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(共37张PPT)
2025年高考化学考向分析
碳、硅及其化合物
无机非金属材料
碳及其化合物
1.［选变判］：
（1） （2023全国甲）的溶液中的数目为 ( )
×
（2） （2023辽宁改编）可用石灰水鉴别和 ( )
×
（3） （2022浙江1月选考） 和纳米碳管互为同素异形体( )
√
（4） （2021浙江6月选考改编）由“类比”可知，的溶解度比 的大，则
的溶解度比 的大( )
×
（5） 活性炭具有除异味和杀菌作用( )
×
（6） 石墨转化为金刚石的反应属于氧化还原反应( )
×
【解析】 （1）溶液中部分水解，故的 溶液中
的数目少于，错误。（2）石灰水与和 都能反应产生白色
沉淀，无法鉴别，错误。（3） 和纳米碳管均是由碳元素组成的不同单质，互
为同素异形体，正确。（4）相同条件下的溶解度： ，错误。（5）
活性炭表面积大，可以吸附具有异味的小分子而除去异味，但不具有杀菌消毒作用，错
误。（6）石墨和金刚石互为同素异形体，但不是同种物质，石墨和金刚石之间的转变
是碳单质间的转变，属于化学反应，但元素价态未发生改变，不属于氧化还原反应，错
误。
2.（2021湖北）“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关 的说法错误的是( )
A
A.是形的极性分子 B. 可催化还原为甲酸
C.晶体可用于人工增雨 D. 是侯氏制碱法的原料之一
【解析】 的中心原子C的价层电子对数为2，无孤电子对， 的空间结构为
直线形，其正、负电荷中心重合，为非极性分子。
在催化剂作用下可以被 还原为甲酸。
固态二氧化碳（干冰）升华时吸热，可用于人工增雨。
侯氏制碱法中发生反应：， 是
生产原料之一。
3.（生态环保）（2024江苏兴化检测）在海洋碳循环中，通过如图所示的途径固碳。下
列说法正确的是( )
C
A.该循环过程中未涉及氧化还原反应
B.碳酸氢钠的电离方程式为
C.该循环减少了碳的净排放，有利于实现“碳达峰，碳中和”
D.钙化作用的离子方程式之一为
【解析】 光合作用中转化为 （碳元素可看作0价），碳元素化合价发
生变化，因此该循环过程中涉及氧化还原反应。
为二元弱酸，不能拆开写成和 ，因此碳酸氢钠的电离方程式
为 。
该循环吸收大气中的，通过钙化和光合作用转化为和 ，减少了
碳的净排放，有利于实现“碳达峰，碳中和”。
钙化过程中转化为和 ，离子方程式为
。
4.（2023河南四地市检测）某学习小组拟探究和锌粒反应是否生成,已知 能与
银氨溶液反应产生黑色固体，实验装置如图所示。下列叙述正确的是( )
B
A.装置 起防倒吸作用
B.根据装置的现象判断此时活塞 一定处于关闭状态
C.实验结束时，先关闭活塞 ，再熄灭酒精灯
D.、、 中的试剂依次为饱和碳酸钠溶液、浓硫酸、银氨溶液
【解析】 从装置中出来的气体含和，为防止 和银氨溶液反应干扰实验
现象的观察，应先分离和，装置 利用二氧化碳的密度大于空气来分离二氧化碳
和一氧化碳。
启普发生器管内液面明显升高，说明装置内压强大，活塞 处于关闭状态。
为防止发生倒吸，实验结束时，应先熄灭酒精灯，继续通二氧化碳至冷却到室温，
再关闭活塞 。
装置 的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体，因此应该用饱和碳酸氢钠溶液。
5.（2024江苏基地大联考）已知草酸是一种弱酸，具有还原性。 开始升
华， 以上开始分解。为探究草酸的性质，进行如下实验：
实验一：向饱和溶液中滴加 滴草酸溶液，无明显现象
实验二：向硫酸酸化的草酸溶液中加入 ，产生黄绿色气体
实验三：将草酸滴入酸性 溶液中，溶液由橙色逐渐变成绿色
实验四：加热草酸，产生的气体通过灼热的氧化铜，固体由黑变红
下列说法正确的是( )
B
A.实验一说明酸性：
B.实验二中黄绿色气体为，说明该条件下的还原性强于
C.实验三中反应的离子方程式：
D.实验四说明产生的气体中一定有
【解析】 向饱和溶液中滴加 滴草酸溶液，由于草酸的量少，草酸只与
碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子，不能生成二氧化碳，比较和 的酸性
强弱，需向饱和 溶液中滴加过量草酸溶液。
向硫酸酸化的草酸溶液中加入， ，氯元素化合价降低，
作氧化剂，作还原剂， 为还原产物，还原剂的还原性大于还原产物，
故该条件下的还原性强于 。
是一种弱酸，在离子方程式中不能拆开写，因此反应的离子方程式为
。
草酸具有还原性，且 开始升华，草酸受热产生的气体中可能含有草酸气体，
氧化铜也可能被草酸还原为铜单质，因此实验四不能说明产生的气体中一定有 。
