中起黏結(jié)作用。

②增強(qiáng)體：在復(fù)合材料中起骨架作用。

⑶分類

'樹(shù)脂基復(fù)合材料

①按基體I金屬基復(fù)合材料

、陶瓷基復(fù)合材料

'顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料

②按增強(qiáng)體形狀《夾層增強(qiáng)復(fù)合材料

.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

(4)性能：既保持或發(fā)展了原來(lái)材料的長(zhǎng)處，又能彌補(bǔ)原材料的不足

巧學(xué)妙記:

陶瓷普通玻璃普通水泥

純堿(Na2co3)、石灰石主要原料：石灰石、黏土

原料黏土

(CaC03)、石英砂(Si02)輔助原料：適量的石膏

設(shè)備陶瓷窯玻璃熔爐水泥回轉(zhuǎn)窯

主要硅酸鈉(NazSiCh)、硅酸鈣硅酸三鈣(3CaOSiC>2)、硅酸二鈣

成分復(fù)雜

成分(CaSiCh)、二氧化硅(SiCh)(2CaOSiO2)>鋁酸三鈣(3CaO-AbO3)

抗氧化、抗酸堿玻璃是非晶體，稱為玻璃態(tài)物

具有水硬性，與水摻和攪拌并靜置

特點(diǎn)腐蝕、耐高溫、質(zhì)，無(wú)固定熔點(diǎn)，在某一溫度

后，很容易凝固變硬

絕緣范圍內(nèi)軟化可加工成制品

用途建筑材料、絕緣建筑材料、光學(xué)儀器、各種器大量用于建筑和水利工程

材料、日用器皿、制造玻璃纖維

皿、衛(wèi)生潔具

即時(shí)檢測(cè)：

請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打W”，錯(cuò)誤的打“X”)

(1)工業(yè)生產(chǎn)水泥和玻璃均用到石灰石()

(2)氮化硅陶瓷和氮化鋁陶瓷均為新型無(wú)機(jī)非金屬材料()

(3)鋼化玻璃與普通玻璃的主要成分基本相同()

(4)玻璃是一種晶體，有較高的熔點(diǎn)()

(5)水玻璃是一種特殊的玻璃，泡花堿屬于堿()

(6)玻璃鋼是以玻璃纖維做增強(qiáng)體、合成樹(shù)脂做基體的復(fù)合材料()

(7)氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N")

(8)碳化硅(SiC)的硬度大，熔點(diǎn)高，可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承()

(9)光導(dǎo)纖維是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，其主要成分為SiO2()

(10)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、瑪瑙都屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品()

答案：(1)4(2)4(3)4(4)X(5)X(6)4(7)4(8)T(9)4(10)x

例題引領(lǐng)：

例1(2023?遼寧省阜新市高三模擬)龍泉窯是中國(guó)歷史上的一個(gè)名窯，是中國(guó)制瓷史上延續(xù)歷史最長(zhǎng)的

一個(gè)瓷窯系，龍泉窯以燒制青瓷而聞名，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.高溫?zé)Y(jié)過(guò)程包含復(fù)雜的化學(xué)變化B.瓷器具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優(yōu)點(diǎn)

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

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，高溫?zé)Y(jié)過(guò)程是許多物理化學(xué)變化的綜合過(guò)程，A正確；B項(xiàng)，陶瓷成分是硅酸鹽，經(jīng)

高溫?zé)Y(jié)具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優(yōu)點(diǎn)，B正確；C項(xiàng)，黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，一般的黏

土都由硅酸鹽礦物在地球表面風(fēng)化后形成，不是人工合成的，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陶瓷主要原料是黏土，屬硅酸

鹽產(chǎn)品，含有多種金屬元素，D正確；故選C。

例2《天工開(kāi)物》記載：“凡蜒泥造瓦，掘地二尺余，擇取無(wú)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(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說(shuō)法錯(cuò)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(fù)雜的物理化學(xué)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

【答案】C

【解析】制作磚瓦和陶瓷的主要原料是粘土，故A錯(cuò)誤;，粘土的主要成分均為硅酸鹽，灼燒使粘土發(fā)

生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，故B正確；沙子的主要成分是二氧化硅，粘土的主要成分均為硅酸鹽，故C錯(cuò)誤；

澆水轉(zhuǎn)釉（主要為青色），與造磚同法，所以燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦，故D正確。

