專題15硅及其化合物

考點(diǎn)十年考情（2016-2025）命題趨勢(shì)

核心知識(shí)聚焦：硅及其化合物的制備（如高純硅

(2025?云南),(2023?湖北),(2022?江蘇),的工業(yè)流程、三氯甲硅烷還原法）、化學(xué)性

(2009?廣東),(2007?廣東),(2014?重慶),質(zhì)（與NaOH、HF的反應(yīng)）及晶體結(jié)構(gòu)是

考點(diǎn)01硅及其

(2016?浙江),(2016?上海),(2008?廣東),高頻考點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)和反應(yīng)機(jī)理

化合物

(2013?海南),(2010?全國(guó)),(2023?山東),分析；無(wú)機(jī)非金屬材料側(cè)重分類（陶瓷、玻

(2015?海南),(2009?浙江)璃、硅酸鹽）和實(shí)際應(yīng)用（如光導(dǎo)纖維、太

陽(yáng)能電池）。

能力導(dǎo)向深化：試題逐步弱化純記憶，強(qiáng)化綜合

能力，如結(jié)合元素周期律、氧化還原滴定（如

鐵元素含量測(cè)定）和實(shí)驗(yàn)操作（提純、水解

控制）設(shè)計(jì)題目，要求分析流程圖、實(shí)驗(yàn)裝

置缺陷及數(shù)據(jù)處理。

(2025?甘肅),(2024?江西),(2024?廣東),

考點(diǎn)02無(wú)機(jī)非情境化與時(shí)代性：近年考題融入新材料（如納米

(2024?吉林),(2023?廣東),(2022?河北),

金屬材料Si、全降解塑料）、環(huán)保主題（稻殼資源化利

(2022?廣東),(2021?重慶),(2021?福建)

用）和科技前沿（石英晶體振蕩器、銫原子

鐘），體現(xiàn)化學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)的交叉，同時(shí)注

重愛(ài)國(guó)主義教育（文物材質(zhì)識(shí)別），凸顯學(xué)

科育人價(jià)值。命題趨勢(shì)整體向應(yīng)用性、綜合

性和創(chuàng)新性傾斜。

1．（2025·云南·高考真題）稻殼制備納米Si的流程圖如下。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．SiO2可與NaOH溶液反應(yīng)

B．鹽酸在該工藝中體現(xiàn)了還原性

C．高純Si可用于制造硅太陽(yáng)能電池

650℃

D．制備納米Si：SiO22MgSi2MgO

2．（2023·湖北·高考真題）工業(yè)制備高純硅的主要過(guò)程如下：

焦炭

石英砂粗硅HClH2高純硅

1800~2000℃300℃SiHCl31100℃

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

高溫

A．制備粗硅的反應(yīng)方程式為SiO22CSi2CO

B．1molSi含Si-Si鍵的數(shù)目約為46.021023

C．原料氣HCl和H2應(yīng)充分去除水和氧氣

D．生成SiHCl3的反應(yīng)為熵減過(guò)程

（2022·江蘇·高考真題）閱讀下列材料，完成下列小題：

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890.3kJmol1，是常見(jiàn)燃料；Si、Ge是

重要的半導(dǎo)體材料，硅晶體表面SiO2能與氫氟酸（HF，弱酸）反應(yīng)生成H2SiF6（H2SiF6在水中完全電

2

離為H和SiF6）；1885年德國(guó)化學(xué)家將硫化鍺GeS2與H2共熱制得了門(mén)捷列夫預(yù)言的類硅-鍺；我國(guó)

古代就掌握了青銅（銅-錫合金）的冶煉、加工技術(shù)，制造出許多精美的青銅器；Pb、PbO2是鉛蓄電

池的電極材料，不同鉛化合物一般具有不同顏色，歷史上曾廣泛用作顏料。

3．下列說(shuō)法正確的是

A．金剛石與石墨烯中的C-C-C夾角都為120

B．SiH4、SiCl4都是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子

22

C．鍺原子(32Ge)基態(tài)核外電子排布式為4s4p

D．ⅣA族元素單質(zhì)的晶體類型相同

4．下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是

+2-

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

B．高溫下H2還原GeS2：GeS2+H2=Ge+2H2S

-2-

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

-1

D．甲烷的燃燒：CH4g+2O2g=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=890.3kJmol

5．下列物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是

A．石墨能導(dǎo)電，可用作潤(rùn)滑劑

B．單晶硅熔點(diǎn)高，可用作半導(dǎo)體材料

C．青銅比純銅熔點(diǎn)低、硬度大，古代用青銅鑄劍

D．含鉛化合物顏色豐富，可用作電極材料

6．（2009·廣東·高考真題）下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)法正確的是

①硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素

②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品

③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維

④陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料

A．①②B．②③C．①④D．③④

7．（2007·廣東·高考真題）下列說(shuō)法正確的是

A．硅材料廣泛應(yīng)用于光纖通訊B．工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品

C．水晶項(xiàng)鏈和餐桌上的瓷盤(pán)都是硅酸鹽制品D．粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)

