【期末核心考点】无机非金属材料（含解析）-2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）
文档属性
| 名称 | 【期末核心考点】无机非金属材料（含解析）-2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 562.0KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-06-18 17:23:59 | ||
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文档简介
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期末核心考点 无机非金属材料
一．选择题（共14小题）
1．（2025春 北京校级月考）纵观古今，化学与环境、材料、生产、生活关系密切，下列说法不正确的是（ ）
A．“玉兔号”月球车帆板太阳能电池的材料是氮化硅或二氧化硅
B．“神舟”系列飞船使用的碳纤维材料、光导纤维都是新型无机非金属材料
C．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
D．“神舟”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分不是硅酸盐
2．（2025春 丰台区校级月考）下面有关含有Si元素的物质，说法正确的是（ ）
A．太阳能电池板由二氧化硅制作而成，而光导纤维主要成分为硅单质
B．制作玻璃时会发生反应，由此可知H2SiO3酸性比H2CO3强
C．由反应可知C的非金属性比Si强
D．由反应可知盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应使用橡胶塞而不用玻璃塞
3．（2025春 通州区期中）金属玻璃是由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却得到的具有非晶态结构的金属固体。以下关于金属玻璃的说法正确的是（ ）
A．金属玻璃能自发呈现多面体外形
B．金属玻璃具有固定的熔点
C．鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验
D．金属玻璃是金属与二氧化硅的混合物
4．（2025春 通州区期中）下列新型材料的主要成分不属于无机非金属材料的是（ ）
A.硬铝飞机外壳 B.光导纤维 C.耐高温碳化硅陶瓷 D.硅太阳能电池
A．A B．B C．C D．D
5．（2025 房山区一模）我国在新型储能电池领域取得重大突破，锂硫电池因高能量密度成为研究热点。下列关于锂硫电池说法中不正确的是（ ）
A．硫单质是金属晶体
B．放电过程锂元素发生氧化反应
C．电池隔膜材料聚丙烯，属于有机高分子材料
D．锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高
6．（2024秋 海淀区校级期末）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料﹣﹣﹣﹣﹣﹣液氢
B．“C919”飞机身使用的复合材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣碳纤维和环氧树脂
C．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣砷化镓
D．“天宫二号”航天器使用的质量轻强度高的材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣钛合金
7．（2024秋 海淀区期末）近年来，我国科技成果显著。下列成果所涉及的材料不属于金属材料的是（ ）
A．神舟十九号的耐高温材料——铼合金
B．超导量子计算机“本源悟空”的芯片材料——铝、铜和铌等
C．国产大飞机C919发动机的涂层材料——氮化硅
D．首艘大型邮轮“爱达 魔都号”上层建筑材料——铝合金
8．（2024秋 昌平区期末）近年来我国航天领域取得新突破，下列工程所使用的材料为金属材料的是（ ）
A．嫦娥六号探测器主体框架——钛合金
B．嫦娥六号探测器光学望远镜——高密度碳化硅特种陶瓷
C．神舟宇航员宇航服——碳纤维复合材料
D．“天和”核心舱电推进系统推力器的腔体——氮化硼陶瓷
9．（2023秋 昌平区校级期末）近年来我国科学家在诸多科技领域取得新突破，下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．可应用于电化学能量储存和转换的新型全碳材料——石墨炔
B．单孔腔镜手术机器人蛇形手术臂使用的形状记忆合金——镍钛合金
C．大型客机C919的发动机涡轮部件——陶瓷基复合材料
D．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
10．（2025春 东城区校级月考）近年来，我国科技迅猛发展，下列科技成果中所蕴含的化学知识叙述不正确的是（ ）
A．在“人造太阳”中发生核聚变的3H、2H是1H的同位素
B．华为麒麟芯片的主要成分是单质硅
C．歼﹣20战斗机采用大量先进复合材料、石墨烯材料等，其中石墨烯材料属于有机高分子材料
D．“奋斗者”号载人潜水器球壳所使用的钛合金能承受深海高压
11．（2023春 西城区校级期中）下列说法不正确的是（ ）
A．制玻璃和水泥都要用到石灰石
B．光纤和手机芯片的主要成分都是硅单质
C．硅在自然界主要以化合物形式存在
D．碳化硅是一种耐高温陶瓷
12．（2024 海淀区校级开学）玻璃中含有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等。下列说法不正确的是（ ）
A．Na+和O2﹣具有相同的电子层结构
B．Si的最外层电子数为4，不易得到电子也不易失去电子
C．Ca的原子结构示意图为
D．O的得电子能力强于Si
13．（2021秋 海淀区期中）我国“天问一号”探测器使用了大量新材料，其中属于金属材料的是（ ）
A．探测器结构材料——镁铝合金
B．深空太阳能电池材料——砷化镓
C．隔热组件材料——二氧化硅纳米气凝胶
D．柔性可伸缩材料——形状记忆聚合物
14．（2023 西城区校级模拟）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．“天宫二号”航天器使用的质量轻、强度高的材料——钛合金
B．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓
C．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
D．“C919”飞机机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂
二．解答题（共5小题）
15．（2024春 浙江期中）工业上以石英砂为原料生产高纯硅的工艺路线如图：
已知：①SiHCl3分子中硅的化合价为+4价。
②SiHCl3SiCl4均极易水解，反应方程式分别为：
SiHCl3+3H2O═3HCl+H2↑+H2SiO3↓
SiCl4+4H2O═4HCl+
（1）硅原子的最高能级的电子云轮廓图呈 形，硅元素位于元素周期表的 区。
（2）写出石英砂与焦炭反应的化学反应方程式： 。
（3）下列说法正确的是 。
A.电负性：Cl＞C＞Si＞H
B.1mol SiO2晶体中含有共价键2NA
C.该工艺流程中的H2和HCl都可以循环使用
D.整个工艺流程中都应该隔绝空气
（4）写出SiCl4与足量乙醇反应生成A的化学反应方程式： 。
（5）设计实验验证SiCl4水解后溶液中的主要离子： 。
16．（2025春 北京校级月考）硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
（1）下列物质中不属于硅酸盐材料的是 。
A．陶瓷
B．玻璃
C．水泥
D．水晶
（2）工业上常用反应：2C+SiO2Si+2CO↑制备粗硅，该反应中氧化剂是 （填化学式，下同），氧化产物是 。
（3）SiO2是玻璃的主要成分之一，它 酸性氧化物（填“是”或“不是”）。
（4）SiO2和NaOH生成 ，（填化学式），其水溶液俗称水玻璃。
17．（2022春 顺义区期末）阅读短文，回答问题。
硅元素在地壳中的含量仅次于氧。人类很早就利用硅酸盐烧陶制瓷、获得玻璃制品。
1824年，人类成功提炼出硅单质。
如今，半导体“硅”已经成为信息时代高科技的代名词。由于硅元素储量丰富，且单晶硅具有优异的耐高温与抗腐蚀性能，所以单晶硅成为制造大规模集成电路（俗称“芯片”）的基底材料。
芯片的制造是一个“聚沙成塔”的过程，要经历用石英砂（主要成分SiO2）制粗硅、粗硅提纯、单晶硅处理等许多微加工步骤，再将根据要求设计的芯片光罩上的电路图转移上去，通过晶片切割最后封装成集成电路。整个过程需要高精密度的专业设备实现，其中不乏我国目前还未完全掌握而被“卡脖子”的技术。
我国科学家正开发“碳基”芯片来替代硅基芯片，习近平主席评价此项研究“另辟蹊径，柳暗花明”。
请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
（1）硅元素在自然界中以游离态（单质）形式存在 。
（2）单晶硅做芯片的基底材料与硅元素储量丰富、单晶硅耐腐蚀性能优异有关 。
（3）芯片“聚沙成塔”的制造过程未涉及化学变化 。
（4）碳和硅在周期表中位于同一主族，性质相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基芯片 。
18．（2021秋 房山区期末）阅读短文，回答问题。
2022年冬奥会及冬残奥会火炬的设计秉持绿色、可持续理念，力图将艺术设计与科技创新相融合。
其科技亮点之一是火炬采用氢作为燃料。除了环保属性外，氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用，并可抗风10级。然而，若要维持同样的燃烧时间，氢气的存储空间比传统液态丙烷燃料要大一倍。这也意味着氢燃料的燃烧罐需要能够承受更大的压力。
第二个技术亮点是火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主。外飘带使用了先进的碳纤维立体编织成型技术，以及抗高温燃烧涂层。点火段采用铝合金材质，耐800摄氏度以上的高温。
国际奥委会执委会对此次火炬设计给予了高度肯定，认为这次火炬的设计既有文化传承又有科技创新。不仅体现了双奥之城的特点，而且展现了奥林匹克的精神。
请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
（1）2022年冬奥会火炬采用氢作为燃料。
（2）丙烷是比氢气更加优良的火炬燃料。
（3）用碳纤维材料制造的火炬更轻、更耐压。
（4）碳纤维和铝合金均为耐高温材料。
19．（2024秋 蓝田县期末）碳形成的化合物种类繁多，硅是构成地壳岩石的主要元素．
（1）碳在自然界有两种稳定的同位素，有关数据如下表：
同位素 相对原子质量 丰度（原子分数）
12C 12（整数，相对原子质量的基准） 0.9893
13C 13.003354826 0.0107
请列出碳元素近似相对原子质量的计算式 ．
（2）Si原子的14个电子排布在 个能级上；与硅元素同周期、其原子核外有2个未成
对电子的元素的最外层电子排布式为 ．
（3）SiO2用途广泛，以下叙述错误的是 ．
a．SiO2是二氧化硅的分子式
b．SiO2中1个Si原子结合4个O原子