硅及其化合物 无机非金属材料
6.［选变判］
（1） （2023湖南）铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成( )
√
（2） （2022全国甲）硅酸钠溶液中通入二氧化碳：
( )
×
（3） （2022浙江6月选考）晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导
纤维( )
×
（4） （2022河北）制造 芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料( )
√
（5） （2022辽宁）冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料( )
√
（6） （2022辽宁）火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料( )
×
（7） （2021广东改编）生产活动：利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品；化学原理：氢氟
酸可与 反应( )
√
（8） （2021浙江6月选考）硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐( )
×
（9） （2020浙江1月选考）二氧化硅导电能力强，可用于制造光导纤维( )
×
（10） （2020浙江7月选考）单晶硅和石英互为同素异形体( )
×
（11） 天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅( )
√
（12） 生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和晶体硅( )
×
（13） 硅太阳能电池工作时，光能转化成电能，不涉及氧化还原反应( )
√
（14） 硅胶作袋装食品的干燥剂( )
√
【解析】 （1）陶瓷以黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐）为主要原料，经高温烧结而
成，正确。
（2）向硅酸钠溶液中通入少量二氧化碳，发生反应生成碳酸钠和硅酸，离子方程式为
，向硅酸钠溶液中通入过量的二氧化碳，反应
生成硅酸和碳酸氢钠，离子方程式为 ，错误。
（3）晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是优良的半导体材料，可用于制造晶体
管、集成电路、太阳能电池板等，二氧化硅常用来生产光导纤维，错误。（4）氮化铝
属于无机物，制造 芯片的氮化铝晶圆属于新型无机非金属材料，正确。（5）花岗岩
的主要成分是石英、长石等，属于无机非金属材料，正确。（6）碳纤维是一种含碳量
高达以上的高强度新型纤维，属于无机非金属材料，错误。（7）氢氟酸可与
反应 ，可以利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品，正确。（8）
硅酸钠 是一种易溶于水的硅酸盐，错误。（9）二氧化硅具有优异的光学性质，
因此可用于制造光导纤维，二氧化硅是不导电的化合物，错误。（10）由相同元素组成
的不同单质互为同素异形体，单晶硅是由硅元素组成的单质，而石英的主要成分是 ，
不属于单质，所以两者不互为同素异形体，错误。
（11）石英、水晶、玛瑙、光导纤维等的主要成分都是二氧化硅，正确。（12）生产普
通玻璃的主要原料为石英砂（主要成分为 ）、石灰石和纯碱，错误。（13）硅太阳
能电池通过光伏效应将光能转换成电能，不属于化学反应，当然也就不涉及氧化还原反
应，正确。（14）硅胶表面积大、结构多孔、吸水性强，且无毒,对身体无害，可以作
袋装食品的干燥剂，正确。
7.（传统文化）（2023广东）“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材
料制成的是( )
___________________ _______________ _______________________ ___________________________
A.九霄环佩木古琴 B.裴李岗文化骨笛 C.商朝后期陶埙 D.曾侯乙青铜编钟
C
【解析】 九霄环佩木古琴的主要材料是木材，主要成分是纤维素。
裴李岗文化骨笛由动物骨骼制成，主要成分不是硅酸盐。
商朝后期陶埙属于陶瓷，由硅酸盐制成。
曾侯乙青铜编钟主要材料是合金。
8.（2023湖北武汉武昌区检测）蕲春管窑镇被湖北省命名为“陶器之乡”，其管窑手工制
陶技艺是湖北省第一批非物质文化遗产。下列说法错误的是( )
A
