2023-2024屆新高考一輪復(fù)習(xí)人教版 第四章 第4講　無機(jī)非金屬材料　化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展 學(xué)案

第4講無機(jī)非金屬材料化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展

體現(xiàn)

知識(shí)邏輯學(xué)業(yè)質(zhì)量要求素養(yǎng)目標(biāo)

反映

1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究,了解碳、硅及；

碳、硅及其化I宏觀辨識(shí)與

其重要化合物的主要性質(zhì),認(rèn)識(shí)其在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)卜

合物的性質(zhì)微觀探析

環(huán)境的影響7

證據(jù)推理與

無機(jī)非金屬\;2.認(rèn)識(shí)碳、硅及其化合物性質(zhì)的多樣性，了解通過化學(xué)反應(yīng)可

材料''I以探索物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化在自然資源綜合利用和環(huán)境模型認(rèn)知

!保護(hù)中的重要價(jià)值

、

環(huán)境保護(hù)與：[___________科__學(xué)__探__究__與_________________________________

N；3.能借助國(guó)家關(guān)于安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、食品安全、藥物開發(fā)等

綠色化學(xué)創(chuàng)新意識(shí)

二工二二、\方面的法律法規(guī)分析與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題

科學(xué)態(tài)度與

化學(xué)品的合1/Λ

'N4.能列舉常見的大氣、水體和土壤的污染物及其危害,能說明社會(huì)責(zé)任

理使用

〕常見污染的成因和防治措施的化學(xué)原理

——??必備知識(shí)?整合??——

一、碳及其重要化合物

1.碳單質(zhì)

常見碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)：

常見的碳單質(zhì)有金剛石、石墨、無定形碳、足球烯、碳納米管等,它

們互為同素異形體。

2.碳的兩種氧化物

一氧化碳。

(1)√V*ΛZ?ΛZWWWVW*Z>ΛAΛAΛΛZW(WCWV0WW?)Λ

①可燃性:可作燃料,2C0+02≡2C02O

②還原性:可用于冶煉金屬,CO還原Fe2O3:3CO+FezO型2Fe+3(‰

無色無味氣體,能溶于水，固態(tài)俗稱干冰

⑵二氧化碳(CO2)。

①CO2具有酸性氧化物的通性，能與堿、堿性氧化物、某些鹽等反應(yīng)。

如向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Ca(ClO)2+CO2+H2O—CaCO3I+2HCl0。

②CO2具有氧化性，點(diǎn)燃時(shí)能與金屬M(fèi)g等反應(yīng)，如2Mg+C02≡2Mg0+Co

(3)CO與CO2的相互轉(zhuǎn)化。

C,高溫

Co2①。2QCuoCO

3.碳酸和碳酸鹽

(1)碳酸。

二元弱酸、不穩(wěn)定,常用CO2+H2O代替H2CO3,但酸性比苯酚、次氯酸強(qiáng)。

(2)碳酸的正鹽和酸式鹽的比較。

項(xiàng)目正鹽(COf)酸式鹽(HeOg)

溶解性只有鉀、鈉、錢鹽可溶一般都可溶

熱穩(wěn)定性正鹽2酸式鹽

溶液PH同濃度：正鹽2酸式鹽

C02-、①CoZ+HQ；②H+(少量)

相互轉(zhuǎn)化3'OH73

4.碳元素在自然界中的循環(huán)

(I)CO2的主要來源:大量含碳燃料的燃燒。

⑵自然界消耗CO?的主要反應(yīng)。

①溶于江水、海水中：血+時(shí)一山⑩。

②光合作用將CCh轉(zhuǎn)化為O2o

③巖石的風(fēng)化：CaCθ3+H2θ+Cθ2-Ca(HCO3)20

［理解?辨析］

判斷正誤:正確的畫3,錯(cuò)誤的畫“義”。

⑴不同碳單質(zhì)的物理性質(zhì)存在差異是因?yàn)楹剂坎煌?。（?/p>

（2）水墨畫可長(zhǎng)久保存不變色是因?yàn)樵诔叵绿嫉幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑。

（）

（3）二氧化碳能使紫色石蕊溶液變紅,說明二氧化碳具有酸性。（）

（4）石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸姆磻?yīng)屬于氧化還原反應(yīng)。（）

⑸向CaCl2溶液中通入CO2氣體,溶液變渾濁,繼續(xù)通入CO?至過量,渾

濁消失。（）

解析：（1）不同碳單質(zhì)的物理性質(zhì)存在差異是因?yàn)椴煌奶紗钨|(zhì)結(jié)構(gòu)

不同。（3）二氧化碳與水反應(yīng)生成的碳酸具有酸性。（4）碳元素化合價(jià)

沒有發(fā)生變化,因此不屬于氧化還原反應(yīng)。（5）碳酸酸性弱于鹽酸,因

此二氧化碳與CaCb溶液不反應(yīng)。

答案：（I）X（2）√（3）X（4）X（5）X

二、硅及其化合物

1.硅

存在自然界中硅元素以化合態(tài)形式存在

結(jié)構(gòu)空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

物理

灰黑色固體,有金屬光澤,質(zhì)脆,熔點(diǎn)高,硬度太

性質(zhì)

化學(xué)與。2反應(yīng)Si+θ2骼=SiO2

性質(zhì)與F?反應(yīng)Si+2F2^SiE1

與氫氟酸反應(yīng)Si+4HF-SiF4↑+2?↑

與NaOH溶液反應(yīng)Si+2Na0H+H20-Na2SiO3+2H2t

制備①制取粗硅：2C+SiO2"(K)?2。。。CSi(粗)+2CO↑;