c．SiO2是酸性氧化物
d．SiO2熔沸点较高，属于原子晶体
（4）通常状况下，SiF4呈气态．以下叙述正确的是 ．
a．Si原子难以形成Si4+
b．SiF4是有极性键的非极性分子
c．固态SiF4是原子晶体
d．相同压强时，SiF4的沸点高于SiCl4
（5）Fe3O4 可以写成FeO Fe2O3，也可写成盐的形式：Fe[Fe2O4]．Pb3O4中含+2价的Pb和
+4价的Pb，请将Pb3O4写成两种氧化物的形式 ，写成盐的形式 ．
（6）Pb的+2价化合物稳定，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2．写出Pb3O4与盐酸反应的化学方程式 ．
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．（2025春 北京校级月考）纵观古今，化学与环境、材料、生产、生活关系密切，下列说法不正确的是（ ）
A．“玉兔号”月球车帆板太阳能电池的材料是氮化硅或二氧化硅
B．“神舟”系列飞船使用的碳纤维材料、光导纤维都是新型无机非金属材料
C．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
D．“神舟”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分不是硅酸盐
【专题】物质的组成专题；理解与辨析能力．
【分析】A．二氧化硅不导电性、能对光线进行全反射；硅是良好的半导体材料；
B．碳纤维材料、光导纤维性能优良；
C．秦始皇兵马俑是由黏土经高温烧结而成的陶制品；
D．高温结构陶瓷是新型无机非金属材料。
【解答】解：A．硅是良好的半导体材料，可制作太阳能电池，二氧化硅不导电性、能对光线进行全反射，可用于制造光导纤维，故A 错误；
B．碳纤维材料、光导纤维性能优良，都是新型无机非金属材料，故B正确；
C．秦始皇兵马俑是由黏土经高温烧结而成的陶制品，故C正确；
D．高温结构陶瓷是新型无机非金属材料，其主要成分有氮化硼等，主要成分不是硅酸盐，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查物质的组成，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
2．（2025春 丰台区校级月考）下面有关含有Si元素的物质，说法正确的是（ ）
A．太阳能电池板由二氧化硅制作而成，而光导纤维主要成分为硅单质
B．制作玻璃时会发生反应，由此可知H2SiO3酸性比H2CO3强
C．由反应可知C的非金属性比Si强
D．由反应可知盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应使用橡胶塞而不用玻璃塞
【专题】碳族元素；理解与辨析能力．
【分析】A．太阳能电池板由硅单质制作而成；
B．酸性强弱通常通过它们在水溶液中电离出H+的能力来判断，制作玻璃时会发生反应；
C．非金属性是指元素吸引电子的能力，表现为氧化性，该反应中碳作还原剂将二氧化硅还原成硅单质；
D．反应说明二氧化硅可以与碱性物质反应，玻璃的主要成分有二氧化硅，长期与碱性物质（Na2CO3溶液）接触会发生反应，导致瓶塞与瓶口粘连。
【解答】解：A．光导纤维主要成分为二氧化硅，太阳能电池板由硅单质制作而成，故A错误；
B．酸性强弱通常通过它们在水溶液中电离出H+的能力来判断，制作玻璃时会发生反应，只能知道在高温下二者能反应，不能直接反应两种酸的相对强弱，故B错误；
C．非金属性是指元素吸引电子的能力，表现为氧化性，该反应中碳作还原剂将二氧化硅还原成硅单质，碳表现还原性，不能说明非金属性强弱，故C错误；
D．玻璃的主要成分有二氧化硅，反应说明二氧化硅可以与碱性物质反应，长期与碱性物质（Na2CO3溶液）接触会发生反应，导致瓶塞与瓶口粘连，因此盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查元素化合物，侧重考查学生含硅物质性质的掌握情况，试题难度中等。
3．（2025春 通州区期中）金属玻璃是由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却得到的具有非晶态结构的金属固体。以下关于金属玻璃的说法正确的是（ ）
A．金属玻璃能自发呈现多面体外形
B．金属玻璃具有固定的熔点
C．鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验
D．金属玻璃是金属与二氧化硅的混合物
【专题】物质的组成专题；理解与辨析能力．
【分析】A．金属玻璃是非晶体；
B．金属玻璃是非晶体；
C．鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验；
D．金属玻璃是由金属元素或金属元素为主要成分的金属固体。
【解答】解：A．金属玻璃是非晶体，不能自发呈现多面体外形，故A错误；
B．非晶体没有固定熔沸点，金属玻璃是非晶体，故B错误；
C．鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验，故C正确；
D．金属玻璃是由金属元素或金属元素为主要成分的金属固体，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查物质的组成，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
4．（2025春 通州区期中）下列新型材料的主要成分不属于无机非金属材料的是（ ）
A.硬铝飞机外壳 B.光导纤维 C.耐高温碳化硅陶瓷 D.硅太阳能电池
A．A B．B C．C D．D
【专题】物质的分类专题；理解与辨析能力．
【分析】根据传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷进行分析。
【解答】解：A．硬铝飞机外壳属于金属材料，不属于无机非金属材料，故A正确；
B．光导纤维主要成分为二氧化硅，属于无机非金属材料，故B错误；
C．耐高温碳化硅陶瓷属于传统无机非金属材料，故C错误；
D．硅太阳能电池属于无机非金属材料，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查了物质组成、分类的分析判断，注意知识的积累，题目难度不大。
5．（2025 房山区一模）我国在新型储能电池领域取得重大突破，锂硫电池因高能量密度成为研究热点。下列关于锂硫电池说法中不正确的是（ ）
A．硫单质是金属晶体
B．放电过程锂元素发生氧化反应
C．电池隔膜材料聚丙烯，属于有机高分子材料
D．锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高
【专题】物质的性质和变化专题；理解与辨析能力．
【分析】A．硫为非金属元素；
B．锂为负极，放电时发生氧化反应；
C．相对分子质量大于10000的为有机高分子化合物；
D．单位质量的锂失电子比钠多。
【解答】解：A．硫为非金属元素，不是金属晶体，故A错误；
B．锂为负极，放电时发生氧化反应，故B正确；
C．聚丙烯相对分子质量大于10000，属于有机高分子材料，故C正确；
D．单位质量的锂失电子比钠多，锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查了物质结构与性质，明确原电池工作原理，熟悉相关物质的性质是解题关键，题目难度中等。
6．（2024秋 海淀区校级期末）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料﹣﹣﹣﹣﹣﹣液氢
B．“C919”飞机身使用的复合材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣碳纤维和环氧树脂
C．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣砷化镓
D．“天宫二号”航天器使用的质量轻强度高的材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣钛合金
【专题】化学应用．
【分析】A．液氢是液态的氢气，属于非金属单质；
B．碳纤维是碳单质，环氧树脂属于有机高分子材料；
C．砷化镓属于新型无机金属材料；
D．合金都是金属材料。
【解答】解：A．液氢是液态的氢气，属于非金属单质，不属于金属材料，故A不选；
B．碳纤维是碳单质，属于非金属材料，环氧树脂属于有机高分子材料，均不属于金属材料，故B不选；
C．砷化镓属于新型无机金属材料，不属于金属材料，故C不选；
D．合金都是金属材料，所以钛合金属于金属材料，故D选。
故选：D。
【点评】本题考查了化学在社会、生产、生活中的应用，利用化学知识解答生活问题，熟悉物质组成、性质和应用是解题关键，侧重于基础知识的考查，有利于培养学生的良好的科学素养和提高学习的积极性，难度不大.
7．（2024秋 海淀区期末）近年来，我国科技成果显著。下列成果所涉及的材料不属于金属材料的是（ ）
A．神舟十九号的耐高温材料——铼合金
B．超导量子计算机“本源悟空”的芯片材料——铝、铜和铌等
C．国产大飞机C919发动机的涂层材料——氮化硅
D．首艘大型邮轮“爱达 魔都号”上层建筑材料——铝合金
【专题】物质的分类专题；分析与推测能力．
【分析】金属材料包括金属和合金，据此分析。
【解答】解：A．铼合金属于金属材料，故A正确；
B．铝、铜和铌等属于金属材料，故B正确；
C．氮化硅属于新型无机非金属材料，故C错误；
D．铝合金属于金属材料，故D正确；
故选：C。
【点评】本题主要考查金属材料等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
8．（2024秋 昌平区期末）近年来我国航天领域取得新突破，下列工程所使用的材料为金属材料的是（ ）
A．嫦娥六号探测器主体框架——钛合金
B．嫦娥六号探测器光学望远镜——高密度碳化硅特种陶瓷
C．神舟宇航员宇航服——碳纤维复合材料
D．“天和”核心舱电推进系统推力器的腔体——氮化硼陶瓷
【专题】物质的分类专题；分析与推测能力．
【分析】A．钛合金是金属材料；
B．高致密碳化硅特种陶瓷是非金属元素形成的化合物；
C．碳纤维是碳单质，属于非金属材料；
D．氮化硼陶瓷是非金属元素形成的化合物。
【解答】解：A．主体框架钛合金是金属材料，故A正确；
B．光学望远镜高致密碳化硅特种陶瓷属于新型无机非金属材料，故B错误；
C．碳纤维是碳单质，属于非金属材料，故C错误；
D．氮化硼陶瓷是非金属元素形成的化合物，属于新型无机非金属材料，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查了化学在社会、生产、生活中的应用，利用化学知识解答生活问题，熟悉物质组成、性质和应用是解题关键，侧重于基础知识的考查，有利于培养学生的良好的科学素养和提高学习的积极性，题目难度不大。
9．（2023秋 昌平区校级期末）近年来我国科学家在诸多科技领域取得新突破，下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．可应用于电化学能量储存和转换的新型全碳材料——石墨炔
B．单孔腔镜手术机器人蛇形手术臂使用的形状记忆合金——镍钛合金
C．大型客机C919的发动机涡轮部件——陶瓷基复合材料
D．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
【专题】物质的组成专题；理解与辨析能力．
【分析】A．石墨是非金属；
