版新高考化學總復(fù)習京津魯瓊版檢測：第15講　碳、硅及無機非金屬材料 Word版含解析

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1、 一、選擇題 1．(2019·佛山教學質(zhì)量檢測)2017年國產(chǎn)大飛機C919試飛成功，化學工作者研發(fā)的新材料發(fā)揮了重要作用。下列關(guān)于C919的說法中錯誤的是(　　) A．機身涂料中的氫氧化鋁有阻燃作用 B．發(fā)動機使用的高溫陶瓷材料氮化硅屬于硅酸鹽產(chǎn)品 C．使用的碳纖維復(fù)合材料能經(jīng)受許多由溫差帶來的“冷凍熱蒸”的考驗 D．使用的第三代鋁鋰合金具有低密度、高比強度、優(yōu)良的耐低溫等性能 解析：選B。氮化硅不屬于硅酸鹽，B項錯誤。 2．(2019·濟南教學質(zhì)量檢查)“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制

2、品，下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品 B．制水泥的原料為純堿、石灰石和石英 C．硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點較高 D．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的主要成分也為硅酸鹽 解析：選C。陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品，A項錯誤；純堿、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B項錯誤；硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點較高，C項正確；高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機非金屬材料，其主要成分不是硅酸鹽，D項錯誤。 3．(2019·晉豫省際大聯(lián)考)山西博物院是太原地標性建筑之一。下列相關(guān)說法正確的是(　　) A．展柜使用的鋼化玻璃，其主要成分只有SiO2 B．墻體使用的磚瓦

3、、水泥是硅酸鹽制品 C．陳列的元青花瓷的原料有高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]，也可以表示為Al2O3·SiO2·H2O D．展示的青銅器上有一層綠色物質(zhì)，此綠色物質(zhì)可能是堿式碳酸銅，它不溶于鹽酸 解析：選B。鋼化玻璃與普通玻璃的成分相同(只是制造的工藝不同)，主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅，A項錯誤；磚瓦和水泥都是硅酸鹽制品，B項正確；高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]應(yīng)該表示為Al2O3·2SiO2·2H2O，C項錯誤；銅綠是堿式碳酸銅，該物質(zhì)可以與鹽酸反應(yīng)生成氯化銅、二氧化碳和水而溶解，D項錯誤。 4．(2019·德州高三模擬)硅及其化合物的應(yīng)用范圍很廣。下列說法正確的

4、是(　　) A．硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料 B．粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng) C．反應(yīng)Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si為氧化劑 D．硅能與氫氟酸反應(yīng)，則硅也可以與鹽酸反應(yīng) 解析：選A。由粗硅制備單晶硅的過程一般為SiSiCl4Si＋HCl，都是氧化還原反應(yīng)，B項錯誤；C項中Si為還原劑，C項錯誤；硅不能與鹽酸反應(yīng)，D項錯誤。 5．(2019·孝感高中月考)鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)與碳、硅兩元素同位于第ⅣA族，其原子序數(shù)按鍺、錫、鉛的順序依次增大，則下列推斷一定不正確的是(　　) A．鉛可形成PbO、PbO2兩種氧化物 B．鍺

5、與鹽酸不反應(yīng)，錫、鉛能與鹽酸反應(yīng) C．鍺、錫、鉛的＋4價氫氧化物的堿性：Ge(OH)4

6、叫作生物質(zhì)納米結(jié)構(gòu)二氧化硅的超高活性材料，將少量這種材料摻入混凝土中，即可制備出超高強度的高性能混凝土。下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是(　　) A．二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅屬于酸性氧化物 B．將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以得到硅酸 C．因為高溫時二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸的強 D．水晶是比較純凈的二氧化硅，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽 解析：選B。二氧化硅為酸性氧化物，但其不溶于水；硅酸的酸性比碳酸的弱；瑪瑙的主要成分是二氧化硅。 7．(2019·宜春高三月考)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系中，不能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)的是(　　) ①SiO2→Na2SiO3?、贑uS