方法②粗硅提純:Si+3HCl3。。CSiHCI3+H2,SiHCk+H2ιι°°^cSi+3HC1

用途①良好的半導(dǎo)體材料;②太陽(yáng)能電池;③計(jì)算機(jī)芯片

2.二氧化硅

存普通的沙（細(xì)小的石英晶體）、水晶（純石英,無色透明晶體）、石

在英、瑪瑙

結(jié)

由硅、氧原子構(gòu)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

構(gòu)

物

理

難溶于水,熔點(diǎn)高、硬度大

性

質(zhì)

與堿反應(yīng)SiO2+2NaOH-Na2Si03+H20

化

與堿性氧化物反應(yīng)SiO2+CaO≡=CaSiO3

學(xué)

與鹽反應(yīng)SiO2+Na2CO3遨星Na2SiO3+CO2t

性

氧化性SiO2+2C≡BSi+2COt

質(zhì)

溶于氫氟酸Siθ2+4HF-SiFJ+2乩0

用

光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件

途

3.硅酸鹽

(1)硅酸鹽的結(jié)構(gòu)。

在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體,其結(jié)構(gòu)如圖所示:

硅氧四面體結(jié)構(gòu)的特殊性,決定了硅酸鹽材料大多具有硬度大、熔點(diǎn)

高、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕等特點(diǎn)。

(2)硅酸鈉。

物理

白色、可溶于水的粉末狀固體,其水溶液俗稱水玻璃,有黏性

性質(zhì)

①與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：

化學(xué)Na2Si03+2HC1-2NaC1+H2SiO3；;

性質(zhì)②與CO?水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Na2SiO3+H2O+CO2^=Na2CO3+H2SiO3I

用途黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料

［理解?辨析］

判斷正誤:正確的畫“，錯(cuò)誤的畫“X”。

⑴晶體硅熔點(diǎn)高、硬度大,故可用于制作半導(dǎo)體材料。()

(2)Si和SiO?都可用于制造光導(dǎo)纖維。()

⑶Si(λ是酸性氧化物,可溶于強(qiáng)堿(NaOH),不溶于任何酸。()

(4)SiO?能與氫氟酸反應(yīng),因此可用氫氟酸刻蝕玻璃。()

(5)工業(yè)上制取粗硅的反應(yīng)是Si02+C≡=Si+C02tO()

(6)二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其晶體中硅原子和硅氧單鍵個(gè)數(shù)之比

為1：2。()

解析：(1)硅導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，因此可用于制作半導(dǎo)體材

料。(2)單質(zhì)硅不能用于制造光導(dǎo)纖維。(3)Si(λ能與氫氟酸反應(yīng)。

(5)SiO2+2C±BSi(粗)+2C0t。(6)每個(gè)硅原子周圍有4個(gè)硅氧單鍵,

因此硅原子和硅氧單鍵個(gè)數(shù)之比為1：4。

答案：(I)X(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×

三、無機(jī)非金屬材料

L傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料,如水泥、玻璃、陶瓷等

硅酸鹽材料

項(xiàng)

陶瓷玻璃水泥

目

主

要黏土、

黏土石灰石、石英砂、純堿

原石灰石

料

主

要

陶瓷窯玻璃窯水泥回轉(zhuǎn)窯

設(shè)

備

變復(fù)雜的物理、主要反應(yīng):Na2CQ3+SiO21?復(fù)雜的物理、

化化學(xué)變化過Na2Si03+C02↑?CaCo3+SiO21?化學(xué)變化過

程CaSio3+CO2t程

2.新型無機(jī)非金屬材料

⑴新型陶瓷。

材

料

主要特性示例用途

類

型

高

溫

碳化硅、氮化硅或某火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的尾管及燃

結(jié)耐高溫、抗氧

些金屬氧化物等在高燒室、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、高

構(gòu)化、耐磨蝕

溫下燒結(jié)而成溫電極材料等

陶

瓷

壓

實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與

電濾波器、揚(yáng)聲器、超聲

電能的相互轉(zhuǎn)鈦酸鹽、錯(cuò)酸鹽

陶波探傷器、點(diǎn)火器等

化

瓷

透

優(yōu)異的光學(xué)性

明氧化鋁、氧化鈕、氮高壓鈉燈、激光器、高

能,耐高溫,絕

陶化鋁、氟化鈣溫探測(cè)窗等

緣性好

瓷

超在某一臨界溫——可用于電力、交通、醫(yī)

導(dǎo)度下電阻為零療等領(lǐng)域

陶

瓷

(2)碳納米材料。

項(xiàng)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)性能應(yīng)用

目

曷代表物C6。開啟了碳納

由碳原子構(gòu)成的一

勒—T米材料研究和應(yīng)用的新

系列籠形分子

烯時(shí)代

碳

由石墨片層卷成的比表面積大,高

納用于生產(chǎn)復(fù)合材料、電

管狀物,具有納米尺強(qiáng)度,優(yōu)良的電

米池和傳感器

度的直徑學(xué)性能

管

石電阻率低,熱導(dǎo)應(yīng)用于光電器件、超級(jí)

只有一個(gè)碳原子直

墨率高,具有很高電容器、電池和復(fù)合材

徑厚度的單層石墨

烯的強(qiáng)度料等方面

［理解?辨析］

判斷正誤：正確的畫“J”，錯(cuò)誤的畫“義”。

(1)氮化硅陶瓷和氮化鋁陶瓷均為新型無機(jī)非金屬材料。()

⑵玻璃是一種晶體,有較高的熔點(diǎn)。()

(3)碳化硅(SiC)的硬度大,熔點(diǎn)高,可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承。

(4)光導(dǎo)纖維是一種新型無機(jī)非金屬材料,其主要成分為SiO2o()

(5)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、瑪瑙都屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品。()

解析：(2)玻璃是一種非晶體,沒有固定的熔點(diǎn)。(5)水晶、瑪瑙主要成

分是二氧化硅。

答案：⑴J(2)×(3)√(4)√(5)×

四、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)

L化學(xué)與“三廢”污染

(1)“三廢”污染:是指工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢渣對(duì)環(huán)境的

污染。

⑵大氣污染物與次生污染物。

化(

次

石陽(yáng)光、空

酸

、等生

燃PIC0NO,?SC>2h

污

氣和水蒸霧

料≡J

<煙塵)---------?