B．合金和纯金属均为金属材料；
C．陶瓷基复合材料为无机非金属材料；
D．氢气是非金属。
【解答】解：A．石墨是非金属，石墨炔不是金属材料，故A错误；
B．合金和纯金属均为金属材料，镍钛合金为金属材料，故B正确；
C．陶瓷基复合材料为无机非金属材料，故C错误；
D．氢气是非金属，液氢不是金属材料，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查物质的组成，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题比较简单。
10．（2025春 东城区校级月考）近年来，我国科技迅猛发展，下列科技成果中所蕴含的化学知识叙述不正确的是（ ）
A．在“人造太阳”中发生核聚变的3H、2H是1H的同位素
B．华为麒麟芯片的主要成分是单质硅
C．歼﹣20战斗机采用大量先进复合材料、石墨烯材料等，其中石墨烯材料属于有机高分子材料
D．“奋斗者”号载人潜水器球壳所使用的钛合金能承受深海高压
【专题】物质的性质和变化专题．
【分析】A．质子数相同中子数不同的原子互为同位素；
B．硅为良好的半导体材料；
C．石墨烯为碳的单质；
D．一般合金性能优于成分金属。
【解答】解：A．3H、2H是1H质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A正确；
B．硅为良好的半导体材料，是制造芯片的主要原料，故B正确；
C．石墨烯为碳的单质，是无机物，故C错误；
D．钛合金强度高，能承受深海高压，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查物质的组成、结构与性质，为高频考点，把握物质的性质、应用及化学与生活的关系为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，题目难度不大。
11．（2023春 西城区校级期中）下列说法不正确的是（ ）
A．制玻璃和水泥都要用到石灰石
B．光纤和手机芯片的主要成分都是硅单质
C．硅在自然界主要以化合物形式存在
D．碳化硅是一种耐高温陶瓷
【专题】碳族元素．
【分析】A．制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，制水泥的主要原料是黏土、石灰石；
B．光纤的主要成分是二氧化硅；
C．Si在自然界中主要以硅酸盐和氧化物的形式存在；
D．碳化硅为共价晶体。
【解答】解：A．制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，制水泥的主要原料是黏土、石灰石，制玻璃和水泥都要用到石灰石，故A正确；
B．手机芯片的主要成分是单质硅，光纤的主要成分是二氧化硅，故B错误；
C．Si在自然界中主要以化合态存在，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在，故C正确；
D．碳化硅为共价晶体，耐高温，硬度高，是一种耐高温陶瓷，故D正确；
故选：B。
【点评】本题考查元素化合物，侧重考查学生含硅物质性质的掌握情况，试题比较简单。
12．（2024 海淀区校级开学）玻璃中含有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等。下列说法不正确的是（ ）
A．Na+和O2﹣具有相同的电子层结构
B．Si的最外层电子数为4，不易得到电子也不易失去电子
C．Ca的原子结构示意图为
D．O的得电子能力强于Si
【专题】原子组成与结构专题；碳族元素；理解与辨析能力．
【分析】A．Na+和O2﹣的电子层结构相同；B．Si的最外层电子数为4，形成8电子稳定结构，难得到和失去电子4个；
C．Ca的原子核内有20个质子、核外有20个电子；
D．O原子半径越小，最外层电子数多，易得到电子。
【解答】解：A．Na+和O2﹣具有相同的电子层结构，都为两个电子层，电子数分别为2、8，故A正确；
B．Si的最外层电子数为4，不易得到电子也不易失去电子，易形成共价键，故B正确；
C．Ca的原子核内有20个质子、核外有20个电子，原子结构示意图为，故C错误；
D．O的最外层电子数6，原子核外两个电子层，硅的最外层电子数4，原子核外3个电子层，O得电子能力强于Si，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查了原子结构、元素性质分析判断，注意知识的熟练掌握，题目难度不大。
13．（2021秋 海淀区期中）我国“天问一号”探测器使用了大量新材料，其中属于金属材料的是（ ）
A．探测器结构材料——镁铝合金
B．深空太阳能电池材料——砷化镓
C．隔热组件材料——二氧化硅纳米气凝胶
D．柔性可伸缩材料——形状记忆聚合物
【专题】化学应用．
【分析】A．合金属于金属材料；
B．砷化镓是一种半导体材料；
C．二氧化硅纳米气凝胶为纳米级二氧化硅颗粒构成的充满气体的极轻的固体；
D．形状记忆聚合物是具有形状记忆功能的高分子化合物。
【解答】解：A．合金属于金属材料，故A正确；
B．砷化镓是一种半导体材料，不是金属材料，故B错误；
C．二氧化硅纳米气凝胶为纳米级二氧化硅颗粒构成的充满气体的极轻的固体，属于胶体，不是金属材料，故C错误；
D．形状记忆聚合物是具有形状记忆功能的高分子化合物，属于合成有机高分子化合物，不是金属材料，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查物质的组成及性质，为高频考点，把握物质的组成、用途解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，学习中注意相关基础知识的积累，注意材料组成的分析判断。
14．（2023 西城区校级模拟）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．“天宫二号”航天器使用的质量轻、强度高的材料——钛合金
B．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓
C．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
D．“C919”飞机机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂
【专题】物质的分类专题．
【分析】金属材料的是指金属单质及其合金，据此进行分析。
【解答】解：A．合金都是金属材料，所以钛合金属于金属材料，故A正确；
B．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓是化合物，不是金属材料，故B错误；
C．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢是非金属单质，故C错误；
D．“C919”飞机机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂，属于复合材料，不属于金属材料，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查了化学在社会、生产、生活中的应用，利用化学知识解答生活问题，熟悉物质组成、性质和应用是解题关键，侧重于基础知识的考查，有利于培养学生的良好的科学素养和提高学习的积极性，题目难度不大。
二．解答题（共5小题）
15．（2024春 浙江期中）工业上以石英砂为原料生产高纯硅的工艺路线如图：
已知：①SiHCl3分子中硅的化合价为+4价。
②SiHCl3SiCl4均极易水解，反应方程式分别为：
SiHCl3+3H2O═3HCl+H2↑+H2SiO3↓
SiCl4+4H2O═4HCl+
（1）硅原子的最高能级的电子云轮廓图呈 哑铃 形，硅元素位于元素周期表的 p 区。
（2）写出石英砂与焦炭反应的化学反应方程式： SiO2+2CSi+2CO↑ 。
（3）下列说法正确的是 CD 。
A.电负性：Cl＞C＞Si＞H
B.1mol SiO2晶体中含有共价键2NA
C.该工艺流程中的H2和HCl都可以循环使用
D.整个工艺流程中都应该隔绝空气
（4）写出SiCl4与足量乙醇反应生成A的化学反应方程式： SiCl4+4CH3CH2OH＝（CH3CH2O）4Si+4HCl 。
（5）设计实验验证SiCl4水解后溶液中的主要离子： 取水解且过滤后少量的溶液于试管中，向溶液中加入紫色石蕊，如果溶液变红色，说明溶液中含有氢离子；向溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，如果生成白色沉淀，说明含有氯离子 。
【专题】碳族元素．
【分析】石英砂和焦炭在1800℃条件下反应生成粗硅和CO，粗硅和氯气在高温下反应生成SiCl4，SiCl4和足量CH3CH2OH反应生成（CH3CH2O）4Si和HCl；粗硅和HCl在300℃条件下反应生成SiHCl3和H2，SiHCl3和H2在1100℃下反应生成Si和HCl；
（1）p能级的电子云轮廓图为哑铃形；第ⅢA族～0族的元素都是p区元素；
（2）石英砂和焦炭在高温下反应生成Si、CO；
（3）A.元素的非金属性越强，其电负性越大；
B.SiO2晶体中，每个Si原子形成4个Si—O键；
C.粗硅生成SiHCl3生成H2、SiHCl3生成高纯硅消耗H2，SiCl4生成A生成HCl，反应Ⅱ消耗HCl；
D.硅易和氧气反应，氢气、乙醇都易燃烧；
（4）SiCl4和足量CH3CH2OH反应生成（CH3CH2O）4Si和HCl；
（5）SiCl4水解生成HCl和原硅酸，溶液中含有氢离子和氯离子，溶液呈酸性，氯离子可以用硝酸银溶液检验。
【解答】解：（1）p能级的电子云轮廓图为哑铃形，Si原子最高能级为3p能级，所以硅原子的最高能级的电子云轮廓图呈哑铃形；第ⅢA族～0族的元素都是p区元素，Si元素位于第ⅣA族，属于p区元素，
故答案为：哑铃；p；
（2）石英砂和焦炭在高温下反应生成Si、CO，反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑，
故答案为：SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）A.元素的非金属性：Cl＞C＞H＞Si，电负性：Cl＞C＞H＞Si，故A错误；
B.SiO2晶体中，每个Si原子形成4个Si—O键，则1mol SiO2晶体中含有共价键4NA，故B错误；
C.粗硅生成SiHCl3生成H2、SiHCl3生成高纯硅消耗H2，SiCl4生成A生成HCl，反应Ⅱ消耗HCl，所以该工艺流程中的H2和HCl都可以循环使用，故C正确；
D.硅易和氧气反应，氢气、乙醇都易燃烧，所以整个工艺流程中都应该隔绝空气，故D正确；
故选：CD；
（4）SiCl4和足量CH3CH2OH反应生成（CH3CH2O）4Si和HCl，反应方程式为SiCl4+4CH3CH2OH＝（CH3CH2O）4Si+4HCl，
故答案为：SiCl4+4CH3CH2OH＝（CH3CH2O）4Si+4HCl；
（5）SiCl4水解生成HCl和原硅酸，溶液中含有氢离子和氯离子，溶液呈酸性，可以用紫色石蕊试液检验氢离子、用硝酸银溶液检验氯离子，检验方法为：取水解且过滤后少量的溶液于试管中，向溶液中加入紫色石蕊，如果溶液变红色，说明溶液中含有氢离子；向溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，如果生成白色沉淀，说明含有氯离子，
