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课时跟踪练25
[基础巩固]
1.(2025·深圳宝安中学月考)“琴棋书画”被誉为中国四大古老的文化艺术，常用来表示个人的文化素养。下列“琴棋书画”实物中，主要由无机非金属材料制成的是(　B　)
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-106.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-107.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-108.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-109.tif" \* MERGEFORMATINET
A．蚕丝琴弦 B．釉瓷棋子 C．猪鬃毛笔 D．宣纸画卷
解析：蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质是有机高分子，故A不选；釉瓷棋子为陶瓷制品，主要成分是硅酸盐，硅酸盐属于无机非金属材料，故B选；猪鬃的主要成分是蛋白质，蛋白质是有机高分子，故C不选；宣纸的主要成分是纤维素，纤维素是有机高分子，故D不选。
2.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素。下列有关硅及其化合物的叙述错误的是(　B　)
A．高纯硅可以制成计算机、通信设备等的芯片
B．硅可以用来生产新型无机非金属材料——光导纤维
C．二氧化硅为Si—O共价键形成的三维骨架结构，每个硅原子结合4个氧原子
D．氮化硅陶瓷是一种高温结构陶瓷，其化学式为Si3N4
解析：高纯硅具有良好的半导体性能，可以制成计算机、通信设备等的芯片，故A正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，属于新型无机非金属材料，故B错误；二氧化硅为共价晶体，是由Si—O共价键形成的三维骨架结构，其晶体中每个硅原子结合4个氧原子，每个氧原子结合2个硅原子，故C正确；氮化硅陶瓷是一种高温结构陶瓷，其中各元素的原子最外层都达到8电子稳定结构，Si原子最外层电子数为4，N原子最外层电子数为5，要形成8电子稳定结构，二者原子个数比为3∶4，即化学式为Si3N4，故D正确。
3.琉璃被誉为中国五大名器之首、佛家七宝之一。下列说法错误的是(　B　)
A．琉璃若呈淡绿色，其中可能含有Fe元素
B．琉璃烧制材料中含有色水晶，水晶的主要成分是Si
C．部分琉璃工艺由玻璃艺术演化而来，普通玻璃属于硅酸盐制品
D．琉璃中含许多具有还原性的有色物质，制备过程中应避免接触氯气
解析：琉璃若呈淡绿色，可能含有亚铁离子，A正确；水晶的主要成分是SiO2，B错误；普通玻璃属于硅酸盐制品，C正确；氯气具有氧化性，琉璃中含有的还原性物质会与其反应，应避免接触，D正确。
4.下列材料的特性及用途的说法不正确的是(　B　)
A．光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通信材料
B．氧化铝陶瓷具有两性，不可以用于制作耐高温设备
C．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用于制造轴承
D．人造刚玉硬度高，可用于制造刚玉球磨机
解析：光导纤维传导光的能力很强，可以传输光，是非常好的通信材料，A正确；氧化铝陶瓷的熔点很高，可以用于制作耐高温设备，B错误；氮化硅陶瓷耐高温、耐磨蚀且不易传热，可用于制造轴承，C正确；人造刚玉的主要成分是氧化铝，硬度高，可用于制造刚玉球磨机，D正确。
5.下列对石墨烯的推测不正确的是(　A　)
A．石墨烯性质稳定，不能在氧气中燃烧
B．石墨烯与石墨都具有导电性
C．石墨烯与金刚石互为同素异形体
D．石墨烯与石墨都具有较高的熔点
解析：石墨烯是只由碳元素形成的单质，能在氧气中燃烧，A错误。
6.氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维、碳化硅和石墨烯等都属于新型无机非金属材料。下列说法正确的是(　C　)
A．碳化硅为分子晶体
B．氧化铝陶瓷坩埚可用于熔融氢氧化钠固体
C．石墨烯中碳原子采用sp2杂化，未杂化的p电子形成大π键
D．航空母舰上的拦阻索所用的特种钢缆属于无机非金属材料
7.工业上以石英砂为原料制取单质硅，其工艺流程图如下：
流程一：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
流程二：石英砂
下列有关反应分类说法不正确的是(　D　)
A．①～④均属于氧化还原反应
B．只有①②③属于置换反应
C．⑥既属于氧化还原反应又属于分解反应
D．⑤中的两个化学反应均属于复分解反应
解析：①中硅元素化合价降低，属于氧化还原反应；②中硅元素化合价升高，属于氧化还原反应；③中硅元素化合价降低，属于氧化还原反应；④中镁元素化合价升高，属于氧化还原反应，A正确。①②③均为单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，B正确。 ⑥为硅烷分解为硅单质和氢气的反应，既属于氧化还原反应又属于分解反应，C正确。⑤中 Mg2Si与HCl反应生成SiH4和MgCl2的反应属于氧化还原反应，不属于复分解反应，D错误。
8.(2025·东莞开学考)部分含Si物质的类别与相应化合价关系如下图所示。下列说法不正确的是(　D　)
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-93.tif" \* MERGEFORMATINET
A．化合物c是现代信息技术的基础材料
B．工业制取单质b的同时产生氧化产物CO
C．向e溶液中通入CO2，可以实现e→d的转化
D．化合物a的热稳定性大于甲烷
解析：由题图可知，a、b、c、d、e分别为SiH4、Si、SiO2、H2SiO3、Na2SiO3。SiO2是光导纤维的主要成分，是现代信息技术的基础材料，A正确；工业制取单质Si的同时产生氧化产物CO，化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，B正确；碳酸的酸性比硅酸的强，向Na2SiO3溶液中通入CO2，可以实现Na2SiO3→H2SiO3的转化，C正确；非金属性越强，对应气态氢化物越稳定，非金属性：Si9.硅胶吸附剂的结构如下图所示，硅胶常用作干燥剂，在其中添加CoCl2可指示吸水量，这可用于判断硅胶是否失效，原理为CoCl2(蓝色)→CoCl2·6H2O(粉红色)，失效的硅胶可加热后重复使用。下列说法错误的是(　B　)
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-98.tif" \* MERGEFORMATINET
A．当硅胶变为粉红色时，说明硅胶失效了
B．SiO2是酸性氧化物，硅胶可干燥HF
C．失效的硅胶再生时加热的温度不宜过高
D．当硅胶遇到大量的水分子时，硅胶中的羟基形成了过多氢键从而失去吸附力
解析：由题中信息可知，硅胶吸水失效后，蓝色的CoCl2会转化为粉红色的CoCl2·6H2O，A项正确；二氧化硅可以和HF反应，故硅胶不能干燥HF，B项错误；温度过高，CoCl2水解生成Co(OH)2而失去显色作用，C项正确；由硅胶结构可知，硅胶通过羟基和水分子形成氢键从而达到吸水的目的，故当硅胶遇到大量的水分子时，硅胶中的羟基形成了过多氢键从而失去吸附力，D项正确。
10.硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。
(1)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法，在H2的保护下，使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式：__________________________________________________________。
(2)一种工业用硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物)，已知硅的熔点是1 420 ℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的主要工艺流程如下：