8．（2014·重慶·高考真題）下列物質(zhì)的使用不涉及化學(xué)變化的是

A．明礬用作凈水劑B．液氨用作制冷劑

C．氫氟酸刻蝕玻璃D．生石灰作干燥劑

9．（2016·浙江·高考真題）下列說(shuō)法不．正．確．的是

A．鈉和鉀的合金可用于快中子反應(yīng)堆作熱交換劑

B．可用超純硅制造的單晶硅來(lái)制芯片

C．可利用二氧化碳制造全降解塑料

D．氯氣有毒，不能用于藥物的合成

10．（2016·上?！じ呖颊骖}）下列各組混合物，使用氫氧化鈉溶液和鹽酸兩種試劑不能分離的是

A．氧化鎂中混有氧化鋁B．氯化鋁溶液中混有氯化鐵

C．氧化鐵中混有二氧化硅D．氯化亞鐵溶液中混有氯化銅

11．（2008·廣東·高考真題）硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。

三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過(guò)程示意圖如下：

寫(xiě)出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式。

①整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫(xiě)出

②配平的化學(xué)反應(yīng)方程式；H2還原SiHCl3過(guò)程中若混入O2，可能引起的后

果是。

（2）下列有關(guān)硅材料的說(shuō)法正確的是(填字母)。

A．碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)耐高溫水泥

B．氮化硅硬度大、熔點(diǎn)高，可用于制作高溫陶瓷和軸承

C．高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料——光導(dǎo)纖維

D．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點(diǎn)很高

E．鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅

12．（2013·海南·高考真題）硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開(kāi)發(fā)由來(lái)已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛

應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）1810年瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是。

（2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有。

（3）高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一

種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下：

發(fā)生的主要反應(yīng)

電弧爐16001800℃

SiO2+2CSi+2CO↑

流化床反應(yīng)器250300℃

Si+3HCl+SiHCl3+H2

11001200℃

還原爐SiHCl3+H2Si+3HCl

用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為；碳化硅又

①稱，其晶體結(jié)構(gòu)與相似。

在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)

②如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和。

物質(zhì)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4

沸點(diǎn)/℃235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9

SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為。

（4）③氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是。

14．（2010·全國(guó)·高考真題）胃舒平主要成分是氫氧化鋁，同時(shí)含有三硅酸鎂(Mg2Si3O8nH2O)等化合物。

（1）三硅酸鎂的氧化物形式為，某元素與鎂元素不同周期但在相鄰一族，且性質(zhì)和鎂元素十分相

似，該元素原子核外電子排布式為。

（2）鋁元素的原子核外共有種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子、種不同能級(jí)的電子。

（3）某元素與鋁元素同周期且原子半徑比鎂原子半徑大，該元素離子半徑比鋁離子半徑(填“大”或

“小”)，該元素與鋁元素的最高價(jià)氧化物的水化物之間發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：

（4）Al2O3、Mg0和SiO2都可以制耐火材料，其原因是。

a．Al2O3、Mg0和SiO2都不溶于水

b．Al2O3、Mg0和SiO2都是白色固體

c．Al2O3、Mg0和SiO2都是氧化物

d．Al2O3、Mg0和SiO2都有很高的熔點(diǎn)

15．（2023·山東·高考真題）三氯甲硅烷SiHCl3是制取高純硅的重要原料，常溫下為無(wú)色液體，沸點(diǎn)為31.8℃，

Δ

熔點(diǎn)為126.5℃，易水解。實(shí)驗(yàn)室根據(jù)反應(yīng)Si3HClSiHCl3H2，利用如下裝置制備SiHCl3粗品(加

熱及夾持裝置略)?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）制備SiHCl3時(shí)進(jìn)行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)將盛有硅粉的瓷舟置于管式爐中；(ⅲ)通入HCl，一段時(shí)間后接

通冷凝裝置，加熱開(kāi)始反應(yīng)。操作(ⅰ)為；判斷制備反應(yīng)結(jié)束的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。圖示裝置存在

的兩處缺陷是。

（2）已知電負(fù)性ClHSi,SiHCl3在濃NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（3）采用如下方法測(cè)定溶有少量HCl的SiHCl3純度。

m1g樣品經(jīng)水解、干燥等預(yù)處理過(guò)程得硅酸水合物后，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：，(填操作名稱)，

稱量等操作，測(cè)得所得固體氧化物質(zhì)量為m2g，從下列儀器中選出①、中需②使用的儀器，依次為

(③填標(biāo)號(hào))。測(cè)得樣品純度為(用含m1、m2的代數(shù)式表示)。①②

16．（2015·海南·高考真題）單質(zhì)Z是一種常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料，可由X通過(guò)如下圖所示的路線制備，其中X

為Z的氧化物，Y為氫化物，分子結(jié)構(gòu)與甲烷相似，回答下列問(wèn)題：

（1）能與X發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是；由X制備Mg2Z的化學(xué)方程式為。