故答案为：取水解且过滤后少量的溶液于试管中，向溶液中加入紫色石蕊，如果溶液变红色，说明溶液中含有氢离子；向溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，如果生成白色沉淀，说明含有氯离子。
【点评】本题考查元素化合物的性质，侧重考查阅读、分析、判断及知识综合运用能力，明确元素化合物的性质、物质之间的转化关系、离子的检验方法是解本题关键，题目难度不大。
16．（2025春 北京校级月考）硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
（1）下列物质中不属于硅酸盐材料的是 D 。
A．陶瓷
B．玻璃
C．水泥
D．水晶
（2）工业上常用反应：2C+SiO2Si+2CO↑制备粗硅，该反应中氧化剂是 SiO2 （填化学式，下同），氧化产物是 CO 。
（3）SiO2是玻璃的主要成分之一，它 是 酸性氧化物（填“是”或“不是”）。
（4）SiO2和NaOH生成 Na2SiO3 ，（填化学式），其水溶液俗称水玻璃。
【专题】碳族元素；理解与辨析能力．
【分析】（1）陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品；
（2）反应中C元素化合价升高，C为还原剂；Si元素化合价降低，SiO2为氧化剂；
（3）SiO2能与碱反应生成盐和水；
（4）SiO2和NaOH反应生成Na2SiO3。
【解答】解：（1）陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品，所以都属于硅酸盐材料，而水晶主要成分是二氧化硅，
故答案为：D；
（2）反应中C元素化合价升高，C为还原剂，发生氧化反应，得到氧化产物CO；Si元素化合价降低，SiO2为氧化剂，发生还原反应，得到还原产物Si，
故答案为：SiO2；CO；
（3）SiO2能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，
故答案为：是；
（4）SiO2和NaOH反应生成Na2SiO3，其水溶液俗称水玻璃，
故答案为：Na2SiO3。
【点评】本题考查元素化合物，侧重考查学生含硅物质性质的掌握情况，试题难度中等。
17．（2022春 顺义区期末）阅读短文，回答问题。
硅元素在地壳中的含量仅次于氧。人类很早就利用硅酸盐烧陶制瓷、获得玻璃制品。
1824年，人类成功提炼出硅单质。
如今，半导体“硅”已经成为信息时代高科技的代名词。由于硅元素储量丰富，且单晶硅具有优异的耐高温与抗腐蚀性能，所以单晶硅成为制造大规模集成电路（俗称“芯片”）的基底材料。
芯片的制造是一个“聚沙成塔”的过程，要经历用石英砂（主要成分SiO2）制粗硅、粗硅提纯、单晶硅处理等许多微加工步骤，再将根据要求设计的芯片光罩上的电路图转移上去，通过晶片切割最后封装成集成电路。整个过程需要高精密度的专业设备实现，其中不乏我国目前还未完全掌握而被“卡脖子”的技术。
我国科学家正开发“碳基”芯片来替代硅基芯片，习近平主席评价此项研究“另辟蹊径，柳暗花明”。
请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
（1）硅元素在自然界中以游离态（单质）形式存在 错 。
（2）单晶硅做芯片的基底材料与硅元素储量丰富、单晶硅耐腐蚀性能优异有关 对 。
（3）芯片“聚沙成塔”的制造过程未涉及化学变化 错 。
（4）碳和硅在周期表中位于同一主族，性质相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基芯片 对 。
【专题】碳族元素．
【分析】（1）硅为亲氧元素；
（2）硅为良好的半导体，硅元素储量丰富、单晶硅耐腐蚀性；
（3）过程中有新物质生成的变化为化学变化，没有新物质生成的变化为物理变化；
（4）依据同主族元素性质的相似性解答。
【解答】解；（1）硅为亲氧元素，自然界中不存在游离态的硅，通常以二氧化硅或者硅酸盐形式存在，
故答案为：错；
（2）单晶硅做芯片的基底材料与硅元素储量丰富、单晶硅耐腐蚀性能优异有关，说法正确，
故答案为：对；
（3）芯片“聚沙成塔”的制造过程涉及二氧化硅转化为硅，有新物质生成，涉及化学变化，
故答案为：错；
（4）碳和硅在周期表中位于同一主族，性质相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基芯片，说法正确，
故答案为：对。
【点评】本题考查了元素化合物知识，侧重考查硅及其化合物性质和用途，性质决定用途，熟悉相关物质的性质即可解答，题目难度不大。
18．（2021秋 房山区期末）阅读短文，回答问题。
2022年冬奥会及冬残奥会火炬的设计秉持绿色、可持续理念，力图将艺术设计与科技创新相融合。
其科技亮点之一是火炬采用氢作为燃料。除了环保属性外，氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用，并可抗风10级。然而，若要维持同样的燃烧时间，氢气的存储空间比传统液态丙烷燃料要大一倍。这也意味着氢燃料的燃烧罐需要能够承受更大的压力。
第二个技术亮点是火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主。外飘带使用了先进的碳纤维立体编织成型技术，以及抗高温燃烧涂层。点火段采用铝合金材质，耐800摄氏度以上的高温。
国际奥委会执委会对此次火炬设计给予了高度肯定，认为这次火炬的设计既有文化传承又有科技创新。不仅体现了双奥之城的特点，而且展现了奥林匹克的精神。
请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
（1）2022年冬奥会火炬采用氢作为燃料。 对
（2）丙烷是比氢气更加优良的火炬燃料。 错
（3）用碳纤维材料制造的火炬更轻、更耐压。 对
（4）碳纤维和铝合金均为耐高温材料。 对
【专题】物质的分类专题．
【分析】（1）上述分析可知，火炬燃料是氢气；
（2）丙烷燃烧生成二氧化碳和水，氢气燃烧生成水；
（3）火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主；
（4）火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主，外飘带使用了先进的碳纤维立体编织成型技术，以及抗高温燃烧涂层，点火段采用铝合金材质，耐800摄氏度以上的高温。
【解答】解：（1）2022年冬奥会火炬采用氢作为燃料，氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用，并可抗风10级，
故答案为：对；
（2）丙烷燃烧生成二氧化碳和水，氢气燃烧生成水，氢气是比丙烷更加优良的火炬燃料，
故答案为：错；
（3）火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主，用碳纤维材料制造的火炬更轻、更耐压，
故答案为：对；
（4）火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，点火段采用铝合金材质，耐800摄氏度以上的高温，碳纤维和铝合金均为耐高温材料，
故答案为：对。
【点评】本题考查了物质组成和分类、物质性质的理解应用，题目难度不大。
19．（2024秋 蓝田县期末）碳形成的化合物种类繁多，硅是构成地壳岩石的主要元素．
（1）碳在自然界有两种稳定的同位素，有关数据如下表：
同位素 相对原子质量 丰度（原子分数）
12C 12（整数，相对原子质量的基准） 0.9893
13C 13.003354826 0.0107
请列出碳元素近似相对原子质量的计算式 12.01 ．
（2）Si原子的14个电子排布在 5 个能级上；与硅元素同周期、其原子核外有2个未成
对电子的元素的最外层电子排布式为 3s23p4 ．
（3）SiO2用途广泛，以下叙述错误的是 a ．
a．SiO2是二氧化硅的分子式
b．SiO2中1个Si原子结合4个O原子
c．SiO2是酸性氧化物
d．SiO2熔沸点较高，属于原子晶体
（4）通常状况下，SiF4呈气态．以下叙述正确的是 b ．
a．Si原子难以形成Si4+
b．SiF4是有极性键的非极性分子
c．固态SiF4是原子晶体
d．相同压强时，SiF4的沸点高于SiCl4
（5）Fe3O4 可以写成FeO Fe2O3，也可写成盐的形式：Fe[Fe2O4]．Pb3O4中含+2价的Pb和
+4价的Pb，请将Pb3O4写成两种氧化物的形式 2PbO．PbO2 ，写成盐的形式 Pb2PbO4 ．
（6）Pb的+2价化合物稳定，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2．写出Pb3O4与盐酸反应的化学方程式 Pb3O4+8HCl（浓）═3PbCl2+Cl2↑+4H2O ．
【分析】（1）元素相对原子质量等于各同位素与其丰度之积的和；
（2）Si原子有1s、2s、2p、3s、3p几个能级；与硅元素同周期、其原子核外有2个未成对电子的元素是S，其最外层电子为3s、3p电子；
（3）二氧化硅是原子晶体，不存在分子，属于酸性氧化物，能和碱反应；
（4）a．Si原子最外层有4个电子，不易失去4个电子；
b．正负电荷重心重合的分子为非极性分子；
c．原子晶体熔沸点较高；
d．分子晶体中，熔沸点与其相对分子质量成正比；
（5）Pb在化合物中的化合价有+2价、+4价，改写氧化物时要遵循化合价不变、原子守恒；
（6）Pb3O4中+4价的Pb具有强氧化性，能氧化浓盐酸，+4价的Pb被浓盐酸还原成+2价，确定生成物PbCl2、Cl2、H2O．
【解答】解：（1）元素相对原子质量等于各同位素与其丰度之积的和，则碳元素的相对分子质量＝12×0.9893+13.003354826×0.0107＝12.01，故答案为：12.01；
（2）Si原子有1s、2s、2p、3s、3p几个能级，Si原子的14个电子排布在5个能级上；对电子的元素的最外层电子排布式为；与硅元素同周期、其原子核外有2个未成对电子的元素是S，其最外层电子为3s、3p电子，最外层电子排布式为3s23p4，故答案为：5；3s23p4；
（3）a．SiO2是原子晶体，没有分子式只有化学式，故错误；
b．SiO2中1个Si原子结合4个O原子，一个O原子连接2个Si原子，故正确；
c．SiO2是酸性氧化物，能和碱反应生成盐和水，故正确；
d．SiO2熔沸点较高，属于原子晶体，故正确；
故选a；
（4）a．Si原子最外层有4个电子，不易失电子也不易得电子，所以难以形成Si4+，故正确；
b．Si元素和F元素吸引电子能力不同，所以形成极性键，正负电荷重心重合，所以SiF4是有极性键的非极性分子，故正确；
c．固态SiF4熔沸点较低，属于分子晶体，故错误；
d．分子晶体与其相对分子质量成正比，所以相同压强时，SiF4的沸点低于SiCl4，故错误；
故选b；
（5）Fe3O4 可以写成FeO Fe2O3，也可写成盐的形式：Fe[Fe2O4]，则Pb3O4Pb3O4写成两种氧化物的形式为2PbO．PbO2，写成盐的形式为Pb2PbO4，
故答案为：2PbO．PbO2；Pb2PbO4；
（6）Pb3O4中Pb的化合价只有+2、+4，再根据化合价代数和等于零，求得Pb的总化合价为+8价，即可确定Pb3O4中有一个+4价、有两个+2价，且+4价的Pb具有强氧化性，能氧化浓盐酸生成Cl2，本身被还原成+2价Pb，生成PbCl2，
Pb3O4中一个+4价的Pb降低到+2价，降低2价；HCl（浓）中﹣1价的Cl上升到0价生成Cl2，上升1价×2，所以Pb3O4和Cl2前面的计量数都为1，根据原子守恒配平其它物质前计量数，得方程式为Pb3O4+8HCl（浓）═3PbCl2+Cl2↑+4H2O，
