专题41 无机非金属材料的主角硅精讲深剖领军高考化学精校解析 Word版Word文档下载推荐.docx

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【答案】

（1）将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+；

双氧水（H2O2）

（2）SiO2（或H2SiO3）；

SiO2+4HF

SiF4↑+2H2O

（3）防止胶体生成，易沉淀分离；

Fe（OH）3、

（OH）3

（4）45.0%

（2）根据水泥中成分，二氧化硅不溶于一般酸溶液，所以沉淀A是二氧化硅；

SiO2溶于氢氟酸，发生的反应是：

（3）盐类水解是吸热反应，加热可以促进Fe3+、Al3+水解转换为Fe（OH）3、

（OH）3；

根据流程图，pH4～5时Ca2+、Mg2+不沉淀，Fe3+、Al3+沉淀，所以沉淀B为Fe（OH）3、

（OH）3。

（4）草酸钙的化学式为CaC2O4，MnO4－作氧化剂，化合价降低5价，H2C2O4中的C化合价由＋3价→＋4价，整体升高2价，最小公倍数为10，因此MnO4－的系数为2，H2C2O4的系数为5，运用关系式法5Ca2+～5H2C2O4～2KMnO4

n（KMnO4）=0.0500mol/L×

36.00×

10－3mL=1.80×

10－3moln（Ca2+）=4.50×

10－3mol

水泥中钙的质量分数为4.

50×

10－3mol×

40.0g/mol/0.400g×

100%=45.0%。

考纲解读

考点

内容

说明

硅及其化合物

常见非金属元素（如H、C、N、O、Si、S、Cl等）

①了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。

②了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。

以上各部分知识的综合应用。

硅及其化合物常考Si、SiO2的用途，及SiO2的化学性质。

考点一硅

1．硅的存在和物理性质

⑴存在：

只以化合态存在，主要以SiO2和硅酸盐的形式存在于地壳岩层里，在地壳中含量居第二位。

⑵物理性质：

晶体硅是一种灰黑色固体，具有金属光泽，硬而脆的固体，熔沸点较高，能导电，是良好的半导体材料。

2.硅的化学性质

⑴与单质（O2、F2）反应　Si+O2

SiO2Si+2F2==SiF4

⑵与酸（HF）反应　Si+4HF=SiF4↑+2H2↑

⑶与强碱（如NaOH）溶液反应Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑

3．用途：

制造半导体、计算机芯片、太阳能电池。

典例1（2018届福建省厦门外国语学校高三下学期5月适应性考试）《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，则堆积窑中燃薪举火”，“浇水转釉（主要为青色），与造砖同法”。

下列说法错误的是

A.粘土是制砖瓦和水泥的主要原料

B.“燃薪举火”使粘土发生复杂的物理化学变化

C.沙子的主要成分为硅酸盐

D.泥坯烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦

【答案】C

【解析】分析：

根据题目的表述，仔细理解题中引用的文言文的含义（也不需要理解的很清楚，理解大概含义，借助选项中的叙述理解），再思考对应的化学物质和反应。

A．由题目的“择取无砂粘土而为之”，说明粘土是制砖瓦和水泥的主要原料，所以选项A正确。

B．“燃薪举火”是提供高温的环境，使粘土发生复杂的物理化学变化，选项B正确。

C．沙子的主要成分为二氧化硅，选项C错误。

D．粘土中有一定量的Fe元素，泥坯烧制后自然冷却成红瓦（含氧化铁），浇水冷却时C与水反应得到CO和H2，将三价铁还原为二价，形成成青瓦，选项D正确。

典例2（2018届甘肃省兰州市第一中学高三考前最后冲刺模拟）工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。