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\25ch98.TIF" \* MERGEFORMATINET
①净化N2和H2时，铜屑的作用是______________________________，
硅胶的作用是________________。
②在氮化炉中发生反应3SiO2(s)＋2N2(g)===Si3N4(s)＋3O2(g)　ΔH＝－727.5 kJ·mol－1，开始时，严格控制氮气的流速以控制温度的原因是___________________________________________________________；
体系中要通入适量氢气的原因是___________________________。
③X可能是________(填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。
解析：(1)根据原子个数守恒可写出化学方程式3SiCl4＋2N2＋6H2===Si3N4＋12HCl。(2)①由于氧气和水蒸气都能腐蚀氮化硅，所以铜屑的作用是除去氧气，硅胶的作用是除去水蒸气。②因为该反应是放热反应，如果温度过高，局部过热，会导致硅熔化成团，阻碍与N2的接触；通入氢气能将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去。③由于工业用硅中含有铜的氧化物，在反应中氧化铜能被还原生成铜，因此要除去铜应该选择硝酸，盐酸和硫酸不能溶解铜，氢氟酸能腐蚀氮化硅。
答案：(1)3SiCl4＋2N2＋6H2===Si3N4＋12HCl
(2)①除去原料气中的氧气　除去水蒸气
②该反应是放热反应，防止局部过热，导致硅熔化成团，阻碍与N2的接触　将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去(或将整个体系中空气排尽)　③硝酸
[素养提升]
11.下图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程。下列说法正确的是(　D　)
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\25ch99.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．SiO2能与氢氧化钠及氢氟酸反应，属于两性氧化物
B．向Na2SiO3溶液中通入过量的CO2：SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO
C．图中所有反应均为非氧化还原反应
D．硅胶可用作食品干燥剂
12.水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。用稻壳灰(SiO2：65%～70%；C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程如下：
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\LTH2.TIF" \* MERGEFORMATINET
下列说法正确的是(　A　)
A．原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值
B．操作A与操作B完全相同
C．该流程中硅元素的化合价发生改变
D．反应器中发生的反应为氧化还原反应
解析：A项，稻壳灰来源广泛，价格低廉，副产品活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，二氧化硅中硅元素的化合价是＋4价，硅酸钠中硅元素的化合价也是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价未发生改变，错误；D项，反应器中发生的反应为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，此反应没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。
13.由粗硅制备硅烷(SiH4)的基本流程如下：
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\B24-18.TIF" \* MERGEFORMATINET
已知：反应Ⅰ的化学方程式为Si＋3HClSiHCl3＋X，反应Ⅱ的化学方程式为SiHCl3＋YSi＋3HCl。下列说法不正确的是(　B　)
A．X和Y为同一种物质
B．SiH4的稳定性比NH3的强
C．流程中的4个反应均属于氧化还原反应
D．反应Ⅳ中SiH4、NH3两种气体在常温常压下的体积之比为1∶4
解析：A项，根据题给反应Ⅰ、Ⅱ的化学方程式和原子守恒可得，X、Y为同一种物质(H2)，A正确；B项，元素非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性：N>Si，故稳定性：NH3>SiH4，B错误；C项，根据图示可知，流程中的4个反应均属于氧化还原反应，C正确；D项，反应Ⅳ的化学方程式为Mg2Si＋4NH4Cl=== SiH4↑＋4NH3↑＋2MgCl2，SiH4、NH3两种气体在常温常压下的体积之比为1∶4，D正确。
14.化合物A由三种短周期元素组成，某兴趣小组进行了如下实验：
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\25ch100.TIF" \* MERGEFORMATINET
已知：气体甲为纯净物且只含两种元素，在标准状况下的体积为 672 mL；固体甲为常用的耐火材料，溶液乙为建筑行业中常用的黏合剂。
(1)A的组成元素为________(用元素符号表示)，A的化学式为________。
(2)写出A溶于盐酸的化学方程式：__________________________________________________________
__________________________________________________________。
(3)写出气体甲与NaOH(aq)反应的离子方程式：________________________________________________________。
(4)写出向溶液乙中通入少量CO2气体发生反应的化学方程式：__________________________________________________________。
(5)高温下A与足量氯气能发生剧烈爆炸，生成三种常见化合物，试写出相应的化学方程式：_______________________________________。
解析：2.52 g A中加入20 mL 3 mol/L盐酸发生反应生成的气体甲为纯净物且只含两种元素，在标准状况下的体积为672 mL(物质的量为＝0.03 mol)，气体甲和120 mL 1 mol/L氢氧化钠溶液恰好完全反应生成气体单质乙和溶液乙，溶液乙为建筑行业中常用的黏合剂，溶液乙为硅酸钠溶液，说明A中含硅元素、氢元素；溶液甲只含一种溶质，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化物白色沉淀，加热得到的白色固体甲为常用的耐火材料，固体甲应为MgO，白色沉淀为Mg(OH)2，可判断溶液甲中含Mg元素，为MgCl2溶液，n(Mg)＝＝0.03 mol。因此A含有的元素为Mg、Si、H元素，气体甲为纯净物且只含Si、H两种元素，气体甲的物质的量为0.03 mol，和120 mL 1 mol/L氢氧化钠溶液恰好完全反应生成气体单质乙和溶液乙，消耗NaOH的物质的量为0.12 L×1 mol/L＝0.12 mol，气体甲和氢氧化钠的物质的量之比为1∶4，生成SiO和H2，根据原子守恒得到气体甲为Si2H6，气体甲和氢氧化钠溶液反应的离子方程式为Si2H6＋4OH－＋2H2O===2SiO＋7H2↑。2.52 g A中，n(Mg)＝0.03 mol，n(Si)＝0.06 mol，n(H)＝＝0.12 mol，n(Mg)∶n(Si)∶n(H)＝0.03 mol∶0.06 mol∶0.12 mol＝1∶2∶4，A的化学式为MgSi2H4。
