專題十三無機非金屬材料（精講）-2023年高考化學(xué)（原卷版）

專題十三無機非金屬材料【核心素養(yǎng)】課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1.結(jié)合真實情境中的應(yīng)用實例或通過實驗探究，了解碳、硅及其重要化合物的主要性質(zhì)，認(rèn)識其在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響。2．結(jié)合實例認(rèn)識碳、硅及其化合物性質(zhì)的多樣性，了解通過化學(xué)反應(yīng)可以探索物質(zhì)性質(zhì)、實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化。3．認(rèn)識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要價值。宏觀辨識與微觀探析科學(xué)探究與創(chuàng)新意識科學(xué)精神與社會責(zé)任【思維導(dǎo)圖】【重難點深度剖析】考點一：碳及其重要化合物1.碳單質(zhì)種類主要有金剛石、石墨、C60、富勒烯等結(jié)構(gòu)金剛石：正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；石墨：平面正六邊層狀結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)金剛石：熔點高，硬度大、不導(dǎo)電；石墨：熔點高，質(zhì)軟、有滑膩感，能導(dǎo)電化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)O2充足時：O2不足時：與氧化物反應(yīng)CuO：SiO2：H2O：與強氧化性酸反應(yīng)濃硫酸：用途金剛石：用作切削刀具、裝飾品等；作電極、高溫潤滑劑、鉛筆芯等2.一氧化碳和二氧化碳物質(zhì)COCO2物理性質(zhì)無色氣體、有毒、難溶于水無色無味的氣體，能溶于水，固態(tài)CO2俗稱干冰化學(xué)性質(zhì)還原性：酸性氧化物的通性：CO2+H2OH2CO3；CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O氧化性：；3.碳酸(H2CO3)弱酸、不穩(wěn)定。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中與CO2共存，因此常把CO2＋H2O當(dāng)碳酸用。4．碳酸的正鹽和酸式鹽的比較正鹽(COeq\o\al(2－,3))酸式鹽(HCOeq\o\al(－,3))溶解性只有鉀、鈉、銨鹽可溶一般都可溶熱穩(wěn)定性正鹽>酸式鹽>碳酸溶液pH同濃度的：正鹽>酸式鹽相互轉(zhuǎn)化COeq\o\al(2－,3)eq\o(,\s\up12(①CO2＋H2O；②H＋),\s\do4(OH－))HCOeq\o\al(－,3)5．草酸、草酸鹽的性質(zhì)(1)草酸的性質(zhì)草酸的化學(xué)式為H2C2O4，草酸晶體的化學(xué)式為H2C2O4·2H2O。①弱酸性：草酸為二元弱酸，酸性比醋酸的酸性強，電離方程式為H2C2O4H＋＋HC2Oeq\o\al(－,4)。②還原性：H2C2O4中C元素的化合價為＋3價，具有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。③不穩(wěn)定性：草酸晶體受熱易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2C2O4·2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))CO↑＋CO2↑＋3H2O。(2)草酸鹽的性質(zhì)①(NH4)2C2O4溶于水，加熱分解，由氨水和草酸溶液反應(yīng)生成。②CaC2O4不溶于水、醋酸，溶于鹽酸、稀硝酸，灼燒時轉(zhuǎn)變成碳酸鈣或氧化鈣。③MgC2O4、FeC2O4不溶于水，可由對應(yīng)的可溶性金屬鹽與草酸銨反應(yīng)而得到，加熱分解可得到對應(yīng)金屬氧化物?？键c二：硅及其重要化合物1.硅(1)物理性質(zhì)：晶體硅呈灰黑色、有金屬光澤，導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間，熔、沸點高(2)化學(xué)性質(zhì)：與氫氟酸反應(yīng)：。與NaOH溶液反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O=。與O2反應(yīng)：。(3)硅的制備石英砂eq\o(→,\s\up12(①焦炭),\s\do4(高溫))粗硅eq\o(→,\s\up12(②氯氣),\s\do4(加熱))SiCl4eq\o(→,\s\up12(③氫氣),\s\do4(高溫))高純硅反應(yīng)①：。反應(yīng)②：。反應(yīng)③：。(4)硅的用途：半導(dǎo)體材料，太陽能電池、計算機芯片等。2.二氧化硅二氧化硅存在二氧化硅存在于沙子、石英、水晶、瑪瑙中晶體類型原子晶體結(jié)構(gòu)空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在單個分子物理性質(zhì)硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，不溶于水化學(xué)性質(zhì)①與水反應(yīng)不反應(yīng)②與酸反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O③與堿反應(yīng)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞)④與鹽反應(yīng)如與Na2CO3反應(yīng)：⑤與堿性氧化物反應(yīng)如與CaO反應(yīng)：用途光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件3.硅酸及硅酸鹽(1)硅酸的性質(zhì)與用途(2)硅酸鹽①定義：由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。②表示方法：硅酸鹽礦物的成分復(fù)雜，常用氧化物的形式表示它們的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)寫成Na2O·SiO2，鉀云母(KH2Al3Si3O12)寫成K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O。③硅酸鈉(Na2SiO3)?白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。?與較強的酸反應(yīng)，如與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓；與CO2水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。?用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料?？键c三：無機非金屬材料1、傳統(tǒng)無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。常見硅酸鹽材料比較。水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯2、新型無機非金屬材料①以硅為主體的硅芯片、硅太陽能電池。②以二氧化硅為主體的光導(dǎo)纖維。③新型陶瓷：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷(碳化硅、氮化硅)；壓電陶瓷(鈦酸鹽和鋯酸鹽)；透明陶瓷(氧化鋁、氧化釔、氮化鋁、氟化鈣)；超導(dǎo)陶瓷等。④碳納米材料：富勒烯、碳納米管、石墨烯?！炬溄铀哪旮呖肌浚?022·浙江）下列說法不正確的是(