7、O4→CuCl2　③SiO2→H2SiO3 ④CuO→Cu(OH)2?、軳a2O2→Na2SO4 A．①②　　　　　　　　 B．③④ C．②③④ D．②③④⑤ 解析：選B。①中SiO2可與NaOH或Na2CO3反應(yīng)生成Na2SiO3；②中CuSO4可與BaCl2反應(yīng)生成BaSO4和CuCl2；③中SiO2不能與H2O反應(yīng)，所以不能由SiO2一步制得H2SiO3；④中CuO不能與H2O反應(yīng)一步生成Cu(OH)2；⑤中將Na2O2加入稀H2SO4中反應(yīng)即可得到Na2SO4。 8．(2019·濟南高三模擬)下列離子方程式的書寫正確的是(　　) A．水玻璃中通入過量二氧化碳：Na2Si

8、O3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO＋H2SiO3↓ B．澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO C．硅與氫氟酸的反應(yīng)：Si＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2↑ D．二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O 解析：選D。Na2SiO3是強電解質(zhì)，應(yīng)拆分成Na＋、SiO，且應(yīng)生成HCO，A錯；B項正確寫法是CO2＋OH－===HCO，B錯；氫氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－，C錯。 9．(2019·南陽高三期末)《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無沙粘(黏)土而為之”“凡坯既成，干燥之后，則堆積窖中燃

9、薪舉火”“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說法錯誤的是(　　) A．黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料 B．“燃薪舉火”使黏土發(fā)生了復(fù)雜的物理化學變化 C．沙子和黏土的主要成分為硅酸鹽 D．燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦 解析：選C。沙子的主要成分是二氧化硅，黏土的主要成分是硅酸鹽，C項錯誤。 10．(2019·山東高三聯(lián)考)有些科學家提出硅是“21世紀的能源”。下列說法正確的是(　　) A．晶體硅具有半導體性質(zhì)，可用于制造光導纖維 B．玻璃中含有的SiO2可與NaOH溶液反應(yīng)，故常用NaOH溶液雕刻玻璃紋飾 C．陶瓷、水泥、石英玻璃都屬于硅酸鹽材料 D．硅酸鹽

10、Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示為Na2O·2FeO·3SiO2 解析：選D。 A．晶體硅具有半導體性質(zhì)，可用于生產(chǎn)電腦芯片，二氧化硅可用于制造光導纖維，A不正確；B.玻璃中含有的SiO2可與NaOH溶液反應(yīng)，但不能用NaOH溶液雕刻玻璃紋飾，因為玻璃表面是光滑的，該反應(yīng)太慢，應(yīng)用氫氟酸，B不正確；C.陶瓷、水泥屬于硅酸鹽材料，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，C不正確；D.硅酸鹽Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示為Na2O·2FeO·3SiO2，D正確。 11．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N

11、a2CO3溶液的試劑瓶能用玻璃塞 C．硅膠吸水后可重復(fù)再生 D．圖中所示的轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng) 解析：選C。SiO2是酸性氧化物，能與氫氟酸反應(yīng)是其特殊性質(zhì)，A錯；在圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系中只有第一行的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，其余均為非氧化還原反應(yīng)，D錯。 二、非選擇題 12．在下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系中，A是一種固體單質(zhì)，且常做半導體材料，E是一種白色沉淀，F(xiàn)是最輕的氣體單質(zhì)。 請回答下列問題： (1)B的化學式是________，目前在現(xiàn)代通訊方面B已被用作______________的主要原料。 (2)B和a溶液反應(yīng)的離子方程式是___________________________

12、_________ ________________________________。 (3)A和a溶液反應(yīng)的離子方程式是___________________________________ ________________________________。 (4)C和過量鹽酸反應(yīng)的離子方程式是______________________________________ ________________________________。 答案：(1)SiO2　光導纖維 (2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O (3)Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑ (4)S

13、iO＋2H＋===H2SiO3↓ 13．從“南澳一號”沉船中發(fā)現(xiàn)了大量宋代精美瓷器，體現(xiàn)了燦爛的中華文明。青花瓷胎體的原料——高嶺土[Al2Si2O5(OH)x]可摻進瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是鉀長石(KAlSi3O8)，在1 300 ℃左右一次燒成的釉可形成精美的青花瓷。 (1)下列說法正確的是________(填字母)。 A．高嶺土分子中x＝2 B．鉀長石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液 C．燒制青花瓷過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學變化 D．青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品 (2)在“南澳一號”考古過程中，需用高純度SiO2制造的光纖。下圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉

14、、氧化鋁等雜質(zhì))制備二氧化硅粗產(chǎn)品的工藝流程。 ①洗滌石英砂的目的是_______________________________________________。 ②二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是___________________________ ________________________________________________________________________。 ③在以上流程中，要將洗凈的石英砂研磨成粉末，目的是____________________。 ④工業(yè)上常用純凈石英砂與C在高溫下發(fā)生反應(yīng)制備粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和

15、SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1。下列說法正確的是________(填字母)。 A．SiC是一種傳統(tǒng)的無機非金屬材料 B．制造粗硅時的反應(yīng)為2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑ C．在以上流程中，將鹽酸改為NaOH溶液，也可達到目的 D．純凈的SiO2只能用于制造光導纖維 解析：(1)選項A，根據(jù)化合物中各元素的正、負化合價代數(shù)和等于零的原則，可得(＋3)×2＋(＋4)×2＋(－2)×5＋(－1)×x＝0，解得x＝4。選項B，鉀長石與鹽酸反應(yīng)后不能形成澄清的溶液。選項C，根據(jù)陶瓷的制作過程可推測出燒制青花瓷的過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學變化。選項D，青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)

16、品。(2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl雜質(zhì)，洗滌石英砂可使NaCl與SiO2分離。②SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O，據(jù)此可寫出相應(yīng)的離子方程式。③將洗凈的石英砂研磨成粉末后能增大反應(yīng)物的表面積，從而增大反應(yīng)物之間的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。④選項A，SiC是一種新型無機非金屬材料。選項B，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1，根據(jù)元素的原子個數(shù)守恒和得失電子守恒，可將題述信息轉(zhuǎn)化為如下反應(yīng)：2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑。 選項C，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，無法實現(xiàn)二者的分離。選項D，純凈的SiO2還可用

17、于制造光學玻璃等。 答案：(1)CD　(2)①除去石英砂中的NaCl雜質(zhì) ②SiO2＋2OH－===SiO＋H2O?、墼龃蠓磻?yīng)物之間的接觸面積，從而增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率?、蹷 14．單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度為450～500 ℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得到高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置圖： 相關(guān)信息如下： ①四氯化硅遇水極易水解。 ②硼、鋁、鐵在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物。 ③有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表： 物質(zhì) SiCl4 BCl

18、3 AlCl3 FeCl3 沸點/℃ 57.7 12.8 — 315 熔點/℃ －70.0 －107.2 — — 升華溫度/℃ — — 180 300 請回答下列問題： (1)裝置A中g(shù)管的作用是____________________________________________ ____________________________；裝置C中的試劑是________?！? (2)甲方案：f接裝置Ⅰ；乙方案：f接裝置Ⅱ。但是裝置Ⅰ、Ⅱ都有不足之處，請你評價后填寫下表。 方案 優(yōu)點 缺點 甲 乙 (3)在上述(2)的評價基

19、礎(chǔ)上，請你設(shè)計一個合理方案并用文字表述：_____________ ________________________________________________________________________。 (4)SiCl4與H2反應(yīng)的化學方程式為________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)平衡壓強，使分液漏斗中的濃鹽酸順利流下　濃硫酸 (2) 方案 優(yōu)點 缺點 甲 ①收集產(chǎn)品的導管粗，不會堵塞導管 ②冷凝產(chǎn)品，減少了產(chǎn)品損失 ①空氣中的水蒸氣進入產(chǎn)品收集裝置，使SiCl4水解 ②沒有尾氣處理裝置，污染環(huán)境 乙 ①有尾氣處理裝置，注重環(huán)保 ②避免了空氣中的水蒸氣進入收集裝置 ①產(chǎn)品易堵塞導管 ②沒有冷凝裝置，產(chǎn)品易損失 (3)在裝置Ⅰ的i處接盛有堿石灰的干燥管j (4)SiCl4＋2H2Si＋4HCl