2025屆高三化學(xué)高考一輪復(fù)習(xí)同步練習(xí)：碳、硅及無機(jī)非金屬材料

PAGE碳、硅及無機(jī)非金屬材料

一、選擇題(每題6分，共66分)1．金剛砂(SiC)可由SiO2和碳在一定條件下反應(yīng)制得，反應(yīng)方程式為SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑，下列有關(guān)制造金剛砂的說法正確的是()A．該反應(yīng)中的氧化劑是SiO2，還原劑為CB．該反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2C．該反應(yīng)中每生成1molSiC轉(zhuǎn)移電子12molD．該反應(yīng)中的還原產(chǎn)物是SiC、氧化產(chǎn)物是CO，其物質(zhì)的量之比為1∶22．下列說法中不正確的是()A．光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅B．二氧化硅是硅酸的酸酐，但不可以用它和水直接反應(yīng)來制取硅酸C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但在常溫下也可和某些物質(zhì)反應(yīng)D．盛放硅酸鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞的主要原因是硅酸鈉溶液水解呈堿性3．如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是()A．SiO2屬于兩性氧化物B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶用玻璃塞C．硅膠吸水后可重復(fù)再生D．圖中所示的轉(zhuǎn)化都是氧化還原反應(yīng)4．下列敘述中不正確的是()A．單質(zhì)硅是重要的半導(dǎo)體材料B．二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的材料C．硅酸鈉可以作木材防火劑D．自然界里存在大量的單質(zhì)硅和二氧化硅5．下列說法中不正確的是()A．因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2對(duì)應(yīng)的酸B．CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀C．SiO2熔點(diǎn)高、硬度大D．氫氟酸能夠雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶來盛裝氫氟酸6．(2024·北京師大附中高三期中)根據(jù)侯氏制堿原理制備少量NaHCO3的實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過制取氨氣、制取NaHCO3、分離NaHCO3、干燥NaHCO3四個(gè)步驟，下列圖示裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)7．(2024·合肥質(zhì)檢)硅及其化合物是帶來人類文明的重要物質(zhì)。下列說法正確的是()A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽產(chǎn)品B．水玻璃是純凈物，可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑C．某硅酸鹽的化學(xué)式為KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示D．高純硅可用于制造光導(dǎo)纖維，高純二氧化硅可用于制造太陽(yáng)能電池8．(2024·陜西高三教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，下列有關(guān)說法正確的是()A．用氫氟酸蝕刻玻璃儀器上的刻度，是利用了氫氟酸的強(qiáng)氧化性B．太陽(yáng)能電池板的主要成分是二氧化硅C．生物柴油和液化石油氣(LPG)的主要成分都是烴類D．壓敏膠黏劑是一種復(fù)合材料，一般選擇以橡膠為基料，并加入增黏樹脂合成9．下列說法不正確的是()A．SiO2能與HF反應(yīng)，因此可用HF刻蝕玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C．氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4D．石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能10．下列離子方程式中書寫正確的是()A．水玻璃中通入過量的二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3B．澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)C．二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋4H＋＋4F－=SiF4↑＋2H2OD．二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O11．下列敘述正確的是()A．因?yàn)镹a2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)B．碳和硅都是第ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似C．二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸，所以二氧化硅是兩性氧化物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應(yīng)生成硅酸二、非選擇題(共34分)12．(15分)石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某初級(jí)石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)。設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下：(注：SiCl4的沸點(diǎn)為57.6℃，金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150℃)(1)向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間N2，主要目的是__________________。(2)高溫反應(yīng)后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物。氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為________。由氣體Ⅱ中某物質(zhì)得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________________________________________________________________________________________________。(3)步驟①為：攪拌、________。所得溶液Ⅳ中的陰離子有________________。(4)100kg初級(jí)石墨最多可獲得Ⅴ的質(zhì)量為________kg。13．