A.陶瓷的主要成分是和 B.陶瓷烧制过程中发生了化学变化
C.新型超导陶瓷可应用于磁悬浮技术 D.高温结构陶瓷可应用于火箭发动机
【解析】 陶瓷的主要成分是硅酸盐而不是和 。
制造陶瓷的原料在高温条件下发生化学反应。
新型超导陶瓷在一定条件下电阻为零，可应用于磁悬浮技术。
高温结构陶瓷具有耐高温、耐磨蚀等特点，可应用于火箭发动机。
9.（2023湖北）工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂粗硅 高纯硅
下列说法错误的是( )
B
A.制备粗硅的反应方程式为
B.含键的数目约为
C.原料气和 应充分去除水和氧气
D.生成 的反应为熵减反应
【解析】 工业上用焦炭还原石英砂可以制得含有少量杂质的粗硅，方程式为
。
在晶体硅中，每个结合周围4个形成4个键，每个键被2个 原子共
用，因此晶体硅中含有键，数目约为 。
易发生水解，中混有氧气可能会发生爆炸，因此原料气和 应充分去
除水和氧气。
生成的反应为 ，该反应为气体分子数
减小的反应，为熵减反应。
10.碳、硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。
（1） 是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是
______________________________（用化学方程式表示）。
（2） 某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验
（夹持仪器已略去，气密性已检验），实验操作步骤如下：
Ⅰ.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞 ，滴加盐酸。
Ⅱ.A中看到白色沉淀时，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，关闭活塞 。
① 通过步骤Ⅰ得知 具有的性质是_____（填标号）。
AD
A.挥发性 B.还原性 C.氧化性 D.酸性
② C中的试剂 是_________（写化学式）。
③ 碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因：_________________________________________
_____________________________________。
C和位于同一主族，由上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力减弱，非金属性减弱
【解析】 （1）是玻璃的主要成分之一，是酸性氧化物，可与 溶液反应，
化学方程式为，且生成的 溶液具有黏性，会粘
住瓶塞，因此保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶不宜使用玻璃塞而应该用橡胶塞。（2）装置
分析：B用于制备，由于易挥发，因此制得的中会混有 ，需要用饱和
溶液除去（【说明】饱和溶液不会再溶解，可以减少 的损耗，
同时可以吸收并转化为），提纯后的通入 溶液中会出现白色浑浊，
是因为生成了难溶的沉淀。这个实验可以证明酸性 ，由于两者
都是对应元素的最高价氧化物对应的水化物，因此可以证明非金属性 。① 盐酸
加入中后，发生反应 ，观察到出现大量气
泡，可以说明的酸性大于。发现A中出现白色沉淀，可证明 具有挥
发性。②溶液是饱和溶液，用来除去中的 杂质气体。③由于碳和硅位
于同一主族（第ⅣA族），从上到下，原子半径逐渐增大，得电子的能力逐渐减弱，元
素的非金属性逐渐减弱，因此元素的非金属性： 。
1.（2022辽宁沈阳期中）由下列实验事实得出碳元素与硅元素的非金属性强弱，正确的
是( )
C
A.能与反应，不能与 反应，可知碳的非金属性强于硅
B.由反应 可知，硅的非金属性强于碳
C.通入溶液产生白色沉淀，可知酸性 ，则碳的非金属性强
于硅
D.由 可知，碳的非金属性强于硅
【解析】 能与 反应，属于特殊的反应，不能用于比较非金属性强弱。
高温下的反应不能说明与 的酸性强弱，也就不能说明碳和硅的非金属
性强弱。
二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，说明碳酸酸性比硅酸酸性强，可说明碳的非
金属性比硅的强。
反应中碳的还原性比硅的强，此反应不能比较非金属性强弱。
2.（2023辽宁东北育才中学模拟）
氮化硅 是一种重要的结构
陶瓷材料。用石英砂和原料气
（含和少量）制备 的操
下列有关叙述不正确的是( )
A
A.“还原”反应中氧化产物为
B.“高温氮化”反应的化学方程式为
C.“操作 ”可为将原料气通过灼热的铜粉
D.“稀酸 ”可选用稀硝酸