染

的

薪

氣等的物

燃

仔

4揮發(fā)性有機(jī)物"一

燒作用

煙霧

⑶化學(xué)與“污水”處理。

①污水處理常用方法:物理法、化學(xué)法和生物法等。

②污水的“三級(jí)”處理。

目的:除去不目的:除去可降解目的:對(duì)污水

溶解的污染物的有機(jī)污染物進(jìn)行深度凈化

OO-------------------------------------------

Q__

一級(jí)處理

?>

力方法:物理闋

方法:生物方法:化學(xué)沉淀法、氧化

及化學(xué)法還原法、離子交換法、反

滲透法等

(4)化學(xué)與工業(yè)廢渣及生活垃圾。

處理原則：無害化、減量化和資源化,達(dá)到減少環(huán)境污染和資源回收利

用兩個(gè)重要目的。

2.綠色化學(xué)

（1）核心思想:改變“先污染后治理”的觀念和做法,利用化學(xué)原理和

技術(shù)手段,減少或消除產(chǎn)品在生產(chǎn)和應(yīng)用中涉及的有害化學(xué)物質(zhì)，實(shí)

現(xiàn)從源頭減少或消除環(huán)境污染。

（2）“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”：反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，

這時(shí)原子利用率為100%o

⑶綠色化學(xué)示意圖。

（安全的生產(chǎn)工藝）（提高能源的利用率）

反應(yīng)物反應(yīng)產(chǎn)物

環(huán)境友好

無毒、無害反應(yīng)過程

產(chǎn)品（安

原料,可再原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)\

擇性嬰，一全、可降解

生資源

K和再利用）

（應(yīng)用無毒、無害的催化劑）（應(yīng)用無毒、無害的耐

（4）開發(fā)和利用自然資源遵循的三原則（3R原則）：減量化、再利用和

再循環(huán)。

（5）碳達(dá)峰和碳中和。

碳達(dá)是指二氧化碳排放量達(dá)到歷史最高值,達(dá)峰之后進(jìn)入逐

含峰步下降階段

義碳中是指二氧化碳的凈零排放,具體講就是二氧化碳的排放

和量與二氧化碳的去除量相互抵消

關(guān)碳達(dá)峰是碳中和的前置條件，只有實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,才能實(shí)現(xiàn)碳中和。

系碳達(dá)峰的時(shí)間和峰值水平直接影響碳中和實(shí)現(xiàn)的時(shí)間和難度,碳

達(dá)峰是手段,碳中和是最終目的

五、化學(xué)品的合理使用

1.合理施用化肥、農(nóng)藥

2.合理用藥

⑴原則：安全、有效、經(jīng)濟(jì)、適當(dāng)。

⑵濫用藥物危害。

①濫用安眠藥或鎮(zhèn)靜劑、抗生素、興奮劑等對(duì)個(gè)人機(jī)體產(chǎn)生嚴(yán)重的影

響。

②吸食毒品對(duì)個(gè)人和社會(huì)帶來極大危害。

3.安全使用食品添加劑

常見的食品添加劑類別：

(1)著色劑、增味劑。

⑵膨松劑、凝固劑。

(3)防腐劑、抗氧化劑。

(4)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。

知識(shí)建構(gòu)

-（碳單質(zhì)）

N碳及其化合物卜T碳的氧化物）

碳酸及碳酸鹽）

N硅單質(zhì)）

碳、硅及無機(jī)

τ硅及其化合物）--［二氧化硅）

非金屬材料

τ硅酸鹽）

,、傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料）

［環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)）

"無機(jī)非金屬材料卜,____________________?

----------U新型無機(jī)非金屬材料）

I化學(xué)品的合理使用）

------------------??關(guān)鍵能力?提升??-----------

考點(diǎn)一碳及其化合物

尸典型例題

（2022?河北模擬）海洋碳循環(huán)是全球碳循環(huán)的重要組成部分,是影響

全球氣候變化的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)。如圖為海洋中碳循環(huán)的簡(jiǎn)單原理圖。

下列說法錯(cuò)誤的是（D）

COz海洋表面∕C（＞2?