答案：(1)Mg、Si、H　MgSi2H4
(2)MgSi2H4＋2HCl===Si2H6↑＋MgCl2
(3)Si2H6＋4OH－＋2H2O===2SiO＋7H2↑
(4)Na2SiO3 ＋ CO2 ＋ H2O===Na2CO3 ＋ H2SiO3↓
(5)MgSi2H4＋7Cl2MgCl2＋2SiCl4＋4HCl
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第25讲　硅　无机非金属材料
INCLUDEPICTURE "复习目标LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\张\\（广东上目录）2026高三一轮优化化学教参\\复习目标LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
1.掌握硅及其重要化合物的性质及应用。
2.了解无机非金属材料的性质和用途。
INCLUDEPICTURE "考点梳理高效演练.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\张\\（广东上目录）2026高三一轮优化化学教参\\考点梳理高效演练.TIF" \* MERGEFORMATINET
考点一　硅及其重要化合物
INCLUDEPICTURE "必备知识.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\张\\（广东上目录）2026高三一轮优化化学教参\\必备知识.tif" \* MERGEFORMATINET
1.硅单质
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\XB24-1.TIF" \* MERGEFORMATINET
2.二氧化硅
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\XB24-2.TIF" \* MERGEFORMATINET
3.硅酸和硅酸盐
(1)硅酸
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-92.tif" \* MERGEFORMATINET
(2)硅酸盐——硅酸钠
①性质：硅酸钠是白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
[答案自填]　硅酸盐　氧化物　2C＋SiO2Si(粗)＋2CO↑　高　大　Na2SiO3＋H2O　CaSiO3　Na2SiO3＋CO2↑　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O　弱　H2SiO3↓＋Na2CO3　H2SiO3SiO2＋H2O　SiO＋2H＋===H2SiO3↓
[易错秒判]
(1)晶体硅的熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料(　×　)
(2)Si和SiO2都可用于制造光导纤维(　×　)
(3)NaOH溶液、Na2CO3溶液均不能用玻璃瓶盛放(　×　)
(4)工业上用焦炭和二氧化硅制取粗硅时生成粗硅和CO2(　×　)
(5)SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃(　√　)
INCLUDEPICTURE "关键能力.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\张\\（广东上目录）2026高三一轮优化化学教参\\关键能力.tif" \* MERGEFORMATINET
1.下列关于硅的说法不正确的是(　C　)
A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
D．加热到一定温度时，硅能与氧气、氯气等非金属单质反应
解析：A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体，故A正确；B．硅元素在元素周期表中处于金属元素和非金属元素的过渡位置，硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，故B正确；C．硅在常温下能和HF溶液、强碱溶液等反应，故C错误；D．加热到一定温度时，硅能与氧气反应生成二氧化硅，能与氯气反应生成四氯化硅，故D正确。
2.“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”诗句中的“沙”的主要成分是SiO2，下列说法错误的是　(　D　)
A．“从沙滩到用户”这句话涉及工业上制备粗硅的工艺
B．“水玻璃”可以由SiO2与NaOH溶液反应制得
C．SiO2是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一
D．SiO2属于酸性氧化物，不与任何酸反应
解析：SiO2属于酸性氧化物，但是可以和HF反应，D错误。
3.晶体硅是一种重要的非金属原料，由粗硅制备纯硅的主要步骤如下：
①粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3：Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2；
②经过纯化的SiHCl3与过量H2在1 100 ℃下反应制得纯硅。
回答下列相关问题：
(1)粗硅与HCl气体反应完全后，经冷凝得到SiHCl3(沸点为31.8 ℃)，只含有少量SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为－84.7 ℃)，提纯SiHCl3的方法为________________。
(2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置已略去)：
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\B24-3.TIF" \* MERGEFORMATINET
①在加热D装置前应先打开A装置中分液漏斗的活塞，目的是__________________________________________________________。
②C装置中烧瓶需要加热，采用的方法是_________________________________________________________。
答案：(1)蒸馏
(2)①用生成的H2排尽装置内的空气，以防爆炸　②水浴加热
考点二　无机非金属材料
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1.传统无机非金属材料
传统无机非金属材料包括水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
项目 水泥 玻璃 陶瓷
生产原料 ________________ ________________ ________
主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑
2.新型无机非金属材料——新型陶瓷
材料类型 主要特性 示例 用途
高温结构陶瓷 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成 火箭发动机、汽车发动机、高温电极材料等
压电陶瓷 实现机械能与电能的相互转化 钛酸盐、锆酸盐 滤波器、扬声器、超声波探伤器、点火器等
透明陶瓷 优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙 高压钠灯、激光器、高温探测窗等
超导陶瓷 在某一临界温度下电阻为零，具有超导性 — 可用于电力、交通、医疗等领域
[答案自填]　石灰石、黏土　纯碱、石灰石、石英砂　黏土
[易错秒判]
(1)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品(　×　)
(2)传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料(　√　)
(3)石英砂和黏土的主要成分均为硅酸盐(　×　)
