2023-2024届新高考一轮复习人教版 第四章 第4讲　无机非金属材料　化学与可持续发展 作业

第4讲无机非金属材料化学与可持续发展

----------•・课后作业・集训・•-------

选题表

题号

知识点

基础能力创新

碳及其化合物711

硅及其化合物46,9,10

无机非金属材料1,5

化学与社会发展2,3

综合应用8

菸础过关

L科技改变生活,新材料带来新科技。下列说法正确的是（A）

A.“冰立方”的ETFE膜（乙烯一四氟乙烯共聚物）的单体为乙烯、四

氟乙烯

B.北京冬奥会火炬“飞扬”的喷口外壳采用的聚硅氮烷树脂属于无机

小分子化合物

C.北京冬奥会礼仪服采用石墨烯片聚热保暖,石墨烯和聚乙快互为同

分异构体

D.“天机芯”是全球首款异构融合类脑计算芯片，其主要成分和光导

纤维的主要成分相同

解析:聚硅氮烷树脂属于高分子聚合物,故B错误;石墨烯属于无机非

金属材料，聚乙快属于有机高分子化合物，石墨烯和聚乙快不互为同

分异构体,故C错误;光导纤维的主要成分是二氧化硅,芯片的主要成

分是硅,故D错误。

2.健康饮食是人们生活质量提高的一种体现。下列说法不正确的是

（A）

A,明矶的化学成分为硫酸钠,是传统的食品改良剂和膨松剂

B,奶粉中可添加硫酸亚铁、硫酸锌等作为营养强化剂

C.味精的主要成分是谷氨酸钠,是一种常用的增味剂

D.豆腐中含有盐卤（氯化镁或硫酸钙），菠菜中含有草酸，两者不宜混

合烧制

解析：明矶的化学成分为KA析SOj-12上0,常用作净水剂，小苏打

（NaHCO3）是传统的食品改良剂和膨松剂，故A错误;奶粉中添加硫酸亚

铁、硫酸锌等可补充Fe、Zn等微量元素,作为营养强化剂，故B正确；

味精为谷氨酸钠,是一种鲜味调味料，易溶于水,其水溶液有浓厚鲜味,

故C正确；硫酸钙、草酸两者混合会发生反应CaSO1+H2C2O4-

CaC2O4I+H2SO4,故D正确。

3.（2021・全国乙卷）我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年

前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”

是指CO?的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直

接有效的是（D）

A.将重质油裂解为轻质油作为燃料

B.大规模开采可燃冰作为新能源

C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染

D.研发催化剂将CO2还原为甲醇

解析：“碳中和”实际上就是通过植树造林、节能减排等方法实现二

氧化碳的“零排放”。重质油裂解为轻质油，只是将长链烧变为短链

烧,燃烧产生的二氧化碳的量不会改变,A错误;可燃冰作为新能源,其

主要成分为甲烷,燃烧依旧会产生二氧化碳,B错误;清洁煤技术主要

是减少二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物等污染物的排放,但不

能减少二氧化碳的排放,C错误;将二氧化碳转化为其他能源是实现

“碳中和”最直接有效的一种方法,D正确。

4.下列解释事实的离子方程式错误的是（B）

A.盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞：SiOz+2OH—

SiOf+H2O

4

B.酸雨的PH小于5.6:C02+H20^H2C03^H+HCO3

C.饱和碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳：2Na++COr+C02+H20—

2NaHC03I

D∙KI03与KI在酸性溶液中反应，溶液变成黄色：51+1。3+6出一

3I2+3H20

解析：正常雨水的PH为5.6,是因为溶有C02,CO2+H2O-H2CO3-

,

H+HCO3,而酸雨的pH小于5.6,并不是此反应的缘故,B错误。

5.“爱因斯坦”探针卫星的X射线主探器单体结构如图所示,下列有

关物质的性质与用途不具有对应关系的是（D）

A.金属被有延展性,可作主探器的射线窗

B.石英对光线全反射,可作光导材料

C.SiO2属于共价晶体,可作耐高温材料

D.NaKCSl遇光易分解,可作闪烁体

解析:Nai、CSl能作为闪烁体的原因是吸收高能粒子，闪烁体中的电

子被激发跃迁后又回到基态,释放光能而发光,不涉及化学变化，即不

涉及NaKCsI的分解,D符合题意。

国能力提升

6.（不定项）水玻璃（Na2SiO3溶液）广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等

领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰（Sio2：65%〜70%、

C:30%~35%）制取水玻璃的工艺流程。下列说法正确的是（AC）

A.原材料稻壳灰价格低廉,且副产品活性炭有较高的经济价值

B.操作A与操作B完全相同

C.该流程中硅元素的化合价未发生改变

D.反应器中发生的反应为氧化还原反应

解析:操作A为过滤,操作B为蒸发浓缩,是两种不同的操作，故B错误;

