2021高考化学一轮复习课练9碳硅及其化合物和无机非金属材料含解析

2021高考化学一轮复习课练9碳硅及其化合物和无机非金属材料含解析

课练9　碳、硅及其化合物和无机非金属材料 ‎————————[狂刷小题　夯基础]———————‎ ‎[练基础]‎ ‎1．下列关于无机非金属材料的说法不正确的是(　　)‎ A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料 B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点，但强度比较差 C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分不同 ‎2．据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是(　　)‎ A．它耐高温抗氧化 B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆 C．它没有固定的熔点 D．它是一种新型无机非金属材料 ‎3．半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是(　　)‎ A．2C＋SiO2Si＋2CO↑‎ B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O C．Si＋2Cl2SiCl4‎ D．SiCl4＋2H2Si＋4HCl ‎4．化学与生产、生活密切相关，下列说法中错误的是(　　)‎ A．用菜籽油浸泡花椒制得花椒油的过程未发生化学变化 B．河水中加入明矾杀菌、消毒后可以直接饮用 C．硅胶可用作瓶装药品的干燥剂 D．碳化硅可用作砂纸、砂轮的磨料 ‎5．下列说法正确的是(　　)‎ A．高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反应 B．CO2‎ - 14 -‎ 和钠在一定条件下反应可以得到金刚石和碳酸钠，反应中氧化剂和还原剂物质的量之比是34‎ C．现代海战通过喷放液体SiCl4(极易水解)和液氨可产生烟幕，烟幕的主要成分是NH4Cl D．从燃煤烟道灰中(含GeO2)提取半导体材料单质锗(Ge)，不涉及氧化还原反应 ‎6．甲气体可发生如下变化：甲气体乙气体丙气体乙气体丁固体。则甲、乙、丙、丁分别为(　　)‎ A．CO2、CO、O2、CaO B．O2、CO、CO2、CaCO3‎ C．O2、CO2、CO、CaCO3 D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2‎ ‎7．有以下六种饱和溶液：‎ ‎①CaCl2；②Ca(OH)2；③Na2SiO3；④Na2CO3；⑤NaAlO2；⑥NH3和NaCl，分别持续通入CO2，最终不会得到沉淀或析出晶体的是(　　)‎ A．①② B．③⑤‎ C．①⑥ D．④⑥‎ ‎[练高考]‎ ‎1．[2019·全国卷]陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　　)‎ A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁 B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成 C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐 D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 ‎2．[2019·北京卷]下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是(　　)‎ A.4.03米大口径碳化硅反射镜 B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服 C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳 米线　　　　　　　　　‎ D．“玉兔二号”钛合金筛网轮 - 14 -‎ ‎3.[2018·江苏卷]CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是(　　)‎ A．光合作用 B．自然降雨 C．化石燃料的燃烧 D．碳酸盐的沉积 ‎4．[2016·江苏卷]大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是(　　)‎ A．燃烧煤炭供热 B．利用风力发电 C．增加植被面积 D．节约用水用电 ‎5．[2014·海南卷](多选)下列关于物质应用和组成的说法正确的是(　　)‎ A．P2O5可用于干燥Cl2和NH3‎ B．“可燃冰”主要成分是甲烷和水 C．CCl4可用于鉴别溴水和碘水 D．Si和SiO2都用于制造光导纤维 ‎[练模拟]‎ ‎1．[2020·山东八校联考]化学与人类社会的生活、生产密切相关。下列说法不正确的是(　　)‎ A．我国发射的“嫦娥三号”月球探测器中使用的碳纤维是一种新型无机非金属材料 B．高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”‎ C．CO2导致温室效应，但不属于大气污染物 D．磁性氧化铁可用于制备红色颜料和油漆 ‎2．[2020·辽源模拟]下列有关说法错误的是(　　)‎ A．氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中 B．玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐 C．灼烧NaOH固体时不能使用瓷坩埚，因为瓷坩埚中的SiO2能与NaOH反应 D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸 ‎3．[2020·赣州联考]下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是(　　)‎ 选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ A 常温下，SiO2与氢氟酸和NaOH溶液均可反应 SiO2是两性氧化物 B 常温下，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小 往饱和Na2CO3溶液中通入CO2产生沉淀 C BaSO3难溶于水 SO2气体通入Ba(NO3)2溶液中产生沉淀 D 非金属性：Cl>C 酸性：HClO>H2CO3‎ - 14 -‎ ‎4．[2020·本溪模拟]将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为(　　)‎ ‎5．(多选)[2020·河南漯河高中模拟]用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下，下列说法中正确的是(　　)‎ A．制取粗硅时生成的气体产物为CO B．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应 C．电解精炼铜时，当电路中转移0.2 mol电子时，阳极质量减轻6.4 g D．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法 - 14 -‎ ‎————————[综合测评　提能力]—————————‎ 一、选择题：本题共7小题，每小题2分，共14分。每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1．[2020·天津静海调研]《厉害了，我的国》“中国名片”中航天、军事、天文等领域的发展受到世界瞩目，它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是(　　)‎ A．“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于新型无机非金属材料 B．“中国歼－20”上用到的氮化镓材料属于合金材料 C．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料 D．“天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅 ‎2．[2020·陕西西安模拟]化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列说法正确的是(　　)‎ A．计算机的芯片材料是高纯度二氧化硅 B．战国所著《周礼》中记载沿海古人“煤饼烧蛎房成灰”(“蛎房”即牡蛎壳)，并把这种灰称为“蜃”，“蜃”的主要成分为Ca(OH)2‎ C．“绿水青山就是金山银山”，矿物燃料经过脱硫脱硝处理，可以减少SO2、NO2的排放 D．2M＋N===2P＋2Q,2P＋M===Q(M、N为原料，Q为期望产品)，不符合“绿色化学”的理念 ‎3．[2020·黑龙江质检]下列叙述正确的是(　　)‎ A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成 B．向Na2CO3溶液中逐滴加入含等物质的量HCl的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为12‎ C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同 D．向饱和BaCl2溶液中先通入CO2，再通入NH3，有BaCO3沉淀析出 ‎4．[2020·东北三省哈师大附中等三校模拟]下列说法中不正确的是(　　)‎ A．SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃 B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶 C．氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，其化学式为Si3N4‎ D．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能 ‎5．[2020·绵阳质检]下列除杂方法正确的是(　　)‎ A．SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液，然后过滤除去 B．CO2中含有CO杂质，可以通入盛有灼热CuO的玻璃管 - 14 -‎ C．CO2中含有HCl杂质，可以通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶 D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤 ‎6．[2020·河北邢台质量检测]下表各组物质之间通过一步反应不可以实现如图所示转化关系的是(　　)‎ 选项 X Y Z A NH3‎ NO2‎ HNO3‎ B SiO2‎ Na2SiO3‎ H2SiO3‎ C Al2O3‎ NaAlO2‎ Al(OH)3‎ D CO2‎ Na2CO3‎ NaHCO3‎ ‎7．[2020·银川模拟]利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：‎ 容器①中发生的反应①为Si(粗)＋3HCl(g)===SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中发生的反应②为SiHCl3(l)＋H2(g)===Si(纯)＋3HCl(g)。下列说法正确的是(　　)‎ A．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用 B．最好用分液的方法分离Si和SiHCl3‎ C．反应①和②中HCl均作氧化剂 D．反应①和②均属于可逆反应 二、选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。‎ ‎8．如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是(　　)‎ - 14 -‎ A．