下列说法不正确的是（　　）

A.在铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石

B.石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应

C.在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2∶1

D.黄铜矿（CuFeS2）与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物

中有盐故被称为硅酸盐产品，它也不能与盐酸反应，实验室经常用玻璃瓶盛放盐酸，所以B不正确；

C.在制粗硅时，发生反应SiO2+2C=Si+2CO，被氧化的物质C与被还原的物质SiO2的物质的量之比为2∶1，C是正确的；

D.黄铜矿（CuFeS2）与O2反应，铜由+2价降为+1价被还原得到Cu2S、氧由0价降至-2得到FeO，所以Cu2S、FeO均是还原产物，D正确。

考点一精练：

1．（2018届山东省临沂市高三第三次高考模拟考试）中国传统文化对人类文明贡献巨大，古代文献中记载了很多化学研究成果。

下列常见古诗文对应化学知识正确的是

【解析】钠的焰色反应是黄色的，钾的焰色反应是紫色的，通过“强烧之，紫青烟起，云是真硝石也”可判断该鉴别方法利用了焰色反应，A正确；

玻璃的主要成分是二氧化硅，能与氢氟酸反应，由“惟玻璃可盛”可判断，强水不可能是氢氟酸，B错误；

铁的合金硬度比纯铁的大，熔点比纯铁的低，C错误；

糖类不一定都有甜味，例如淀粉属于多糖，没有甜味；

葡萄糖虽有甜味，但是不能发生水解，D错误；

正确选项A。

2．（2018届宁夏银川一中高三第三次模拟考试）人们的生活、生产与化学息息相关，下列说法正确的是

A.复旦大学研究的能导电、存储的二维材料二硫化钼是一种新型有机功能材料

B.中国天眼用到碳化硅、芯片用到高纯硅、石英玻璃用到硅酸盐

C.中国歼-20上用到的氮化镓材料是当做金属合金材料使用的

D.石墨烯弹性气凝胶制成的碳海绵可用作处理原油泄漏的吸油材料

考点二CO2和SiO2的比较

物质

二氧化硅

二氧化碳

晶体类型

原子晶体

分子晶体

物理性质

硬度大、熔沸点高、常温下为固体、不溶于水

熔沸点低，常温下为气体，微溶于水

化

学

性

质

①与水反应

不反应

CO2+H2O

H2CO3

②与酸反应

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

③与碱反应

SiO2

+2NaOH=Na2SiO3+H2O

高温

盛碱液的试剂瓶用橡皮塞

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O或

CO2+NaOH=2NaHCO3

④与盐反应

SiO2+Na2CO3＝Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3＝CaSiO3+CO2↑

Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO

CO2+Na2CO3+

H2O=2NaHCO3

⑤与碱性氧化物反应

SiO2+CaO＝CaSiO3

CO2+Na2O＝Na2CO3

⑥与碳反应

SiO2+2C

2CO↑+Si

CO2+C

2CO

主要用途

制光学仪器、石英玻璃。

水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料光导纤维。

化工原料、灭火剂。

干冰用作制冷剂，人工降雨。

典例1（2018届江西省新余市高三第二次模拟考试）化学与生产、生活密切相关。

下列说法中不正确的是

A.海水提镁、炼铁、制造玻璃等工业都用到石灰石

B.将煤的液化、气化，能减少二氧化碳的排放

C.雾霾是一种分散系，N95活性炭口罩可用于防霾，其原理是吸附作用

D.晶体硅制得的光电池，能直接将光能转化为电能

【答案】B

典例2（2018届河北省保定市高三第二次模拟考试）随着科技的进步，化学品的使用日益增多，下列说法正确的是

A.大量使用含丙烷、二甲醚等辅助成分的“空气清新剂”，会对环境造成新的污染

B.制造普通玻璃的原料为石英砂（SiO2）、石灰石（CaCO3）和黏土

C.不法商贩用连二硫酸钠（Na2S2O4）对食品漂白，Na2S2O4只有氧化性无还原性

D.某些桶装水使用的劣质塑料桶常含有乙二醇（HOCH2-CH2OH），乙二醇不溶于水

【解析】A项，二甲醚在光照下会分解生甲醛对环境造成新的污染，故A选项正确；

B项，制造普通玻璃的原料为石英砂（SiO2）、石灰石（CaCO3）和纯碱，故B错误；

C项，根据化合物中各元素化合价代数和为零的原则，可计算出Na2S2O4中硫元素化合价为+3，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，故C错误；