CaCO3（CH2O）,

A.海洋碳循環(huán)過程中能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.鈣化釋放CO2的離子方程式:2HCO3+Ca2*:_=CaCO3I+C02↑+H2O

C.影響海洋碳循環(huán)的因素主要有海水的酸堿性、水溫、藻類生物的分

布等

D.光合作用每生成0.1mol（CH?。）X轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4治（義表示阿伏加德

羅常數(shù)的值）

解析:C02經(jīng)光合作用形成有機(jī)物參與海洋碳循環(huán),過程中能將太陽(yáng)能

轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,故A正確;鈣化生成CaC沉淀同時(shí)釋放Co2的離子方

程式為2HCθ3+Ca'-CaCO3I+C02↑+40,故B正確；溫度高或酸性條

件下,二氧化碳在水中溶解度小，則影響海洋碳循環(huán)的因素主要有海

水的酸堿性、水溫、藻類生物的分布等,故C正確;光合作用中碳由+4

價(jià)降為0價(jià),每生成0.1mol（OW）jt轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.4XNA（NA表示阿伏

加德羅常數(shù)的值），故D錯(cuò)誤。

①變式發(fā)散

利用NaOH溶液噴淋捕捉空氣中的CO2,反應(yīng)過程如圖所示。下列說法

錯(cuò)誤的是（B）

CaO

A.捕捉室中NaOH溶液噴成霧狀有利于吸收CO2

B.環(huán)節(jié)a中物質(zhì)分離的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶

C.反應(yīng)過程中CaO和NaOH是可循環(huán)的物質(zhì)

D.可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2

解析:利用NaOH溶液實(shí)現(xiàn)“碳捕獲”吸收器中,NaOH溶液用噴淋方式

加入,增大反應(yīng)物之間的接觸面積,有利于充分吸收二氧化碳。環(huán)節(jié)a

中，氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣,碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸

鈣沉淀和氫氧化鈉,化學(xué)方程式為Na2CO3+Ca（OH）2-CaCO3I

+2NaOH,CaeO3需從溶液中過濾出來再高溫煨燒,生成的CO2儲(chǔ)存利用。

。針對(duì)訓(xùn)練

1.科技的進(jìn)步為二氧化碳資源化利用提供了廣闊的前景。下列說法錯(cuò)

誤的是（C）

A.CO2是自然界碳循環(huán)中的重要物質(zhì)

B.CO2加氫轉(zhuǎn)化為乙烯,C（λ被還原

C.CO2電催化時(shí),在陽(yáng)極轉(zhuǎn)化為燃料

D.CO?與環(huán)氧丙烷可合成可降解塑料

解析：C（）2加氫轉(zhuǎn)化為乙烯,C元素的化合價(jià)降低,COz得電子,被還原，

故B正確;C（λ中C元素的化合價(jià)為+4價(jià),只能發(fā)生得電子的還原反

應(yīng),CO?在陰極得電子轉(zhuǎn)化為燃料,陽(yáng)極發(fā)生的是失電子的氧化反應(yīng)，

故C錯(cuò)誤;CO2與環(huán)氧丙烷發(fā)生加聚反應(yīng),可合成可降解塑料,故D正確。

2.（不定項(xiàng)）某興趣小組用下列裝置探究Na與COz的反應(yīng)產(chǎn)物，已知

PdeI2+CO+H2O==PdI（黑色）+C0z+2HCl°下列說法正確的是（CD）

A.為了避免生成的C（λ中混有HCl,最好用稀硫酸代替稀鹽酸

B,裝置In的目的是除去HCI

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開活塞a,再點(diǎn)燃酒精燈

D.裝置V出現(xiàn)黑色沉淀,則裝置IV發(fā)生反應(yīng)2Na+2C0^Na2C03+C0

解析:在裝置I中CaCe）3與HCl反應(yīng)生成CO2氣體,在裝置II中用飽和

NaHCO3溶液除去CO2中的雜質(zhì)HCl,在裝置m中用濃硫酸干燥C（λ氣體,

在裝置W中Na與CO2在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成CO氣體,在裝置V中

發(fā)生反應(yīng)PdCl2+CO+H2O-PdI（黑色）+C（λ+2HCl,據(jù)此分析解答。

考點(diǎn)二硅與無機(jī)非金屬材料

尸典型例題

I.高純度單晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料,又稱“半導(dǎo)體”材料,它

的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一場(chǎng)“革命”。它可以按下列方法制備:

（Dq②Hel_③a量）

SiO2高底Si（粗）3ooTSiHCLιθ∞?1ιθθP?Si（純）

（1）寫出步驟①的化學(xué)方程式:O

⑵步驟②經(jīng)過冷凝得到的SiHCI3（沸點(diǎn)33.0℃）中含有少量的

SiCL（沸點(diǎn)57.6℃）和HCl（沸點(diǎn)-84.7℃）,提純SiHCI3的主要化學(xué)

操作的名稱是;SiHCI3和SiCl4一樣,遇水可發(fā)生劇烈水解，

已知SiHCl3水解會(huì)生成兩種氣態(tài)產(chǎn)物,試寫出其水解的化學(xué)方程

式：。

II.白炭黑（SiO2?乩0）廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料、印刷等行業(yè),可用蛇紋

石［主要成分為Mg6（Si4Ol0）（OH）8］來制取,其主要工藝流程如圖所示：

NaOH溶液濾渣

（3）堿浸時(shí),為提高其中硅酸鹽的浸取率，除采用合適的液固比和循環(huán)

浸取外,還可采用的方法:—（任舉兩種）。

（4）過濾1得到的濾液的主要成分是

解析：（1）工業(yè)上用焦炭在高溫下置換二氧化硅中的硅來制備粗硅,化

學(xué)方程式為Si02+2Ci￡Si+2C0t。

（2）SiHCl3（沸點(diǎn)33.0℃）、SiCL（沸點(diǎn)57.6℃）、HCI（沸點(diǎn)-84.7℃）,

它們的沸點(diǎn)不同，根據(jù)沸點(diǎn)的不同實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的方法為蒸儲(chǔ)或分

