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第16讲　无机非金属材料　化学与可持续发展
复习目标
1. 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解碳、硅及其重要化合 物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
2. 认识化学科学与技术的不断创新和发展是解决人类社会发展中的问题、实现可持续发展的有效途径。树立并形成“绿色化学”的观念。
考点1　无机非金属材料
1. 硅及其化合物
（1）硅单质
（2）二氧化硅
（3）硅酸
（4）可溶性硅酸盐——Na2SiO3
物理性质 白色可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有 黏性
化学性质
用途 黏合剂，耐火阻燃材料
【理解应用】
①硅太阳能电池可用于建造光伏电站，该电池材料的主要成分为 （填 “Si” 或 “SiO2”）。
Si　
4HF＋
2. 无机非金属材料
（1）传统无机非金属材料——常见硅酸盐材料
水泥 玻璃 陶瓷
生产原料
主要设备 陶瓷窑
主要成分 3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 含水的铝硅
酸盐
生产条件 高温
石灰石、黏土　
纯碱、石灰石和石英砂
黏土　
水泥回转窑　
玻璃窑　
玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3 ＋SiO2 CaSiO3＋CO2↑。
（2）新型无机非金属材料
①新型陶瓷的种类与用途
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 烧结而成 可用于火箭发动 机、汽车发动机、 高温电极材料等
压电
陶瓷 能实现机械能与电 能的相互转化 钛酸盐、锆酸盐 可用于滤波器、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 可用于高压钠灯、 激光器等
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
②碳纳米材料
类型 富勒烯、碳纳米管、石墨烯等
用途 在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景
【教材挖掘】
　〔人教必修第二册〕“石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨， 其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度”。石墨烯的结 构如图。
①从微观角度分析，石墨烯由 构成。用石墨烯作为半导体材 料，利用了石墨烯的 性。
②将氢气加入石墨烯中可制得一种新材料石墨烷。判断下列说法正确的 有 （填字母）。
A. 石墨烯是电的良导体而石墨烷则是绝缘体
B. 石墨烯与石墨烷均为单质
C. 石墨烯与H2制备石墨烷的反应属于加成反应
碳原子　
导电　
AC　
易错辨析
√
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√
√
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考向1　硅及其化合物的性质及应用
1. 下列说法不正确的是（　　）
A. （2026·北京顺义区期末）晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，可 用作半导体材料
B. （2026·四川成都蓉城名校联考）工业上用焦炭还原石英砂可制得粗硅
C. （2026·黑龙江大庆期末）我国自主研发的5G芯片的组成中不含有硅
元素
D. （2026·浙江金华十校联考）SiO2→SiF4可一步实现
√
2. 工业上以石英砂（SiO2）为原料制取单质硅，其工艺流程如图所示。下 列说法正确的是（　　）
石英砂 Si（粗） SiCl4 Si（纯）
A. ①②③均属于置换反应
B. 副反应SiO2＋3C 2CO↑＋SiC，其中氧化产物和还原产物的物质的量 之比为2∶1