對(duì)點(diǎn)提升：

對(duì)點(diǎn)1“九秋風(fēng)露越窯開(kāi)，奪得千峰翠色來(lái)”是贊譽(yù)越窯秘色青瓷的詩(shī)句，描繪我國(guó)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(guān)說(shuō)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(diǎn)較高

D.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽

【答案】C

【解析】陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品，A項(xiàng)錯(cuò)誤；純堿、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項(xiàng)錯(cuò)誤；硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)高，C項(xiàng)正確；沙子的主要成分是SiO2,

黏土的主要成分是硅酸鹽，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

對(duì)點(diǎn)2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(wàn)彩”

的神奇窯變著稱。下列關(guān)于陶瓷的說(shuō)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(yīng)導(dǎo)致的顏色變化

B.氧化鋁陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)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(lái)盛裝氫氟酸

【答案】C

【解析】不同的金屬氧化物顏色可能不同，在高溫下，釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致的

顏色變化稱為窯變，故A正確；新型無(wú)機(jī)非金屬材料主要有先進(jìn)陶瓷、非晶體材料、人工晶體、無(wú)機(jī)涂層，

無(wú)機(jī)纖維等，氧化鋁陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，故B正確；瓷器的原料主要是黏土燒結(jié)而成，瓷器中

含有多種硅酸鹽和二氧化硅，是混合物，故C錯(cuò)誤；HF能與二氧化硅反應(yīng)，陶瓷的成分是硅酸鹽和二氧化

硅，所以陶瓷不能用來(lái)盛裝氫氟酸，故D正確。

真題感知：

1.（2023?遼寧省選擇性考試，3）下列有關(guān)物質(zhì)的工業(yè)制備反應(yīng)錯(cuò)誤的是（）

A.合成氨：N2+3H2===^2NH3B.制HC1：H2+Cl2=i?2HCl

C.制粗硅：SiO2+2C高溫Si+2coD.冶煉鎂：2Mg0（熔融）曳且2Mg+O2T

【答案】D

【解析】A項(xiàng)，工業(yè)合成氨是利用氮?dú)夂蜌錃庠诖呋瘎┑臈l件下反應(yīng)生成的，反應(yīng)方程式為N2+3H2

三退三三一

r省化年~2NH3,A正確;B項(xiàng)，工業(yè)制氯化氫是利用氫氣和氯氣反應(yīng)生成的，反應(yīng)方程式為H2+CI2曼2HC1,

B正確；C項(xiàng)，工業(yè)制粗硅是將SiCh與C在高溫下反應(yīng)生成粗硅，反應(yīng)方程式為SiO2+2C蔓Si+2cO,C

正確；D項(xiàng)，冶煉金屬鎂是電解熔融氯化鎂，反應(yīng)方程式為MgCb（熔融）曳晝Mg+Cht，D錯(cuò)誤；故選D。

2.（2023?湖南卷，1）中華文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，化學(xué)與文化傳承密不可分。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.青銅器“四羊方尊”的主要材質(zhì)為合金

B.長(zhǎng)沙走馬樓出土的竹木簡(jiǎn)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(guò)程不涉及化學(xué)變化

D.銅官窯彩瓷是以黏土為主要原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，四羊方尊由青銅制成，在當(dāng)時(shí)銅的冶煉方法還不成熟，銅中常含有一些雜質(zhì)，因此青

銅屬合金范疇，A正確；B項(xiàng)，竹木簡(jiǎn)牘由竹子、木頭等原料制成，竹子、木頭的主要成分為纖維素，B正

確；C項(xiàng)，蔡倫用堿液制漿法造紙，將原料放在堿液中蒸煮，原料在堿性環(huán)境下發(fā)生反應(yīng)使原有的粗漿纖維

變成細(xì)漿，該過(guò)程涉及化學(xué)變化，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陶瓷是利用黏土在高溫下燒結(jié)定型生成硅酸鋁，D正確；