故答案为：Pb3O4+8HCl（浓）═3PbCl2+Cl2↑+4H2O．
【点评】本题以Si及其化合物为载体考查氧化还原反应、二氧化硅的性质等知识点，综合性较强，知道二氧化硅的空间构型，为常考查点，有时计算其共价键个数，难点是（6）题，题目难度中等．
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期末核心考点 无机非金属材料
一．选择题（共14小题）
1．（2025春 北京校级月考）纵观古今，化学与环境、材料、生产、生活关系密切，下列说法不正确的是（ ）
A．“玉兔号”月球车帆板太阳能电池的材料是氮化硅或二氧化硅
B．“神舟”系列飞船使用的碳纤维材料、光导纤维都是新型无机非金属材料
C．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
D．“神舟”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分不是硅酸盐
2．（2025春 丰台区校级月考）下面有关含有Si元素的物质，说法正确的是（ ）
A．太阳能电池板由二氧化硅制作而成，而光导纤维主要成分为硅单质
B．制作玻璃时会发生反应，由此可知H2SiO3酸性比H2CO3强
C．由反应可知C的非金属性比Si强
D．由反应可知盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应使用橡胶塞而不用玻璃塞
3．（2025春 通州区期中）金属玻璃是由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却得到的具有非晶态结构的金属固体。以下关于金属玻璃的说法正确的是（ ）
A．金属玻璃能自发呈现多面体外形
B．金属玻璃具有固定的熔点
C．鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验
D．金属玻璃是金属与二氧化硅的混合物
4．（2025春 通州区期中）下列新型材料的主要成分不属于无机非金属材料的是（ ）
A.硬铝飞机外壳 B.光导纤维 C.耐高温碳化硅陶瓷 D.硅太阳能电池
A．A B．B C．C D．D
5．（2025 房山区一模）我国在新型储能电池领域取得重大突破，锂硫电池因高能量密度成为研究热点。下列关于锂硫电池说法中不正确的是（ ）
A．硫单质是金属晶体
B．放电过程锂元素发生氧化反应
C．电池隔膜材料聚丙烯，属于有机高分子材料
D．锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高
6．（2024秋 海淀区校级期末）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料﹣﹣﹣﹣﹣﹣液氢
B．“C919”飞机身使用的复合材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣碳纤维和环氧树脂
C．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣砷化镓
D．“天宫二号”航天器使用的质量轻强度高的材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣钛合金
7．（2024秋 海淀区期末）近年来，我国科技成果显著。下列成果所涉及的材料不属于金属材料的是（ ）
A．神舟十九号的耐高温材料——铼合金
B．超导量子计算机“本源悟空”的芯片材料——铝、铜和铌等
C．国产大飞机C919发动机的涂层材料——氮化硅
D．首艘大型邮轮“爱达 魔都号”上层建筑材料——铝合金
8．（2024秋 昌平区期末）近年来我国航天领域取得新突破，下列工程所使用的材料为金属材料的是（ ）
A．嫦娥六号探测器主体框架——钛合金
B．嫦娥六号探测器光学望远镜——高密度碳化硅特种陶瓷
C．神舟宇航员宇航服——碳纤维复合材料
D．“天和”核心舱电推进系统推力器的腔体——氮化硼陶瓷
9．（2023秋 昌平区校级期末）近年来我国科学家在诸多科技领域取得新突破，下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．可应用于电化学能量储存和转换的新型全碳材料——石墨炔
B．单孔腔镜手术机器人蛇形手术臂使用的形状记忆合金——镍钛合金
C．大型客机C919的发动机涡轮部件——陶瓷基复合材料
D．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
10．（2025春 东城区校级月考）近年来，我国科技迅猛发展，下列科技成果中所蕴含的化学知识叙述不正确的是（ ）
A．在“人造太阳”中发生核聚变的3H、2H是1H的同位素
B．华为麒麟芯片的主要成分是单质硅
C．歼﹣20战斗机采用大量先进复合材料、石墨烯材料等，其中石墨烯材料属于有机高分子材料
D．“奋斗者”号载人潜水器球壳所使用的钛合金能承受深海高压
11．（2023春 西城区校级期中）下列说法不正确的是（ ）
A．制玻璃和水泥都要用到石灰石
B．光纤和手机芯片的主要成分都是硅单质
C．硅在自然界主要以化合物形式存在
D．碳化硅是一种耐高温陶瓷
12．（2024 海淀区校级开学）玻璃中含有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等。下列说法不正确的是（ ）
A．Na+和O2﹣具有相同的电子层结构
B．Si的最外层电子数为4，不易得到电子也不易失去电子
C．Ca的原子结构示意图为
D．O的得电子能力强于Si
13．（2021秋 海淀区期中）我国“天问一号”探测器使用了大量新材料，其中属于金属材料的是（ ）
A．探测器结构材料——镁铝合金
B．深空太阳能电池材料——砷化镓
C．隔热组件材料——二氧化硅纳米气凝胶
D．柔性可伸缩材料——形状记忆聚合物
14．（2023 西城区校级模拟）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．“天宫二号”航天器使用的质量轻、强度高的材料——钛合金
B．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓
C．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
D．“C919”飞机机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂
二．解答题（共5小题）
15．（2024春 浙江期中）工业上以石英砂为原料生产高纯硅的工艺路线如图：
已知：①SiHCl3分子中硅的化合价为+4价。
②SiHCl3SiCl4均极易水解，反应方程式分别为：
SiHCl3+3H2O═3HCl+H2↑+H2SiO3↓
SiCl4+4H2O═4HCl+
（1）硅原子的最高能级的电子云轮廓图呈 形，硅元素位于元素周期表的 区。
（2）写出石英砂与焦炭反应的化学反应方程式： 。
（3）下列说法正确的是 。
A.电负性：Cl＞C＞Si＞H
B.1mol SiO2晶体中含有共价键2NA
C.该工艺流程中的H2和HCl都可以循环使用
D.整个工艺流程中都应该隔绝空气
（4）写出SiCl4与足量乙醇反应生成A的化学反应方程式： 。
（5）设计实验验证SiCl4水解后溶液中的主要离子： 。
16．（2025春 北京校级月考）硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
（1）下列物质中不属于硅酸盐材料的是 。
A．陶瓷
B．玻璃
C．水泥
D．水晶
（2）工业上常用反应：2C+SiO2Si+2CO↑制备粗硅，该反应中氧化剂是 （填化学式，下同），氧化产物是 。
（3）SiO2是玻璃的主要成分之一，它 酸性氧化物（填“是”或“不是”）。
（4）SiO2和NaOH生成 ，（填化学式），其水溶液俗称水玻璃。
17．（2022春 顺义区期末）阅读短文，回答问题。
硅元素在地壳中的含量仅次于氧。人类很早就利用硅酸盐烧陶制瓷、获得玻璃制品。
1824年，人类成功提炼出硅单质。
如今，半导体“硅”已经成为信息时代高科技的代名词。由于硅元素储量丰富，且单晶硅具有优异的耐高温与抗腐蚀性能，所以单晶硅成为制造大规模集成电路（俗称“芯片”）的基底材料。
芯片的制造是一个“聚沙成塔”的过程，要经历用石英砂（主要成分SiO2）制粗硅、粗硅提纯、单晶硅处理等许多微加工步骤，再将根据要求设计的芯片光罩上的电路图转移上去，通过晶片切割最后封装成集成电路。整个过程需要高精密度的专业设备实现，其中不乏我国目前还未完全掌握而被“卡脖子”的技术。
我国科学家正开发“碳基”芯片来替代硅基芯片，习近平主席评价此项研究“另辟蹊径，柳暗花明”。
请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
（1）硅元素在自然界中以游离态（单质）形式存在 。
（2）单晶硅做芯片的基底材料与硅元素储量丰富、单晶硅耐腐蚀性能优异有关 。
（3）芯片“聚沙成塔”的制造过程未涉及化学变化 。
（4）碳和硅在周期表中位于同一主族，性质相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基芯片 。
18．（2021秋 房山区期末）阅读短文，回答问题。
2022年冬奥会及冬残奥会火炬的设计秉持绿色、可持续理念，力图将艺术设计与科技创新相融合。
其科技亮点之一是火炬采用氢作为燃料。除了环保属性外，氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用，并可抗风10级。然而，若要维持同样的燃烧时间，氢气的存储空间比传统液态丙烷燃料要大一倍。这也意味着氢燃料的燃烧罐需要能够承受更大的压力。
第二个技术亮点是火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主。外飘带使用了先进的碳纤维立体编织成型技术，以及抗高温燃烧涂层。点火段采用铝合金材质，耐800摄氏度以上的高温。
国际奥委会执委会对此次火炬设计给予了高度肯定，认为这次火炬的设计既有文化传承又有科技创新。不仅体现了双奥之城的特点，而且展现了奥林匹克的精神。
请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
（1）2022年冬奥会火炬采用氢作为燃料。
（2）丙烷是比氢气更加优良的火炬燃料。
（3）用碳纤维材料制造的火炬更轻、更耐压。
（4）碳纤维和铝合金均为耐高温材料。
19．（2024秋 蓝田县期末）碳形成的化合物种类繁多，硅是构成地壳岩石的主要元素．
（1）碳在自然界有两种稳定的同位素，有关数据如下表：
同位素 相对原子质量 丰度（原子分数）
12C 12（整数，相对原子质量的基准） 0.9893
13C 13.003354826 0.0107
请列出碳元素近似相对原子质量的计算式 ．
（2）Si原子的14个电子排布在 个能级上；与硅元素同周期、其原子核外有2个未成
对电子的元素的最外层电子排布式为 ．
（3）SiO2用途广泛，以下叙述错误的是 ．
a．SiO2是二氧化硅的分子式
b．SiO2中1个Si原子结合4个O原子
c．SiO2是酸性氧化物
d．SiO2熔沸点较高，属于原子晶体
（4）通常状况下，SiF4呈气态．以下叙述正确的是 ．
a．Si原子难以形成Si4+
b．SiF4是有极性键的非极性分子
c．固态SiF4是原子晶体
d．相同压强时，SiF4的沸点高于SiCl4