C. 二氧化硅为良好的半导体材料，可用于制造芯片
D. SiO2是酸性氧化物，不与任何酸反应
√
解析： 　反应①是置换反应，反应②是化合反应，反应③是置换反应， 因此三个反应并非均为置换反应，A错误；副反应中，CO为氧化产物， SiC为还原产物，其物质的量之比为2∶1，B正确；二氧化硅是绝缘体，可 用来生产光导纤维，C错误；SiO2是酸性氧化物，可与HF发生特定反应， D错误。
3. 下列关于硅酸的判断或说法正确的是（　　）
A. （2025·昆明一中月考）如图探究醋酸、碳酸、硅酸 酸性的相对强弱
B. （2025·天津一中月考）二氧化硅是酸性氧化物，因 此能与水反应生成硅酸
C. （2025·哈尔滨六中月考）2 mL 5 mol·L－1的硅酸钠溶液和盐酸反应后制得硅酸胶体，胶粒数为0.01NA（NA为阿伏加德罗常数的值）
D. （2025·安徽百师联盟联考）实验室制硅酸流程：SiO2 Na2SiO3
H2SiO3
√
解析： 　醋酸是挥发性酸，醋酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳气流中含 有醋酸，因此不能确定是碳酸与硅酸钠反应，还是醋酸与硅酸钠反应，不 能达到实验目的，A错误；二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于 水，与水不反应，B错误；胶体为粒子集合体，即2 mL 5 mol·L－1的硅酸钠 溶液和盐酸反应后制得硅酸胶体中胶粒数小于0.01NA，C错误；实验室制 硅酸：SiO2为酸性氧化物，与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶液，向Na2SiO3 溶液中通入足量CO2，可得白色沉淀H2SiO3，D正确。
考向2　无机非金属材料
4. 下列叙述正确的是（　　）
A. （2026·石家庄一中月考）水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙、分子筛 都属于硅酸盐工业产品
B. （2026·太原二中月考）普通玻璃的主要成分为纯碱、石灰石、石英砂
C. （2026·长沙雅礼中学开学考）古方言“云母粗服，则著人肝肺不可 去”中云母的主要成分为铝硅酸盐
D. （2026·四川绵阳期末）金刚砂属于硅酸盐材料，也属于无机非金属材料
√
解析： 　水晶、玛瑙的主要成分为SiO2，不是硅酸盐，A错误；制造玻璃 的原料是纯碱、石灰石、石英砂，普通玻璃的主要成分为硅酸盐和二氧化 硅，B错误；云母的主要成分为铝硅酸盐，C正确；金刚砂（碳化硅， SiC）是碳和硅的共价化合物，不含硅氧四面体结构，不属于硅酸盐材 料，D错误。
5. 下列关于硅及其化合物的说法不正确的是（　　）
A. 晶体硅用于生产光导纤维等通信设备，具有通信容量大、抗干扰性能 好等特点
B. 碳化硅陶瓷中的碳原子和硅原子之间通过共价键连接，硬度很大
C. 石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其电阻率低、热导率高
D. 普通玻璃的主要成分为硅酸盐和二氧化硅，玻璃可用于生产建筑材料 和光学仪器
√
解析： 　二氧化硅具有良好的导光性，是制造光导纤维的主要原料，高 纯硅不具有此性质和用途，A错误；碳化硅中的碳原子和硅原子通过共价 键连接，具有金刚石的结构，形成共价晶体，硬度很大，可用作砂纸的磨 料，B正确；石墨烯层内C原子与相邻的C原子形成C—C键，每个C原子上 还有一个电子未成键，可以在层内自由移动，所以石墨烯易导电，石墨烯 中碳原子间稳固的共价键使得晶格振动能高效传播，因此热导率高，C正 确；普通玻璃由硅酸盐和二氧化硅组成，广泛用于生产建筑材料和光学仪 器，D正确。
考点2　化学品的合理利用
1. 化肥、农药的合理施用
（1）合理施用化肥
考虑因素 土壤 、作物营养状况、化肥本身性质
应用实例 硝酸铵是一种高效氮肥，但受热或经撞击易发生爆炸， 必须作改性处理后才能施用
过量施用
的危害　 ①过量施用造成浪费
②部分化肥随着雨水流入河流和湖泊，造成水体富营养 化，造成 等污染
③不合理施用化肥会影响土壤的 和土壤结构
酸碱性　
水华　
酸碱性　
①早期农药有除虫菊、烟草等植物和 、石灰硫黄合剂等 无机物。