故選Co

3.（2022?江蘇卷，6）周期表中IVA族元素及其化合物應(yīng)用廣泛，甲烷具有較大的燃燒熱（890.3kJ-moF）,

是常見(jiàn)燃料；Si、Ge是重要的半導(dǎo)體材料，硅晶體表面SiCh能與氫氟酸（HF,弱酸）反應(yīng)生成HzSiFe（IhSiFe

2

在水中完全電離為H+和SiF6-）;1885年德國(guó)化學(xué)家將硫化錨（GeS2）與壓共熱制得了門捷列夫預(yù)言的類硅一

楮；下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是（）

+2

A.SiCh與HF溶液反應(yīng)：SiO2+6HF=2H+SiF6+2H2O

B.高溫下H2還原GeS2：GeS2+2Hz=Ge+2H2s

2

C.鉛蓄電池放電時(shí)的正極反應(yīng)：Pb+SO4-2e-=PbSO4

D.甲烷的燃燒：CH4（g）+2O2（g）==CO2（g）+2H2O（g）AH2=890.3kJ-moL

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，由題意可知，二氧化硅與氫氟酸溶液反應(yīng)生成強(qiáng)酸H2SiF6和水，反應(yīng)的離子方程式為

+2

SiO2+6HF=2H+SiF6-+2H2O,故A正確；B項(xiàng)，硫化錯(cuò)與氫氣共熱反應(yīng)時(shí)，氫氣與硫化褚反應(yīng)生成鑄和硫

化氫，硫化氫高溫下分解生成硫和氫氣，則反應(yīng)的總方程式為GeS25日Ge+2S,故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，鉛蓄

電池放電時(shí)，二氧化鉛為正極，酸性條件下在硫酸根離子作用下二氧化鉛得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸

鉛和水，電極反應(yīng)式為正極反應(yīng)PbO2+SO42-+2e=PbSO4+2H2O,故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由題意可知，Imol甲烷

完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量為890.3kJ,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4（g）+2O2（g）==CO2（g）+

2H20(g)AH2=-890.3kJ-molT,故D錯(cuò)誤；故選A。

4.（2022?河北省選擇性考試，1）定窯是宋代五大名窯之一，其生產(chǎn)的白瓷聞名于世。下列說(shuō)法正確的是

A.傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料B.陶瓷主要成分為SiCh和MgO

C.陶瓷燒制的過(guò)程為物理變化D.白瓷的白色是因鐵含量較高

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，陶瓷是良好的絕緣體，傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料，常用于高壓變壓器的開(kāi)關(guān)外包裝和

器件，A正確；B項(xiàng)，陶瓷的主要成分為硅酸鹽，而不是SiCh和MgO,C錯(cuò)誤；C項(xiàng)，陶瓷燒制過(guò)程發(fā)生

復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，由新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由于Fe2+、Fe3+和鐵的氧化物均有顏色,

故陶瓷中含鐵量越多，陶瓷的顏色越深，白瓷的白色是因?yàn)殍F含量較低甚至幾乎不含，D錯(cuò)誤；故選A。

5.（2022?浙江省1月選考，10）關(guān)于反應(yīng)4cC）2+SiH4豌4co+2H2O+SiO2,下列說(shuō)法正確的是（）

A.CO是氧化產(chǎn)物

B.SiH4發(fā)生還原反應(yīng)

C.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：4

D.生成ImolSiCh時(shí)，轉(zhuǎn)移8moi電子

【答案】D

【解析】A項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)方程式，碳元素的化合價(jià)由+4價(jià)降為+2價(jià)，故CO為還原產(chǎn)物，A錯(cuò)誤;B

項(xiàng)，硅元素化合價(jià)由-4價(jià)升為+4價(jià)，故SiH4發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反應(yīng)中氧化劑為二氧化碳，還

原劑為SiH4,,則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4：1,C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，Si元素的

化合價(jià)由-4價(jià)升高至+4價(jià)，因此生成ImolSiCh時(shí)，轉(zhuǎn)移8moi電子，D正確；故選D。

6.（2022?福建卷，1）福建多個(gè)科研機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)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(shù)難關(guān)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.草酸屬于無(wú)機(jī)物B.C60與石墨互為同分異構(gòu)體

C.Cu屬于過(guò)渡元素D.催化劑通過(guò)降低熔變加快反應(yīng)速率

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，草酸屬于二元弱酸，即乙二酸，屬于有機(jī)物，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，C60與石墨是碳元素的不

同單質(zhì)，互為同素異形體，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Cu為IB族，屬于過(guò)渡元素，C正確；D項(xiàng)，催化劑通過(guò)降低

反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率，反應(yīng)焰變不變，D錯(cuò)誤；故選C。