SiO2不属于两性氧化物 B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞 C．硅胶吸水后可重复再生 D．图中所示转化反应都是氧化还原反应 ‎9．将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与所通入CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应过程中的叙述不正确的是(　　)‎ A．Oa段反应的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O B．ab段与cd段所发生的反应相同 C．de段沉淀减少是由于BaCO3固体的消失 D．bc段反应的离子方程式是2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO ‎10．诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是(　　)‎ A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B．用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到1.4 g硅 C．6 g的二氧化硅中含有0.2 mol的共价键 D．二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 三、非选择题：本题共3小题。‎ ‎11．(11分)草酸钴(CoC2O4·2H2O)是一种难溶于水的晶体，是制备氧化钴和金属钴的原料，通过含钴废料(含少量的Ni、Al2O3、Fe、SiO2)来制备草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的工业流程如图所示：‎ - 14 -‎ ‎(1)含钴废料粉碎的目的是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)滤渣Ⅰ的主要成分是________，滤渣Ⅱ的主要成分是________。‎ ‎(3)操作①是________________。‎ ‎(4)浸出液中加CoO的目的是______________________________________________________________________________________________________；还需加________，作用是____________________(用离子方程式来表示)。‎ ‎(5)若利用酸性KMnO4标准液来滴定C2O，离子方程式为________________；滴定终点的现象是____________。‎ ‎12．(10分)[2020·宁夏石嘴山三中月考]用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，反应如下：3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)氮化硅可用于制造发动机的耐热部件，因为它属于________晶体。有关氮化硅的上述反应中，原子最外层只有一个未成对电子的元素是______(填元素符号)；属于非极性分子的化合物的电子式是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是________(填序号)。‎ a．比较两种元素的气态氢化物的沸点 b．比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小 c．比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱 ‎(3)Si与Al、Be具有相似的化学性质，因为______________________(简述理由)，写出Si与强碱溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎13．[2020·山西太原模拟]二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒，与水接触易水解，沸点为8.2 ℃。在铜催化作用下，HCl与硅在250～260 ℃反应可制得SiH2Cl2。‎ - 14 -‎ ‎(1)以浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置来制取HCl，利用了浓硫酸的________性。‎ ‎(2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎______________________。‎ ‎(3)按照气体从左到右的方向，制取SiH2Cl2的装置连接次序为a→________→________→f→g→________→________→________→______(填仪器接口的字母，其中装置C用到2次)。其中装置B的作用是________________________；前面装置C中装的药品为________________，后面装置C的作用为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)新的制取SiH2Cl2的方法是：往硅粉中先通入Cl2，在300～350 ℃反应生成SiCl4，然后再与HCl在250～260 ℃反应，可以大大提高产率。如果通入气体的次序相反，产率会降低，其原因是________________________(用化学方程式表示)。‎ - 14 -‎ 课练9　碳、硅及其化合物和无机非金属材料 ‎[狂刷小题　夯基础]‎ ‎[练基础]‎ ‎1．B　无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类。传统无机非金属材料是指我们常说的硅酸盐材料，包括玻璃、水泥、砖瓦、陶瓷等；新型无机非金属材料是指一些新型的具有特殊结构和特殊功能的材料。