(19分)光纖通訊是用光導(dǎo)纖維傳送信號(hào)的一種通訊手段，合成光導(dǎo)纖維及氮化硅(一種無機(jī)涂層)的工藝流程如下：回答下列問題：(1)反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________，氧化劑為________(填化學(xué)式)。(2)經(jīng)反應(yīng)Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物質(zhì)如下：組分名稱SiCl4SiHCl3SiH2Cl2HClBCl3PCl3質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5450.4050.04620.00030.001930.00157沸點(diǎn)/℃57.631.88.2－8512.575.5圖中“操作X”的名稱為________；PCl3的電子式為________________。(3)反應(yīng)Ⅲ和Ⅳ中尾氣的用途為________；反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(4)Si(NH2)4熱分解法制取氮化硅：先用四氯化硅與氨氣反應(yīng)生成Si(NH2)4和一種氣體：________(填化學(xué)式)；然后使Si(NH2)4受熱分解，分解后的另一種產(chǎn)物的化學(xué)式為________。碳、硅及無機(jī)非金屬材料

一、選擇題(每題6分，共66分)1．金剛砂(SiC)可由SiO2和碳在一定條件下反應(yīng)制得，反應(yīng)方程式為SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑，下列有關(guān)制造金剛砂的說法正確的是()A．該反應(yīng)中的氧化劑是SiO2，還原劑為CB．該反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2C．該反應(yīng)中每生成1molSiC轉(zhuǎn)移電子12molD．該反應(yīng)中的還原產(chǎn)物是SiC、氧化產(chǎn)物是CO，其物質(zhì)的量之比為1∶2答案D解析反應(yīng)產(chǎn)物SiC中Si、C的化合價(jià)分別為＋4、－4價(jià)，所以SiO2既不是氧化劑，又不是還原劑；碳元素從0價(jià)轉(zhuǎn)變成－4價(jià)(SiC)和＋2價(jià)(CO)，CO是氧化產(chǎn)物，SiC是還原產(chǎn)物，兩者的物質(zhì)的量之比為2∶1；每生成1molSiC轉(zhuǎn)移電子4mol。2．下列說法中不正確的是()A．光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅B．二氧化硅是硅酸的酸酐，但不可以用它和水直接反應(yīng)來制取硅酸C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但在常溫下也可和某些物質(zhì)反應(yīng)D．盛放硅酸鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞的主要原因是硅酸鈉溶液水解呈堿性答案D解析盛放硅酸鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞的主要原因是硅酸鈉溶液黏性強(qiáng)，容易使瓶塞和瓶口黏合在一起而不易打開，D錯(cuò)誤。3．如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是()A．SiO2屬于兩性氧化物B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶用玻璃塞C．硅膠吸水后可重復(fù)再生D．圖中所示的轉(zhuǎn)化都是氧化還原反應(yīng)答案C解析SiO2是酸性氧化物，它能與氫氟酸反應(yīng)是其特殊性質(zhì)，A錯(cuò)誤；Na2CO3溶液顯堿性，應(yīng)用橡膠塞，B錯(cuò)誤；在圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系中只有第一行的變化是氧化還原反應(yīng)，其余均為非氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。4．下列敘述中不正確的是()A．單質(zhì)硅是重要的半導(dǎo)體材料B．二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的材料C．硅酸鈉可以作木材防火劑D．自然界里存在大量的單質(zhì)硅和二氧化硅答案D解析硅在自然界中以化合態(tài)形式存在，多以硅酸鹽和二氧化硅的形式存在于巖石、礦物中，D錯(cuò)誤。5．下列說法中不正確的是()A．因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2對(duì)應(yīng)的酸B．CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀C．SiO2熔點(diǎn)高、硬度大D．氫氟酸能夠雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶來盛裝氫氟酸答案A解析H2SiO3對(duì)應(yīng)的酸性氧化物是SiO2，但SiO2不能直接與水反應(yīng)生成H2SiO3。6．(2024·北京師大附中高三期中)根據(jù)侯氏制堿原理制備少量NaHCO3的實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過制取氨氣、制取NaHCO3、分離NaHCO3、干燥NaHCO3四個(gè)步驟，下列圖示裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)答案C解析氯化銨受熱分解生成的氨氣和氯化氫在試管口遇冷又生成氯化銨固體，不能用加熱氯化銨固體的方法制備氨氣，A錯(cuò)誤；B中氣流方向錯(cuò)誤，應(yīng)該從右側(cè)導(dǎo)管通入CO2氣體，B錯(cuò)誤；從溶液中分離出碳酸氫鈉固體用過濾的方法，C正確；碳酸氫鈉受熱易分解，不能用D中裝置干燥碳酸氫鈉，D錯(cuò)誤。7．(2024·合肥質(zhì)檢)硅及其化合物是帶來人類文明的重要物質(zhì)。下列說法正確的是()A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽產(chǎn)品B．水玻璃是純凈物，可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑C．某硅酸鹽的化學(xué)式為KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示D．高純硅可用于制造光導(dǎo)纖維，高純二氧化硅可用于制造太陽(yáng)能電池答案C解析水晶的主要成分是SiO2，不屬于硅酸鹽，故A錯(cuò)誤；水玻璃是硅酸鈉的水溶液，是混合物，故B錯(cuò)誤；高純度的SiO2用于制光纖，高純度的Si用于制太陽(yáng)能電池，故D錯(cuò)誤。8．(2024·陜西高三教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，下列有關(guān)說法正確的是()A．用氫氟酸蝕刻玻璃儀器上的刻度，是利用了氫氟酸的強(qiáng)氧化性B．太陽(yáng)能電池板的主要成分是二氧化硅C．生物柴油和液化石油氣(LPG)的主要成分都是烴類D．壓敏膠黏劑是一種復(fù)合材料，一般選擇以橡膠為基料，并加入增黏樹脂合成答案D解析HF能夠與玻璃中二氧化硅反應(yīng)，腐蝕玻璃，與HF氧化性無關(guān)，故A錯(cuò)誤；太陽(yáng)能電池板的主要成分是晶體硅，故B錯(cuò)誤；生物柴油主要成分是以植物油脂和動(dòng)物油脂為原料合成的高級(jí)脂肪酸甲酯或乙酯，而液化石油氣(LPG)的主要成分是丙烷、丁烷、丙烯等的混合物，故C錯(cuò)誤。