②后来，研制出有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯 类农药。
③农药的发展方向：向着高效、 和低残留方向发展。
（2）农药的合理使用
波尔多液　
低毒　
2. 合理用药
（1）药物分类：药物按来源分为天然药物与 。
（2）药物作用机理
合成药物　
（3）常见药物——阿司匹林
①制备原理
＋ ＋CH3COOH
乙酰水杨酸　
解热
镇痛　
3. 食品添加剂
（1）含义及分类：为改善食品品质和色、香、味，以及防腐、保鲜和加 工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。食品添加剂分为天然 和人工合成两大类。
（2）常见添加剂
类别 功能 品种
着色剂 改善食品色泽 天然色素如红曲红等；合成色素如柠檬 黄等
增味剂 增加食品鲜味 味精等
类别 功能 品种
膨松剂 使食品膨松或酥脆 碳酸氢铵、碳酸氢钠
凝固剂 改善食品形态 盐卤、葡萄糖酸-δ-内酯
防腐剂 防止食品腐败变质 苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐等
抗氧化剂 防止食品因氧化而 变质 抗坏血酸（维生素C）
营养强化 剂 补充必要的营养成 分 碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、 硫酸锌
【理解应用】
答案：
易错辨析
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考向　化学品的使用
1. 化学品在生产生活中有着重要应用，下列说法错误的是（　　）
A. （2025·吉林模拟）水果罐头中添加维生素C主要作为食品抗氧化剂使用
B. （2025·重庆巴蜀中学模拟）布洛芬包装上印有的“OTC”是非处方药 的标识，可以无须凭医生处方自行购买和使用
C. （2025·宝鸡市凤翔中学）合理施用化肥和农药是保障农作物增产、减 少农作物损失的重要措施
D. （2025·昆明十中月考）铁强化酱油中的添加剂乙二胺四乙酸铁钠属于 增味剂
√
解析： 　维生素C具有还原性，易被氧化，可以作抗氧化剂，A正确；布 洛芬包装上印有的“OTC”是非处方药的标识，可以自行购买和使用，B 正确；为使农作物增产，应该合理施用化肥和农药，C正确；补铁酱油在 酱油中加入一种新型铁强化剂乙二胺四乙酸铁钠，使普通酱油在添加了这 种铁强化剂之后具有补充铁元素的功效，属于营养强化剂，D错误。
2. （2025·湖北高中名校联盟联考）在现代食品工业中，食品添加剂的使 用满足人们对食品多样化的需求，保证了市场供应。下列食品添加剂与其 功能不对应的是（　　）
A. 柠檬黄—着色剂 B. 苯甲酸钠—防腐剂
C. 谷氨酸钠—增味剂 D. 碳酸氢钠—凝固剂
√
解析： 　碳酸氢钠作膨松剂，D错误。
考点3　环境保护　绿色化学
1. 六大环境问题
常见六大环境污染及主要危害
2. 绿色化学
（1）核心思想：改变“先污染后治理”的观念和做法，利用化学原理和 技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现 从 减少或消除环境污染。
（2）绿色化学示意图
源头　
（3）最理想的“原子经济性反应”：原子利用率是 ，即反应物 的原子全部转化为期望的最终产物。
（4）开发和利用自然资源必须遵循的原则：减量化、再利用和再循环。
100％　
易错辨析
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考向1　绿色化学
1. 化学与人类生活、社会发展密切相关。下列说法不正确的是（　　）
A. （2026·潮州饶平月考）开发太阳能、水能、风能等新能源，减少使用 煤、石油等化石燃料有利于节能减排、保护环境
B. （2026·山西太原期末）现代石油化工采用银作催化剂，以乙烯为原料 生产环氧乙烷，原理为
C. （2026·广东佛山模拟）燃煤时加生石灰，可减少温室气体产生
D. （2026·河北十县联考）家庭装修中用的水性漆以水作稀释剂，相比油 性漆更有利于人类健康
√
解析： 　燃煤时加生石灰，可减少SO2产生，减少酸雨形成，与温室气体 无关，C错误。
2. （2026·河北邯郸月考）要建设人与自然和谐共生的美丽中国。下列说 法正确的是（　　）