反应器中发生的反应为SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O,此反应没有元素化

合价的变化,属于非氧化还原反应,故D错误。

7.（不定项）科学家使用络合物作催化剂,用多聚物来捕获二氧化碳，

反应可能的过程如图所示。下列叙述错误的是（B）

A.该反应若得以推广将有利于碳中和

B.反应过程中只有极性键的断裂和形成

C.总反应的化学方程式为CO2+3H2^^CH3OH+H2O

D.开发太阳能、风能等可再生能源可降低CO2、CH,温室气体的碳排放

解析:该反应可实现CO2转化为CH3OH而有利于碳中和,故A正确;第二、

四步有乩参与反应,存在非极性键的断裂,故B错误;除去环上循环的

物质和催化剂,总反应的反应物为CO?与电生成物为CLoH与丛0,故C

正确;开发太阳能、风能等可降低碳排放,故D正确。

8.（不定项）设计实验证明酸性强弱顺序:HCI>H2CO3>H2Si（‰下列说法

中正确的是（CD）

eOJ

ABC

A.装置A中的分液漏斗,使用时只需打开活塞

B.装置B中的药品为浓硫酸,作用是吸收挥发出的氯化氢

C.该实验设计原理为强酸制弱酸

D.该装置可以不设计尾气处理装置

解析:装置A中的分液漏斗,使用时要想让液体流出，除需打开活塞外,

还应打开分液漏斗的玻璃塞,A不正确;为防止氯化氢对后续实验产生

干扰,装置B中的药品为饱和碳酸氢钠溶液,作用是吸收挥发出的氯

化氢,B不正确。

9.（不定项）硅胶吸附剂的结构示意图如图所示,常用作干燥剂。在其

中添加CoCl2可使其指示吸水量的多少从而判断硅胶是否失效，原理

如下：CoCk（蓝色）+6H2（λ_：CoCl2•6比0（粉红色），失效的硅胶可加热

再生。下列说法错误的是（B）

A.当硅胶变粉红色说明硅胶失效了

B.SiOz是酸性氧化物,硅胶可干燥HF和Ck等酸性气体

C.失效的硅胶再生时加热的温度不宜过高

D.当硅胶遇到大量的水分子时,与硅羟基形成了过多氢键从而失去吸

附力

解析:二氧化硅可以和HF反应,故硅胶不能干燥HF,B错误;温度过高

会因显色剂逐步氧化而失去显色作用，C正确。

10.高纯硅是制作光伏电池的关键材料,如图是一种生产高纯硅的工

艺流程示意图：

石英砂、焦炭HClH2

已知：

①流化床反应器内的主反应为Si+3HC1250〜30OtSiHCI3+H2；

0200

②还原炉内的主反应为SiHCl3+⅛-°-→Si+3HCl;

③SiHCl3极易水解:SiHCl3+3⅛A=H2SiO3+H2t+3HC1t。

回答下列问题。

(1)石英砂的主要成分为SiO2,SiO2是一种酸性氧化物,能与烧碱反应

生成盐和水,下列物质中也能与烧碱反应生成盐和水的是(填

字母)。

A.AlB.Al2O3

C.CuOD.NaHCO3

Si(λ还能在一种常见的酸中溶解,生成一种气态含硅物质，这种酸的

电子式为。

(2)电弧炉中生成粗硅,反应的化学方程式为。

若电弧炉中焦炭过量,还会有SiC生成,石英砂和焦炭生成SiC的反应

中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为o

(3)整个操作流程都需隔绝空气,原因是

(答出两条即可)。

(4)流化床反应器中除生成SiHCI3外,还可能发生副反应,生成其他含

硅化合物(如SiCl八SiH2Cl2>SiH3Cl等)，可以用分储的方法加以分离，

该操作方法的理论依据是o

(5)上述操作流程中可以循环利用的物质是o

答案：(I)BDH：F：(2)SiO+2C≡=Si+2CO↑1：2(3)防止

••2

SiHCI3发生水解、防止硅被氧化、防止氢气与氧气反应而发生爆炸(任

写两条即可)(4)各组分沸点相差较大(5)上、HCl

巨创新应川

11.碳化物衍生碳以其独特的性能被广泛应用在超级电容器、催化剂

载体等方面。常用氯气刻蚀法制备,该方法通过高温氯化2小时在SiC

表面制备碳涂层。其方法如图：

(2)仪器C的名称是，所盛物质为

⑶圆底烧瓶A中为二氧化锌,发生反应的化学方程式为;

实验温度为40℃,加热方式是,主要目的是

_______________________________O

(4)高温环境为瀛气与氯气混合气氛,随着温度的升高,氯气与SiC反

应，将Si原子从SiC中刻蚀掉形成碳层，反应的化学方程式为

_____________________________O

⑸如果温度超过1175℃,涂层上的碳结构发生如下变化:碳一骨架

碳一非晶碳一石墨碳,则碳涂层硬度会(填“逐渐变高”或“逐

渐变低”)o

(6)装置F中盛有NaOH溶液用于除气和回收气气,其生成的盐除了

NaCl,还有两种类别不同的含氧酸钠盐:(填化学式)。

解析:本实验需要用氯气刻蚀,在SiC表面制备碳涂层,所以装置A应

是利用浓盐酸和二氧化镒共热反应制备氯气,装置B中盛放饱和食盐

水除去氯气中混有的HCl气体,装置C