（5）Fe3O4 可以写成FeO Fe2O3，也可写成盐的形式：Fe[Fe2O4]．Pb3O4中含+2价的Pb和
+4价的Pb，请将Pb3O4写成两种氧化物的形式 ，写成盐的形式 ．
（6）Pb的+2价化合物稳定，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2．写出Pb3O4与盐酸反应的化学方程式 ．
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．（2025春 北京校级月考）纵观古今，化学与环境、材料、生产、生活关系密切，下列说法不正确的是（ ）
A．“玉兔号”月球车帆板太阳能电池的材料是氮化硅或二氧化硅
B．“神舟”系列飞船使用的碳纤维材料、光导纤维都是新型无机非金属材料
C．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
D．“神舟”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分不是硅酸盐
【专题】物质的组成专题；理解与辨析能力．
【分析】A．二氧化硅不导电性、能对光线进行全反射；硅是良好的半导体材料；
B．碳纤维材料、光导纤维性能优良；
C．秦始皇兵马俑是由黏土经高温烧结而成的陶制品；
D．高温结构陶瓷是新型无机非金属材料。
【解答】解：A．硅是良好的半导体材料，可制作太阳能电池，二氧化硅不导电性、能对光线进行全反射，可用于制造光导纤维，故A 错误；
B．碳纤维材料、光导纤维性能优良，都是新型无机非金属材料，故B正确；
C．秦始皇兵马俑是由黏土经高温烧结而成的陶制品，故C正确；
D．高温结构陶瓷是新型无机非金属材料，其主要成分有氮化硼等，主要成分不是硅酸盐，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查物质的组成，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
2．（2025春 丰台区校级月考）下面有关含有Si元素的物质，说法正确的是（ ）
A．太阳能电池板由二氧化硅制作而成，而光导纤维主要成分为硅单质
B．制作玻璃时会发生反应，由此可知H2SiO3酸性比H2CO3强
C．由反应可知C的非金属性比Si强
D．由反应可知盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应使用橡胶塞而不用玻璃塞
【专题】碳族元素；理解与辨析能力．
【分析】A．太阳能电池板由硅单质制作而成；
B．酸性强弱通常通过它们在水溶液中电离出H+的能力来判断，制作玻璃时会发生反应；
C．非金属性是指元素吸引电子的能力，表现为氧化性，该反应中碳作还原剂将二氧化硅还原成硅单质；
D．反应说明二氧化硅可以与碱性物质反应，玻璃的主要成分有二氧化硅，长期与碱性物质（Na2CO3溶液）接触会发生反应，导致瓶塞与瓶口粘连。
【解答】解：A．光导纤维主要成分为二氧化硅，太阳能电池板由硅单质制作而成，故A错误；
B．酸性强弱通常通过它们在水溶液中电离出H+的能力来判断，制作玻璃时会发生反应，只能知道在高温下二者能反应，不能直接反应两种酸的相对强弱，故B错误；
C．非金属性是指元素吸引电子的能力，表现为氧化性，该反应中碳作还原剂将二氧化硅还原成硅单质，碳表现还原性，不能说明非金属性强弱，故C错误；
D．玻璃的主要成分有二氧化硅，反应说明二氧化硅可以与碱性物质反应，长期与碱性物质（Na2CO3溶液）接触会发生反应，导致瓶塞与瓶口粘连，因此盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查元素化合物，侧重考查学生含硅物质性质的掌握情况，试题难度中等。
3．（2025春 通州区期中）金属玻璃是由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却得到的具有非晶态结构的金属固体。以下关于金属玻璃的说法正确的是（ ）
A．金属玻璃能自发呈现多面体外形
B．金属玻璃具有固定的熔点
C．鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验
D．金属玻璃是金属与二氧化硅的混合物
【专题】物质的组成专题；理解与辨析能力．
【分析】A．金属玻璃是非晶体；
B．金属玻璃是非晶体；
C．鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验；
D．金属玻璃是由金属元素或金属元素为主要成分的金属固体。
【解答】解：A．金属玻璃是非晶体，不能自发呈现多面体外形，故A错误；
B．非晶体没有固定熔沸点，金属玻璃是非晶体，故B错误；
C．鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验，故C正确；
D．金属玻璃是由金属元素或金属元素为主要成分的金属固体，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查物质的组成，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
4．（2025春 通州区期中）下列新型材料的主要成分不属于无机非金属材料的是（ ）
A.硬铝飞机外壳 B.光导纤维 C.耐高温碳化硅陶瓷 D.硅太阳能电池
A．A B．B C．C D．D
【专题】物质的分类专题；理解与辨析能力．
【分析】根据传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷进行分析。
【解答】解：A．硬铝飞机外壳属于金属材料，不属于无机非金属材料，故A正确；
B．光导纤维主要成分为二氧化硅，属于无机非金属材料，故B错误；
C．耐高温碳化硅陶瓷属于传统无机非金属材料，故C错误；
D．硅太阳能电池属于无机非金属材料，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查了物质组成、分类的分析判断，注意知识的积累，题目难度不大。
5．（2025 房山区一模）我国在新型储能电池领域取得重大突破，锂硫电池因高能量密度成为研究热点。下列关于锂硫电池说法中不正确的是（ ）
A．硫单质是金属晶体
B．放电过程锂元素发生氧化反应
C．电池隔膜材料聚丙烯，属于有机高分子材料
D．锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高
【专题】物质的性质和变化专题；理解与辨析能力．
【分析】A．硫为非金属元素；
B．锂为负极，放电时发生氧化反应；
C．相对分子质量大于10000的为有机高分子化合物；
D．单位质量的锂失电子比钠多。
【解答】解：A．硫为非金属元素，不是金属晶体，故A错误；
B．锂为负极，放电时发生氧化反应，故B正确；
C．聚丙烯相对分子质量大于10000，属于有机高分子材料，故C正确；
D．单位质量的锂失电子比钠多，锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查了物质结构与性质，明确原电池工作原理，熟悉相关物质的性质是解题关键，题目难度中等。
6．（2024秋 海淀区校级期末）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料﹣﹣﹣﹣﹣﹣液氢
B．“C919”飞机身使用的复合材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣碳纤维和环氧树脂
C．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣砷化镓
D．“天宫二号”航天器使用的质量轻强度高的材料﹣﹣﹣﹣﹣﹣钛合金
【专题】化学应用．
【分析】A．液氢是液态的氢气，属于非金属单质；
B．碳纤维是碳单质，环氧树脂属于有机高分子材料；
C．砷化镓属于新型无机金属材料；
D．合金都是金属材料。
【解答】解：A．液氢是液态的氢气，属于非金属单质，不属于金属材料，故A不选；
B．碳纤维是碳单质，属于非金属材料，环氧树脂属于有机高分子材料，均不属于金属材料，故B不选；
C．砷化镓属于新型无机金属材料，不属于金属材料，故C不选；
D．合金都是金属材料，所以钛合金属于金属材料，故D选。
故选：D。
【点评】本题考查了化学在社会、生产、生活中的应用，利用化学知识解答生活问题，熟悉物质组成、性质和应用是解题关键，侧重于基础知识的考查，有利于培养学生的良好的科学素养和提高学习的积极性，难度不大.
7．（2024秋 海淀区期末）近年来，我国科技成果显著。下列成果所涉及的材料不属于金属材料的是（ ）
A．神舟十九号的耐高温材料——铼合金
B．超导量子计算机“本源悟空”的芯片材料——铝、铜和铌等
C．国产大飞机C919发动机的涂层材料——氮化硅
D．首艘大型邮轮“爱达 魔都号”上层建筑材料——铝合金
【专题】物质的分类专题；分析与推测能力．
【分析】金属材料包括金属和合金，据此分析。
【解答】解：A．铼合金属于金属材料，故A正确；
B．铝、铜和铌等属于金属材料，故B正确；
C．氮化硅属于新型无机非金属材料，故C错误；
D．铝合金属于金属材料，故D正确；
故选：C。
【点评】本题主要考查金属材料等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
8．（2024秋 昌平区期末）近年来我国航天领域取得新突破，下列工程所使用的材料为金属材料的是（ ）
A．嫦娥六号探测器主体框架——钛合金
B．嫦娥六号探测器光学望远镜——高密度碳化硅特种陶瓷
C．神舟宇航员宇航服——碳纤维复合材料
D．“天和”核心舱电推进系统推力器的腔体——氮化硼陶瓷
【专题】物质的分类专题；分析与推测能力．
【分析】A．钛合金是金属材料；
B．高致密碳化硅特种陶瓷是非金属元素形成的化合物；
C．碳纤维是碳单质，属于非金属材料；
D．氮化硼陶瓷是非金属元素形成的化合物。
【解答】解：A．主体框架钛合金是金属材料，故A正确；
B．光学望远镜高致密碳化硅特种陶瓷属于新型无机非金属材料，故B错误；
C．碳纤维是碳单质，属于非金属材料，故C错误；
D．氮化硼陶瓷是非金属元素形成的化合物，属于新型无机非金属材料，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查了化学在社会、生产、生活中的应用，利用化学知识解答生活问题，熟悉物质组成、性质和应用是解题关键，侧重于基础知识的考查，有利于培养学生的良好的科学素养和提高学习的积极性，题目难度不大。
9．（2023秋 昌平区校级期末）近年来我国科学家在诸多科技领域取得新突破，下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．可应用于电化学能量储存和转换的新型全碳材料——石墨炔
B．单孔腔镜手术机器人蛇形手术臂使用的形状记忆合金——镍钛合金
C．大型客机C919的发动机涡轮部件——陶瓷基复合材料
D．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
【专题】物质的组成专题；理解与辨析能力．
【分析】A．石墨是非金属；
B．合金和纯金属均为金属材料；
C．陶瓷基复合材料为无机非金属材料；
D．氢气是非金属。
【解答】解：A．石墨是非金属，石墨炔不是金属材料，故A错误；
B．合金和纯金属均为金属材料，镍钛合金为金属材料，故B正确；
C．陶瓷基复合材料为无机非金属材料，故C错误；
