课标专用5年高考3年模拟A版2021高考化学专题七无机非金属材料的主角-碳和硅试题

课标专用5年高考3年模拟A版2021高考化学专题七无机非金属材料的主角__碳和硅试题课标专用5年高考3年模拟A版2021高考化学专题七无机非金属材料的主角__碳和硅试题PAGEPAGE27课标专用5年高考3年模拟A版2021高考化学专题七无机非金属材料的主角__碳和硅试题专题七无机非金属材料的主角——碳和硅探考情悟真题【考情探究】考点内容解读5年考情预测热度考题示例难度关联考点碳的单质及其重要化合物的性质1。掌握碳及其重要化合物的主要性质和应用2。了解碳的氧化物对环境的影响2016江苏单科,1，2分易温室效应★☆☆硅及无机非金属材料了解硅及其重要化合物的主要性质和应用2017课标Ⅱ,26，14分中氧化还原滴定★★分析解读课标卷对碳和硅单质及它们的化合物的性质进行单独考查的频率较低，主要是以碳、硅的化合物的性质和应用为载体,综合考查化学基本概念、基本理论等.本专题知识与新材料的研发和应用有一定的相关性,预计高考对本专题的考查频率会有所提高.【真题探秘】破考点练考向【考点集训】考点一碳的单质及其重要化合物的性质1.(2020届江西名师联盟入学调研,2)碳纳米管、石墨烯、C60等新型碳材料具有广阔的应用前景。下列说法正确的是(）A.碳纳米管属于胶体B。石墨烯属于有机化合物C。C60与金刚石互为同素异形体D。均具有相同的熔点答案C2。(2018广东佛山教学质量检测一，7)2017年国产大飞机C919试飞成功,化学工作者研发的新材料发挥了重要作用。下列关于C919的说法中错误的是()A.机身涂料中的氢氧化铝有阻燃作用B。发动机使用的高温陶瓷材料氮化硅属于硅酸盐产品C.使用的碳纤维复合材料能经受许多由温差带来的“冷冻热蒸"的考验D.使用的第三代铝锂合金具有低密度、高比强度、优良的耐低温等性能答案B3。（2020届西南地区名师联盟入学调研,10)高温时,焦炭和水蒸气反应，所得气体含CO、CO2、H2和H2O，现用浓硫酸、无水硫酸铜、氧化铜、澄清石灰水、氢氧化钠溶液五种试剂，一次性检测气体中的CO、CO2和H2，下列说法不正确的是(）A。气体检验的顺序应该是CO2、H2、COB。检验CO和H2之前,需用浓硫酸将气体干燥后再完成后续实验C.干燥气体通过灼热氧化铜后，可根据无水硫酸铜是否变蓝色来确定是否含H2D。该实验中,澄清石灰水只需使用一次答案D4。（2019甘肃顶级名校月考，20)下列叙述中正确的是（）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溶液中滴加等体积、等物质的量浓度的稀盐酸，生成的CO2与原溶液中Na2CO3的物质的量之比为1∶2C.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Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出答案D5.(2018江西西路片七校一联,15）由氧化铜、氧化铁组成的混合物mg,加入0.8mol·L-1的盐酸500mL时固体恰好完全溶解。若将mg该混合物在足量的一氧化碳中加热完全反应,冷却后固体质量为（）A.3.2gB.（m-1。6)gC。（m—3。2)gD.无法计算答案C考点二硅及无机非金属材料1.（2020届湖北部分重点中学起点联考，1)化学与生活、生产、科技密切相关。下列说法错误的是()A。地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀B。中国天眼传输信息用的光纤材料是硅C。研发新能源汽车，减少化石燃料的使用,与“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念一致D。港珠澳大桥用到的合金材料,具有强度大、密度小、耐腐蚀等性能答案B2.（2020届福建永安一中期初考试，1)下列说法错误的是(）A。“霾尘积聚难见路人”，雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应B.水玻璃、双氧水、漂粉精、硅胶都是混合物C.直径在10-9~10—7m的NaCl固体小颗粒分散到水中能形成胶体D。“陶成雅器”的主要原料是黏土答案C3。(2019湖南、湖北八市十二校一联,1）中华文化源远流长、博大精深。从化学的视角看，下列理解不正确的是（)A.“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”中“淘"“漉”相当于分离提纯操作中的“过滤”B.后母戊鼎属青铜制品,是我国古代科技光辉成就的代表之一C.瓷器(China）属硅酸盐产品，“China”一词又指“中国”,这反映了在西方人眼中中国作为“瓷器故乡”的形象D。侯德榜是我国化学工业的奠基人，主要成就是发明侯氏制碱法，该碱指的是烧碱答案D4.（2019河南豫北名校调研，1）下列叙述正确的是()A。因为Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,所以硅酸的酸性比碳酸强B。碳和硅都是ⅣA族的元素,所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C。二氧化硅既能溶于氢氧化钠溶液又能溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物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应生成硅酸答案D5。(2018晋豫省际大联考,1）山西博物院是太原地标性建筑之一，下列相关说法正确的是()A。展柜使用的钢化玻璃，其主要成分只有SiO2B。墙体使用的砖瓦、水泥都是硅酸盐制品C.陈列的元青花瓷的原料有高岭土[Al2Si2O5(OH)4］,也可以表示为Al2O3·SiO2·H2OD.展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜,此绿色物质不溶于盐酸答案B6。（2018河南开封一模，8)化学与社会、生活密切相关,下列说法中正确的是()A.焚烧废旧塑料以防止“白色污染”B.牛奶中加入果汁会产生沉淀,是因为发生了酸碱中和反应C。聚氯乙烯化学稳定性好，可用于生产药品包装盒、快餐盒等D。由我国自行研制的新型“连续纤维增韧"航空材料，其主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成,它是一种新型无机非金属材料答案D【五年高考】A组统一命题·课标卷题组考点一碳的单质及其重要化合物的性质考点二硅及无机非金属材料（2017课标Ⅱ,26,14分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:回答下列问题:（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是,还可使用代替硝酸。