作流程如下（粗硅中含少量、 的单质及其化合物）。
【解析】
3.（2023重庆九龙坡区检测）草酸及其盐在化工生产中具有重要价值，某实验小组实验
如下。Ⅰ.制取草酸
反应原理： ，
装置如图（加热和夹持装置略）。
（1） 检验淀粉是否水解完全所用的试剂为________，装置B的作用是______________
_________。
碘溶液
防倒吸（或作安全瓶）
（2） 检查图中装置气密性的方法是 ___________________________________________
____________________________________________________________________________
__________________________________________ 。
在装置B、装置C之间添加装置D，可在装置D中得到硝酸，通入的气体 是______。
氧气
关闭分液漏斗活塞，将导管放入装置C中液面以
下，微热三口烧瓶，装置C中的导管口有气泡产生，撤走热源，导管内形成一段水柱且
一段时间内高度保持不变，证明装置气密性良好
Ⅱ.三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体的制取及组成测定
已知：三草酸合铁酸钾晶体 呈绿色，可溶于水，难溶于乙醇，
见光易分解。
（一）制取晶体
步骤1：向盛有黄色晶体的烧杯中，加入 溶液，加热
至左右，缓慢滴入过量的 ，一段时间后，出现红褐色沉淀。
步骤2：加热至沸腾，分两次缓慢加入 溶液，至沉淀溶解，得翠绿色溶
液。加热浓缩、加入无水乙醇、结晶、抽滤、干燥，得 三草酸合铁酸钾晶体。
（3） 完成该过程化学方程式并配平：
_____________________________
2
2
（4） 步骤1中，生成三草酸合铁酸钾与另一种铁的化合物，该化合物为_________
（填化学式），步骤2加入无水乙醇的目的是_____________________________________
_______。
降低晶体的溶解度，有利于析出晶体，提高产率
（5） 实验小组完成实验后发现产率偏低，其主要原因可能是______________________
_________________。
该产物在见光条件下分解，引起产率偏低
（二）测定组成
称取所得的三草酸合铁酸钾晶体配制成溶液。取 溶液，用
酸性溶液滴定，终点时消耗溶液 。另取
溶液，用联合还原法，将还原为，再用
酸性溶液滴定，终点时消耗溶液 。
（6） 第一次滴定终点时的现象为______________________________________________
___________________________，通过上述实验，测定出该晶体中与 的配位
比 ________。
当滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液，溶液变为浅紫红色，且半分钟内不恢复原色
【解析】 （1）淀粉遇到碘单质会变成蓝色，故加入碘溶液，若溶液变蓝说明淀粉水解
未完全，溶液不变蓝，说明淀粉水解完全。由题图可知，装置B的作用是防倒吸或作安
全瓶。（2）检查装置气密性，操作为关闭分液漏斗活塞（【解题关键】检查装置气密
性时整个装置需形成密闭体系），将导管放入装置C中液面以下，微热三口烧瓶，若装
置C中的导管口有气泡产生，撤走热源，导管内形成一段水柱且一段时间内高度保持不
变，则证明装置气密性良好。由题意知，反应生成、，其分别能与 发生反应
、 ，因此为了得到硝酸需要
通入氧气，即 为氧气。
（3）由加入的试剂，配平时根据得失电子守恒和原子守恒可知，化学方程式为
。
（4）步骤1中，出现红褐色沉淀，所以该化合物为 ；由已知信息知三草酸合铁
酸钾晶体呈绿色，可溶于水，难溶于乙醇，则步骤2加入无水乙醇的目的是降低晶体的
溶解度，有利于晶体析出，提高产率。
（5）由已知信息知三草酸合铁酸钾晶体见光易分解，该实验在实验室环境中完成，产
率偏低的主要原因可能是该产物见光分解。
（6）第一次使用酸性高锰酸钾溶液滴定时，将氧化成 ，故滴定终点的
现象为当滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液时，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不
恢复原色。第一次用酸性高锰酸钾溶液将氧化成 ，第二次用酸性高锰酸钾溶
液将氧化为，同时将氧化成，则 消耗的酸性高锰酸钾溶液的体
积为,由关系式 可得，
，由关系式 可
得， ，则
。
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