A. 工厂危废污泥制成有机肥会对环境和人类生存造成危害
B. 将重油裂解为轻质油作为燃料有利于达到“碳中和”的目标
D. 汽油中加入含铅化合物可提高其抗爆震性能和发动机功率，对环境
无害
√
解析： 　工厂危废污泥中含有有害物质，应处理后再排放，不能制成有 机肥，否则会对环境和人类生存造成危害，A正确；将重油裂解为轻质油 并不能减少二氧化碳的排放量，达不到“碳中和”的目标，B错误；HCN 有毒，不符合绿色化学减少或消除有害物质的理念，C错误；在汽油中加 入含铅化合物会造成重金属污染，含铅汽油已被禁用，D错误。
考向2　化学与STSE
3. 下列对某一主题知识的归纳完全正确的一组是（　　）
A. 微观现象及解释 B. 资源的利用和保护
①酒精燃烧，水不燃烧：不同种分子， 化学性质不同
②金刚石、石墨物理性质不同：碳原子 的排列方式不同 ①保护空气要减少有害气体和 烟尘的排放
②保护金属资源只能通过防止 金属腐蚀实现
C. 元素与人体健康 D. “低碳经济”的措施
①人体中碘过量会引起甲状腺肿大
②熟石灰可用作补钙剂 ①改造或淘汰高能耗、高污染 产业
②为方便生活，提倡使用一次 性塑料制品
√
解析： 　酒精和水由不同分子构成，化学性质不同，金刚石和石墨因碳 原子排列不同导致物理性质存在差异，A正确；减少有害气体排放正确， 保护金属资源不能仅靠防腐蚀，B错误；碘过量导致甲状腺肿大正确，熟 石灰有腐蚀性，不能用于补钙，C错误；改造或淘汰高能耗、高污染产业 正确，提倡使用一次性塑料制品会增加污染，D错误。
4. （2026·湖南岳阳市模拟）化学与生活、生产密切相关，下列叙述错误 的是（　　）
A. 氮化硅、碳纳米管、石墨烯均属于新型无机非金属材料
B. 阿司匹林药效释放快，可将它连接在高分子载体上生成长效缓释药物
C. 用于航天服的“连续纤维增韧”航空材料，使用的陶瓷和碳纤维属于合 成有机高分子材料
D. 人造太阳的原理是模拟太阳内部的核聚变反应，其原料中的3He与3H具 有相同的质量数
√
解析： 　氮化硅、碳纳米管、石墨烯均为新型无机非金属材料，氮化硅 属于高性能陶瓷，碳纳米管和石墨烯是碳基材料，均符合无机非金属材料 的定义，A正确；阿司匹林通过连接高分子载体形成缓释药物是药物缓释 技术的典型应用，B正确；陶瓷和碳纤维属于无机非金属材料，C错误； 3He（氦-3）与3H（氚）的质量数均为3，D正确。
真题演练
1. （2025·河南高考1题）活字印刷术极大地促进了世界文化的交流，推动 了人类文明的进步。下列“活字”字坯的主要成分为硅酸盐的是（　　）
√
解析： 　泥活字字坯的主要原料是黏土，黏土的主要成分是硅酸盐，A符 合题意；木活字字坯的主要成分是纤维素，纤维素属于有机高分子化合 物，B不符合题意；铜活字字坯和铅活字字坯的主要成分均为金属，均属 于金属材料，C、D不符合题意。
2. （2025·甘肃高考1题）下列爱国主义教育基地的藏品中，主要成分属于 无机非金属材料的是（　　）
A. 劳动英雄模范碑（南梁革命纪念馆藏）
B. 红军党员登记表（红军长征胜利纪念馆藏）
C. 陕甘红军兵工厂铁工具（甘肃省博物馆藏）
D. 谢觉哉使用过的皮箱（八路军兰州办事处纪念馆藏）
√
解析： 　劳动英雄模范碑由石材制成，其主要成分为二氧化硅、硅酸盐 等，属于无机非金属材料，A正确；红军党员登记表为纸制品，纸的主要 成分为纤维素，属于有机高分子材料，B错误；陕甘红军兵工厂铁工具的 主要成分为铁，属于金属材料，C错误；谢觉哉使用过的皮箱主要由皮革 制成，皮革的主要成分为蛋白质，属于有机高分子材料，D错误。
3. （2025·安徽高考1题）下列有关物质用途的说法错误的是（　　）
A. 生石灰可用作脱氧剂
B. 硫酸铝可用作净水剂
C. 碳酸氢铵可用作食品膨松剂
D. 苯甲酸及其钠盐可用作食品防腐剂
√
解析： 　生石灰的主要成分为CaO，CaO与O2不反应，不能用作脱氧剂， A错误；硫酸铝中Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体可吸附水中的悬浮物，故 硫酸铝可用作净水剂，B正确；碳酸氢铵可中和酸并受热分解，产生大量 气体，使面团疏松、多孔，故可用作食品膨松剂，C正确；苯甲酸及其钠 盐是常见的食品防腐剂，D正确。
4. （2025·云南高考1题）画中有“化”，多彩中华。下列叙述正确的是 （　　）