)A.晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，常用于制造光導(dǎo)纖維

B.高壓鈉燈發(fā)出的黃光透霧能力強、射程遠，可用于道路照明

C.氧化鋁熔點高，常用于制造耐高溫材料

D.用石灰右石膏法對燃煤煙氣進行脫硫，同時可得到石膏（2022·湖南）鋁電解廠煙氣凈化的一種簡單流程如下：下列說法錯誤的是（）A.不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料

B.采用溶液噴淋法可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率

C.合成槽中產(chǎn)物主要有和

D.濾液可回收進入吸收塔循環(huán)利用（2022·廣東）廣東一直是我國對外交流的重要窗口，館藏文物是其歷史見證。下列文物主要由硅酸鹽制成的是(

)文物選項A.南宋鎏金飾品B.蒜頭紋銀盒C.廣彩瓷咖啡杯D.銅鍍金鐘座（2019·新課標(biāo)卷Ⅲ）化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列敘述錯誤的是(

)A.高純硅可用于制作光感電池 B.鋁合金大量用于高鐵建設(shè)

C.活性炭具有除異味和殺菌作用 D.碘酒可用于皮膚外用消毒（2021·浙江）鋁硅酸鹽型分子篩中有許多籠狀空穴和通道如圖，其骨架的基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體和鋁氧四面體，化學(xué)組成可表示為代表金屬離子。下列推測不正確的是（）A.常采用水玻璃、偏鋁酸鈉在強酸溶液中反應(yīng)后結(jié)晶制得分子篩

B.若，則為二價陽離子

C.調(diào)節(jié)硅鋁比的值，可以改變分子篩骨架的熱穩(wěn)定性

D.分子篩中的籠狀空穴和通道，可用于篩分分子（2020·北京）近年來，我國航空航天事業(yè)成果顯著。下列成果所涉及的材料為金屬材料的是(

)A.“天宮二號”航天器使用的質(zhì)量輕強度高的材料鈦合金

B.“北斗三號”導(dǎo)航衛(wèi)星使用的太陽能電池材料砷化鎳

C.“長征五號”運載火箭使用的高效燃料液氫

D.“”飛機身使用的復(fù)合材料碳纖維和環(huán)氧樹脂（2021·重慶）“垃圾分類記心上，魅力山城新時尚”，下列可回收物中，主要成分為無機非金屬材料的是(