（2）由Mg2Z生成Y的化學(xué)反應(yīng)方程式為，Y分子的電子式為。

（3）Z、X中共價(jià)鍵的類型分別是。

17．（2009·浙江·高考真題）單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗

硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450～500℃)，四氯化硅經(jīng)提純

后用氫氣還原可得高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置示意圖。

相關(guān)信息如下：

a．四氯化硅遇水極易水解；

b．硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；

c．有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見(jiàn)下表：

物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5

沸點(diǎn)/℃57.712.8－315－

熔點(diǎn)/℃－70.0－107.2－－－

升華溫度/℃－－180300162

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：。

（2）裝置A中g(shù)管的作用是；裝置C中的試劑是；裝置E中的h瓶需要冷

卻的理由是。

（3）裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過(guò)精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，

除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是(填寫(xiě)元素符號(hào))。

2＋

（4）為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預(yù)處理，使鐵元素還原成Fe，再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液

2＋＋3＋2＋

在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定，反應(yīng)的離子方程式為5Fe＋MnO＋8H===5Fe＋Mn＋4H2O。

滴定前是否要滴加指示劑？(填“是”或“否”)，請(qǐng)說(shuō)明理由：

①

。

某同學(xué)稱取5.000g殘留物，經(jīng)預(yù)處理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL試樣溶液，

－2－1

②用1.000×10mol·LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，則殘留

物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。

1．（2025·甘肅·高考真題）下列愛(ài)國(guó)主義教育基地的藏品中，主要成分屬于無(wú)機(jī)非金屬材料的是

A．勞動(dòng)英雄模范碑(南梁革命紀(jì)念館藏)

B．紅軍黨員登記表(紅軍長(zhǎng)征勝利紀(jì)念館藏)

C．陜甘紅軍兵工廠鐵工具(甘肅省博物館藏)

D．謝覺(jué)哉使用過(guò)的皮箱(八路軍蘭州辦事處紀(jì)念館藏)

2．（2024·江西·高考真題）景德鎮(zhèn)青花瓷素有“國(guó)瓷”的美譽(yù)。是以黏土為原料，用含鈷、鐵的顏料著色，上

釉后一次性高溫?zé)贫傻那嗨{(lán)色彩瓷。下列關(guān)于青花瓷說(shuō)法正確的是

A．青藍(lán)色是由于生成了單質(zhì)鈷B．表面的釉屬于有機(jī)高分子膜

C．主要成分為鋁硅酸鹽D．鐵元素的存在形式只有Fe2O3

3．（2024·廣東·高考真題）嘀嗒嘀嗒，時(shí)間都去哪兒了！計(jì)時(shí)器的發(fā)展史銘刻著化學(xué)的貢獻(xiàn)。下列說(shuō)法不正

確的是

A．制作日晷圓盤(pán)的石材，屬于無(wú)機(jī)非金屬材料

B．機(jī)械表中由鉬鈷鎳鉻等元素組成的發(fā)條，其材質(zhì)屬于合金

C．基于石英晶體振蕩特性計(jì)時(shí)的石英表，其中石英的成分為SiC

135

D．目前“北京時(shí)間”授時(shí)以銫原子鐘為基準(zhǔn)，55Cs的質(zhì)子數(shù)為55

4．（2024·吉林·高考真題）文物見(jiàn)證歷史，化學(xué)創(chuàng)造文明。東北三省出土的下列文物據(jù)其主要成分不能與其

他三項(xiàng)歸為一類的是

A．金代六曲葵花鎏金銀盞B．北燕鴨形玻璃注

C．漢代白玉耳杯D．新石器時(shí)代彩繪幾何紋雙腹陶罐

5．（2023·廣東·高考真題）“高山流水覓知音”。下列中國(guó)古樂(lè)器中，主要由硅酸鹽材料制成的是

A．九霄環(huán)佩木古琴B．裴李崗文化骨笛C．商朝后期陶塤D．曾侯乙青銅編鐘

6．（2022·河北·高考真題）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SiO2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

7．（2022·廣東·高考真題）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

文物

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

8．（2021·重慶·高考真題）“垃圾分類記心上，魅力山城新時(shí)尚”，下列可回收物中，主要成分為無(wú)機(jī)非金

屬材料的是

A．普通玻璃B．不銹鋼鍋C．礦泉水瓶D．棉麻織物

9．（2021·福建·高考真題）建盞是久負(fù)盛名的陶瓷茶器，承載著福建歷史悠久的茶文化。關(guān)于建盞，下列說(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．具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優(yōu)點(diǎn)

C．制作所用的黏土原料是人工合成的D．屬硅酸鹽產(chǎn)品，含有多種金屬元素

10．（2021·浙江·高考真題）下列說(shuō)法不．正．確．的是

A．硅酸鈉是一種難溶于水的硅酸鹽B．鎂在空氣中燃燒可生成氧化鎂和氮化鎂

C．鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣D．常