9．下列說法不正確的是()A．SiO2能與HF反應(yīng)，因此可用HF刻蝕玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C．氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4D．石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能答案D解析石英的成分為SiO2是絕緣體，Si才是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，D錯(cuò)誤。10．下列離子方程式中書寫正確的是()A．水玻璃中通入過量的二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3B．澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)C．二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋4H＋＋4F－=SiF4↑＋2H2OD．二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O答案D解析Na2SiO3是強(qiáng)電解質(zhì)，應(yīng)拆成Na＋、SiOeq\o\al(2－,3)，CO2過量，產(chǎn)物應(yīng)為HCOeq\o\al(－,3)，A項(xiàng)正確寫法是SiOeq\o\al(2－,3)＋2CO2＋2H2O=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)；B項(xiàng)正確寫法是CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)；C項(xiàng)氫氟酸是弱酸，在離子方程式中不能拆分。11．下列敘述正確的是()A．因?yàn)镹a2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)B．碳和硅都是第ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似C．二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸，所以二氧化硅是兩性氧化物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應(yīng)生成硅酸答案D解析A項(xiàng)的反應(yīng)之所以能夠發(fā)生，是因?yàn)樯傻漠a(chǎn)物中有氣體生成，平衡正向移動(dòng)，促使反應(yīng)能夠順利進(jìn)行，故不能通過此反應(yīng)判斷H2CO3與H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，A錯(cuò)誤；CO2和SiO2的物理性質(zhì)差異較大，B錯(cuò)誤；SiO2與氫氟酸反應(yīng)不生成鹽，因此SiO2不屬于兩性氧化物，C錯(cuò)誤。二、非選擇題(共34分)12．(15分)石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某初級(jí)石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)。設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下：(注：SiCl4的沸點(diǎn)為57.6℃，金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150℃)(1)向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間N2，主要目的是__________________。(2)高溫反應(yīng)后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物。氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為________。由氣體Ⅱ中某物質(zhì)得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________________________________________________________________________________________________。(3)步驟①為：攪拌、________。所得溶液Ⅳ中的陰離子有________________。(4)100kg初級(jí)石墨最多可獲得Ⅴ的質(zhì)量為________kg。答案(1)排出裝置中的空氣，減少C的損失(2)COSiCl4＋6NaOH=Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O(3)過濾AlOeq\o\al(－,2)、OH－、Cl－(4)7.8解析(1)向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間N2，主要目的是排盡反應(yīng)器中的空氣，防止高溫下初級(jí)石墨與空氣中的O2反應(yīng)，減少C的損失。(2)氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為CO，由氣體Ⅱ中某物質(zhì)得到水玻璃，故其為含硅的化合物SiCl4，反應(yīng)方程式為SiCl4＋6NaOH=Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O。(3)步驟①為攪拌，并通過過濾操作將沉淀和溶液分離；由題意分析可知，所得溶液Ⅳ中的陰離子有AlOeq\o\al(－,2)、Cl－、OH－。(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ，是將AlOeq\o\al(－,2)轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，由題意可知Al2O3～2Al(OH)3，n(Al2O3)＝eq\f(100000g×5.1%,102g·mol－1)＝50mol，n[Al(OH)3]＝100mol，則m[Al(OH)3]＝100mol×78g·mol－1＝7800g＝7.8kg。13．(19分)光纖通訊是用光導(dǎo)纖維傳送信號(hào)的一種通訊手段，合成光導(dǎo)纖維及氮化硅(一種無機(jī)涂層)的工藝流程如下：回答下列問題：(1)反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________，氧化劑為________(填化學(xué)式)。(2)經(jīng)反應(yīng)Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物質(zhì)如下：組分名稱SiCl4SiHCl3SiH2Cl2HClBCl3PCl3質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5450.4050.04620.00030.001930.00157沸點(diǎn)/℃57.631.88.2－8512.575.5圖中“操作X”的名稱為________；PCl3的電子式為________________。(3)反應(yīng)Ⅲ和Ⅳ中尾氣的用途為_