)A.普通玻璃 B.不銹鋼鍋

C.礦泉水瓶 D.棉麻織物（2021·福建）建盞是久負(fù)盛名的陶瓷茶器，承載著福建歷史悠久的茶文化。關(guān)于建盞，下列說法錯誤的是(

)A.高速燒結(jié)過程包含復(fù)雜的化學(xué)變化 B.具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優(yōu)點

C.制作所用的黏土原料是人工合成的 D.屬硅酸鹽產(chǎn)品，含有多種金屬元素9.（2020·浙江）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(

)A.可發(fā)生反應(yīng)：

B.具有吸水性，需要密封保存

C.能與反應(yīng)生成新鹽

D.與足量鹽酸作用，所得固體產(chǎn)物主要為10.（2020·浙江）下列說法不正確的是(

)A.二氧化硅導(dǎo)電能力強，可用于制造光導(dǎo)纖維

B.石灰石在高溫下可用于消除燃煤煙氣中的

C.鈉著火不能用泡沫滅火器滅火

D.利用催化劑可減少汽車尾氣中有害氣體的排放【鏈接兩年模擬】（2022·四川成都七中4月份模擬）化學(xué)與人類社會密切相關(guān)。下列說法正確的是（）A.“天問一號”使用的新型增強鋁基復(fù)合材料不屬于新型硅酸鹽材料

B.我國科學(xué)家首次利用和人工合成淀粉是純凈物

C.宋王希孟千里江山圖卷中的綠色顏料主要成分是

D.北京冬奧會所用的滑雪板復(fù)合層采用玻璃纖維制作，它屬于天然有機高分子（2022·重慶高考三調(diào)）年北京向世界呈現(xiàn)了一場綠色、科技的冬奧會，下列材料屬于非金屬單質(zhì)的是(

)冰墩墩的聚氯乙烯外殼“飛揚”火炬中的碳纖維樹脂復(fù)合材料首鋼大跳臺的“鋼”頒獎禮服中的石墨烯（2022·重慶市模擬）化學(xué)與社會、生活、生產(chǎn)密切相關(guān)，下列有關(guān)說法錯誤的是(

)A.年北京冬奧會開幕式上絢麗多彩的焰火，主要利用了“焰色反應(yīng)”的知識

B.航天員所穿航天服的主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的，它是一種新型無機非金屬材料

C.“閩鷺”是我國制造的第四艘船。船底鑲嵌鋅塊，鋅作正極，以防船體被腐蝕

D.低碳生活需要節(jié)能減排，使用太陽能代替化石燃料，可減少溫室氣體的排放（2022·湖北省模擬）化學(xué)與生活、社會、科技息息相關(guān)。下列說法正確的是(

)A.絲綢、棉布制品使用添加蛋白酶的洗衣粉漂洗效果較好

B.“華為麒麟”中芯片的主要成分是二氧化硅

C.白酒中混有少量塑化劑，少量飲用對人體無害，可通過過濾除去

D.油條對胃酸有抑制作用，并且對某些胃病有一定的療效（2022·廣東佛山市南海區(qū)高考模擬）中華傳統(tǒng)文化中蘊含諸多化學(xué)知識，下列詩句與涉及的化學(xué)知識不相符的是(

)選項詩句化學(xué)知識雷蟠電掣云滔滔，夜半載雨輸亭皋與反應(yīng)生成千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑的受熱分解大邑?zé)奢p且堅，扣如哀玉錦城傳陶瓷屬于硅酸鹽材料落紅不是無情物，化作春泥更護花體現(xiàn)了自然界中的碳循環(huán)（2022·廣東模擬）“一箭十三星長征六號運載火箭發(fā)射成功”，此次“長征六號”運載火箭搭載發(fā)射了衛(wèi)星、天雁衛(wèi)星、北航空事衛(wèi)星一號、八一星，其中天雁衛(wèi)星是全球首顆第六代移動通信試驗衛(wèi)星。下列說法錯誤的是(