(4)“超轻海绵”使用的石墨烯是新型无机非金属材料(　√　)
(5)压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化(　√　)
INCLUDEPICTURE "关键能力.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\张\\（广东上目录）2026高三一轮优化化学教参\\关键能力.tif" \* MERGEFORMATINET
1.(2025·肇庆质检)“北斗”指路，“神舟”返航，中国航天发展正在按下加速键。下列说法不正确的是(　C　)
A．“祝融号”探测器发现火星上存在橄榄石(MgxFe2－xSiO4)，其成分属于无机化合物
B．天和核心舱电推进系统中使用的氮化硼陶瓷，属于新型无机非金属材料
C．“北斗卫星”的授时系统“星载铷钟”中铷元素的单质遇水能缓慢反应放出H2
D．月壤样品中发现天然玻璃纤维，该纤维中的SiO2属于共价晶体
解析：由化学式可知，橄榄石是硅酸盐，属于无机化合物，故A正确；氮化硼陶瓷是性能优良的新型无机非金属材料，故B正确；铷元素的金属性强，单质遇水能剧烈反应放出氢气，故C错误；二氧化硅是熔沸点很高、硬度很大的共价晶体，故D正确。
2.世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋、混凝土、7 000多块铝板和1 200多块玻璃等建成。
(1)铝板易被烧碱腐蚀，玻璃易被氢氟酸腐蚀，原因分别为__________________________________________________________、
__________________________________________________________。(用化学方程式表示)
(2)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是________________。制备普通玻璃主要反应的化学方程式为__________________________________________________________
_____________________________________________(任写一个)。
(3)石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特殊玻璃，石英玻璃的主要成分是________(填化学式)。
(4)要将NaOH高温熔化，下列坩埚中可选用的是________(填字母)。
A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
解析：(1)铝板易被烧碱腐蚀，玻璃易被氢氟酸腐蚀，反应的化学方程式分别为2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑、SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(2)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是石灰石。制备普通玻璃主要反应的化学方程式为SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑。(4)普通玻璃坩埚中的二氧化硅能够与熔融的氢氧化钠反应，故A错误；石英玻璃坩埚中的二氧化硅能够与熔融的氢氧化钠反应，故B错误；氧化铝坩埚中的氧化铝能够与熔融的氢氧化钠反应，故C错误；铁与熔融的氢氧化钠不反应，故D正确。
答案：(1)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(2)石灰石　SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑(或SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑)
(3)SiO2　(4)D
3.氮化硅可用作高温结构陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下：
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\B24-5.TIF" \* MERGEFORMATINET
其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。
请回答下列问题：
(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：________________________________________________
__________________________________________________________。
(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是________(填序号)。
(3)在反应⑤中，3 mol Si(NH2)4在高温下分解可得到1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为________。
(4)在高温下将SiCl4置于B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：__________________________________________________________
__________________________________________________________。
答案：(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(2)①②　(3)Si3N4
(4)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl
INCLUDEPICTURE "真题研做高考通关.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\张\\（广东上目录）2026高三一轮优化化学教参\\真题研做高考通关.TIF" \* MERGEFORMATINET
1.(2024·新高考辽宁卷)文物见证历史，化学创造文明。东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他三项归为一类的是(　A　)
A．金代六曲葵花鎏金银盏
B．北燕鸭形玻璃注
C．汉代白玉耳杯
D．新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐
2.(2024·新高考江西卷)景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉，是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是(　C　)
A．青蓝色是由于生成了单质钴
B．表面的釉属于有机高分子膜
C．主要成分为铝硅酸盐
D．铁元素的存在形式只有Fe2O3
3.(2024·新高考广东卷)嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是(　C　)
A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料
B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金
C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiC
D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，Cs的质子数为55
解析：石材属于无机非金属材料，A项正确；由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金，B项正确；石英的主要成分为SiO2，C项错误；Cs的质子数为55，D项正确。