儲(chǔ);SiHCI3水解生成硅酸、氫氣和氯化氫,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

SiHCL+3H20-=H2SiO3I+H2t+3HC1t。

⑶為提高其中硅酸鹽的浸取率,還可采用的方法為適當(dāng)升高溫度、連

續(xù)攪拌或適當(dāng)延長(zhǎng)停留時(shí)間、選擇合適的氫氧化鈉濃度等。

（4）氫氧化鈉和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉和水,所以過濾1得到的濾

液的主要成分是硅酸鈉溶液。

答案：⑴SiO2+2CiBSi+2CO↑

⑵蒸儲(chǔ)（或分儲(chǔ)）SiHCl3+3H2O-H2SiO3I+H2t+3HC1t

⑶適當(dāng)升高溫度、連續(xù)攪拌（或適當(dāng)延長(zhǎng)停留時(shí)間、選擇合適的氫氧

化鈉濃度等）

(4)硅酸鈉溶液

①變式發(fā)散

(1)濾液與鹽酸反應(yīng)的主要離子方程式

為。

(2)洗滌時(shí)，如何證明產(chǎn)品已洗滌干凈?O

答案：⑴SiOr+2H=?SiO3I

(2)取少許最后一次洗滌液,滴入1~2滴AgNO3溶液,若不出現(xiàn)白色渾

濁,表示已洗滌干凈

考向一硅及其化合物

1.下列關(guān)于硅的說法不正確的是(C)

A.硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體

B.硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料

C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)

D.加熱到一定溫度時(shí),硅能與氯氣、氧氣等非金屬單質(zhì)反應(yīng)

解析:硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,但常溫下仍能與氟氣、氫氟酸、NaOH溶

液等發(fā)生反應(yīng),加熱至一定溫度時(shí),硅能與氯氣、氧氣等發(fā)生反應(yīng)。

2.下列關(guān)于SiOz和CO?的敘述不正確的是(C)

A.都是共價(jià)化合物

B.都是酸性氧化物,都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)

C.都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸

D.SiOz可用于制光導(dǎo)纖維,干冰可用于人工降雨

3.（2022?山東濰坊三模）白炭黑（可用SiO2?nH20表示其組成）廣泛

應(yīng)用于日用化工、橡膠制品、電子工業(yè)等許多領(lǐng)域。以硅酸鈉和二氧

化碳為原料制備白炭黑的工藝流程如下：

稀

鹽酸

硅

白

酸

炭

鈉

洗滌控溫、烘干黑

下列說法錯(cuò)誤的是（A）

A.硅酸鈉水溶液必須用帶玻璃塞的試劑瓶盛裝

B.沉淀反應(yīng)的離子方程式為Siθf+H20+C02-H2Si03I+CO，

C.蒸發(fā)“濾液”所得晶體中含有離子鍵和極性共價(jià)鍵

2-

D.用稀鹽酸洗滌沉淀的目的是除去沉淀表面的3

解析:硅酸鈉水溶液能黏合玻璃塞與玻璃瓶?jī)?nèi)頸,故不能用帶玻璃塞

的試劑瓶盛裝,A項(xiàng)錯(cuò)誤。

考向二無機(jī)非金屬材料

4.（2022?湖北黃岡中學(xué)三模）2022年4月16日，神舟十三號(hào)載人飛

船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸,三名航天員平安凱旋。下列說法正

確的是（D）

A.具有耐高溫和高度密封性的返回艙舷窗玻璃屬于傳統(tǒng)無機(jī)非金屬

材料

B.返回艙表面的燒蝕材料由玻璃纖維與合成樹脂復(fù)合而成,屬于新型

無機(jī)非金屬材料

C.燒蝕材料應(yīng)具有高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)、難分解的特性,從而保護(hù)返回艙

的安全

D.返回艙次外層的“避火衣”熱容量大、熔點(diǎn)高，由鈦合金制成,屬于

金屬材料

解析:耐高溫和高度密封性的玻璃屬于新型無機(jī)非金屬材料,普通玻

璃屬于傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料,A項(xiàng)錯(cuò)誤;玻璃纖維與合成樹脂復(fù)合而成

的材料屬于復(fù)合材料,B項(xiàng)錯(cuò)誤;燒蝕材料應(yīng)具有較低熔點(diǎn)、較低沸點(diǎn)、

易分解的特性,從而保護(hù)返回艙的安全,C項(xiàng)錯(cuò)誤。

5.下列關(guān)于硅酸鹽及新型無機(jī)非金屬材料的說法正確的是（A）

A.漢代燒制出“明如鏡、聲如磬”的瓷器,其主要原料為黏土

B.SiOz具有導(dǎo)電性且硬度大,所以可用于制作光導(dǎo)纖維和光電池

C.傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料是指光導(dǎo)纖維、玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材

料

D.新型無機(jī)非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn),但強(qiáng)

度比較差

解析:工業(yè)上以黏土為原料燒制瓷器,A正確;二氧化硅對(duì)光具有良好

的全反射作用，故用于制作光導(dǎo)纖維,而Si為半導(dǎo)體材料,可作光電

池材料,B錯(cuò)誤;光導(dǎo)纖維是新型無機(jī)非金屬材料,C錯(cuò)誤;新型無機(jī)非

金屬材料具有高強(qiáng)度,D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)三環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)

1.我國(guó)提出爭(zhēng)取在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。下

列有關(guān)說法中正確的是（B）

A.使用光導(dǎo)纖維進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電,獲得綠色電力

B,利用新型材料和技術(shù)將二氧化碳“填埋”有利于實(shí)現(xiàn)碳中和

C.利用催化技術(shù)將二氧化碳氧化制成甲醇等清潔能源

D.向燃煤中添加碳酸鈣,減少污染氣體排放,有利于碳中和

解析:太陽(yáng)能發(fā)電即光伏發(fā)電使用的材料是單質(zhì)硅,而不是二氧化

硅,A錯(cuò)誤;二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇的過程中，碳的化合價(jià)降低,二氧化碳