7.（2022?河北省選擇性考試，1）定窯是宋代五大名窯之一，其生產(chǎn)的白瓷聞名于世。下列說(shuō)法正確的是

（）

A.傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料B.陶瓷主要成分為SiCh和MgO

C.陶瓷燒制的過(guò)程為物理變化D.白瓷的白色是因鐵含量較高

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，陶瓷是良好的絕緣體，傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料，常用于高壓變壓器的開(kāi)關(guān)外包裝和

器件，A正確；B項(xiàng)，陶瓷的主要成分為硅酸鹽，而不是SiCh和MgO,C錯(cuò)誤；C項(xiàng)，陶瓷燒制過(guò)程發(fā)生

復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，由新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由于Fe2+、Fe3+和鐵的氧化物均有顏色,

故陶瓷中含鐵量越多，陶瓷的顏色越深，白瓷的白色是因?yàn)殍F含量較低甚至幾乎不含，D錯(cuò)誤；故選A。

8.（2022?廣東選擇性考試，3）廣東一直是我國(guó)對(duì)外交流的重要窗口，館藏文物是其歷史見(jiàn)證。下列文

物主要由硅酸鹽制成的是（）

?

1k厚0彳葉k

文物1所■￡

1

選項(xiàng)A.南宋鎏金飾品B.蒜頭紋銀盒c.廣彩瓷咖啡杯D.銅鍍金鐘座

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，鎏金飾品是用金汞合金制成的金泥涂飾器物的表面，經(jīng)過(guò)烘烤，汞蒸發(fā)而金固結(jié)于器

物上的一種傳統(tǒng)工藝，其中不含硅酸鹽，故A項(xiàng)不符合題意；B項(xiàng)，蒜頭紋銀盒中主要成分為金屬銀，其

中不含硅酸鹽，故B項(xiàng)不符合題意；C項(xiàng)，廣彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸鹽產(chǎn)品燒制而成，其主要成分為

硅酸鹽，故C項(xiàng)符合題意；D項(xiàng)，銅鍍金鐘座是銅和金等制得而成，其中不含硅酸鹽，故D項(xiàng)不符合題意；

故選C。

9.（2021?山東卷，1）有利于實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的是（）

A.風(fēng)能發(fā)電B.糧食釀酒C.燃煤脫硫D.石油裂化

【答案】A

【解析】碳達(dá)峰是指我國(guó)承諾2030年前，二氧化碳的排放不再增長(zhǎng)，達(dá)到峰值之后逐步降低；碳中和

是指通過(guò)植樹(shù)造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)二氧化碳“零排放”，故選A。

10.（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(guān)CO?的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.CO2是V形的極性分子B.CCh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

【答案】A

【解析】CO2中C采用sp雜化，空間構(gòu)型為直線形分子；CO2是非極性分子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2在電催

化下與氫氣反應(yīng)可以降低碳的化合價(jià)，生成一系列化合物，如CH4、CH2=CH2、CH3OH、HCOOH等，B

項(xiàng)正確；干冰汽化時(shí)在吸收大量熱量，使水蒸氣液化而增雨，C項(xiàng)正確；侯氏制堿法的化學(xué)反應(yīng)原理是NaCl

+NH3+CO2+H2O=NaHCO3；+NH4CI,2NaHCO3^BBNa2cO3+CO2T+H2O,D項(xiàng)正確。

11.（2021?全國(guó)乙卷，1）我國(guó)提出爭(zhēng)取在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和，這對(duì)于改善環(huán)境，

實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要。碳中和是指CO2的排放總量和減少總量相當(dāng)。下列措施中能促進(jìn)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(kāi)采可燃冰作為新能源

C.通過(guò)清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染

D.研發(fā)催化劑將C02還原為甲醇

【答案】D

【解析】A項(xiàng)，將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油并不能減少二氧化碳的排放量，達(dá)不到碳中和的目的，故A不

符合題意；B項(xiàng)，大規(guī)模開(kāi)采可燃冰做為新能源，會(huì)增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B

不符合題意；C項(xiàng)，通過(guò)清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染，不能減少二氧化碳的排放量，達(dá)不到碳中和的目的,

故C不符合題意；D項(xiàng)，研發(fā)催化劑將二氧化碳還原為甲醇，可以減少二氧化碳的排放量，達(dá)到碳中和的

目的，故D符合題意；故選D。

12.（2021?海南選擇性考試，1）2020年9月22日，中國(guó)向全世界宣布，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中

和