4.(2023·新高考山东卷)三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为31.8 ℃，熔点为－126.5 ℃，易水解。实验室根据反应Si＋3HClSiHCl3＋H2，利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\23CGH11.TIF" \* MERGEFORMATINET
回答下列问题：
(1)制备SiHCl3时进行操作：(ⅰ)……；
(ⅱ)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中；
(ⅲ)通入HCl，一段时间后接通冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为________________________________；判断制备反应结束的实验现象是________________________________。图示装置存在的两处缺陷是__________________________________________________。
(2)已知电负性：Cl>H>Si，SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为____________________________________________________
__________________________________________________________。
(3)采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。
m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①___________________________________________________；
②________________(填操作名称)；③称量等操作，测得所得固体氧化物的质量为m2 g。从下列仪器中选出①②中需使用的仪器，依次为________(填标号)。测得样品纯度为________________(用含m1、m2的代数式表示)。
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\23CGH12.TIF" \* MERGEFORMATINET
解析：(1)利用Si和HCl(气体)的反应制备SiHCl3，实验前要检查装置气密性，故操作(ⅰ)为检查装置气密性。制备反应结束时，Si完全反应，SiHCl3(常温下为无色液体)不再增加，实验现象是管式炉中固体消失、烧瓶中无液体滴下。装置中冷凝管的作用是冷凝SiHCl3，球形冷凝管中会有较多SiHCl3残留，应该选择直形冷凝管；SiHCl3易水解，D中水蒸气容易进入C中，C和D之间应增加吸收水蒸气的装置；NaOH溶液能吸收HCl，但不能吸收H2，应在D后面增加处理H2的装置。(2)已知电负性：Cl>H>Si，故SiHCl3中Cl、H为－1价，Si为＋4价，SiHCl3在浓NaOH溶液中反应生成Na2SiO3、H2、NaCl，配平化学方程式为SiHCl3＋5NaOH===Na2SiO3＋H2↑＋3NaCl＋2H2O。(3)由后续操作可知，SiHCl3水解得到的硅酸水合物要先在坩埚中灼烧(得到SiO2)，然后在干燥器中冷却干燥SiO2，使用的仪器分别为A、C。根据原子守恒可得关系式SiHCl3～SiO2，m1 g样品中SiHCl3的质量为m2 g×，故样品纯度为m2 g×÷m1 g×100%＝×100%。
答案：(1)检查装置气密性　管式炉中固体消失、烧瓶中无液体滴下　使用球形冷凝管冷凝SiHCl3；C和D之间缺少吸水装置；没有处理H2的装置(任写两条)　(2)SiHCl3＋5NaOH===Na2SiO3＋H2↑＋3NaCl＋2H2O　(3)灼烧　冷却干燥　A、C　×100%
课时跟踪练25
[基础巩固]
1.(2025·深圳宝安中学月考)“琴棋书画”被誉为中国四大古老的文化艺术，常用来表示个人的文化素养。下列“琴棋书画”实物中，主要由无机非金属材料制成的是(　B　)
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-106.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-107.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-108.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-109.tif" \* MERGEFORMATINET
A．蚕丝琴弦 B．釉瓷棋子 C．猪鬃毛笔 D．宣纸画卷
解析：蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质是有机高分子，故A不选；釉瓷棋子为陶瓷制品，主要成分是硅酸盐，硅酸盐属于无机非金属材料，故B选；猪鬃的主要成分是蛋白质，蛋白质是有机高分子，故C不选；宣纸的主要成分是纤维素，纤维素是有机高分子，故D不选。
2.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素。下列有关硅及其化合物的叙述错误的是(　B　)
A．高纯硅可以制成计算机、通信设备等的芯片
B．硅可以用来生产新型无机非金属材料——光导纤维
C．二氧化硅为Si—O共价键形成的三维骨架结构，每个硅原子结合4个氧原子
D．氮化硅陶瓷是一种高温结构陶瓷，其化学式为Si3N4
解析：高纯硅具有良好的半导体性能，可以制成计算机、通信设备等的芯片，故A正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，属于新型无机非金属材料，故B错误；二氧化硅为共价晶体，是由Si—O共价键形成的三维骨架结构，其晶体中每个硅原子结合4个氧原子，每个氧原子结合2个硅原子，故C正确；氮化硅陶瓷是一种高温结构陶瓷，其中各元素的原子最外层都达到8电子稳定结构，Si原子最外层电子数为4，N原子最外层电子数为5，要形成8电子稳定结构，二者原子个数比为3∶4，即化学式为Si3N4，故D正确。
3.琉璃被誉为中国五大名器之首、佛家七宝之一。下列说法错误的是(　B　)
A．琉璃若呈淡绿色，其中可能含有Fe元素
B．琉璃烧制材料中含有色水晶，水晶的主要成分是Si
C．部分琉璃工艺由玻璃艺术演化而来，普通玻璃属于硅酸盐制品
D．琉璃中含许多具有还原性的有色物质，制备过程中应避免接触氯气
解析：琉璃若呈淡绿色，可能含有亚铁离子，A正确；水晶的主要成分是SiO2，B错误；普通玻璃属于硅酸盐制品，C正确；氯气具有氧化性，琉璃中含有的还原性物质会与其反应，应避免接触，D正确。
4.下列材料的特性及用途的说法不正确的是(　B　)
A．光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通信材料
B．氧化铝陶瓷具有两性，不可以用于制作耐高温设备
C．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用于制造轴承
D．人造刚玉硬度高，可用于制造刚玉球磨机
解析：光导纤维传导光的能力很强，可以传输光，是非常好的通信材料，A正确；氧化铝陶瓷的熔点很高，可以用于制作耐高温设备，B错误；氮化硅陶瓷耐高温、耐磨蚀且不易传热，可用于制造轴承，C正确；人造刚玉的主要成分是氧化铝，硬度高，可用于制造刚玉球磨机，D正确。
5.下列对石墨烯的推测不正确的是(　A　)
A．石墨烯性质稳定，不能在氧气中燃烧
B．石墨烯与石墨都具有导电性
C．石墨烯与金刚石互为同素异形体
D．石墨烯与石墨都具有较高的熔点
解析：石墨烯是只由碳元素形成的单质，能在氧气中燃烧，A错误。
6.氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维、碳化硅和石墨烯等都属于新型无机非金属材料。下列说法正确的是(　C　)
A．碳化硅为分子晶体
B．氧化铝陶瓷坩埚可用于熔融氢氧化钠固体
C．石墨烯中碳原子采用sp2杂化，未杂化的p电子形成大π键
D．航空母舰上的拦阻索所用的特种钢缆属于无机非金属材料
7.工业上以石英砂为原料制取单质硅，其工艺流程图如下：
流程一：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