A. 岩彩壁画颜料所用贝壳粉，主要成分属于硅酸盐
B. 油画颜料调和剂所用核桃油，属于有机高分子
C. 竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁，耐酸、碱
D. 水墨画墨汁的主要成分碳，常温不易被氧化
√
解析： 　A项，贝壳粉的主要成分是碳酸钙，属于碳酸盐，错误；B项， 核桃油属于油脂，相对分子质量较小，不属于有机高分子，错误；C项， 氧化铁（Fe2O3）能与酸反应，不耐酸，错误。
5. （2025·湖北高考3题）下列描述不能正确地反映事实的是（　　）
A. 室温下SiO2与碳不发生反应，高温下可生成Si和CO
B. 室温下苯与溴不发生反应，温度升高生成大量溴苯
C. 通常含硒的化合物有毒性，但微量硒元素有益健康
D. 某些镇痛类生物碱可用于医疗，但滥用会危害健康
√
解析： 　A项，高温下SiO2与碳发生反应生成Si和CO，正确；B项，苯的 溴代反应需催化剂，仅升温无法生成溴苯，错误；C项，含硒化合物（如 硒化氢）多数有毒，但硒是人体必需的微量元素，微量摄入有益健康，过 量则有害，正确；D项，镇痛类生物碱的双重作用描述正确，例如吗啡等 生物碱可用于镇痛治疗，但滥用会导致成瘾和危害健康，正确。
课时跟踪检测
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1. （2025·陕西榆林期末）中华文明源远流长，文物记载着历史的灿烂成 就。下列文物的主要成分为硅酸盐的是（　　）
A. 仰韶文化彩陶盆 B. 故宫大理石螭首
C. 鎏金铜缸 D. 水晶杯
√
解析： 　A项，仰韶文化彩陶盆的主要成分是硅酸盐；B项，故宫大理石 螭首的主要成分是碳酸钙；C项，鎏金铜缸属于合金材料；D项，水晶杯的 主要成分为二氧化硅。故选A。
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2. 根据所给物品：①传统陶瓷　②计算机芯片　③玻璃　④光导纤维，判 断下列叙述错误的是（　　）
A. 含有硅单质的只有②
B. 含有二氧化硅的只有③
C. 含有硅酸盐的只有①③
D. 硅氧四面体结构决定了硅酸盐材料大多硬度大、耐高温
√
解析： 　①传统陶瓷含有硅酸盐，②计算机芯片含有硅单质，③玻璃含 有硅酸盐和SiO2，④光导纤维含有二氧化硅；硅酸盐的硅氧四面体通过共 价键形成稳定结构，赋予材料高硬度和耐高温特性，B错误。
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3. 生产精细化学品已经成为当代化学工业结构调整的重点之一，下列对应 关系错误的是（　　）
A. 解热镇痛药—阿司匹林
B. 凝固剂—葡萄糖酸-δ-内酯
C. 防腐剂—苯甲酸钠
D. 营养强化剂—味精
√
解析： 　阿司匹林能解热镇痛，是一种常用的解热镇痛药，A正确；葡萄 糖酸-δ-内酯能够使豆浆中的蛋白质聚沉，通常可用作豆腐的凝固剂，B正 确；苯甲酸钠具有防腐性，可以用作防腐剂，C正确；味精是调味剂，不 是营养强化剂，D错误。
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4. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列有关无机非金属材料的说 法中不正确的是（　　）
A. 硅酸盐材料中Si和O构成硅氧四面体
B. 光导纤维的主要成分是酸性氧化物
C. 碳化硅陶瓷与水泥都是硅酸盐材料
D. 碳纳米管具有优良的电学性能
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解析： 　硅酸盐材料以硅氧四面体为基本结构单元，如图所 示： ，Si与O通过共价键连接，A正确；光导纤维成分为SiO2，能 与强碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，B正确；碳化硅是碳与硅通过 共价键形成的共价晶体，属于新型陶瓷，不是硅酸盐材料，而水泥是硅酸 盐材料，C错误；碳纳米管由石墨层卷曲形成，导电性强，可用于纳米电 子器件，D正确。
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5. 化学与生活密切相关。下列说法正确的是（　　）