(2)沉淀A的主要成分是，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为。

(3)加氨水过程中加热的目的是。沉淀B的主要成分为、（写化学式）。

（4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为：MnO4-+H++H2C2O4Mn2++CO2+H2O.实验中称取0.400g水泥样品,滴定时消耗了0。0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为答案(1)将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+H2O2（2)SiO2(或H2SiO3)SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(或H2SiO3+4HFSiF4↑+3H2O）（3)防止胶体生成,易沉淀分离Al（OH)3Fe(OH)3(4)45.0％B组自主命题·省(区、市）卷题组考点一碳的单质及其重要化合物的性质1。（2016江苏单科，1,2分)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。节约用水用电答案A2。（2016四川理综,2,6分）根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是(）选项实验操作现象结论A将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水石灰水变浑浊该溶液中一定含有COB常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中铁片不溶解常温下,铁与浓硫酸一定没有发生化学反应C向某食盐溶液中滴加淀粉溶液溶液颜色不变该食盐中一定没有添加KIO3D向苯酚钠溶液中滴加乙酸溶液溶液变浑浊相同条件下,乙酸的酸性一定比苯酚强答案D3.(2015江苏单科,4，2分）在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C.下列说法正确的是（)A。元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B.Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r（Mg2+）>r(Mg）C。在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性D。该反应中化学能全部转化为热能答案C4.（2019江苏单科，20,14分）CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。(1）CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化如图1。图1①写出400～600℃范围内分解反应的化学方程式：。

②与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是。

(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用.电解CO2制HCOOH的原理示意图如图2。图2①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式:。

②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是。

(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应Ⅰ:CO2（g）+H2(g）CO(g）+H2O(g）ΔH=41.2kJ·mol—1反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g）CH3OCH3（g)+3H2O(g）ΔH=—122.5kJ·mol-1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图3。其中:CH3OCH3的选择性=2×CH图3①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是

。

②220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48％(图中A点）。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有。

答案（14分）(1）①CaC2O4CaCO3+CO↑②CaC2O4·H2O热分解放出更多的气体，制得的CaO更加疏松多孔（2)①CO2+H++2e—HCOO—或CO2+HCO3-+2e-HCOO-+CO②阳极产生O2,pH减小,HCO3-浓度降低；K(3）①反应Ⅰ的ΔH>0,反应Ⅱ的ΔH<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度②增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂5。(2017北京理综，26，13分）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2)制备钛（Ti）的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:钛精矿粗TiCl4纯TiCl4资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/℃58136181(升华)3161412熔点/℃—69-25193304714在TiCl4中的溶解性互溶——微溶难溶(1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知：TiO2(s）+2Cl2(g）TiCl4（g）+O2(g）ΔH1=+175.4kJ·mol-12C(s）+O2（g)2CO（g）ΔH2=-220.9kJ·mol-1①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4（g)和CO(g)的热化学方程式：

。

②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据右图判断：CO2生成CO反应的ΔH0(填“>”“〈”或“=”）,判断依据：

。

③氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液,则尾气的吸收液依次是.