流程二：石英砂
下列有关反应分类说法不正确的是(　D　)
A．①～④均属于氧化还原反应
B．只有①②③属于置换反应
C．⑥既属于氧化还原反应又属于分解反应
D．⑤中的两个化学反应均属于复分解反应
解析：①中硅元素化合价降低，属于氧化还原反应；②中硅元素化合价升高，属于氧化还原反应；③中硅元素化合价降低，属于氧化还原反应；④中镁元素化合价升高，属于氧化还原反应，A正确。①②③均为单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，B正确。 ⑥为硅烷分解为硅单质和氢气的反应，既属于氧化还原反应又属于分解反应，C正确。⑤中 Mg2Si与HCl反应生成SiH4和MgCl2的反应属于氧化还原反应，不属于复分解反应，D错误。
8.(2025·东莞开学考)部分含Si物质的类别与相应化合价关系如下图所示。下列说法不正确的是(　D　)
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-93.tif" \* MERGEFORMATINET
A．化合物c是现代信息技术的基础材料
B．工业制取单质b的同时产生氧化产物CO
C．向e溶液中通入CO2，可以实现e→d的转化
D．化合物a的热稳定性大于甲烷
解析：由题图可知，a、b、c、d、e分别为SiH4、Si、SiO2、H2SiO3、Na2SiO3。SiO2是光导纤维的主要成分，是现代信息技术的基础材料，A正确；工业制取单质Si的同时产生氧化产物CO，化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，B正确；碳酸的酸性比硅酸的强，向Na2SiO3溶液中通入CO2，可以实现Na2SiO3→H2SiO3的转化，C正确；非金属性越强，对应气态氢化物越稳定，非金属性：Si9.硅胶吸附剂的结构如下图所示，硅胶常用作干燥剂，在其中添加CoCl2可指示吸水量，这可用于判断硅胶是否失效，原理为CoCl2(蓝色)→CoCl2·6H2O(粉红色)，失效的硅胶可加热后重复使用。下列说法错误的是(　B　)
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\YH5-98.tif" \* MERGEFORMATINET
A．当硅胶变为粉红色时，说明硅胶失效了
B．SiO2是酸性氧化物，硅胶可干燥HF
C．失效的硅胶再生时加热的温度不宜过高
D．当硅胶遇到大量的水分子时，硅胶中的羟基形成了过多氢键从而失去吸附力
解析：由题中信息可知，硅胶吸水失效后，蓝色的CoCl2会转化为粉红色的CoCl2·6H2O，A项正确；二氧化硅可以和HF反应，故硅胶不能干燥HF，B项错误；温度过高，CoCl2水解生成Co(OH)2而失去显色作用，C项正确；由硅胶结构可知，硅胶通过羟基和水分子形成氢键从而达到吸水的目的，故当硅胶遇到大量的水分子时，硅胶中的羟基形成了过多氢键从而失去吸附力，D项正确。
10.硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。
(1)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法，在H2的保护下，使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式：__________________________________________________________。
(2)一种工业用硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物)，已知硅的熔点是1 420 ℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的主要工艺流程如下：
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\25ch98.TIF" \* MERGEFORMATINET
①净化N2和H2时，铜屑的作用是______________________________，
硅胶的作用是________________。
②在氮化炉中发生反应3SiO2(s)＋2N2(g)===Si3N4(s)＋3O2(g)　ΔH＝－727.5 kJ·mol－1，开始时，严格控制氮气的流速以控制温度的原因是___________________________________________________________；
体系中要通入适量氢气的原因是___________________________。
③X可能是________(填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。
解析：(1)根据原子个数守恒可写出化学方程式3SiCl4＋2N2＋6H2===Si3N4＋12HCl。(2)①由于氧气和水蒸气都能腐蚀氮化硅，所以铜屑的作用是除去氧气，硅胶的作用是除去水蒸气。②因为该反应是放热反应，如果温度过高，局部过热，会导致硅熔化成团，阻碍与N2的接触；通入氢气能将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去。③由于工业用硅中含有铜的氧化物，在反应中氧化铜能被还原生成铜，因此要除去铜应该选择硝酸，盐酸和硫酸不能溶解铜，氢氟酸能腐蚀氮化硅。
答案：(1)3SiCl4＋2N2＋6H2===Si3N4＋12HCl
(2)①除去原料气中的氧气　除去水蒸气
②该反应是放热反应，防止局部过热，导致硅熔化成团，阻碍与N2的接触　将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去(或将整个体系中空气排尽)　③硝酸
[素养提升]
11.下图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程。下列说法正确的是(　D　)
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\25ch99.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．SiO2能与氢氧化钠及氢氟酸反应，属于两性氧化物
B．向Na2SiO3溶液中通入过量的CO2：SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO
C．图中所有反应均为非氧化还原反应
D．硅胶可用作食品干燥剂
12.水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。用稻壳灰(SiO2：65%～70%；C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程如下：
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\LTH2.TIF" \* MERGEFORMATINET
下列说法正确的是(　A　)
A．原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值
B．操作A与操作B完全相同
C．该流程中硅元素的化合价发生改变
D．反应器中发生的反应为氧化还原反应
解析：A项，稻壳灰来源广泛，价格低廉，副产品活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，二氧化硅中硅元素的化合价是＋4价，硅酸钠中硅元素的化合价也是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价未发生改变，错误；D项，反应器中发生的反应为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，此反应没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。
13.由粗硅制备硅烷(SiH4)的基本流程如下：
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\B24-18.TIF" \* MERGEFORMATINET