D项，乙二醇含有两个羟基，羟基是亲水基，乙二醇易溶于水，故D选项错误；

综合以上分析，本题答案为A。

考点二精练：

1．（2018届河北省衡水实验中学内蒙古高考集训中心高三第五次模拟考试）下面关于中国化学史的表述错误的是

A.杜康用高粱酿酒的原理，是通过蒸馏法将高粱中的乙醇分离出来

B.蔡伦利用树皮、碎麻布、麻头等原料精制出优质纸张

C.《本草纲目） 

中记载“火药乃焰消（KNO3）、硫磺、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者”，其中的KNO3是利用了它的氧化性

D.英文的“中国”（China）又指“瓷器"

我国很早就依据化学原理制作陶瓷

2．（2018届湖南省岳阳市第一中学高三第一次模拟考试）化学与生产、生活和社会密切相关，下列有关说法正确的是（）

A.英文的“中国”一词又指“瓷器”，中国瓷器驰名世界，其主要成分是SiO2

B.农作物收获后，就地焚烧秸秆，增加土壤中钾肥含量

C.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，是发生雾霾天气的主要原因，这些颗粒物扩散在空气中都会形成胶体

D.《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述：

“取砒之法，将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器，遂凝结累然下垂如乳”涉及的操作方法是升华

【解析】瓷器是由瓷石、高岭土、石英石（SiO2）、莫来石等烧制而成，SiO2只是主要成分之一，A选项错误；

农作物收获后，就地焚烧秸秆，是可以增加土壤中钾肥含量，但同时会产生有害气体和烟尘，造成严重的环境污染问题，所以国家限制就地焚烧秸秆，B选项错误；

0.001微米（μm）=1纳米（nm），胶体粒子直径在1～100纳米之间，PM2.5不在此范围内，即不能够形成胶体，C选项错误；

将“生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞，着覆器，遂凝结”，属于固体直接转化为气体后再变成固体，类似于碘的升华，因

此涉及的操作方法是升华；

选项D正确，正确答案D。

考点三硅酸及硅酸盐

1.硅酸

⑴　物理性质：

与一般的无机含氧酸不同，硅酸难溶于水。

⑵　化学性质：

①.弱酸性：

是二元弱酸，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，化学方程式为：

H2SiO3

H2O+SiO2。

⑶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==H2SiO3↓+2NaCl

⑷　用途：

硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。

2.硅酸盐

定义：

硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。

⑴硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，性质很稳定。

通常用氧化物的形式来表示其组成。

例如：

硅酸钠Na2SiO3（Na2O·

SiO2），高岭石Al2Si2O5（OH）4（Al2O3·

2SiO2·

2H2O）。

书写顺序为：

活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。

注意事项：

①氧化物之间以“·

”隔开；

②计量数配置出现分数应化为整数。

钾长石KAlSi3O8不能写成

K2O·

Al2O3·

3SiO2，应写成K2O·

6SiO2。

⑵硅酸钠：

Na2SiO3，其水溶液俗名水玻璃，是一种无色粘稠液体，是一种矿物胶，用作黏合剂和木材防火剂。

典例1（2018届山东省烟台市高三高考适应性练习一）下列关于生活、生产中用品材料的说法不正确的是

A.不锈钢属于合金材料B.青花瓷属于硅酸盐材料

C.羊毛绒属于复合材料D.橡胶属于有机高分子材料

【解析】不锈钢是铁和镍等元素的合金，A说法正确；

青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸盐产品的特点，是硅酸盐产品，B说法正确；

由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料叫复合材料，羊毛绒主要由蛋白质组成，不是复合材料，C说法错误；

有机高分子材料分为：

天然有机高分子材料和合成有机高分子材料，而天然有机高分子材料有：

天然橡胶和天然纤维（植物纤维和动物纤维），合成有机高分子材料有：

合成橡胶、合成纤维、塑料，所以橡胶属于有机高分子材料，D说法正确；

正确选项C。

典例2（2018届山西省太原市高三4月模拟二）下列所示物质的工业制备方法合理的是

A.制Si：

SiCl4

Si

B.制H2SO4：

黄铁矿

SO2

H2SO3

H2SO4

C.卤水中提取Mg:

卤水（ 

主要含MgCl2）

Mg（OH）2

…

MgCl2

Mg

D.侯氏制碱法:

饱和食盐水

NaHCO3（s）

Na2CO3

壳的主要成分为CaCO3，煅烧得到CaO，溶于水得到Ca（OH）2，故应在卤水中加入Ca（OH）2生成Mg（OH）2沉淀，然后加稀盐酸，蒸发结晶得到MgCl2固体，再电解熔融的MgCl2即可，C错误；

D、侯氏制碱法的原理是：

向饱和食盐水中先通入氨气，使溶液显碱性，再通入足量的CO2气体，可以增大CO2的吸收量，生成更多的NaHCO3，过滤加热即可得到纯碱，D正确。

正确答案为D。

考点三精练：

1．（2018届四川省双流中学高三考前第二次模拟考试）下列说法中正确的是

①钢铁表面烤蓝生成一层致密的Fe3O4，能起到防腐蚀作用

②砹（At） 

是第ⅦA族，其氢化物的稳定性大于HCl

③Na2FeO4可做水的消毒剂和净化剂

④陶瓷、玻璃、水晶、玛瑙、水泥、光导纤维的主要成分都是硅酸盐

⑤铊（Tl）与铝同主族，其单质既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应

⑥第三周期金属元素的最高价氧化物对应的水化物，其碱性随原子序数的增大而减弱

⑦海水提镁的主要步骤为

A.①③④⑦B.①③⑥C.③④⑤⑦D.②④⑧

①四氧化三铁是致密的能保护内部的钢铁不被腐蚀，故①正确；

②第VIIA族Cl元素的非金属性大于砹的非金属性，则砹的氢化物的稳定性小于HCl，故②错误；

③Na

2FeO4中铁为+6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，被还原后生成Fe3+，后水解为氢氧化铁胶体能净水，故③正确；

④玻璃、水泥属于硅酸盐产品，水晶、石英、玛瑙等主要成分都是SiO2，故④错误；

⑤铊（Tl）与铝同主族，随原子序数的增大，金属性增强，则金属性Tl＞Al，则Tl能与酸反应，但不与氢氧化钠溶液反应，故⑤错误；

⑥第三周期金属元素随原子序数的增大金属性减弱，金属性Na＞Mg＞Al，则金属元素的最高价氧化物对应水化物，其碱性随原子序数的增大而减弱，故⑥正确；

⑦电解氯化镁溶液得不到Mg，工业上是电解熔融的氯化镁生产镁，故⑦错误；

故①③⑥正确，答案选B。

2．（2018届陕西省西安市长安区高三教学质量检测）化学与人类的生活息息相关，下列有关说法正确的是

A.食品添加剂对于改善食品外观、防止食品腐败具有重要作用

B.磨豆浆的大豆富含蛋白质，豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸

C.纤维的应用很广，人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物

D.泰国银饰和土耳其彩瓷是“一带一路”沿线国家特色产品，其主要成分均属于金属材料

A项，食品添加剂能改善食物的色、香、味，或补充食品在加工过程中失去的营养成分，以及防止食品腐败变质等；

B项，豆浆煮沸后蛋白质发生变性；

C项，光导纤维主要成分为SiO2，光导纤维属于无机非金属材料；

D项，彩瓷属于硅酸盐产品，属于无机非金属材料。

A项，食品添加剂能改善食物的色、香、味，或补充食品在加工过程中失去的营养成分，以及防止食品腐败变质等，A项正确；

B项，豆浆煮沸后蛋白质发生变性，煮沸时蛋白质不会水解成氨基酸，B项错误；

C项，光导纤维主要成分为SiO2，光导纤维属于无机非金属材料，C项错误；

D项，彩瓷属于硅酸盐产品，属于无机非金属材料，D项错误；

答案选A。

3．（2018届四川省宜宾市高高三第三次诊断考试）中国传统文化中的“笔、墨、纸、砚”被称为“文房四宝”。

A.毛笔中羊毫的主要成分是蛋白质

B.墨中炭黑性质稳定可使古代字画长期保存而不褪色

C.宣纸制作工序中的“加碱蒸煮”主要发生化学变化

D.砚石中含有二氧化硅，结构式为O=Si=O

4．（2018届山东省潍坊市高三第三次高考模拟考试）化学与生活、生产科技密切相关。

A.单质硅可用于制取通信芯片

B.《天工开物》中描述:

“世间丝、麻、袭、褐皆具素质……文中的丝、麻主要成分是蛋白质

C.航母上拦阻索中的钢丝属于金属材料

D.工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料

【解析】A.单晶硅作为半导体主要用途之一就是制作芯片，故A正确；

B.丝的主要成分是蛋白质，麻的主要成分是纤维素，故B错误；

C.钢丝为铁合金属于金属材料。

故C正确；

D.石灰石是主要的建筑材料，生产玻璃、水泥、漂白粉都作为原料，故D正确；

本题选B。

5．（2018届山东省聊城市高三5月第三次高考模拟）“中国名片”中航天，军事、天文等领城的发展受到世界瞩目,它们与化学有着密切联系。

A.“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁,其属于黑色金属材料

B.“歼—20”飞机上大量使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料

C.“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料

D.“天宫二号”空间实验室的硅电池板将光能直接转换为电能

A.钢铁是铁的合金，黑色金属材料主要指铁、锰、铬及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等；

B．碳纤维为碳的单质；

C．高温结构陶瓷属于耐高温的新型无机非金属材料；

D．太阳能电池板是为空间实验室提供电能的装置。

考点四常见无极非金属材料及其主要用途

传统的无极非金属材料

硅酸盐产品

水泥

玻璃

陶瓷

原料

石灰石、黏土

纯碱、石灰石、石英

黏土

反应原理

发生复杂的物理化学变化

SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3

CaSiO3+CO2↑

发生复杂物理化学变化

主要设备

水泥回转窑

玻璃窑

陶瓷窑

主要成分

3CaO·

SiO2、2CaO·

SiO2、3CaO·

Al2O3

Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

反应条件

典例1（2018届江苏省前黄高级中学、如东高级中学、姜堰中学等五校高三上学期第一次学情监测）下列有关物质性质与用途具有对应关系的是

A.Fe比Cu活泼，FeCl3溶液可用作铜制线路板的蚀刻剂

B.SiO2熔点高，可用作半导体材料

C.Ca（C1O）2具有氧化性，可用于消菌杀毒

D.CO2 

密度比空气大，可用作镁着火时的灭火剂

【解析】A、FeCl3溶液可用作铜制线路板的蚀刻剂，说明Fe3+的氧化性比Cu2+强，与Fe比Cu活泼无关，选项A错误；

B、SiO2熔点高，但用作半导体材料的是硅单质，关系不对应，选项B错误；

C、Ca（C1O）2具有氧化性，可用于消菌杀毒，正确且有对应关系，选项C正确；

D、二氧化碳与镁反应生成氧化镁和碳，所以镁可以在二氧化碳中燃烧，选项D错误。

答案选C。

典例2（2018届江苏省南京市金陵中学、海安高级中学、南京外国语学校高三第四次模拟）硼氢化钠（NaBH4，硼为+3价）为白色粉末，在干燥空气中稳定，在潮湿空气中分解，是常用的还原剂。

偏硼酸钠（NaBO2）易溶于水，不溶于乙醇，易水解。

目前有多种工艺可制备NaBH4。

（1）用硼精矿（含有一定量B2O3，及Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质）制取NaBH4的流程如下：

①“溶解”时，B2O3与NaOH反应生成了NaBO2，反应离子方程式为________。

②“除硅铝”步骤加入CaO，而不加入CaCl2的原因有：

能将硅、铝以沉淀除去；

尽量不带入杂质离子；

________。

③“操作2”是将滤液蒸发、结晶、洗涤，其中洗涤选用的试剂最好是________。

④“反应1”是MgH2与NaBO2混合得到NaBH4和MgO，其化学方程式为________。

（2）我国孙彦平采用耐腐蚀电极材