D．氢气是非金属，液氢不是金属材料，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查物质的组成，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题比较简单。
10．（2025春 东城区校级月考）近年来，我国科技迅猛发展，下列科技成果中所蕴含的化学知识叙述不正确的是（ ）
A．在“人造太阳”中发生核聚变的3H、2H是1H的同位素
B．华为麒麟芯片的主要成分是单质硅
C．歼﹣20战斗机采用大量先进复合材料、石墨烯材料等，其中石墨烯材料属于有机高分子材料
D．“奋斗者”号载人潜水器球壳所使用的钛合金能承受深海高压
【专题】物质的性质和变化专题．
【分析】A．质子数相同中子数不同的原子互为同位素；
B．硅为良好的半导体材料；
C．石墨烯为碳的单质；
D．一般合金性能优于成分金属。
【解答】解：A．3H、2H是1H质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A正确；
B．硅为良好的半导体材料，是制造芯片的主要原料，故B正确；
C．石墨烯为碳的单质，是无机物，故C错误；
D．钛合金强度高，能承受深海高压，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查物质的组成、结构与性质，为高频考点，把握物质的性质、应用及化学与生活的关系为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，题目难度不大。
11．（2023春 西城区校级期中）下列说法不正确的是（ ）
A．制玻璃和水泥都要用到石灰石
B．光纤和手机芯片的主要成分都是硅单质
C．硅在自然界主要以化合物形式存在
D．碳化硅是一种耐高温陶瓷
【专题】碳族元素．
【分析】A．制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，制水泥的主要原料是黏土、石灰石；
B．光纤的主要成分是二氧化硅；
C．Si在自然界中主要以硅酸盐和氧化物的形式存在；
D．碳化硅为共价晶体。
【解答】解：A．制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，制水泥的主要原料是黏土、石灰石，制玻璃和水泥都要用到石灰石，故A正确；
B．手机芯片的主要成分是单质硅，光纤的主要成分是二氧化硅，故B错误；
C．Si在自然界中主要以化合态存在，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在，故C正确；
D．碳化硅为共价晶体，耐高温，硬度高，是一种耐高温陶瓷，故D正确；
故选：B。
【点评】本题考查元素化合物，侧重考查学生含硅物质性质的掌握情况，试题比较简单。
12．（2024 海淀区校级开学）玻璃中含有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等。下列说法不正确的是（ ）
A．Na+和O2﹣具有相同的电子层结构
B．Si的最外层电子数为4，不易得到电子也不易失去电子
C．Ca的原子结构示意图为
D．O的得电子能力强于Si
【专题】原子组成与结构专题；碳族元素；理解与辨析能力．
【分析】A．Na+和O2﹣的电子层结构相同；B．Si的最外层电子数为4，形成8电子稳定结构，难得到和失去电子4个；
C．Ca的原子核内有20个质子、核外有20个电子；
D．O原子半径越小，最外层电子数多，易得到电子。
【解答】解：A．Na+和O2﹣具有相同的电子层结构，都为两个电子层，电子数分别为2、8，故A正确；
B．Si的最外层电子数为4，不易得到电子也不易失去电子，易形成共价键，故B正确；
C．Ca的原子核内有20个质子、核外有20个电子，原子结构示意图为，故C错误；
D．O的最外层电子数6，原子核外两个电子层，硅的最外层电子数4，原子核外3个电子层，O得电子能力强于Si，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查了原子结构、元素性质分析判断，注意知识的熟练掌握，题目难度不大。
13．（2021秋 海淀区期中）我国“天问一号”探测器使用了大量新材料，其中属于金属材料的是（ ）
A．探测器结构材料——镁铝合金
B．深空太阳能电池材料——砷化镓
C．隔热组件材料——二氧化硅纳米气凝胶
D．柔性可伸缩材料——形状记忆聚合物
【专题】化学应用．
【分析】A．合金属于金属材料；
B．砷化镓是一种半导体材料；
C．二氧化硅纳米气凝胶为纳米级二氧化硅颗粒构成的充满气体的极轻的固体；
D．形状记忆聚合物是具有形状记忆功能的高分子化合物。
【解答】解：A．合金属于金属材料，故A正确；
B．砷化镓是一种半导体材料，不是金属材料，故B错误；
C．二氧化硅纳米气凝胶为纳米级二氧化硅颗粒构成的充满气体的极轻的固体，属于胶体，不是金属材料，故C错误；
D．形状记忆聚合物是具有形状记忆功能的高分子化合物，属于合成有机高分子化合物，不是金属材料，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查物质的组成及性质，为高频考点，把握物质的组成、用途解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，学习中注意相关基础知识的积累，注意材料组成的分析判断。
14．（2023 西城区校级模拟）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是（ ）
A．“天宫二号”航天器使用的质量轻、强度高的材料——钛合金
B．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓
C．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
D．“C919”飞机机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂
【专题】物质的分类专题．
【分析】金属材料的是指金属单质及其合金，据此进行分析。
【解答】解：A．合金都是金属材料，所以钛合金属于金属材料，故A正确；
B．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓是化合物，不是金属材料，故B错误；
C．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢是非金属单质，故C错误；
D．“C919”飞机机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂，属于复合材料，不属于金属材料，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查了化学在社会、生产、生活中的应用，利用化学知识解答生活问题，熟悉物质组成、性质和应用是解题关键，侧重于基础知识的考查，有利于培养学生的良好的科学素养和提高学习的积极性，题目难度不大。
二．解答题（共5小题）
15．（2024春 浙江期中）工业上以石英砂为原料生产高纯硅的工艺路线如图：
已知：①SiHCl3分子中硅的化合价为+4价。
②SiHCl3SiCl4均极易水解，反应方程式分别为：
SiHCl3+3H2O═3HCl+H2↑+H2SiO3↓
SiCl4+4H2O═4HCl+
（1）硅原子的最高能级的电子云轮廓图呈 哑铃 形，硅元素位于元素周期表的 p 区。
（2）写出石英砂与焦炭反应的化学反应方程式： SiO2+2CSi+2CO↑ 。
（3）下列说法正确的是 CD 。
A.电负性：Cl＞C＞Si＞H
B.1mol SiO2晶体中含有共价键2NA
C.该工艺流程中的H2和HCl都可以循环使用
D.整个工艺流程中都应该隔绝空气
（4）写出SiCl4与足量乙醇反应生成A的化学反应方程式： SiCl4+4CH3CH2OH＝（CH3CH2O）4Si+4HCl 。
（5）设计实验验证SiCl4水解后溶液中的主要离子： 取水解且过滤后少量的溶液于试管中，向溶液中加入紫色石蕊，如果溶液变红色，说明溶液中含有氢离子；向溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，如果生成白色沉淀，说明含有氯离子 。
【专题】碳族元素．
【分析】石英砂和焦炭在1800℃条件下反应生成粗硅和CO，粗硅和氯气在高温下反应生成SiCl4，SiCl4和足量CH3CH2OH反应生成（CH3CH2O）4Si和HCl；粗硅和HCl在300℃条件下反应生成SiHCl3和H2，SiHCl3和H2在1100℃下反应生成Si和HCl；
（1）p能级的电子云轮廓图为哑铃形；第ⅢA族～0族的元素都是p区元素；
（2）石英砂和焦炭在高温下反应生成Si、CO；
（3）A.元素的非金属性越强，其电负性越大；
B.SiO2晶体中，每个Si原子形成4个Si—O键；
C.粗硅生成SiHCl3生成H2、SiHCl3生成高纯硅消耗H2，SiCl4生成A生成HCl，反应Ⅱ消耗HCl；
D.硅易和氧气反应，氢气、乙醇都易燃烧；
（4）SiCl4和足量CH3CH2OH反应生成（CH3CH2O）4Si和HCl；
（5）SiCl4水解生成HCl和原硅酸，溶液中含有氢离子和氯离子，溶液呈酸性，氯离子可以用硝酸银溶液检验。
【解答】解：（1）p能级的电子云轮廓图为哑铃形，Si原子最高能级为3p能级，所以硅原子的最高能级的电子云轮廓图呈哑铃形；第ⅢA族～0族的元素都是p区元素，Si元素位于第ⅣA族，属于p区元素，
故答案为：哑铃；p；
（2）石英砂和焦炭在高温下反应生成Si、CO，反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑，
故答案为：SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）A.元素的非金属性：Cl＞C＞H＞Si，电负性：Cl＞C＞H＞Si，故A错误；
B.SiO2晶体中，每个Si原子形成4个Si—O键，则1mol SiO2晶体中含有共价键4NA，故B错误；
C.粗硅生成SiHCl3生成H2、SiHCl3生成高纯硅消耗H2，SiCl4生成A生成HCl，反应Ⅱ消耗HCl，所以该工艺流程中的H2和HCl都可以循环使用，故C正确；
D.硅易和氧气反应，氢气、乙醇都易燃烧，所以整个工艺流程中都应该隔绝空气，故D正确；
故选：CD；
（4）SiCl4和足量CH3CH2OH反应生成（CH3CH2O）4Si和HCl，反应方程式为SiCl4+4CH3CH2OH＝（CH3CH2O）4Si+4HCl，
故答案为：SiCl4+4CH3CH2OH＝（CH3CH2O）4Si+4HCl；
（5）SiCl4水解生成HCl和原硅酸，溶液中含有氢离子和氯离子，溶液呈酸性，可以用紫色石蕊试液检验氢离子、用硝酸银溶液检验氯离子，检验方法为：取水解且过滤后少量的溶液于试管中，向溶液中加入紫色石蕊，如果溶液变红色，说明溶液中含有氢离子；向溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，如果生成白色沉淀，说明含有氯离子，
故答案为：取水解且过滤后少量的溶液于试管中，向溶液中加入紫色石蕊，如果溶液变红色，说明溶液中含有氢离子；向溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，如果生成白色沉淀，说明含有氯离子。
【点评】本题考查元素化合物的性质，侧重考查阅读、分析、判断及知识综合运用能力，明确元素化合物的性质、物质之间的转化关系、离子的检验方法是解本题关键，题目难度不大。