是被還原而不是被氧化,C錯(cuò)誤；向燃煤中添加碳酸鈣,可減少二氧化

硫的排放量,但增加了二氧化碳的排放量,不利于碳中和,D錯(cuò)誤。

2.（2022-黑龍江哈爾濱師大附中期末）空氣中的硫酸鹽會(huì)加劇霧霾

的形成,我國(guó)科學(xué)家用下列實(shí)驗(yàn)研究其成因：反應(yīng)室底部盛有不同的

吸收液,將S（λ和NO?按一定比例混合，以岫或空氣為載氣通入反應(yīng)室,

相同時(shí)間后,檢測(cè)吸收液中Sof的質(zhì)量分?jǐn)?shù),數(shù)據(jù)如表所示：

SOf

的

反質(zhì)

載

應(yīng)吸收液量數(shù)據(jù)分析

氣

室分

數(shù)

/%

①蒸饋水a(chǎn)

N2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為iιb≈d>a≈c;

②b

3%的氨水ii：若起始不通入NO2,則最終檢測(cè)不到

③空蒸儲(chǔ)水cSOf

④氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為d

3%的氨水

下列說法不正確的是（A）

A.某工廠將排放的S02和氮氧化物反應(yīng),減少排放,完全符合綠色化學(xué)

核心思想

B.反應(yīng)室①中可能發(fā)生反應(yīng)：S02+2N02+2?0-H2S0?1+2HN02

C.本研究表明:硫酸鹽的形成與空氣中的無關(guān)

D.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用錢態(tài)氮肥可能會(huì)加重霧霾的形成

解析:綠色化學(xué)核心思想是改變“先污染后治理”的觀念和做法,應(yīng)在

源頭上控制S02和氮氧化物的排放,故A錯(cuò)誤;若起始不通入NO2,則最

終檢測(cè)不到SOj-,說明叫起了氧化劑作用，Sof為氧化產(chǎn)物,則反應(yīng)

室①中可能發(fā)生反應(yīng)S02+2N02+2H20-H2S01+2HN02,故B正確；依據(jù)數(shù)

據(jù)b≈d>a≈c可知,硫酸鹽的形成與空氣中的氨有關(guān),與氧氣無關(guān),故

C正確;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用較態(tài)氮肥使空氣中氨的含量增加,依據(jù)實(shí)

驗(yàn)可知空氣中的氨更有利于硫酸鹽的形成,從而加劇霧霾的形成,故D

正確。

考點(diǎn)四化學(xué)品的合理使用

1.（2023?廣東廣州模擬）廣東在電器、電子等領(lǐng)域的實(shí)力在全國(guó)遙遙

領(lǐng)先，同時(shí)也是食品和飲料的重要生產(chǎn)和出口基地。下列說法不正確

的是（D）

A.電飯鍋的內(nèi)涂層聚四氟乙烯耐高溫

B.光纖主要成分SiO2的基本結(jié)構(gòu)單元為四面體

C.硅酸干凝膠可用作食品干燥劑

D.飲料中充入CO?可抑制苯甲酸鈉的水解

解析:苯甲酸鈉溶液顯堿性,飲料中充入CO?導(dǎo)致飲料顯酸性,有助于

促進(jìn)苯甲酸鈉的水解,D不正確。

2.化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。下列說法正確的是（A）

A.不當(dāng)開采可燃冰,有可能加劇溫室效應(yīng)

B.過期藥品和紙箱均需投入可回收垃圾箱內(nèi)

C.油脂發(fā)生皂化反應(yīng)后所得產(chǎn)物為高級(jí)脂肪酸和甘油

D.燃煤中加入石灰石可以緩解環(huán)境污染并提高燃燒效率

解析:過期藥品應(yīng)放至指定的過期藥品回收箱內(nèi)，進(jìn)行特殊處理,故B

錯(cuò)誤;油脂發(fā)生皂化反應(yīng)后所得產(chǎn)物為高級(jí)脂肪酸鹽和甘油，故C錯(cuò)

誤;石灰石高溫下可以分解生成氧化鈣,氧化鈣與二氧化硫反應(yīng),可以

緩解環(huán)境污染,但對(duì)燃燒效率無影響,故D錯(cuò)誤。

3.（2022?四川成都一模）化學(xué)對(duì)提高人類生活質(zhì)量、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展和

科技創(chuàng)新有重要作用。下列敘述錯(cuò)誤的是（C）

A.北京冬奧會(huì)手持火炬“飛揚(yáng)”在出氣口處噴涂含堿金屬的焰色劑，

實(shí)現(xiàn)了火焰的可視性

B.維生素C和細(xì)鐵粉均可作食品脫氧劑

C.納米鐵粉主要通過物理吸附作用除去污水中的Cu-Ag?Hg2+

D.用銀器盛放鮮牛奶,溶入的極微量銀離子可殺死牛奶中的細(xì)菌，防

止牛奶變質(zhì)