A. 亚硝酸钠能够延长食品保质期，制作食物时可大量添加
B. 清晨树林间光亮的“通路”现象与氧化还原反应有关
C. 我国古代使用的青砖建筑中含有Fe2O3，因其性质稳定而能保存到现在
D. 利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济”
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解析： 　亚硝酸钠是一种常用食品添加剂，具有抑菌、发色、抗氧化和 改善风味的作用，广泛应用于肉制品的防腐，但不能大量使用，A错误； 清晨树林间光亮的“通路”是胶体的丁达尔效应，未发生化学变化，不涉 及氧化还原反应，B错误；青砖中铁元素主要以Fe3O4和FeO存在，Fe2O3为 红棕色，C错误；太阳能、风能和氢能等均为清洁能源，替代化石能源， 可减少二氧化碳的排放，有利于实现低碳经济，D正确。
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6. 中国国家地理标志产品，福建省特产“建盏”，由黄泥、黏土、红土、 釉石等多种原料烧制而成，主要特点是Fe2O3含量高。下列有关“建盏”说 法正确的是（　　）
A. 建盏制作时，进行“揉泥、拉坯、修坯”的工序时发生了氧化还原反应
B. 因含有较多Fe2O3，外表多呈棕黑色
C. 产品耐腐蚀性强，可用于盛放各种酸碱
D. 高温烧结过程包含复杂的化学变化
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解析： 　“揉泥、拉坯、修坯”工序只是形状发生变化，没有新物质生 成，不发生化学反应，A错误；Fe2O3为棕红色固体，因含有较多Fe2O3， 外表多呈棕红色，B错误；“建盏”为陶瓷制品，但含有较多Fe2O3，Fe2O3 为金属氧化物，能与强酸（如HCl等）反应，因此不能用于盛放各种酸，C 错误；高温烧结过程中，原料中的成分（如黏土、Fe2O3）发生复杂化学反 应（如生成硅酸盐），属于化学变化，即高温烧结过程包含复杂的化学变 化，D正确。
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7. 化学与生产、生活、科技等密切相关。下列说法错误的是（　　）
A. 手机CPU的基础材料是Si单质
B. 洗洁精能去除油污，是因为洗洁精中的表面活性剂可使油污水解为水溶 性物质
C. 比亚迪纯电动汽车的芯片采用第三代半导体材料碳化硅制成，碳化硅属 于新型无机非金属材料
D. 碳纳米材料主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，三者互为同素异 形体
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解析： 硅是半导体材料，可以用于制造手机CPU，A正确；洗洁精能去 除油污，是因为洗洁精中的表面活性剂可使油污乳化，B错误；碳化硅属 于新型无机非金属材料，C正确；碳纳米材料主要包括富勒烯、碳纳米 管、石墨烯等，三者都是碳单质，互为同素异形体，D正确。
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8. 有些专家提出硅是“21世纪的能源”。下列说法错误的是（　　）
A. SiO2可溶于强碱溶液，也可溶于HF的水溶液
B. 常温下Si的化学性质稳定，但在自然界中硅以化合态存在
C. 水玻璃长期露置在空气中会变浑浊
D. 在反应Si＋3HCl SiHCl3＋H2中，Si为氧化剂，H2为氧化产物
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解析： 　SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱（如NaOH）生成硅酸盐和水， SiO2也能与HF反应生成SiF4和H2O，A正确；常温下硅单质化学性质稳定， 但自然界中硅以SiO2和硅酸盐形式存在（化合态），B正确；水玻璃 （Na2SiO3溶液）与空气中CO2反应生成H2SiO3沉淀，导致浑浊，C正确； 反应中Si的化合价升高（被氧化，本身作还原剂），HCl中的H的化合价降 低（被还原，本身作氧化剂，H2是还原产物），D错误。