④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有.

(2）精制过程:粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4.示意图如下：物质a是，T2应控制在。

答案（13分）(1）①TiO2(s)+2Cl2（g）+2C(s）TiCl4(g)+2CO(g)ΔH=—45.5kJ·mol-1②〉随温度升高，CO含量增大，说明生成CO的反应是吸热反应③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液④MgCl2、AlCl3、FeCl3（2）SiCl4高于136℃，低于181℃考点二硅及无机非金属材料6。（2019北京理综,6，6分）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"钛合金筛网轮答案A7。(2017北京理综，6,6分）古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于无机物的是()A.瓷器B。丝绸C。茶叶D.中草药答案A8.(2015江苏单科，8，2分)在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是（)A.粗硅SiCl4SiB.Mg（OH）2MgCl2（aq）MgC。Fe2O3FeCl3（aq）无水FeCl3D.AgNO3（aq)［Ag（NH3)2]OH（aq)Ag答案AC组教师专用题组考点一碳的单质及其重要化合物的性质1.（2014课标Ⅱ,7,6分)下列过程没有··A.用活性炭去除冰箱中的异味B。用热碱水清除炊具上残留的油污C。用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果D.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装答案A2。（2013浙江理综，7,6分）下列说法不正确的是()A。多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料B。pH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断C.科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素,该As元素最有可能取代了普通DNA链中的P元素D。和CO2反应生成可降解聚合物，该反应符合绿色化学的原则答案B3。（2013浙江理综,27,14分)捕碳技术（主要指捕获CO2）在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4）2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应:反应Ⅰ:2NH3(l）+H2O(l）+CO2(g）（NH4)2CO3(aq）ΔH1反应Ⅱ：NH3(l)+H2O(l)+CO2(g）NH4HCO3(aq）ΔH2反应Ⅲ：(NH4）2CO3（aq）+H2O(l)+CO2(g）2NH4HCO3(aq)ΔH3请回答下列问题:(1）ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是:ΔH3=。

(2)为研究温度对（NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下，将一定量的（NH4）2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体（用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度.然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图(见图1）.则:①ΔH30（填“〉”“=”或“<”）.

②在T1—T2及T4-T5二个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是

。

③反应Ⅲ在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2，并维持该温度.请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。（3)利用反应Ⅲ捕获CO2，在(NH4）2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有（写出2个）。

（4）下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是。

A.NH4ClB.Na2CO3C。HOCH2CH2OHD。HOCH2CH2NH2答案(共14分)（1)2ΔH2-ΔH1（2）①<②T1—T2区间，化学反应未达到平衡，温度越高,化学反应速率越快，所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4-T5区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动，所以不利于CO2捕获③(3）降低温度；增加CO2浓度（或分压)（4)B、D考点二硅及无机非金属材料4。(2014重庆理综,1，6分)下列物质的使用不涉及化学变化的是()A.明矾用作净水剂B.液氨用作制冷剂C。氢氟酸刻蚀玻璃D。生石灰作干燥剂答案B5。(2014福建理综,9,6分)常温下,下列各组物质中，Y既能与X反应又能与Z反应的是()XYZ①NaOH溶液Al（OH)3稀硫酸②KOH溶液SiO2浓盐酸③O2N2H2④FeCl3溶液Cu浓硝酸A.①③B.①④C.②④D。②③答案B6.(2013江苏单科，4,2分）下列有关物质性质的应用正确的是（）A。液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂B。二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸C。生石灰能与水反应,可用来干燥氯气D。氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝答案A7。（2014重庆理综，8，15分）月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素,是人类未来的资源宝库。(1)3He是高效核能原料,其原子核内中子数为。

（2）Na的原子结构示意图为，Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为。

(3)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备。①MgO的熔点比BaO的熔点(填“高”或“低”）。

②月球上某矿石经处理得到的MgO中含有少量SiO2,除去SiO2的离子方程式为;SiO2的晶体类型为。

③MgO与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收,则生成的盐为(写化学式).