解析:納米鐵粉具有還原性,將污水中的Cu,Ag?Hg'還原為對(duì)應(yīng)的

單質(zhì)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

------------------??高考真題?導(dǎo)向??------------

1.（2022?遼寧卷）北京冬奧會(huì)備受世界矚目。下列說法錯(cuò)誤的是

（B）

A.冰壺主材料花崗巖屬于無機(jī)非金屬材料

B.火炬“飛揚(yáng)”使用的碳纖維屬于有機(jī)高分子材料

C.冬奧會(huì)“同心”金屬獎(jiǎng)牌屬于合金材料

D.短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯屬于有機(jī)高分子材料

解析:花崗巖的主要成分是石英、云母、長(zhǎng)石等礦物,屬于無機(jī)非金屬

材料,A正確;碳纖維指的是含碳量在90%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維，

屬于無機(jī)非金屬材料,B錯(cuò)誤;金屬獎(jiǎng)牌屬于合金材料,C正確；聚乙烯

屬于有機(jī)高分子材料,D正確。

2.（2022?河北卷）定窯是宋代五大名窯之一,其生產(chǎn)的白瓷聞名于世。

下列說法正確的是（A）

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.陶瓷燒制的過程為物理變化

D.白瓷的白色是因鐵含量較高

解析:傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料,A正確；陶瓷的主要成分為硅酸鹽，

而不是Si（λ和MgO.B錯(cuò)誤;陶瓷燒制過程,有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變

化,C錯(cuò)誤；由于Fe2?FT和鐵的氧化物均有顏色,故陶瓷中含鐵量越

多，陶瓷的顏色越深，白瓷的白色是因?yàn)殍F含量較低,D錯(cuò)誤。

3.（2022?廣東卷）陳述I和∏均正確但不具有因果關(guān)系的是（A）

選

陳述I陳述II

項(xiàng)

A用焦炭和石英砂制取粗硅SiOz可制作光導(dǎo)纖維

B利用海水制取溟和鎂單質(zhì)Br可被氧化,Mg"可被還原

石油裂解氣能使澳的CCL溶液石油裂解可得到乙烯等不飽

C

褪色和燒

DFeCl3水解可生成Fe(OH)3膠體FeCh可用作凈水劑

解析:焦炭具有還原性,工業(yè)上常利用焦炭與石英砂(SiO2)在高溫條

件下制備粗硅,這與SiO2可制作光導(dǎo)纖維無因果關(guān)系，故A符合題意；

海水中存在浪離子,可向其中通入氯氣等氧化劑將其氧化為澳單質(zhì)，

再經(jīng)過萃取、蒸鐳等物理操作分離提純澳單質(zhì)，另外,通過富集海水中

的鎂離子,經(jīng)過沉淀、溶解等操作得到無水氯化鎂,隨后電解熔融氯化

鎂可得到鎂單質(zhì)，陳述I和陳述∏均正確,且具有因果關(guān)系,B不符合

題意;石油在催化劑加熱條件下進(jìn)行裂解可得到乙烯等不飽和燒,從

而使澳的CCL溶液褪色,陳述I和陳述∏均正確,且具有因果關(guān)系,C

不符合題意;FeCh溶液中鐵離子可發(fā)生水解,生成具有吸附性的氫氧

化鐵膠體,從而可用作凈水劑,陳述I和陳述∏均正確,且具有因果關(guān)

系,D不符合題意。

4.(2020?浙江7月選考)Ca3SiO5是硅酸鹽水泥的重要成分之一，其相

關(guān)性質(zhì)的說法不正確的是(D)

A.可發(fā)生反應(yīng):Ca3SiO5+4NHtCIqCaSio3+2CaCk+4NLf+2H20

B.具有吸水性,需要密封保存

C.能與S02反應(yīng)生成新鹽

D.與足量鹽酸作用，所得固體產(chǎn)物主要為SiO2

解析:加熱時(shí)氯化鏤分解生成HCI和氨氣,HCl與Ca3SiO5反應(yīng)得到硅酸

鈣、氯化鈣和水,A項(xiàng)正確;水泥吸水會(huì)變硬,需密封保存,B項(xiàng)正

確;Ca3SiO5能與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣,C項(xiàng)正確；由上述分析可

知,Ca3SiO5與足量鹽酸反應(yīng)得不到二氧化硅,D項(xiàng)不正確。

--------------------??課后作業(yè).集訓(xùn)??------------

選題表

題號(hào)

知識(shí)點(diǎn)

基礎(chǔ)能力創(chuàng)新

碳及其化合物711

硅及其化合物46,9,10

無機(jī)非金屬材料1,5

化學(xué)與社會(huì)發(fā)展2,3

綜合應(yīng)用8

基礎(chǔ)過關(guān)

L科技改變生活,新材料帶來新科技。下列說法正確的是（A）

A.“冰立方”的ETFE膜（乙烯一四氟乙烯共聚物）的單體為乙烯、四

氟乙烯

B.北京冬奧會(huì)火炬“飛揚(yáng)”的噴口外殼采用的聚硅氮烷樹脂屬于無機(jī)

小分子化合物

C.北京冬奧會(huì)禮儀服采用石墨烯片聚熱保暖,石墨烯和聚乙快互為同

分異構(gòu)體

D.“天機(jī)芯”是全球首款異構(gòu)融合類腦計(jì)算芯片，其主要成分和光導(dǎo)

纖維的主要成分相同

解析:聚硅氮烷樹脂屬于高分子聚合物,故B錯(cuò)誤;石墨烯屬于無機(jī)非

金屬材料,聚乙快屬于有機(jī)高分子化合物,石墨烯和聚乙快不互為同

分異構(gòu)體,故C錯(cuò)誤;光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅,芯片的主要成

分是硅,故D錯(cuò)誤。

2.健康飲食是人們生活質(zhì)量提高的一種體現(xiàn)。下列說法不正確的是

(A)