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9. 化学与生产、生活、科技息息相关，下列说法错误的是（　　）
A. 身体疼痛时需遵医嘱服用阿司匹林缓解疼痛
C. 防控新型病毒所用的酒精浓度越大，消毒效果越好
D. 非处方药的包装上印有“OTC”标识
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解析： 　阿司匹林具有解热镇痛功效，是处方药，身体疼痛时需遵医嘱 服用阿司匹林缓解疼痛，A正确；反应物的原子全部转化为目标产物，体 现绿色化学中最理想的“原子经济”，即原子利用率为100％，B正确；酒 精水溶液中酒精体积分数为75％时，消毒效果最好，C错误；非处方药的 包装上印有“OTC”标识，无需遵医嘱服用，可自行购买服用，D正确。
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10. 下列物质的用途与性质不相对应的是（　　）
选项 物质的用途 物质的性质
A 用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃 HF的水溶液可与SiO2发生反应
B 用FeCl3溶液腐蚀覆铜板制作印 刷电路板 铁的金属性比铜强
C 用硫酸铜来检验酒精中是否含 少量水 硫酸铜粉末结合水后会变成蓝 色晶体
D 用碳化硅（SiC）作砂纸和砂轮 的磨料 碳化硅（SiC）具有类似金刚 石的结构，硬度很大
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解析： 　氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应生成SiF4气体和水，因此HF用于 溶蚀玻璃，A正确；FeCl3溶液腐蚀铜是因为Fe3＋的强氧化性将Cu氧化为 Cu2＋，B错误；无水硫酸铜遇水变为蓝色CuSO4·5H2O晶体，用于检测水 分，C正确；碳化硅结构类似金刚石，硬度大、耐磨，所以碳化硅作砂纸 和砂轮的磨料，D正确。
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11. 在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化不可以实现的是 （　　）
A. 工业制硫酸：黄铁矿 （FeS2） SO2 SO3 H2SO4
B. 由铝土矿冶炼铝：铝土矿 Al2O3 AlCl3 Al
C. 生产玻璃：CaCO3 CaO CaSiO3
D. 工业制高纯硅：SiO2 Si（粗） SiHCl3 Si
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解析： 　工业制硫酸流程正确，黄铁矿燃烧生成SO2，催化氧化为SO3， 浓硫酸吸收SO3生成H2SO4，A正确；铝土矿提纯得到Al2O3后，工业上通过 电解熔融Al2O3制铝，而非电解AlCl3，因为AlCl3为共价化合物，熔融不导 电，B错误；生产玻璃时，CaCO3高温分解为CaO，与SiO2在高温下反应生 成CaSiO3，符合实际反应，C正确；工业制高纯硅流程正确，SiO2被还原 为粗硅，经HCl处理生成SiHCl3，再高温还原为高纯硅，D正确。
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12. 良好的生态环境可以提升生活质量。
（1）目前列入我国空气质量报告的项目主要为SO2、 和可吸入颗 粒物。
解析： 目前计入空气污染指数的项目暂定为二氧化硫、氮氧化物和 可吸入颗粒物，故答案为NOx。
NOx　
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CaCO3　
2CaCO3＋O2＋2SO2　 2CaSO4
＋2CO2
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Al3＋＋