)A.聚四氟乙烯樹脂可作印刷電路板材料，聚四氟乙烯樹脂是有機材料

B.火箭發(fā)動機的噴管需用到鎢銅復(fù)合材料，該材料具有良好的耐高溫性能

C.“長征六號”采用了液氧一煤油發(fā)動機，煤油是取之不盡、用之不竭的一次能源

D.砷化家材料制成的晶體管可用于，砷化鎵是半導(dǎo)體材料（2022·福建省福州市模擬）年北京冬奧會和冬殘奧會通過科技助力“碳中和”，體現(xiàn)綠色環(huán)保理念。下列說法錯誤的是(

)A.冬奧會火炬“飛揚”采用碳纖維與樹脂復(fù)合材料，對比傳統(tǒng)金屬材質(zhì)，碳纖維密度小、強度高

B.冬奧會火炬用加入金屬鹽類的氫氣為燃料，火焰并非淡藍色是由于金屬鹽類的焰色反應(yīng)，焰色反應(yīng)屬于化學(xué)變化

C.冬奧會采用二氧化碳跨臨界直冷制冰代替氟利昂等制冷劑，具備環(huán)保節(jié)能、來源廣泛、安全無毒等優(yōu)點

D.冬奧會頒獎花束所用的編織材料是以羊毛為原料的絨線，其主要成分為蛋白質(zhì)（2022·邯鄲市一模）勞動成就夢想。下列勞動項目與所述的化學(xué)知識解釋錯誤的是(

)選項勞動項目化學(xué)知識社區(qū)服務(wù)垃圾分類：廢紙、塑料、玻璃均屬于可回收物廢紙、塑料、玻璃均屬于無機非金屬材料學(xué)農(nóng)活動：波爾多液可用于防治植物的病蟲害能使蛋白質(zhì)變性家務(wù)勞動：用熱的純堿水溶液刷洗油污純堿的水溶液呈堿性，油脂在堿性條件下可水解自主探究：制作西紅柿電池原電池原理（2022·廣東省深圳市模擬）年月北京和張家口聯(lián)合成功舉辦了第屆冬季奧運會。下列有關(guān)說法錯誤的是(

)A.場館建筑膜材料乙烯與四氟乙烯的加聚產(chǎn)物屬于有機高分子材料

B.“飛揚”火炬中燃料為氫氣，氫氣燃燒只產(chǎn)生水，為清潔能源，綠色環(huán)保

C.制作“冰墩墩”“雪容融”的部分材質(zhì)為純羊絨，羊絨不屬于天然高分子化合物

D.冬奧會獎牌設(shè)計參考了西漢越王墓同心圓紋玉璧，玉的主要成分為硅酸鹽（2022·湖北省武漢市高考模擬）碳元素在無機與有機世界扮演著重要角色。下列說法錯誤的是(

)A.可用于測定文物年代 B.固態(tài)二氧化碳可用于人工降雨

C.纖維素可為人體活動提供能量 D.石墨與金剛石互為同素異形體（2022·安徽省三模）年月日，第二十四屆冬奧會在北京開幕，北京成為世界上首個“雙奧之城”。本屆冬奧會背后蘊含了很多科技成果，下列說法正確的是（）A.頒獎禮服內(nèi)添加了石墨烯發(fā)熱材料，石墨烯和是同位素

B.冬奧火炬“飛揚”使用氫氣作為燃料，氫能屬于新能源

C.吉祥物冰墩墩的外殼使用了有機硅橡膠材料，屬于硅酸鹽材料

D.國家速滑館的冰面是采用超臨界二氧化碳流體跨臨界直冷制冰技術(shù)打造的，該過程是化學(xué)變化（2022·廣東深圳模擬）根據(jù)樂器的制作材料可對中國古典樂器進行分類。下列對樂器類別及制作材料的相關(guān)描述不正確的是(

)選項樂器類別及制作材料描述琴“絲”類：蠶絲可用于制琴弦蠶絲僅由碳、氫、氧元素組成編鐘“金”類：青銅可用于鑄造編鐘青銅是我國使用最早的合金陶塤“土”類：陶土可用于燒制陶瓷塤陶瓷屬于