A,明研的化學(xué)成分為硫酸鈉,是傳統(tǒng)的食品改良劑和膨松劑

B.奶粉中可添加硫酸亞鐵、硫酸鋅等作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑

C.味精的主要成分是谷氨酸鈉,是一種常用的增味劑

D.豆腐中含有鹽鹵(氯化鎂或硫酸鈣)，菠菜中含有草酸,兩者不宜混

合燒制

解析：明磯的化學(xué)成分為KAl(SO1)2?12H20,常用作凈水劑,小蘇打

(NaHCO3)是傳統(tǒng)的食品改良劑和膨松齊U,故A錯(cuò)誤;奶粉中添加硫酸亞

鐵、硫酸鋅等可補(bǔ)充Fe>Zn等微量元素,作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，故B正確；

味精為谷氨酸鈉,是一種鮮味調(diào)味料，易溶于水,其水溶液有濃厚鮮味,

故C正確;硫酸鈣、草酸兩者混合會(huì)發(fā)生反應(yīng)CaS04+H2C201-CaC204I

+H2SOb故D正確。

3.（2021?全國(guó)乙卷）我國(guó)提出爭(zhēng)取在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年

前實(shí)現(xiàn)碳中和，這對(duì)于改善環(huán)境、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要?！疤贾泻汀?/p>

是指CO?的排放總量和減少總量相當(dāng)。下列措施中能促進(jìn)碳中和最直

接有效的是（D）

A.將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料

B.大規(guī)模開采可燃冰作為新能源

C.通過清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染

D.研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇

解析：“碳中和”實(shí)際上就是通過植樹造林、節(jié)能減排等方法實(shí)現(xiàn)二

氧化碳的“零排放”。重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油，只是將長(zhǎng)鏈燒變?yōu)槎替?/p>

燒,燃燒產(chǎn)生的二氧化碳的量不會(huì)改變,A錯(cuò)誤;可燃冰作為新能源,其

主要成分為甲烷,燃燒依舊會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,B錯(cuò)誤;清潔煤技術(shù)主要

是減少二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒物等污染物的排放,但不

能減少二氧化碳的排放,C錯(cuò)誤;將二氧化碳轉(zhuǎn)化為其他能源是實(shí)現(xiàn)

“碳中和”最直接有效的一種方法,D正確。

4.下列解釋事實(shí)的離子方程式錯(cuò)誤的是（B）

A.盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶不能用磨口玻璃塞:SiO2+2OH—

SiOf+H2O

,

B.酸雨的pH小于5.6:C02+H20^≡H2C03^H+HC03

C.飽和碳酸鈉溶液中通入足量的二氧化碳:2Na'+COr+C02+H20—

2NaHC03I

D.KIO3與KI在酸性溶液中反應(yīng),溶液變成黃色:51+IO3+6H+—

3I2+3H20

解析：正常雨水的pH為5.6,是因?yàn)槿苡蠧O2,CO2+H2O-H2CO3-

H'+HCO3,而酸雨的pH小于5.6,并不是此反應(yīng)的緣故,B錯(cuò)誤。

5.“愛因斯坦”探針衛(wèi)星的X射線主探器單體結(jié)構(gòu)如圖所示,下列有

關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途不具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是（D）

石英玻璃

、（×光電倍增管

\光電倍增管減震套及磁

屏蔽罩

前端電子學(xué)組件

A.金屬被有延展性,可作主探器的射線窗

B.石英對(duì)光線全反射,可作光導(dǎo)材料

C.SiOz屬于共價(jià)晶體,可作耐高溫材料

D.NaKCSl遇光易分解,可作閃爍體

解析:Nai、CSl能作為閃爍體的原因是吸收高能粒子，閃爍體中的電

子被激發(fā)躍遷后又回到基態(tài),釋放光能而發(fā)光,不涉及化學(xué)變化，即不

涉及Nai、CsI的分解,D符合題意。

它能力提升

6.（不定項(xiàng)）水玻璃（Na2SiO3溶液）廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等

領(lǐng)域,是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰（SiO2：65%?70%、

C:30%?35%）制取水玻璃的工藝流程。下列說法正確的是（AC）

A.原材料稻殼灰價(jià)格低廉,且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

B.操作A與操作B完全相同

C.該流程中硅元素的化合價(jià)未發(fā)生改變

D.反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)

解析:操作A為過濾,操作B為蒸發(fā)濃縮,是兩種不同的操作,故B錯(cuò)誤;

反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為SicVZNaOH-NazSiQrHW,此反應(yīng)沒有元素化

合價(jià)的變化,屬于非氧化還原反應(yīng),故D錯(cuò)誤。

7.（不定項(xiàng)）科學(xué)家使用絡(luò)合物作催化劑,用多聚物來捕獲二氧化碳，

A.該反應(yīng)若得以推廣將有利于碳中和

B.反應(yīng)過程中只有極性鍵的斷裂和形成

C.總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+3H2逑"CH3OH+H2O

D.開發(fā)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源可降低CO2、CHl溫室氣體的碳排放

解析:該反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)C02轉(zhuǎn)化為C&OH而有利于碳中和，故A正確；第二、

四步有乩參與反應(yīng),存在非極性鍵的斷裂,故B錯(cuò)誤；除去環(huán)上循環(huán)的

物質(zhì)和催化劑,總反應(yīng)的反應(yīng)物為CO?與乩,生成物為CFhOH與乩0,故C

正確;開發(fā)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可降低碳排放,故D正確。

8.（不定項(xiàng)）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明酸性強(qiáng)弱順序:HCDH2CO3>H2SiO3,下列說法

中正確的是（CD）

A.裝置A中的