16．（2025春 北京校级月考）硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
（1）下列物质中不属于硅酸盐材料的是 D 。
A．陶瓷
B．玻璃
C．水泥
D．水晶
（2）工业上常用反应：2C+SiO2Si+2CO↑制备粗硅，该反应中氧化剂是 SiO2 （填化学式，下同），氧化产物是 CO 。
（3）SiO2是玻璃的主要成分之一，它 是 酸性氧化物（填“是”或“不是”）。
（4）SiO2和NaOH生成 Na2SiO3 ，（填化学式），其水溶液俗称水玻璃。
【专题】碳族元素；理解与辨析能力．
【分析】（1）陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品；
（2）反应中C元素化合价升高，C为还原剂；Si元素化合价降低，SiO2为氧化剂；
（3）SiO2能与碱反应生成盐和水；
（4）SiO2和NaOH反应生成Na2SiO3。
【解答】解：（1）陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品，所以都属于硅酸盐材料，而水晶主要成分是二氧化硅，
故答案为：D；
（2）反应中C元素化合价升高，C为还原剂，发生氧化反应，得到氧化产物CO；Si元素化合价降低，SiO2为氧化剂，发生还原反应，得到还原产物Si，
故答案为：SiO2；CO；
（3）SiO2能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，
故答案为：是；
（4）SiO2和NaOH反应生成Na2SiO3，其水溶液俗称水玻璃，
故答案为：Na2SiO3。
【点评】本题考查元素化合物，侧重考查学生含硅物质性质的掌握情况，试题难度中等。
17．（2022春 顺义区期末）阅读短文，回答问题。
硅元素在地壳中的含量仅次于氧。人类很早就利用硅酸盐烧陶制瓷、获得玻璃制品。
1824年，人类成功提炼出硅单质。
如今，半导体“硅”已经成为信息时代高科技的代名词。由于硅元素储量丰富，且单晶硅具有优异的耐高温与抗腐蚀性能，所以单晶硅成为制造大规模集成电路（俗称“芯片”）的基底材料。
芯片的制造是一个“聚沙成塔”的过程，要经历用石英砂（主要成分SiO2）制粗硅、粗硅提纯、单晶硅处理等许多微加工步骤，再将根据要求设计的芯片光罩上的电路图转移上去，通过晶片切割最后封装成集成电路。整个过程需要高精密度的专业设备实现，其中不乏我国目前还未完全掌握而被“卡脖子”的技术。
我国科学家正开发“碳基”芯片来替代硅基芯片，习近平主席评价此项研究“另辟蹊径，柳暗花明”。
请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
（1）硅元素在自然界中以游离态（单质）形式存在 错 。
（2）单晶硅做芯片的基底材料与硅元素储量丰富、单晶硅耐腐蚀性能优异有关 对 。
（3）芯片“聚沙成塔”的制造过程未涉及化学变化 错 。
（4）碳和硅在周期表中位于同一主族，性质相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基芯片 对 。
【专题】碳族元素．
【分析】（1）硅为亲氧元素；
（2）硅为良好的半导体，硅元素储量丰富、单晶硅耐腐蚀性；
（3）过程中有新物质生成的变化为化学变化，没有新物质生成的变化为物理变化；
（4）依据同主族元素性质的相似性解答。
【解答】解；（1）硅为亲氧元素，自然界中不存在游离态的硅，通常以二氧化硅或者硅酸盐形式存在，
故答案为：错；
（2）单晶硅做芯片的基底材料与硅元素储量丰富、单晶硅耐腐蚀性能优异有关，说法正确，
故答案为：对；
（3）芯片“聚沙成塔”的制造过程涉及二氧化硅转化为硅，有新物质生成，涉及化学变化，
故答案为：错；
（4）碳和硅在周期表中位于同一主族，性质相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基芯片，说法正确，
故答案为：对。
【点评】本题考查了元素化合物知识，侧重考查硅及其化合物性质和用途，性质决定用途，熟悉相关物质的性质即可解答，题目难度不大。
18．（2021秋 房山区期末）阅读短文，回答问题。
2022年冬奥会及冬残奥会火炬的设计秉持绿色、可持续理念，力图将艺术设计与科技创新相融合。
其科技亮点之一是火炬采用氢作为燃料。除了环保属性外，氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用，并可抗风10级。然而，若要维持同样的燃烧时间，氢气的存储空间比传统液态丙烷燃料要大一倍。这也意味着氢燃料的燃烧罐需要能够承受更大的压力。
第二个技术亮点是火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主。外飘带使用了先进的碳纤维立体编织成型技术，以及抗高温燃烧涂层。点火段采用铝合金材质，耐800摄氏度以上的高温。
国际奥委会执委会对此次火炬设计给予了高度肯定，认为这次火炬的设计既有文化传承又有科技创新。不仅体现了双奥之城的特点，而且展现了奥林匹克的精神。
请依据以上短文，判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
（1）2022年冬奥会火炬采用氢作为燃料。 对
（2）丙烷是比氢气更加优良的火炬燃料。 错
（3）用碳纤维材料制造的火炬更轻、更耐压。 对
（4）碳纤维和铝合金均为耐高温材料。 对
【专题】物质的分类专题．
【分析】（1）上述分析可知，火炬燃料是氢气；
（2）丙烷燃烧生成二氧化碳和水，氢气燃烧生成水；
（3）火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主；
（4）火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主，外飘带使用了先进的碳纤维立体编织成型技术，以及抗高温燃烧涂层，点火段采用铝合金材质，耐800摄氏度以上的高温。
【解答】解：（1）2022年冬奥会火炬采用氢作为燃料，氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用，并可抗风10级，
故答案为：对；
（2）丙烷燃烧生成二氧化碳和水，氢气燃烧生成水，氢气是比丙烷更加优良的火炬燃料，
故答案为：错；
（3）火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，火炬燃烧罐也以碳纤维材质为主，用碳纤维材料制造的火炬更轻、更耐压，
故答案为：对；
（4）火炬外壳采用了重量轻的耐高温碳纤维材料，点火段采用铝合金材质，耐800摄氏度以上的高温，碳纤维和铝合金均为耐高温材料，
故答案为：对。
【点评】本题考查了物质组成和分类、物质性质的理解应用，题目难度不大。
19．（2024秋 蓝田县期末）碳形成的化合物种类繁多，硅是构成地壳岩石的主要元素．
（1）碳在自然界有两种稳定的同位素，有关数据如下表：
同位素 相对原子质量 丰度（原子分数）
12C 12（整数，相对原子质量的基准） 0.9893
13C 13.003354826 0.0107
请列出碳元素近似相对原子质量的计算式 12.01 ．
（2）Si原子的14个电子排布在 5 个能级上；与硅元素同周期、其原子核外有2个未成
对电子的元素的最外层电子排布式为 3s23p4 ．
（3）SiO2用途广泛，以下叙述错误的是 a ．
a．SiO2是二氧化硅的分子式
b．SiO2中1个Si原子结合4个O原子
c．SiO2是酸性氧化物
d．SiO2熔沸点较高，属于原子晶体
（4）通常状况下，SiF4呈气态．以下叙述正确的是 b ．
a．Si原子难以形成Si4+
b．SiF4是有极性键的非极性分子
c．固态SiF4是原子晶体
d．相同压强时，SiF4的沸点高于SiCl4
（5）Fe3O4 可以写成FeO Fe2O3，也可写成盐的形式：Fe[Fe2O4]．Pb3O4中含+2价的Pb和
+4价的Pb，请将Pb3O4写成两种氧化物的形式 2PbO．PbO2 ，写成盐的形式 Pb2PbO4 ．
（6）Pb的+2价化合物稳定，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2．写出Pb3O4与盐酸反应的化学方程式 Pb3O4+8HCl（浓）═3PbCl2+Cl2↑+4H2O ．
【分析】（1）元素相对原子质量等于各同位素与其丰度之积的和；
（2）Si原子有1s、2s、2p、3s、3p几个能级；与硅元素同周期、其原子核外有2个未成对电子的元素是S，其最外层电子为3s、3p电子；
（3）二氧化硅是原子晶体，不存在分子，属于酸性氧化物，能和碱反应；
（4）a．Si原子最外层有4个电子，不易失去4个电子；
b．正负电荷重心重合的分子为非极性分子；
c．原子晶体熔沸点较高；
d．分子晶体中，熔沸点与其相对分子质量成正比；
（5）Pb在化合物中的化合价有+2价、+4价，改写氧化物时要遵循化合价不变、原子守恒；
（6）Pb3O4中+4价的Pb具有强氧化性，能氧化浓盐酸，+4价的Pb被浓盐酸还原成+2价，确定生成物PbCl2、Cl2、H2O．
【解答】解：（1）元素相对原子质量等于各同位素与其丰度之积的和，则碳元素的相对分子质量＝12×0.9893+13.003354826×0.0107＝12.01，故答案为：12.01；
（2）Si原子有1s、2s、2p、3s、3p几个能级，Si原子的14个电子排布在5个能级上；对电子的元素的最外层电子排布式为；与硅元素同周期、其原子核外有2个未成对电子的元素是S，其最外层电子为3s、3p电子，最外层电子排布式为3s23p4，故答案为：5；3s23p4；
（3）a．SiO2是原子晶体，没有分子式只有化学式，故错误；
b．SiO2中1个Si原子结合4个O原子，一个O原子连接2个Si原子，故正确；
c．SiO2是酸性氧化物，能和碱反应生成盐和水，故正确；
d．SiO2熔沸点较高，属于原子晶体，故正确；
故选a；
（4）a．Si原子最外层有4个电子，不易失电子也不易得电子，所以难以形成Si4+，故正确；
b．Si元素和F元素吸引电子能力不同，所以形成极性键，正负电荷重心重合，所以SiF4是有极性键的非极性分子，故正确；
c．固态SiF4熔沸点较低，属于分子晶体，故错误；
d．分子晶体与其相对分子质量成正比，所以相同压强时，SiF4的沸点低于SiCl4，故错误；
故选b；
（5）Fe3O4 可以写成FeO Fe2O3，也可写成盐的形式：Fe[Fe2O4]，则Pb3O4Pb3O4写成两种氧化物的形式为2PbO．PbO2，写成盐的形式为Pb2PbO4，
故答案为：2PbO．PbO2；Pb2PbO4；
（6）Pb3O4中Pb的化合价只有+2、+4，再根据化合价代数和等于零，求得Pb的总化合价为+8价，即可确定Pb3O4中有一个+4价、有两个+2价，且+4价的Pb具有强氧化性，能氧化浓盐酸生成Cl2，本身被还原成+2价Pb，生成PbCl2，
Pb3O4中一个+4价的Pb降低到+2价，降低2价；HCl（浓）中﹣1价的Cl上升到0价生成Cl2，上升1价×2，所以Pb3O4和Cl2前面的计量数都为1，根据原子守恒配平其它物质前计量数，得方程式为Pb3O4+8HCl（浓）═3PbCl2+Cl2↑+4H2O，
故答案为：Pb3O4+8HCl（浓）═3PbCl2+Cl2↑+4H2O．
【点评】本题以Si及其化合物为载体考查氧化还原反应、二氧化硅的性质等知识点，综合性较强，知道二氧化硅的空间构型，为常考查点，有时计算其共价键个数，难点是（6）题，题目难度中等．
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