已知：反应Ⅰ的化学方程式为Si＋3HClSiHCl3＋X，反应Ⅱ的化学方程式为SiHCl3＋YSi＋3HCl。下列说法不正确的是(　B　)
A．X和Y为同一种物质
B．SiH4的稳定性比NH3的强
C．流程中的4个反应均属于氧化还原反应
D．反应Ⅳ中SiH4、NH3两种气体在常温常压下的体积之比为1∶4
解析：A项，根据题给反应Ⅰ、Ⅱ的化学方程式和原子守恒可得，X、Y为同一种物质(H2)，A正确；B项，元素非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性：N>Si，故稳定性：NH3>SiH4，B错误；C项，根据图示可知，流程中的4个反应均属于氧化还原反应，C正确；D项，反应Ⅳ的化学方程式为Mg2Si＋4NH4Cl=== SiH4↑＋4NH3↑＋2MgCl2，SiH4、NH3两种气体在常温常压下的体积之比为1∶4，D正确。
14.化合物A由三种短周期元素组成，某兴趣小组进行了如下实验：
INCLUDEPICTURE "E:\\张\\(广东上目录)2026高三一轮优化化学教参\\25ch100.TIF" \* MERGEFORMATINET
已知：气体甲为纯净物且只含两种元素，在标准状况下的体积为 672 mL；固体甲为常用的耐火材料，溶液乙为建筑行业中常用的黏合剂。
(1)A的组成元素为________(用元素符号表示)，A的化学式为________。
(2)写出A溶于盐酸的化学方程式：__________________________________________________________
__________________________________________________________。
(3)写出气体甲与NaOH(aq)反应的离子方程式：________________________________________________________。
(4)写出向溶液乙中通入少量CO2气体发生反应的化学方程式：__________________________________________________________。
(5)高温下A与足量氯气能发生剧烈爆炸，生成三种常见化合物，试写出相应的化学方程式：_______________________________________。
解析：2.52 g A中加入20 mL 3 mol/L盐酸发生反应生成的气体甲为纯净物且只含两种元素，在标准状况下的体积为672 mL(物质的量为＝0.03 mol)，气体甲和120 mL 1 mol/L氢氧化钠溶液恰好完全反应生成气体单质乙和溶液乙，溶液乙为建筑行业中常用的黏合剂，溶液乙为硅酸钠溶液，说明A中含硅元素、氢元素；溶液甲只含一种溶质，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化物白色沉淀，加热得到的白色固体甲为常用的耐火材料，固体甲应为MgO，白色沉淀为Mg(OH)2，可判断溶液甲中含Mg元素，为MgCl2溶液，n(Mg)＝＝0.03 mol。因此A含有的元素为Mg、Si、H元素，气体甲为纯净物且只含Si、H两种元素，气体甲的物质的量为0.03 mol，和120 mL 1 mol/L氢氧化钠溶液恰好完全反应生成气体单质乙和溶液乙，消耗NaOH的物质的量为0.12 L×1 mol/L＝0.12 mol，气体甲和氢氧化钠的物质的量之比为1∶4，生成SiO和H2，根据原子守恒得到气体甲为Si2H6，气体甲和氢氧化钠溶液反应的离子方程式为Si2H6＋4OH－＋2H2O===2SiO＋7H2↑。2.52 g A中，n(Mg)＝0.03 mol，n(Si)＝0.06 mol，n(H)＝＝0.12 mol，n(Mg)∶n(Si)∶n(H)＝0.03 mol∶0.06 mol∶0.12 mol＝1∶2∶4，A的化学式为MgSi2H4。
答案：(1)Mg、Si、H　MgSi2H4
(2)MgSi2H4＋2HCl===Si2H6↑＋MgCl2
(3)Si2H6＋4OH－＋2H2O===2SiO＋7H2↑
(4)Na2SiO3 ＋ CO2 ＋ H2O===Na2CO3 ＋ H2SiO3↓
(5)MgSi2H4＋7Cl2MgCl2＋2SiCl4＋4HCl
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第25讲　硅　无机非金属材料
1.掌握硅及其重要化合物的性质及应用。
2.了解无机非金属材料的性质和用途。
01
考点梳理 高效演练
考点一　硅及其重要化合物

1.硅单质
硅酸
盐
氧化
物
2.二氧化硅
高　
大　
Na2SiO3＋H2O
CaSiO3
Na2SiO3＋CO2↑
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O　
3.硅酸和硅酸盐
(1)硅酸
弱　
H2SiO3↓＋Na2CO3
(2)硅酸盐——硅酸钠
①性质：硅酸钠是白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
[易错秒判]
(1)晶体硅的熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料(　　)
(2)Si和SiO2都可用于制造光导纤维(　　)
(3)NaOH溶液、Na2CO3溶液均不能用玻璃瓶盛放(　　)
(4)工业上用焦炭和二氧化硅制取粗硅时生成粗硅和CO2(　　)
(5)SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃(　　)
×
×
×
×
√
√
1.下列关于硅的说法不正确的是(　　)
A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
D．加热到一定温度时，硅能与氧气、氯气等非金属单质反应
解析：A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体，故A正确；B．硅元素在元素周期表中处于金属元素和非金属元素的过渡位置，硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，故B正确；C．硅在常温下能和HF溶液、强碱溶液等反应，故C错误；D．加热到一定温度时，硅能与氧气反应生成二氧化硅，能与氯气反应生成四氯化硅，故D正确。
√
2.“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”诗句中的“沙”的主要成分是SiO2，下列说法错误的是　(　　)
A．“从沙滩到用户”这句话涉及工业上制备粗硅的工艺
B．“水玻璃”可以由SiO2与NaOH溶液反应制得
C．SiO2是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一
D．SiO2属于酸性氧化物，不与任何酸反应
解析：SiO2属于酸性氧化物，但是可以和HF反应，D错误。
蒸馏
(2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置已略去)：

①在加热D装置前应先打开A装置中分液漏斗的活塞，目的是__________________________________________________________。
②C装置中烧瓶需要加热，采用的方法是________________________。
用生成的H2排尽装置内的空气，以防爆炸
水浴加热
考点二　无机非金属材料

1.传统无机非金属材料
传统无机非金属材料包括水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
项目 水泥 玻璃 陶瓷
生产
原料 ______________ ________________________ ________
主要
设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑
石灰石、黏土
纯碱、石灰石、石英砂
黏土
2.新型无机非金属材料——新型陶瓷
材料类型 主要特性 示例 用途
高温
结构
陶瓷 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成 火箭发动机、汽车发动机、高温电极材料等
压电
陶瓷 实现机械能与电能的相互转化 钛酸盐、锆酸盐 滤波器、扬声器、超声波探伤器、点火器等