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（4）光化学烟雾主要是氮氧化物所造成的。工业上用氨气在催化剂作用 下与之反应生成对空气无污染的物质。请写出氨气与二氧化氮反应的化学 方程式 。
8NH3＋6NO2　 7N2＋12H2O
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（5）工业废水需处理达标后才能排放。下列废水处理的方法合理的 是 （填字母）。
A. 用中和法除去废水中的酸
B. 用混凝剂除去废水中的重金属离子
C. 用氯气除去废水中的悬浮物
解析： 中和法适用于除去废水中的酸，A正确；用沉淀法除去废水中 的重金属离子，B错误；氯气能消毒杀菌，但不能除去悬浮物，C错误。
A　
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（OH）3＋3Ca2＋
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13. 材料与生活、生产息息相关，目前使用的材料主要有：金属材料、传 统无机非金属材料、新型无机非金属材料、高分子材料、复合材料等。
（1）在人体器官受到损伤时，需要使用一种新型无机非金属材料来植入 体内，这种材料是 （填字母）。
A. 高温结构陶瓷 B. 生物陶瓷 C. 导电陶瓷
解析： 高温结构陶瓷：用于高温环境（如航天、发动机部件），不 适合生物医疗；生物陶瓷具有良好的生物相容性、耐腐蚀性和机械强度， 常用于人工骨骼、关节或牙齿等医疗植入材料；导电陶瓷：用于电子器 件，无生物相容性要求，故选B。
B　
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（2）在“双碳”目标影响下，光伏产业迎来“高光时刻”，高纯硅是光 伏发电技术中重要的基础原料。制备高纯硅的主要工艺流程如图所示：
①反应Ⅱ的化学方程式为 。
②整个过程中必须严格控制无水无氧。在有氧环境下，除了有不安全因素 外，还可能使产品中混有杂质 。
SiHCl3＋H2　 Si＋3HCl
SiO2　
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解析： ①反应Ⅱ是氢气和SiHCl3发生氧化还原反应生成硅单质和氯化 氢，其化学方程式为SiHCl3＋H2 Si＋3HCl；②在有氧环境下， 生成的硅单质会被氧气氧化成二氧化硅，会导致产品中混有SiO2。
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（3）许多人喜欢佩戴玉石饰品，玉石的主要成分基本都属于硅酸盐，例 如和田玉（Ca2Mg5H2Si8O24）可表示为复杂氧化物形式 2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，我国成功发射的嫦娥一号探月卫星发现月球上主 要矿石有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石等，其中斜长石 可写成氧化物形式为 。
解析： 硅酸盐写成氧化物形式时，低价金属氧化物在前，高价金属 氧化物在后，若化合价相同，活泼金属氧化物在前，不活泼金属氧化物在 后，最后写SiO2，斜长石可写成氧化物形式为K2O·Al2O3·6SiO2。
K2O·Al2O3·6SiO2　
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（4）用海边的石英砂（含氯化钠、氧化铝等杂质）制备二氧化硅粗产品 的工艺流程如图所示：
增大反应物之间的接触面积，从
而增大反应速率，提高生产效率
不能，因
二氧化硅能与NaOH溶液反应
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解析： ①将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是增大反应物之间的接 触面积，从而增大反应速率，提高生产效率；②在以上流程中，盐酸与氧 化铝反应、二氧化硅不反应，故能除去氧化铝杂质，盐酸不可改为NaOH 溶液，因为二氧化硅是酸性氧化物，可以和氢氧化钠反应。
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