《2026年高中必刷题高中化学必修第二册人教版》

1. [北京清华附中 2025 高一月考]如图为石墨烯—硅太阳能电池结构模型。下列说法中,不正确的是 (A)

A.自然界中存在游离态的硅
B.硅是应用广泛的半导体材料
C.二氧化硅可用来生产光导纤维
D.石墨烯—硅太阳能电池可将太阳能转化为电能

答案： 1.A 【解析】硅是亲氧元素，在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，不存在游离态的硅，A错误；硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是应用广泛的半导体材料，B正确；二氧化硅具有良好的光学性能，可用来生产光导纤维，C正确；石墨烯—硅太阳能电池可将太阳能直接转化为电能，D正确。

2. [河南部分学校 2025 高一联考]一种锌还原法制备高纯多晶硅的主要流程如下所示,下列说法错误的是 (A)


A.硅和 $ {SiCl_{4}} $均属于共价化合物
B.高纯多晶硅属于新型无机非金属材料
C.还原时发生的反应为 $ {SiCl_{4} + 2Zn \xlongequal{高温} 2ZnCl_{2} + Si} $
D.利用石英砂与焦炭反应制备粗硅时,氧化产物与还原产物的物质的量之比为 $ 2:1 $

答案： 2.A 【解析】粗硅氯化过程中生成SiCl₄，精馏后得到高纯度SiCl₄，加入锌将SiCl₄还原为Si，同时生成ZnCl₂，电解ZnCl₂得到的金属锌和氯气可以重复使用。Si是单质，不属于共价化合物，A错误；硅属于非金属材料，高纯多晶硅属于新型无机非金属材料，B正确；还原时，Zn作还原剂，SiCl₄作氧化剂，发生的反应为$SiCl₄+2Zn\frac{\underline{高温}}{}2ZnCl₂+Si，$C正确；利用石英砂与焦炭反应制备粗硅时，发生反应的化学方程式为$SiO₂+2C\frac{\underline{1800-2000℃}}{}Si+2CO↑，$该反应中氧化产物CO与还原产物Si的物质的量之比为2:1，D正确。

3. [安徽池州 2025 高一期中]回答下列问题。
(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B(填序号)。
A. 高温结构陶瓷
B. 生物陶瓷
C. 导电陶瓷
(2)玻璃是重要的建筑和装饰材料,有些玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中二氧化硅的腐蚀作用形成的,写出该反应的化学方程式:4HF+SiO₂=SiF₄↑+2H₂O。
(3)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下所示:
粗硅→补充 $ {HCl} $→反应Ⅰ→ $ {SiHCl_{3}} $→ $ {H_{2}} $→补充 $ {H_{2}} $→反应Ⅱ→ $ {HCl} $→纯硅
①反应Ⅱ的化学方程式为SiHCl₃+H₂\frac{\underline{1373-1453K}}{}Si+3HCl。
②整个过程中必须严格控制无水无氧。在有氧环境下,除了有不安全因素外,还可能使产品中混有杂质SiO₂。
(4)许多人喜欢佩戴玉石饰品,玉石的主要成分基本属于硅酸盐,例如和田玉($ {Ca_{2}Mg_{5}H_{2}Si_{8}O_{24}} $)可表示为复杂氧化物形式 $ 2{CaO} · 5{MgO} · 8{SiO_{2}} · {H_{2}O} $,我国成功发射的嫦娥一号探月卫星发现月球上主要矿石有辉石[$ {CaMgSi_{2}O_{6}} $]、斜长石[$ {KAlSi_{3}O_{8}} $]和橄榄石等,其中斜长石可写成的氧化物形式为K₂O·Al₂O₃·6SiO₂。
(5)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下所示:

石英砂→水→洗涤→洗涤液→研磨→盐酸→溶解→过滤→产品
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,能否将盐酸改为 $ {NaOH} $溶液,请说明理由:不能，二氧化硅与Al₂O₃均能与NaOH溶液反应。

答案： 3.
(1)B
(2)4HF+SiO₂=SiF₄↑+2H₂O
$(3)①SiHCl₃+H₂\frac{\underline{1373-1453K}}{}Si+3HCl ②SiO₂$
(4)K₂O·Al₂O₃·6SiO₂
(5)①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不能，二氧化硅与Al₂O₃均能与NaOH溶液反应
【解析】
(1)高温结构陶瓷用于高温环境(如火箭发动机部件)，不适用于生物医疗；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，选B。
(2)氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水：4HF+SiO₂=SiF₄↑+2H₂O。
(3)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$SiHCl₃+H₂\frac{\underline{1373-1453K}}{}Si+3HCl；$②在有氧环境下，除H₂可能与O₂混合引发危险外，生成的硅单质也可能会被氧气氧化成二氧化硅，即产品中混有SiO₂。
(4)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，斜长石可写成的氧化物形式为K₂O·Al₂O₃·6SiO₂。
(5)①将洗净的石英砂研磨成粉末，可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在题给流程中，盐酸与氧化铝反应、与二氧化硅不反应，故能除去氧化铝杂质，若将盐酸改为NaOH溶液，因为二氧化硅是酸性氧化物，则SiO₂与Al₂O₃均可以和氢氧化钠反应，无法分离二者。

4. [湖北重点高中 2024 高一联考]实验室用 $ {H_{2}} $还原 $ {SiHCl_{3}} $制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去),下列说法正确的是 (D)
已知:$ {SiHCl_{3}} $中硅元素为+4 价,沸点为 $ 31.8^{\circ}C $,在空气中易自燃,遇水会剧烈反应生成两种酸和一种气体。

A.装置Ⅰ也适用于生石灰与浓氨水反应制备氨气
B.装置Ⅱ中的试剂是浓硫酸,装置Ⅲ可采取冰水浴
C.实验时,应先加热石英管,再打开活塞 $ {K} $
D.$ {SiHCl_{3}} $与水反应的方程式为 $ {SiHCl_{3} + 3H_{2}O \xlongequal{} H_{2}SiO_{3}↓ + 3HCl + H_{2}↑} $
稀硫酸→Zn粒→活塞K→装置Ⅰ→装置Ⅱ→装置Ⅲ→SiHCl₃→管式炉→石英管→装置Ⅳ

答案： 4.D 【解析】装置I中稀硫酸与锌反应制取氢气，装置Ⅱ中盛放浓硫酸，除去氢气中的水蒸气，装置Ⅲ中提供SiHCl₃气体，SiHCl₃沸点较低，水浴中加热即可使SiHCl₃液体汽化，装置Ⅳ中制备高纯硅。装置I适用于颗粒状或块状等难溶于水的固体与液体不加热制取难溶于水的气体的反应，生石灰与浓氨水的反应不满足上述条件，不能用该装置，A错误；由上述分析可知，装置Ⅱ的作用是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放的是浓硫酸，装置Ⅲ的作用是提供SiHCl₃气体，因此需水浴加热，B错误；实验时，先打开活塞K，用氢气排尽装置内空气，防止加热时H₂不纯而发生危险，再加热石英管，C错误；SiHCl₃遇水会剧烈反应生成两种酸和一种气体，根据元素守恒，生成的酸为硅酸及HCl，生成的气体为氢气，反应的方程式为SiHCl₃+3H₂O=H₂SiO₃↓+3HCl+H₂↑，D正确。