聚焦2019高考 連線硅命題

山東

硅元素是地殼中含量位居第二位的元素，硅及其化合物在教材中雖然著墨不多，但其與陶瓷、玻璃、水泥等傳統非金屬材料密不可分。尤其是電子產品更新換代迅速的今天，硅芯片、光導纖維、碳化硅等在材料領域的應用更是具有重要地位。可以說缺硅無以成世界。

硅在高考命題中往往與別的物質聯合考查，只考查硅及其化合物的題目比例并不高，所以硅及其化合物的地位有點綠葉的韻味，正是由于這不可或缺的“綠葉”使高考盛宴變得多彩多姿、五彩斑斕。都說細節決定成敗，那么如果硅及其化合物的知識點和考點成為盲區的話，也勢必影響高考全局。下面我精選幾例2019年高考全國卷中的《硅及其化合物》的試題，略作分析，期望大家能夠從中有所收獲！

命題角度一 融合STSE考查硅單質

【例1】(2019·全國卷Ⅲ·7)化學與生活密切相關。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

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

【答案】C

【命題意圖與學科素養】本題屬于STSE試題，考查化學與生活、環境消毒等方面的聯系，意在考查學生理解和記憶的能力，以及分析和應用的能力。讓學生充分領悟化學在生活中的多重應用，體現學以致用的學科理念以及科學態度與社會責任的學科素養。

【解析】晶體硅中的電子吸收光能，發生電子躍遷，可將光能轉換為電能，A項正確；鋁合金具有密度小、硬度大等優點，可大量用于高鐵建設，B項正確；活性炭具有疏松多孔的結構，具有較強的吸附性，可用于除異味，但不具有殺菌作用，C項錯誤；碘酒具有強氧化性，可殺菌消毒，故可用于皮膚外用消毒，D項正確。

【快解竅門】活性炭除異味是利用物理吸附作用，屬于物理變化，沒有化學反應發生，所以無法殺滅細菌。殺菌作用往往利用的是物質的強氧化性，如利用臭氧、雙氧水、氯水、次氯酸鈉、高錳酸鉀等具有強氧化性的物質，達到殺菌的目的。

命題角度二 融合位構性推斷考查硅的物理性狀

【例2】(2019·全國卷Ⅱ·9)今年是門捷列夫發現元素周期律150周年。右表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z為短周期主族元素，W與X的最高化合價之和為8。下列說法錯誤的是

( )

A.原子半徑：W

B.常溫常壓下，Y單質為固態

C.氣態氫化物熱穩定性：Z

D.X的最高價氧化物的水化物是強堿

【答案】D

【命題意圖與學科素養】本題主要考查《必修2》模塊中元素位、構、性之間的互推，意在考查學生分析、判斷和理解能力。要求學生能結合元素所在的位置，推出結構，繼而確定性質，體現證據推理與模型認知這一學科素養。

【解析】W與X的最高化合價之和為8，則W最高化合價為+5價，X最高化合價為+3價，由此推知，W為N、X為Al、Y為Si、Z為P。原子半徑：Al>N，A項正確；Si為固體，B項正確；N的非金屬性強于P，則NH3比PH3穩定，C項正確；Al(OH)3為兩性氫氧化物，D項錯誤。

命題角度三 融合新情境考查硅的成鍵特征

【例3】(2019·全國卷Ⅰ·13)科學家合成出了一種新化合物(如圖所示)，其中W、X、Y、Z為同一短周期元素，Z核外最外層電子數是X核外電子數的一半。下列敘述正確的是

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A.WZ的水溶液呈堿性

B.元素非金屬性的順序為X>Y>Z

C.Y的最高價氧化物的水化物是中強酸

D.該新化合物中Y不滿足8電子穩定結構

【答案】C

【命題意圖與學科素養】通過新情境下物質化學鍵的結構特點，考查學生的知識遷移能力和知識整合能力，難度中等。本題中充分體現了宏觀辨識與微觀探析這一學科素養，例如從價鍵理論認識鈉、磷、硅、氯等原子結合成陽離子和復合陰離子時的特點，要求學生能從化學鍵特征關聯具體原子，能辨識無機物分子的價鍵構型。

【解析】根據新化合物結構中每種元素原子的成鍵特點及離子所帶電荷，可以猜測W為Li元素或Na元素、X為C元素或Si元素、Z為F元素或Cl元素；由于“Z核外最外層電子數是X核外電子數的一半”，元素Z的原子最外層電子數為7，故元素X為Si元素，Z為Cl元素；由“W、X、Y、Z為同一短周期元素”，以及陽離子所帶電荷為1，可推知W為Na元素；根據陰離子(原子團)所帶的電荷為-1，可以得出Y為P元素。化合物WZ為NaCl，溶液呈中性，A項錯誤；同周期主族元素非金屬性隨原子序數的增大而增強，故元素非金屬性的順序為X

【快解竅門】本題考查短周期元素形成化學鍵的特征，注意分析題給化合物的結構示意圖，利用第ⅣA族元素形成四條共價鍵、第ⅦA族元素形成一條共價鍵、第ⅥA族元素形成兩條共價鍵、第ⅤA族元素形成三條共價鍵來進行快速解答。

命題角度四 融合陶瓷考查硅酸鹽

【例4】(2019·全國卷Ⅰ·7)陶瓷是火與土的結晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質與化學有著密切的關系。下列說法錯誤的是

( )

A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵

B.聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經高溫燒結而成

C.陶瓷是應用較早的人造材料，主要化學成分是硅酸鹽

D.陶瓷化學性質穩定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優點

【答案】A

【命題意圖與學科素養】本題融合我國古代的智慧結晶—陶瓷為載體，主要考查陶瓷的成分、性質與原料等知識點，意在讓考生了解化學從古代就為我們的祖先所使用的情況，且制陶工藝十分精湛，體現科學態度與社會責任的核心素養。

【解析】瓷器呈青色與四氧化三鐵有關，而氧化鐵是紅色的，A項錯誤。制陶瓷的原料是黏土經過高溫燒結而成，B項正確；陶瓷的主要成分是硅酸鹽，C項正確；陶瓷性質穩定，具有耐酸堿腐蝕、抗氧化等優點，這一點可以通過陶瓷器皿在生活中的多重應用來證明，D項正確。

【快解竅門】瓷器青色不可能來自紅棕色的氧化鐵，從而快速判斷A項錯誤，贏得考試時間。

命題角度五 融合工藝流程考查二氧化硅

【例5】(2019·全國卷Ⅲ·26·節選)高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如圖所示。回答下列問題：

相關金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

金屬離子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+開始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9

(1)“濾渣1”含有S和________；寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應的化學方程式：____________________。

【命題意圖與學科素養】本題融合了無機化學工藝流程，考查元素化合物性質、弱電解質的電離平衡以及pH計算等知識，意在考查考生的觀察、分析和應用能力。通過天然二氧化錳粉與硫化錳礦制備高純硫酸錳，讓考生具有理論聯系實際的觀念，有將化學成果應用于生產、生活的意識，能依據實際條件并運用所學的化學知識解決生產、生活中簡單的化學問題；在實踐中逐步形成節約成本、循環利用、保護環境等觀念。體現科學態度與社會責任的學科素養。

【快解竅門】本題中對于天然二氧化錳粉與硫化錳礦中硅的存在形式沒有具體點明，但是根據原料的元素構成，不難推出錳礦中的硅一般是以硅的氧化物或者硅酸鹽形式存在。