材料类型 主要特性 示例 用途
透明
陶瓷 优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙 高压钠灯、激光器、高温探测窗等
超导
陶瓷 在某一临界温度下电阻为零，具有超导性 — 可用于电力、交通、医疗等领域
[易错秒判]
(1)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品(　　)
(2)传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料(　　)
(3)石英砂和黏土的主要成分均为硅酸盐(　　)
(4)“超轻海绵”使用的石墨烯是新型无机非金属材料(　　)
(5)压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化(　　)
×
√
×
√
√
1.(2025·肇庆质检)“北斗”指路，“神舟”返航，中国航天发展正在按下加速键。下列说法不正确的是(　　)
A．“祝融号”探测器发现火星上存在橄榄石(MgxFe2－xSiO4)，其成分属于无机化合物
B．天和核心舱电推进系统中使用的氮化硼陶瓷，属于新型无机非金属材料
C．“北斗卫星”的授时系统“星载铷钟”中铷元素的单质遇水能缓慢反应放出H2
D．月壤样品中发现天然玻璃纤维，该纤维中的SiO2属于共价晶体
√
解析：由化学式可知，橄榄石是硅酸盐，属于无机化合物，故A正确；氮化硼陶瓷是性能优良的新型无机非金属材料，故B正确；铷元素的金属性强，单质遇水能剧烈反应放出氢气，故C错误；二氧化硅是熔沸点很高、硬度很大的共价晶体，故D正确。
2.世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋、混凝土、7 000多块铝板和1 200多块玻璃等建成。
(1)铝板易被烧碱腐蚀，玻璃易被氢氟酸腐蚀，原因分别为__________________________________________________________、
____________________________________________。(用化学方程式表示)
(2)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是________________。制备普通玻璃主要反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________(任写一个)。
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
石灰石
(3)石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特殊玻璃，石英玻璃的主要成分是________(填化学式)。
(4)要将NaOH高温熔化，下列坩埚中可选用的是________(填字母)。
A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
SiO2
D
(4)普通玻璃坩埚中的二氧化硅能够与熔融的氢氧化钠反应，故A错误；石英玻璃坩埚中的二氧化硅能够与熔融的氢氧化钠反应，故B错误；氧化铝坩埚中的氧化铝能够与熔融的氢氧化钠反应，故C错误；铁与熔融的氢氧化钠不反应，故D正确。
3.氮化硅可用作高温结构陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下：
其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。
请回答下列问题：
(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：__________________________________________________________。
(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是________(填序号)。
(3)在反应⑤中，3 mol Si(NH2)4在高温下分解可得到1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为________。
(4)在高温下将SiCl4置于B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：___________________________________________。
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
①②
Si3N4
02
真题研做 高考通关
1.(2024·新高考辽宁卷)文物见证历史，化学创造文明。东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他三项归为一类的是(　　)
A．金代六曲葵花鎏金银盏
B．北燕鸭形玻璃注
C．汉代白玉耳杯
D．新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐
√
√
2.(2024·新高考江西卷)景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉，是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是(　　)
A．青蓝色是由于生成了单质钴
B．表面的釉属于有机高分子膜
C．主要成分为铝硅酸盐
D．铁元素的存在形式只有Fe2O3
√
回答下列问题：
(1)制备SiHCl3时进行操作：(ⅰ)……；
(ⅱ)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中；
(ⅲ)通入HCl，一段时间后接通冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为__________________；判断制备反应结束的实验现象是______________________________________。图示装置存在的两处缺陷是_______________________________________________________________________________________________________________________________。
检查装置气密性
管式炉中固体消失、烧瓶中无液体滴下
使用球形冷凝管冷凝SiHCl3；C和D之间缺少吸水装置；没有处理H2的装置(任写两条)
(2)已知电负性：Cl>H>Si，SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为___________________________________________________________。
(3)采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。
m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①______；②__________(填操作名称)；③称量等操作，测得所得固体氧化物的质量为m2 g。从下列仪器中选出①②中需使用的仪器，依次为_____
(填标号)。测得样品纯度为________________(用含m1、m2的代数式表示)。
SiHCl3＋5NaOH===Na2SiO3＋H2↑＋3NaCl＋2H2O
灼烧
冷却干燥
A、C
解析：(1)利用Si和HCl(气体)的反应制备SiHCl3，实验前要检查装置气密性，故操作(ⅰ)为检查装置气密性。制备反应结束时，Si完全反应，SiHCl3(常温下为无色液体)不再增加，实验现象是管式炉中固体消失、烧瓶中无液体滴下。装置中冷凝管的作用是冷凝SiHCl3，球形冷凝管中会有较多SiHCl3残留，应该选择直形冷凝管；SiHCl3易水解，D中水蒸气容易进入C中，C和D之间应增加吸收水蒸气的装置；NaOH溶液能吸收HCl，但不能吸收H2，应在D后面增加处理H2的装置。

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