（4）月壤中含有丰富的3He，从月壤中提炼1kg3He,同时可得6000kgH2和700kgN2,若以所得H2和N2为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵kg.

答案(1)1（2）（3）①高②SiO2+2OH-SiO32-+H③NaCl,NaClO,Na2CO3（4)39508。(2014安徽理综，27，14分）LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下:已知:HCl的沸点是-85.0℃，HF的沸点是19。5℃.（1)第①步反应中无水HF的作用是、。反应设备不能用玻璃材质的原因是(用化学方程式表示).无水HF有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的溶液冲洗。

(2）该流程需在无水条件下进行，第③步反应中PF5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式:.

(3）第④步分离采用的方法是；第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是。

(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg，测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF6的物质的量为mol(用含w、n的代数式表示)。

答案（1)反应物溶剂SiO2+4HFSiF4↑+2H2ONaHCO3(2)PF5+4H2OH3PO4+5HF（3)过滤冷凝（4)w(本题部分小题属于开放试题，合理答案均给分）【三年模拟】时间：30分钟分值：65分一、选择题(每题6分，共42分）1.（2020届湖南顶级名校第一次月考,1）2019年北京世界园艺博览会的主题是“绿色生活,美丽家园”。下列有关该园艺博览会的说法正确的是()A。大会交通推广使用的是利用原电池原理制成的太阳能电池汽车,可减少化石能源的使用B.妫汭剧场里使用的建筑材料为第五形态的碳单质-—“碳纳米泡沫”,其与石墨烯互为同分异构体C.传统烟花的制作常加入含有铂、铁、钾、钙、铜等金属元素的发光剂，燃放时呈现美丽的颜色,大会庆典禁止使用D.秸秆经加工处理成吸水性的材料-—植物纤维,可用作食品干燥剂,符合大会主题答案D2。(2020届安徽合肥八校一联，4)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是()选项现象或事实解释A用氢氟酸刻蚀玻璃二氧化硅是碱性氧化物B镁铝合金用作高铁车厢材料镁铝合金质量轻、强度大C过氧化钠可作呼吸面具中氧气来源过氧化钠能氧化二氧化碳D用浸有高锰酸钾溶液的硅藻土作水果保鲜剂高锰酸钾与乙烯发生加成反应答案B3.(2020届四川成都七中入学调研，5）化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是()A。用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维B。可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品C.Ge（32号元素)的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池D.纤维素在人体内可水解为葡萄糖，故可作为人类的营养物质答案D4。(2019河南洛阳期末,12)用无机矿物资源生产部分材料，有关流程示意图如下:下列有关说法不正确的是（）A。制取粗硅时生成的气体产物固态时可用于人工降雨B.生产铝、铜、高纯硅过程中均涉及氧化还原反应C。黄铜矿冶炼铜时产生的副产物可用于生产硫酸和冶铁D。玻璃与水泥一样,主要成分都是硅酸盐答案A5。(2018福建龙岩质检，2）“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,描绘我国古代精美的青瓷工艺品.玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品,下列有关说法中正确的是（)A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英C。硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐答案C6.(2018河南、河北重点高中一联,8)实验室用H2还原SiHCl3（沸点：31.85℃)制备纯硅的装置如图所示(夹持仪器和尾气处理装置略去）。下列说法正确的是()A.装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓H2SO4、冰水B。实验时，应先加热管式炉,再打开盛装稀硫酸的分液漏斗活塞C.为鉴定制得的硅中是否含微量铁单质,需要用到的试剂为盐酸、双氧水、硫氰化钾溶液D.该实验中制备氢气的装置也可用于氢氧化钠稀溶液与氯化铵固体反应制备氨气答案C7。(2018河北武邑中学三调,20)球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下：化合物X18。0g固体1溶液甲溶液乙固体224.0g下列说法不正确的是(）A。固体2是氧化铁B。X的化学式可表示为Fe3C2C。溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24。0g固体D。X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成答案B二、非选择题（共23分)8.（2020届辽宁六校协作体期初考试,22)(14分）化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究:查得资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体生成。Ⅰ。摩擦剂中氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品,加