新型无机非金属材料与传统无机非金属材料相比，具有许多优良性能，如强度高、耐高温、耐磨损、耐酸碱腐蚀、具有压电效应、具有生物功能等。‎ ‎2．B　由航空材料的成分知其质轻、具有耐高温抗氧化等性质，由于这种材料能增加韧性，故质地不会较脆，故B错，A正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，由碳化硅、高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料均属于新型无机非金属材料，C、D正确。‎ ‎3．B　工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2粗硅SiCl4纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。‎ ‎4．B　用菜籽油浸泡花椒制得花椒油的过程是萃取过程，属于物理变化，故A正确；明矾作净水剂可以除去水中的悬浮杂质，但不能杀菌消毒，故B错误；硅胶具有吸水性，且无毒，可以用作瓶装药品的干燥剂，故C正确；碳化硅具有金刚石结构，硬度很大，可用作砂纸、砂轮的磨料，故D正确。‎ ‎5．C　玻璃的主要成分之一SiO2在高温下才与C反应，A项错误；C由＋4价降低到0价，化合价变化为4，Na由0价升高到＋1价，化合价变化为1，根据化合价升降值相等的原则，CO2与Na物质的量之比为1:4，B项错误；SiCl4水解生成HCl和硅酸，HCl与氨气反应生成NH4Cl，C项正确；由化合态到游离态，一定发生氧化还原反应，D项错误。‎ ‎6．C　以丙气体为突破口，丙通过灼热的CuO后，生成的乙气体可与澄清石灰水反应生成丁固体，说明乙是CO2，则逆推出丙是CO，则甲是O2，丁是CaCO3。‎ ‎7．A　碳酸比盐酸酸性弱，CO2与CaCl2溶液不反应，无沉淀生成，故①符合题意；过量的CO2与Ca(OH)2发生反应：Ca(OH)2＋2CO2===Ca(HCO3)2，无沉淀生成，故②符合题意；碳酸比硅酸酸性强，过量的CO2与Na2SiO3溶液发生反应：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===2NaHCO3＋H2SiO3↓，产生硅酸沉淀，故③不符合题意；过量的CO2通入饱和Na2CO3溶液中发生反应：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓，因为NaHCO3溶解度比Na2CO3小，所以有NaHCO3晶体析出，故④不符合题意；NaAlO2溶液中通入过量的CO2，由于碳酸是弱酸且酸性比Al(OH)3强，所以会生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，其化学方程式为2H2O＋NaAlO2＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3，故⑤不符合题意；CO2、NH3和NaCl反应生成NH4Cl和NaHCO3，NaHCO3的溶解度较小，最终析出NaHCO3晶体，故⑥不符合题意。‎ - 14 -‎ ‎[练高考]‎ ‎1．A　氧化铁为红色，瓷器青色不是氧化铁形成的，A项错误。陶土是具有良好可塑性的黏土，主要用于烧制陶制品，B项正确。陶瓷属于硅酸盐产品，C项正确。陶瓷的主要化学成分是硅酸盐，质地紧密，一般不易与酸、碱等物质反应，D项正确。‎ ‎2．A　碳化硅属于新型无机非金属材料，A正确；聚氨酯属于有机高分子材料，B错误；银属于金属材料，C错误；合金属于金属材料，D错误。‎ ‎3．C　光合作用过程中植物吸收CO2使CO2含量下降，A项不符合题意；自然降雨的过程会消耗CO2，使CO2含量下降，B项不符合题意；化石燃料燃烧时会产生CO2，使CO2含量上升，C项符合题意；碳酸盐能够与CO2反应生成可溶性的碳酸氢盐，消耗CO2，使CO2含量下降，D项不符合题意。‎ ‎4．A　A项，煤炭燃烧会放出CO2，加剧“温室效应”；B项，利用风力发电可以减少燃煤，进而减少CO2的排放；C项，植被面积增大，会减少大气中的CO2；D项，节约用水与CO2无关。‎ ‎5．BC　A项，P2O5是酸性干燥剂，只能用来干燥酸性气体和中性气体，不能干燥NH3，错误；B项“可燃冰”是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，正确；C项，溴单质、碘单质均易溶于CCl4而不易溶于水，可用CCl4来萃取溴水或碘水，溴的CCl4溶液呈橙色，碘的CCl4溶液呈紫红色，正确；D项，制造光导纤维的主要原料是SiO2，不是Si单质，错误。‎ ‎[练模拟]‎ ‎1．D　碳纤维的主要成分是碳，是一种新型无机非金属材料，A项正确；光导纤维的主要成分是SiO2，SiO2能与NaOH等强碱反应，则光导纤维遇到强碱会“断路”，B项正确；CO2不属于大气污染物，C项正确；磁性氧化铁为Fe3O4，能用于制备红色颜料和油漆的是Fe2O3，俗称铁红，D项错误。‎ ‎2．B　氢氟酸能腐蚀玻璃，不能盛放在玻璃试剂瓶中，A正确；水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸盐，B错误；SiO2是酸性氧化物，能与NaOH反应，但不与水反应，C、D正确。‎ ‎3．B　SiO2是酸性氧化物，而不是两性氧化物，叙述Ⅱ错误，A项不符合题意；往饱和Na2CO3溶液中通入CO2，发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，常温下，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，故有沉淀产生，叙述Ⅰ、Ⅱ均正确且有因果关系，B项符合题意；SO2气体通入Ba(NO3)2溶液中，在酸性条件下，NO将SO2氧化为SO，生成BaSO4沉淀，叙述Ⅰ、Ⅱ均正确但无因果关系，C项不符合题意；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，由非金属性：Cl>C，可知酸性：HClO4>H2CO3，而实际上酸性：HClO

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